JP2010285783A - 耐震構造およびその構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ひび割れ等の発生を防止することができ、しかも施工の簡略化を図ることができる。
【解決手段】耐震構造１に設けられる耐震壁構造体１０は、鉄筋コンクリート造の柱３と、柱３の周囲に配置されるとともにＰＣ鋼棒１３によりプレストレスが導入されたプレストレスコンクリート造の複数の支柱１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）と、支柱１１、１１どうしを水平方向に一体的に接合する鉄筋コンクリート造の壁部材１２とを備えている。 上下階に配置される支柱１１、１１どうしが同軸に接合され、上下階に連続して配置される連層耐震壁をなしている。
【選択図】図２

Description

本発明は、鉄筋コンクリート造の建物に施工される耐震構造およびその構築方法に関する。

従来、鉄筋コンクリート造の建物において、柱と梁とによって囲まれる架構に構築されるＲＣ耐震壁は、高い強度が得られることから地震等の外力に対して有効な耐震要素となっていることが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開平７−１８７６７号公報 特開２００２−１２９６５０号公報

しかしながら、従来の耐震壁を備えた建物では以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１、２に示す耐震壁の施工では、鉄筋量も多く、配筋工事に手間がかかるうえ、大きな型枠が必要であるとともに妻面等の収まり部分の固定も困難になることから、型枠工事にも手間がかかっていた。さらに、耐震壁に施工されるコンクリート量も多く、そのためコールドジョイントやジャンカが生じ易いという問題があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ひび割れ等の発生を防止することができ、しかも施工の簡略化を図ることができる耐震構造およびその構築方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る耐震構造では、鉄筋コンクリート造の建物に施工される耐震構造であって、ＰＣ鋼材によりプレストレスが導入されたプレストレスコンクリート造の複数の支柱と、支柱どうしを水平方向に一体的に接合する鉄筋コンクリート造の壁部材とを有する耐震壁構造体が設けられ、支柱は、耐震壁構造体の平面視端部に配置されていることを特徴としている。

また、本発明に係る耐震構造の構築方法では、鉄筋コンクリート造の建物に耐震壁構造体を備えるための耐震構造の構築方法であって、ＰＣ鋼材によりプレストレスが導入されたプレストレスコンクリート造の複数の支柱を耐震壁構造体の平面視端部に配置する工程と、支柱どうしを壁部材によって水平方向に接合する工程とを有することを特徴としている。

本発明では、支柱にはＰＣ鋼材によって緊張力が付与されて上下方向の圧縮力（プレストレス）が導入されているので、軸力方向の引張側において剛性を確保することができる。さらに、支柱の圧縮側に作用する外部からの軸力増加に対してプレストレスが減少しながらも抵抗することになり、コンクリート応力が急激に増大することを防止することができる。そのため、比較的高剛性な曲げ抵抗を安定的に発揮することができ、変動軸力引張側に発生し易いひび割れもプレストレスによるコンクリート圧縮応力の作用によって生じにくくなる。また、プレストレスコンクリートが導入された支柱に高い復元性能があり、この復元性能により地震後などの変形の残留を抑制することができる。そして、支柱に一体的に連結される壁部材においても同様の復元性能を有することから、支柱や壁部材に生じたひび割れも地震後には閉塞し、残留ひび割れが生じにくい耐震壁となる。
したがって、上述したような耐震壁構造体の平面視端部に曲げに強い支柱を配置することで、耐震壁全体が曲げ抵抗に強い剛強な構造となり、壁部材においてもコンクリートのひび割れの発生を抑制することができる。

また、本発明に係る耐震構造では、上下階に配置される支柱どうしが同軸に接合され、上下階に連続して配置される連層耐震壁をなしていることが好ましい。
また、本発明に係る耐震構造の構築方法は、支柱を配置する工程において、支柱を先行して構築した下層階の支柱に対して同軸に接合することが好ましい。
本発明では、上下階の支柱どうしが同軸に接合され、耐震壁構造体が上下方向に連続してなる連層耐震壁が形成されることから、建物全体の剛性を高めることができる。

また、本発明に係る耐震構造では、上下階方向に接合される支柱は、それぞれのＰＣ鋼材どうしが圧着接合により接続されていることがより好ましい。
本発明では、上下階に同軸に配置される支柱どうしが圧着により接続され、そのＰＣ鋼材が建物の上下方向に連続した構造となるので、より曲げに強い耐震構造を実現することができる。

