JP2024006092A - 鉄筋コンクリート造チューブ架構 - Google Patents

Abstract

【課題】高層住宅建物において、階高を上げることなく、梁形状を部屋内に出現させずに、高い天井高の居住空間を確保する。【解決手段】鉄筋コンクリート造の高層集合住宅建物に適用され、建物の外周柱２１間に外周梁２２が架設されてなる外周チューブ架構２０と、建物１内の共用部分を囲むように配置された内部柱１１間に内部梁１２が略井桁形状に架設されてなる内部チューブ架構１０との間を連結する所定柱間を扁平梁１５Ｆで連結した。【選択図】図１

Description

本発明は、高層集合住宅建物等において、高い天井高の居住空間を構築可能な鉄筋コンクリート造チューブ架構に関する。

従来、鉄筋コンクリート造の集合住宅建物の構造では、耐震性の観点から純ラーメン構造が多く採用されている。さらに高層もしくは超高層となる集合住宅建物の場合には、従来の純ラーメン構造では、地震等による外力を架構全体で受けるため、堅固な架構形式が必要となり、大梁の梁せいを大きくとる必要がある。そのため、大梁が配置された居室等の天井高を確保するために、梁せいに合わせた階高の設定が必要となり、建物高さが大きくなり、外壁面も多くなり、建設コストが増加する。そこで、このような問題点を解消するために、高層ないし超高層となる鉄筋コンクリート造の集合住宅建物では、外周チューブ架構を備えたチューブ構造建物が種々建設されている。

たとえば、架設される梁せいを小さくして階高を押さえた建物として、鉄筋コンクリート造チューブ構造が提案されている（特許文献１）。この鉄筋コンクリート造チューブ構造の建物は、建物を建物外周、建物中央部、建物中間部と区画した際、それぞれ壁状柱３（特許文献１中の符号参照）と連続した偏平梁４との外周チューブ５で建物外周が、コア壁６とその周辺に配したキャピタルスラブ７とで建物中央部が、スラブ８と略井桁状に配した偏平梁９とで建物中間部が構成されている。偏平梁４およびコア壁部のキャピタルスラブ７と略井桁状の偏平梁９とを配置してなるフラットスラブ構造を採用することで、梁せいを小さくして階高を押さえるようになっている。

また、採光や通気性を向上させるために、外周部に大きな開口を配置した超高層の集合住宅建物も提案されている（特許文献２）。この集合住宅建物１（特許文献２中の符号参照）では、外周チューブ架構２を構成する外周梁４として扁平梁が用いられ、外周チューブ架構２で囲まれた領域には格子状に内部梁７が配置され、内部柱６、外周柱３及び内部梁７からなる内部ラーメン架構５と、複数のコアウォール９を集約したコアウォール領域８とが形成されている。

特開平８－１２０７８１号公報 特開２００４－２３８９２８号公報

特許文献１に開示された鉄筋コンクリート造建物では、外周の扁平梁４とキャピタルスラブ７を中心として井桁形状に構築された扁平梁９とを配置し、その周囲のスラブ８全体を支持するようになっているため、スラブの配筋構造が複雑である上、扁平梁９を介してコア壁にせん断力を確実に伝達させるために十分な本数のアンボンドＰＣ鋼線を集中配筋しなければならない。

特許文献２に開示された超高層の集合住宅建物では、高剛性のコアウォール領域８を形成するために、集合住宅建物の最下層から最上層まで連なる現場打ち鉄筋コンクリート造の連層耐震壁からなる複数のコアウォールを集約配置する必要がある。そして、隣接するコアウォール９間を連結するための短スパンの連結梁１０を各所に設け、それらの連結梁１０間にさらに制震装置を内装することも考慮されており、コアウォール領域の構造が複雑になる要因となっている。

そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、耐震性を確保して高い天井高や、開放的で眺望のよいの居住空間を確保できるようにした鉄筋コンクリート造チューブ架構を提供することにある。

本発明は、鉄筋コンクリート造の高層集合住宅建物に適用された鉄筋コンクリート造チューブ架構であって、前記建物の外周柱間に大梁が架設されてなる外周チューブ架構と、前記建物内部の共用部分を囲むように配置された内部柱間に大梁が略井桁形状に架設されてなる内部チューブ架構との間を連結する所定柱間を扁平梁で連結したことを特徴とする。

前記扁平梁は、住戸内の天井面に梁形状が現れないように前記柱間に架設されたことが好ましい。

また、本発明は、鉄筋コンクリート造の高層集合住宅建物に適用された鉄筋コンクリート造チューブ架構であって、前記建物の外周柱間に外周梁が架設されてなる外周チューブ架構のうち、前記建物の隅柱に連なる外周梁を扁平梁とし、他の外周梁を大梁で構成し、前記建物内部の共用部分を囲むように配置された内部柱間に大梁が略井桁形状に架設されてなる内部チューブ架構と前記外周チューブ架構との間を大梁で連結したことを特徴とする。

