抗震加強結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種抗震加強結(jié)構(gòu)，通過已有柱和已有梁的加強柱，不會在已有柱上造成裂紋就能夠提高已有柱的抗震性。在位于已有建筑的建筑外壁側(cè)的已有柱(2)的外方部位，在與已有柱之間隔開空間(7)地相對豎立設(shè)置加強柱(8)。該加強柱(8)的下部與固定在與樓板(5L)一體化的已有梁(1)上的加強梁(9)連接。并且，加強柱(8)的上部與固定在與上層樓板(5U)一體化的已有梁(1U)上的加強梁(9U)連接。而且，與同一已有梁固定的加強梁(9)，與左右相鄰的加強梁相互不連續(xù)。當外力作用時，即使加強柱的變形和已有柱的變形之間產(chǎn)生差異，已有柱也幾乎不會受到加強柱的變形的影響，從而盡可能地抑制在已有柱上的裂紋的發(fā)生。
【專利說明】抗震加強結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及抗震加強結(jié)構(gòu)，具體來說，涉及RC結(jié)構(gòu)、SRC結(jié)構(gòu)的多層已有建筑的外表面上的抗震加強結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物(以下稱作RC結(jié)構(gòu))、鋼骨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物(以下稱作SRC結(jié)構(gòu))應(yīng)用于例如圖11所示的多層建筑。其中柱和梁是不可或缺的是不言而喻，在由位于外壁側(cè)的柱31和梁32形成的框架33中，設(shè)置窗肚墻/垂壁、門、窗(圖中省略)等。柱支承上層的載荷，梁實現(xiàn)與各層的樓板34的一體化。
[0003]這樣的建筑在遭遇地震等而受到大的橫向力時，框架中的上梁相對于下梁在左右方向上產(chǎn)生偏移，左右的柱向相同方向傾斜。因此，框架變成平行四邊形，也會由于余震而形成梁反向偏移、柱向反方向傾斜的平行四邊形，并且這會反復一定時間。
[0004]另外，在RC結(jié)構(gòu)等已有建筑的外表面實施抗震加強時要求“居住的同時施工”及“回避視野的狹窄化”的情況下，應(yīng)用日本特開2004-169504記載的無加固(7''U—只U Λ )施工方法。即，使加強柱與已有柱(也稱作RC柱)一體化，也使加強梁與已有梁(也稱作RC梁)一體化，由加強柱和加強梁形成新框架。
[0005]與此相比，在日本特開2007-138472中提出使加強柱與RC柱一體化、但不使加強梁與RC梁一體化的抗震加強施工方法。雖然不使加強梁與已有梁一體化的理由沒有明確說明，但只要使加強柱與已有柱一體化，通過復合化而增強了的柱就會使建筑的抗震性提高?？烧J為出于以下觀點，即:由于在該加強柱形成框架并保持穩(wěn)定，所以即使導入加強梁、即使并不使其與已有梁一體化，框架的保持也不成問題。
[0006]在先技術(shù)文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2004-169504
[0009]專利文獻2:日本特開2007-138472


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的課題
[0011]當如專利文獻2所述為了使加強柱與已有柱一體化而使其相互以由錨固螺栓等面接合的方式連續(xù)時，在加強柱為鋼骨制的情況下，一般來說相比已有的RC柱更能夠承受大的變形，但另一方面，會出現(xiàn)RC柱被鋼骨柱的變形拖拽而受力過度、從錨固螺栓等起在混凝土誘發(fā)裂紋的問題。詳細情況省略，但這種問題可根據(jù)實現(xiàn)彎曲剛度的近似化的專利文獻I的技法來解決。
[0012]另外，即便是急需抗震加強的沿用舊抗震標準的建筑，因為已有梁是與樓板一體化的，所以即使梁自身抗震性低，通過與樓板的一體化也比柱的抗震性高。這意味著，除已有梁的加強之外，已有柱的抗震性增強是不可或缺的。
