JP2021092034A

JP2021092034A - 壁式鉄筋コンクリート構造物

Info

Publication number: JP2021092034A
Application number: JP2019221635A
Authority: JP
Inventors: 誠西牧; Makoto Nishimaki; 菅谷　公彦; Kimihiko Sugaya; 公彦菅谷; 章典烏; Akinori Karasu
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2021-06-17

Abstract

【課題】壁又は壁柱とスラブの変形を抑制することができる壁式鉄筋コンクリート構造物の提供を目的とする。【解決手段】壁式鉄筋コンクリート構造物としての公開用施設１０を、平面視で曲線状に湾曲されると共に対向配置された一対の湾曲部３４を備えた鉄筋コンクリート造のＲＣ壁１２と、一対の湾曲部に支持された鉄筋コンクリート造のスラブ１４と、を含んで構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、壁式鉄筋コンクリート構造物に関する。

特許文献１には、壁板とスラブにより構成されると共に、壁板とスラブとの接合部に高強度コンクリートを打設することによって壁板と床板が一体的に結合された壁式鉄筋コンクリート構造物が開示されている。

特開２００５−２２０５１７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された壁式鉄筋コンクリート構造物によれば、壁板は構造物上下方向に沿って延在された平板状に形成されている。このため、スラブのスパンが長い場合には、壁板の構造物内側への倒れ込みやスラブの構造物下方側への撓みが生じる。また、壁板とスラブとの接合部において曲げ応力が大きくなる可能性がある。以上より、壁又は壁柱とスラブの変形を抑制する上で改善の余地がある。

本発明は、上記の事実を考慮し、壁又は壁柱とスラブの変形を抑制することができる壁式鉄筋コンクリート構造物を得ることを目的とする。

第１態様の壁式鉄筋コンクリート構造物は、平面視で曲線状に湾曲されると共に対向配置された一対の湾曲部を備えた鉄筋コンクリート造の壁又は壁柱と、前記一対の湾曲部に支持された鉄筋コンクリート造のスラブと、を含んで構成されている。

第１態様の壁式鉄筋コンクリート構造物によれば、壁又は壁柱は平面視で曲線状に湾曲されると共に対向配置された一対の湾曲部を備えている。このため、平面視で直線状の壁又は壁柱と比較して曲げ剛性を向上させることができる。これにより、壁又は壁柱の構造物内側への倒れ込みやスラブの構造物下方側への撓みを抑制することができる。

第２態様の壁式鉄筋コンクリート構造物は、第１態様の壁式鉄筋コンクリート構造物において、前記一対の湾曲部のうち、一方には構造物内側へ向けて湾曲された入隅部が形成され、他方には構造物外側へ向けて湾曲された出隅部が形成されている。

第２態様の壁式鉄筋コンクリート構造物によれば、対向する一対の湾曲部に亘って設けられたスラブは、一方の端部が入隅部と接合され、他方の端部が出隅部と接合されている。このため、壁又は壁柱の構造物内側への倒れ込みやスラブの構造物下方側への撓みを抑制することができる。

第３態様の壁式鉄筋コンクリート構造物は、第１態様又は第２態様の壁式鉄筋コンクリート構造物において、前記湾曲部は、構造物内側の曲率と構造物外側の曲率が異なる曲率で形成されることによって前記壁又は壁柱の他の部分よりも壁厚を厚く形成されている。

第３態様の壁式鉄筋コンクリート構造物によれば、湾曲部は、構造物内側の曲率と構造物外側の曲率が異なる曲率で形成されることによって壁厚を厚く形成されている。このため、壁厚が壁又は壁柱の他の部分と同一に形成された湾曲部と比較してスラブの撓みを抑制できると共に壁又は壁柱の曲げ剛性を向上させることができる。これにより、例えば、スラブのスパンが長い場合であっても壁又は壁柱の構造物内側への倒れ込みやスラブの構造物下方側への撓みを抑制することができる。

以上説明したように、本発明に係る壁式鉄筋コンクリート構造物は、壁又は壁柱とスラブの変形を抑制することができるという優れた効果を有する。

第１実施形態に係る壁式鉄筋コンクリート構造物の平面図である。第１実施形態に係る湾曲部の立断面図である。第１実施形態に係る壁式鉄筋コンクリート構造物の等変形線図である。対比例の等変形線図である。第２実施形態に係る壁式鉄筋コンクリート構造物の平面図である。変形例に係る湾曲部の立断面図である。対比例に係る構造物の立断面図である。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して第１実施形態に係る壁式鉄筋コンクリート構造物について説明する。なお、図１に適宜示される矢印Ｌは構造物長さ方向を示し、矢印Ｗは構造物幅方向を示し、矢印Ｈは構造物上下方向を示している。

