JP2002088907A - 高層壁式建物 - Google Patents

高層壁式建物

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 壁式建物を免震化するとともに地震時等のロ
ッキング振動に伴う浮き上がりを許容する構造とするこ
とにより、経済的で構造的にも安定した、アスペクト比
が大きい高層・超高層の壁式建物を提供する。 【解決手段】 鉛直方向に一連に積み重ねたプレキャス
トコンクリート耐震壁２は、同プレキャストコンクリー
ト耐震壁を鉛直方向に貫通させ緊張したアンボンドＰＣ
鋼材４により相互に圧着接合されており、前記プレキャ
ストコンクリート耐震壁の圧着界面５，５ａは、地震や
風等の水平力によって生じる引き抜き力により離間して
建物の浮き上がりを許容する構成とされており、地震や
風等の水平力を低減する免震層６に積層ゴム支承等の免
震装置７が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、柱や梁をもた
ず、壁版・床版・屋根版などを一体連続の平版構造とす
る壁式建物の技術分野に属し、更に云えば、壁式建物を
免震化するとともに地震や風等の水平力によって生じる
ロッキング振動に伴う浮き上がりを許容する構造とする
ことにより、アスペクト比が大きい高層・超高層化（２
０〜３０階程度）を実現した高層壁式建物に関する。
【０００２】
【従来の技術】柱や梁をもたず、壁版・床版・屋根版な
どを一体連続の平版構造とする壁式建物は、例えば、特
許第２９２０１０８号公報に開示されて公知である。
【０００３】一般に、壁式建物は、室内に柱や梁の突出
がなく空間の有効利用ができるばかりでなく、施工も簡
便で鉄筋使用量も少なくてすみ、工期短縮・ベニヤ型枠
削減など経済的に優れているという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、その反面、壁
式建物は、ラーメン構造と比較して剛性が高く変形性能
に乏しいため、高層建物への適用については構造安全上
制限されていた。
【０００５】ところで、壁式建物に積層ゴム支承等の免
震装置を設置して免震化する技術は、例えば、特許第１
６４５６６０号公報、特許第１７７４６０８号公報等に
種々開示されて既に公知である。この技術は、壁式建物
への地震入力を低減させることにより構造安全性を向上
させることができるので、従来高さ制限されていた壁式
建物の高層化へ向けての有益な技術といえる。
【０００６】しかしながら、アスペクト比が大きい（ア
スペクト比が４程度を超える）高層壁式建物は、地震時
等にロッキング振動に伴う過大な引き抜き力が発生する
ので、現状普及している引っ張り力に弱い積層ゴム支承
を免震装置として使用できなかった。したがって、アス
ペクト比が大きい高層・超高層（２０〜３０階程度）の
壁式建物を構築するためには、引っ張り力に極力強い免
震装置を使用しなければならず、莫大なコストが嵩み、
現実的ではなかった。
【０００７】本発明の目的は、壁式建物を免震化すると
ともに地震時等のロッキング振動に伴う浮き上がりを許
容する構造とすることにより、経済的で構造的にも安定
した、アスペクト比が大きい高層・超高層の壁式建物
（以下、高層壁式建物という場合がある）を提供するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段として、請求項１に記載した発明に係る高層
壁式建物は、桁行方向に間隔をあけて設けたプレキャス
トコンクリート耐震壁と同プレキャストコンクリート耐
震壁に架け渡した床スラブとを鉛直方向に積み重ねて構
築したアスペクト比が大きい高層壁式建物であって、鉛
直方向に一連に積み重ねたプレキャストコンクリート耐
震壁は、同プレキャストコンクリート耐震壁を鉛直方向