[0013]本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于提供一種如下的抗震加強結(jié)構(gòu)，即在RC等結(jié)構(gòu)物外表面上的框架的加強時，著眼于已有柱和已有梁的抗震性上原本差距的產(chǎn)生，通過加強柱，不會在已有柱上造成裂紋地提高已有柱的抗震性。
[0014]用于解決課題的手段
[0015]本發(fā)明適用于RC結(jié)構(gòu)、SRC結(jié)構(gòu)多層已有建筑的外表面上的抗震加強結(jié)構(gòu)，其特征在于，參考圖1，在位于已有建筑的建筑外壁側(cè)的已有柱2的外方部位，不與現(xiàn)有柱固定而與之相面對地豎立設(shè)置加強柱8。該加強柱8的下部與固定在和樓板5L —體化的已有梁IL上的加強梁9L連接，并且，加強柱8的上部與固定在和上層樓板5U —體化的已有梁IU上的加強梁9U連接。而且，與同一已有梁固定的加強梁9，與左右相鄰的加強梁相互不連續(xù)。
[0016]加強柱和加強梁為例如圖1、圖5所示的型鋼制。在此情況下，如圖6所示，能夠使通過極低屈服點鋼制減震鋼板的變形來吸收能量的減震機構(gòu)23介于加強柱8中。此外，可以將混凝土 13填充到加強柱8的圍繞空間。
[0017]加強柱和加強梁也能夠用如圖8所示的RC結(jié)構(gòu)加強柱28、RC結(jié)構(gòu)加強梁29代替型鋼。
[0018]發(fā)明的效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明，加強柱架設(shè)在與上下的已有梁固定的加強梁上，卻沒有與已有柱一體化，所以即使外力作用時加強柱的變形和已有柱的變形之間產(chǎn)生差異，已有柱也幾乎不會受到加強柱的變形的影響。即，只要在已有柱和加強柱的相對部位留有即便略微的空間，那么已有柱就會從追隨加強柱的變形的狀態(tài)中釋放，因此可以盡可能地抑制在已有柱上的裂紋的發(fā)生。該加強柱經(jīng)由加強梁被抗震性高的已有梁支承，所以加強柱脫落等問題不會發(fā)生，由加強柱和加強梁構(gòu)成的I型加強框架結(jié)構(gòu)也可以被保持。
[0020]固定在同一已有梁上的加強梁與左右相鄰的加強梁相互不連續(xù)，從而加強梁的水平方向長度能夠控制為足以支承加強柱的長度。使加強梁與已有梁固定所必需的作業(yè)量和投入材料的量也可以被抑制，便于縮短工期。
[0021]若使加強柱和加強梁為型鋼，則與完全由混凝土結(jié)構(gòu)增強相比，可以通過工廠加工品的導入而實現(xiàn)現(xiàn)場組裝工程的省力化。若在已有柱和加強柱的相對部位確保所期望大小的空間，則該空間也能夠用作采用了極低屈服點鋼制減震鋼板的減震機構(gòu)等向加強柱的安裝作業(yè)空間，從而能夠?qū)氪蟠筇岣叽蟮卣饡r的能量吸收效果的減震機構(gòu)等。
[0022]若在加強柱的圍繞空間填充混凝土，則易于增強加強柱的彎曲剛度，也能夠擴大根據(jù)該焊接型鋼的規(guī)格和填充混凝土量所應(yīng)達到的彎曲剛度的選定范圍。
[0023]若使加強梁和加強柱為RC結(jié)構(gòu)，則對于實施了已有柱的外表面比已有梁的外表面更向外等外表面凹凸的設(shè)計的建筑，也能夠增大加強梁的形成時的形狀自由度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1表示本發(fā)明的抗震加強結(jié)構(gòu)的一個例子，是采用了焊接平槽型鋼制加強柱和加強梁的情況下的主要部分的剖視圖以及A-A線向視的主視圖。
[0025]圖2是在多層已有RC結(jié)構(gòu)的外表面實施了根據(jù)圖1的結(jié)構(gòu)的I型加強框架結(jié)構(gòu)的抗震加強的外觀圖。
[0026]圖3是使加強柱、加強梁為形狀或尺寸與已有柱、已有梁的形狀或尺寸不同的焊接平槽型鋼制的情況下的主要部分的剖視圖以及主視圖。
