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耐震補強構造 - 清水建設株式会社
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発明の名称 耐震補強構造
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−197990(P2007−197990A)
公開日 平成19年8月9日(2007.8.9)
出願番号 特願2006−17173(P2006−17173)
出願日 平成18年1月26日(2006.1.26)
代理人 【識別番号】100064908
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武
発明者 甲斐 芳郎
要約 課題
既存建物を対象とする耐震補強架構における曲げ耐力を軽減する。

解決手段
既存建物2の既存柱3に対して柱補強材5を接合するとともに、柱補強材を保持する基礎補強材6を地表部に設置し、それら柱補強材と基礎補強材とを非接合状態で交差せしめて柱補強材の上下両端部をそれぞれ基礎補強材の上方および下方に突出せしめ、該交差部の上方に突出している柱補強材の上部と基礎補強材の左右両側部との間、および交差部の下方に突出している柱補強材の下部と基礎補強材の左右両側部との間に、それぞれ緊張材7を傾斜状態で張設する。
特許請求の範囲
【請求項1】
既存建物を対象とする耐震補強構造であって、
既存建物の既存柱に対して柱補強材を接合するとともに、該柱補強材を保持する基礎補強材を地表部に設置し、
それら柱補強材と基礎補強材とを非接合状態で交差せしめて、柱補強材の上下両端部をそれぞれ基礎補強材の上方および下方に突出せしめ、
該交差部の上方に突出している柱補強材の上部と基礎補強材の左右両側部との間、および交差部の下方に突出している柱補強材の下部と基礎補強材の左右両側部との間に、それぞれ緊張材を傾斜状態で張設してなることを特徴とする耐震補強構造。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は既存建物を対象とする耐震補強構造に関する。
【背景技術】
【0002】
既存建物の耐震性能を向上させるための耐震補強構造として、特許文献1に示される耐震補強架構を既存建物に一体に構築するものが提案され実用化されている。これは、既存柱に対して補強柱を一体に設けるとともに、その補強柱を支持する補強基礎を既存基礎と一体に構築してそれに補強柱の柱脚を接合し、それら補強柱と補強基礎との間に緊張材をあたかも斜張橋のように傾斜状態で張架して緊張力を導入する、というものである。
【0003】
これによれば、既存建物に作用する地震力の一部が補強柱から緊張材を介して補強基礎に伝達されて優れた補強効果が得られ、またそのような架構をフレームの構面外に設置することにより建物内での使用状態を阻害することがなく、耐震補強架構がフレームの開口を塞ぐこともないので採光や通風性を大きく損なうこともなく、意匠的にも見映えが良い、といった様々な利点を有するとされている。
【特許文献1】特開2005−163432号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献1に示される架構においては、地震時に既存建物から補強柱を介して補強基礎に伝達される地震力によって補強基礎には大きな曲げモーメントが生じ、必然的にその補強基礎は充分な曲げ耐力を有する頑強な大断面のものとして構築する必要がある。換言すれば、特許文献1に示される耐震補強架構は最終的には補強基礎の曲げ耐力によって補強効果を得るものであるともいえる。
【0005】
