JP2013238095A - 鉄筋コンクリート造躯体の構築工法及びｒｃ造構造躯体 - Google Patents

Abstract

【課題】プレキャストコンクリート柱を使用して、大梁鉄筋篭及びＲＣ造梁を支持させる構成としたＲＣ造躯体の構築工法と、前記工法により構築したＲＣ造躯体を提供する。
【解決手段】複数の単位スパンを隔てて構築した主柱１０、１０の間に、長大スパンの大梁２０を架設して構築される鉄筋コンクリート造躯体の構築工法において、主柱１０の構築を予定階高まで進め、同主柱１０、１０間のスパンを２以上の単位スパンに区分した各位置に、大梁鉄筋篭２との接合位置に梁用主筋３ａを備えた小径の中間柱３を建てる段階と、地上や工場等で先組みした大梁鉄筋篭２を吊り上げて、主柱１０、１０の間へ吊り込み架設して、小径柱３との間で主筋接合を行う段階と、梁型枠６を組み立て、支保した上で、コンクリート打設を行って鉄筋コンクリート造躯体の構築を行う段階とから成る。
【選択図】図１

Description

この発明は、柱、大梁等の主要構造体を鉄筋コンクリート造（以下、ＲＣ造と略す場合がある。）として構築する場合に、特に大梁鉄筋を現場サイトで地組みして吊り込み、これを小径の中間柱を用いて支持させるＲＣ造躯体の構築工法、及び同工法により構築したＲＣ造躯体の技術分野に属する。

例えば病院建物の建築には、建築計画の設計自由度を高めたい、或いは将来のレイアウト変更に柔軟に対応したい、等々の要請があり、中間柱を用いて大梁を支持させ大梁スパンを長大化する傾向がある。
建築費用を低廉化するには、他の構造形式に比して、主要構造躯体に鉄筋コンクリート造を採用することが望ましい。しかし、ＲＣ造で構築する場合には、工期が長引くという問題がある。
そこで鉄筋コンクリート造躯体を構築する場合には、工期を短縮するために施工性を高め、且つ高い品質を確保することが要請される。しかし、在来工法には、前記の各要請に応え得る適応技術を見聞できない。

例えば下記の特許文献１に開示された耐震建築構造体は、柱及び梁を鉄筋コンクリート造とし、梁スパンの中間部位に建てた耐震中間柱は鉄骨造とし、梁と中間柱との接合部は、中間柱の断面幅を梁の横断面幅よりも小さくして、同中間柱が梁の横断面内を貫通して上階に至る構成とし、中間柱（鉄骨柱）において梁コンクリート断面内の上・下端位置に水平な補強板を配置した構成とされている。この先行発明によれば、耐震中間柱に柱降伏型ヒンジが形成され、降伏後も柱軸力機能を保持する。そして、梁断面コンクリートの上・下位置に水平補強板を配置したので、シアーパネル部（仕口部）を水平補強板で補強できると説明している。

また、下記の特許文献２に開示されたプレキャスト柱、及びそれを用いた構造体は、鉄筋コンクリート造のプレキャスト柱（以下、ＰＣａと略す場合がある。）であって、梁との接合部に、梁のせい（成）と等しい高さの梁取付用鉄骨材を埋め込んで成り、前記プレキャスト柱の鉄骨材を鉄骨梁に接合して構造体を構成している。
しかし、ＰＣａ柱を採用する点は注目できるが、構造体の実体は鉄骨造でしかなく、ＰＣａ柱は、梁接合部に、梁の成と等しい梁取付用の鉄骨材を埋め込んで問題点を解決したと説明しているにすぎない。