[0027]圖4是采用了焊接H型鋼制的加強柱和加強梁的情況下的主要部分的剖視圖以及主視圖。
[0028]圖5是在多層已有RC結(jié)構(gòu)上應(yīng)用了根據(jù)圖4的結(jié)構(gòu)的抗震加強結(jié)構(gòu)的外觀圖以及在該加強柱中導入了減震機構(gòu)的情況的外觀圖。
[0029]圖6是用于說明通過施用于加強柱的極低屈服點鋼制減震鋼板的變形來吸收能量的減震機構(gòu)的結(jié)構(gòu)例的立體圖。
[0030]圖7是應(yīng)用于已有柱的一部分比已有梁更向外突出的建筑的焊接型鋼制的加強柱及加強梁的例子的主要部分的剖視圖、主視圖以及俯視圖。
[0031]圖8是使加強柱、加強梁為RC結(jié)構(gòu)的情況下的主要部分的剖視圖以及主視圖。
[0032]圖9是將RC結(jié)構(gòu)的加強柱和加強梁應(yīng)用于已有柱的一部分比已有梁更向外突出的建筑的外觀圖。
[0033]圖10是在已有柱和已有梁在外表面上齊平的建筑上應(yīng)用了 RC結(jié)構(gòu)加強柱及加強梁的情況的外觀圖。
[0034]圖11是說明位于建筑外壁側(cè)的已有柱和已有梁、其框架以及樓板的RC結(jié)構(gòu)或SRC結(jié)構(gòu)多層已有建筑的立體圖。

【具體實施方式】
[0035]以下，根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明的抗震加強結(jié)構(gòu)。適用的建筑是如圖11所示的RC結(jié)構(gòu)或SRC結(jié)構(gòu)多層已有建筑，分別說明位于其外壁側(cè)的已有柱、已有梁各自的外表面位置的前后關(guān)系不同的例子。圖2與圖11 一樣，是已有梁I比已有柱2更向外(向前)突出的建筑3 (朝向外觀圖的外表面，參考左上部)。不言而喻的是，由兩個上下相對的該已有梁I和兩個左右相對的已有柱2形成框架4，從而形成住戶的一戶或一個房間的外表面。
[0036]已有梁I和樓板5是一體化的，雖然看不到其連接部，但樓板5在住戶內(nèi)擴展。已有柱2支承與樓板5 —體的已有梁1，其載荷傳遞到樓下的已有柱2，并直至地基。作為這樣的建筑的抗震加強，采取以下的結(jié)構(gòu)。其第一個例子如圖1所示，圖1是在已有建筑的框架4的右側(cè)、左側(cè)或兩側(cè)裝配焊接平槽型鋼制的I型加強框架6的情況下的主要部分的剖視圖以及主視圖。
[0037]具體來說，在位于已有建筑的建筑外壁側(cè)的已有柱2的外方部位，在與該已有柱之間間隔空間7地相面對配置加強柱8。如圖1 (a)所示，加強梁9L固定在與樓板5L —體化的已有梁IL上，加強梁9U固定在與上層的樓板5U —體化的已有梁IU上。上述的加強柱8以豎立設(shè)置成被夾在加強梁9L和加強梁9U之間的狀態(tài)一體化地連接，從而形成加強框架6。如圖1(b)所示，加強梁9比已有梁I短得多，與已有梁IL固定的加強梁9L與左右相鄰的加強梁相互不連續(xù)，與已有梁IU固定的加強梁9U也與左右相鄰的加強梁相互不連續(xù)。
[0038]加強柱8、加強梁9中的任何一個都是型鋼制，如圖1(a)所示，截面形狀是例如3字形狀。其可以是現(xiàn)成的槽型鋼，在現(xiàn)成品中沒有適合加強的尺寸或為高價品等情況下，也可以是對裁斷成所期望尺寸的鋼板進行焊接而制出的焊接型鋼品。在圖3中繪制了截面面積小的型鋼10，這樣可根據(jù)需要來隨意選擇槽型的尺寸、形狀。總之，由于是在工廠內(nèi)的切割操作、制槽，所以制造精度高。當然，根據(jù)需要，也可以為如圖4所示的焊接H型鋼11、或后述的如圖7所示的混有焊接平槽型鋼和焊接H型鋼的式樣的加強框架12。
