JP2012087558A

JP2012087558A - 切欠きａｌｃパネルの補強用金物及び補強方法

Info

Publication number: JP2012087558A
Application number: JP2010236111A
Authority: JP
Inventors: Takashi Taguchi; 尚田口
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Siporex KK
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Siporex KK
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2012-05-10
Anticipated expiration: 2030-10-21
Also published as: JP5419097B2

Abstract

【課題】建築物の壁や床等を構成するＡＬＣパネルに柱や梁及び配管等を通す切欠部を設けた場合、補強鉄筋の切断によるパネル曲げ強度の低下を抑えることができる補強用金物、及びこの補強用金物を用いたＡＬＣパネルの補強方法を提供する。
【解決手段】ＡＬＣパネル１の切欠部３において、短辺小口面１ａと平行な２つの切断面３ａにそれぞれ補強金物４を当接させ、各補強金物４のスリット４ａを介して切断面３ａに露出している主筋２の露出端部２ａに補強金物４を溶接して固定し、その後２個の補強金物４を連結金物５に溶接により連結固定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、建築物の床や壁面を構成するＡＬＣパネルに梁や設備用配管等を貫通させる切欠部を設けても、その切欠部に取付けることで十分なパネル強度を維持する補強用金物と、この補強用金物を用いた補強方法に関する。

ＡＬＣパネルは、軽量で断熱性があると共に優れた耐火性を有するため、建材として建築物の壁、床及び屋根等に用いられている。また、建築物には、柱や梁の他にも、冷暖房や上下水道、更に電気の配線や設備等のために多数の配管が敷設されている。そして、これらの柱や梁及び配管等は、建築物の壁や床等を構成しているＡＬＣパネルを貫通させることが必要となる場合がある。

一方、ＡＬＣパネルの内部には、パネルの曲げ強度を高めるために多数の主筋と横筋の補強用鉄筋からなる鉄筋マットが埋設されている。そのため、ＡＬＣパネルに柱や梁及び配管等を貫通させるための切欠部を設けると、パネル内部に埋設された鉄筋マットの補強用鉄筋が切断されてしまう。特に主筋が切断されるとＡＬＣパネルの曲げ強度が著しく低下するため、１枚のＡＬＣパネルに大きな切欠部を設けることは困難な状況であった。

このような強度低下の問題を解決するため、特許文献１には、壁や床等を構成するＡＬＣパネルに設けられ且つ補強鋼材で補強された開口部に、柱や梁及び配管等を通す貫通穴を有し且つ内部に金属ラス網などの網状補強材を内蔵したＡＬＣパネルを嵌め込み、ボルトなどで開口部周囲の補強鋼材に固定する方法が提案されている。

しかしながら、この方法は、開口部に嵌め込むＡＬＣパネル自体が網状補強材を内蔵した構造であるため曲げ強度が極めて小さく、従って通常の建材のように長いＡＬＣパネルとして使用することは不可能であった。

特開平１０−１８５０１３号公報

本発明は、上記した従来の事情を鑑み、建築物の壁や床等を構成するＡＬＣパネルに柱や梁及び配管等を通す切欠部を設けた場合でも、パネル内部の補強鉄筋の切断によるパネル曲げ強度の低下を抑えることができる補強用金物、及びこの補強用金物を用いてＡＬＣパネルを補強する補強方法を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するため、本発明が提供するＡＬＣパネルの補強用金物は、ＡＬＣパネルの一部に設けた切欠部に取付けて使用する金属製の補強用金物であって、ＡＬＣパネルの短辺小口面に平行な切断面に取付ける補強金物と、該短辺小口面に直交する切断面に取付けて補強金物に連結される連結金物とからなり、該補強金物は前記短辺小口面に平行な切断面に露出する主筋の位置にそれぞれスリットを有し、該切断面に露出している主筋に該スリットを介して溶接されることを特徴とする。

また、本発明は、上記本発明による補強用金物を用いたＡＬＣパネルの補強方法を提供する。即ち、本発明によるＡＬＣパネルの補強方法は、ＡＬＣパネルの一部に設けた切欠部において、該ＡＬＣパネルの短辺小口面に平行な切断面に補強金物を当接させ、該補強金物のスリットを介して前記切断面に露出している主筋に該補強金物を溶接固定すると共に、該短辺小口面に直交する切断面に連結金物を当接させ、その後前記補強金物を前記連結金物に溶接固定するか又は予め両者を連結しておくことを特徴とする。

本発明によれば、ＡＬＣパネルに切欠部を設けた場合でも、ＡＬＣパネル内部に埋設された補強用鉄筋を切断したことによるパネル曲げ強度の低下を効果的に抑えることができ、しかも切欠部を設けたＡＬＣパネルの面内方向への変形を抑制することができる。

従って、本発明の補強用金物及びＡＬＣパネルの補強方法を使用すれば、建築物の壁や床等を構成するＡＬＣパネルに柱や梁及び配管等を通す切欠部を設ける場合に、現場でも簡単に施工することができるうえ、長いＡＬＣパネルであってもパネル曲げ強度の低下を抑えて、建材として十分な安全性を確保することが可能である。