前記内部チューブ架構を補剛する耐震壁が前記内部柱間にさらに構築されたことが好ましい。

前記建物は、免震装置が備えられたことが好ましい。さらに、前記免震装置は、建物中間階に設けられたことが好ましい。

本発明によれば、高層住宅建物において、階高を上げることなく、梁形状を部屋内に出現させずに、高い天井高の居住空間を確保できるため、建設コストを増加させることなく、快適な居住空間の構築が可能となるという効果を奏する。

また、躯体部分と内装部分との区画を明確にできるようになるため、新築工事でのスケルトン・インフィル方式の採用や、改修工事でのリノベーションに対応しやすくなるという効果も期待できる。

本発明の鉄筋コンクリート造チューブ架構の第１実施形態を示した架構平面図、部分断面図。 本発明の鉄筋コンクリート造チューブ架構の第２実施形態を示した架構平面図。 本発明の鉄筋コンクリート造チューブ架構の第３実施形態を示した架構平面図、部分断面図。 本発明の鉄筋コンクリート造チューブ架構が適用された集合住宅建物の一般階での平面構成の一例を示した平面図。 本発明の鉄筋コンクリート造チューブ架構が適用された集合住宅建物における中間免震層の設置例を示した建物モデルの立面図。

以下、本発明の鉄筋コンクリート造チューブ架構の形態について、添付図面を参照して説明する。

［建物計画と全体構造］
図４は、本発明の鉄筋コンクリート造チューブ架構を適用する高層の鉄筋コンクリート造集合住宅建物１の平面構成の一例を示している。本実施形態の集合住宅建物１では、図４に示したように、一辺が約３５ｍの略正方形の平面形状の建物１において、建物１の上下階方向を貫通するように設けられた複数のエレベータシャフト、機械式立体駐車設備、内階段等が配置された共用部２（ハッチング部）を囲むように略コ字形をなす内廊下３が設けられ、その内廊下３に各戸の玄関が面するように複数戸の住戸５，５，…が配置されている。

また、建物全体の構造形式としては、例えば図１（ａ）に例示したように、各内部柱１１を連結する横架材としての大梁からなる内部梁１２が井桁形状に架設された内部チューブ架構１０と、各外周柱２１間が横架材としての大梁からなる外周梁２２で連結してなる外周チューブ架構２０とが一体的に協働して地震等に抵抗する耐震構造を構成している。このとき内部チューブ架構１０を構成する内部梁１２は略井桁形状に架設され、井桁状の端部梁となる連結梁１５を介して外周チューブ架構２０と一体化されている。本発明では、住戸５内で居住空間６となる部分において、内部チューブ架構１０の内部梁１２と外周チューブ架構２０とを繋ぐ連結梁１５を梁せいの小さい扁平梁１５Ｆ（グレー着色）に置換することで、図１（ｂ）に示したように、内部チューブ架構１０に配置される梁形状を居住空間６の天井面７に出現させない高い天井高を実現することとした。

図５は、図４に示した本発明を適用した集合住宅建物１における中間免震層の設置例を示した建物モデルの立面図である。同図に示したように、建物１の所定の中間階に公知の免震装置３１が配置された免震層３０が設けられている。このように、高層建物１の中間層に免震層３０を配置することにより、建物の構造体を構成する鉄筋コンクリート造チューブ架構の外力負担を軽減させることができ、このため上述した内部チューブ架構、外周チューブ架構を構成する部材の小型化を図ることができる。なお、中間層免震の他、建物基礎部分への免震層の設置例として、建物基礎底版と建物との間に組み込まれる基礎免震、杭基礎の杭頭部と基礎梁との間に組み込まれる杭頭免震等を採用することもできる。

［第１実施形態］
本発明の鉄筋コンクリート造チューブ架構の第１実施形態について、図１（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。内部チューブ架構１０は、内廊下３と共用部２の一部を囲むような平面視して略田字形をなし、隅角点となる４カ所の内部柱１１と外周チューブ架構２０を構成する外周梁２２が架設された各外周柱２１との間に架設される連結梁１５とで構成されている。これら連結梁１５には小さな梁せいの扁平梁１５Ｆ（梁せい：５００～５５０ｍｍ、梁幅：９００～１，０００ｍｍ）が採用されている。一方、扁平梁１５Ｆが連結される外周チューブ架構２０には全周にわたり大梁構造からなる外周梁２２（梁せい＝梁幅：９００～１，０００ｍｍ）が架設されている。なお、扁平梁１５Ｆの断面寸法、内部梁１２，外周梁２２の断面寸法に関しては、上記数値に限定されず、設計建物の構造仕様に応じた寸法が採用されることは言うまでもない。