図１には第１実施形態に係る壁式鉄筋コンクリート構造物としての公開用施設１０が示されている。公開用施設１０とは、例えば、技術資料や文化芸術資料等が展示されている施設をいう。公開用施設１０は、鉄筋コンクリート造の壁としてのＲＣ壁１２と鉄筋コンクリート造のスラブ１４を組み合わせた壁式構造の構造物である。

なお、以下では、壁式鉄筋コンクリート構造物は公開用施設１０であるとして説明するが、これに限らず、本実施形態に係る壁式鉄筋コンクリート構造物は、例えば、工場等の産業関連施設における構造物や教育関連施設における構造物等の他の目的のために構築されてもよい。

公開用施設１０は、展示室１６を備え、構造物幅方向の一方の端部が公開用施設１０の敷地外部ＯＴに面して構築されている。また、公開用施設１０の構造物幅方向の他方の端部側は、公開用施設１０の敷地内部ＩＮ側とされている。

敷地内部ＩＮ側のＲＣ壁１２Ａには、展示室１６の内部側（構造物内側）へ向けて湾曲された入隅部３６が形成されている。また、敷地外部ＯＴ側のＲＣ壁１２Ｂには、展示室１６の外部側（構造物外側）へ向けて湾曲された出隅部３８が形成されている。このため、ＲＣ壁１２の入隅部３６と出隅部３８は湾曲部３４を構成し、平面視で直線状に形成された壁と比較して曲げ剛性を向上させることができる。

展示室１６の構造物上方側（天井側）には、敷地内部ＩＮ側のＲＣ壁１２Ａと敷地外部ＯＴ側のＲＣ壁１２Ｂに亘ってスラブ１４が架け渡され、構造物長さ方向に沿って延在されている。スラブ１４は、フラットスラブであり、平面視で直線状に形成された壁と比較して曲げ剛性を向上させたＲＣ壁１２によって支持されているため、スラブ１４の構造物下方側への撓みＤＦ（図２参照）を抑制することができる。また、ＲＣ壁１２は、湾曲部３４を設けることにより曲げ剛性が向上しているため、スラブ１４からＲＣ壁１２に作用する荷重による展示室１６の内部側（構造物内側）又は外部側（構造物外側）への倒れ込みが抑制されている。

スラブ１４には、入隅部３６の構造物長さ方向の端部３６Ａとの固定部とこれに対向する出隅部３８の構造物長さ方向の端部３８Ａとの固定部に亘ってプレストレスを導入するケーブル４２が設けられている。ケーブル４２は、入隅部３６と出隅部３８の対向する方向ＤＲ１に対して平面視で傾斜する方向ＤＲ２に沿って設けられている。このため、スラブ１４の曲げ剛性を向上させることができ、スラブ１４の構造物下方側への撓みＤＦ（図２参照）をさらに抑制することができる。

プレストレスを導入するケーブル４２が設けられたスラブ１４において、入隅部３６と出隅部３８の構造物長さ方向の両端部３６Ａ、３８Ａ側に各々設けられたケーブル４２により挟まれた領域には略楕円形状の開口部４４が形成されている。プレストレスを導入するケーブル４２を設けることにより開口部４４を設けた場合であってもスラブ１４の曲げ剛性を確保することができる。これにより、スラブ１４を軽量化できると共にスラブ１４が構造物下方側へ撓むことを抑制することができる。

開口部４４には天窓４６が設けられている。このため、展示室１６内部に太陽光等の外部光を直接取り入れることができる。これにより、展示室１６内部の採光性を向上させると共に展示室１６内の照明に係る電力使用量の増加を抑制することができる。なお、ここでは、開口部４４は一箇所だけ設けられているとして説明したが、これに限らず、例えば、ケーブル４２に干渉しないように一定の離隔を取った上でスラブに複数箇所設けてもよい。

（作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

本実施形態に係る壁式鉄筋コンクリート構造物としての公開用施設１０によれば、ＲＣ壁１２には一対の対向配置された湾曲部３４が設けられている。具体的には、敷地内部ＩＮ側のＲＣ壁１２には、展示室１６の内部側（構造物内側）へ向けて湾曲された入隅部３６が形成されている。また、敷地外部ＯＴ側のＲＣ壁１２Ｂには、展示室１６の外部側（構造物外側）へ向けて湾曲された出隅部３８が形成されている。

