JP5496732B2

JP5496732B2 - 鉄筋コンクリート造建築物の構築方法

Info

Publication number: JP5496732B2
Application number: JP2010073637A
Authority: JP
Inventors: 篤郎森下
Original assignee: 三輝システムズ株式会社
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2030-03-26
Also published as: JP2011202491A

Description

本発明は、鉄骨造の骨組を利用して鉄筋コンクリート造建築物を構築する方法に関する。

鉄筋コンクリート造建築物では、基礎・地中梁の施工から始まって柱・壁・床スラブの構築というように、下部構造から上部構造へと配筋・型枠組・コンクリート打設・養生・型枠外しといった一連の工程を繰り返して構築していく方法が一般的である。そのため、工程数が多くなって時間及びコスト負担が大きくなるといった施工上の課題がある。

一方、鉄筋コンクリート造建築物は、耐久性能及び耐火性能に優れており、適切な構造計算に従って構築することで十分な耐震性能を持たせることも可能である。こうしたメリットを生かしつつ上述した課題を改善する方法の１つとして、鉄筋コンクリート構造及び鉄骨構造を併用する構築方法が提案されている。例えば、特許文献１では、鉄骨建造物において、型枠ユニットパネルにより一対の型枠壁を構築し、内側の型枠壁の一部に配設した有孔板体の通孔にアンカー鉄筋を挿通して床板を接合可能な床板取合部を形成し、内側型枠壁を保持ブラケットにより鉄骨梁に固定し、型枠壁間に作出された内部空間にコンクリートを流し込んで鉄筋コンクリート壁を構築する点が記載されている。

特開２００７−１６２２５２号公報

上述した特許文献１では、鉄骨建造物に鉄筋コンクリート壁を構築するもので、構造的には鉄骨造の骨組が主体となっており、鉄筋コンクリート造構造の特徴が十分生かされた建造物とはなっていない。

そこで、本発明は、鉄骨造の骨組を併用して作業工程及びコストを大幅に短縮することができる鉄筋コンクリート造建築物の構築方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る鉄筋コンクリート造建築物の構築方法は、鉄骨部材を固定するアンカーボルトに支持されるように配筋された地中梁用鉄筋に壁用鉄筋を立設するように固定するとともに断熱材からなる型枠ユニットパネルにより地中梁用鉄筋の両側に形成された地中梁用型枠内にコンクリートを打設して地中梁構造を施工し、前記アンカーボルトに鉄骨部材を固定して鉄骨造骨組を構築し、立設された前記壁用鉄筋の両側に前記型枠ユニットパネルにより地中梁用型枠に連設して壁用型枠を形成し、前記鉄骨造骨組のスラブ部分に波形鋼板を敷設するとともに当該波形鋼板の上面に沿うように床用鉄筋を配筋して前記壁用鉄筋と連結し、前記壁用型枠内にコンクリートを打設するとともに前記床用鉄筋が埋設されるように前記波形鋼板上部にコンクリートを打設して壁構造及びスラブ構造を一体的に施工することを特徴とする。さらに、前記鉄骨造骨組の屋上部分に波形鋼板を敷設するとともに当該波形鋼板の上面に沿うように屋上用鉄筋を配筋して前記壁用鉄筋と連結し、階下の前記壁構造とともにコンクリートを打設して屋上構造を一体的に施工することを特徴とする。さらに、屋上部分に敷設された前記波形鋼板にパラペット構造を構成する部材を支持固定することを特徴とする。さらに、前記床用鉄筋と前記壁用鉄筋との間をＬ字状のアンカー筋により緊結することを特徴とする。

上記のような構成を有することで、鉄骨造の骨組を仮設建築物として、地中梁構造、壁構造及びスラブ構造を一体化した鉄筋コンクリート造建築物を短期間で構築することができる。