に貫通させ緊張したアンボンドＰＣ鋼材により相互に圧
着接合されていること、前記プレキャストコンクリート
耐震壁の圧着界面は、地震や風等の水平力によって生じ
る引き抜き力により離間して建物の浮き上がりを許容す
る構成とされていること、地震や風等の水平力を低減す
る免震層に積層ゴム支承等の免震装置が設けられている
ことをそれぞれ特徴とする。
【０００９】請求項２に記載した発明は、請求項１に記
載した高層壁式建物において、プレキャストコンクリー
ト耐震壁の圧着界面のうち特定の圧着界面は引き抜き力
により離間可能な構成とされ、他の圧着界面は引き抜き
力により離間しない構成とされていることを特徴とす
る。
【００１０】請求項３に記載した発明は、請求項１又は
２に記載した高層壁式建物において、プレキャストコン
クリート耐震壁は階高に等しい高さとされていることを
特徴とする。
【００１１】請求項４に記載した発明は、請求項１〜３
のいずれか１項に記載した高層壁式建物において、プレ
キャストコンクリート耐震壁は、縦割りにした複数枚の
集合体から成り、水平方向に貫通させ緊張したアンボン
ドＰＣ鋼材により離間可能に一体化されていることを特
徴とする。
【００１２】
【発明の実施形態、及び実施例】図１と図２は、請求項
１に記載した発明に係る高層壁式建物の実施形態を示し
ている。
【００１３】この高層壁式建物１は、桁行方向（図１Ａ
のＸ方向）に間隔をあけて設けたプレキャストコンクリ
ート耐震壁２（図示例では９体）と同プレキャストコン
クリート耐震壁２に架け渡した床スラブ３（図示例では
８体）とを鉛直方向（地上２０〜３０階程度の高さ）に
積み重ねて構築したアスペクト比が大きい高層壁式建物
１である。
【００１４】鉛直方向に一連に積み重ねた前記プレキャ
ストコンクリート耐震壁２は、同プレキャストコンクリ
ート耐震壁２を鉛直方向に貫通させ緊張したアンボンド
ＰＣ鋼材４により相互に圧着接合されている。
【００１５】前記プレキャストコンクリート耐震壁２の
圧着界面５は、地震や風等の水平力によって生じる引き
抜き力により離間して建物１の浮き上がりを許容する構
成とされている。
【００１６】また、地震や風等の水平力を低減する免震
層６に積層ゴム支承等の免震装置７が設けられている
（以上、請求項１記載の発明）。
【００１７】さらに、前記高層壁式建物１は、プレキャ
ストコンクリート耐震壁２の圧着界面５のうち特定の圧
着界面５ａは、図２Ｂに示したように、引き抜き力によ
り離間可能な構成とされ、他の圧着界面５は、定着板１
４の締め付けやアンボンドＰＣ鋼材４の断面積を調整す
る等して引き抜き力により離間しない構成とされている
（請求項２記載の発明）。もちろん、構造設計上安全性
が認められるのであれば、前記プレキャストコンクリー
ト耐震壁２のすべての圧着界面５を離間可能に構成して
実施することもできる。因みに、図中の符号８は、基礎
コンクリートを示している。
【００１８】前記高層壁式建物１は、アスペクト比が大
きい地上２０〜３０階程度の超高層壁式建物を構築する
場合に好適に実施されるが、地上１０階程度の高層壁式
建物１を構築する場合にも当然に実施できる。
【００１９】前記プレキャストコンクリート耐震壁２は
階高に等しい高さとされ（請求項３記載の発明）、平面
方向から見ると略等間隔に９体、正面方向から見ると高
層壁式建物１の階数分設けて実施されているが設置個数
はこれに限定されない。高層壁式建物１の建坪及び階高
に応じた個数で実施される。もちろん、桁行方向のみ成
らず、梁間方向（図１ＡのＹ方向）に複数設けて実施す
ることもできる。
【００２０】また、図示例のプレキャストコンクリート
耐震壁（以下、ＰＣａ耐震壁という。）２は平板状であ
るが、図６Ａ〜Ｄに例示したように、平板とこれに直交
する方向に控え壁を有する形状で実施することもでき
