JP4520242B2 - 集合住宅の架構構造 - Google Patents

Description

本発明は、集合住宅の架構構造に関する。

集合住宅の躯体構造として、従来は低・中・高層住宅とも柱梁ラーメン構造が一般的であった。柱梁ラーメン構造では、耐震耐風の構造設計からもたらされる柱と梁は室内に露出して壁や天井に凹凸を形成するため、自在な空間形成に障害となりやすいという不具合があった。
そこで、近年では、高層住宅では、耐力等の課題から柱梁ラーメン構造が採用されるが、低・中層住宅では、居住空間内部に突出する梁や柱等が無い有利さから、壁ラーメン構造や壁式ラーメン構造が採用されるケースが多くなっている。

上記壁式ラーメン構造は、建物の長手方向が扁平な壁状の柱と梁からなるラーメン構造で、短手方向が連層の耐力壁で構成される構造であり、室内への柱・梁の張り出しがないぶん、一般のラーメン構造よりもすっきりした室内空間が実現できる。従って、間取りプランの自由度を高い集合住宅とするのに好適な構造である。

壁式ラーメン架構の例として、特許文献１では、桁行方向に平行に配置された一対の耐力壁と、桁行方向耐力壁の相対した各壁柱間に配設された長尺の張間方向耐力壁によって居住空間を画成し、前記桁行方向耐力壁の外側に間隔を置いて桁行方向耐力壁を平行に併設し、桁行方向耐力壁と張間方向耐力壁とで構成される空間に、居住空間部・廊下・バルコニー等の各床スラブを配設した、壁式ラーメン架構が提案されている。
この技術では、壁柱や壁梁の無い広い居住空間が形成され、間仕切りプランニングや、ホテルや事務所ビル等への変更を自在に行うことができるようにしている。また、一対の桁行方向耐力壁により架構外側の廊下或いはベランダ等の床スラブの内・外側が支持されて架構支持スパンが拡大され、そのラーメン架構と耐力壁の特性が発揮されて架構耐力が高められている。

また、特許文献２では、その長手方向に各住戸を隣接させて設ける平面視略長方形の集合住宅において、各階の床を形成する床スラブをフラットプレート構造とし、集合住宅の短手方向には、住戸同士を区画する耐震壁から成る戸境壁と、該戸境壁の両端に設けられた柱とを設け、集合住宅の長手方向には、集合住宅の外周部において床スラブの上面に戸境壁と直交する方向に沿って設けられた逆梁と、該逆梁上に所定間隔毎に設けられた複数の梁とを設ける、壁式ラーメン構造が提案されている。
この技術では、集合住宅の短手方向においては耐震壁としての戸境壁によって高い耐震性が確保されている。また、集合住宅の長手方向においては、各階の逆梁と該逆梁上の柱とによって集合住宅の両側面に沿ってラーメン構造の架構が構成されている。さらに、集合住宅の長手方向においては、床スラブを梁とし、戸境壁を柱としたボックスラーメン構造の架構が構成されている。これらのラーメン構造により、集合住宅の長手方向の剛性・耐力を高いものとして、耐震性を大幅に向上させている。
特開平５−２４７９９７号公報 特開平８−２５４０２５号公報

上述のような壁式ラーメン構造では、居住空間内に柱や梁が突出しないという有利な点がある。そこで、本発明は、壁式ラーメン構造のように、居住空間内に柱や梁が突出しない利点を備えながらも、乾式工法でプレハブリケーション化を実現することのできる集合住宅の架構構造を提案する。
また、集合住宅等の構造物を設計する際、耐震性能等の構造計算は必須である。従って、構造計算を単純化することができれば、設計に係る時間を短縮化させることができ、好ましい。そこで、本発明では、構造計算を単純化することのできる集合住宅の架構構造を提案する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、各階に複数の住戸が並設されて成る集合住宅において、Ｈ型鋼を鉄骨とする鉄骨コンクリート構造材から成る柱及び梁にて構成した架構を、集合住宅の平面視長手方向両外周面に対峙した状態に立設し、前記対峙して配置される柱間に、住戸同士の戸境に沿って複数の間柱を立設するとともに、間柱間及び間柱と柱との間に小梁を連設し、各階の梁及び小梁にて形成される略水平面にスラブ床を形成し、前記間柱を戸境壁内部に配置するとともに、小梁をスラブ床内に埋設する、集合住宅の架構構造である。

