JP5225122B2

JP5225122B2 - 構造物

Info

Publication number: JP5225122B2
Application number: JP2009015626A
Authority: JP
Inventors: 宏江波戸; 光雄関; 裕司阿部; 忍千場; 淳二郎室; 崇興金田
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2009-01-27
Filing date: 2009-01-27
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2029-01-27
Also published as: JP2010174449A

Description

本発明は、構造物に関する。

設備機器の配置や設備配管類の引き回しは、部屋のレイアウト、部屋の天井高さ、及び階高等を決めるときの要因の１つであり、各階に分配される設備配管類が収められる配管シャフトの位置や構造は、設備機器の配置や設備配管類の引き回しに影響を及ぼし、構造物の設計上重要である。

特に、研究施設、医療施設、病院等のように、多くの設備機器を使用し、それらの更新やレイアウト変更が頻繁に発生する構造物では、建築計画時の設備機器や設備配管類の納まりに加え、稼動後の設備機器類の更新やレイアウト変更に柔軟に対応できることが重要となる。

これは、多くの場合、設備機器類の更新やレイアウト変更は、単に設備機器類の交換や設置場所の移動に留まらず、設備機器類に付属する設備配管類の引き回し位置の変更や、それに伴う構造物の躯体の改築等も必要となるためである。

このため、配管シャフトを外壁と廊下の２ヶ所に分割し、設備機器や設備配管類を部屋からなくし、二重天井を省略して、低階高で天井高を高くした建物が提案されている（特許文献１）。

即ち、特許文献１の建物は、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、廊下８８を挟んで両側に教室（室内）８４を配置し（図示は片側のみ。）、廊下８８の天井裏空間に、室内負荷処理用の空調機９０、空調された空気を供給する空調ダクト９１、及び冷温水配管を設置している。また、大梁９２に貫通孔を設け、教室８４側に吹出口９４を取付けている。そして、廊下８８の天井裏から貫通孔に空調ダクト９１を挿入し、吹出口９４と接続している。

また、外周部（外壁）の柱８２の間の梁を壁梁９３とし、窓８５の中央にダクトシャフト８０を設けている。ダクトシャフト８０の内部にはダクト８７が納められ、ダクトシャフト８０と教室８４を区画している壁面には吹出口８６が設けられている。
これにより、建物の階高を低く抑えたまま、教室８４の天井高が高くできる。

このとき、廊下の天井裏空間に配置した設備配管類を、全て外壁側の配管シャフトに収めることができれば、設備機器類の更新やレイアウト変更への対応は容易となる。しかし、ダクトシャフト８０は、柱８２の間に形成された窓８５の中央部にあるため、ダクトシャフト８０を大きくすると窓８５の大部分が塞がれ、室内に必要な採光面積が確保できない。

特許第３７５２６５７号公報

本発明は、上記事実に鑑み、採光面積を確保しつつ、設備機器類の更新やレイアウト変更に柔軟に対応できる構造物を提供することを目的とする。

請求項1に記載の発明に係る構造物は、構造物の両側面に所定の間隔で設けられた壁柱と、前記構造物の内部方向であり前記壁柱の間に架設された梁と、を備えた構造物であって、前記壁柱で設備シャフトの両側面を構成し、前記構造物の内部と前記設備シャフトの内部を区画壁で区画すると共に、前記設備シャフトが設けられていない前記壁柱の間には、上下に所定の間隔で外壁が設けられ、前記外壁の間が窓とされていることを特徴としている。

請求項1に記載の発明によれば、設備シャフトの両側面が壁柱で構成されている。そして、設備シャフトの内部と構造物の内部が区画壁で区画され、設備シャフトから構造物の内部への設備配管類の取り込みは区画壁を介してなされる。また、窓が、上下方向に配置された上側の外壁の下端部と、下側の外壁の上端部との間に設けられている。

このように、設備シャフトを壁柱で構成することで、構造物の内部の設備シャフトをなくすことができる。
これにより、構造物の内部の平面計画の自由度が高くなり、構造物を有効に活用できる。

