JP2005090107A - プレキャストｒｃ壁の取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 各階におけるプレキャストＲＣ壁と上下鉄骨梁との接合、および各階の鉄骨梁を挟んでその上下階のプレキャストＲＣ壁どうしの接合等を強固なものとすることができるプレキャストＲＣ壁の取付構造を提供する。
【解決手段】 プレキャストＲＣ壁３に配筋された縦補強筋４の端部を該プレキャストＲＣ壁３の上端部に突出して縦補強筋の継手４ａとする。縦補強筋の継手４ａを鉄骨梁２の上下フランジ２ａ，２ａに形成された貫通孔２ｂ，２ｂに貫通させる。縦補強筋の継手４ａをプレキャストＲＣ壁３に配筋された縦補強筋４の下端部４ｂと接合する。縦補強筋の継手４ａを鉄骨梁２の上側に設置されたプレキャストＲＣ壁３に配筋された縦補強筋４の下端部４ｂと接合する。縦補強筋の継手４ａに螺合された固定ナット７と８を締め付けて縦補強筋の継手４ａを鉄骨梁２に固定する。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、各階の鉄骨柱梁架構内に設置されたプレキャストＲＣ壁の取付構造に関するものである。

これまで、鉄骨柱梁架構内にＲＣ耐震壁として設置されたプレキャストＲＣ壁を取り付ける方法として、例えば図７（ａ）に示すように、鉄骨梁２０とプレキャストＲＣ壁２１にガセットプレート２２をそれぞれ突設し、このガセットプレート２２同士をＨＴＢ（ハイテンションボルト）２３によってボルト締結して取り付ける方法、または図７（ｂ）に示すように、そのガセットプレート２２同士またはプレキャストＲＣ壁２１のガセットプレート２２と鉄骨梁２０とを溶接して取り付ける方法、さらには図７（ｃ）に示すように、プレキャストＲＣ壁２１に補強筋として配筋されたねじ鉄筋２４の端部を固定ナット２５によって鉄骨梁２０に定着して取り付ける方法などが知られている（特許文献１参照）。
特願平４−３３７１０８４号公報

しかし、ガセットプレート２２を用いた取付方法の場合、プレキャストＲＣ壁２１とガセットプレート２２間の力の伝達をスムーズに行うことが困難であり、応力伝達上不合理が生じることがある。

また、ＨＴＢ２３を用いた取付方法の場合、鉄骨建方における施工誤差を吸収することが困難であり、また溶接による取付方法の場合は、現場での溶接作業があるため安全性や品質確保に苦労する他、施工が天候に左右される等の課題がある。

さらに、ねじ鉄筋２４を固定ナット２５により鉄骨梁２５に定着する方法の場合、プレキャストＲＣ壁２１とそれに接触する鉄骨梁フランジ間のみで接合しているため、特に上下階の耐震壁（プレキャストＲＣ壁２１）との一体化が不十分であり、合理的な設計を行う上で十分に応力の伝達が果たせていない。

請求項１記載のプレキャストＲＣ壁の取付構造は、各階の鉄骨柱梁架構内に設置されたプレキャストＲＣ壁の取付構造において、プレキャストＲＣ壁に配筋された補強筋の端部を該プレキャストＲＣ壁の端部に突出させ、該補強筋の端部を鉄骨梁に形成された貫通孔に貫通させるとともに、前記鉄骨梁を挟んでその反対側に設置されたプレキャストＲＣ壁に配筋された補強筋と接合し、かつ前記補強筋の端部を該補強筋の端部に螺合された固定ナットを締め付けて前記鉄骨梁に固定してなることを特徴とするものである。

本願発明は上述した構成にしたことにより、特に各階におけるプレキャストＲＣ壁と上下鉄骨梁との接合、および各階の鉄骨梁を挟んでその上下階のプレキャストＲＣ壁どうしの接合を強固なものとすることができ、しかも各階の鉄骨梁の面外へのねじれを確実に阻止することができるものである。

