JP5582566B2 - 壁パネル - Google Patents

Description

本発明は、壁パネルに関する。詳しくは、中空孔が複数形成された板状のコンクリート製の壁パネルに関する。

従来より、建物の壁材としてプレキャストコンクリートパネルを利用することが提案されている。
プレキャストコンクリートパネルは、主に工場で製造された板状の鉄筋コンクリートパネルであり、一般には、従来の鉄筋コンクリート壁と同様の材料で密実に成形される場合が多い。しかし、プレキャストコンクリートパネルについては、水密性、気密性、断熱性、耐火性、防音性といった機能の付加、軽量化、高強度化、変形追従性能の向上、あるいは施工性の向上を目的として、多くの提案がなされている。例えば、中空孔が複数形成されたプレキャストコンクリートパネルや、気泡を多く含んだ発泡コンクリートパネルなど、種々のコンクリート強度、成分、養生方法が提案されている。

しかしながら、中空孔が複数形成されたプレキャストコンクリートパネルを建物の壁材として用いることは少なかった。これは、中空孔が複数形成されたプレキャストコンクリートパネルに支持金物を取付けた場合、プレキャストコンクリートパネルの強度に問題があり、支持金物を用いずに躯体の鉄骨に固定しても、地震時の躯体の変形に対する追従能力に限界があったからである。

中空孔が複数形成されたプレキャストコンクリートパネルを建物の壁材として用いる場合の１つは、特許文献１に示すように、平屋の店舗や工場の壁として用いる場合である。

この壁パネルは、板状であり、軽量化のために長さ方向に沿って複数の中空孔が形成されている。また、このパネルには、長さ方向に延びる複数のＰＣ鋼線により、プレストレスが導入されて、高強度となっている（特許文献１参照）。この壁パネルは、アンカー筋やグラウト材などを介して基礎梁に固定されている。
この壁パネルは、建物の構造躯体を構成する耐力壁であり、仕上材として躯体の変形に対して追従することは全く期待されていない。

中空孔が複数形成されたプレキャストコンクリートパネルを非耐力壁として用いる例としては、躯体の鉄骨に固定し、地震時の躯体の変形に対して追従させる構造も、極めて少ないが提案されている。
このようなパネルは、例えば、上下端を支持金物で躯体から支持させて、高さ方向に複数段に積み上げる。

この支持金物は、若干のスライドは可能であるが、ロッキングは不可能となる固定度の高い方法で支持する。その理由は、従来の支持金物は、中空孔のないプレキャストコンクリートパネルに用いられるので、この従来の支持金物を利用しようとしても、プレキャストコンクリートパネルの強度に問題が生じてしまい、そのままでは使用できないからである。

具体的には、パネルの一部の中空孔には補強筋が挿入されて、この補強筋の一端は、パネルから突出している。さらに、この補強筋が挿入された中空孔には、コンクリートが充填されて、これにより、補強筋とパネルとが一体化している。支持金物は、躯体に固定された板材であり、水平方向に延びる長孔が形成されている。
上述のパネルから突出した補強筋は、支持金物の長孔に挿通されている。
したがって、補強筋が支持金物の長孔内を移動することで、パネルがある程度水平にスライド可能となっている。

特開平１１−２８６９９８号公報

近年、このようなパネルをカーテンウォールとして機能させることが要請されている。
しかしながら、以上のように補強筋を介して水平方向にスライド可能に支持する構成では、カーテンウォールの複雑な挙動に追従することができない、という問題があった。

本発明は、カーテンウォールとして利用可能な壁パネルを提供することを目的とする。

請求項１に記載の壁パネルは、中空孔が複数形成された板状のコンクリート製のパネル本体と、当該パネル本体に設けられたパネル側ファスナーと、を備えた壁パネルであって、前記パネル本体には、前記パネル側ファスナーに干渉する中空孔が形成されておらず、前記パネル側ファスナーは、前記パネル本体の背面に沿って配置された板状のプレートと、当該プレートに固定されて前記パネル本体の内部に向かって延びる定着部と、を備え、前記プレートの端縁のうち前記パネル本体の長さ方向と直交する部分は、前記パネル本体の背面側に向かうに従って拡がる形状であることを特徴とする。