すなわち、地中梁構造に立設した壁用鉄筋の両側に型枠を形成し、鉄骨造骨組を利用してスラブ構造の波形鋼板の敷設及び床用鉄筋の配筋を行って壁用鉄筋及び床用鉄筋を連結し、壁構造及びスラブ構造のコンクリート打設を一度に行うことができるので、従来のように壁構造及びスラブ構造を別々に施工する場合に比べて工期を大幅に短縮することが可能となる。また、地中梁構造及び壁構造の施工に用いた型枠はそのまま断熱材として使用することができるので、型枠外しの工程が不要となり、その分工期の短縮が可能となる。

骨組に用いた鉄骨造構造は、施工後もそのままスラブ構造を支持する構造材として残るものの、建築物全体の耐久性及び耐震性は鉄筋コンクリート構造が主体となって機能するため、鉄骨構造に耐震性を持たせる必要がなくなり、その分鉄骨部材に要求される強度レベルを低く設定することができ鉄骨部材のコストを軽減することが可能となる。

また、鉄骨構造は、軽量で強度があることから、比較的大きな空間を形成することに適しており、建築物内部の間取りの自由度が向上するようになる。そして、鉄骨部材は工場で予め製造して建築現場に搬入するため、鉄骨部材の骨組の構築にかかる現場の作業日数は短くて済み、工期への影響を少なくすることができる。

地中梁構造の施工に関する工程説明図である。地中梁構造の施工に関する工程説明図である。地中梁構造の施工に関する工程説明図である。地中梁構造の施工に関する工程説明図である。地中梁構造の施工に関する工程説明図である。土間構造の施工に関する工程説明である。２階のスラブ構造までの施工に関する工程説明図である。２階のスラブ構造までの施工に関する工程説明図である。２階のスラブ構造までの施工に関する工程説明図である。２階のスラブ構造までの施工に関する工程説明図である。屋上構造までの施工に関する工程説明図である。屋上構造までの施工に関する工程説明図である。

以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

図１から図５は、地中梁構造の施工に関する工程説明図である。地盤内に施工された基礎コンクリート１に鉄骨柱の柱脚部を固定するためのアンカーボルトが複数本立設されている（図１）。アンカーボルト２は、骨組の柱を固定する複数の箇所にそれぞれ必要な本数が立設されている。

施工する地中梁に沿ってアンカーボルト２の間に複数本の主筋３が配筋されて支持固定され、主筋３を囲むように取り付けられた枠状の肋筋４が主筋３の長手方向に沿って所定間隔を空けて複数本配列される。こうして、アンカーボルト２の間に角柱状に形成された地中梁用鉄筋Ａが横設するように構築される（図２）。

構築された地中梁用鉄筋Ａの両側に沿って直線状の溝が形成されたガイド部材６が配置され、ガイド部材６に沿って型枠ユニットパネル５が複数枚配列されて立設される。型枠ユニットパネル５は、矩形状の板状体で、長辺方向の側端をガイド部材６に沿って溝に嵌め込むことで立設される。後述するように、型枠ユニットパネル５を上下方向に隙間なく複数段積み上げるように組み立てていくことで型枠を形成することができる。

型枠ユニットパネル５は、発泡合成樹脂材料からなる板状の断熱材であり、コンクリートを打設する際の型枠として使用されるとともに地中梁構造の鉄筋コンクリートが形成された後は両側にそのまま接合した状態で断熱構造として用いられる。

断熱材として使用される発泡合成樹脂材料は、公知のものを使用すればよく、例えば、ポリスチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリウレタンフォーム、フェノールフォーム、アクリルフォームが挙げられ、発泡合成樹脂材料以外にも、不燃性の無機質発泡材料を用いることもできる。そして、ポリスチレンフォームが断熱性及び加工性の観点からみて好ましい。