したがって、上記従来の架構による耐震補強は大断面の頑強な補強基礎を構築するためにかなりのコストを要するものであるし、その施工も必ずしも容易ではないことから、そのような耐震補強構造は有効性が認められつつも未だ広く普及するに至っておらず、さらなる普及を図るためにはその点での改善が不可欠であると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記事情に鑑み、本発明の耐震補強構造は、既存建物の既存柱に対して柱補強材を接合するとともに、該柱補強材を保持する基礎補強材を地表部に設置し、それら柱補強材と基礎補強材とを非接合状態で交差せしめて、柱補強材の上下両端部をそれぞれ基礎補強材の上方および下方に突出せしめ、該交差部の上方に突出している柱補強材の上部と基礎補強材の左右両側部との間、および交差部の下方に突出している柱補強材の下部と基礎補強材の左右両側部との間に、それぞれ緊張材を傾斜状態で張設してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、柱補強材と基礎補強材とそれらの間に張設した緊張材とによる耐震補強架構を既存建物に対して一体に設置することにより、優れた耐震補強効果が得られることはもとより、この種の架構による従来の耐震補強構造と同様の利点、すなわち、その架構を既存建物の外周部に設置することで内部での使用状況を阻害しない、既存建物の開口を塞ぐことがないので採光や通風を損なうことがない、意匠的にも優れる、といった利点をそのまま得られる。
【0008】
そして、本発明によれば、柱補強材と基礎補強材とを直接的に接合することなくそれらを単に交差するに留めて、柱補強材を基礎補強材に対して緊張材の緊張力によって保持する構造としたことにより、柱補強材および基礎補強材はいずれも構造的には圧縮材として機能するものとなってそれらには曲げモーメントが生じることはなく、したがって特に基礎補強材の曲げ剛性とその所要断面を従来の架構の場合に比して充分に小さくすることが可能であり、その結果、基礎補強材の施工に係わるコストを充分に削減でき、その施工も簡略化でき、耐震補強工事全体の工費削減、工期短縮に大きく寄与し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
図1〜図2は本発明の耐震補強構造の一実施形態を示すものである。本実施形態は図1に示す構造の耐震補強架構1を、図2に示すように既存建物2の外壁部に一体に構築することによって既存建物2に対する耐震補強効果を得るものである。
【0010】
本実施形態における耐震補強架構1は、既存建物2の既存柱3に対して柱補強材5を接合するとともに、その柱補強材5を保持するための基礎補強材6を既存基礎4に対して接合して、それら柱補強材5と基礎補強材6との間にPC鋼材等の緊張材7を張設することを基本とするものであって、地震時には既存建物2に作用する地震力の一部が柱補強材5から緊張材7を介して基礎補強材6に伝達されて補強効果が得られるものであり、その点では特許文献1に示される従来の耐震補強架構と基本的に同様のものである。
【0011】
但し、従来の架構が補強柱の柱脚を補強基礎に対して直接的に接合しているのに対し、本実施形態の耐震補強架構1では柱補強材5と基礎補強材6とを非接合状態で交差せしめており、かつ柱補強材5の上部に対してのみならずその下部に対しても緊張材7を張設しており、その点で両者は異なる構造形式に属するものである。
【0012】
具体的には、本実施形態における耐震補強架構1は柱補強材5および基礎補強材6をいずれも鉄筋コンクリート造としており、柱補強材5を既存柱3に沿わせて立設して各層の仕口部に対して連結材8を介して接合し、また、基礎補強材6をフーチング9および基礎柱10を介して既存基礎4に対して間接的に接合した状態で地表部に構築している。
【0013】
その際、図1に示しているように基礎補強材6の長さ方向中間部には上下方向に貫通する貫通孔11を形成し、その貫通孔11内に柱補強材5の下端部を緩挿状態で貫通せしめてその下端部を基礎補強材6の下方に突出させることにより、柱補強材5と基礎補強材6とを直接的には接合することなく、つまりそれらの間で若干の相対変位と相対回転とを許容する状態で、非接合状態で単に交差させるに留めている。
そして、そのうえで、交差部の上方に突出している柱補強材5の上部と基礎補強材6の左右両側部との間、および交差部の下方に突出している柱補強材5の下部と基礎補強材6の左右両側部との間に、それぞれ緊張材7を傾斜状態で張設して緊張力を付与し、その緊張力によって柱補強材5の上下を基礎補強材6に対して保持して全体として自己釣り合い型の安定な架構を構成したものとなっている。
【0014】