また、本発明に係る耐震構造では、支柱は、プレキャストコンクリートにより形成されていてもよい。
本発明では、各階層を一単位とする部材又は複数層を一単位とする部材からなるプレキャストコンクリート（ＰＣａ）からなる支柱を予め工場などで製造しておき、現場においてそれらＰＣａ製の支柱を適宜な接合手段により連結するだけの作業により施工することができる。そのため、現場での型枠組立てやコンクリート打設作業をなくすことが可能となり、施工の簡略化を図ることができる。

また、本発明に係る耐震構造では、壁部材は、建物の柱と一体的に設けられていることが好ましい。
また、本発明に係る耐震構造の構築方法では、壁部材を設ける工程において、壁部材を建物の柱に一体的に連結することが好ましい。
本発明では、支柱に接合された壁部材を建物の重量による軸力を負担する柱に一体的に設けることで、耐震壁全体の曲げによって生じる軸力変動を抑えることができる。

また、本発明に係る耐震構造では、柱は、プレキャストコンクリートにより形成されていることがより好ましい。
本発明では、各階層を一単位とする部材又は複数層を一単位とする部材からなるプレキャストコンクリート（ＰＣａ）からなる柱を予め工場などで製作しておき、現場においてそれらＰＣａ製の柱を適宜な接合手段により連結するだけの作業により施工することができる。そのため、現場での型枠組立てやコンクリート打設作業をなくすことが可能となり、施工の簡略化を図ることができる。

本発明の耐震構造およびその構築方法によれば、壁部材がＰＣ鋼材によりプレストレスが導入された支柱によって曲げ抵抗に強い剛強な耐震壁構造体となることから、耐震壁構造体の地震によるひび割れ等の発生を抑制することができる。そして、耐震壁構造体においては、プレストレスが導入された支柱を設けることで、建物内の立面に占める壁部材の設置領域を減少することが可能となることから、施工の簡略化を図ることができる。

本発明の実施の形態による耐震壁構造体が構築される建物の所定の階層における平面図である。 耐震壁構造体の構成を示す一部分解斜視図である。 耐震壁構造体の水平断面図であって、図２に示すＡ−Ａ線断面図である。 耐震壁構造体の側面図である。

以下、本発明の実施の形態による耐震構造およびその構築方法について、図１乃至図４に基づいて説明する。

図１の符号１は、鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）の柱３と梁（図示省略）とスラブ４とからなる建物２に施工された本実施の形態による耐震構造を示している。耐震構造１は、所定階層において、平面視で建物２の外周部に沿って所定間隔をもって配置される複数の耐震壁構造体１０、１０、…を備えた構成となっている。

なお、本実施の形態の建物２では、平面視側辺部に位置する平面視Ｔ字型をなす図１の符号１０Ａの耐震壁構造体と、角部に位置する平面視Ｌ字型をなす符号１０Ｂの耐震壁構造体との二形態が設けられているが、符号１０Ａのものを耐震壁構造体１０として以下説明する。符号１０Ｂの耐震壁構造体については、符号１０Ａのものと同様の作用効果をなすことから、詳細な説明は省略する。

図２乃至図４に示すように、耐震構造１に設けられる耐震壁構造体１０は、上述した鉄筋コンクリート造の柱３と、その柱３の周囲に配置されるとともにＰＣ鋼棒１３（ＰＣ鋼材）によりプレストレスが導入されたプレストレスコンクリートからなる複数の支柱１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）と、支柱１１、１１どうしを水平方向に一体的に接合する鉄筋コンクリート造の壁部材１２とを備えて概略構成されている。

支柱１１は、柱３の両側の左右対称位置で且つ建物２の外周に沿う位置に配置される一対の第１支柱１１Ａ、第２支柱１１Ｂと、柱３の建物２内側で前記第１支柱１１Ａ、１１Ｂを結ぶ直線に対して直交する方向に配置される第３支柱１１Ｃとからなる。そして、各支柱１１は平面視Ｔ字型をなす耐震壁構造体１０（１０Ａ）の平面視端部の位置に配置されている。つまり、非プレストレスの鉄筋コンクリート造の柱３が複数（３本）の支柱１１Ａ〜１１Ｃによって囲まれた状態となっている。

