JP2001081923A - 階段構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で階段部と壁柱部との接合部の一
部に応力が集中して作用するのを効果的に防止できるよ
うにする。 【解決手段】 左右両壁面に複数の階段部２，３が交互
に連続して取り付けられる壁柱部１を有する階段構造に
おいて、階段部２，３の折返し部分近傍Ａと、上記壁柱
部１とを互いに離間させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、左右両壁面に複数
の階段部が交互に連続して取り付けられる壁柱部を有す
る階段構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、現場において組み立てられた型枠
内にコンクリート材を打ち込むことにより、図６に示す
ように、壁柱部１の左右両壁面に複数の階段部２，３が
交互に連続して取り付けられてなる鉄筋コンクリート製
の階段構造を形成することが行われている。

【０００３】また、例えば、特開平６−１４６５２０号
公報に示すように、幅狭で不整備な現場敷地においても
運搬および組立を容易に行うことができるプレキャスト
コンクリート階段およびその構築方法として、中壁材
（壁柱部）の両側に、段板（階段部）を組み付け、この
段板を中壁材の両側から突出した梁材で支持するととも
に、シール材とグラウト材とにより固定することが行わ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記図６に示すような
従来の現場打ち鉄筋コンクリート階段構造においては、
階段部２，３の自重等に応じて発生する応力が、上記階
段部２，３の折返し部分近傍Ａと、上記壁柱部１との接
続部に集中して作用し、この部分にひび割れ等が発生し
易いという問題がある。これを防止するためには、壁柱
部１の厚さを大きくするか、あるいは図７に示すよう
に、壁柱部１の側端面に突設され梁材７で踊り場部４を
支持する等の手段を講じる必要があり、階段の建設コス
トがアップすることが避けられなかった。

【０００５】また、上記公報に開示されたプレキャスト
コンクリート階段においても、上記階段部の折返し部分
近傍と、上記壁柱部との接続部に応力が集中して作用す
るので、この部分に設置された梁材の取付部に割れ等が
発生するのを防止するために壁柱部の厚さを大きくする
必要があり、階段の建設コストがアップするとともに、
搬送作業および組立作業が繁雑であるという問題があっ
た。

【０００６】なお、上記壁柱部に取り付けられた梁材に
よって階段部を支持するように構成されたプレキャスト
コンクリート階段では、階段部と壁柱部との接続部の一
部に応力が集中するのを抑制できるが、この場合には、
上記と同様に建設コストがアップするとともに、階段通
路の上方に寸法の大きな梁材が露出することとなって建
物の美観が著しく損なわれるとともに、階段を昇降する
際に心理的圧迫感等を受けて居住性が大きく阻害される
という問題がある。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、簡単な構成で階段部と壁柱部との接合部の一部
に応力が集中して作用するのを効果的に防止できる階段
構造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】請求項１に係る発明は、
左右両壁面に複数の階段部が交互に連続して取り付けら
れる壁柱部を有する階段構造において、上記階段部の折
返し部分近傍と、上記壁柱部とを互いに離間させたもの
である。

【０００９】上記構成によれば、階段部の自重等に応じ
て発生する応力が上記階段部と壁柱部との接続部の一部
に集中して作用することが防止され、上記荷重が広範囲
に分散された状態で安定して支持されることになる。

【００１０】請求項２に係る発明は、上記請求項１記載
の階段構造において、階段部の折返し部分近傍と、上記
壁柱部との間に形成された離間部に、壁柱部よりも剛性
の低い素材からなる充填材を設置したものである。

【００１１】上記構成によれば、階段部の自重等に応じ
て発生する応力が上記階段部と壁柱部との接続部の一部
に集中することが防止されつつ、階段部の折返し部分近
傍と、上記壁柱部との間に形成された離間部が充填材で
覆われることによって外観が向上することになる。

【００１２】請求項３に係る発明は、上記請求項１また
は２記載の階段構造において、壁柱部および階段部をプ
レキャストコンクリートによって形成したものである。

【００１３】上記構成によれば、プレキャストコンクリ
ートからなる壁柱部および階段部を建設現場において組
み立てることにより、階段部の自重等に応じて発生する
応力が階段部と壁柱部との接続部の一部に集中して作用
するのを防止できる階段構造が得られることになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明に係る
階段構造の実施形態を示している。この階段構造は、鉛
直方向に立設された壁柱部１と、この壁柱部１の左右両
壁面に交互に取り付けられて上下に連続する複数の階段
部２，３と有し、この階段部２，３の折返し部分、つま
り上方の階段部２の下端と、下方の階段部３の上端との
交差部分には、踊り場部４が設けられている。

