JP5447896B1

JP5447896B1 - 建築、構造物のブロック製品と組積工法

Info

Publication number: JP5447896B1
Application number: JP2013000002A
Authority: JP
Inventors: 義孝矢島
Original assignee: 義孝矢島
Priority date: 2013-01-01
Filing date: 2013-01-01
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2033-01-01
Also published as: JP2014148782A; WO2014106933A1

Abstract

【課題】特に専門職によらずとも容易に施工が出来、一日の組積可能な高さの制約を解消し、各種ブロック製品を組み合わせる事により、多様な構造体が可能で、剥離可能な接着剤を使用することで何度でも作った構造体を解体し再利用可能な耐震性に優れたブロック組積構造を提供する。
【解決手段】基礎構造に縦補強となる縦連結長ナット付きボルト１０の必要箇所にアンカーボルト３１を設け、横補強の間隔は構造計算によりを決定する。上部の組積構造はブロック製品の凹凸部分を噛み合わせて行い、横補強をする段は、横補強の部品が内蔵されたブロック製品の横連結プレート付き６を使用し、ブロック相互の横連結プレートの接合箇所を、縦連結長ナット付きボルト１０と下段のボルトに高さ調整したナットにて緊結し縦補強を行う。組積構造に接着剤２０が必要な場合は、ブロック製品の接合面に塗布しながら行う。この工程を必要な段まで繰り返す。
【選択図】図１

Description

本発明は建築、ブロック組積構造に関するものである。

従来の補強鉄筋がないレンガ造は耐震性に難があり現在普及していない。湿式工法であるレンガ造は一日の組積可能な高さに制約があり、組積の際、レンガ同士の接着に使用するモルタルは強度が出るまで時間を要し、その前に荷重を掛け過ぎたり、地震などの外力が加わった場合、構面の変形、倒壊を起こす危険性もある。更に、モルタルは練ってから使用出来る時間にも限りがあり、モルタルの品質管理には注意が必要で、目地モルタルを使っての水平、垂直の調整と施工はやり直しがきかない。よって熟練工による施工が必須であり、相当な工期とコストを要する。

同様に湿式の組積工法の補強コンクリートブロック造は、補強鉄筋があり耐震性に優れ現在、普及しているが、レンガ造同様、一日の組積可能な高さに制約があり、レンガ造同様の問題がある。

そこで特許文献１には、湿式工法の欠点を解消すべく乾式工法のブロック製品と同工法の提案がされている。方法としては専用のブロックを一段積みその上に板状水平補強材を設置し、基礎から連結したボルトにナットで固定する方法が取られている（特許文献１を参照）。

特開平9-21199

（社）日本建築学会著「建築工事標準仕様書・同解説 JASS 7 2009 メーソンリー工事」（社）日本建築学会発行、2009年（補強コンクリートブロック造P,31〜34、P,172〜189、補強コンクリートブロック塀P,38〜40,P,209〜216）

しかし、特許文献１の工法では組積を水平に施工することが困難である。一段積んだブロックを板状水平補強部材とボルトとナットにて固定する方法であるが、組積を水平にする場合、製品の寸法精度プラスマイナス０である事が前提となり、製品特有の製作時のバラつき、温度変化による伸縮等の考慮が不足している。又、長い壁構造を作る場合、板状水平補強部材も同様に長尺となり取り扱いと施工が困難であることが問題である。

本発明は上記を考慮し、組積の水平、高さ調整、部材の取り扱いが容易で施工性を向上させ、特に専門職によらずとも比較的容易に多様で強固な構造体を作ることが目的である。

請求項１の発明は、接合の為の噛み合わせ形状を持ち、組積したブロック同士のズレを解消、補強し、ブロックを横に接合、補強する為の部品を内蔵したブロック製品と、それを相互に接合し、かつ、自体を縦に連結し、組積構造を縦に補強する部品を使用した組積構造である。