[0039]若使加強柱和加強梁為焊接平槽型鋼、焊接H型鋼等焊接型鋼或市面出售的型鋼，則與完全的混凝土結(jié)構(gòu)的增強相比，通過采用工廠加工品可實現(xiàn)現(xiàn)場組裝工程的大幅省力化。這樣，型鋼無論是焊接品(非標準品)還是市面出售的標準品，對于加強柱來說，根據(jù)需要，可在被梁腹、梁翼緣圍繞的空間或在由裝配的型框(未圖示)等包圍的空間中填充混凝土 13 (例如參考圖1(b))。由此，易于增強加強柱的彎曲剛度，也能夠擴大根據(jù)該型鋼的規(guī)格和填充混凝土量所應(yīng)達到的彎曲剛度的選定范圍。
[0040]另外，在由加強梁9和已有梁I包圍的空間，如圖1 (a)所示，通過填充混凝土 14、植入錨固件(未圖示)等而實現(xiàn)加強梁對已有梁的牢固的一體化?？傊?，型鋼制的加強梁相對于已有梁能夠通過使用錨固件、PC鋼棒等公知手段容易地一體化。另外，加強柱預先在工廠中組裝在加強梁上而形成上述的I字型或T字型的加強框架，從而在現(xiàn)場工程中通過對下層用框架和上層用框架進行焊接或螺栓緊固等，能夠形成所期望高度的加強體。通過縮短加強梁來提高操作性，進而加快工程的進展。
[0041]另外，參考圖1(a)，如上所述，在已有柱2的外方部位，在與該已有柱之間間隔空間7地相面對配置加強柱8。該“間隔空間配置”的目的在于不會相互固定，而要截斷在已有柱和加強柱之間的載荷傳遞。因此，假如已有柱和加強柱盡可能地接近，即使是外觀上無法看到間隙的空間，只要沒有連接就可以發(fā)揮本發(fā)明的效果。
[0042]進一步來說，在已有柱和加強柱之間存在空間的情況下，無論在該空間實施何種架橋作業(yè)，只要是作用于已有柱的載荷和作用于加強柱的載荷的實質(zhì)性傳遞保持斷絕狀態(tài)的附加工程，可以說就不違背本發(fā)明的宗旨。另外，外觀上沒有間隙或僅有一點的情況下，在本發(fā)明中，當橫向力從相對于作為對象的框架垂直的方向作用時，即力從已有柱的前面(外面)或背后作用時，也可以允許已有柱和加強柱的相互倚靠。并且期待抑制大地震時在該方向上的急劇倒塌的發(fā)生。
[0043]圖4是應(yīng)用于已有梁I的外表面和已有柱2的外表面齊平的建筑的例子，加強柱8的寬度比加強梁9的寬度窄，從而能夠確保空間7。在圖7的例子中，為了確?？臻g7，盡可能地將加強柱8向外偏移配置。在前者的情況下會呈現(xiàn)如圖5(a)所示的外觀，但也能夠如圖(b)所示使減震機構(gòu)介于加強柱8的梁腹中。減震機構(gòu)是通過極低屈服點鋼制減震鋼板的變形來吸收能量的機構(gòu)。不言而喻，與已有柱的相對空間的存在無非是為了提供減震機構(gòu)等的向加強柱的安裝操作空間、塑性變形允許空間。通過這種措施，大地震時的能量吸收效果得以大大提高。
[0044]圖6表示該減震機構(gòu)23的一個例子的詳細情況(經(jīng)夸張繪制)，如剖切面前側(cè)的梁翼緣21而表示的(a)所示，梁腹22的中間部位被切開，在該位置嵌裝極低屈服點鋼制的減震鋼板23a。如(b)所示的梁腹的前后的幾張抵板24、如(c)所示的上下方向用加強板25等支承減震鋼板23a，并且不會阻礙大幅變形。
[0045]圖7是應(yīng)用于已有柱2的外表面比已有梁I更向外突出的建筑的焊接型鋼制的加強柱以及加強梁的例子的主要部分的剖視圖以及主視圖，在此情況下，在焊接H型鋼制的加強梁9，如(c)所示，設(shè)置平面形的中央容納已有柱2的前面部位的缺口 26。此外，也可以是如圖8所示的RC結(jié)構(gòu)加強柱28、RC結(jié)構(gòu)加強梁29。雖然韌性比焊接型鋼制的要差，但對于實施了已有柱2的外表面比已有梁I的外表面更向外等外表面凹凸的設(shè)計的建筑(參考圖7和圖9)，加強梁形成時的形狀自由度提高。
[0046]經(jīng)以上詳細敘述，根據(jù)其結(jié)構(gòu)，加強柱架設(shè)在與上下的已有梁固定的加強梁上時不與已有柱一體化。因此，即使加強柱的變形和已有柱的變形之間產(chǎn)生差異，已有柱也極少會受到加強柱的變形的影響，即相對空間使已有柱從追隨加強柱的變形的狀態(tài)中釋放，因此可以盡可能地抑制在已有柱上的裂紋的發(fā)生。因為該加強柱經(jīng)由加強梁被抗震性高的已有梁支承，所以加強柱脫落等問題不會發(fā)生，也可以保持由加強柱和加強梁構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)。