本願発明の場合、鉄骨梁を挟んでその上側と下側にれぞれ設置されたプレキャストＲＣ壁にそれぞれ配筋された補強筋は、鉄骨梁の上側または下側のいずれの位置でも接合することができる。

補強筋を鉄骨梁の上側で接合するには、例えば図２に図示するようにプレキャストＲＣ壁に配筋された補強筋の端部を該プレキャストＲＣ壁の上端部に突出させ、該補強筋の端部を鉄骨梁に形成された貫通孔に貫通させるとともに、前記鉄骨梁の上側に設置されたプレキャストＲＣ壁に配筋された補強筋と接合することができる。

一方、補強筋を鉄骨梁の下側で接合するには、プレキャストＲＣ壁に配筋された補強筋の端部を該プレキャストＲＣ壁の下端部に突出させ、該補強筋の端部を鉄骨梁に形成された貫通孔に貫通させるとともに、前記鉄骨梁の下側に設置されたプレキャストＲＣ壁に配筋された補強筋と接合することができる。

また、補強筋はプレキャストＲＣ壁の全断面に所定間隔おきに配筋し、そのすべて補強筋の端部を上記した構成により互いに接合し、鉄骨梁に固定してもよく、あるいは前記補強筋のうち、プレキャストＲＣ壁の幅方向の縁端部に配筋された補強筋のみの端部を上記した構成により互いに接合し、鉄骨梁に固定してもよい。

請求項２記載のプレキャストＲＣ壁の取付構造は、請求項１記載のプレキャストＲＣ壁の取付構造において、補強筋の端部をプレキャストＲＣ壁の端部に形成された接合用筒内に挿入し、かつ固化材を充填することにより、鉄骨梁を挟んでその反対側に設置されたプレキャストＲＣ壁に配筋された補強筋と前記補強筋の端部とを接合してなることを特徴とするものである。

この場合、スプライススリーブ等のスリーブを用い、プレキャストＲＣ壁の端部に該プレキャストＲＣ壁内に配筋された補強筋の端部に接続した状態でスリーブ埋設し、該スリーブの端部に補強筋の端部を挿入し、その周囲にモルタル、セメントまたは樹脂モルタル等の固化材を充填して接合することができる。

請求項３記載のプレキャストＲＣ壁の取付構造は、請求項１または２記載のプレキャストＲＣ壁の取付構造において、プレキャストＲＣ壁の縁端部に配筋された補強筋のみを互いに接合し、かつ前記補強筋の端部を鉄骨梁に固定してなることを特徴とするものである。

本願発明は、例えば図２（ｂ）に図示するように、プレキャストＲＣ壁の中央部分にスリットが設けられているために、プレキャストＲＣ壁の両縁端部にのみ補強筋が配筋され、スリットが設けられた中央部分に補強筋が配筋されていない場合などに適用されるものである。

請求項４記載のプレキャストＲＣ壁の取付構造は、請求項１〜３のいずれかに記載のプレキャストＲＣ壁の取付構造において、プレキャストＲＣ壁にスリットを形成して柱状部が形成されてなることを特徴するものである。

本願発明は、柱状部が柱梁架構内にあって柱梁架構に作用する水平力（例えば地震力）に対し、曲げ変形することによりせん断力を負担する。したがって、スリットの間隔と長さ、および鉄筋量などを調整することにより、建物の変形性能に応じた復元力特性を実現することができ、これにより、通常のダンパーと異なり、建築基準法に準拠した設計においてせん断力を負担し、柱梁架構の簡略化が可能となる。

請求項５記載のプレキャストＲＣ壁の取付構造は、請求項１〜４のいずれかに記載のプレキャストＲＣ壁の取付構造において、プレキャストＲＣ壁の左右両側部および／または上下両端部にプレストレスが導入されてなることを特徴とするものである。本願発明は特に、プレキャストＲＣ壁の全体を拘束することができ、かつ靱性の向上を図ることができる。