請求項２の発明は、ブロック製品に接合の為の、上面の突起２と下面の穴３の噛み合わせ形状を設け、組積した際にブロック同士のズレを解消し補強する構造である。

請求項３の発明は、ブロック製品１０１ａと２０１ａに接合の為の、上面の穴３と下面の穴３に樹脂、ゴム製等のダボ７を組み合わせ、ブロック同士のズレを解消し補強する構造である。

請求項４，５の発明では、組積したブロック製品に内蔵され、横に連続した横連結プレート６と、それを緊結し、縦に連続した縦連結長ナット付きボルト１０によって、組積したブロックの縦横の補強と、組積時の水平、垂直の調整を行うことが出来る。

請求項６の発明は請求項２〜５に係る前記の組積構造に、ブロック製品２０１〜２４６とブロック本体が同一形状で横連結プレート６が無いブロック製品１０１〜１４６を組み合わせた組積構造である。

請求項７の発明は、本発明のブロック製品１０１ａや２０１ａを使用し、ブロック製品の上面の穴３に免震用ゴム製ダボ４１を挿入して上段のブロックを支持し、縦、横の補強は請求項４，５と同様に行うが、横接合プレート６と縦連結長ナット付きボルト１０との間に免震ゴム製ワッシャー４０を設け下部構造と上部構造を耐震上の絶縁状態し、免震構造にする（図１３）。

請求項８の発明は、請求項７の免震構造の層に、１０１ａや２０１ａのブロックより比重の重い１０１ｚや２０１ｚを構造計算等により必要箇所に設ける。地震時に揺れた場合、互いのブロックの比重や高さの違いから生じる固有周期の違いで振動を打ち消し合い制震構造となる（図１４）。

請求項１の発明によれば、接合の為の噛み合わせ形状により、組積したブロック同士のズレを解消、補強し、組積するブロックを横に結合、補強する為の部品を内蔵したブロック製品と、それを相互に結合し、かつ、縦に連結、補強する部品により、同時に縦横の補強が可能である。

請求項２の発明によれば、接合用の上面の突起と下面の穴を設けていない従来の補強コンクリートブロック造やレンガ造の組積に比べ、組積構造の水平力に対しての強度が増し、ブロック同士のズレを解消する事により、安定した組積が出来る。又、その形状により、様々な組み合わせが可能となり多様な構造体を作ることが出来る。

請求項３の発明によれば、上面の穴３と下面の穴３に樹脂、ゴム製等のダボ７を組み合わせることからなるブロック製品とその組積方法は、ダボを持たない従来のコンクリートブロックやレンガの組積に比べ、水平力に対しての強度が増し、ブロック同士のズレを解消する事により、安定した組積が出来る。又、その形状により、様々な組み合わせが可能となり多様な構造体を作ることが出来る。

請求項４，５の発明によれば、本発明のブロック製品とその組積方法は、横連結プレート６と縦連結長ナット付きボルト１０で緊結した段に必要な強度が現れ、一日の組積高さの限界が無い。高さ調整もナット３２の高さを揃えるだけで可能であり、比較的容易に施工出来る為、特に熟練工を要さない。又、従来の補強コンクリートブロック造では不可能だった面外方向の縦横２列の補強（図１２）や、補強した斜め組積（図１１）も可能である。図８や図９のブロック製品の様々な組み合わせにより、更に多様な構造体を作ることが出来る。