また、設備シャフトと窓が１つ置きに設けられているため、設備配管類の取出し位置の自由度が増し、構造物の内部での設備配管類の引き回しが容易となる。
また、壁柱の間隔に対応させて部屋を配置すれば、全ての部屋と設備シャフトを対応させることができ、大部屋、小部屋を問わず、容易に部屋毎の給排気、排水計画等に対応できる。

更に、設備機器類の変更やレイアウト変更時にも、設備シャフトを利用することにより設備配管類の引き回しが容易となる。このとき、構造物の内部に入居者がいても作業が可能となり、設備機器類の変更やレイアウト変更時に柔軟に対応できる。

区画壁は、外壁によって強度が確保されているので、開口部の形成に制約が生じない。また、窓が設備シャフトと１つ置きに設けられているため、採光面積が確保される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構造物において、前記壁柱は、前記構造物の内部に入り込んでおらず、前記構造物の内部には、前記梁を支持する柱が設けられていないことを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、壁柱は構造物の内部に入り込んでおらず、更に、梁を支持する柱が構造物の内部に設けられていない。

即ち、無柱空間であり、かつ柱が構造物の内部に入り込まない空間が形成される。これにより、構造物の内部空間のレイアウトの自由度が高くなり、部屋のプラン変更やレイアウト変更に柔軟に対応できる。無柱空間には、大部屋から小部屋まで、目的に応じて任意に間仕切りができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構造物において、前記梁は、Ｈ型鋼の側面にコンクリートが充填されたコンクリート充填梁であり、前記コンクリート充填梁には小梁が設けられていないことを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、梁が、Ｈ型鋼の側面にコンクリートが充填されたコンクリート充填梁で構成されている。
これにより、梁の剛性が上がり、構造物の微振動が抑制される。

また、梁を無小梁で計画することで、梁に設けられたスラブの上部、及びスラブの下部での設備配管類の引き回しが自由となる。これにより、設備機器類の更新やレイアウト変更に容易に対応できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の構造物において、前記外壁は、鉛直断面がコ字状とされ両端面が前記壁柱の側面と接合された壁梁であることを特徴としている。
請求項４に記載の発明によれば、壁梁の鉛直断面がコ字状とされ、壁梁の両端面は壁柱の側面と接合されている。

これにより、壁梁と壁柱の接合面積を広く確保でき、地震時における壁柱のねじれ変形を拘束し、外壁に要求される強度を確保できる。また、コ字状とされ外に突き出した部分は、窓の上側を庇、窓の下側を窓台として利用できる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の構造物において、前記区画壁には、前記壁柱の間に架け渡す外壁梁が設けられていないことを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、この区画壁には、壁柱間に架け渡す梁が架けられていない。これにより、床上及び床下の配管を貫通させるための孔加工が容易となり、構造物の内部への設備配管類の取り込みが容易となる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の構造物において、前記梁と直交する方向の前記構造物の妻部に設けられ、前記梁方向の地震力に耐える第１耐震壁と、前記第１耐震壁に挟まれ、共用機能を集約したコア部と、を有することを特徴としている。

請求項６に記載の発明によれば、共用機能を集約したコア部が構造物の妻部に設けられ、梁と直交する方向のコア部の壁が、梁方向の地震力に耐える第１耐震壁で構成されている。
これにより、構造物の両側の妻部にコア部が確保される。そして、コア部の壁とされた第１耐震壁で構造物の梁方向が耐震化される。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の構造物において、前記梁と直交する方向の前記構造物の妻部に、前記梁と直交する方向の地震力に耐える第２耐震壁を設け、前記コア部が前記第２耐震壁で挟まれていることを特徴としている。

請求項７に記載の発明によれば、梁と直交する方向の地震力に耐える第２耐震壁が、梁と直交する方向の構造物の妻部に設けられ、第２耐震壁がコア部の壁とされている。
この第２耐震壁により、構造物の梁と直交する方向が耐震化される。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の構造物において、前記第２耐震壁は、前記外壁の最上部に前記梁と直交する方向へ架け渡された梁部と、前記梁部の両端部を支持する柱部と、を備え、正面視が門型形状とされた門型耐震壁であることを特徴としている。

請求項８に記載の発明によれば、第２耐震壁の正面視が門型形状とされている。即ち、梁部が、外壁の最上部に梁と直交する方向へ架け渡され、柱部が梁部の両端部を支持している。