特許第３２１１１６４号公報 特開平３−１１０２４１号公報

上記の特許文献１に開示された耐震建築構造体は、柱及び梁を鉄筋コンクリート造とし、梁スパンの中間部位に耐震中間柱を建てた構成を注目できる。しかし、耐震中間柱に柱降伏型ヒンジを形成せしめ、降伏後も柱軸力機能を保持して優れた耐震性能を発揮させるという技術内容にすぎない。
また、上記特許文献２に開示された構造体は、鉄骨梁をＰＣａ柱と接合する構成を示した内容でしかない。大梁等の主要躯体を鉄筋コンクリート造として施工する本発明の先行技術にはさして参考にならない。
ところで、建築計画の設計自由度を高め、或いは将来のレイアウト変更に柔軟に対応するために、大梁スパンを長大化する設計の場合には、必然的に大梁の成も大きくなる。このため建物の居室に求められる天井高さ、或いは床から大梁下端までの高さを確保しようとすれば、階高をその分だけ割り増しする必要が生じ、結果的に建物全体の軒高が高くなり、建築条件及び経済的な面が不利になる。

よって、本発明の目的は、建築計画の設計自由度を高め、或いは将来のレイアウト変更に柔軟に対応するため、中間柱を用いて大梁を支持させ、もって大梁スパンを長大化すること、そして、施工費が安価な鉄筋コンクリート造躯体として構築する工法、及び前記工法により構築したＲＣ造躯体を提供することである。
更に言えば、施工性を高めるため、大梁鉄筋篭は現場サイトの地上で、或いは工場等で先組みすることにより作業性と安全性を高める。そして、主柱間へ吊り込んだ大梁鉄筋篭は、その長大スパンを複数に等分した位置に既成の小径中間柱を建てて支持させることによって作業性を高め、安全性を確保すると共に構造的強度を確保したＲＣ造躯体の構築工法と、及び前記工法により構築したＲＣ造躯体を提供することである。
本発明の次の目的は、中間柱として高品質、高強度で、しかも大梁の断面内を貫通する程度に小径の既製品である、例えばプレキャストコンクリート柱を使用して、大梁鉄筋篭及びＲＣ造梁を支持させる構成としたＲＣ造躯体の構築工法と、及び前記工法により構築したＲＣ造躯体を提供することである。
本発明の更なる目的は、既成品である中間柱は、大梁鉄筋篭の主筋と接合するカンザシ状の梁用主筋を備えた構成とし、これを吊り込んで大梁鉄筋篭の断面内を貫通する配置に建てた上で、前記カンザシ状の梁用主筋と大梁鉄筋篭の主筋とをスリーブ継手等で接合することにより応力の伝達が明解に一体化させる構成としたＲＣ造躯体の構築工法と、及び前記工法により構築したＲＣ造躯体を提供することである。

上記課題を解決する手段として、請求項１に記載した発明に係る鉄筋コンクリート造躯体の構築工法は、
複数の単位スパンを隔てて構築した主柱１０、１０の間に、長大スパンの大梁２０を架設して構築される鉄筋コンクリート造躯体の構築工法において、
前記主柱１０の構築を予定階高まで進め、同主柱１０、１０間のスパンを２以上の単位スパンに区分した各位置に、大梁鉄筋篭２との接合位置に梁用主筋３ａを備えた小径の中間柱３を建てる段階と、
地上や工場等で先組みした大梁鉄筋篭２を吊り上げて、前記主柱１０、１０の間へ吊り込み架設して、前記小径柱３との間で主筋接合を行う段階と、
梁型枠６を組み立て、支保した上で、コンクリート打設を行って鉄筋コンクリート造躯体の構築を行う段階とから成ることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した鉄筋コンクリート造躯体の構築工法において、
小径の中間柱３は、外径が大梁鉄筋篭２の横断面における少なくとも外側主筋２ａの間を貫通可能な程度に小径の既製品であり、大梁鉄筋篭２との接合位置にカンザシ状に柱体を貫通した梁用主筋３ａを備えており、大梁鉄筋篭２の内側主筋２ｂと前記梁用主筋３ａとを接合して、コンクリートを打設し当該大梁２０と主柱１０を含む鉄筋コンクリート造躯体の構築を行うことを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した鉄筋コンクリート造躯体の構築工法において、
小径の中間柱３は、鉄骨柱又はプレキャストコンクリート柱、若しくはコンクリート充填鋼管柱のいずれかの既製品であることを特徴とする。
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれかに記載した鉄筋コンクリート造躯体の構築工法において、
小径の中間柱３には、大梁２０の負荷に耐える程度に高強度、高品質な構成の既製品を使用することを特徴とする。