補強用鉄筋を内蔵したＡＬＣパネルを示す概略の斜視図である。一部に切欠部を設けたＡＬＣパネルを示す概略の斜視図である。一部に切欠部を設けたＡＬＣパネルと本発明の補強用金物の一具体例とを示す概略の斜視図である。本発明の補強用金物を切欠部に固定したＡＬＣパネルの一具体例とを示す概略の斜視図である。実施例で試験体として用いた３種類のＡＬＣパネルを示す断面図であり、厚さ方向の同一面に沿って幅方向に配置する主筋の本数が（ａ）は４本、（ｂ）は６本及び（ｃ）は８本のＡＬＣパネルである。

一般に、建築物の壁や床等に用いるＡＬＣパネルでは、曲げ強度を高めるために、図１に示すように、ＡＬＣパネル１の短辺小口面１ａに対して直角方向に複数の主筋２が埋設されると共に、その主筋２に直交するように主筋２よりも細い複数の横筋（図示せず）が埋設されている。このようなＡＬＣパネル１に、例えば図２に示すように、柱や梁あるいは配管等を貫通させるための切欠部３を設けると、内部の補強用鉄筋である主筋２や横筋が切断され、特に主筋２切断されるとＡＬＣパネル１の曲げ強度が著しく低下してしまう。

本発明によるＡＬＣパネルの補強用金物は、上記のごとくＡＬＣパネル１の一部に切欠部３を設ける場合に、曲げ強度の低下を防ぐため切欠部３に取付けて使用するものである。具体的には、例えば図３に示すように、補強用金物は、ＡＬＣパネル１の短辺小口面１ａと平行な切断面３ａ、３ａに取付ける金属製の補強金物４、４と、補強金物４、４を連結する金属製の連結金物５とで構成されている。尚、上記補強用金物は、補強用鉄筋と同じ材質のほか、ＪＩＳＧ３１３１による熱間圧延軟鋼板ＳＰＨＣなどからなることが好ましい。

上記した補強金物４は、ＡＬＣパネル１に設けた切欠部３の切断面のうち、短辺小口面１ａと平行な切断面３ａに露出している複数（図３では４本）の主筋２の位置に、それぞれスリット４ａ（図３では４個）を有している。従って、補強金物４を切欠部３の切断面３ａに当接させると、図４に示すように、切断面３ａから露出している主筋２の露出端部２ａが各スリット４ａ内に現れるので、切断面３ａから露出している全ての主筋２の露出端部２ａに各スリット４ａを介して補強金物４を溶接することができる。

本発明の補強方法では、上記のごとくＡＬＣパネル１の短辺小口面１ａに平行な切断面３ａ、３ａに補強金物４、４をそれぞれ当接させ、切断面３ａ、３ａに露出している複数の主筋２と補強金物４、４とを各スリット４ａ、４ａを介して溶接固定する。次に、図４に示すように、短辺小口面１ａに直交する切断面３ｂに連結金物５を当接させ、その連結金物５を補強金物４、４に溶接する。これにより、補強金物４、４と連結金物５とが一体となって切欠部に露出した主筋２の露出端部２ａに固定されるため、切欠部を有するＡＬＣパネルを補強することができる。

本発明において、連結金物は、予め補強金物の端部に溶接により連結固定しておくこともできる。また、連結金物と補強金物は、１枚の板状金属をコ字状に加工することにより、予め一体的に作製しておくことも可能である。

尚、上記の説明ではＡＬＣパネルの長辺から切り欠いて切欠部を形成した図１〜４に示す具体例を用いたが、切欠部はＡＬＣパネルの長辺を含まないように切り抜いてパネル中央部に矩形に形成してもよく、その場合には補強金物と連結金物がそれぞれ２個必要となる。また、この場合の２個の連結金物と２個の補強金物についても、それぞれ別体とする以外に、上記と同様に予め溶接により連結固定しておくか、予め一体的に作製しておくことも可能である。

内部に補強用鉄筋で作製した鉄筋マットを内蔵するＡＬＣパネルの試験体として、厚さ１００×幅６００×長さ３,０００ｍｍの建材用のＡＬＣパネルを用意した。各試験体のＡＬＣパネルは、図５に示すように、鉄筋マットに用いた横筋（図示せず）の直径と本数は同一とし、主筋２の直径を５.５ｍｍとすると共に、パネルの厚さ方向における同一面に沿って幅方向に配置する主筋２の本数を４本（図５（ａ）参照）、６本（図５（ｂ）参照）、８本（図５（ｃ）参照）の３種類とした。この未加工状態の試験体をＡシリーズとし、主筋の本数に応じて試料Ａ−４、試料Ａ−６及び試料Ａ−８とした。

次に、図２に示すように、各ＡＬＣパネル１における片方の長辺の長さ方向中央部を切欠加工して、長さ４００ｍｍ×幅１５０ｍｍの切欠部３を形成した。切欠部３にはＡＬＣパネル１の短辺小口面１ａに平行な２つの切断面３ａ、３ａと、短辺小口面１ａに直交する１つの切断面３ｂとが形成され、２つの切断面３ａ、３ａには切断された複数の主筋２の端部が露出している。この状態の試験体をＢシリーズとし、主筋の本数毎に試料Ｂ−４、試料Ｂ−６及び試料Ｂ−８とした。

