JPH0447073A - 低階層建物の階層追加方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は建設場に関し、特に現存する低階層の建物が高
階層の建物に改造すること、即ち追加の階層を現存する
低階層の建物に追加することに関する。

従来の技術及び発明が解決しようとする課題現存する低
階層の建物に追加の階層を追加することは全世界におけ
る都市構造の発達での新しいテーマである。都市人口の
増加に伴い、都市は拡大することを余儀なくされている
が、開発された場の制限のために都市の領域は意のまま
に大きくされることができない。それ故、開発を都市の
範囲内で適当に制限することが必要である。これは特に
もとの建物か一般的に非常に低い都市で建物の高さを高
める要求があり、現実と要求との間の矛盾は最も顕著で
あることを意味する。今まで、この矛盾に対する解答は
次のものからなる。即ち、■．　もとの低階層の建物を
取り壊し且つその場に新しい高階層の建物を再建設する
こと。そうすると、居住者を他の場所へ移動させること
並びに廃棄物を建設現場から処分することの問題が起こ
るのみならず、建物の幾つかをそれらが使用期間の満期
まで遥かに達していないにもかがわらず取り壊さねばな
らない問題が起こる。これは浪費と廃棄を生し、且つ解
決するに困難な幾つかの社会的問題を生しる。

２、　もとの建物の高さを高めること。現在、それは主
として２つの方法からなる。即ち、イ）もとの建物を保
持し、１〜２階層をそれに追加すること。

口）それ以上の階層を純粋の枠構造によって追加するこ
と。

方法イ）では、追加の階層の重量がもとの建物構造によ
って支えられる。しかしながら、もとの建物構造の支持
能力は全く制限されているので、多くて１〜２階層だけ
を追加することができる。

明らかに、これは建物の高さを高める要求を満足するこ
とができない。方法口）では、階層追加構造の力伝達の
経路が絶対的に正確に且つ明確にすることをその設計上
で考慮していないので、追加された階層の重量は枠構造
を介して基礎へ伝達されることができず、即ち力伝達の
経路の混乱が存在しない。それ以外には、地震中に起こ
り得る基礎の滑りを回避するための処置がとられていな
い。

それ故、この種の階層追加構造は構造設計機構の原理に
内在的な欠陥、即ち構造の力伝達の経路の混乱を与える
のみならず、その耐展性は非常に低い。

本発明の目的は現存の低階層の建物の高さを高めるため
に現存の低階層の建物に追加の階層を追加するための方
法であって、新たに追加された多階層の建物部分の重量
がもとの建物によって支えられるよりはむしるもとの建
物へ特に連結された重量支持枠構造を介して地面基盤へ
伝達され、それによりどのような情況においても追加さ
れた一体構造の力伝達の経路が混乱されないようになす
方法を提供する。同時に、本発明に、３つの種目の特許
された技術、即ち「建物用衝撃抵抗及び衝撃吸収装置」
　（中国特許第８７１００１５１号）、「建物用衝撃絶
縁体」　（中国特許第８８１０８４７０．０号）及び上
述した特別の連結を実現するための「旧建物の高さを高
める際の新及び旧建物間の連結器」　（中国特許出願第
８９１０６１３７．１号）が組入れられる。加えて、地
面基盤の応力重畳領域に滑り防止板を設け、それにより
階層追加した低階層建物の一体構造の耐震能力は実質的
に増大される。

課題を解決するための手段 上述した目的を達成するために本発明による方法は次の
とおりである。

数個の階層追加支持枠柱が直立される基礎がもとの建物
の周りに近接して敷設される。構造膨張及び収縮継手が
もとの建物と柱との間に設けられ、これらの継手は圧縮
可能な材料で満たされることができる。

階層追加枠支持桁がもとの建物の屋根より上で前記枠柱
と剛固に連結され、それにより階層追加構造の重量が桁
によって支えられ且つ前記枠柱を介して地面基盤へ伝達
される。桁の底表面及びもとの建物の頂表面は空間によ
って分離され、該空間の大きさは階層追加構造の沈降量
よりも大きい。