地中梁用鉄筋Ａの両側に立設された型枠ユニットパネル５の上面にはそれぞれレール状の連結部材７が取り付けられる。連結部材７は、断面がＴ字状で、両側に突き出た部分の一方が型枠ユニットパネル５の上部に押入され、他方が積み上げられる別の型枠ユニットパネルの下部に押入されて上下の型枠ユニットパネルが連結されるようになる。連結部材７の中央に突き出た部分には、複数の係止孔が所定間隔を空けて長手方向に穿設されており、両側の連結部材７の係止孔にはカスガイ状の保持部材８が嵌め込まれて架設され、保持部材８を連結部材７の長手方向に所定間隔で取り付けることで、両側の型枠ユニットパネル５の間が所定間隔で保持されるようになっている（図３）。

ガイド部材６に嵌め込まれて連結部材７及び保持部材８により保持された両側の型枠ユニットパネル５の上部に取り付けた連結部材７に別の型枠ユニットパネル５の下部を嵌め込み、嵌め込んだ型枠ユニットパネル５の上部に連結部材７及び保持部材８を取り付けて保持することで、型枠ユニットパネル５を複数段積み上げるように組み立てていく。地中梁用鉄筋Ａよりも高い位置まで型枠ユニットパネル５を複数段組み立てて地中梁用型枠Ｂを形成する。こうして、地中梁用型枠Ｂが地中梁用鉄筋Ａに沿って両側から挟むように形成される。

地中梁用鉄筋Ａには、壁用鉄筋９が上方から挿入されて配筋され、上下方向に立設される。壁用鉄筋９は、棒状鉄筋を縦横に格子状に配列して形成されており、下部が地中梁用鉄筋Ａを貫通するように挿入されて固定され、地中梁用鉄筋Ａの長手方向に沿って面状に配列される（図４）。

次に、地中梁用型枠Ｂの間に形成された内部空間にコンクリートが流し込まれて地中梁用型枠Ｂの上端までコンクリートが打設され、打設されたコンクリート内に地中梁用鉄筋Ａが埋設されて地中梁構造が施工される。地中梁構造が施工された後、土間部分に断熱材１０が敷設され、敷設された断熱材１０の上部に土間用鉄筋１１が敷設される（図５）。断熱材１０は、型枠ユニットパネル５と同様の発泡合成樹脂材料から成形された板状体で、土間部分に隙間なく配列される。土間用鉄筋１１は、棒状鉄筋を縦横に格子状に配列して形成されており、断熱材１０の上部に面状に配列される。

土間部分に敷設された断熱材１０及び土間用鉄筋１１に上方からコンクリートが流し込まれて、平面状にコンクリートが打設されて土間構造が施工される（図６）。

地中梁構造及び土間構造といった下部構造を施工した後、壁構造、スラブ構造及び屋上構造といった上部構造を施工する。図７から図１０は、２階のスラブ構造までの施工に関する工程説明図である。まず、アンカーボルト２に鉄骨柱Ｈ１の柱脚部を固定し、鉄骨柱Ｈ１に鉄骨梁Ｈ２等の鉄骨部材を組み立てて鉄骨造骨組を構築する（図７）。鉄骨部材は、予め工場において組立可能な状態に製造された後施工現場に搬入される。そのため、鉄骨造骨組の組立作業はクレーン等を使用して短時間で行うことができる。

次に、地中梁構造に立設された壁用鉄筋９の両側に、地中梁用型枠Ｂと同様に型枠ユニットパネル５を積み上げて連結部材７及び保持部材８により組み立てて、１階部分の壁用型枠Ｃを地中梁用型枠Ｂに連設して形成する。形成された壁用型枠Ｃは、鉄骨柱Ｈ１に沿うように立設される。また、鉄骨造骨組の２階のスラブ部分において、鉄骨梁Ｈ２の上面に波形鋼板１２を隙間なく架設して、溶接により鉄骨梁Ｈ２に固定する。その際に、鉄骨造骨組の屋上部分にも２階部分と同様に波形鋼板を隙間なく架設して溶接により固定しておくと、作業効率が向上する。そして、内側の壁用型枠Ｃには、波形鋼板１２の上部に対応する位置に連通孔１３が穿設される（図８）。

