JP4719032B2 - ひび割れ誘発目地付き鉄筋コンクリート造壁 - Google Patents

Description

本発明は、鉄筋コンクリート造壁におけるひび割れ誘発目地を効果的に機能させることができる壁体構造に関するものである。

鉄筋コンクリート壁は、打設した直後から乾燥収縮が始まり、これによって壁面にひび割れが生じる。このひび割れは、コンクリートの物性に起因するものなので、必然的なものであり、これを回避することはできない。また、近年では一般的な集合住宅でも高強度コンクリートが使用されるようになっており、その組成的性質からもひび割れがより生じやすくなっている。しかしながら、ひび割れを自然に任せた場合には斜め方向や横方向に広がってしまうが、これを補修するには手間とコストがかかる。

したがって、ひび割れを予測した特定の場所に集中させる技術が開発されているが、特に壁面に対して垂直に走行する目地を設け、この目地の凹部にひび割れを誘発させる技術が存在する。

特開平８−１５１７９５号 特開２００５−１７９８８９号

引用した文献は、ひび割れ誘発構造の一例であるが、特許文献１では目地にひび割れを集中させるものではないが、壁体内部に筒状の断面減少体を配設し、非コンクリート率を他の場所よりも高め、この部分に応力集中を行わしめてひび割れを発生させている。また、特許文献２では、目地に直角の壁内にひび割れ誘発筋を複数配設し、この筋を熱収縮チューブで被覆したうえで、熱収縮チューブを熱収縮させて、ひび割れ誘発筋に密着させる構成が開示されている。

しかしながら、特許文献１の構成では、断面減少体の構造が複雑であり、コンクリート打設後に断面減少体内部に補修材を注入しなければならず、手間とコストがかかるし、その外周面にはさらに止水板が取り付けられているので、壁体強度に悪影響を与えるという問題がある。

また、特許文献２の構成では、複数のひび割れ誘発筋全てを熱収縮チューブで密に被覆するので、コンクリートは有効に鉄筋に働くことができず、これらひび割れ誘発筋は効果的なＲＣ構造には寄与しないばかりか、ひび割れ誘発のために壁体の強度を落としてしまうという問題がある。

本発明では、これら従来の課題を解決するもので、目地にひび割れを誘発させる構造を採用しながら、その構造によって壁体の強度をも向上させる鉄筋コンクリート造壁を開示することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明では、一対の縦横筋を配した鉄筋コンクリート造壁に対してさらに構成を加えた。即ち、壁面厚の中央部に前記縦横筋よりも太径のコンクリート内蔵用縦筋を配し、このコンクリート内蔵用縦筋に対応した少なくとも一面側の壁面に、ひび割れ誘発用の目地を設けるという技術的手段を講じた。この構成において、コンクリート内蔵用縦筋は、壁面断面に対するコンクリートで無い部分の比率である非コンクリート率を上昇させる機能を発揮すると同時に、コンクリートに対して縁がつけられているので、鉄筋コンクリート造壁における構造体の一部として機能する。鉄筋コンクリート造壁においては、養生時に乾燥収縮が発生するが、その応力分布は非コンクリート率の高い部分に集中する。したがって、本発明構造の場合にはコンクリート内蔵用縦筋に対応する壁面に応力が集中してひび割れが発生する。また、これに対応する壁面に凹状の目地を設けることは、他の断面と比較してより断面積を小さくすることになるので、さらにひび割れが集中しやすくなると同時に、目地内に発生したひび割れはその後の補修によって審美性を容易に回復することができる。

また、コンクリート内蔵用縦筋の径を有効壁厚の１０〜２０％とした構成では、確実にひび割れを集中させる機能を有するが、コンクリート内に異物を挿入して壁強度の低下を招くようなものでは無い。つまり、コンクリート内蔵用縦筋として異形鋼棒を採用する構成では、縦筋の周囲にコンクリートが回り込んだ場合には、コンクリートと縦筋の縁が強固になり、鉄筋コンクリート造壁として十分な強度を保証しながら、ひび割れを集中させることが可能となる。

さらにまた、コンクリート内蔵用縦筋の配筋位置、及び目地の位置を一対の縦横筋の縦筋の位置に対応して設けた構成では、実質的な非コンクリート率はコンクリート内蔵用縦筋及び一対の縦筋の径の合計が基準となり、さらに目地のかぶり厚によって壁厚が他の部分よりも薄くなるので、非コンクリート率が高くなり、ひび割れ集中をより効果的に計画できることになる。