前記枠柱はもとの建物の階層毎の床場所においてもとの
建物の柱へ「旧建物の高さを高める際の新及び旧建物間
の連結器」　（中国特許出願第８９１０Ｂ１３７．１号
）によって連結され、前記枠柱における端は固定端であ
るのに対して旧建物の柱における端は垂直方向に移動可
能なヒンジ端であるが、横への移動は許されない。

階層追加支持枠柱の基礎の外側に近接して且つ基礎の底
の下に、例えば鉄筋コンクリート板を用いる地面基盤土
壌のための滑り防止板が設けられる。

もとの建物の基礎と支持枠柱の新規追加の基礎との間に
硬質の薄い材料で作られた隔壁が設けられる。

新規追加の階層追加支持枠柱の安定性を高めるために、
該枠柱は板梁によってその各対応する床場所のレベルに
おいてもとの建物に沿って互いに長さ方向に連結される
。

もとの建物の構造が多年の使用後に基本的に安定であり
、それによりそれが非変形の剛固な体として考えられ得
ることは理解し難くない。使用の初期の段階において階
層追加構造が負荷の作用の後に基礎の沈降及び構造部材
の自己変形を呈し、新及び旧建物の間で垂直方向の相対
的変位を生ずることがある。その結果、もし適当な処置
がとられていないならば、又は特別の連結が旧及び新建
物の間に設けられてなければ、新建物の重量は旧建物の
上に確実に下へ押付けられ、力伝達の経路の混乱を生じ
且つ旧及び新構造内に応力の増加を生じるであろう。し
かしながら、階層追加枠支持桁の底表面及びもとの建物
の頂表面間に若干の空間があるので、特に方向性のある
ヒンジ支持形式の新及び旧建物間に採用された「旧建物
の高さを高める際の新及び旧構造間の連結器」があるの
で、それは上述した欠点を回避するのみならず階層追加
枠柱の自由長さを短縮し、階層追加構造の安定性及び旧
建物との一体化を向上し、建物全体の耐震能力を改善す
る。

更に、上述したように地面基盤土壌のための滑り防止板
が設けられているので、それは新建物基礎の下の地面土
壌がもとの建物から離れる方向へ圧迫されるのを防止し
、それにより基礎が滑るのを防止することができる。ま
た、これは建物の耐展能力を向上させる。

その外に、旧及び新建物の基礎が互いに近接して配置さ
れているので、桁のスパン長さは短縮され、且つそれら
が隔壁によって互いに分離されているので、それは新建
物の基礎がその安定性に達する前に旧建物の基礎の作用
を受けることを防止することができる。

本発明の方法、目的及び利益は次に添付図面を参照して
詳細に説明される。図面において、同じ参照数字は同じ
又は対応する部分へ適用される。

実施例 次に、第７図を参照すると、階層追加支持桁のスパン長
さを短縮するために、新建物の基礎１２はできるだけも
との建物の基礎１１へ近接してあり、このために、もと
の建物の基ｌ！１１の一部分はそれが第７図のａに示さ
れるように支持基礎でない時に除去されることができる
。もとの建物の基礎に損傷を与えることがある使用の初
期段階における新建物の基礎の沈降を避けるために、薄
い硬質の材料で作られた隔壁１３か２つの基礎の間に設
けられる。階層追加構造の基礎の滑りを生じる新建物基
礎の地面土壌がもとの建物から離れる方へ圧迫されるの
を防止するために、地面基盤土壌のための滑り防止板１
４が第７図及び第１１図に示されるように階層追加構造
の外側でその基礎の底の下に設けられる。

地面基盤土壌のための滑り防止板１４を設ける必要性を
より良く理解するために、更に説明が次のようになされ
る。もとの建物の基礎は多年の使用後に安定になってお
り、その応力分布は第１０図のａに示されているが、新
建物の基礎は使用の初期段階においてまだ安定になって
いないので、２つの基礎は互いに一緒に作用するように
もたらされる時に階層追加構造の応力はもとの建物の基
礎の応力分布に作用を殆ど及ぼさないのに対して、階層
追加構造の基礎から伝達された応力に作用するもとの建
物の基礎の応力によって生じた反作用はそれが分離して
作用する時に階層追加構造の応力分布を変える。この応
力分布の変更は階層追加構造の基礎の下の地面土壌をも
との建物の基礎から離れる方へ側方へ圧迫し、又はむし
ろ−層その方向へ圧迫する。けれども、それが一方向の
圧迫又は二方向の圧迫であるならば、それは負荷制限値
に影響せず、該値において負荷は例えば地震中で非常に
大きく、それは階層追加構造の基礎の滑りに通し、且つ
基礎の滑りは階層追加構造を亀裂させ、捩じれさせ又は
傾動させるであろう。それ故、階層追加構造の外側でそ
の基礎の底の下に、地面基盤土壌のための滑り防止板が
設けられ、この基礎のための囲いを形成し、階層追加構
造が基礎に作用する時に上述した有害な状態の発生を回
避するように基礎が側方へ圧迫されないようにすること
を保証する。