請求項５に記載した発明に係る鉄筋コンクリート造躯体は、上記請求項１〜４に記載した構築工法により構築される鉄筋コンクリート造躯体であって、
複数の単位スパンを隔てて構築された主柱１０、１０の間に長大スパンの大梁鉄筋篭２が架設され、
前記主柱１０、１０間を２以上の単位スパンに区分した各位置に、大梁鉄筋篭２との接合位置に梁用主筋３ａを備えた小径の中間柱３が建てられ、
地上や工場等で先組みした大梁鉄筋篭２を吊り上げて、前記主柱１０、１０の間へ吊り込み架設して、前記小径柱３の梁用主筋３ａを利用して大梁鉄筋篭２との間で主筋接合が行なわれ、
梁型枠６を組み立て支保した上で、コンクリート打設を行って構築されていることを特徴とする。

請求項１〜４に記載した発明に係る鉄筋コンクリート造躯体の構築工法によれば、長大スパンの大梁２０は、その長大スパンを２以上の単位スパンに区分した各位置に、高強度で大梁２０との接合位置に梁用主筋３ａを備えた小径の既製品である中間柱３を建てて大梁鉄筋篭２と主筋接合を行い一体化して支持させるから、主筋相互の接合は、応力の伝達が明解で力学的安定性が高い高強度な躯体の構築ができる。
大梁鉄筋篭２は、現場サイトの地上又は工場等で先組みするから、組み立て作業を能率良く、地上作業として安全に行うことができる。同大梁鉄筋篭２は現場で吊り上げ、主柱１０、１０間へ吊り込み架設して、前記小径柱３との主筋接合も行うから、大梁鉄筋篭２の組み立て作業の効率が良く、工期の短縮が図れるし、作業の安全性を高められる。
そして、長大スパンの大梁鉄筋篭２は、２以上の単位スパンに区分した各位置に中間柱３を建てて支持させるから、大梁２０及び大梁鉄筋篭２の強度設計上、梁成を小さく設計して施工できる。よって、天井高さや、床から梁下端までの高さの確保に有利であり、建物全体の軒高を下げることができる。その上、建築の施工計画における自由度が高く、経済性の高い構造躯体となる。
小径の中間柱３は、大梁鉄筋篭２との接合位置に、柱体をカンザシ状に貫通した梁用主筋３ａを備え、同大梁鉄筋篭２の横断面における外側主筋２ａ、２ａの間を貫通させて建て、内側主筋２ｂと前記梁用主筋３ａとを接合するから、応力の伝達が明解な梁、柱の接合が行える。そして、小径の中間柱３は室内空間に占める存在感が小さいので、室内空間の意匠設計の自由度が高い建築施工を行うことができる。

請求項５に記載した発明に係る鉄筋コンクリート造躯体は、上記の構築工法により構築するから、鉛直荷重と水平荷重の双方を、大梁２０の両端部を支持する主柱１０が負担し、中間柱３は上階床からの鉛直荷重のみを負担する構成となる。そして、長大スパンの大梁鉄筋篭２は、その横断面における四隅位置の梁主筋２ａが主柱１０、１０間の全長にわたり連続する構成となるから（図７Ａ参照）、強度に優れ、施工時の安定性が高い躯体の構築ができる。
また、長大スパンの大梁２０は、その長大スパンを２以上の単位スパンに区分した各位置に建てた高強度の小径中間柱３と梁主筋相互の接合を行い、応力の伝達が明快な構成で支持させるから、大梁２０と中間柱３の接合強度と信頼性が高いＲＣ造躯体を構成することができる。