[0047]與同一已有梁固定的加強梁與左右相鄰的加強梁相互不連續(xù)，從而加強梁的水平方向長度能夠控制為足以支承加強柱的長度。與使加強梁與已有梁連續(xù)固定的情況相比，可以顯著抑制使加強梁與已有梁固定所必需的作業(yè)量和投入材料的量，便于縮短工期。不僅如此，若使加強梁連續(xù)則梁增強，這反而會導致本應(yīng)得到加強的柱相對于梁的相對強度的下降，而本發(fā)明能夠回避該問題。
[0048]雖然在任何例子中記載的都是以整個建筑為對象進行加強，但也能夠在如到中間樓層或僅中間樓層等、或僅僅外表面的左半部等任意的部位實施。若此情況的工程可視為各層單元的反復來處理，則部分加強的概念成為可能，也能夠?qū)崿F(xiàn)工程的分散化。加強梁與已有梁不連續(xù)排列是指實質(zhì)上不會相互影響到載荷，但在必要時可以使左右間隔開地排列的加強梁的長度不同、或以加強柱為界加強梁的側(cè)面長度左右不同等。在該加強梁之間施用輕便的架構(gòu)、例如裝飾性的架構(gòu)，用于其他目的也沒有問題。
[0049]附圖標記說明
[0050]1、1L、1U已有梁，2、2L、2U已有柱，3 RC結(jié)構(gòu)或SRC結(jié)構(gòu)多層已有建筑(建筑)，5、5L、5U樓板，6 I型加強框架，7空間，8、8L、8R加強柱，9、9L、9U加強梁，13混凝土，21梁翼緣，22梁腹，23減震機構(gòu)，28 RC結(jié)構(gòu)加強柱，29 RC結(jié)構(gòu)加強梁。
【權(quán)利要求】
1.一種抗震加強結(jié)構(gòu)，所述抗震加強結(jié)構(gòu)是％結(jié)構(gòu)、81？0結(jié)構(gòu)多層已有建筑的外表面上的抗震加強結(jié)構(gòu)，其特征在于， 在位于已有建筑的建筑外壁側(cè)的已有柱的外方部位，加強柱不固定于已有柱而是與之相面對地豎立設(shè)置； 所述加強柱的下部與固定在與樓板一體化的已有梁上的加強梁連接，并且，所述加強柱的上部與固定在與上層樓板一體化的已有梁上的加強梁連接； 固定于同一已有梁的加強梁，與左右相鄰的加強梁相互不連續(xù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗震加強結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述加強柱和加強梁是型鋼制的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗震加強結(jié)構(gòu)，其特征在于，通過極低屈服點鋼制減震鋼板的變形來吸收能量的減震機構(gòu)介于所述加強柱中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗震加強結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述加強柱或加強梁的圍繞空間填充混凝土。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗震加強結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述加強梁和加強柱是％結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】E04G23/02GK104508219SQ201380029077
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月2日
【發(fā)明者】宮川和明, 喜多村亙, 加村久哉, 石井匠 申請人:Jfe土木株式會社, 杰富意鋼鐵株式會社