地面基盤が岩床である時、絶縁された基礎を柱の下に採
用することはより良く、地面基盤が土壌床である時、鉄
筋コンクリートストリップ基礎を採用することはより良
い。柱の下のストリップ基礎が要件を満たすことができ
ない時、穿孔されたパイル又は内腟付パイルを補充する
ことは可能であるが、駆動されるパイルを採用すること
は許されない。地下水の汲み取りは階層追加枠構造の基
礎の建物のために便利な方法であるが、地下水位が高い
場合に地下水を汲み取る方法を採用することは許容し得
ない。それはもとの建物の地面基盤の応力状態を変えや
すいので、それは階層追加全体構造に不利に作用するこ
とがある。この状態において、水下コンクリート打ち方
法を採用することはより良い。

基礎の建設のために、分割建設方法を採用することは好
ましい。１つのセグメントが掘削され且つコンクリート
打ちされた後、次のセグメントが掘削され且つコンクリ
ート打ちされるように開始される等々である。掘削され
た基礎ビット中で、シートパイル壁２５が筋交い２２に
よってもとの建物の基礎壁及び階層追加枠に対して支持
される。

雨期中、雨水防護シェルタ−が第８図に示されるように
雨水が多すぎて基礎ビット２３中へ流れきれないのを防
止するために建てられる。

第４図に本発明の実施例が図示される。もとの建物４の
周りの上述した階層追加構造の基礎の上に、鉄筋コンク
リート柱５が注型され、それは上方階層追加構造１と共
に一体の構造を形成する。

もとの建物の頂部の上方で、階層追加支持桁２は上述し
た枠柱と剛固に連結され、それにより階層追加構造の重
量は桁２によって支えられ且つ柱５を介して地面基盤へ
伝達される。桁２の底表面ともとの建物４の頂表面との
間に若干の空間又は隙間があり、その大きさは階層追加
構造の沈降量よりも大きい。全体構造の安定性を高める
ために、階層追加構造をもとの建物４と連結することが
必要であるが、もとの建物の構造は多年の使用後で安定
しているが、階層追加構造は使用の初期段階においてお
そらく負荷の作用を受ける時に基礎の沈降又はその構成
部品の幾つかの自己変形のためにまた安定しておらず、
もし２つが剛固に連結されるならば、それは確実に力伝
達の経路の混乱を生じ、且つ応力状態を悪化させる。こ
の問題を解決するために、前記枠柱５はもとの建物４の
各階層の休場においてもとの建物の柱へ「旧建物の高さ
を高める際の新及び旧構造間の連結器」によって連結さ
れ、前記枠柱５における端は固定端であり且つもとの建
物の柱における端は垂直方向に移動可能なヒンジ端であ
るが横への移動は許されない。階層追加支持枠柱５の安
定性を強化するために、該枠柱はもとの建物４の階層毎
のそれぞれ対応する休場のレベルにおいて板梁６によっ
てそれぞれ建物の長さ方向に連結される。階層追加一体
構造の耐震能力を向上するために、「建物用衝撃絶縁体
」　（中国特許第８８１０８４７０．０号）が地面基盤
の外側に設けられる。

第５図は本発明の別の実施例を示す。上方階層追加構造
１は複合構造であり、それは単一デツキ支持枠構造１０
（柱５、桁２、板梁６、「新及び旧建物間の連結器」３
を含む）から分離され且つ［建物用衝撃抵抗及び衝撃吸
収装置」８を介して下方単一デツキ支持枠構造１０の上
に重畳される。