【００１５】上記階段構造は、現場において組み立てら
れた型枠内にコンクリート材を打ち込むことにより形成
され、上記壁柱部１と階段部２，３とは、予め型枠内に
所定間隔で配設された複数本の鉄筋５によって互いに連
結されている。

【００１６】上記階段部２，３の折返し部分近傍Ａ（図
１参照）と、上記壁柱部１とは、図３に示すように、両
者の間に所定幅の離間部Ｂが設けられることにより互い
に離間され、上記折返し近傍部Ａにおける離間部Ｂ以外
の部分において上記階段部２，３が壁柱部１に接続され
ている。また、上記階段部２，３の折返し部分近傍Ａ
と、上記壁柱部１との離間部Ｂには、この壁柱部１に比
べて剛性の低いゴム材またはパテ材等からなる充填材６
が設置されている。

【００１７】上記のように左右両壁面に複数の階段部
２，３が連続して取り付けられる壁柱部１を有する階段
構造において、上記階段部２，３の折返し部分近傍Ａ
と、上記壁柱部１とを互いに離間させたため、上記階段
部２，３の折返し部分近傍Ａと、上記壁柱部１との間
に、階段部２，３の自重等に応じた応力が集中して作用
するのを防止し、この階段部２，３と壁柱部１との接続
部にひび割れ等が発生するのを効果的に防止することが
できる。

【００１８】すなわち、上記階段部２，３の自重による
荷重は、図４に示すように、この階段部２，３が接続さ
れた壁柱部１の接合部１ａを撓ませる曲げモーメントＭ
として作用し、この曲げモーメントＭは、下式に示すよ
うに、曲げ起点となる上記階段部２，３の折返し部を通
る水平線ａからの距離ｌに反比例するとともに、上記接
合部１ａの撓み角θに比例して変化する。

【００１９】Ｍ＝ＥＩθ／ｌなお、上記Ｅは壁柱部１の
弾性係数、Ｉは同断面二次モーメントである。

【００２０】そして、上記壁柱部１の撓み角θは、階段
部２，３との接合部において略一定となると考えられる
ため、階段部２，３の全域を壁柱部１に接合した場合に
は、上記折返し部を通る水平線からの距離ｌが最も小さ
い階段部２，３の折返し部分近傍に、上記階段部２，３
の自重による曲げモーメントＭが集中して作用し、この
部分に応力集中によるひび割れ等が発生し易くなる。

【００２１】これに対して上記のように階段部２，３の
折返し部を通る水平線からの距離ｌが極めて小さい折返
し部分近傍Ａと、上記壁柱部１との間に離間部Ｂを設け
て両者を互いに離間させるように構成した場合には、こ
の離間部Ｂ以外の広範囲の部分に上記曲げモーメントＭ
を分散させることができるため、応力集中によるひび割
れ等の発生を効果的に防止することができる。

【００２２】したがって、階段構造の主要部である上記
壁柱部１の厚さを、それ程大きくすることなく、階段部
２，３と壁柱部１との接続部にひび割れ等が発生するの
を効果的に防止することができ、これによって階段構造
の重量、材料費、搬送費および建設費を効果的に低減す
ることができる。

【００２３】上記階段部２，３の折返し部分近傍Ａと、
上記壁柱部１との間の形成された離間部Ｂに設置された
上記充填材６を省略してもよいが、上記実施形態に示す
ように、壁柱部１に比べて剛性の低いゴム材またはパテ
材等からなる充填材６を上記離間部Ｂに設置した場合場
合には、上記のように折返し部分近傍Ａと壁柱部１とを
互いに離間させることによる応力集中の防止効果を損な
うことなく、離間部Ｂを充填材６で覆うことによって階
段構造の外観を向上させることができる。

【００２４】特に、上記離間部Ｂにゴム材等の弾性部材
からなる充填材６を設置した場合には、この充填材６を
弾性変形させることにより、上記曲げモーメントＭの一
部を吸収することができるため、応力集中によるひび割
れ等の発生を、さらに効果的に防止できるという利点が
ある。