また、各支柱１１には、材軸中心に沿ってＰＣ鋼棒１３が埋設されており、図示しない緊張力導入手段によって緊張力が付与され、これにより支柱１１には材軸方向の圧縮力（プレストレス）が導入された状態となっている。

壁部材１２は、鉄筋コンクリートからなる壁状体であり、各支柱１１Ａ〜１１Ｃと柱３との間を閉塞するようにして配置されて双方に一体的に接合されている。なお、図１に示す建物２の角部に設けられる平面視Ｌ字型をなす耐震壁構造体１０Ｂは、そのＬ字型の頂部に柱３が配置されたものである。

また、図２および図４に示すように、上下階に配置される前記支柱１１、１１どうしが複数層にわたって同軸に接合されており、それら上下階方向に接合される支柱１１、１１のそれぞれのＰＣ鋼材１３、１３どうしが例えば機械式継手等を用いた圧着接合により接続されている。つまり、上下階どうしの支柱１１、１１どうしが同軸に連結されるので、各層に配される耐震壁構造体１０、１０同士が上下方向に連続して一体的に設けられることになり、建物２全体の剛性が高められた構造となっている。さらに。本実施の形態の壁部材１２にあっては、その上端部１２ａおよび下端部１２ｂがそれぞれスラブ４に接合している。

なお、上述した耐震壁構造体１０では、柱３と支柱１１との距離を支柱１１の長さ、断面によって適宜設定される。例えば建物２の外周方向に沿う柱３、３どうしの間隔が６ｍである場合において平面視で略２ｍ角の範囲に配置することができ、このときの支柱１１を断面寸法で例えば４０〜６０ｃｍ角とすることができる。

次に、このように構成される耐震構造１の構築方法について図面に基づいて説明する。
図２および図３に示すように、先ず、柱３の周囲の所定位置にＰＣ鋼棒１３によりプレストレスが導入されたプレキャストコンクリート（ＰＣａ）からなる支柱１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）を配置する。このとき、支柱１１は各階層を一単位とする部材又は複数層を一単位とする部材として工場等で製作されたものが用いられる。
そして、支柱１１は、先行して構築された下層階の支柱１１に対して同軸となるようにして接合される。このときＰＣ鋼棒１３についても上下方向に連続するようにして機械式継手等の圧着接合（接合手段）により連結する作業により施工することができる。そのため、現場での型枠組立てやコンクリート打設作業をなくすことが可能となり、施工の簡略化を図ることができる。

続いて、柱３と各支柱１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃとのそれぞれを壁部材１２によって水平方向に繋ぐことで耐震壁構造体１０を構築する。具体的に壁部材１２は、柱３と各支柱１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃとの間の壁部材１２の設置領域に鉄筋や型枠を組み立て、コンクリート打設することにより構築される。このようにして、建物２の上下方向にわたって連続する耐震構造１を構築することができる。

次に、上述した耐震壁構造体１０を備えた耐震構造１の作用について図面に基づいて説明する。
図２および図３に示すように、本耐震構造１では、支柱１１にはＰＣ鋼棒１３によって緊張力が付与されて上下方向の圧縮力（プレストレス）が導入されているので、軸力方向の引張側において剛性を確保することができる。さらに、支柱１１の圧縮側に作用する外部からの軸力増加に対してプレストレスが減少しながらも抵抗することになり、コンクリート応力が急激に増大することを防止することができる。そのため、比較的高剛性な曲げ抵抗を安定的に発揮することができ、変動軸力引張側に発生し易いひび割れもプレストレスによるコンクリート圧縮応力の作用によって生じにくくなる。

また、プレストレスが導入された支柱１１に高い復元性能があり、この復元性能により地震後などの変形の残留を抑制することができる。そして、支柱１１に一体的に連結される壁部材１２においても同様の復元性能を有することから、支柱１１や壁部材１２に生じたひび割れも地震後には閉塞し、残留ひび割れが生じにくい耐震壁となる。
したがって、上述したような耐震壁構造体１０の平面視端部に曲げに強い支柱を配置することで、耐震壁全体が曲げ抵抗に強い剛強な構造となり、壁部材１２においてもコンクリートのひび割れの発生を抑制することができる。

また、上下階の支柱１１、１１どうしが同軸に接合され、耐震壁構造体１０が上下方向に連続してなる連層耐震壁が形成されることから、建物全体の剛性を高めることができる。
さらにまた、上下階に同軸に配置される支柱１１、１１どうしが圧着により接続され、そのＰＣ鋼棒１３が建物２の上下方向に連続した構造となるので、より曲げに強い耐震構造を実現することができる。