このような構造の耐震補強架構1においては、緊張材7は構造的に当然に引張材として機能するが、柱補強材5および基礎補強材6はいずれも圧縮材として機能し、それら柱補強材5および基礎補強材6には基本的には曲げモーメントが生じることはない。つまり、このような構造は、たとえば特開2000−54492号公報に開示されている張力安定トラス構造におけるトラスユニット(テンセグリッド構造におけるテンセグリティー)と同様のものであって、本実施形態の耐震補強架構1における柱補強材5および基礎補強材6はそれぞれ通常のテンセグリティーにおける束材およびフレーム体に相当して、それらはいずれも圧縮材として機能するものであり、最終的にはその圧縮耐力によって補強効果を得るものであるといえる。
【0015】
したがって、本実施形態の耐震補強構造では、上記の耐震補強架構1における柱補強材5および基礎補強材6を所望の圧縮耐力を有するものとして構築すれば良く、特に基礎補強材6の曲げ耐力は特許文献1に示される従来の架構における補強基礎に比べて大きく軽減されてその所要断面を充分に小さくすることが可能であり、その結果、特に基礎補強材6の施工に係わるコストを充分に削減できるし、その施工も簡略化でき、耐震補強工事全体の工費削減、工期短縮に大きく寄与し得る。
勿論、本実施形態の耐震補強構造によっても、特許文献1に示される架構による場合と同様ないしそれ以上の優れた耐震補強効果が得られることはもとより、既存建物2の内部での使用状況を阻害しない、既存建物2の開口を塞ぐことがないので採光や通風を損なうことがない、意匠的にも優れる、といった従来と同様の利点はそのまま得られる。
【0016】
以上で本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでは勿論なく、たとえば以下に列挙するような適宜の設計的変更や応用が可能である。
図示例の実施形態では柱補強材5の上下と基礎補強材6の左右両端部との間にそれぞれ平行状態で3本ずつ、全12本の緊張材7を張設したが、緊張材7の所要本数やその張設の形態は、補強対象の既存建物2の形態や規模、要求される補強効果、その他の諸条件を考慮して適正に設定すれば良いことはいうまでもない。
【0017】
また、柱補強材5と基礎補強材6との組み合わせの形態も、柱補強材5と基礎補強材6とを非接合状態で交差させたうえで柱補強材5の上下を緊張材7により基礎補強材6に対して保持する構成とする限りにおいて、上記実施形態のものに限定されることなく任意に変更可能であり、たとえば1本の基礎補強材6に対して複数本の柱補強材5を既存柱3の位置に対応させて設けることも考えられる。
【0018】
また、図示例の実施形態のように基礎補強材6をフーチング9および基礎柱10を介して既存基礎4に対して間接的に接合することに代えて、既存基礎4の周囲を掘り下げてピットを設けてそのピット内において基礎補強材6を既存基礎4の側部に直接的に接合することでも勿論良い。あるいは、基礎補強材6を既存基礎4に対してではなく既存の梁に対して接合して設置することも考えられる。さらには、基礎補強材6を既存建物2とは独立に設置して基礎補強材6自体で柱補強材5を安定に保持する構成とすることも不可能ではなく、その場合、必要に応じて基礎補強材6を支持するための杭を設けることも考えられる。
【0019】
さらに、柱補強材5および基礎補強材6の構造は鉄筋コンクリート造に限らず、所望の圧縮耐力を有するものであれば例えばプレキャストコンクリート造をはじめとして様々な構造を採用可能であるし、既存柱3や既存基礎4に対して柱補強材5や基礎補強6を接合するための具体的な構造も、所望の接合強度が得られる限りにおいて特に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の実施形態である耐震補強構造の概略構成を示す斜視図である。
【図2】同、耐震補強架構を既存建物に一体に構築した状態を示す図である。
【符号の説明】
【0021】
1 耐震補強架構
2 既存建物
3 既存柱
4 既存基礎
5 柱補強材
6 基礎補強材
7 緊張材
8 連結材
9 フーチング
10 基礎柱
11 貫通孔




 

 


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