請求項２においては、前記集合住宅の平面視長手方向外周部において、スラブ床の主筋を集合住宅の平面視短手方向と平行に配置し、残りの部分の、スラブ床の主筋を集合住宅の平面視長手方向と平行に配置し、主筋方向の異なる境界において、前記梁と略平行に間柱間に小梁を架設するとともに、該小梁をスラブ床内に埋設するものである。

請求項３においては、前記スラブ床の、集合住宅の平面視長手方向外周端部を、梁を構成するＨ型鋼のフランジ間に充填されたコンクリートに埋設するものである。

請求項４においては、前記間柱と小梁とによって形成される構面内に、ブレースを設けるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、居住空間内に柱や梁が突出しないため、居住性が高まり、また、レイアウトの自由度が高まる。戸境部には間柱及び小梁が設けられるため戸境壁の壁幅の制限を緩和することができ、居住空間のレイアウトの自由度を高めることができる。

請求項２においては、スラブ床にかかる荷重を、梁、柱、小梁及び間柱にて分散して支持し、一方向に荷重が集中することがなく、また、急に発生する大きな荷重は鉄骨コンクリート構造材から成る柱及び梁で負担されるので、小梁及び間柱の断面をスラブ床又は戸境壁に埋入できる程度に小さいものとすることができる。

請求項３においては、特別の接続部材等を用いることなく、スラブ床と梁とを接合し、スラブ床を梁で支持させることができる。

請求項４においては、集合住宅の平面視短手方向において耐震性を備えることができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る架構構造を採用した集合住宅の一例を示す図、図２は本発明の実施例に係る架構構造を示す斜視図、図３は本発明の実施例に係る架構構造を示す平面図である。
図４は鉄骨コンクリート構造材の断面を示す図、図５は梁と柱の接合部を示す図、図６は図５におけるＸ−Ｘ矢視断面図である。
図７はスラブ床の構造を示す側面断面図、図８はスラブ床の構造を示す拡大側面断面図、図９は上下階の様子を示す側面断面図である。

本発明は、図１乃至図３に示す如く、平面視略長方形状の住戸１１が、複数隣接して並設けられた平面視略長方形状の集合住宅１０における架構構造に関するものである。
本実施例において、各住戸１１には、居住部２２の水平方向一側にバルコニー部２１が配置され、居住部２２を介してバルコニー部２１の反対側に共用廊下部２３が配置されている。但し、住戸１１の構成は本実施例に限定されるものではない。
そして、この平面視略長方形状の住戸１１の短手方向を間口方向として、間口方向に複数の住戸１１・１１・・・が並設されて、集合住宅１０の各階が構成されている。この集合住宅１０は平面視略長方形状であり、その平面視長手方向が住戸１１の間口方向であって、集合住宅１０において一側の平面視外周長辺にバルコニー部２１が、他側の平面視外周長辺に廊下部２３が配置されている。
なお、本実施例に係る集合住宅１０では複数階層としているが、単数階層とすることもでき、階層の数には限定されない。

上記集合住宅１０では、該集合住宅１０の平面視長手方向両外周面が、梁１２と柱１３からなる架構（外架構３０・３０）で構成されている。すなわち、住戸１１のバルコニー部２１側端面と、廊下部２３側端面とに、それぞれ梁１２と柱１３からなる外架構３０・３０が構成されているのである。
外架構３０・３０はそれぞれ対峙した状態に平行に配置され、集合住宅１０はその平面視短手方向両側から外架構３０・３０で挟まれた状態に構成されており、一側の外架構３０と、他側の外架構３０との間に、内架構２９が構成されている。

前記外架構３０・３０は、複数の梁１２と柱１３とが垂直方向に格子状に組まれたラーメン架構である。そして、梁１２及び柱１３は、いずれもＨ型鋼から成る鉄骨に、コンクリートが充填されて形成された鉄骨コンクリート構造材である。
図４に示す如く、梁１２及び柱１３を構成する鉄骨コンクリート構造材は、ウエブ５０ａの両端に略直交するようにフランジ５０ｂ・５０ｂが配置されて断面略Ｈ型状をしたＨ型鋼５０を鉄骨とし、該Ｈ型鋼５０のフランジ５０ｂ・５０ｂ間にはコンクリート２４が充填されている。Ｈ型鋼５０のウエブ５０ａには、コンクリート２４の定着力を高めるために頭付きのスタッドボルト５１・５１・・・が固設されており、また、フランジ５０ｂ・５０ｂ間には、コンクリート２４のひび割れを防止するために網状鉄筋５２・５２が配設されている。