他の点に関して、それは第４図に示した実施例と同じで
ある。

第６図は本発明の第３の実施例を示す。上方階層追加構
造１は枠構造を有し、それは単一デツキ支持枠構造１０
から分離され、且つまた「建物用衝撃抵抗及び衝撃吸収
装置」８を介して単一デツキ支持枠構造１０上に重畳さ
れる。

階層追加支持桁のスパン長さの大きさはもとの建物の幅
に依存する。異なるスパン長さの桁は２つの範喘、即ち
正規スパン及び過大寸法スパンの桁に分類される。所謂
正規スパンは高さ／スパン比Ｈ／Ｌが階層高さに関して
使用のために合理的である。桁２の高さ／スパン比Ｈ／
Ｌが≦（１７８〜１／１２）である時、直線的な一様横
断面の桁を採用することが可能である。他方、設計によ
れば、階層高さから桁高さを引き且つ床スラブの厚さを
引いた値は使用可能な階層高さであり、例えば階層高さ
２．９ｍから桁高さ１ｍ、床スラブ厚さ０．１２ｍ及び
地面厚さを引いた値は実際の使用可能な高さ１．７６ｍ
を得る。明らかに、この使用可能な高さは構造での使用
のために合理的てはない。しかしながら、それは階層の
高さを高くすることが階層高さをもとの建物の階層の高
さと相違させるので階層の高さを高くすることによって
増大されることはできない。この場合、過大寸法スパン
の非一様な横断面桁を使用することが適当である。以下
は正規スパンの桁及び過大寸法スパンの２つの範鴫の設
計及び建設の分析である。

（１）　　正規スパンの桁 イ、多デツキ枠重畳型支持桁を用いること。

成形板を節約するため、建設を８晶にするため及び構造
的一体化を最大限向上するために、枠の桁は一般的に二
回注型によって作られた重畳された形式の桁である。所
謂重畳された形式の桁はその高さの一部分が最初に予め
注型され、この部分の上に予め組立てられた床板が配置
された桁である。床板の装着完了後、桁の上方部分のコ
ンクリートが設計高さに達するように注型される。この
ようにして、桁、板梁及び柱の間の連結の一体化が行わ
れる。予め組立てられた桁はブリストレストコンクリー
トのものであることができ且つ後の注型コンクリートを
有するプレストレスドコンクリート重畳桁を形成するこ
とができる。重畳桁の設計について、高階層建物の重畳
された桁上の設計材料に言及することができる。階層追
加構造は重畳された桁を使用し、建設条件の要求は高く
、例えば強い充填及びホイスト能力、広い現場及び便利
な運搬等である。制限された条件では、重畳された桁は
現場で注型されることができる。

口、現場注型矩形支持桁を用いること。

基礎状態が良好であり且つスパン長さが長すぎない時、
階層追加構造支持桁として一様な矩形桁を使用すること
が可能であり、桁の内部力は枠構造を計算する方法に従
って計算される。

（２）　　過大寸法スパンの桁 階層追加構造のスパン長さが比較的長い時、様な矩形の
桁が使用されることができず且つ非一様な横断面の形状
が支持桁に採用されることは、桁の高さＨ＞　（１／８
〜１／１２）Ｌが構造階層の使用可能な高さに影響する
ためである。これは負荷能力に有利であり且つ第９図に
示すように構造の重量自体を減らすことができ且つ構造
の使用可能な空間を大きくすることができる。

もとの建物の屋根の上に階層追加構造がある。

階層追加構造の階層毎の負荷は桁２を介して柱５へ伝達
される。もとの建物は一般的に平らな屋根付建物及び傾
斜屋根付建物に分割される。平らな屋根については、鉄
筋コンクリートの中空床スラブが一般的に使用され、そ
れ故それは充分に利用されることができる。胴差し桁は
平らな屋根の上に現場で注型されて全負荷支持能力を強
める。次に、階層追加構造の一階の煉瓦壁部分が胴差し
桁の上に置かれ、且つ床スラブが二階の桁上に配置され
る。構造上の処理の際に、もとの建物に関する階層追加
構造の相対的変位があるので、階層追加−階層の煉瓦頂
表面と板梁及び二階層の底表面との間に隙間が設けられ
、それにより階層追加構造が安定になる前に階層追加構
造の下方への圧縮変形がもとの建物に作用しないように
する。保護された隙間は、発泡コンクリート煉瓦又は空
気連行コンクリート煉瓦等のような容易に圧縮し得る材
料で満たされる。

