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【発明の名称】 戸建て住宅用建物の耐震補強装置
【発明者】 【氏名】曽田 五月也

【氏名】光成 和昭

【氏名】東 健二

【氏名】渕川 正四郎

【氏名】中出 睦

【氏名】若井 敬之

【氏名】一ノ瀬 博明

【氏名】木村 毅
【要約】 【課題】既築建物を対象とする場合でも、その建物内部を使用しながら、優れた耐震強度を有するものに改修することができ、また、改修工事自体を非常に容易に行なえるようにする。

【解決手段】互いに間隔を隔てて平行に位置する柱状部材１，１とこれら２本の柱状部材１，１間に亘って固定接合される梁状部材２と鉄骨あるいは木製ブレース３とにより構成され、戸建て住宅用建物Ｍの柱６などに剛接合される骨組フレーム４を戸建て住宅用建物Ｍの基礎Ｍ１とは独立した基礎Ｍ２を介して自立設置し、この骨組フレーム４における鉄骨あるいは木製ブレース３にエネルギー吸収部材としての粘弾性ダンパー５を組み込んでいる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 互いに間隔を隔てて平行に位置する少なくとも２本の柱状部材とこれら２本の柱状部材間に亘って固定接合される梁状部材と補強部材とにより骨組フレームが構成され、この骨組フレームは戸建て住宅用建物の基礎とは独立した基礎を介して自立設置可能に構成されているとともに、上記補強部材の軸方向の一部または全部にはエネルギー吸収部材が組み込まれていることを特徴とする戸建て住宅用建物の耐震補強装置。
【請求項２】 戸建て住宅用建物の外周部の１カ所もしくは複数カ所にそれぞれ、互いに間隔を隔てて平行に位置する少なくとも２本の柱状部材とこれら２本の柱状部材間に亘って固定接合される梁状部材とエネルギー吸収部材が組み込まれている補強部材とにより構成された骨組フレームを戸建て住宅用建物の基礎とは独立した基礎を介して配置施工し、この骨組フレームと戸建て住宅用建物の構造用強度部材とを剛接合していることを特徴とする戸建て住宅用建物の耐震補強装置。
【請求項３】 上記補強部材が、柱状部材と梁状部材との接合部を斜めに連結する筋違いもしくは鉄骨ブレースまたは間柱状部材である請求項１または２に記載の戸建て住宅用建物の耐震補強装置。
【請求項４】 上記骨組フレームは、地震発生時に戸建て住宅用建物に作用する平面二次元方向の変形に対してエネルギー吸収機能を発揮するような形態に配置されている請求項１または２に記載の戸建て住宅用建物の耐震補強装置。
【請求項５】 上記エネルギー吸収部材が、粘弾性ダンパー、弾塑性ダンパー、オイルダンパー、摩擦ダンパーの中から選択された１つである請求項１または２に記載の戸建て住宅用建物の耐震補強装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として木造の戸建て住宅用建物の耐震性能の向上に好適に適用されるもので、木造以外にも軽量鉄骨造りのプレハブや低層の鉄筋コンクリート造り等の各種の戸建て住宅建物の耐震性の補強に適用される戸建て住宅用建物の耐震補強装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】戸建て住宅用建物の耐震性能を向上させる方法として、従来では、柱や梁といった建物の骨組を構成する構造用強度部材に木材による筋違いあるいは鉄骨ブレースを設けるとか、それら構造用強度部材の接合部に補強用金属を設けるなど建物の内部に耐震補強部材を取り付けることで、骨組強度を補強したり、靭性を増加させたりする方法が一般的に採用されている。
【０００３】また、たとえば特開平９−２７９６８３号公報に開示されているように、木造建物における骨組を構成する柱と梁の接合部を斜めに連結する方杖や梁同士の接合部を斜めに連結する火打ちに、粘弾性ダンパーなどのエネルギー吸収部材を組み込むことによって、単に接合部を補強するだけに止まらず、地震発生時において接合部に作用するエネルギーを吸収させて骨組に入力される地震力を低減するようにした耐震補強構造も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記した従来一般の骨組補強や靭性の増加方法は、施工が大掛かりで施工費用が嵩むばかりでなく、基本的に強度で地震力に抵抗させて変形を抑制するものであるから、想定外の地震によって大きな変形力を受けた場合、方杖やブレース自体が破断してしまい、最早、建物の変形には抗しきれず、倒壊を招きやすいという問題がある。
