JP5870455B2

JP5870455B2 - プレキャストコンクリート壁及び柱と梁との接合構造

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Publication number: JP5870455B2
Application number: JP2012200681A
Authority: JP
Inventors: 菅野　英幸; 英幸菅野
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2016-03-01
Anticipated expiration: 2032-09-12
Also published as: JP2014055443A

Description

本発明は、プレキャストコンクリート壁及び柱と梁との接合構造に関するものである。

近年、鉄筋コンクリート造の建築物においては、柱、梁、壁等の部材を予め工場等で製品化したプレキャストコンクリート部材を用いることが多い。これにより、建築現場で配筋しコンクリートを打設する作業等が削減されるため、施工期間が短縮することが可能となる。

このようなプレキャストコンクリート部材を用いたものとして、壁の厚さ分離間して配設され表裏一対の壁版と、該一対の壁版を連結する連結部材と、壁版の上部にその一部が埋設されスターラップ筋及び梁主筋で構成される梁部材とを備える壁用中空プレキャストコンクリート部材が提案されている（下記特許文献１参照）。

上記の壁用中空プレキャストコンクリート部材によれば、壁と梁とが一体的にプレキャストコンクリートで構成されているため、建築現場での施工期間を短縮することが可能となる。

特開平８−１４４４０２号公報

ここで、デザイン計画上の理由等により、壁の外面が梁の外面よりも壁厚方向内側に位置をずらして配される場合がある。この場合、上記の特許文献１に記載の壁用中空プレキャストコンクリート部材は壁から梁にわたって壁版が同一平面とされているため、該壁用中空プレキャストコンクリート部材では対応することができない。

また、建築物の外周側に配される梁を建築現場にて施工する際には、梁に打設するコンクリートの型枠を設置する場所を確保することが困難であり、また型枠を設置できた場合でもコンクリートが固化するまで梁の転落を防止するための支持部材を設置する場所の確保も困難であり、作業性が悪いという問題点がある。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、梁の施工中に該梁を支持する支持部材を別途設けることなく、該梁をプレキャストコンクリート壁の直上に設けることができるプレキャストコンクリート壁及び柱と梁との接合構造を提供する。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係るプレキャストコンクリート壁は、梁を支持する上枠部を有するプレキャストコンクリート壁であって、前記上枠部は、前記プレキャストコンクリート壁の厚さ方向の厚みが前記梁の該厚さ方向の厚みよりも大きく、且つ該上枠部の上に前記梁を設置した状態で該上枠部の外表面が該梁の外表面よりも前記厚さ方向外側に位置するように構成されていることを特徴とする。

このようなプレキャストコンクリート壁では、梁を支持する上枠部はその外表面が、梁の外表面よりもプレキャストコンクリート壁の厚さ方向外側に配されているため、梁を施工する際には該梁の荷重を上枠部により支持することができる。よって、梁の施工中に該梁を支持する支持部材を別途設けることなく、該梁をプレキャストコンクリート壁の直上に設けることができる。

また、本発明にプレキャストコンクリート壁は、前記プレキャストコンクリート壁は、前記上枠部と対向する下枠部と、該下枠部と前記上枠部とを連結する連結部とを有し、該連結部は、前記上枠部を介して前記梁の直下に設けられていることが好ましい。

このようなプレキャストコンクリート壁では、梁の施工中には、該梁の内部に打設されるコンクリートの荷重を連結部が支持することができる。よって、梁の施工中に該梁を支持する支持部材を別途設けることなく、該梁をプレキャストコンクリート壁の直上に設けることができる。

また、本発明に係るプレキャストコンクリート壁は、前記プレキャストコンクリート壁には、前記厚さ方向に貫通する開口部が設けられていてもよい。

このようなプレキャストコンクリート壁では、プレキャストコンクリート壁に開口部がある場合でも、上枠部及び連結部によりプレキャストコンクリート壁としての剛性を確保することができる。