請求項６の発明によれば、組積構造に横補強となる横連結プレート６が無いブロック製品１０１〜１４６を使用することで、横方向の補強の間隔の調整をする事が出来る。

請求項７の発明によれば、従来の補強コンクリートブロック造やレンガ造では不可能であった免震構造が可能である。

請求項８の発明によれば、従来の補強コンクリートブロック造やレンガ造では不可能であった制震構造が可能である。

本発明に係る実施形態のブロック製品と関連部品による組積構造を表す斜視図である。本発明のブロック製品である基本ブロック１０１の斜視図である。本発明のブロック製品である基本ブロック横連結プレート付き２０１の斜視図である。本発明のブロック製品であるコーナーブロック１０３と、コーナーブロック横連結プレート付き２０３の斜視図である本発明のブロック製品である基本ブロック両面接合用穴明１０１ａと、基本ブロック両面接合穴明横連結プレート付き２０１ａと、ダボ製品７の斜視図である本発明のブロック製品である基本ブロック横穴無し３０１と基本ブロック横穴無し横連結プレート付き４０１の斜視図である。本発明のブロック製品である基本ブロック横連結プレート付き２０１の三面図と、横連結プレート６の平面図、正面図である。本発明のブロック製品である横連結プレートなしの各種類の一例の平面図である。本発明のブロック製品である横連結プレート付きの各種類の一例の平面図である。本発明のブロック製品と関連部品で組積した状態の三面図である。本発明のブロック製品で斜めに組積した一例の断面図である。本発明のブロック製品で縦横の補強を２列にし、組積した一例の平面図である。本発明のブロック製品を使用した免震組積構造の概念図である。本発明のブロック製品を使用した制震組積構造の正面概念図である。本発明のブロックである基本ブロック横穴無し３０１と、基本ブロック横穴無し横連結プレート付き４０１と関連部品を使用し、グラウト注入した場合の組積状態の概念図である。

先ず、本発明のブロック製品の素材と大きさ、重さについて説明する。素材は目的の構造物に適した素材とし、建築物の場合、コンクリートやＡＬＣ、レンガ、陶器、ガラス、セラミック、各種樹脂等である。
基本ブロックの寸法比は、幅：奥行き：高さは４：２：１が基本となるが、高さは必要に応じて変えても良い。
大きさと重さは、人に扱い易い大きさと重さが基本となり、例えば、コンクリート素材の基本ブロック３０１であれば、幅４００mm、奥行き２００mm、高さ１００mmとすると重さ１８kg程度、幅３００mm、奥行き１５０mm、高さ１００mmとすると重さ１０kg程度となる。

又、ブロック製品の材質の特性で温度変化による変形や、製品加工精度の問題を考慮し、組積時のブロック製品同士のクリアランスが必要となる。例えば製品精度と温度変化がプラスマイナス１mmであればクリアランスは２mmとなる。この場合、組積ピッチ（モデュール寸法）を幅４００mm、奥行き２００mm、高さ１００mmとするとブロック製品の寸法は、幅３９８mm、奥行き１９８mm、高さ９８mmとなる。

前記のクリアランスは、目的の構造物に接着剤が必要な場合、接着剤の素材に見合った寸法も考慮し、例えばブロック製品の素材をコンクリートとし、接着剤をモルタルとした場合、クリアランスは３〜６mmが適切である。

ブロック製品の種類については、図８や図９の種類があり、１０１ａ、２０１ａ、１０１ｚ、２０１ｚ、３０１、４０１も、図は省略するが同様に各種の形状がある。又、ブロック製品の幅：奥行き：高さがそれぞれ4：1：1や3：2：1等の形状もある。この他にも、組積方法、規格に合った様々な寸法比のブロック製品が可能である。

ブロック製品の横連結プレートについては、図９にあるようにブロック本体に見合った形状を持ち、前述のブロック製品本体の材質の特性に合った、材質とする。例えばブロック製品本体がコンクリートの場合、熱による膨張率が近似となる鉄が適切となり必要に応じて合金や表面のメッキ加工が適切である。

次に本発明のブロック製品の基本的な組積方法を説明する（図１）。建築物の場合は、適切な基礎３０に組積する。

先ず、基礎３０から支持されたアンカーボルト３１に高さ調整したナット３２を設置し、ワッシャー３３を載せる。

基礎３０のアンカーボルト３１は、縦連結長ナット付きボルト１０の必要箇所に予め設置しておく。縦補強となる連続した縦連結長ナット付きボルト１０と、横補強となる連続した横連結プレート６を用いる間隔は、建物の構造計算等により決定する。