この発明によれば、パネル本体には、パネル側ファスナーに干渉する中空孔を形成しないので、パネル本体のパネル側ファスナーが設けられる部分の強度を確保できる。よって、ロッキング方式やスエー方式などのファスナー方式を採用して、壁パネルをカーテンウォールとして利用できる。

ここで、前記パネル本体の前記パネル側ファスナーの近傍には、格子状の補強筋が配置されていることが好ましい。

ここで、格子状の補強筋としては、例えば、ワイヤーメッシュがある。
この発明によれば、パネル本体のパネル側ファスナーの近傍に格子状の補強筋を配置したので、パネル側ファスナーを介してパネル本体に応力が作用しても、この応力に抵抗できる。
また、補強筋を鋼線に結束固定すれば、パネル本体のコンクリートを打設する際に、補強筋の位置がずれるのを防止できる。

ここで、請求項１に記載の壁パネルは、前記パネル側ファスナーは、前記パネル本体の背面に沿って配置された板状のプレートと、当該プレートに固定されて前記パネル本体の内部に向かって延びる定着部と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、パネル本体の内部に向かって延びる定着部をパネル側ファスナーに設けたので、パネル側ファスナーに引抜き力が作用しても、定着部がパネル本体に係止して、引抜き力に抵抗する。よって、パネル側ファスナーがパネル本体から脱落するのを防止できるから、ロッキング方式やスエー方式などのファスナー方式を採用して、壁パネルをカーテンウォールとして利用できる。

ここで、請求項１に記載の壁パネルは、前記プレートの端縁のうち前記パネル本体の長さ方向と直交する部分は、前記パネル本体の背面側に向かうに従って拡がる形状であることを特徴とする。

壁パネルは、以下の手順で製造される。まず、水平な型枠面上にパネル側ファスナーを所定位置に配置するとともに、型枠面に沿って鋼線を配置して、プレストレスを導入する。この状態で、パネル本体の長さ方向に沿ってコンクリートを打設する。

このように、壁パネルを製造する際、水平な型枠面上にプレートを配置して、パネル本体の長さ方向に沿ってコンクリートを打設するため、プレートの端縁のうちパネル本体の長さ方向と直交する部分にコンクリートが回りにくくなり、豆板ができる場合がある。
そこで、この発明によれば、プレートの端縁のうちパネル本体の長さ方向と直交する部分を、パネル本体の背面側に向かうに従って拡がる形状とした。よって、プレートのうちパネル本体の長さ方向と直交する部分にコンクリートが回りやすくなり、豆板の発生を防止できる。

ここで、前記パネル本体には、長さ方向に延びる複数の鋼線によりプレストレスが導入され、前記定着部は、先端にスリットが形成された割ボルトと、当該割ボルトの先端に螺合されたナットと、を備え、前記パネル側ファスナーは、前記鋼線が前記割ボルトのスリットに挿通されて、この状態で前記ナットが締め付けられることにより、前記鋼線に固定されることが好ましい。

上述のように、水平な型枠面上にパネル側ファスナーを所定位置に配置した状態で、パネル本体のコンクリートを打設するため、流動するコンクリートに押されてパネル側ファスナーの位置がずれるおそれがある。

そこで、この発明によれば、割ボルトおよびナットを含んで定着部を構成し、鋼線を割ボルトのスリットに挿通してナットを締め付けて、パネル側ファスナーを鋼線に固定した。鋼線の型枠に対する位置は固定されているため、パネル側ファスナーを鋼線に固定することで、パネル本体のコンクリートを打設する際に、パネル側ファスナーの位置がずれるのを防止できる。