これにより、第２耐震壁が、敷地の制約等から構造物の桁行方向に十分な幅寸法を確保できなくても、桁行方向の耐震強度を確保できる。

本発明は、上記構成としてあるので、採光面積を確保しつつ、設備の更新やレイアウト変更に柔軟に対応できる。

本発明の第１の実施の形態に係る建物の基本構成を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る区画壁の断面を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る建物の外観を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る壁梁の断面を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る壁柱と壁梁の接合構造を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る大梁と壁柱の接続部を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る建物の耐震構造を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る建物のレイアウト例を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る建物の門型耐震壁の構造を示す図である。従来例の建物の設備シャフトの構成を示す図である。

（第１の実施の形態）
図１に示すように、第１の実施の形態に係る建物１０は、両側の側面２９の対向する位置に、所定の間隔で連続して並べられた壁柱１２を有している。

壁柱１２は、鉄筋コンクリートで形成され、側面２９と平行な方向の柱幅寸法ａより、側面２９と直交する方向の柱成寸法ｂの方が長い。壁柱１２は側面２９から外側に突き出る位置に配置され、建物１０の内部空間３６側には入り込んでいない。

側面２９より外であり、隣り合う壁柱１２で挟まれた空間が設備シャフト２４とされ、壁柱１２は設備シャフト２４の両側の側壁を兼ねている。

設備シャフト２４は、建物１０の内部空間３６に分配される設備配管類２５が収められる空間であり、側面２９の位置において、区画壁２２で内部空間３６と区画されている。また、設備シャフト２４の外側にはガラリ２８が設けられている。

図２のＰ−Ｐ線断面に示すように、区画壁２２は鉄筋コンクリートで形成され、各階の内部空間３６と設備シャフト２４を区画している。このとき、区画壁２２には、区画壁２２と平行な方向に設けられ、壁柱１２の間を架け渡す梁は設けられていない。
これにより、区画壁２２の加工が容易となり、天井裏空間３７及び床下空間７３に設備配管類２５を取り込むための貫通孔を容易に開けることがきる。

また、各階の区画壁２２の上部には、天井裏空間３７に配置された排気ダクト７４と接続するためのガラリ３８が設けられている。このガラリ３８を利用すれば、貫通孔の加工を必要とせず、設備配管類２５の取り込みができる。

ガラリ３８の上部には、区画壁２２と一体に鉄筋コンクリートで形成され、外に突き出した庇部２６が設けられている。これにより、風雨や直射日光からガラリ３８を保護している。また、庇部２６の両端面は、壁柱１２の側面と接合されている。これにより、区画壁２２の強度が確保される。

また、図３の外観図に示すように、設備シャフト２４の外側にはガラリ２８が設けられ、視界を遮断している。

ガラリ２８は、上下方向に隙間を開け、横方向に並べられたルーバーで構成され、設備シャフト２４の通気性が確保されている。ルーバーには再生木が使用され、壁柱１２の間の全幅に渡り、かつ、１階から最上階までの範囲に設けられている。これにより、設備シャフト２４を風雨や直射日光から保護すると共に、外部からの視界を遮り、建物１０の見栄えを良くしている。

このように、建物１０の側面２９の外側に設備シャフト２４を設け、壁柱１２で設備シャフト２４の側壁を構成することで、建物１０の内部空間３６から設備シャフト２４をなくすことができる。また、区画壁２２を無梁構造とすることで、設備シャフト２４から建物１０の内部空間３６への設備配管類２５の取り込みを容易とすることができる。

更に、図１に示すように、壁柱１２の間の１つ置きに設備シャフト２４が設けられている。これにより、設備配管類２５の取出し位置の自由度が増し、建物１０の内部空間３６での設備配管類２５の引き回しが容易となる。この結果、建築時のみでなく、設備機器類の変更やレイアウト変更時にも、設備シャフト２４を利用することにより設備配管類２５の引き回しが容易となる。

この結果、例えば、建物１０の内部空間３６に入居者が居ても作業が可能となり、設備機器類の変更やレイアウト変更時に柔軟に対応できる。
また、設備シャフト２４が設けられていない壁柱１２の間には、壁梁３０が設けられている。即ち、壁柱１２の間には、設備シャフト２４と壁梁３０が交互に設けられている。