もとの建物が傾斜屋根を有する建物である時、平らな屋
根付のもとの建物に関して上述したと同し様態で階層追
加構造を設計し且つ建設するように分割建設方法を採用
することによって屋根を平らな屋根に変形することが必
要である。もしもとの建物が五階層の建物であるならば
、屋根及び壁の上方部分の一部分を取除いて柱の縦横比
を減らし、柱の横断面寸法を全構造の外観に対して適合
させ、且つ階層追加桁及び発泡コンクリート煉瓦のため
の空間を残すことは必要である。階層追加構造のレイア
ウトは原理的にはもとの建物と同じであり１．もとの建
物の水供給、ソフトウェア系、階段室及び電気回路等を
最大限使用して設計及び建設の困難性を最小限にする。

階層追加構造の節点は充分な強度をもたねばならない。

建設段階及びサービス段階について強度計算をすること
は必要である。強度計算の際に、すべき第一のことは、
内部力、即ち節点におけるせん断力、モーメント及び軸
線方向力、並びに節点における力伝達の方向を明らかに
し、曲げ破損、反り破損、せん断破損、節芯破損、溶接
部又は補強棒の破損、主補強棒の反り、係止破損、あば
ら筋の破壊のような節点の種々の起こり得る形の破損を
分析し、且つ次に必要な計算式を決め且つ建設のために
測定することである。

桁及び柱の間の節点は一般的に構造上の破損の重要な場
所である。それ故、節点強度の計算の際に、節点の強化
が考慮されねばならない。構造の耐衝撃能力を向上する
ために、節点は必要な延性をもたねばならない。

また、本発明は高められたハイウェー及び立体第１図の
ａはもとの建物の前面図であり、第１図のｂはもとの建
物の側面図であり、第２図のａは本発明による階層追加
建物の前面図であり、第２図のｂは本発明による階層追
加建物の側面図であり、第３図は本発明の構造の計算の
だめの概略図であり、第４図は本発明による建物衝撃絶
縁体装置を有するもとの建物の周りに近接する新たに追
加された全枠構造を示す概略図であり、第５図は本発明
による「建物用衝撃抵抗及び衝撃吸収装置」及び「建物
用衝撃絶縁体」を有する重畳された階層追加複合構造及
びもとの建物の周りに近接した新たに追加された単一デ
ツキ支持枠を示す概略図であり、第６図は本発明による
［建物用衝撃抵抗及び衝撃吸収装置」及び「建物用衝撃
絶縁体」を有する重畳された階層追加枠構造及びもとの
建物の周りに近接した新たに追加された単一デツキ支持
枠を示す概略図であり、第７図のａは新及び旧建物の基
礎、２つの基礎の間の隔壁及び地面基盤土壌の滑り防止
板を示す概略図であって、旧建物の基礎の一部を切除し
た図であり、第７図のｂは新及び旧建物の基礎、２つの
基礎の間の隔壁及び地面基盤土壌の滑り防止板を示す概
略図であって、旧建物の基礎の一部がそのもとの形状を
保持している図であり、第８図はもとの建物の基礎及び
シートパイル壁及び階層追加枠構造の基礎溝中の筋交い
及び基礎溝より上方の雨水保護シェルタ−を示す概略図
であり、第９図は長スパン非一様横断面桁及び板粱及び
階層追加支持枠柱を示す三次元組立図であり、第１０図
のａはもとの建物の安定な基礎の圧縮応力分布線図であ
り、第１０図のｂはその基礎が分離した負荷のもとて安
定になった後の階層追加枠構造の圧縮応力分布線図であ
り、第１１図は階層追加枠構造の基礎の外側で基礎の底
の下に据付けられた地面基盤土壌のための滑り防止板及
びもとの建物の基礎を示す図である。