ところで、非コンクリート率は他の部分と比較して高くする必要があるので、コンクリート内蔵用縦筋の配筋位置は重要である。即ち、一対の縦筋の中心で構成される直線上にコンクリート内蔵用縦筋の中心が位置することが好ましい。そこで、コンクリート内蔵用縦筋は保持具によって確実に位置決めされる構成をさらに採用している。具体的には、保持具は、一対の縦横筋の横筋間に架橋される構成とし、その中央にはコンクリート内蔵用縦筋を保持するための円弧状凹部を設けるという手段を採用した。この構成では、円弧状凹部にコンクリート内蔵用縦筋が保持されるので、配筋時にも容易に位置決めが可能になる。さらに、より確実な位置決めのために、保持具として、両端に一対の縦横筋の両側縦筋を引っ掛ける折り曲げ部を有し、円弧状凹部の中心をコンクリート内蔵用縦筋の中心と一致する位置に設けるという手段を採用した。この手段では、折り曲げ部が一対の縦横筋のうち横筋上に支えられ、縦筋を引っ掛けることによって一対の配筋に予め装着する。これによって、コンクリート内蔵用縦筋の配筋位置が定まる。こうすることによって、配筋工は配筋位置を特定するという機能を発揮することになる

本発明では、上述した手段を採用したので、コンクリート内蔵用縦筋によってコンクリート部分の断面を有効に低減することができ、ひび割れを所定位置に誘発させることができると共に、縦筋自体がコンクリート壁の強度を保証することになるので、この構造を用いた壁体は耐震壁として利用することが可能となる。また、ひび割れの誘発箇所には目地が設けられているので、ひび割れの誘発は目地内部に集中することになり、コンクリートの養生後に目地を補修すれば、外部からひび割れを隠すことができ、審美性にも寄与することができる。さらに、コンクリート内蔵用縦筋の径を請求項のようにした場合には、より確実に予想箇所にひび割れを誘発させることができる。コンクリート内蔵用縦筋の配筋箇所を、一対の縦横筋の縦筋の配筋箇所と一致させた場合には、コンクリート壁面の非コンクリート率が他の場所と比較してさらに高まるので、効果的にひび割れの誘発を集中させることができる。

また、コンクリート内蔵用縦筋の配筋のために請求項に記載した保持具を採用した場合には、所定の場所に縦筋を配筋することができるので、施工精度を高くすることができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。図１は本発明のひび割れ誘発目地が設けられた鉄筋コンクリート造壁の横断面を示したもので、１は鉄筋コンクリート造壁全体で、主に戸境壁として利用するものである。２・２は鉄筋コンクリート構造のうち鉄筋構造をなす横筋、３・３は同様に縦筋、４は配筋完了後に打設されたコンクリートである。５は本発明構造の主要な構成であるコンクリート内蔵用縦筋で、通常配筋に用いられる鉄筋よりも太い径の鉄筋が利用される。一例としては、縦横筋２、３として配筋ピッチ２００mmとしてＤ１０鉄筋を用いるのであれば、コンクリート内蔵用縦筋５にはＤ２２鉄筋を用いる。Ｄ２２鉄筋は、異形鋼棒の外観である。６は目地である。本実施形態では、壁面総厚を２２０mmとし、両側壁面には１０mm深さの目地６を設けており、結果として両側壁面には１０mmずつの増し厚７が発生するため、構造体厚８は２００mmに設計されている。なお、これらの寸法は本発明の範囲を限定するものではなく、構造体設計強度に応じて変更されることはもちろんである。また、コンクリート内蔵用縦筋５にはＤ２２鉄筋を用いているが、非コンクリート率を高めたい場合にはこれよりも太い径の鉄筋を用いることもある。

上記構成において、コンクリート内蔵用縦筋５の配筋位置は、縦筋３・３の配筋位置が両側で一致している場合には、その中心を結ぶ線の中央にコンクリート内蔵用縦筋５の中心が位置することが好ましい。即ち、コンクリート内蔵用縦筋５は、断面線９における非コンクリート率を高めることを目的として配筋されるものであるから、縦筋３が配筋されている断面線に置くことが好適である。本実施形態では、構造体厚が２００mmであるから、コンクリート内蔵用縦筋５が存在する断面線９では断面低減が２本分の縦筋３・３と、コンクリート内蔵用縦筋５の径と目地２０mmの総和である６２mmとなり、非コンクリート率は３１％となる。一方、コンクリート内蔵用縦筋としてＤ２９鉄筋を利用した場合には、断面低減は６９mmであり、横筋の作用を考慮すれば約３５％程度の非コンクリート率を確保することができる。

図２は、コンクリート内蔵用縦筋５を設置する具体的位置を示したもので、１０は床下スラブ、１１は天井側スラブ、１２は梁であり、床下スラブ１０と梁１２の間に戸境壁１３が形成されるが、コンクリート内蔵用縦筋５は戸境壁１３を上下に貫通する状態で配設される。