ここで、前記割ボルトのスリットには、楔部材が嵌め込まれていることが好ましい。

上述のように、パネル側ファスナーに引抜き力が作用すると、ナットがパネル本体に係止して抵抗するが、このとき、割ボルトのスリット部分が変形して、割ボルトがナットから抜けてしまうそれがある。
しかしながら、この発明によれば、割ボルトのスリットに楔部材を嵌め込んだので、割ボルトのスリット部分が変形するのを抑制でき、割ボルトがナットから抜けるのを防止できる。

本発明によれば、パネル本体には、パネル側ファスナーに干渉する中空孔を形成しないので、パネル本体のパネル側ファスナーが設けられる部分の強度を確保できる。よって、ロッキング方式やスエー方式などのファスナー方式を採用して、壁パネルをカーテンウォールとして利用できる。

本発明の一実施形態に係る壁パネルであるカーテンウォールの背面図である。 前記実施形態に係るカーテンウォールの第１パネル側ファスナー部分の背面図および横断面図である。 前記実施形態に係るカーテンウォールの第１パネル側ファスナー部分の縦断面図である。 前記実施形態に係るカーテンウォールの第１パネル側ファスナーの打込み金物を背面側から視た図である。 前記実施形態に係るカーテンウォールの第１パネル側ファスナー部分の拡大横断面図である。 前記実施形態に係るカーテンウォールの第２パネル側ファスナー部分の背面図および横断面図である。 前記実施形態に係るカーテンウォールの第２パネル側ファスナー部分の縦断面図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る壁パネルとしてのカーテンウォール１の背面図である。
カーテンウォール１は、プレキャストコンクリート製であり、鉄骨造である建物２の外周部分の躯体としての鉄骨梁３に支持される。
このカーテンウォール１は、板状のコンクリート製のパネル本体１０と、このパネル本体１０の下端側に設けられた一対の第１パネル側ファスナー２０と、パネル本体１０の上端側に設けられた一対の第２パネル側ファスナー３０と、を備える。

各鉄骨梁３には、カーテンウォール１の第１パネル側ファスナー２０を支持する第１躯体側ファスナー４０と、カーテンウォール１の第２パネル側ファスナー３０を支持する第２躯体側ファスナー５０と、が設けられている。
具体的には、第１躯体側ファスナー４０は、鉛直方向（面内方向）の自由度を確保しつつ、第１パネル側ファスナー２０を介して、カーテンウォール１の荷重を支持する。
また、第２躯体側ファスナー５０は、鉛直方向（面内方向）および水平方向（面外方向）の自由度が確保された状態で、第２パネル側ファスナー３０を支持する。

図２および図３は、カーテンウォール１の第１パネル側ファスナー２０の部分の背面図、横断面図、および縦断面図である。
パネル本体１０には、軽量化のために、長さ方向に沿って複数の中空孔１１が形成されている。また、このパネル本体１０には、長さ方向に延びる複数の鋼線１２によりプレストレスが導入されている。この鋼線１２は、カーテンウォール１の正面側および背面側に２段に設けられている。

詳しくは後述するが、このパネル本体１０には、第１パネル側ファスナー２０および第２パネル側ファスナー３０を構成する打ち込み金物６０が打ち込まれている。パネル本体１０の打ち込み金物６０の近傍には、２本の鋼線１２Ａが設けられるとともに、補強筋としてのワイヤーメッシュ１３が配置されている。

第１パネル側ファスナー２０は、パネル本体１０に打ち込まれた上述の打込み金物６０と、この打込み金物６０に固定された略Ｌ字形状のファスナー本体２１と、を備える。
打込み金物６０は、パネル本体１０の背面に沿って設けられた平板状のプレート６１と、このプレート６１に溶接されてパネル本体１０の内部に向かって延びる複数の定着部６２と、を備える。

図４は、打込み金物６０をカーテンウォール１の背面側から視た図である。
プレート６１の長さ方向両端縁つまりプレート６１の端縁のうちパネル本体１０の長さ方向と直交する部分６１Ａは、パネル本体１０の背面側に向かうに従って拡がるテーパ形状となっている。
このプレート６１の略中央には、２つの雌ねじ部６１１が形成されている。