また、本発明に係る柱と梁との接合構造は、上記のいずれか一項に記載のプレキャストコンクリート壁と、床から立設された一対の柱と、前記一対の柱間にわたって配され一部がプレキャストコンクリートで構成された前記梁とを備えた柱と梁との接合構造であって、前記一対の柱は、前記プレキャストコンクリート壁の幅方向端部を支持する支持部を有し、前記プレキャストコンクリート壁は、該支持部に支持される被支持部を有することを特徴とする。

このような柱と梁との接合構造では、支持部が被支持部を支持することにより、梁の荷重を柱にて確実に支持することができる。

また、本発明に係る柱と梁との接合構造は、前記支持部は、前記プレキャストコンクリート壁と対向する面に形成された凹部であり、前記被支持部は、前記柱と対向する面に形成された凸部であってもよい。

このような柱と梁との接合構造では、凹部と凸部とが組み合わさるだけの簡易な構造で一体化されることにより、柱は梁を確実に支持することができる。

また、本発明に係る柱と梁との接合構造は、前記プレキャストコンクリート壁と前記柱との間には第一間隙が形成され、前記プレキャストコンクリート壁と前記床との間に第二間隙が形成されていてもよい。

このような柱と梁との接合構造では、建築現場において梁にコンクリートが打設されることにより梁とプレキャストコンクリート壁とは一体化されるため、該梁がプレキャストコンクリート壁の荷重を負担することができるとともに、梁を介して柱がプレキャストコンクリート壁の荷重を負担することができる。
さらに、プレキャストコンクリート壁と柱及びプレキャストコンクリート壁と床との間にはそれぞれ第一間隙及び第二間隙が設けられているため、例えば地震時にはプレキャストコンクリート壁は柱及び床と分離されて、水平変形及び鉛直変形に追従することができる。

本発明に係るプレキャストコンクリート壁及び柱と梁との接合構造によれば、梁を支持する上枠部はその外面が、梁の外面よりも厚さ方向外側に配されているため、梁を施工する際には該梁の荷重を支持することができる。よって、梁の施工中に該梁を支持する支持部材を別途設けることなく、該梁をプレキャストコンクリート壁の直上に設けることができる。

本発明の一実施形態に係る柱と梁との接合構造を備える建築物の柱及び梁周辺を分解した状態を、該建築物の外部から見た図である。本発明の一実施形態に係る柱と梁との接合構造を備える建築物の柱及び梁周辺を分解した状態を、該建築物の内部から見た図である。本発明の一実施形態に係る柱と梁との接合構造を備える建築物の柱及び梁周辺の縦断面図である。本発明の一実施形態に係る柱と梁との接合構造において、柱及びプレキャストコンクリート壁部分の上面図である。本発明の一実施形態に係る柱と梁との接合構造において、柱及びプレキャストコンクリート壁部分の概略正面図である。本発明の一実施形態の変形例に係る柱と梁との接合構造を備える建築物の柱及び梁周辺を分解した状態を、該建築物の外部から見た拡大図である。本発明の一実施形態の変形例に係る柱と梁との接合構造において、柱及びプレキャストコンクリート壁部分の上面図である。

本発明の一実施形態に係る柱１０と梁５０との接合構造１（以下、単に「接合構造１」と称する。）について、図面を用いて説明する。
図１は、鉄筋コンクリート造の建築物２における柱１０及び梁５０周辺の部材を分解した状態を、該建築物２の外部から見た図であり、図２は建築物２の内部から見た図である。
ここで、建築物２の外部側を単に「外部側」と、建築物２の室内側と単に「室内側」と称し、梁５０の延在方向を単に「延在方向」と称する。

図１及び図２に示すように、柱１０と梁５０とを接合する接合構造１は、床Ｆから立設された一対の柱１０，１０と、該一対の柱１０，１０間にわたって設けられた壁（プレキャストコンクリート壁）３０と、該一対の柱１０，１０間にわたって配される梁５０とを備えている。

柱１０は、プレキャストコンクリート部材として構成され、鉛直方向に向かって複数配設された柱主筋１１と、該複数の柱主筋１１及び帯筋（不図示）を覆うように充填されコンクリートで形成された柱コンクリート部１２とを有している。また、複数の柱主筋１１は、柱コンクリート部１２の上端１２ａよりも上方に突出している。