そして、図５及び図６に示す如く、梁１２と柱１３は、梁１２の端部に設けられた接合用フランジ１２ｃと、柱１３本体とを、貫通するボルト５３・５３・・・にて、接合されている。接合後の梁１２は、Ｈ型鋼５０のフランジ５０ｂ部分が耐火材２６で被覆される。また、梁１２及び柱１３ともに、Ｈ型鋼５０のフランジ５０ｂとウエブ５０ａとの間は充填されたコンクリート２４により耐火被覆されている。
従って、梁１２と柱１３とで成る外架構３０・３０は、架構そのものが耐火性を備えているため、外架構３０・３０を集合住宅１０の外周表面に露出することができる。
よって、本実施例にかかる集合住宅１０では、図１にも示す如く、外架構３０・３０を、集合住宅１０の外周に露出させて、外周表面に浮き上がった格子を形成することにより、意匠性を高めている。

前記外架構３０・３０間に構成される内架構２９は、小梁１４、間柱１５及び小梁１６等で構成される。

間柱１５は、集合住宅１０の住戸１１と住戸１１の境界部（戸境部）において、集合住宅１０の短手方向に対峙する柱１３と柱１３との間に、複数立設される。そして、これらの間柱１５・１５間、及び、間柱１５と柱１３との間を繋ぐように小梁１４・１４・・・が設けられる。そして、小梁１４及び間柱１５とにより形成される構面には、適宜、ブレース５５・５５・・・が配置され、耐震補強が施される。
このようにして、小梁１４と間柱１５とブレース５５とが垂直方向に組まれた耐震ブレース架構が、戸境部に沿って配置される。そして、この架構に壁パネルが貼設されて戸境壁が形成される。

前記小梁１４は鉄骨梁であってＨ型鋼で構成される。
また、間柱１５は、集合住宅１０の二階より上階層に備えられるものは鉄骨柱であってＨ型鋼で構成されており、集合住宅１０の一階部分の間柱１５は、鉄骨コンクリート柱であってＨ型鋼とコンクリートで構成されている。なお、集合住宅１０の全階の間柱１５を鉄骨コンクリート柱とすることもできる。

集合住宅１０において各住戸１１に設けられる床は、バルコニー部２１−居住部２２−廊下部２３に亘って連続する平面視略長方形のスラブ床４０である。スラブ床４０は、各階において梁１２及び小梁１４により形成される略水平面に構成され、各住戸１１において、スラブ床４０の周縁部は、それぞれ梁１２、柱１３、小梁１４及び間柱１５にて支持されている。

スラブ床４０は、居住部２２では内部にボイドブロック３５を設けてボイドを形成したボイドスラブ床としている。ボイドスラブ床には、ボイドブロック３５により構造性能を低下することなく軽量化が図られているので、各住戸１１内に床を支持する間柱と小梁を不要とすることができる。
図３、図７及び図８に示す如く、居住部２２では、主筋３６及びボイドブロック３５は、その長手方向が集合住宅１０の長手方向と略平行な方向となるように配置される。
また、バルコニー部２１及び廊下部２３では、主筋３６は、その長手方向が集合住宅１０の短手方向と略平行な方向となるように配置される。なお、バルコニー部２１と廊下部２３とでは、スラブ床４０の構造は略対称に表れる。

上記主筋３６は、上下に平行に設けられた上鉄筋３１と下鉄筋３２とが連結筋３３にて連結されて形成される。そして、ボイドブロック３５を固定するブロック固定筋３４が、主筋３６と略直交する方向に配筋される。
さらに、居住部２２では、隣接する主筋３６・３６の間にボイドブロック３５が、その長手方向が主筋３６の長手方向と略平行な方向となるように配置され、ブロック固定筋３４により固定される。これらの鉄筋及びボイドブロックの上に、網状に組まれた上端筋３７が配筋され、コンクリートが打設されて、スラブ床４０が形成される。