壁梁３０は、図４のＱ−Ｑ線断面に示すように、鉄筋コンクリートで鉛直断面がコ字状に形成され、壁梁３０の中央部の鉛直部３０Ｃが外壁とされている。外壁とされた鉛直部３０Ｃは、床スラブ７０と接合され、床スラブ７０の上側が腰壁３０Ｃ１とされ、床スラブ７０の下側が垂壁３０Ｃ２とされている。また、壁梁３０の上下の端部は、外に向けて突き出され、上階の窓台３０Ｕ及び下階の庇３０Ｄとされている。

壁梁３０は、上下方向に所定の空間を開けて複数個が配置され、上側の壁梁３０の下端３０Ｄと下側の壁梁３０の上端３０Ｕの間が窓４０とされている。
このように、設備シャフト２４と１つ置きに設けられた窓４０で、採光面積が確保されている。

壁梁３０の両端面は、図５に示すように、壁柱１２の側面と接合され、接合部は継手１５で補強されている。これにより、壁柱１２のねじれが抑制される。

なお、壁柱１２の内部には、建物１０の内部空間３６側に偏らせてＨ型鋼１４が設けられている。これにより、建物１０の外側はコンクリートの仕上げ面となり、美観が保たれる。そして、壁柱１２の内部空間３６側の端面には、Ｈ型鋼１４のフランジ１４Ｆを露出させることができる。

また、図１に示すように、建物１０の内部空間３６を挟んで向かい合う壁柱１２の間には、大梁２０が架け渡されている。

図６に示すように、大梁２０はＨ型鋼３０とされ、大梁２０と壁柱１２の接合は、露出させた壁柱１２のＨ型鋼１４のフランジ１４Ｆに、大梁２０のＨ型鋼３０の端部を突き合わせて溶接で接合している。

ここに、大梁２０は、Ｈ型鋼３０のウェブの両側面にコンクリート３４が充填されたコンクリート充填梁である。これにより、大梁２０の剛性を上げることができ、大梁２０に伝播された微振動が抑制される。

また、大梁２０は、建物１０の内部空間３６においては柱で支持されていない。このように、内部空間３６を無柱空間とすることにより、内部空間３６の平面計画の自由度が高くなり、内部空間３６を有効に活用できる。

また、大梁２０には小梁が設けられていない。このように、大梁２０を無小梁で計画することにより、大梁２０に支持されるスラブ７０の上部、及びスラブ７０の下部での設備配管類の引き回しが自由となる。この結果、設備機器類の更新やレイアウト変更に容易に対応できる。

次に、建物１０の耐震構造について説明する。
図７の建物１０の全体構造図に示すように、大梁２０と直交する方向の建物１０の妻部には、共用機能を集約したコアＡ部４６とコアＢ部４８が、無柱空間とされた内部空間３６を挟んで設けられている。

コアＡ部４６の、梁２０と平行な方向の壁４２は、耐震性能を備えた第１耐震壁とされている。また、コアＢ部４８の、梁２０と平行な方向の壁４４も、耐震性能を備えた第１耐震壁とされている。そして、第１耐震壁４２、４４と各階の床スラブ７０が接合されている。

このように、建物１０を、第１耐震壁４２、４４で妻側から挟む構成とすることで、内部空間３６が無柱空間であるにも関わらず、梁２０と平行な方向の地震力に耐えることができる。

一方、コアＡ部４６の、大梁２０と直交する方向の壁５０は、耐震性能を備えた第２耐震壁とされている。また、コアＢ部４８の、梁２０と直交する方向の壁５２も、耐震性能を備えた第２耐震壁５２とされている。そして、第２耐震壁５０、５２と各階の床スラブ７０が接合されている。

これにより、第２耐震壁５０、５２と外壁３０により、内部空間３６が無柱空間であるにも関わらず、梁２０と直交する方向の地震力に耐えることができる。

次に、建物１０の内部空間３６のレイアウトの例について説明する。
図８に示すように、内部空間３６の中央に廊下５５が設けられ、コアＡ部４６とコアＢ部４８をつないでいる。廊下５５の両側に居室が配置されており、大きな部屋５６から小さな部屋５８までが、目的に応じて間取りされている。