【０００５】これに対して、方杖や火打ちにエネルギー吸収部材を組み込んだ後者の耐震補強構造は、想定外の大きな地震力を受けた場合でも、そのエネルギーを吸収することで、前者の方法に比べて建物の倒壊を抑制することが可能である。
【０００６】しかし、この後者の耐震補強構造においても、前者の方法における筋違いあるいは鉄骨ブレースと同様に、エネルギー吸収部材を組み込んだ方杖や火打ちを建物の内部に取り付け設置していたので、既築建物に対して耐震性補強の改修を施す場合、その改修期間中は建物を使用することができず、その改修期間中は他の場所で生活を営む必要があって、経済的に好ましくないとともに、既築建物の内部に入って改修工事を行なう必要があるために、改修工事そのものがやりづらいという問題がある。また、方杖や火打ちの取り付けが建物内部に限定されることから、耐震性を補強するための取り付け方法に制限があり、最も効果的な耐震性を発揮させ得る最適な取り付け方法の設定が難しいという問題もあった。
【０００７】本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、既築建物を対象とする場合であっても、その建物内部を使用しながら、優れた耐震強度を有するものに改修することができ、しかも、改修工事自体を非常に容易に行なうことができる戸建て住宅用建物の耐震補強装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項１の発明に係る戸建て住宅用建物の耐震補強装置は、互いに間隔を隔てて平行に位置する少なくとも２本の柱状部材（１），（１）とこれら２本の柱状部材（１），（１）間に亘って固定接合される梁状部材（２）と補強部材（３）とにより骨組フレーム（４）が構成され、この骨組フレーム（４）は戸建て住宅用建物（Ｍ）の基礎（Ｍ１）とは独立した基礎（Ｍ２）を介して自立設置可能に構成されているとともに、上記補強部材（３）の軸方向の一部または全部にはエネルギー吸収部材（５）が組み込まれていることを特徴とするものである。
【０００９】また、請求項２の発明に係る戸建て住宅用建物の耐震補強装置は、戸建て住宅用建物（Ｍ）の外周部の１カ所もしくは複数カ所にそれぞれ、互いに間隔を隔てて平行に位置する少なくとも２本の柱状部材（１），（１）とこれら２本の柱状部材（１），（１）間に亘って固定接合される梁状部材（２）とエネルギー吸収部材（５）が組み込まれている補強部材（３）とにより構成された骨組フレーム（４）を戸建て住宅用建物（Ｍ）の基礎（Ｍ１）とは独立した基礎（Ｍ２）を介して配置施工し、この骨組フレーム（４）と戸建て住宅用建物（Ｍ）の構造用強度部材（６）とを剛接合していることを特徴とするものである。
【００１０】上記構成の請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、戸建て住宅用建物の外周部の１カ所もしくは複数カ所に、エネルギー吸収部材を組み込んだ補強部材を備えた骨組フレームを独立基礎を介して自立式に設置施工するとともに、この骨組フレームと戸建て住宅用建物の構造用強度部材とを剛接合するといったように、建物の耐震性補強のための改修工事を建物の外側から行なえるために、建物の内部に入り込んでの作業は一切不要であり、したがって、既築建物を対象とする場合、建物内部を通常の生活には支障がないようにそのまま使用しながら、耐震強度に優れた建物に容易にかつ能率的、経済的に改修することが可能である。また、骨組フレームの構成メンバーである補強部材にエネルギー吸収部材が組み込まれているので、想定外の大きな地震による変形力を受けた場合、その大きな変形エネルギーをエネルギー吸収部材によって十分に吸収させて建物の変形、さらには倒壊を抑制することが可能である。
