JP4155953B2 - 手摺用支柱構造 - Google Patents

Description

本発明は、ビル等の屋上階やベランダ等に取り付ける落下防止用の手摺用支柱構造に関し、特に、既設の建築物に設置する手摺用支柱構造に関するものである。

一般に、ビルの屋上やベランダ等には落下防止用の手摺が設置されている。これらの手摺は、落下防止を目的とするために、主に水平方向の荷重に対しての耐力が要求される。

そして、既設の建築物に手摺を設置する場合に、設置箇所に所定の間隔で固定孔を開設し、この固定孔に筒材を固定し、更に上記筒材に手摺の支柱を挿通して手摺を設置している（例えば特許文献１参照）。

実開平３−５８５２９号公報

しかしながら、上記筒材を利用して設置した手摺においては、支柱の付根、即ち筒材に応力が集中することになるので、コンクリートが放射方向に破損し易い。また、筒材に応力が集中するため、この筒材が座屈を起こし易く、手摺が変形し、更には破損し易く、信頼性が乏しかった。しかも、高価な接着剤等を利用して筒材を固定孔に固定しているため、コストの高いものになっていた。

本発明が解決しようとする課題は、既設の建築物に容易に設置でき、手摺の支柱材に掛かる応力を分散させてコンクリート躯体が破損し難くなり、安価で安全な手摺用支柱構造を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、コンクリートで構築した建築物に後付けする手摺用支柱構造であって、コンクリート躯体に開設した取付孔と、軽合金から成る角筒状の支柱材と、該支柱材に内接して挿入された断面ほゞコ字状の補強芯材と、該補強芯材の一隅に溶接した定着部材と、該定着部材の下端に溶接したアンカープレートと、を備え、前記取付孔に、アンカープレートを溶接した定着部材を挿着し、充填材を充填して構成されたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、前記補強芯材に溶接する定着部材を角柱状とし、該定着部材の下端に溶接するアンカープレートを円盤状としたものである。

本発明は、ベランダ側から外方向への荷重を受けた場合に、コンクリート躯体に対する耐力が著しく向上する。また、支柱自体の剛性が増すので従来の構成の手摺用支柱構造に比べてより大きな荷重に耐えることができる。

本発明は、軽合金から成る角筒状の支柱材に内接して挿入された断面ほゞコ字状の補強芯材の一隅に角柱状の定着部材を溶接し、該定着部材の下端に円盤状のアンカープレートを溶接して、水平方向からの荷重に対して強い剛性とコンクリートにひび割れが生じ難い手摺用支柱構造を実現した。

図１は、手摺１の概略を示す断面図である。支柱材１１の頭部に笠木１２を取り付け、定着部材３が補強芯材４を介して支柱材１１に固定されている手摺１を製作しておく。そして、コンクリート躯体２に穿設した所定の取付孔２１に、定着部材３を挿入すると共に充填材６を充填して支柱材１１を立設する。

支柱材１１は、軽合金である例えば、アルミニューム合金等から構成され頂部に笠木１２が取り付けられる。また、支柱材１１は、図２に示すように四隅内側にビス受け孔１１１がそれぞれ形成されている。

補強芯材４は、図３に示すように断面がほゞコ字状の長尺な部材であり、支柱材１１の内周に挿入可能な寸法となっている。即ち、補強芯材４の長さは、コンクリート躯体２の上面から支柱材１１の途中まで長さであって、例えば、全長Ｌ＝１００〜１０００ｍｍ程度である。また、この補強芯材４は、例えば、板厚ｔ＝３．２ｍｍ程度であり、長辺ｌｌ＝４０．５ｍｍ、短辺ｌｓ＝２９ｍｍ程度の鋼材である。

上記のような補強芯材４に固定する定着部材３は、図４に示すように角柱状をしており、補強芯材４の一隅に溶着されている。定着部材３は、正方形の断面を有し、コンクリート躯体２に埋設される部分と、補強芯材４の内側に固定される部分とを備える。即ち、定着部材３は、例えば、一辺ｐ＝１６〜２２ｍｍ程度の正方形の断面を有し、埋込深さｋ＝８０〜１００ｍｍ程度であり、補強芯材４に対して固定される部分の長さｑ＝４０〜５０ｍｍ程度である。

定着部材３の下端には、図５に示すようにアンカープレート５を設ける。このアンカープレート５は、例えば、直径Ｄ＝２３〜３２ｍｍ程度で、板厚Ｔ＝４．５ｍｍ程度の円盤を溶接して設けている。

次に、以上のように構成された本発明に係る手摺用支柱構造の施工手順について簡単に説明する。先ず、図１に示すようにコンクリート躯体２に所定の取付孔２１を穿設する。取付孔２１の深さは、定着部材３の埋込深さｋより若干深く形成する。下端に円盤状のアンカープレート５を溶接した角柱状の定着部材３を、チャンネル型の補強芯材４に溶接し、該補強芯材４を支柱材１１の内部に挿入してねじ止め等により一体化する。支柱材１１の頭部には笠木受け１３がビス１４で固定され、この笠木受け１３に笠木１２が取り付けられた手摺１を製作しておく。この定着部材３及び補強芯材４と一体化した支柱材１１を前記躯体２の取付孔２１に挿着し、隙間に例えばモルタルセメント等の充填材６を充填して固定する。このようにして、手摺用支柱構造をコンクリート躯体２に取り付ける。