図２には、一例として、長いスパンのスラブ１４を備えた湾曲部３４の立断面図が示されている。同じく図２には、ＲＣ壁１２にスラブ１４を固定したことによるＲＣ壁１２の構造物内側への変形（倒れ込み）とスラブ１４の構造物下方側への撓みＤＦが一点鎖線で示されている。また、図６には、対比例として、湾曲部３４を設けない壁５２に長いスパンのスラブ１４を固定した構造物５０の立断面図が示されている。同じく図６には、図２と同様に壁５２の構造物内側への変形とスラブ１４の構造物下方側への撓みＤＦが一点鎖線で示されている。図２と図６の比較から分かるように、ＲＣ壁１２の入隅部３６と出隅部３８は、平面視で直線状に形成された壁と比較して曲げ剛性を向上させることができる。これにより、ＲＣ壁１２の展示室１６の内部側（構造物内側）への倒れ込みとスラブ１４の構造物下方側への撓みＤＦを抑制することができる。

図３Ａと図３Ｂには、ＲＣ壁１２に湾曲部３４を備えた構造物５６と壁５２が平板状に形成された構造物５０におけるスラブ１４の変形を構造解析により演算した結果が各々示されている。ＲＣ壁１２に湾曲部３４を備えた構造物５６では、壁５２が平板状に形成された構造物５０ではスラブ１４の構造物幅方向中央部が大きく撓んでいる（等変形線図の色が濃くなっている）のに対して、スラブ１４の構造物幅方向中央部での撓みＤＦが抑制されている（等変形線図の色が薄くなっている）。以上のことから、入隅部３６と出隅部３８の曲げ剛性を向上させることにより、例えば、スラブ１４のスパンが長く形成された場合であってもスラブ１４の構造物下方側への撓みＤＦを抑制することができる。

さらに、本実施形態に係る公開用施設１０によれば、スラブ１４には、入隅部３６の構造物長さ方向の端部３６Ａとの固定部とこれに対向する出隅部３８の構造物長さ方向の端部３８Ａとの固定部に亘ってプレストレスを導入するケーブル４２が設けられている。このため、スラブ１４の曲げ剛性を向上させることができる。これにより、例えば、スラブ１４のスパンが長く形成された場合であってもスラブ１４の構造物下方側への撓みＤＦを抑制することができる。

また、本実施形態に係る公開用施設１０によれば、スラブ１４において入隅部３６との固定部と出隅部３８との固定部に亘って設けられたプレストレスを導入するケーブル４２は、入隅部３６と出隅部３８が互いに対向する方向ＤＲ１に対して平面視で傾斜する方向ＤＲ２に沿って設けられている。このため、スラブ１４において湾曲部３４の構造物長さ方向の端部３６Ａ、３８Ａ側の曲げ剛性を向上し、構造物下方側への撓みＤＦをさらに抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る公開用施設１０は、ＲＣ壁１２とスラブ１４の変形を抑制することができる。

さらに、本実施形態に係る公開用施設１０によれば、プレストレスを導入するケーブル４２が設けられたスラブ１４において、ケーブル４２により挟まれた領域には開口部４４が設けられている。このため、スラブ１４の曲げ剛性を確保し、構造物下方側への撓みＤＦを抑制した上でスラブ１４を軽量化することができる。さらに、開口部４４には天窓４６を形成することができるため、天窓４６から太陽光等の外部光を取り入れることができ、展示室１６内部の採光性を向上させることができる。

さらに、本実施形態に係る公開用施設１０によれば、壁式構造においてスラブ１４のスパンを延ばすことが可能となり、構造上の性能を満たし、かつデザイン性に大きく寄与することができる。さらに、構造物内部の用途に応じて湾曲部３４の位置や数を調整することにより空間利用の自由度が高まり、設計の自由度を高めることができる。また、公開用施設１０に湾曲部３４を設けることにより美観を有するデザイン性の高い建物を構築することができる。

（第２実施形態）
次に、図４を用いて、第２実施形態に係る壁式鉄筋コンクリート構造物としての公開用施設６０について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

本実施形態に係る公開用施設６０によれば、湾曲部６２を構成する入隅部６４と出隅部６６は、展示室１６の内側の曲率と外側の曲率とが異なる曲率で形成されることより壁厚がＲＣ壁１２の他の部分の壁厚よりも厚く形成されている。具体的には、入隅部６４は、展示室１６側（構造物内側）の曲率が敷地内部ＩＮ側（構造物外側）の曲率よりも大きく形成されることにより、その壁厚がＲＣ壁１２Ａの他の部分の壁厚よりも厚く形成されている。また、出隅部６６は、敷地外部ＯＴ側（構造物外側）の曲率が展示室１６側（構造物内側）の曲率よりも大きく形成されることにより、その壁厚がＲＣ壁１２Ｂの他の部分の壁厚よりも厚く形成されている。