内部チューブ架構１０と外周チューブ架構２０との間をつなぐ連結梁１５が、図１（ｂ）に示したように、各住戸５内の天井位置を横断する場合に、扁平梁１５Ｆを架設することで、梁形状を居室空間６内の天井面７に出現させないで高い天井高を確保することができる。

さらに内部チューブ架構１０を構成する共用部２において、任意の設備領域を囲むように構築された耐力壁架構からなる高剛性のコア領域を構成し、このコア領域で地震時等の発生外力を主体的に負担させることが好ましい。これにより、内部チューブ架構１０と外周チューブ架構２０全体に作用する外力を軽減させ、連結梁１５として機能する扁平梁１５Ｆの部材断面をより小さくすることができる。

［第２実施形態］
本発明の鉄筋コンクリート造チューブ架構の第２実施形態について、図２を参照して説明する。本実施形態では、内廊下３と共用部２の一部を囲む平面視して略田字形をなす内部チューブ架構１０に加え、外周チューブ架構２０との連結梁１５のうち、住戸５間の界壁８と重なる位置には大梁構造の内部梁１２が採用され、住戸５内を横断する位置にのみ扁平梁１５Ｆが採用されている。この場合には図１（ｂ）に示した場合と同様に、扁平梁１５Ｆの架設位置において、梁形状を居室空間６内の天井面（図１（ｂ）参照）に出現させないようにすることができる。この実施形態では、内部チューブ架構１０の隅角点となる４カ所の内部柱１１と外周チューブ架構２０を支持する外周柱２１との間に架設される２本の連結梁１５のうちの１本が大梁構造の内部梁１２、他方が扁平梁１５Ｆとなる。このため、内部チューブ架構１０内での扁平梁１５Ｆの平面配置の構造的バランスが図られている。

［第３実施形態］
本発明の鉄筋コンクリート造チューブ架構の第３実施形態について、図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。第１実施形態と同様に、内部チューブ架構１０は、内廊下３と共用部２の一部を囲むような平面視して略田字形をなし、隅角点となる４カ所の内部柱１１と外周チューブ架構２０を構成する外周梁２２が架設された各外周柱２１との間に大梁構造の連結梁１５が架設される構成からなる。

このとき建物隅角部の外周柱（隅柱）２１Ｃは、外周チューブ架構２０を構成する他の外周柱２１に比べて負担する軸力が小さいので作用せん断力が小さくなる。そこで、外周チューブ架構２０のうち、建物１の隅角に位置する住戸５Ｃの隅柱２１Ｃに連なる外周梁２２を扁平梁２２Ｆで構成するようにした。これによりこの住戸５Ｃにおいては、図３（ｂ）に示したように、扁平梁２２Ｆの採用により、居室空間６内に高い天井面７を確保することができ、開放感のあるハイサッシ９を採用することができ、採光、眺望に優れた居室空間６を提供することが可能になる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に示した範囲内での種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲内で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 集合住宅建物（建物）
２ 共用部
５，５Ｃ 住戸
６ 居住空間
７ 天井面
８ 界壁
１０ 内部チューブ架構
１１ 内部柱
１２ 内部梁
１５ 連結梁
１５Ｆ，２２Ｆ 扁平梁
２０ 外周チューブ架構
２１ 外周柱
２１Ｃ 隅柱
２２ 外周梁

Claims (6)

1. 鉄筋コンクリート造の高層集合住宅建物に適用された鉄筋コンクリート造チューブ架構であって、
   前記建物の外周柱間に大梁が架設されてなる外周チューブ架構と、前記建物内部の共用部分を囲むように配置された内部柱間に大梁が略井桁形状に架設されてなる内部チューブ架構との間を連結する所定柱間を扁平梁で連結したことを特徴とする鉄筋コンクリート造チューブ架構。
2. 前記扁平梁は、住戸内の天井面に梁形状が現れないように前記柱間に架設された請求項１に記載の鉄筋コンクリート造チューブ架構。
3. 鉄筋コンクリート造の高層集合住宅建物に適用された鉄筋コンクリート造チューブ架構であって、
   前記建物の外周柱間に外周梁が架設されてなる外周チューブ架構のうち、前記建物の隅柱に連なる外周梁を扁平梁とし、他の外周梁を大梁で構成し、前記建物内部の共用部分を囲むように配置された内部柱間に大梁が略井桁形状に架設されてなる内部チューブ架構と前記外周チューブ架構との間を大梁で連結したことを特徴とする鉄筋コンクリート造チューブ架構。
4. 前記内部チューブ架構を補剛する耐震壁が前記内部柱間にさらに構築された請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の鉄筋コンクリート造チューブ架構。
5. 前記建物は、免震装置が備えられた請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の鉄筋コンクリート造チューブ架構。
6. 前記免震装置は、建物中間階に設けられた請求項５に記載の鉄筋コンクリート造チューブ架構。

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