る。このように、ＰＣａ耐震壁２の控え壁は１枚でも複
数枚でも良く、また平板に対して任意の位置に取り付け
て実施できる。
【００２１】なお、個々のＰＣａ耐震壁２は階高に等し
い高さで実施することが好ましいが、２階分または３階
分相当の高さで実施しても良いし階高の半分程度の高さ
で実施することもできる。
【００２２】前記ＰＣａ耐震壁２に架け渡した床スラブ
３は、平面方向から見ると８体、正面方向から見ると高
層壁式建物１の階数分設けて実施されているが設置個数
はこれに限定されない。この高層壁式建物１に使用され
る床スラブ３は、現場打ちコンクリートスラブ３、フル
プレキャストコンクリートスラブ３、又はハーフプレキ
ャストコンクリートスラブ３等であり格別新規なもので
はない。よって詳細図は省略する。
【００２３】前記ＰＣａ耐震壁２と床スラブ３との緊結
方法は、図５Ａ〜Ｃに例示したように格別新規なもので
はない。すなわち、現場打ちコンクリートスラブ３を使
用する場合は、図５Ａに示したように、ＰＣａ耐震壁２
における現場打ちコンクリートスラブ３の取り合い位置
にさし筋（連結用の鉄筋）１０を予め打ち込んでおいた
り、図５Ｂに示したように、インサート１１を打ち込
み、後に片側をねじ切りした鉄筋１２を前記インサート
１１にねじ込んでおいたりして、ＰＣａ耐震壁２へ現場
打ちコンクリートスラブ３を緊結する。ハーフプレキャ
ストコンクリートスラブ３を使用する場合も現場打ちコ
ンクリートスラブ３と同様の手法で緊結する。
【００２４】また、フルプレキャストコンクリートスラ
ブ３を使用する場合は、図５Ｃに示したように、ＰＣ鋼
材１３を用いて圧着するか、図示は省略するが、フルプ
レキャストコンクリートスラブ３とＰＣａ耐震壁２に適
当な金物を予め打ち込んで作製しそれらの金物を溶接す
ることによって一体化して緊結することもできる。
【００２５】ただし、前記ＰＣａ耐震壁２の圧着界面５
のうち特定の圧着界面５ａは離間して建物１の浮き上が
りを許容する構成とするべく、図４に示したように、前
記ＰＣａ耐震壁２の圧着界面５に前記床スラブ３の当接
面３ａが跨らないよう緊結しなければならないことに留
意する。
【００２６】前記アンボンドＰＣ鋼材４は、構造設計
上、前記ＰＣａ耐震壁２における地震時等のロッキング
振動に伴う引き抜き力が発生し易い部位に配置すること
が効率的で好ましい。図示例では、前記平板状のＰＣａ
耐震壁２の両端部に２本ずつ計４本配置して実施してい
る。ただし、前記アンボンドＰＣ鋼材４の配置及び個数
はこれに限定されず、構造設計上、地震時等のロッキン
グ振動に伴う引き抜き力に十分且つ効率的に対処し得る
配置及び個数とされる。
【００２７】また、前記アンボンドＰＣ鋼材４に導入す
る緊張力は、前記ＰＣａ耐震壁２の圧着界面５ａが引き
抜き力により離間して建物１の浮き上がりを許容し得る
大きさに設定する。
【００２８】前記建物の浮き上がりに伴う離間の距離δ
（図２Ｂ参照）は、勿論、壁式建物が転倒しない範囲に
設定する必要がある。具体的には、前記アンボンドＰＣ
鋼材４の中間位置（図示例では２Ｆ部分）に定着板１４
を設けることでアンボンドＰＣ鋼材４が自由に伸び変形
できる範囲Ｌ（図２Ａ参照）を限定することが肝要であ
る。ちなみに、ＰＣ鋼材４の伸びのバネ定数は、Ａｐ・
Ｅｐ／Ｌで算定できるので、ＡｐとＬを設計変数とする
ことで建物の地震時等の挙動をコントロールすることが
可能となる。ちなみに、ＡｐはアンボンドＰＣ鋼材４の
断面積であり、ＥｐはアンボンドＰＣ鋼材のヤング係数
である。前記定着板１４の配置及び個数は図示例に限定
されないことは勿論である。
【００２９】なお、前記高層壁式建物１に使用する免震
装置７は積層ゴム支承のほか、滑り支承、転がり支承で
も実施することができる。図示例の免震装置７は、建物
最下階の床スラブと基礎コンクリート８との間に設けて