左右の柱を建て、地上１階の大梁を架設した上で、次上階の大梁高さまで柱の鉄筋を組み立て、作業足場を組み立て、次上階までの中間柱の建て込みを行う途中段階を示した立面図である。 次上階までの中間柱の建て込みを完了した段階を示した立面図である。 地組みした大梁鉄筋篭の吊り込み状態を示した立面図である。 大梁鉄筋篭の架設を完成した状態を示した立面図である。 大梁のコンクリート打設の段階を示す立面図である。 更に次上階まで柱鉄筋の組み立てを行った状況を示した立面図である。 Ａ、Ｂは大梁鉄筋篭と中間柱とが関係する位置的配置と主筋相互の接合状態を示した平面図と立面図である。

本発明による鉄筋コンクリート造躯体の構築工法は、複数スパンを隔てた主柱１０、１０の間に長大スパンの大梁２０を架設して鉄筋コンクリート造躯体を構築する。
前記主柱１０の構築を予定階高まで進め、同主柱１０、１０間のスパンを２以上に区分した各位置に、大梁鉄筋篭２との接合位置に梁用主筋３ａを備えた小径の中間柱３を建てる。
次に、現場サイトの地上や工場等で先組みした大梁鉄筋篭２を吊り上げて、前記主柱１０、１０の間へ吊り込み架設して、前記小径柱３との間で主筋相互の接合を行う。
そして、梁型枠６を組み立て、支保工７で支保した上でコンクリート打設を行い鉄筋コンクリート造躯体の構築を行う。

小径の中間柱３は、外径が大梁鉄筋篭２の横断面における四隅位置の外側主筋２ａ、２ａの間を貫通可能な程度に小径の既製品とされ、大梁鉄筋篭２との接合位置に柱体をカンザシ状に貫通した梁用主筋３ａを備えている。大梁鉄筋篭２の内側主筋２ｂと前記梁用主筋３ａとを接合し、梁型枠６を組み立て、支保工７で支保させた上で、コンクリート打設を行い、当該大梁２０と主柱１０を含む鉄筋コンクリート造躯体の構築を行う。
小径の中間柱３は、鉄骨柱又はプレキャストコンクリート柱、若しくはコンクリート充填鋼管柱のいずれかの既製品とし、積み重ね状態に建てる。

以下に、本発明を図示した実施例に基づいて説明する。
先ず図１は、本発明に係る鉄筋コンクリート造躯体の構築工法の初期段階として、左右２本（但し、建物の架構として２本の限りではないことは当然。）の主柱１０、１０と、その間に架け渡した地上１階相当の大梁２０、並びに前記左右２本の主柱１０、１０が合計３単位のスパンに及ぶ長大スパンで建築されていることに対応して、各１単位のスパン毎に割り付けた各位置に合計２本の中間柱３、３を建てて支持させた構造が、およそ地上１階分相当まで構築工程が進んだ段階を示している。
因みに本実施例で言う上記１単位のスパンの大きさは、一例として７．８ｍである。従って、本実施例における上記２本の主柱１０、１０間が長大スパンであるとは、前記３単位分のスパンであるから、２３．４ｍである場合を意味している。
もっとも左右２本の主柱１０、１０間の単位スパン数、及び各単位スパンの大きさは、上記実施例の数値には限らない。２単位のスパン、或いは４単位以上のスパンでも良く、建築設計に応じて決定される事項である。

図１ではまた、左右２本の主柱１０、１０に関しては、次上階（２階）の大梁構築に必要な高さまで主柱鉄筋１１の組み立てが進んでいる。また、同じく次上階（２階）用の中間柱３、３を建てる準備として、足場４を組み立て、サポート５で堅固に支持させた上で、左側の中間柱３は既に建て込みを完成し、右側の中間柱３を図示省略のクレーンワイヤの吊り具８によって吊り、今正に建て込もうとする段階を示している。
因みに図示例の中間柱３は、高強度で、高品質の鉄筋コンクリート造プレキャスト柱（ＰＣａ柱）であることを示している。該中間柱３の外径は、一例としてφ３５０ｍｍ程度の小径に製作されており、上部には後述する大梁鉄筋篭の主筋と接合するための梁用主筋３ａが、柱体をカンザシ状に貫通した配置にて具備する例を示している。
因みに、鉄筋コンクリート造プレキャスト柱（ＰＣａ柱）を用いた中間柱３の建て込みは、同中間柱３の長さを建物の階高相当とし、各節の端部を周知の慣用技術であるスリーブ継手で接合し、或いは溶接又はボルト接合等して建て方が行われる。
図２では、引き続き建築工程が進んで、右側の中間柱３の建て込みも完成した段階を示している。