なお、間柱１５・１５間にＨ型鋼から成る小梁１６・１６が架設されており、該小梁１６・１６は、各住戸１１におけるバルコニー部２１−居住部２２の境界、居住部２２−廊下部２３の境界に、すなわち、スラブ床４０において主筋３６の配筋方向が異なる境界に、それぞれ配設される。

上述のスラブ床４０において、バルコニー部２１及び廊下部２３の主筋３６の居住部２２側の端部は、小梁１６・１６の下フランジに支持される。これにより、バルコニー部２１及び廊下部２３のスラブ床４０は、その居住部２２側の端部が小梁１６・１６に支持される。
また、梁１２に充填されたコンクリートには、該梁１２のフランジと略平行にスラブ床４０の周縁部が挿入され、該スラブ床４０の周縁部が梁１２の上下のフランジ間に埋設された状態で接続される。スラブ床４０と梁１２とは特別の接続部材等を用いることなく、接合されている。これにより、バルコニー部２１及び廊下部２３のスラブ床４０は、その周縁部が、梁１２に支持される。
また、居住部２２では、スラブ床４０の主筋３６の配筋方向を、集合住宅１０の長手方向としているため、居住部２２のスラブ床４０にかかる荷重は、戸境部に設けられた小梁１４と間柱１５とによって負担される。

上述の如く、バルコニー部２１又は廊下部２３と居住部２２との間に設けられた小梁１６は居住部２２のスラブ床４０の荷重を負担せず、また、バルコニー部２１又は廊下部２３のスラブ床４０の周縁部は梁１２及び柱１３より成る外架構３０・３０により支持されるため、小梁１６はバルコニー部２１又は廊下部２３のスラブ床４０の荷重の一部を負担すればよい。

また、居住部２２では、集合住宅１０の長手方向を主筋方向とすることにより、居住空間内部に中間小梁は設けられず、スラブ床４０を介して躯体に加わる垂直方向の荷重は戸境部に設けられた小梁１４と間柱１５とによって負担されることになる。
そして、地震時等において地盤が横揺れしたときには、水平方向に躯体に加わる力はスラブ床４０を介して剛性の高い鉄骨コンクリート構造材である柱１３・１３・・・及び梁１２・１２・・・から成る外架構３０・３０によって負担される。
すなわち、居住部２２では日常における荷重は小梁１４と間柱１５によって主に負担され、非常時に掛かる大きな荷重は外架構３０・３０によって負担される。

従って、小梁１６の断面を、スラブ床４０内に埋入することが可能な程度に小さいものとすることができる。
また、小梁１４の断面をスラブ床４０内に埋入することが可能な程度に小さいものとすることができ、さらに、間柱１５の断面を戸境部に設けられる戸境壁内に埋入することが可能な程度に小さいものとすることができる。

よって、前記小梁１４・１６はスラブ床４０に埋設可能な程度に小さい断面を有するものが採用され、また、間柱１５は壁内部に埋設可能な程度に小さい断面を有するものが採用される。
そして、小梁１４・１６は、スラブ床４０内に埋設された状態に設けられ、間柱１５は、戸境部に設けられる戸境壁（図示せず）の内部に配置される。なお、小梁１４・１６及び間柱１５は、いずれもＨ型鋼を採用することによって、断面の更なる微小化が図られており、また、Ｈ型鋼は扁平な形状として戸境壁又はスラブ床内に埋入し易いようにすることもできる。

このようにして、各住戸１１において居住空間内部に出っ張る柱や梁を無くすとともに、架構としての剛性を保持することができるようにしている。
そして、間柱１５は柱１３・１３間に複数配設することができるので、戸境壁の壁幅に対する制約を緩和させることができ、集合住宅１０の居住空間のレイアウトの自由度を更に高めている。