本願発明は、プレキャストＲＣ壁に配筋された補強筋の端部を該プレキャストＲＣ壁の端部に突出させ、該補強筋の端部を鉄骨梁に形成された貫通孔に貫通させるとともに、前記鉄骨梁を挟んでその反対側に設置されたプレキャストＲＣ壁に配筋された補強筋と接合し、かつ前記補強筋の端部を該補強筋の端部に螺合された固定ナットを締め付けて前記鉄骨梁に固定してなるので、各階におけるプレキャストＲＣ壁と上下鉄骨梁との接合、および各階の鉄骨梁を挟んでその上下階のプレキャストＲＣ壁どうしの接合を強固なものとすることができ、しかも各階の鉄骨梁の面外へのねじれを確実に阻止することができる等の効果がある。

また、プレキャストＲＣ壁の鉄骨梁との接合を容易にするとともに、面内変形時の柱梁架構による拘束軸力を設計に考慮できる接合方法とすることで、接合断面のより合理的な設計を行うことができる。

さらに、プレキャストＲＣ壁と鉄骨梁間の応力伝達の不合理と施工の困難性をなくし、それにより柱梁架構によるプレキャストＲＣ壁の拘束効果を利用して、より合理的な設計を行うことができるようにプレキャストＲＣ壁を取り付けることができる。

図１〜図５は、本願発明の一例を示し、図において、左右鉄骨柱１，１と上下鉄骨梁２，２とからなる各階の柱梁架構Ａ内にプレキャストＲＣ壁３がそれぞれ設置され、各プレキャストＲＣ壁３は上下鉄骨梁２，２にそれぞれ固定されている。なおこの場合、プレキャストＲＣ壁３は柱梁架構Ａ内に鉄骨梁２の軸方向に所定間隔をおいて設置されている。

鉄骨柱１と鉄骨梁２にはＨ形鋼などの形鋼が用いられ、各階の鉄骨梁２の上下フランジ２ａ，２ａには複数の貫通孔２ｂ，２ｂがウェブ２ｃを挟んでその両側にそれぞれ形成されている。

各プレキャストＲＣ壁３の左右両縁端部には複数の縦補強筋４，４が各鉄骨梁２の貫通孔２ｂ，２ｂに対応させて配筋され、その上端部はプレキャストＲＣ壁３の上端部から縦補強筋４，４の継手として（以下「縦補強筋の継手４ａ」という）それぞれ所定長さ突出している。

また、各プレキャストＲＣ壁３の下端部に複数のスリーブ５，５が各縦補強筋４，４の延長線上に位置してそれぞれ埋設され、この各スリーブ５，５の上端部に各縦補強筋４，４の下端部４ｂ，４ｂがそれぞれ挿入されている。

また、各縦補強筋の継手４ａは上側鉄骨梁２の上下フランジ２ａ，２ａにそれぞれ形成された各貫通孔２ｂ，２ｂをそれぞれ連続して貫通し、かつ上側鉄骨梁２の上階側に設置されたプレキャストＲＣ壁３の下端部に埋設されたスリーブ５の下端部にそれぞれ挿入されている。

そして、各スリーブ５内にモルタル等の固化材６を充填することにより、鉄骨梁２を挟んで上下のプレキャストＲＣ壁３の縦補強筋４，４が同一軸線上でそれぞれ一体的に接合されている。

また、各縦補強筋の継手４ａに２個の固定ナット７と８がそれぞれ螺合され、このうち固定ナット７は鉄骨梁２の上側フランジ２ａを上方に強く押し上げるように締め付けられ、固定ナット８は鉄骨梁２の下側フランジ２ａを下方に強く押し下げるように締め付けられている。固定ナット７と８がこのように締め付けられていることで、各プレキャストＲＣ壁３の上下両端部は鉄骨梁２にそれぞれ強固に固定されている。

このように構成されていることにより、各階におけるプレキャストＲＣ壁３と上下鉄骨梁２，２との接合、および各階の鉄骨梁２を挟んでその上下階のプレキャストＲＣ壁３どうしの接合が強固なものとなり、しかも各階の鉄骨梁２の面外へのねじれを防止することができる。