実施しているが、地震や風等の水平入力を効果的に低減
し得る部位であればこれに限定されない。
【００３０】以上のように構成された高層壁式建物１、
すなわち、前記免震装置７により免震化するとともに地
震時等のロッキング振動に伴う浮き上がりを許容する構
成の高層壁式建物１は、地震や風等の水平入力を免震装
置７により低減でき、引っ張り力をＰＣａ耐震壁２の圧
着界面５ａを離間して低減できるので、汎用の免震装置
７で構造的に安定したアスペクト比が大きい２０〜３０
階程度の超高層壁式建物１を構築することができる。
【００３１】また、前記ＰＣａ耐震壁２はアンボンドＰ
Ｃ鋼材４のみにより鉛直方向に圧着接合されるので、従
来の壁式建物と比して、コンクリートの現場打ち作業を
極力省くことができ、工期短縮、ひいてはコスト削減に
大きく寄与する。更には、工場（又はサイト工場）生産
されるＰＣａ耐震壁を殆どそのままの状態で使用できる
ので、耐久性に優れ、高品質な建物躯体を構築できる。
【００３２】図７は、前記高層壁式建物１に使用される
ＰＣａ耐震壁２の異なる実施形態を示している。このＰ
Ｃａ耐震壁２ａ又は２ｂは、図７Ａ、Ｂにそれぞれ示し
たように、縦割りにした複数枚の集合体から成り、水平
方向に貫通させ緊張したアンボンドＰＣ鋼材４により離
間可能に一体化されている（請求項４記載の発明）。前
記アンボンドＰＣ鋼材４は、ＰＣａ耐震壁２ａの幅厚、
高さに応じてバランス良く配設される。
【００３３】よって、このＰＣａ耐震壁２ａ又は２ｂを
使用した高層壁式建物１は、前記した作用効果に加え、
ＰＣａ耐震壁２の水平剛性を任意に設定でき、高層壁式
建物１の安全性を更に向上させることができる。
【００３４】以上に、主として図１と図２に基づいて説
明したが、本発明はこれら実施形態の限りではなく、そ
の技術的思想を逸脱しない範囲において、例えば図３に
示した高層壁式建物１１のように、当業者が通常に行う
設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念
のため言及する。
【００３５】因みに、図３に示した高層壁式建物１１
は、図１と図２に基づいて説明した高層壁式建物１と比
して、アンボンドＰＣ鋼材４がＰＣａ耐震壁２の両端部
に１本ずつ計２本配置されていること、前記アンボンド
ＰＣ鋼材４の中間位置における２Ｆ部分と４Ｆ部分に定
着板１４が設けられていること、前記ＰＣａ耐震壁２の
圧着界面を離間する部位が１Ｆ部分と３Ｆ部分に設けら
れていることのみ相違する。
【００３６】
【本発明の奏する効果】請求項１〜４に記載した、免震
装置により免震化するとともに地震時等のロッキング振
動に伴う浮き上がりを許容する高層壁式建物によれば、
地震や風等の水平入力を免震装置により低減できるとと
もに、引っ張り力をＰＣａ耐震壁の圧着界面を離間して
低減できるという相乗効果により、汎用の免震装置で、
構造的に安定したアスペクト比が大きい２０〜３０階程
度の超高層壁式建物を構築することができる。また、前
記ＰＣａ耐震壁はアンボンドＰＣ鋼材のみにより鉛直方
向に圧着接合されるので、従来の壁式建物と比して、コ
ンクリートの現場打ち作業を極力省くことができ、工期
短縮、ひいてはコスト削減に大きく寄与する。更には、
工場（又はサイト工場）生産されるＰＣａ耐震壁を殆ど
そのままの状態で使用できるので、耐久性に優れ、高品
質な建物躯体を構築できる。さらに、ＰＣａ耐震壁の水
平剛性を任意に設定可能に実施することもできるので、
高層壁式建物の安全性を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａは、本発明に係る高層壁式建物の実施形態を
示した平面図であり、Ｂは、同立面図である。
【図２】Ａは、図１に示した高層壁式建物を側面方向か