この柱コンクリート部１２における壁３０と対向する面には、壁３０の幅方向（延在方向）の端部を支持する凹部１９（支持部）が形成されている。

凹部１９は、柱１０の柱コンクリート部１２の上端１２ａから下方に向かうとともに、柱コンクリート部１２の室内側の端部１２ｂから外部側に向かって切り欠かれ、側面視略矩形状に形成されている。

この柱１０の上部には、外部側から室内側に向かう方向に向かって大梁２０が設けられている。

大梁２０は、プレキャストコンクリート部材として構成され、外部側から室内側に向かって延在する複数の鉄筋で形成される第一筋２１と、延在方向に沿って配設された複数の鉄筋で形成される第二筋２２と、該第一筋２１、第二筋２２及び肋筋（不図示）を覆うようにコンクリートで形成された大梁コンクリート部２３とを有している。

この大梁コンクリート部２３の側面には第二筋２２が突出して設けられ、該大梁コンクリート部２３には上下方向に向かって孔部２４が複数穿設されている。

この孔部２４に、柱１０の柱主筋１１の柱コンクリート部１２よりも上方に突出した部分が挿通されて、該孔部２４に充填剤（不図示）が充填されることで柱１０と大梁２０とは接合される。

次に、壁３０は、プレキャストコンクリート部材として構成され、梁５０を支持する上枠部３３と、該上枠部３３と対向する下枠部３４と、該上枠部３３及び下枠部３４を連結する複数の縦枠部３５及び連結部３６とを有している。これら上枠部３３、下枠部３４、縦枠部３５及び連結部３６は、その表面がコンクリートで形成された壁コンクリート部３２で構成されている。

上枠部３３では、その上面から複数の縦筋３１が壁コンクリート部３２よりも上方に突出している。

これら上枠部３３、下枠部３４及び一対の縦枠部３５で囲まれた部分は、壁３０の厚さ方向に貫通する開口部３７とされている。本実施形態では、延在方向に離間して２の開口部３７が形成されている。

図３に示すように、上枠部３３及び下枠部３４の壁の厚さ方向の厚みは縦枠部３５の厚みよりも大きい。また、上枠部３３の外表面３３Ｘ及び下枠部３４の外表面３４Ｘは、梁５０の外表面５０Ｘよりも外部側（厚さ方向外側）に位置している。

また、図１及び図２に示すように、上枠部３３における柱１０と対向する面には、柱１０の凹部１９に支持される凸部３９（被支持部）が形成されている。

図４に示すように、凸部３９は、柱１０の凹部１９に対応した形状とされ、上枠部３３の室内側から外部側に向かうとともに、上枠部３３の延在方向内側から外側に向かって突出するように形成されている。

また、図３に示すように、縦枠部３５は、上枠部３３及び下枠部３４のそれぞれ室内側を連結している。この上枠部３３及び下枠部３４の外部側は、縦枠部３５よりも外部側に延出した延出部３８ａ，３８ｂとされている。

連結部３６は、上枠部３３の延出部３８ａと下枠部３４の延出部３８ｂを上下方向に連結している。また、連結部３６は、上枠部３３を介在させて梁５０の直下に設けられるこれにより、上枠部３３を介して梁５０の荷重を受けて、該梁５０を支持することが可能とされている。

また、図５に示すように、複数の縦枠部３５のうち柱１０と対向して配された縦枠部３５と柱１０との間には第一間隙４１が形成され、下枠部３４と床Ｆとの間には第二間隙４２が形成されている。

次に、図１及び図２に示すように、梁５０は、延在方向に沿って配設された複数の梁主筋５１と、該複数の梁主筋５１の外周を覆うように断面視矩形状に配された梁肋筋５２と、該梁主筋５１及び梁肋筋５２の外部側に配設されコンクリートで形成された外面材５３とを有している。これら梁主筋５１、梁肋筋５２及び外面材５３は、一体としてプレキャストコンクリート部材として構成されている。