なお、図２（ｂ）は、プレキャストＲＣ壁３に、上下方向に連続する所定長さのスリット３ａを形成して柱状部が形成された例を示したものである。

図３は、本願発明のプレキャストＲＣ壁の取付構造およびプレキャストＲＣ壁の詳細を示し、ここでは、縦補強筋４の接合方法として特にスプライススリーブ９が用いられている。

スプライススリーブ９に上階側の縦補強筋４の下端部４ｂと下階側の縦補強筋の継手４ａがそれぞれ挿入され、かつ固化材６（例えば図２（ｃ）参照）が充填されていることにより上下の縦補強筋４，４が一体的に接合されている。

また、施工誤差を吸収してプレキャストＲＣ壁３と鉄骨梁２との一体化を図るために、プレキャストＲＣ壁３と鉄骨梁２間に隙間を設け、その部分にモルタルを充填されている。

また、プレキャストＲＣ壁３にスリット３ａを形成するため、壁中央（セパレート部）に珪酸カルシウム板などの仕切り板１０を設け、その間の壁補強筋１１が複数の縦補強筋とフープ筋とから柱状に配筋されている。

図４（ａ），（ｂ）は、プレキャストＲＣ壁３の変形例を示し、特にスリットの無い両側部と上下両端部（ソリッド部）に緊張材としてＰＣ鋼材１２を挿通することにより、プレキャストＲＣ壁３の両側部と上下両端部にそれぞれプレストレスが導入されている。これによりプレキャストＲＣ壁３の全体を拘束することができ、かつ靱性の向上を図ることができる。

図５は、本願発明のプレキャストＲＣ壁の取付構造による拘束軸力を用いた取付断面の効率化の説明を示し、この拘束軸力は、各階においてプレキャストＲＣ壁３が水平力Ｐを受けて曲げひび割れが生じること等により軸方向（上下方向）に膨張する鉄筋コンクリートを周囲の柱梁架構Ａや上下階のプレキャストＲＣ壁３などの周辺構造体が拘束することにより生じる。

これは、本願発明のようにプレキャストＲＣ壁３と柱梁架構Ａおよび上下階のプレキャストＲＣ壁３とを密着させる接合方法で十分に生じるものであり、図７（ａ）〜（ｃ）に示す従来の方法で接合する場合には、その部分の変形で緩和されることがある。

この拘束軸力は、図５（ｂ）に示すように、プレキャストＲＣ壁３と鉄骨梁２との境界部の応力状態において、設計上クリティカルとなる引張力を小さくするように働く。

これにより、圧縮力は余裕のあるプレキャストＲＣ壁３のコンクリートと鉄骨梁２との面接触で処理することができるため、結果的にプレキャストＲＣ壁３の両側部に配筋された縦補強筋４を例えばＤ３２からＤ２２へ減少させることができ、接合部の効率的な設計を可能とすることができる。さらには、プレキャストＲＣ壁３と鉄骨梁２との摩擦抵抗力を増加させてせん断力の伝達も助ける働きがある。

図６（ａ）〜（ｄ）は、本願発明のプレキャストＲＣ壁の取付構造の施工手順を示し、以下その手順を説明する。

(1) 最初に、Ｎ−１階のプレキャストＲＣ壁３ＡとＮ階の鉄骨梁２Ａをそれぞれ設置する。この場合、プレキャストＲＣ壁３ＡとＮ階の鉄骨梁２Ａは予め地上で地組みし、両者をクレーン等で吊って同時に設置することにより施工の大幅な効率化を図ることができる。

(2) 次に、(1) の場合と同様に、予め地組みされたＮ＋１階の鉄骨梁２ＢとＮ階のプレキャストＲＣ壁３Ｂを鉄骨梁２Ａの上に設置するとともに、Ｎ階に突出した縦補強筋の継手４ａをプレキャストＲＣ壁３Ｂの下端部に埋設されたスリーブ５Ａに挿入する。また、鉄骨梁２Ｂを柱またはブラケット（図省略）に接合することで位置決めを行う。