【００１１】さらに、建物とは独立した自立式の骨組フレームを建物の外側に設置すればよいので、既築建物の形態や大きさなどに応じて骨組フレームの設置数や設置姿勢などを自由に選定しやすく、これによって、最も効果的な耐震性を発揮させる最適な設置方法を設定することが可能である。
【００１２】上記構成の戸建て住宅用建物の耐震補強装置において、上記骨組フレームにおける補強部材としては、請求項３に記載のように、柱状部材と梁状部材との接合部を斜めに連結する筋違いもしくは鉄骨ブレースまたは間柱状部材のいずれであってもよい。
【００１３】また、上記構成の戸建て住宅用建物の耐震補強装置において、骨組フレームの建物に対する配置形態は、建物自体の形態や大きさなどに応じて決定すればよいが、基本的には、請求項４に記載のように、地震発生時に戸建て住宅用建物に作用する平面二次元方向の変形に対してエネルギー吸収機能を発揮するような形態に配置することで、骨組フレームの設置数を可及的に少なくして施工性、経済性及び省スペース化を図りつつ、所定の耐震強度を持つ建物に改修することができる。
【００１４】なお、上記骨組フレームにおける補強部材に組み込まれるエネルギー吸収部材としては、請求項５に記載したように、粘弾性ダンパー、弾塑性ダンパー、オイルダンパー、摩擦ダンパーの中から選択された１つであればよいが、その中でも微小変形から大変形に至るまで広い範囲の変形に対して有効なエネルギー吸収能力を有する粘弾性ダンパーの使用が最も好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。図１は本発明による耐震補強装置が設置された戸建て住宅用建物の実施例１を示す正面図、図２はその平面図である。この実施例１では、既築の戸建て住宅用建物Ｍの外周部で一つの角部の外側に、耐震補強装置として、二つの骨組フレーム４，４を互いに直交させて配置したものである。
【００１６】上記各骨組フレーム４は、互いに間隔を隔てて平行に位置する２本の鉄骨あるいは木材利用の柱状部材１，１と、これら２本の柱状部材１，１間に亘って水平姿勢に固定接合される鉄骨あるいは木材利用の複数本の梁状部材２と、上記柱状部材１と梁状部材２との接合部を斜めに連結し補強する複数本の鉄骨あるいは木製ブレース３とにより構成されている。そして、これら骨組フレーム４，４は、既築戸建て住宅用建物Ｍの基礎Ｍ１とは独立して施工可能で、既築戸建て住宅用建物Ｍの基礎Ｍ１と構造的に一体化された基礎Ｍ２を介して自立式に設置されているとともに、これら骨組フレーム４，４は既築戸建て住宅用建物Ｍの構造用強度部材である柱６に繋ぎ部材７を介して剛接合されている。
【００１７】上記各骨組フレーム４における補強部材である鉄骨あるいは木製ブレース３の軸方向の中間部には、エネルギー吸収部材の一例として粘弾性体を利用した粘弾性ダンパー５が組み込まれている。なお、この粘弾性ダンパー５は、図示省略するが、一般的には、軸方向に沿って互いに対向する帯板状鉄骨あるいは木製部材の間に粘弾性体を接着介在させてなるものである。
【００１８】上記のような実施例１の戸建て住宅用建物Ｍにおいては、粘弾性ダンパー５が組み込まれた鉄骨あるいは木製ブレース３を備えた２つの骨組フレーム４，４を独立施工可能な基礎Ｍ２，Ｍ２を介してそれぞれ既築戸建て住宅用建物Ｍの外側に自立式に設置施工するとともに、これら骨組フレーム４，４と戸建て住宅用建物Ｍの柱６とを繋ぎ部材７によって剛接合するといったように、既築戸建て住宅用建物Ｍの耐震補強のための改修工事を該建物Ｍの外側で行なえ、建物Ｍの内部に入り込んでの作業は一切不要であるから、建物Ｍの内部を通常の生活に支障がないようにそのまま使用しながら、耐震強度に優れた建物Ｍに容易にかつ能率的、経済的に改修することが可能である。また、各骨組フレーム４，４の補強メンバーである鉄骨あるいは木製ブレース３に粘弾性ダンパー５，５が組み込まれているので、想定外の地震によって水平二次元方向の大きな変形力を受けた場合、その大きな変形エネルギーを粘弾性ダンパー５，５により十分に吸収させて建物Ｍの変形、さらには倒壊を抑制することが可能である。