次に、基礎３０のブロックを組積する面に接着剤２０を塗布する。接着剤２０は構造物の目的により使用し、構造計算等にて決定する。
例えば、組積構造に接着剤が必要で、コンクリート素材のブロック製品と同等の圧縮強度が接着剤２０に求められる場合は、同程度の圧縮強度を持つモルタル等を使用する。
接着剤２０にブロック製品と同等の圧縮強度が求めらず、水密性と気密性の保持、ブロック自重への応力が目的の場合、外力の水平、垂直、面外方向の力に対する必要な応力の殆どは、連続した横連結プレート６と連続した縦連結長ナット付きボルト１０が負担する。接着剤２０は外力の水平、垂直、面外方向の力を負担しないので剥離可能な粘着力で充分であり、その場合、ブロックを組積した後、解体して再利用が可能となる。接着剤２０はブロック製品の接合面全てに適切に塗布する。

次に横連結プレート付きブロックを基礎３０に順次設置し、基礎３０から支持されたアンカーボルト３１に縦連結長ナット付きボルト１０で緊結する。ブロック製品の縦目地となる面には接着剤２０を塗布しながら行う。

二段目以降の組積するブロックは、建物の構造計算等の結果により、組積するブロックに横補強となる横連結プレート（６）有りと無しを決定し、適宜組積してゆく。
横連結プレート（６）有りの場合は、ブロック組積面へ接着剤２０を塗布する前に、基礎３０から連続した下段の縦連結長ナット付きボルト１０に、高さ調整したナット３２とワッシャー３３を設置しておき、ブロック製品を、当該段の縦連結長ナット付きボルト１０で緊結する。この工程を必要な段まで繰り返す。

次にブロック製品３０１と４０１を使用した組積構造にグラウト注入工法（図１５）を説明する。ブロック製品３０１と４０１を使用し、組積方法は前述の方法と同様に行う。この時、ブロック本体の縦補強する縦孔４と横接合プレート６の隙間にシーリングを施工しておく。次に、ブロック製品４０１の縦補強する縦孔４の外側、横接合プレート６の上下にグラウト材注入孔５０を削孔する。次に、独立した縦孔４の下部のグラウト注入孔５０にグラウト材５１を、上部の孔から漏れ出るまで注入する。

次に免震構造の組積方法を説明する（図１３）。先ず、目的の目的の構造物に免震層の必要な層、範囲、組積時のブロック同士のクリアランスを構造計算等にて決定する。クリアランスは地震時の想定の変位量を考慮し決定する。

構造物が建築物の壁体の場合、手順は前述の（００３０）を同様に行い、次にワッシャー３３に免震用ゴム製ワッシャー４０を設置する。次に必要に応じ、組積する面の長手方向に二列、弾性シーリング４２を施す。次にブロック製品２０１ａを端から設置し、基礎３０から支持されたアンカーボルト３１に縦連結長ナット付きボルト１０を、免震用ゴム製ワッシャー４０とワッシャー３３を設置の上、緊結する。この時、ブロック製品の縦目地となる面にも必要に応じて弾性シーリング４２を施しながら順次組積する。

次に、一段積み終わったブロック製品２０１ａの上面の穴３に免震用ゴム製ダボ４１をはめ込む。二段目以降の組積するブロックは構造計算等の結果により適宜、ブロック製品１０１ａ又は２０１ａを使用する。
横連結プレート（６）有りのブロック製品２０１ａの場合は、基礎３０から連続した下段の縦連結長ナット付きボルト１０に、高さ調整したナット３２にワッシャー３３と免震用ゴム製ワッシャー４１設置した後、組積する面へ弾性シーリング４２を施工し一段目同様に組積する。
横連結プレート（６）無しの場合は、組積する面へ弾性シーリング４２を施工し組積する。この工程を必要な段まで繰り返す。