らの見た立面図であり、Ｂは、建物が浮き上がった状態
を示した立面図である。
【図３】本発明に係る高層壁式建物の異なる実施形態を
示した立面図である。
【図４】建物の浮き上がり部位におけるＰＣａ耐震壁と
床スラブとの緊結状態を示した立面図である。
【図５】Ａ〜Ｃは、ＰＣａ耐震壁と床スラブとの緊結方
法を説明するための立面図である。
【図６】控え壁を有したＰＣａ耐震壁のバリエーション
を例示した平面図である。
【図７】ＰＣａ耐震壁の水平方向にアンボンドＰＣ鋼材
を貫通して緊張し、梁間方向に離間可能な構成としたこ
とを示した平面図である。
【符号の説明】
１、１１ 高層壁式建物 ２ プレキャストコンクリート（ＰＣａ）耐
震壁 ３ 床スラブ ４ アンボンドＰＣ鋼材 ５、５ａ 圧着界面 ６ 免震層 ７ 免震装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ０４Ｂ 2/56 ６４３ Ｅ０４Ｂ 2/56 ６４３Ａ Ｅ０４Ｈ 9/02 ３０１ Ｅ０４Ｈ 9/02 ３０１ ３３１ ３３１Ａ (72)発明者 内山 義英 千葉県印西市大塚一丁目５番地１ 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 山本 雅史 千葉県印西市大塚一丁目５番地１ 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 山田 毅 千葉県印西市大塚一丁目５番地１ 株式会 社竹中工務店技術研究所内 Ｆターム(参考） 2E001 DG02 EA03 FA24 GA01 GA12 GA62 HA06 HB00 HE01 HF16 KA05 KA07 LA18 2E002 EA02 EB13 FA02 FA07 FB03 GA04 KA01 KA07 MA07 MA12 MA13

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】桁行方向に間隔をあけて設けたプレキャス
    トコンクリート耐震壁と同プレキャストコンクリート耐
    震壁に架け渡した床スラブとを鉛直方向に積み重ねて構
    築したアスペクト比が大きい高層壁式建物であって、 鉛直方向に一連に積み重ねたプレキャストコンクリート
    耐震壁は、同プレキャストコンクリート耐震壁を鉛直方
    向に貫通させ緊張したアンボンドＰＣ鋼材により相互に
    圧着接合されていること、 前記プレキャストコンクリート耐震壁の圧着界面は、地
    震や風等の水平力によって生じる引き抜き力により離間
    して建物の浮き上がりを許容する構成とされているこ
    と、 地震や風等の水平力を低減する免震層に積層ゴム支承等
    の免震装置が設けられていること、をそれぞれ特徴とす
    る高層壁式建物。
  2. 【請求項２】プレキャストコンクリート耐震壁の圧着界
    面のうち特定の圧着界面は引き抜き力により離間可能な
    構成とされ、他の圧着界面は引き抜き力により離間しな
    い構成とされていることを特徴とする、請求項１に記載
    した高層壁式建物。
  3. 【請求項３】プレキャストコンクリート耐震壁は階高に
    等しい高さとされていることを特徴とする、請求項１又
    は２に記載した高層壁式建物。
  4. 【請求項４】プレキャストコンクリート耐震壁は、縦割
    りにした複数枚の集合体から成り、水平方向に貫通させ
    緊張したアンボンドＰＣ鋼材により離間可能に一体化さ
    れていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１
    項に記載した高層壁式建物。
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