鉄骨梁Ｈ２に固定された波形鋼板１２の鉄骨梁Ｈ２との間の隙間は、充填材１４を埋め込んで閉塞し、コンクリートを波形鋼板１２の上部に打設した際にコンクリートが漏出しないようにする。波形鋼板１２の上部には、波形鋼板１２に沿って床用鉄筋１５が配筋される。床用鉄筋１５は、棒状鉄筋を縦横に格子状に配列して形成されている。床用鉄筋１５の周囲には、連通孔１３に挿通されたＬ字状のアンカー鉄筋１６の水平方向の端部が重ね継ぎされており、アンカー鉄筋１６の垂直方向の端部は、壁用型枠Ｃの間において下方に向かって延設され、複数段にわたって水平方向に配列されている保持部材８に担持された二対の棒状鉄筋１７の間に挟持されて連結されている。こうした鉄筋の連結構造を構成することで、壁構造の鉄筋コンクリート及びスラブ構造の鉄筋コンクリートを高強度で連結することができる（図９）。

１階部分の壁用型枠Ｃ及び２階部分の波形鋼板１２を組み付けて、壁用鉄筋９及び床用鉄筋１５を連結して一体となるように配筋した後、壁用型枠Ｃ内にコンクリートを流し込んでいき、壁用型枠Ｃ内にコンクリートを隙間なく充填する。１階部分の壁用型枠Ｃ内にコンクリートを充填した後、２階部分の波形鋼板１２の上にコンクリートを流し込んで、床用鉄筋１５が埋設される所定の厚さまでコンクリートを打設する。また、壁構造と２階のスラブ構造との間は、連通孔１３を通して連結するようにコンクリートを充填する（図１０）。

以上のように１階部分の壁構造及び２階のスラブ構造について１度にコンクリートを打設した後数日間養生させて２階部分の壁構造及び屋上構造の施工を行う。鉄骨造骨組が既に構築されているので、壁構造及び屋上構造の施工作業にすぐに取りかかることができ、工期を短縮することが可能となる。

図１１及び図１２は、２階部分の壁構造及び屋上構造までの施工に関する工程説明図である。まず、鉄骨造骨組の屋上部分の高さまで壁用鉄筋９を延設させるとともに壁用型枠Ｃも壁用鉄筋９の両側に同様の高さまで型枠ユニットパネルを積み上げて形成する。既に鉄骨造骨組の屋上部分においては、２階部分と同時作業で鉄骨梁Ｈ２の上面に波形鋼板１８を隙間なく架設して、溶接により鉄骨梁Ｈ２に固定されている。そして、内側の壁用型枠Ｃには、波形鋼板１８の上部に対応する位置に連通孔１９が穿設される。

鉄骨梁Ｈ２に固定された波形鋼板１８の鉄骨梁Ｈ２との間の隙間は、充填材２０を埋め込んで閉塞し、コンクリートを波形鋼板１８の上部に打設した際にコンクリートが漏出しないようにする。波形鋼板１８の上部には、波形鋼板１８に沿って屋上用鉄筋２１が配筋される。屋上用鉄筋２１は、棒状鉄筋を縦横に格子状に配列して形成されている。屋上用鉄筋２１の周囲には、連通孔１９に挿通されたＬ字状のアンカー鉄筋２２の水平方向の端部が重ね継ぎされており、アンカー鉄筋２２の垂直方向の端部は、壁用型枠Ｃの間において下方に向かって延設され、アンカー鉄筋１６と同様に保持部材に連結されている（図１１）。

また、屋上構造が壁構造より外方に突出した庇部分では（図１１の右側部分）、壁用型枠Ｃの間に対応する波形鋼板１８の箇所に連通孔１８ａを開口形成する。そして、連通孔１８ａにＬ字状のアンカー鉄筋２３を挿通して、アンカー鉄筋２３の水平方向の端部を屋上用鉄筋２１に重ね継ぎし、垂直方向の端部を壁用鉄筋９に重ね継ぎする。こうして、アンカー鉄筋２３により壁用鉄筋９及び屋上用鉄筋２１を高強度に連結することができる。