【００１９】なお、上記実施例１では、既築の戸建て住宅用建物Ｍの外周部で一つの角部の外側に、二つの骨組フレーム４，４を互いに直交させて配置したもので説明したが、骨組フレーム４の設置数及び配置形態としては、上記実施例１以外に、図３〜図９に示すようなものであってもよく、要するに、地震発生時に戸建て住宅用建物Ｍに作用する平面二次元方向の変形に対して十分なエネルギー吸収機能を発揮するような形態であればよい。
【００２０】図１０及び図１１は本発明による耐震補強装置が設置された戸建て住宅用建物の実施例２を示す正面図及びその概略平面図である。この実施例２では、桁行方向に長尺な既築戸建て住宅用建物Ｍの外側で桁行方向の中央部位置に、単一の骨組フレーム４を桁行方向と平行姿勢に配置したものである。この実施例２における骨組フレーム４の構成は、図１及び図２に示した実施例１における骨組フレーム４と同一であるため、該当部分に同一の符号を付して、それら構成の詳しい説明を省略する。また、地震発生時におけるエネルギー吸収作用もほぼ実施例１と同様であるため、その説明を省略する。
【００２１】なお、上記実施例２では、単一の骨組フレーム４を既築戸建て住宅用建物Ｍの外側で桁行方向の中央部位置に桁行方向と平行姿勢に配置したもので説明したが、これに代えて、図１２に示すように、骨組フレーム４を桁行方向に対して直交する姿勢に配置してもよく、また、図３〜図９に示すような配置形態を採用してもよい。
【００２２】図１３は本発明による耐震補強装置が設置された戸建て住宅用建物の実施例３を示す正面図である。この実施例３では、実施例１と同様な形態に配置した骨組フレーム４における補強部材として、上下に隣接する梁状部材２，２間に亘って架設連結された間柱状部材３Ａを用いたものであり、この間柱状部材３Ａの中間部にエネルギー吸収部材の一例として粘弾性体を利用した粘弾性ダンパー５を組み込んだものである。その他の構成は図１及び図２に示した実施例１における骨組フレーム４と同一であるため、該当部分に同一の符号を付して、それら構成の詳しい説明を省略する。また、地震発生時におけるエネルギー吸収作用もほぼ実施例１と同様であるため、その説明を省略する。
【００２３】図１４は本発明による耐震補強装置が設置された戸建て住宅用建物の実施例４を示す正面図である。この実施例４では、上記実施例１と同様な構成を持つ骨組フレーム４を既築戸建て住宅用建物Ｍの二階に達する高さにまで設置したものであり、その他の構成は図１及び図２に示した実施例１における骨組フレーム４と同一であるため、該当部分に同一の符号を付して、それら構成の詳しい説明を省略する。また、地震発生時におけるエネルギー吸収作用もほぼ実施例１と同様であるため、その説明を省略する。
【００２４】図１５及び図１６は本発明による耐震補強装置が設置された戸建て住宅用建物の実施例５を示す正面図及び概略平面図である。この実施例５では、上記実施例１と同様な構成を持つ二つの骨組フレーム４，４を、ベランダＢの下部で桁行方向の両端部に設置したものであり、その他の構成は図１及び図２に示した実施例１における骨組フレーム４と同一であるため、該当部分に同一の符号を付して、それら構成の詳しい説明を省略する。また、地震発生時におけるエネルギー吸収作用もほぼ実施例１と同様であるため、その説明を省略する。
【００２５】図１７及び図１８は本発明による耐震補強装置が設置された戸建て住宅用建物の実施例６を示す正面図及び概略平面図である。この実施例６では、上記実施例１と同様な構成を持つ二つの骨組フレーム４，４を、玄関用庇Ｄの下部の両端に設置したものであり、その他の構成は図１及び図２に示した実施例１における骨組フレーム４と同一であるため、該当部分に同一の符号を付して、それら構成の詳しい説明を省略する。また、地震発生時におけるエネルギー吸収作用もほぼ実施例１と同様であるため、その説明を省略する。
【００２６】図１９及び図２０は本発明による耐震補強装置が設置された戸建て住宅用建物の実施例７を示す正面図及び概略平面図である。この実施例７では、プレハブ式の低層住宅用建物Ｍの一側外部に、物置などの収納空間Ｓを上下に確保し、かつ二階の収納空間Ｓへの登り下り用階段Ｃを設けて立体形状に構成した骨組フレーム４Ａを独立して設置したものであり、この立体形状の骨組フレーム４Ａにおいても実施例１の骨組フレーム４と同様に、多数本の柱状部材１…と梁状部材２…と粘弾性ダンパー５を組み込んだものを含めて複数本の鉄骨あるいは木製ブレース３…とから構成されており、また、住宅用建物Ｍに対して複数本の繋ぎ部材７…を介して剛接合されている。