このように構成する際の工程を説明すると、先ず床下スラブ１０が打たれた状態において縦横筋２、３を配筋し、続いてコンクリート内蔵用縦筋５を配筋する。そして、予め設計された壁面厚を確保してパネル（図示せず）を組むが、パネル組みに際しては目地６に相当する部分に目地棒（図示せず）を設置したうえで、コンクリートを打設する。コンクリートが養生されれば定法に従って目地棒と共にパネルを撤去し、コンクリート壁面を露出させる。コンクリートは、打設直後から乾燥収縮が始まるので、打設数日後からひび割れが発生するが、乾燥硬化中に非コンクリート率が高い部分に応力が集中し、その部分にひび割れが集中する。そこで、その部分に目地が存在することになるので、ひび割れは目地内部に集中し、ランダムに壁面に広がることが防止される。

図３ａ、図３ｂは、本発明のひび割れ誘発目地を戸境壁に採用しなかった階と、採用した階とを設定し、コンクリート打設養生後のひび割れの発生を比較した見取り図を示している。図中の丸付き番号はひび割れ誘発目地を設けた箇所である。また、図中の四角付き番号を附した箇所はひび割れ発生が確認された箇所である。ひび割れ誘発目地を設けた戸境壁において、誘発目地部以外にはひび割れは発生しなかった。これらの比較によって、ひび割れ誘発目地のひび割れ誘導効果を確認することができる。

次に、図４はコンクリート内蔵用縦筋を正確に配筋するための保持具２１の一例を示したものであって、保持具２１は、一対の横筋間に架橋される折り曲げ部２２・２２と、コンクリート内蔵用縦筋５を保持するための円弧状凹部２３によって構成されている。円弧状凹部２３は、図示したように１８０度より大きい円弧の場合にはコンクリート内蔵用縦筋５を内部に確実に保持し、いったん保持した後は容易に脱落しないので、位置決めが確実になる。ただし、１８０度以下の円弧を持つ円弧状凹部であっても、位置決めができる円弧であれば本発明の範囲に含まれる。この円弧状凹部２３に必要な条件としては、保持した場合にコンクリート内蔵用縦筋５の中心が、正確に縦筋３・３の中央に位置させることができることである。即ち、このように保持した場合には、コンクリート内蔵用縦筋５と、縦筋３・３の径の総和が断面低減に寄与することができるからである。なお、保持具の構成としては、保持具自体が縦横筋２、３に安定して位置すると同時に、コンクリート内蔵用縦筋５を確実な位置に保持することができるものであれば十分であり、図４の実施形態に限定されるものではない。

本発明の構造は、コンクリート内蔵用縦筋を配筋することによって、予定した場所にひび割れを集中して誘発させることができ、誘発箇所に目地を設けることによってひび割れが目地内に留まる率を高めることができるので、補修が容易な施工を提供することになる。また、コンクリート内蔵用縦筋はコンクリートと縁がつながっているので、壁強度の向上にも寄与することになり、利用性は非常に高いものである。

本発明の構成の一例を示した断面図 コンクリート内蔵用縦筋の配筋範囲図 本発明構造を採用しなかった場合のひび割れ発生を示す見取り図と採用した場合のひび割れ発生を示す見取り図 本発明に採用するコンクリート内蔵用縦筋の保持具の一例を示す断面図

符号の説明

１ 鉄筋コンクリート造壁
２ 横筋
３ 縦筋
４ コンクリート
５ コンクリート内蔵用縦筋
６ 目地
７ 増し厚
８ 構造体厚
９ 断面線
１０ 床下スラブ
１１ 天井側スラブ
１２ 梁
１３ 戸境壁
２１ 保持具
２２ 折り曲げ部
２３ 円弧状凹部

Claims (6)

1. 一対の縦横筋を配した鉄筋コンクリート造壁であって、壁面厚の中央部に、前記縦横筋よりも太径のコンクリート内蔵用縦筋をコンクリートに対して縁をつけて配し、このコンクリート内蔵用縦筋に対応した少なくとも一面側の壁面に、ひび割れ誘発用の目地を設けたことを特徴とするひび割れ誘発目地付き鉄筋コンクリート造壁。
2. コンクリート内蔵用縦筋の径は、有効壁厚の１０〜２０％である請求項１記載のひび割れ誘発目地付き鉄筋コンクリート造壁。
3. コンクリート内蔵用縦筋は、異形鋼棒である請求項１又は２記載のひび割れ誘発目地付き鉄筋コンクリート造壁。
4. コンクリート内蔵用縦筋の配筋位置、及び目地の位置は、一対の縦横筋の縦筋の位置に対応して設けられる請求項１〜３のいずれか記載のひび割れ誘発目地付き鉄筋コンクリート造壁。
5. コンクリート内蔵用縦筋は、一対の縦横筋の横筋間に架橋され、中央にはコンクリート内蔵用縦筋を保持するための円弧状凹部が設けられた保持具によって保持される請求項１〜４のいずれか記載のひび割れ誘発目地付き鉄筋コンクリート造壁。
6. 保持具は、両端に一対の縦横筋の両側縦筋を引っ掛ける折り曲げ部を有し、円弧状凹部の中心がコンクリート内蔵用縦筋の中心と一致する位置にある請求項５記載のひび割れ誘発目地付き鉄筋コンクリート造壁。

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