【００２５】なお、本発明は、上記現場打ちコンクリー
ト階段構造に限定されることなく、プレキャストコンク
リートによって予め形成した壁柱部１および階段部２，
３等を建設現場に搬入し、植え込みボルト等により階段
部２，３を壁柱部１に連結するとともに、上記折返し部
分近傍Ａに形成された離間部Ｂ以外の部分において階段
部２，３と壁柱部１とをグラウト材により接合するプレ
キャストコンクリート階段構造についても本発明を適用
可能である。

【００２６】上記プレキャストコンクリート階段構造に
おいても、階段構造の主要部である上記壁柱部１の厚さ
を大きくすることなく、壁柱部１と階段部２，３との接
続部にひび割れが発生するのを効果的に防止できる等の
効果が得られる。しかも、寸法の大きな梁材を使用する
ことなく、上記階段部２，３と壁柱部１とを接続するこ
とができるため、優れた美観を有するとともに、階段を
昇降する際に心理的圧迫感を受けるのを防止できる階段
構造を建設現場において迅速かつ容易に組み立てること
ができる。

【００２７】上記本発明に係る階段構造と、従来例に係
る階段構造とにおいて、階段部２，３と壁柱部１との接
続部に作用する応力の集中度合いを確認するために行っ
た実験結果について以下に説明する。この実験では、壁
柱部１の高さを４３０ｃｍ、同幅を１５８ｃｍ、同厚さ
を２５ｃｍとし、階段部１，３の幅を約１２０ｃｍ、同
踏面を２５ｃｍ、蹴上げを約１８．６ｃｍとし、かつ手
摺の高さを１１７ｃｍ、同厚さを１２ｃｍとし、さらに
一階フロアの高さを５０ｃｍとするとともに、二階フロ
アの高さを３１０ｃｍとした実験モデルを使用した。

【００２８】そして、上記階段構造に作用する同じ階段
荷重による立体的応力分布を、３次元アイソパラメトリ
ック３２節点六面体要素により理想化した有限要素モデ
ルを用いて精密に解析したところ、上記階段部２，３の
全域を壁柱部１に固定してなる比較例では、図５の破線
に示すように、最大応力σが１７０ｋｇ／ｃｍ²程度で
あった。

【００２９】これに対して、上記階段部１，２の折返し
部分近傍と壁柱部１との間に、２５ｃｍ程度の水平方向
長さと、５ｍｍ程度の離間寸法とを有する離間部を設け
るとともに、この離間部に厚さ５ｍｍのゴム材を設置し
てなる本発明例では、図５の実線で示すように、最大応
力σが８０ｋｇ／ｃｍ²程度であり、上記従来例に比べ
て最大応力σを１／２以下に低減できることが確認され
た。

【００３０】また、上記実験データを基準に応力集中に
よるひび割れに対する安全率が同一となるように階段構
造を設計した場合には、従来例に比べて上記壁柱部１の
重量を約３０％低減することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、左右両
壁面に複数の階段部が交互に連続して取り付けられる壁
柱部を有する階段構造において、上記階段部の折返し部
分近傍と、上記壁柱部とを互いに離間させたため、階段
構造の主要部である上記壁柱部の厚さを大きくすること
なく、この階段部と壁柱部との接続部にひび割れ等が発
生するのを効果的に防止することができ、これによって
階段構造の重量、材料費、搬送費および建設費を効果的
に低減することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る階段構造の実施形態を示す正面図
である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】間隙部の構造を示す断面図である。

【図４】本発明に係る階段構造の作用を示す説明図であ
る。

【図５】応力の分布状態を示すグラフである。

【図６】従来の階段構造を示す斜視図である。

【図７】従来の階段構造の変形例を示す正面図である。

【符号の説明】

１ 壁柱部 ２，３ 階段部 ４ 踊り場 ６ 充填材 Ａ 折返し部分近傍 Ｂ 間隙部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右両壁面に複数の階段部が交互に連続
   して取り付けられる壁柱部を有する階段構造において、
   上記階段部の折返し部分近傍と、上記壁柱部とを互いに
   離間させたことを特徴とする階段構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の階段構造において、階段
   部の折返し部分近傍と、上記壁柱部との間に形成された
   離間部に、壁柱部よりも剛性の低い素材からなる充填材
   を設置したことを特徴とする階段構造。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の階段構造におい
   て、壁柱部および階段部をプレキャストコンクリートに
   よって形成したことを特徴とする階段構造。