【００２７】このような実施例７による場合は、住宅用建物Ｍの外部に新たな収納空間Ｓの確保と同時に、地震に伴い大きな水平変形力が作用した場合のエネルギー吸収作用によって建物Ｍの変形や倒壊を防止する機能を発揮させることができる。
【００２８】図２１は本発明による耐震補強装置が設置された戸建て住宅用建物の実施例８を示す正面図である。この実施例８では、プレハブ式の低層住宅用建物Ｍの一側外部に、図２２に示すように、多数本の柱状部材１…と梁状部材２…と粘弾性ダンパー５を組み込んだものを含めて複数本の鉄骨あるいは木製ブレース３…とから構成された骨組フレーム４Ａを独立して設置して低層住宅用建物Ｍの柱６に剛接合したものであり、地震発生時におけるエネルギー吸収作用は実施例１とほぼ同様であるため、その説明を省略する。
【００２９】なお、上記実施例７及び実施例８において、立体形状の骨組フレーム４Ａの配置形態としては、図２３に示すように、住宅用建物Ｍの直交する二辺に沿って設置されたものであっても、図２４に示すように、住宅用建物Ｍの長手方向の両側にそれぞれ設置されたものであってもよい。
【００３０】また、上記実施例１〜実施例８のいずれにおいても、エネルギー吸収部材として微小変形から大変形に至るまで広い範囲の変形に対して有効なエネルギー吸収能力を有する粘弾性ダンパー５を使用したもので説明したが、これ以外に、粘塑性ダンパーやオイルダンパー、摩擦ダンパーを使用しても、上記とほぼ同様な耐震性が得られる。
【００３１】さらに、本発明は、既築戸建て住宅用建物の耐震補強に最も有効に適用可能であるけれども、新築の戸建て住宅用建物の耐震性を補強する場合に適用しても、ほぼ同等な効果を期待することが可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、建物の耐震性補強のための改修工事を建物の外側から行なえ、建物の内部に入り込んでの作業は一切不要であるから、特に、既築建物を改修対象とする場合、建物内部での通常の生活にはなんら支障がなく、内部をそのまま使用しながら、耐震強度に優れた建物に容易かつ能率的、経済的に改修することができる。その上、骨組フレームの構成メンバーである補強部材にエネルギー吸収部材が組み込まれているので、想定外の地震によって大きな変形力を受けた場合でも、その大きな変形エネルギーを十分に吸収して建物の変形、さらには倒壊を抑制することができる。
【００３３】加えて、建物とは独立した自立式の骨組フレームを建物の外側に設置すればよいので、既築建物の形態や大きさなどに応じて骨組フレームの設置数や設置姿勢などを自由に選定しやすく、したがって、既築建物の形態や大きさなどに関係なく、常に最適な設置方法を設定することが可能で、優れた耐震強度を発揮させるべく改修することができるという効果を奏する。
【００３４】特に、地震発生時に戸建て住宅用建物に作用する平面二次元方向の変形に対してエネルギー吸収機能を発揮するような形態に配置することにより、骨組フレームの設置数を可及的に少なくして施工性、経済性及び省スペース化を図りつつ、所定の耐震強度を持つ建物に改修することができる。
【出願人】 【識別番号】５９１１６５９１９
【氏名又は名称】株式会社新井組
【識別番号】５９１０７９０３０
【氏名又は名称】日産建設株式会社
【識別番号】０００００３１４８
【氏名又は名称】東洋ゴム工業株式会社
【出願日】 平成１１年１２月２８日（１９９９．１２．２８）
【代理人】 【識別番号】１０００７２３３８
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 孝一 （外１名）
【公開番号】 特開２００１−１８２３３４（Ｐ２００１−１８２３３４Ａ）
【公開日】 平成１３年７月６日（２００１．７．６）
【出願番号】 特願平１１−３７３４２３