図３は、上記構成の主柱１０、１０の主筋１１へ帯筋を配筋して鉄筋篭１１’を組み立て、同鉄筋篭１１’の上、及び中間柱３へ、その上方から大梁鉄筋篭２がクレーンワイヤの吊り具８、８によって吊られ、吊り込まれる状況を示している。
因みに、この大梁鉄筋篭２は、現場サイトの地上で先組みし、又は工場等で先組みして現場へ搬入されたものである。つまり、大梁鉄筋篭２の組み立ては、地上作業として安全に精度良く、そして、高所作業に比すれば格段の高能率に組み立てられており、現場ではクレーン作業として吊り込み架設するだけである。

次に、図４は、上記大梁鉄筋篭２の地上２階相当位置への吊り込みが終わり、主柱１０の主筋１１へ帯筋が配筋された鉄筋篭１１’、及び各中間柱３の梁用主筋３ａとの接合が行われた段階を示している。
主柱１０の鉄筋篭１１’と大梁鉄筋篭２との接合法及び接合構造に関しては、既往技術として行われるので、その内容についてことさら言及することは省略する。
一方、大梁鉄筋篭２と中間柱３の梁用主筋３ａとの接合は、既に構築してある足場４を利用して、例えば図７Ａ、Ｂのように行われる。
図示例の中間柱３は、高強度で、高品質の鉄筋コンクリート造プレキャスト柱（ＰＣａ柱）であることは既に説明した。そして、該中間柱３の外径は、上記した吊り込み方式の建て方を可能にするため、図７Ａで明かなとおり、大梁鉄筋篭２を構成する外側主筋２ａ、２ａの中間部位を貫通可能な外径であり、その一例が上記φ３５０ｍｍ程度の小径に製作されている。この中間柱３の上部には、大梁鉄筋篭２の内側主筋２ｂ、２ｂと接合するための梁用主筋３ａが、各々対応する内側主筋２ｂ、２ｂと一直線状となる配置で、その柱体をカンザシ状に貫通した構造で設備されている。なお、大梁鉄筋篭２を構成するスターラップ筋２ｃに関しては、上記した中間柱３の吊り込み方式の建て方を可能にするため、中間柱３の前記梁用主筋３ａと干渉を起こす虞のある範囲のものは、後付けで取り付ける構成とされている。

大梁鉄筋篭２と中間柱３の梁用主筋３ａとの主筋接合の方法及び構造に関しても、種々な既往技術を採用可能であり、そのいずれでも適用して実施される。
図７Ａ、Ｂには、スリーブ継手による主筋接合の実施例を示している。即ち、大梁鉄筋篭２の内側主筋２ｂ、２ｂと、中間柱３の前記梁用主筋３ａとの相対応するもの同士を接近状態に相対峙させる。そして、予め大梁鉄筋篭２の内側主筋２ｂの方へ被せて用意し後方へ退けておいたスリーブ９を前進させて、中間柱３の前記梁用主筋３ａの方へも嵌めて両者略等分の被り状態とし、隙間へグラウトを充填して一体的に固めることで主筋接合の目的を達成する。因みに、図７Ａ、Ｂは、大梁鉄筋篭２の内側主筋２ｂと中間柱３の梁用主筋３ａとのスリーブ９による主筋同士の接合状態を示している。

なお、本発明で採用できる小径の中間柱３に関して補充説明すると、大梁２０からの負荷に耐える程度に高強度で高品質な構成のものを使用することは当然であり、具体的には上記したプレキャストコンクリート柱のほか、鉄骨柱又はコンクリート充填鋼管柱などのいずれかを採用できる。軽量化を図るため、プレキャストコンクリート柱やコンクリート充填鋼管柱などは中空構造のものを好適に使用できる。もとより小径の中間柱３には、大梁２０を通じて加わる負荷に耐える程度に高強度な構成のものを使用する。