波形鋼板１８の周端部には、棒状の取付部材２４が外方に向かって突出するように支持固定されている。取付部材２４の先端部には、パラペット構造を構築するための枠部材２５が固定される。

２階部分の壁用型枠Ｃ及び屋上部分の波形鋼板１８を組み付けて、壁用鉄筋９及び屋上用鉄筋２１を連結して一体となるように配筋した後、壁用型枠Ｃ内にコンクリートを流し込んでいき、壁用型枠Ｃ内にコンクリートを隙間なく充填する。２階部分の壁用型枠Ｃ内にコンクリートを充填した後、屋上部分の波形鋼板１８の上にコンクリートを流し込んで、屋上用鉄筋２１が埋設される所定の厚さまでコンクリートを打設する。また、壁構造と屋上構造との間は、連通孔１８ａ及び１９を通して連結するようにコンクリートを充填する（図１２）。

以上のように、地中梁構造から壁構造、スラブ構造及び屋上構造まで鉄筋が一体的に連結されるように配筋され、コンクリートが壁構造とともにスラブ構造又は屋上構造に一体的に打設されるため、施工後の建築物では鉄筋コンクリート構造が耐久性及び耐震性を十分発揮して建物の強度に関して主体的な役割を果たすようになる。

一方、鉄骨造骨組は、型枠の形成、波形鋼板の固定、上部構造の鉄筋の配筋、コンクリートの打設といった作業を行う上で仮設構造としての役割を果たすとともに、施工後はスラブ構造及び屋上構造を支持して補助的な役割を果たすようになる。

Ａ地中梁用鉄筋
Ｂ地中梁用型枠
Ｃ壁用型枠
Ｈ１鉄骨柱
Ｈ２鉄骨梁
１基礎コンクリート
２アンカーボルト
３主筋
４助筋
５型枠ユニットパネル
６ガイド部材
７連結部材
８保持部材
９壁用鉄筋
10 断熱材
11 土間用鉄筋
12 波形鋼板
13 連通孔
14 充填材
15 床用鉄筋
16 アンカー鉄筋
17 棒状鉄筋
18 波形鋼板
19 連通孔
20 充填材
21 屋上用鉄筋
22 アンカー鉄筋
23 アンカー鉄筋
24 取付部材
25 枠部材

Claims

鉄骨部材を固定するアンカーボルトに支持されるように配筋された地中梁用鉄筋に壁用鉄筋を立設するように固定するとともに断熱材からなる型枠ユニットパネルにより地中梁用鉄筋の両側に形成された地中梁用型枠内にコンクリートを打設して地中梁構造を施工し、前記アンカーボルトに鉄骨部材を固定して鉄骨造骨組を構築し、立設された前記壁用鉄筋の両側に前記型枠ユニットパネルにより地中梁用型枠に連設して壁用型枠を形成し、前記鉄骨造骨組のスラブ部分に波形鋼板を敷設するとともに当該波形鋼板の上面に沿うように床用鉄筋を配筋して前記壁用鉄筋と連結し、前記壁用型枠内にコンクリートを打設するとともに前記床用鉄筋が埋設されるように前記波形鋼板上部にコンクリートを打設して壁構造及びスラブ構造を一体的に施工することを特徴とする鉄筋コンクリート造建築物の構築方法。
前記鉄骨造骨組の屋上部分に波形鋼板を敷設するとともに当該波形鋼板の上面に沿うように屋上用鉄筋を配筋して前記壁用鉄筋と連結し、階下の前記壁構造とともにコンクリートを打設して屋上構造を一体的に施工することを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート造建築物の構築方法。
屋上部分に敷設された前記波形鋼板にパラペット構造を構成する部材を支持固定することを特徴とする請求項２に記載の鉄筋コンクリート造建築物の構築方法。
前記床用鉄筋と前記壁用鉄筋との間をＬ字状のアンカー筋により緊結することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の鉄筋コンクリート造建築物の構築方法。