１・・・上方階層追加構造、２・・・階層追加支持枠柱
抗及び衝撃吸収装置、１ｏ・・・下方単一デツキ支持枠
構造、１４・・滑り防止板。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）もとの低階層建物の高さを高めるための低階層建
   物の階層追加方法であって、 基礎をもとの建物（４）の周りに近接して敷設し、該基
   礎の上に階層追加重畳枠桁（５）を直立し、構造の膨張
   及び収縮継手をもとの建物及び柱の間に設け且つこれら
   継手を圧縮可能な材料で満たすこと、 もとの建物の屋根の上方で階層追加枠支持桁（２）を前
   記枠柱（５）と剛固に連結し、それにより階層追加構造
   の重量を桁によって支え且つ前記枠柱（５）を介して地
   面基盤へ伝達し、桁（２）の底表面及びもとの建物の頂
   表面の間に隙間を設け、隙間の大きさを階層追加構造の
   沈降量より大きくすること、 「旧建物の高さを高める際の新及び旧構造の間の連結器
   」によってもとの建物の階層毎の床場において前記枠柱
   （５）をもとの建物の柱へ連結し、前記枠柱（５）にお
   ける端が固定端であると同時にもとの建物の柱における
   端が垂直方向に移動可能なヒンジ端であるが横方向への
   移動が許されないこと、 階層追加支持枠柱（５）の基礎の外側に近接して且つ基
   礎の底の下に地面基盤土壌のための滑り防止板（１４）
   を設けること、 もとの建物の基礎及び支持枠柱の間に硬質で薄い材料で
   作られた隔壁を設けること、 からなる低階層建物の階層追加方法。
2. （２）前記支持枠柱（５）を上方階層追加構造（１）へ
   連結して一体の構造を形成することを特徴とする請求項
   １に記載された低階層建物の階層追加方法。
3. （３）上方階層追加構造（１）が複合構造であり、それ
   が下方単一デッキ支持枠構造（１０）から分離され且つ
   「建物用衝撃抵抗及び衝撃吸収装置」（８）を介して下
   方単一デッキ支持枠構造（１０）の上に重畳されたこと
   を特徴とする請求項２に記載された低階層建物の階層追
   加方法。
4. （４）上方階層追加構造（１）が枠構造であり、それが
   下方単一デッキ支持枠構造（１０）から分離され且つ「
   建物用衝撃抵抗及び衝撃吸収装置」（８）を介して下方
   単一デッキ支持枠構造（１０）の上に重畳されたことを
   特徴とする請求項２に記載された低階層建物の階層追加
   方法。
5. （５）桁（２）の高さＨがＨ≦（１／８〜１／１２）Ｌ
   である時、正規スパン又は二回注型重畳桁又は後の注型
   コンクリートを有するプレストレスドコンクリートの予
   め組立てられた桁からなるプレストレスドコンクリート
   桁の一様な矩形桁が桁（２）として使用され、桁（２）
   の高さＨがＨ＞（１／８〜１／１２）Ｌである時、非一
   様横断面を有する過大寸法スパンが桁（２）として使用
   されることを特徴とする請求項１から４のいずれかの１
   項に記載された低階層建物の階層追加方法。
6. （６）支持枠柱（５）がもとの建物の対応する階層毎の
   床場のレベルで板梁（６）によって互いに建物の長さ方
   向に連結されたことを特徴とする請求項１から５のいず
   れかの１項に記載された低階層建物の階層追加方法。
7. （７）もとの建物が傾斜屋根を有する建物である時、分
   割建設方法が屋根を平らな屋根に変形するために採用さ
   れて前記枠柱（５）の高さを減らし、それにより上方階
   層追加構造（１）の建設を促進することを特徴とする請
   求項１から６のいずれかの１項に記載された低階層建物
   の階層追加方法。
8. （８）基礎のコンクリート打ちを分割方法によって行う
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれかの１項に記
   載された低階層建物の階層追加方法。
9. （９）階層追加建設が高い地下水位の場所で行われる時
   、水下コンクリート打ちが新建物の基礎を作るために採
   用されることを特徴とする請求項１から８のいずれかの
   １項に記載された低階層建物の階層追加方法。
10. （１０）建物が高められたハイウェー又は立体交差であ
    ることを特徴とする請求項１から９のいずれかの１項に
    記載された低階層建物の階層追加方法。