次に制震構造の組積方法を説明する（図１４）。構造は前述の免震構造の１０１ａ又は２０１ａのブロック製品の層に構造計算等の結果により適宜１０１ｚ又は２０１ｚを組積する。

２接合用突起
３接合用穴
４縦孔
５横穴
６横連結プレート
６ａツメ
６ｂ孔
７ダボ製品
１０縦連結用長ナット付きボルト
２０接着剤
３０基礎
３１アンカーボルト
３２ナット
３３ワッシャー
４０免震用ゴム製ワッシャー
４１免震用ゴム製ダボ
４２弾性シーリング
５０グラウト材注入孔
５１グラウト材
１０１基本ブロック
１０１ａ基本ブロック両面接合用穴明
１０１ｚ高質量基本ブロック
１０３コーナー用ブロック
１０１〜１４６ブロック製品、横連結プレート無しの各種類
２０１基本ブロック横連結プレート付き
２０１ａ基本ブロック両面接合用穴明横連結プレート付き
２０１ｚ高質量基本ブロック横連結プレート付き
２０３コーナー用ブロック横連結プレート付き
２０１〜２４６ブロック製品、横連結プレート付きの各種類
３０１基本ブロック横穴無し
４０１基本ブロック横穴無し横連結プレート付き

Claims

接合の為の噛み合わせ形状を上面と下面に持ち、ブロック自体を補強し、横に接合し、組積構造を横に補強する為の部品（６）を内蔵したブロック製品（２０１〜２４６）と、そのブロック製品を水平調整し支持、ブロック製品同士を相互に緊結し、かつ、自体を縦に連結し、組積構造を縦に補強する部品（１０）を使用した組積構造。
前記「接合の為の噛み合わせ形状」として、複数の突起（２）を持った上面と、これをはめ込む下面の穴（３）とを持ったブロック製品（２０１〜２４６）を組み合わせた、請求項１に記載の組積構造。
前記「接合の為の噛み合わせ形状」として、ダボ（７）を挿入した複数の穴（３）を持った上面と、これをはめ込む下面の穴（３）とを持ったブロック製品（１０１ａ，２０１ａ）を組み合わせた、請求項１に記載の組積構造。
前記「ブロック自体を補強し、横に接合し、組積構造を横に補強する為の部品」として、前記「ブロック製品を水平調整し支持、ブロック製品同士を相互に緊結し、かつ、自体を縦に連結し、組積構造を縦に補強する部品」を任意の箇所で緊結する為の複数の孔（６ｂ）を持った横連結プレート（６）を使用した、各種ブロック製品（２０１〜２４６，２０１ａ，２０１ｚ，４０１）を組み合わせた、請求項１に記載の組積構造。
前記「ブロック製品を水平調整し支持、ブロック製品同士を相互に緊結し、かつ、自体を縦に連結し、組積構造を縦に補強する部品」として、ネジ部と長ナットが一体となった縦連結長ナット付きボルト製品（１０）を使用し、そのネジ部のナットの高さ調整にてブロックの水平調整を可能とした、請求項１に記載の組積構造。
請求項１に記載の組積構造に、接合の為の噛み合わせ形状を上面と下面に持ったブロック製品（１０１〜１４６，１０１ａ、３０１）をさらに組み合わせた組積構造。
請求項２〜５に係る組積構造の一部の層に、請求項３のブロック製品本体の形状を持ったブロック製品（１０１ａ，２０１ａ）を使用して免震用ゴム製ダボ（４１）を組み合わせ、前記「ブロックを水平調整し支持、ブロック製品同士を相互に緊結し、かつ、自体を縦に連結し、組積構造を縦に補強する部品」と、免震層のブロック製品とを、免震用ゴム製ワッシャー（４０）にて耐震上の絶縁状態にし、免震構造とした組積構造。