JPH0751804B2 - Ｒｃ造の耐震補強構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は鉄筋コンクリート造躯体の開口部の耐震性能を
向上させる鉄骨系耐震要素に係り、特にRC造骨組開口部
の耐震要素に特徴のある耐震補強構造に関する。

《従来の技術》 鉄筋コンクリート造（RC造）で建物の骨組を構成する場
合、耐震性能の向上を図る目的で柱や梁の断面積を大き
くしていた。また耐震壁を設置することも行なわれてい
た。

しかし、これらの手段によれば床面積が減殺されるほ
か、重量が増加する分の補強も必要であるため、RC造開
口部内にはブレースを具えた鉄骨枠を設け、柱・梁の断
面積を小さくしたり、耐震壁を省くことを可能にする工
法もあった。

《発明が解決しようとする課題》 ところが、ブレースを具えた四角形状の鉄骨枠を既存の
RC造躯体の開口部に適用した場合、下側の下横枠が床面
上に突出することとなり、通り抜けを目的とした扉など
を設定しても扉高さを高く確保できないとともに、突出
した下横枠が歩行の障害となる。これを解決するために
下横枠を切断するとすれば、RC造躯体と縦枠および横枠
との接続強度を強化しなければならない。また鉄骨枠と
RC造躯体との間の応力伝達をよくするために互いの間に
モルタル等を充填して密に接合するため、殊に梁下への
施工に関してはモルタル等の品質管理や施工管理の面で
負担になっていた。例えば、モルタルは無収縮モルタル
を使用し、これを梁下に圧入する作業が伴なうのである
が、この作業が煩雑であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その
目的は床面と平坦な比較的高い開口部の確保が可能であ
ると同時に、施工性が良く、さらに靱性能の良好なRC造
の耐震補強構造を提供するにある。

《課題を解決するための手段》 上記目的を達成するために本発明に係るRC造の耐震補強
構造は、鉄筋コンクリート造の柱と梁で囲まれる開口部
をブレースで補強する構造において、上記柱にそれぞれ
取り付けられる一対の縦枠、並びに上記梁下に隙間を隔
てて配設されその両端部が各縦枠に接続される上横枠か
ら門型枠体を形成し、該門型枠体の上記上横枠にそれら
の一端を、該上横枠の中央部を挟んで互いに間隔を隔て
て接続し、他端を該縦枠に接続して、該門型枠体の該上
横枠から各縦枠それぞれに向かって斜めに一対のブレー
スを配設し、上記上横枠に、上記ブレースとの各接続部
それぞれから近接する上記縦枠側へ、補強部材を配設し
たことを特徴とする。

《作用》 本発明の作用について説明すると、開口部を補強するブ
レースを備えた枠体を門型としたので、従来のような下
横枠がなく、これにより床面と平坦で、かつ比較的高い
開口部を確保することができる。また、後述する補強機
能を確保する観点から、梁下と門型枠体の上横枠との間
には隙間を設定するようにしたので、梁と枠体とを密に
接合するためのモルタル等の充填作業が不要となり、施
工性を向上することができる。