一方、補強金物として、材質が熱間圧延軟鋼板ＳＰＨＣからなる厚さ２.３ｍｍの鋼材を幅８５ｍｍ×長さ１５０ｍｍに切断すると共に、幅５ｍｍ×長さ２０ｍｍのスリット４ａを幅方向に７５ｍｍの間隔で且つ縦方向（ＡＬＣパネル１の厚さ方向）に６５ｍｍの間隔で合計４箇所穿設することにより、図４に示す補強金物４を作製した。また、同じ鋼材を幅８５ｍｍ×長さ３９５ｍｍに切断して、連結金物５を作製した。

得られた２個の補強金物４、４を、図４に示すように、ＡＬＣパネル１の短辺小口面と平行な２つの切断面３ａ、３ａにそれぞれ当接させた。このとき２個の補強金物４、４の各スリット４ａ内に、切断面３ａ、３ａで切断された少なくとも１本の主筋２の露出端部２ａが現れた。

この状態において、各スリット４ａ内に露出している主筋２の露出端部２ａに、各スリット４ａを介して補強金物４、４を溶接して固定した。その後、連結金物５を切断面３ｂに当接させ、２個の補強金物４、４の端部を連結金物５の両端部にそれぞれ溶接して連結固定した。この状態の試験体をＣシリーズとし、主筋の本数毎に試料Ｃ−４、試料Ｃ−６及び試料Ｃ−８とした。

上記した試験体としての３種類のＡＬＣパネルについて、切欠を形成する前後の状態、具体的には未加工の状態の試料Ａ−４、試料Ａ−６及び試料Ａ−８と、切欠部を形成した状態の試料Ｂ−４、試料Ｂ−６及び試料Ｂ−８について、それぞれパネル曲げ強度（曲げモーメント）の理論値を下記表１に示す。

また、上記した未加工の状態の試料Ａ−４、試料Ａ−６及び試料Ａ−８と、切欠部を形成した状態の試料Ｂ−４、試料Ｂ−６及び試料Ｂ−８と、切欠部に補強用金物を固定した状態の試料Ｃ−４、試料Ｃ−６及び試料Ｃ−８について、ＪＩＳＡ５４１６（ＡＬＣパネル）に従い４等分点２線載荷による曲げ強度試験を実施し、パネル曲げ強度（曲げモーメント）を測定した。

得られたパネル曲げ強度の測定値と共に、各パネル曲げ強度の切欠き前後の理論値に対する測定値の比率（パネル曲げ強度比）を下記表２に示した。尚、切欠部に補強用金物を固定した状態の試料Ｃ−４、試料Ｃ−６及び試料Ｃ−８のパネル曲げ強度比は、切欠き前後の理論値として試料Ｂ−４、試料Ｂ−６及び試料Ｂ−８の理論値を用いた。

上記の結果から分るように、切欠部の形成によりパネル曲げ強度は著しく低下し、且つ切欠き前のパネル曲げ強度の理論値を下回る場合が発生する。しかし、その切欠部で切断された補強用鉄筋に本発明の補強用金物を溶接固定することによって、上記表２に示すように、切欠き前のパネル曲げ強度の理論値と同等又はそれ以上のパネル曲げ強度が得られた。

この結果から、本発明の補強用金物を使用すれば、ＡＬＣパネルを初期の理論値どおり使用する条件において、十分な安全性を確保することが可能となることが分った。更に、地震時の躯体変形の際にはＡＬＣパネルが面内方向に変形して追従しようとするが、本発明の補強用金物で切欠部を補強することによって切欠部への応力集中に抵抗でき、ＡＬＣパネルへのひび割れ発生を防止できることが分った。

１ＡＬＣパネル
１ａ短辺小口面
２主筋
２ａ露出端部
３切欠部
３ａ、３ｂ切断面
４補強金物
４ａスリット
５連結金物

Claims

ＡＬＣパネルの一部に設けた切欠部に取付けて使用する金属製の補強用金物であって、ＡＬＣパネルの短辺小口面に平行な切断面に取付ける補強金物と、該短辺小口面に直交する切断面に取付けて補強金物に連結される連結金物とからなり、該補強金物は前記短辺小口面に平行な切断面に露出する主筋の位置にそれぞれスリットを有し、該切断面に露出している主筋に該スリットを介して溶接されることを特徴とするＡＬＣパネルの補強用金物。
請求項１に記載の補強用金物を用いて、切欠部を有するＡＬＣパネルを補強する方法であって、ＡＬＣパネルの一部に設けた切欠部において、該ＡＬＣパネルの短辺小口面に平行な切断面に補強金物を当接させ、該補強金物のスリットを介して前記切断面に露出している主筋に該補強金物を溶接固定すると共に、該短辺小口面に直交する切断面に連結金物を当接させ、その後前記補強金物を前記連結金物に溶接固定するか又は予め両者を連結しておくことを特徴とするＡＬＣパネルの補強方法。