(3) 次に、スリーブ５Ａ内にモルタル等の固化材６を充填し、さらに鉄骨梁２ＡとプレキャストＲＣ壁３Ｂとの間にモルタルを充填する。

(4) そして最後に、固定ナット７と８をそれぞれ締め込むことでプレキャストＲＣ壁３と鉄骨梁２とを一体化する。なお、施工誤差は縦補強筋の継手４ａとスリーブ５間のクリアランスとＮ階の鉄骨梁とプレキャストＲＣ壁とのクリアランスで吸収するものとする。

本願発明は上述した構成にしたことにより、特に各階におけるプレキャストＲＣ壁と上下鉄骨梁との接合、および各階の鉄骨梁を挟んでその上下階のプレキャストＲＣ壁どうしの接合を強固なものとすることができ、しかも各階の鉄骨梁の面外へのねじれを確実に阻止することで、プレキャストＲＣ壁の鉄骨梁への取り付けにおいて、プレキャストＲＣ壁と鉄骨梁間の応力伝達の不合理と施工の困難性をなくし、それにより柱梁架構によるプレキャストＲＣ壁の拘束効果を利用して、より合理的な設計を行い得るようにプレキャストＲＣ壁を取り付けることができる。

プレキャストＲＣ壁の取付構造の一例を示す柱梁架構の一部正面図である。 プレキャストＲＣ壁の取付構造の一例を示し、（ａ），（ｂ）はその一部正面図、（ｃ）は（ａ）におけるイ−イ線断面図である。 プレキャストＲＣ壁の取付構造の一例を示し、（ａ）はその一部正面図、（ｂ），（ｃ）は（ａ）におけるロ−ロ線断面図、ハ−ハ線断面図である。 プレキャストＲＣ壁の取付構造の一例を示し、（ａ）はその一部正面図、（ｂ）は（ａ）におけるニ−ニ線断面図である。 プレキャストＲＣ壁の取付構造の一例を示し、（ａ）はその一部正面図、（ｂ），（ｃ）は応力図である。 （ａ）〜（ｄ）は施工手順を示す一部正面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）はプレキャストＲＣ壁の従来の取付方法を示す一部正面図である。

符号の説明

１ 左右の鉄骨柱
２ 上下の鉄骨梁
３ プレキャストＲＣ壁
４ 縦補強筋（補強筋）
５ スリーブ
６ 固化材
７ 固定ナット
８ 固定ナット
９ スプライススリーブ
１０ ＰＣ鋼材
１１ 壁補強筋
１２ ＰＣ鋼材

Claims (5)

1. 各階の鉄骨柱梁架構内に設置されたプレキャストＲＣ壁の取付構造において、プレキャストＲＣ壁に配筋された補強筋の端部を該プレキャストＲＣ壁の端部に突出させ、該補強筋の端部を鉄骨梁に形成された貫通孔に貫通させるとともに、前記鉄骨梁を挟んでその反対側に設置されたプレキャストＲＣ壁に配筋された補強筋と接合し、かつ前記補強筋の端部を該補強筋の端部に螺合された固定ナットを締め付けて前記鉄骨梁に固定してなることを特徴とするプレキャストＲＣ壁の取付構造。
2. 補強筋の端部をプレキャストＲＣ壁の端部に形成された接合用筒内に挿入し、かつモルタルを充填することにより鉄骨梁を挟んでその反対側に設置されたプレキャストＲＣ壁に配筋された補強筋と前記補強筋の端部とを接合してなることを特徴とする請求項１記載のプレキャストＲＣ壁の取付構造。
3. プレキャストＲＣ壁の縁端部に配筋された補強筋のみを互いに接合し、かつ前記補強筋の端部を鉄骨梁に固定してなることを特徴とする請求項１または２記載のプレキャストＲＣ壁の取付構造。
4. プレキャストＲＣ壁にスリットを形成して柱状部が形成されてなることを特徴する請求項１〜３のいずれかに記載のプレキャストＲＣ壁の取付構造。
5. プレキャストＲＣ壁の左右両側部および／または上下両端部にプレストレスが導入されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプレキャストＲＣ壁の取付構造。
   

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