ここで本発明を構成する門型枠体とブレース等とでなる
耐震補強構造の機能について説明すると、一対の縦枠と
上横枠とで門型の枠体を形成し、この枠体の内部に一対
のブレースを「ハ」の字状に配設することで、枠体の両
側に各々三角形状部分を形成しており、さらにブレース
と上横枠とを、当該上横枠の中央部を挟んで互いに間隔
を隔てて接続するとともに、上横枠に、ブレースとの各
接続部それぞれから近接する縦枠側へ、補強部材を配設
したので、開口部を横方向へ押すような入力が作用して
柱・梁による開口部が平行四辺形状に変形すると、ブレ
ースにはモーメントは発生することなく、一方のブレー
スに引張り力が、他方のブレースに圧縮力が作用して、
この結果、ブレースの接続部で挟んだ上横枠の中央部に
は、一方の接続部を下方へ引張し、他方の接続部を上方
へ押し上げる剪断力が発生することになる。梁と上横枠
との間には隙間を設定してあるので、補強部材で補強し
たブレース接続部によって挟まれた上横枠の中央部に
は、これに集中して剪断変形が生じることとなり、当該
中央部は周辺の他の部材に先立って座屈され崩壊され
て、他の部材の損傷を防止できることになる。すなわ
ち、上横枠の中央部に、いわゆる剪断パネルとしての機
能性を具備させたことから、この中央部は良好なエネル
ギー吸収性能を発揮し、この上横枠中央部の剪断パネル
部分に、地震エネルギーを集中させて吸収させ、地震時
の建物の応答変位を小さくさせて他の部分の地震被害を
軽減させる機能、すなわち制振効果を発揮させることが
できる。このように、ブレースの接続部で挟んだ上横枠
の中央部が剪断パネルとして機能するので、靱性能を具
備した補強構造を構成でき、梁崩壊型の建物には最適で
ある。

《実施例》 以下、本発明の好適な実施例について図面を参照にして
詳細に説明する。本実施例は基本的には、鉄筋コンクリ
ート造の柱１と梁２で囲まれる開口部３をブレース７で
補強する構造において、柱１にそれぞれ取り付けられる
一対の縦枠５、並びに梁２下に隙間８を隔てて配設され
その両端部が各縦枠５に接続される上横枠６から門型枠
体40を形成し、門型枠体40の上横枠６にそれらの一端
を、上横枠６の中央部Ａを挟んで互いに間隔を隔てて接
続し、他端を縦枠５に接続して、門型枠体40の上横枠６
から各縦枠５それぞれに向かって斜めに一対のブレース
７を配設し、上横枠６に、ブレース７との各接続部それ
ぞれから近接する縦枠５側へ、スチフナーやカバープレ
ート11などの補強部材を配設して構成される。

第１図は、柱１−１と梁２−２とによる鉄筋コンクリー
ト骨組の開口部３に、補強構造４を組み込んだ様子を示
すものである。

この補強構造４は鉄骨系耐震要素として働き、製造コス
トや強度を考慮してＨ形鋼鉄骨を採用しているが、他の
別種金属で構成してもよく、左右の縦枠５および上横枠
６で門型の枠体40を構成し、上横枠６と縦枠５との間に
ブレース７を渡している。

そして、上横枠６は上側の梁２の下端面から若干下げ
て、梁２と上横枠６の上面との間に隙間８を残し、縦枠
５−５間に水平に渡している。

縦枠５−５は夫々、柱１−１の開口部３側に打ったアン
カーボルトに溶接するか、あるいはアンカーボルトのほ
か縦枠５−５側にスタッドボルトを打ち、縦枠５と柱１
との間に無収縮モルタル９を充填し、互いに密着するよ
うにして柱１−１に縦枠５−５を固定している。

尤も、柱１−１が既存のものではなく、新設するもので
あれば、その生コンクリート打設時に縦枠５−５を一体
化させてもよい。

次に、ブレース７−７の取付け位置は、その下部を縦枠
５−５の基端部にガセットプレート10で接続するととも
に、上部は上横枠６の中央部分に間隔Ａを空けて接続し
ている。そして、上横枠６とブレース７との接続部分に
係る上横枠６のウェブをスチフナーで補強し、更にその
上下の各フランジも、ブレース７の外端部から縦枠５方
向にカバープレート11を当てて補強している。

したがって、縦枠５とブレース７及び上横枠６が形成す
る三角形部分に較べて、上横枠６の中央部分（間隔Ａの
部分）は上下に屈曲し易い。

すなわち、開口部３に横荷重が働いたとき、補強構造４
の各部材には軸力，曲げモーメント及び剪断力等の応力
が作用し、ある耐力を超えると、ブレース７と上横枠６
との接続箇所に挟まれる中央部分（間隔Ａの部分）が先
に剪断降伏する。それ故に、この部分を剪断パネル12と
して作用させることができる。剪断パネル12を充分に変
形させるためには、隙間８が変形分の余裕を残す程度に
なっていることが必要である。