本実施形態に係る公開用施設６０によれば、湾曲部６２は、展示室１６の内側の曲率と外側の曲率とが異なる曲率で形成されることより壁厚がＲＣ壁１２の他の部分の壁厚よりも厚く形成されている。このため、ＲＣ壁１２の壁厚が均一に形成された湾曲部（図示省略）よりも曲げ剛性を向上させることができ、スラブ１４の構造物下方側への撓みＤＦを抑制することができる。これにより、例えば、スラブ１４のスパンが長い場合やスラブ１４が厚く形成されている場合であってもＲＣ壁１２の展示室１６側への倒れ込みやスラブ１４の構造物下方側への撓みＤＦを抑制することができる。

（変形例）
次に、図５を用いて、本実施形態に係る壁式鉄筋コンクリート構造物７０の変形例について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

本変形例に係る壁式鉄筋コンクリート構造物７０によれば、スラブ７２のＲＣ壁１２Ａとの固定部には、構造物下方側へ向けて延設され、構造物上下方向に沿って切断した断面がスラブ７２の他の部分の断面よりも大きく形成されたハンチ部７４が設けられている。このため、スラブ７２のＲＣ壁１２Ａとの固定部における曲げ剛性が向上されている。なお、以下では、ハンチ部７４は、スラブ７２の構造物下方側へ向けて延設されとして説明するが、これに限らず、例えば、ハンチ部はスラブの構造物上方側へ向けて延設される等他の形態で形成されてもよい。

図５には、一例として、長いスパンのスラブ７２を備えた湾曲部７６の立断面図が示され、スラブ７２に作用する曲げモーメントＭＳ図が示されている。スラブ７２には、その自重によりスラブ７２の各部位に対して曲げモーメントＭＳが発生し、その大きさはハンチ部７４が設けられたスラブ７２のＲＣ壁１２Ａとの固定部において最大ＭＸとなる。本変形例に係る壁式鉄筋コンクリート構造物７０によれば、スラブ７２のＲＣ壁１２Ａとの固定部にはハンチ部７４が設けられている。このため、スラブ１４のハンチ部７４において曲げ剛性を向上させることができ、大きくなる曲げモーメントＭＳを受けることができる。

なお、本実施形態では、壁式鉄筋コンクリート構造物としての公開用施設１０のスラブ１４は、ＲＣ壁１２に支持されているとして説明したが、これに限らず、例えば、スラブは、連続的に配置された壁柱により支持されてもよい。

さらに、ここでは、公開用施設１０において対向配置された湾曲部３４（入隅部３６と出隅部３８）は一対だけ設けられているとして説明したが、これに限らず、湾曲部は、例えば、全体形状が平面視で略多角形状に形成された壁式鉄筋コンクリート構造物において対向する壁又は壁柱毎に入隅部と出隅部が対向配置されてもよい。

１０公開用施設（壁式鉄筋コンクリート構造物）
１２ＲＣ壁（鉄筋コンクリート造の壁）
１２ＡＲＣ壁（鉄筋コンクリート造の壁）
１２ＢＲＣ壁（鉄筋コンクリート造の壁）
１４スラブ
３４湾曲部
３６入隅部
３８出隅部
６０公開用施設（壁式鉄筋コンクリート構造物）
６２湾曲部
６４入隅部
６６出隅部
７０壁式鉄筋コンクリート構造物
７２スラブ
７６湾曲部

Claims

平面視で曲線状に湾曲されると共に対向配置された一対の湾曲部を備えた鉄筋コンクリート造の壁又は壁柱と、
前記一対の湾曲部に支持された鉄筋コンクリート造のスラブと、
を含んで構成された壁式鉄筋コンクリート構造物。
前記一対の湾曲部のうち、一方には構造物内側へ向けて湾曲された入隅部が形成され、他方には構造物外側へ向けて湾曲された出隅部が形成された請求項１に記載の壁式鉄筋コンクリート構造物。
前記湾曲部は、構造物内側の曲率と構造物外側の曲率が異なる曲率で形成されることによって前記壁又は壁柱の他の部分よりも壁厚を厚く形成された請求項１又は請求項２に記載の壁式鉄筋コンクリート構造物。