続いて図５は、引き続き梁型枠６を組み立て、それを支保工７にて堅固に支保させた上で、コンクリート打設する状況を示している。この場合、両側の主柱１０も現場打ちのＲＣ造であるときは、主柱１０へも柱型枠を組み立て、コンクリート打設を並行して行う。
そして、図６は更に主柱１０の鉄筋１１の組み立てを地上３階分相当の高さまで組み立て、以下上記同様な工程を繰り返してＲＣ造躯体の構築を進める状況を示している。

以上に説明した通りの構築工法を実施することにより、上記のとおり複数スパンを隔てた主柱１０、１０の間に、長大スパンの大梁２０を架設し、前記主柱１０、１０間の長大スパンを２以上の単位スパンに区分した各位置に、小径の中間柱３を建てて支持させた鉄筋コンクリート造躯体が構築される。

以上に本発明を図示した実施例に基づいて説明したが、もとより本発明は実施例の構成に限定されるものではない。いわゆる当業者が必要に応じて行うであろう設計変更その他の応用、改変の範囲まで含むことを念のため申し添える。

１０ 主柱
１１ 主柱主筋
１１’ 主柱の鉄筋篭
２０ 大梁
３ 中間柱
３ａ 梁用主筋
２ 大梁鉄筋篭
２ａ 外側主筋
２ｂ 内側主筋

Claims (5)

1. 複数の単位スパンを隔てて構築した主柱の間に、長大スパンの大梁を架設して構築される鉄筋コンクリート造躯体の構築工法において、
   前記主柱の構築を予定階高まで進め、同主柱間のスパンを２以上の単位スパンに区分した各位置に、大梁鉄筋篭との接合位置に梁用主筋を備えた小径の中間柱を建てる段階と、
   地上や工場等で先組みした大梁鉄筋篭を吊り上げて、前記主柱の間へ吊り込み架設して、前記小径柱との間で主筋接合を行う段階と、
   梁型枠を組み立て、コンクリート打設を行って鉄筋コンクリート造躯体の構築を行う段階とから成ることを特徴とする、鉄筋コンクリート造躯体の構築工法。
2. 小径の中間柱は、外径が大梁鉄筋篭の横断面における少なくとも外側主筋の間を貫通可能な程度に小径の既製品であり、大梁鉄筋篭との接合位置にカンザシ状に柱体を貫通した梁用主筋を備えており、大梁鉄筋篭の内側主筋と前記梁用主筋とを接合して、コンクリートを打設し、当該大梁２０と主柱１０を含む鉄筋コンクリート造躯体の構築を行うことを特徴とする、請求項１に記載した鉄筋コンクリート造躯体の構築工法。
3. 小径の中間柱は、鉄骨柱又はプレキャストコンクリート柱、若しくはコンクリート充填鋼管柱のいずれかの既製品であることを特徴とする、請求項１又は２に記載した鉄筋コンクリート造躯体の構築工法。
4. 小径の中間柱には、大梁の負荷に耐える程度に高強度、高品質な構成の既製品を使用することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載した鉄筋コンクリート造躯体の構築工法。
5. 上記請求項１〜４に記載した構築工法により構築される鉄筋コンクリート造躯体であって、
   複数の単位スパンを隔てて構築された主柱の間に長大スパンの大梁鉄筋篭が架設され、
   前記主柱間を２以上の単位スパンに区分した各位置に、大梁鉄筋篭との接合位置に梁用主筋を備えた小径の中間柱が建てられ、
   地上や工場等で先組みした大梁鉄筋篭を吊り上げて、前記主柱の間へ吊り込み架設して、前記小径柱の梁用主筋を利用して大梁鉄筋篭との間で主筋接合が行なわれ、
   梁型枠を組み立てた上で、コンクリート打設を行って構築されていることを特徴とする、鉄筋コンクリート造躯体。

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