このように設置された手摺用支柱構造は、ベランダの内側から外側への荷重を受けた場合に、コンクリート躯体２に対する耐力が著しく向上する。また、支柱自体の剛性が増すので従来の構成の手摺用支柱構造に比べて、極めて大きな荷重に耐えることができる。

補強芯材４、定着部材３及びアンカープレート５、並びに定着部材３の埋込深さｋを変更して、手摺１の支柱材１１又はコンクリート躯体２に変化が生じる荷重の値を測定した（於：筑波ベターリビング協会）。
補強芯材＝板厚（ｔ）×長辺（ｌｌ）×短辺（ｌｓ）×全長（Ｌ）
埋込深さ（ｋ）
定着部材＝一辺（ｐ）×一辺（ｐ）×固定長（ｑ）
アンカープレート＝板厚（Ｔ）×直径（Ｄ）
（単位は何れもｍｍ）

［第１試験例］
補強芯材：３．２×４０．５×２９×２００
埋込深さ：８０
定着部材：１６×１６×４０
アンカープレート：４．５×２３
を用い、外方向に荷重を加えた。
荷重１４５６［Ｎ］で、図６（１）に示すように、コンクリート躯体上２００ｍｍの位置で座屈を生じたが、躯体に変化は現れなかった。

［第２試験例］
補強芯材：４．５×４０．５×２９×２００
埋込深さ：８０
定着部材：１９×１９×４０
アンカープレート：４．５×２７
を用い、外方向に荷重を加えた。
荷重１４１１［Ｎ］で、図６（２）に示すように、躯体上２００ｍｍの位置で座屈を生じたが、躯体に変化は現れなかった。

［第３試験例］
補強芯材：５×４０．５×２９×８００
埋込深さ：１００
定着部材：１９×１９×５０
アンカープレート：４．５×２７
を用い、外方向に荷重を加えた。
荷重１７０２［Ｎ］で、図６（３）に示すように、躯体の内側にひび割れが生じたが、躯体が直ぐに破損することはなかった。

［第４試験例］
補強芯材：５×４０．５×２９×８００
埋込深さ：１００
定着部材：１９×１９×５０
アンカープレート：４．５×３２
を用い、外方向に荷重を加えた。
荷重２４０３［Ｎ］で、図６（４）に示すように、躯体の長さ方向に沿ったひび割れが生じた。

従来、アンカー部として異形鉄筋を用いた場合の応力範囲（ひび割れ角度）は、コンクリート天端における平面角度でほゞ９０°であった。しかし、今回の実物大の加力試験によって、応力範囲は、アンカー端部付近において、横方向の拡がりが有り、コンクリート天端における平面角度は１２０°以上となり、想像を超えた現象を示した。
また、従来の異形鉄筋を用いた場合には、補強芯材に定着部材を溶接する際、フレアー溶接となるが、定着部材の表面にリブが有るため、溶接の不良（ピンホール）が生じ易い。
これに対して、本構造を用いた場合には、補強芯材に定着部材（角鋼）を溶接する際、隅肉溶接となるが、互いの溶接面は平なので、溶接の不良箇所は生じ難く、溶接箇所の品質は安定する。
よって、本構造を用いれば、新築のみならず、改修工事のように、躯体のコンクリート強度が低下した場合（一般的に、コンクリート表面から３〜４ｃｍの部分が中性化し、強度は低下しているが、それより以深の部分は健在である。）、アンカー端部付近における応力範囲の横方向の拡がりが有るので、有効に耐力を発現できる。

本発明に係る手摺用支柱構造の一例を示す概略縦断面図である。 手摺用支柱構造に使用される支柱材を示す横断面図である。 手摺用支柱構造に使用される補強芯材を示す横断面図である。 手摺用支柱構造に使用される定着部材を示し、補強芯材に溶接した状態の横断面図である。 手摺用支柱構造に使用されるアンカープレートを示し、定着部材に溶接した状態の平面図である。 手摺用支柱構造による荷重試験の結果を示す説明図である。

符号の説明

１ 手摺
２ コンクリート躯体
３ 定着部材
４ 補強芯材
５ アンカープレート
６ 充填材
１１ 支柱材
１２ 笠木
１３ 笠木受け
１４ ビス
２１ 取付孔
１１１ ビス受け孔

Claims (2)

1. コンクリートで構築した建築物に後付けする手摺用支柱構造であって、
   コンクリート躯体に開設した取付孔と、軽合金から成る角筒状の支柱材と、該支柱材に内接して挿入された断面ほゞコ字状の補強芯材と、該補強芯材の一隅に溶接した定着部材と、該定着部材の下端に溶接したアンカープレートと、を備え、
   前記取付孔に、アンカープレートを溶接した定着部材を挿着し、充填材を充填して構成されたことを特徴とする手摺用支柱構造。
2. 前記補強芯材に溶接する定着部材を角柱状とし、該定着部材の下端に溶接するアンカープレートを円盤状としたことを特徴とする請求項１に記載の手摺用支柱構造。

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