図５は、カーテンウォール１の第１パネル側ファスナー２０の部分の拡大断面図である。
定着部６２は、先端にスリット６３１が形成された割ボルト６３と、これら割ボルト６３の先端に螺合されたナット６４と、を備える。
割ボルト６３のスリット６３１には、上述の鋼線１２Ａが挿通されており、この状態で、スリット６３１に楔部材６３２が嵌め込まれて、ナット６４が螺合されている。

ファスナー本体２１は、互いに直交するように配置された一対の片部２２、２３で構成される。
片部２２には、長孔２４が形成され、仮ボルト２５を長孔２４に挿通して、打込み金物６０のプレート６１の雌ねじ部６１１に螺合することにより、ファスナー本体２１は、打込み金物６０に固定されている。
また、片部２２には、溶接用長孔２６が２つ形成されている。仮ボルト２５により片部２２をプレート６１に固定した状態で、片部２２の外周および溶接用長孔２６に沿って溶接を行い、片部２２をプレート６１に溶接する。
一方、片部２３には、挿通孔２７が形成されている。

第１躯体側ファスナー４０は、梁３の上フランジに固定されて外側に向かって延びるブラケット４１と、このブラケット４１の上面に設けられた台座プレート４２と、この台座プレート４２の上面から上方に延びる台座ボルト４３と、この台座ボルト４３に螺合されたナット４４と、を備える。
台座ボルト４３は、第１パネル側ファスナー２０の挿通孔２７に挿通されて、第１パネル側ファスナー２０の片部２３の下面は、ナット４４の上面に当接している。
これにより、カーテンウォール１は、鉛直方向にスライド可能となっている。
また、ナット４４を回転させることで、カーテンウォール１の高さを調整可能となっている。

図６および図７は、カーテンウォール１の第２パネル側ファスナー３０の部分の背面図、横断面図、および縦断面図である。
第２パネル側ファスナー３０は、パネル本体１０に打ち込まれた打込み金物６０と、この打込み金物６０に固定された平板状のファスナー本体３１と、を備える。

ファスナー本体３１は、打込み金物６０に沿って配置され、連結ボルト３２が外側に向かって突出した状態で、固定ボルト３３により、打込み金物６０に固定されている。

第２躯体側ファスナー５０は、梁３の下フランジに固定されて外側に向かって延びるブラケット５１と、このブラケット５１に対して水平方向にスライド可能に支持された略Ｌ字形状のファスナー本体５２と、を備える。
ファスナー本体５２は、互いに直交するように配置された一対の片部５３、５４で構成される。

片部５３には、水平方向に延びるルーズホール５５が形成されている。
一方、ブラケット５１の下面には、鉛直方向に突出する連結ボルト５６が設けられている。この連結ボルト５６は、ファスナー本体５２のルーズホール５５に挿通されて、ナット５７が締め付けられている。これにより、カーテンウォール１は、水平方向にスライド可能となっている。

また、片部５４には、鉛直方向に延びるルーズホール５８が形成されている。
第２パネル側ファスナー３０の連結ボルト３２は、このファスナー本体５２のルーズホール５８に挿通されて、ナット５９が締め付けられている。これにより、カーテンウォール１は、鉛直方向にスライド可能となっている。

以上のパネル本体１０は、パネル本体１０の背面側を下にしてコンクリートを打設することで、製造される。
すなわち、図５に示すように、床面を型枠面とし、型枠面上の所定位置に鋼線１２、１２Ａを水平方向に配置し、プレテンションを導入する。
次に、打込み金物６０を用意し、この打込み金物６０のプレート６１を型枠面に載せる。そして、打込み金物６０の割ボルト６３の先端のスリット６３１の根元部分に鋼線１２Ａを通す。次に、スリット６３１に楔部材６３２を嵌め込み、ナット６４を螺合する。これにより、鋼線１２Ａに対して、打込み金物６０の位置が固定される。
また、鋼線１２にワイヤーメッシュ１３を結束固定する。