このとき、壁柱１２の間隔に対応させてそれぞれの部屋を配置すれば、全ての部屋と設備シャフト２４を対応させることができる。この結果、大部屋５６、小部屋５８を問わず、設備の更新やレイアウト変更に柔軟に対応できる。ここに、配管シャフト２４の内部空間３６側には、点検用ドア６２が設けられている。これにより、日常の保守、サービスが容易に行える。

なお、廊下５５を内部空間３６の中央に配置した例について説明したが、廊下５５を窓側に設けてもよい。また、内部空間３６を区切らずに、１つの大きな部屋とすることもできる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、採光面積を確保しつつ、設備の更新やレイアウト変更に柔軟に対応できる建物１０が提供できる。

（第２の実施の形態）
図９に示すように、第２の実施の形態に係る建物６０は、大梁２０と直交する方向に設けられた、２つの門型耐震壁５４を有している。

門型耐震壁５４は鉄筋コンクリートで形成され、建物６０の向かい合う側面２９を囲む構成とされている。梁部５４Ｈは、側面２９の最上部に、大梁２０と直交する方向に架け渡されている。また、柱部５４Ｖは、所定の間隔で連続して並べられた壁柱１２の外部に、壁柱１２を挟んで設けられ、上部で梁部５４Ｈの両端部と接合されている。
これにより、柱部５４Ｖが梁部５４Ｈを支持する門型形状とされている。
他は、第１の実施の形態と同じであり、説明は省略する。

門型形状とされた門型耐震壁５４は、柱部５４Ｖの上部と梁部５４Ｈが接合されているため、大梁２０と直交する方向の耐震強度が向上する。これにより、例えば、柱部５４Ｖが、敷地の制約等から、建物６０の大梁２０と直交する方向に十分な幅寸法Ｗが確保できなくても、門型耐震壁５４とすることで、必要な耐震強度が確保できる。

１０建物（構造物）
１２壁柱
２０大梁（梁）
２２区画壁
２４設備シャフト
３０壁梁
３２Ｈ型鋼
３４コンクリート
４０窓
４２第１耐震壁
４４第１耐震壁
４６コアＡ部
４８コアＢ部
５０第２耐震壁
５２第２耐震壁
５４門型耐震壁

Claims

構造物の両側面に所定の間隔で設けられた壁柱と、前記構造物の内部方向であり前記壁柱の間に架設された梁と、を備えた構造物であって、
前記壁柱で設備シャフトの両側面を構成し、前記構造物の内部と前記設備シャフトの内部を区画壁で区画すると共に、
前記設備シャフトが設けられていない前記壁柱の間には、上下に所定の間隔で外壁が設けられ、前記外壁の間が窓とされている構造物。
前記壁柱は、前記構造物の内部に入り込んでおらず、前記構造物の内部には、前記梁を支持する柱が設けられていない請求項１に記載の構造物。
前記梁は、Ｈ型鋼の側面にコンクリートが充填されたコンクリート充填梁であり、前記コンクリート充填梁には小梁が設けられていない請求項１又は２に記載の構造物。
前記外壁は、鉛直断面がコ字状とされ、両端面が前記壁柱の側面と接合された壁梁である請求項１〜３のいずれか１項に記載の構造物。
前記区画壁には、前記構造物の側面に沿って前記壁柱の間に架け渡す梁が設けられていない請求項１〜４のいずれか１項に記載の構造物。
前記梁と直交する方向の前記構造物の妻部に設けられ、前記梁方向の地震力に耐える第１耐震壁と、
前記第１耐震壁に挟まれ、共用機能を集約したコア部と、
を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の構造物。
前記梁と直交する方向の前記構造物の妻部に、前記梁と直交する方向の地震力に耐える第２耐震壁を設け、前記コア部が前記第２耐震壁で挟まれている請求項１〜６のいずれか１項に記載の構造物。
前記第２耐震壁は、前記外壁の最上部に前記梁と直交する方向へ架け渡された梁部と、
前記梁部の両端部を支持する柱部と、
を備え、正面視が門型形状とされた門型耐震壁である請求項７に記載の構造物。