上述のように本実施の形態による耐震構造およびその構築方法では、壁部材１２がＰＣ鋼棒１３によりプレストレスが導入された支柱１１によって曲げ抵抗に強い剛強な耐震壁構造体１０となることから、耐震壁構造体１０の地震によるひび割れ等の発生を抑制することができる。そして、耐震壁構造体１０においては、プレストレスが導入された支柱１１を設けることで、建物２内の立面に占める壁部材１２の設置領域を減少することが可能となることから、施工の簡略化を図ることができる。

以上、本発明による耐震構造およびその構築方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では鉄筋コンクリート製の柱３の周囲に支柱１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）を配置させ、それぞれの支柱１１と柱３とを壁部材１２を介して接続した耐震壁構造体１０としているが、これに限定されることはなく、例えば耐震壁構造体として柱３を組み込まず、支柱１１のみで構成するものあってもかまわない。

また、本実施の形態では耐震壁構造体１０における支柱１１や柱３の配置を平面視でＴ字型、或いはＬ字型に配置させた形態としているが、これらに限定されることはなく、例えば平面視でコ字型、十字型等の形状の耐震壁構造体を設けることも可能である。さらに耐震壁構造体の形状だけでなく、支柱１１、１１どうしの間隔、支柱１１と柱３との間の間隔、支柱の数量等も建物の形状等に合わせて任意に設計することができる。また、例えば、耐震構造体１０の一部（支柱１１）を建物２の外方に張り出し、バルコニーのコンクリートと一体的に設けるような構造であってもかまわない。

さらに、本実施の形態では柱３は現場打ちコンクリートにより施工されているが、これに限らず、プレキャストコンクリート（ＰＣａ）により形成されていてもかまわない。この場合、各階層を一単位とする部材又は複数層を一単位とする部材からなるＰＣａ製の柱を予め工場などで製作しておき、現場においてそれらＰＣａ製の柱を適宜な接合手段により連結するだけの作業により施工することができる。そのため、現場での型枠組立てやコンクリート打設作業をなくすことが可能となり、施工の簡略化を図ることができる。
一方、本実施の形態では支柱１１をＰＣａ製の部材としているが、現場打ちコンクリートによって施工されるものであってもよい。

１ 耐震構造
２ 建物
３ 柱
４ スラブ
１０ 耐震壁構造体
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ 支柱
１２ 壁部材
１３ ＰＣ鋼棒（ＰＣ鋼材）

Claims (9)

1. 鉄筋コンクリート造の建物に施工される耐震構造であって、
   ＰＣ鋼材によりプレストレスが導入されたプレストレスコンクリート造の複数の支柱と、
   該支柱どうしを水平方向に一体的に接合する鉄筋コンクリート造の壁部材と、
   を有する耐震壁構造体が設けられ、
   前記支柱は、前記耐震壁構造体の平面視端部に配置されていることを特徴とする耐震構造。
2. 上下階に配置される前記支柱どうしが同軸に接合され、上下階に連続して配置される連層耐震壁をなしていることを特徴とする請求項１に記載の耐震構造。
3. 上下階方向に接合される前記支柱は、それぞれのＰＣ鋼材どうしが圧着接合により接続されていることを特徴とする請求項２に記載の耐震構造。
4. 前記支柱は、プレキャストコンクリートにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の耐震構造。
5. 前記壁部材は、前記建物の柱と一体的に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の耐震構造。
6. 前記柱は、プレキャストコンクリートにより形成されていることを特徴とする請求項５に記載の耐震構造。
7. 鉄筋コンクリート造の建物に耐震壁構造体を備えるための耐震構造の構築方法であって、
   ＰＣ鋼材によりプレストレスが導入されたプレストレスコンクリート造の複数の支柱を前記耐震壁構造体の平面視端部に配置する工程と、
   前記支柱どうしを壁部材によって水平方向に接合する工程と、
   を有することを特徴とする耐震構造の構築方法。
8. 前記支柱を配置する工程において、該支柱を先行して構築した下層階の支柱に対して同軸に接合するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の耐震構造の構築方法。
9. 前記壁部材を設ける工程において、該壁部材を前記建物の柱に一体的に連結するようにしたことを特徴とする請求項７又は８に記載の耐震構造の構築方法。

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