次に、複数層に分けて、所定位置に中空孔１１を形成しながら、パネル本体１０の長さ方向に沿ってコンクリートを打設する。なお、打込み金物６０の割ボルト６３やナット６４に干渉する中空孔は、形成しないこととする。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）パネル本体１０には、パネル側ファスナー２０、３０に干渉する中空孔を形成しないので、パネル本体１０のパネル側ファスナー２０、３０が設けられる部分の強度を確保できる。よって、ロッキング方式やスエイ方式などのファスナー方式を採用して、カーテンウォール１を利用できる。

（２）パネル本体１０のパネル側ファスナー２０、３０の打込み金物６０の近傍にワイヤーメッシュ１３を配置したので、パネル側ファスナー２０、３０を介してパネル本体１０に応力が作用しても、この応力に抵抗できる。
また、ワイヤーメッシュ１３を鋼線１２に結束固定したので、パネル本体１０のコンクリートを打設する際に、ワイヤーメッシュ１３の位置がずれるのを防止できる。

（３）パネル本体１０の内部に向かって延びる定着部６２をパネル側ファスナー２０、３０に設けたので、パネル側ファスナー２０、３０に引抜き力が作用しても、定着部６２がパネル本体１０に係止して、引抜き力に抵抗する。よって、パネル側ファスナー２０、３０がパネル本体１０から脱落するのを防止できるから、ロッキング方式やスエー方式などのファスナー方式を採用して、カーテンウォール１を利用できる。

（４）プレート６１のうちパネル本体１０の長さ方向と直交する部分をパネル本体１０の背面側に向かうに従って拡がる形状とした。よって、プレート６１の端縁うちパネル本体１０の長さ方向と直交する部分にコンクリートが回りやすくなり、豆板の発生を防止できる。

（５）割ボルト６３およびナット６４を含んで定着部６２を構成し、鋼線１２を割ボルト６３のスリット６３１に挿通してナット６４を締め付けて、パネル側ファスナー２０、３０の打込み金物６０を鋼線１２に固定した。鋼線１２の型枠に対する位置は固定されているため、打込み金物６０を鋼線１２に固定することで、パネル本体１０のコンクリートを打設する際に、打込み金物６０の位置がずれるのを防止できる。

（６）割ボルト６３のスリット６３１に楔部材６３２を嵌め込んだので、割ボルト６３のスリット部分が変形するのを抑制でき、割ボルト６３がナット６４から抜けるのを防止できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１…カーテンウォール（壁パネル）
２…建物
３…梁（躯体）
１０…パネル本体
１１…中空孔
１２、１２Ａ…鋼線
１３…ワイヤーメッシュ（補強筋）
２０…第１パネル側ファスナー
２１…ファスナー本体
２２、２３…片部
２４…長孔
２５…仮ボルト
２６…溶接用長孔
２７…挿通孔
３０…第２パネル側ファスナー
３１…ファスナー本体
３２…連結ボルト
３３…固定ボルト
４０…第１躯体側ファスナー
４１…ブラケット
４２…台座プレート
４３…台座ボルト
４４…ナット
５０…第２躯体側ファスナー
５１…ブラケット
５２…ファスナー本体
５３、５４…片部
５５…ルーズホール
５６…連結ボルト
５７…ナット
５８…ルーズホール
５９…ナット
６０…打込み金物
６１…プレート
６１Ａ…端縁
６２…定着部
６３…割ボルト
６４…ナット
６１１…雌ねじ部
６３１…スリット
６３２…楔部材

Claims (1)

1. 中空孔が複数形成された板状のコンクリート製のパネル本体と、
   当該パネル本体に設けられたパネル側ファスナーと、を備えた壁パネルであって、
   前記パネル本体には、前記パネル側ファスナーに干渉する中空孔が形成されておらず、
   前記パネル側ファスナーは、前記パネル本体の背面に沿って配置された板状のプレートと、当該プレートに固定されて前記パネル本体の内部に向かって延びる定着部と、を備え、
   前記プレートの端縁のうち前記パネル本体の長さ方向と直交する部分は、前記パネル本体の背面側に向かうに従って拡がる形状であることを特徴とする壁パネル。

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