上述の如く、本発明に係る架構構造では、各階に複数の住戸１１・１１が並設されて成る集合住宅１０であって、該集合住宅１０の平面視長手方向周囲両面を、鉄骨コンクリート構造材である梁１２及び柱１３で構成された外架構３０・３０とし、この外架構３０・３０間に、Ｈ型鋼から成る小梁１４及び間柱１５が略垂直方向に組まれた架構を戸境部に沿って複数併設している。
さらに、集合住宅１０の平面視短手方向一側にバルコニー部２１を設け、平面視短手方向他側に廊下部２３を設け、バルコニー部２１と廊下部２３との間に居住部２２を設けて、バルコニー部２１−居住部２２の境界及び居住部２２−廊下部２３の境界のそれぞれに、集合住宅１０の長手方向と略平行に小梁１６・１６が間柱１５間に架設している。
そして、バルコニー部２１−居住部２２−廊下部２３に連続するスラブ床４０を設け、該スラブ床４０内に小梁１４・１６を埋設するとともに、戸境部に設けられた戸境壁に間柱１５を埋設している。

本発明に係る架構構造を採用することによって、図９に示す如く、居住空間内部に突出する柱や梁がないので、居住空間を有効に利用することができるとともに、空間設計の自由度が高めることができる。また、居住空間内部に突出する小梁がないので、居住空間の天井高４５や、バルコニー部２１と居住部２２との間の開口高４４を大きく取ることができるため、居住性が良く、採光や眺望に優位な設計をすることが可能となる。

さらに、架構構造が単純であることから、部材の工場生産化や型枠の単純化が容易で、品質・施工性・経済性を向上させることができる。また、鉄骨コンクリート構造材をプレキャストとすれば、施工期間の短縮を図ることができる。これにより、あらかじめ工場生産された部材を現場に運んで組み立てる、プレハブリケーション工法を採用した工業化住宅とすることができる。

また、本発明に係る架構構造を採用することによって、集合住宅１０の建物の構造計算を簡易とすることができる。本発明に係る架構構造では、躯体に加わる垂直荷重は間柱１５で負担し、水平荷重は柱１３及び梁１２から成る外架構３０で負担することになる。従って、躯体に作用する力の方向によって、それを負担する部材を明確とすることができるため、構造計算が容易となるのである。
さらに、間柱１５や小梁１４の規格を統一すれば、集合住宅１０の規模を設定するだけで、間柱１５や小梁１４の数が定まり、これに基づいて構造計算を行うことができる。

本発明に係る架構構造を採用した集合住宅の一例を示す図。 本発明の実施例に係る架構構造を示す斜視図。 本発明の実施例に係る架構構造を示す平面図。 鉄骨コンクリート構造材の断面を示す図。 梁と柱の接合部を示す図。 図５におけるＸ−Ｘ矢視断面図。 スラブ床の構造を示す側面断面図。 スラブ床の構造を示す拡大側面断面図。 上下階の様子を示す側面断面図。

符号の説明

１０ 集合住宅
１２ 梁
１３ 柱
１４ 小梁
１５ 間柱
１６ 小梁
３０ 外架構
４０ スラブ床
５５ ブレース

Claims (4)

1. 各階に複数の住戸が並設されて成る集合住宅において、
   Ｈ型鋼を鉄骨とする鉄骨コンクリート構造材から成る柱及び梁にて構成した架構を、集合住宅の平面視長手方向両外周面に対峙した状態に立設し、
   前記対峙して配置される柱間に、住戸同士の戸境に沿って複数の間柱を立設するとともに、間柱間及び間柱と柱との間に小梁を連設し、
   各階の梁及び小梁にて形成される略水平面にスラブ床を形成し、
   前記間柱を戸境壁内部に配置するとともに、小梁をスラブ床内に埋設することを、
   特徴とする集合住宅の架構構造。
2. 前記集合住宅の平面視長手方向外周部において、スラブ床の主筋を集合住宅の平面視短手方向と平行に配置し、
   残りの部分の、スラブ床の主筋を集合住宅の平面視長手方向と平行に配置し、
   主筋方向の異なる境界において、前記梁と略平行に間柱間に小梁を架設するとともに、該小梁をスラブ床内に埋設する、
   請求項１に記載の集合住宅の架構構造。
3. 前記スラブ床の、集合住宅の平面視長手方向外周端部を、梁を構成するＨ型鋼のフランジ間に充填されたコンクリートに埋設する、
   請求項１又は請求項２に記載の集合住宅の架構構造。
4. 前記間柱と小梁とによって形成される構面内に、ブレースを設ける、
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の集合住宅の架構構造。