本実施例にあっては、枠体40を門型に組み、その内側に
「ハ」の字状のブレース７を設けるので、開口部３の下
部は床面に連続的な平坦面とすることができるし、また
開口部３内に通路を形成する場合にも、ブレース７の開
角を選んで通路の高さを確保できる。

また、上横枠６と梁２下との間にもモルタル等を密に充
填する必要がないので、モルタルの品質管理やその施工
管理を要せず、構成部材数も少なくて済むなどの効果を
奏する。

更に、上横枠６においてブレース７との接続部間の中央
部12が剪断パネルとして作用するので、靱性能を具備し
た補強構造を構成でき、梁崩壊型の建物に最適である。
また該剪断パネル12は良好なエネルギー吸収性能を発揮
するため、この剪断パネル12が地震エネルギーを集中し
て吸収し、地震時の建物の応答変位を小さくして他の部
分の地震被害を軽減させる機能、すなわち制振効果を発
揮する。剪断パネル12に相当する部分Ａは、上横枠６の
断面積やブレース７の傾斜角を調整することにより、剪
断耐力の調整を容易に行なえる。

また、剪断パネル12の長さを調整することにより、靱性
能の調整も可能である。

《効果》 以上要するに本発明によれば、開口部を補強するブレー
スを備えた枠体を門型としたので、従来のような下横枠
がなく、これにより床面と平坦で、かつ比較的高い開口
部を確保することができる。また、補強機能を確保する
観点から、梁下と門型枠体の上横枠との間には隙間を設
定するようにしたので、梁と枠体とを密に接合するため
のモルタル等の充填作業が不要となり、施工性を向上す
ることができる。

さらに本発明では、ブレースと上横枠とを、当該上横枠
の中央部を挟んで互いに間隔を隔てて接続するととも
に、上横枠に、ブレースとの各接続部それぞれから近接
する縦枠側へ、補強部材を配設し、かつ梁と上横枠との
間には隙間を設定したので、補強部材で補強したブレー
ス接続部によって挟まれた上横枠の中央部には、これに
集中して剪断変形が生じることとなり、当該中央部は周
辺の他の部材に先立って座屈され崩壊されて、他の部材
の損傷を防止できることになる。すなわち、上横枠の中
央部に、いわゆる剪断パネルとしての機能性を具備させ
たことから、この中央部は良好なエネルギー吸収性能を
発揮し、この上横枠中央部の剪断パネル部分に、地震エ
ネルギーを集中させて吸収させ、地震時の建物の応答変
位を小さくさせて他の部分の地震被害を軽減させる機
能、すなわち制振効果を発揮させることができる。この
ように、ブレースの接続部で挟んだ上横枠の中央部が剪
断パネルとして機能するので、靱性能を具備した補強構
造を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るRC造の耐震補強構造を示す正面図
である。 １……柱、２……梁 ３……開口部、４……補強構造 ５……縦枠、６……上横枠 ７……ブレース、８……隙間 ９……モルタル、10……ガセットプレート 11……カバープレート、12……剪断パネル 40……門型枠体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄筋コンクリート造の柱と梁で囲まれる開
   口部をブレースで補強する構造において、 上記柱にそれぞれ取り付けられる一対の縦枠、並びに上
   記梁下に隙間を隔てて配設されその両端部が各縦枠に接
   続される上横枠から門型枠体を形成し、 該門型枠体の上記上横枠にそれらの一端を、該上横枠の
   中央部を挟んで互いに間隔を隔てて接続し、他端を該縦
   枠に接続して、該門型枠体の該上横枠から各縦枠それぞ
   れに向かって斜めに一対のブレースを配設し、 上記上横枠に、上記ブレースとの各接続部それぞれから
   近接する上記縦枠側へ、補強部材を配設したことを特徴
   とするRC造の耐震補強構造。