ここで、外面材５３の幅方向の長さは梁主筋５１の幅方向の長さよりも長く、正面視して梁主筋５１の延在方向の端部よりも外面材５３の延在方向の端部が両側に突出して形成されている。
また、梁複数の梁主筋５１の延在方向の両端部には、接合部材５５が予め挿通されている。この接合部材５５は管状部材であって、梁主筋５１に対して延在方向に移動可能に挿通されており、後に梁主筋５１と大梁２０の第二筋２２とを連結する際に用いるものである。

図１及び図２に示すように、梁５０は、さらに、建築現場にて梁主筋５１、梁肋筋５２、該梁主筋５１と梁肋筋５２との間に配設された壁３０の縦筋３１及び大梁２０の第二筋２２を覆うようにコンクリートが充填された現場コンクリート部５５（図３参照）を有している。この現場コンクリート部５５により、梁５０と壁３０及び梁５０と大梁２０とは一体とされ接合される。

次に、上記のように構成された柱１０と梁５０との接合構造１の施工手順について説明する。
まず、床Ｆ上に一対の柱１０，１０を立設し、柱１０に形成された凹部１９に、壁３０の上枠部３３に形成された凸部３９を係合させて、一対の柱１０，１０間に壁３０を配設する。この際、壁３０の下枠部３４と床との間に形成された第二間隙４２に、該壁３０の荷重を支持するための仮設部材４３（図５参照）を設ける。

次に、柱１０の柱主筋１１を大梁２０に穿設された孔部２４に挿通して、該大梁２０を柱１０の上部に設け、孔部２４に充填剤を充填して柱１０と大梁２０とを接合する。

次に、梁５０の外面材５３を壁３０の上枠部３３の上に配するようにして、梁５０を壁３０の上に設ける。このとき、壁３０の縦筋３１が梁５０の複数の梁主筋５１間及び複数の梁肋筋５２間に挿入配置される。

また、梁５０の複数の梁主筋５１と大梁２０の第二筋２２とが対向配置され、梁主筋５１の端部に設けられている接合部材５５を第二筋２２側に移動させる。これにより、該接合部材５５の内部に梁主筋５１と第二筋２２とが対向配置される。そして、例えば接合部材５５の両端部をナット（不図示）で締結したり、該接合部材５５の内部にグラウト材（不図示）を注入することにより、接合部材５５を介して梁主筋５１と第二筋２２とを接合する。

次に、梁５０の室内側には図示しない型枠を設け、梁主筋５１及び梁肋筋５２を覆うようにしてコンクリートを打設して現場コンクリート部５５を形成し、梁５０と壁３０及び梁５０と大梁２０とを接合する。その後、コンクリートが硬化した後に、壁３０の下枠部３４の下方に設けられた仮設部材４３を取り除く。

このように構成された壁３０及び接合構造１では、梁５０を支持する上枠部３３の外表面３３Ｘは、梁５０の外表面５０Ｘよりも外部側に突出しているため、建築現場にて梁５０を施工する際には該梁５０の荷重を上枠部３３により支持することができる。よって、梁５０の施工中に該梁５０を支持する支持部材を別途設けることなく、該梁５０を壁３０の直上に設けることができる。

さらに、梁５０の施工中に、梁５０の梁主筋５１及び梁肋筋５２を覆うように打設されるコンクリートの荷重を連結部３６が支持することができる。さらに、壁３０の上枠部３３に形成された凸部３９と柱１０に形成された凹部１９とが係合する簡易な構成で壁３０と柱１０とが一体化されることにより、梁５０に打設されるコンクリートの荷重を柱１０が確実に支持することができる。よって、梁５０の施工中に該梁５０を支持する支持部材を別途設けることなく該梁５０を壁３０の直上に設けることができるため、支持部材の削減によるコストダウン及び工期の短縮を図ることができる。

特に、建築物２の外周側に配される壁３０の上に梁５０を設ける場合には、梁５０を支持する支持部材を設ける場所を確保することが困難であるため、本実施形態をとることにより施工中の安全性の向上を図ることができる。

また、建築現場にて梁５０の梁主筋５１及び梁肋筋５２を覆うようにコンクリートを打設する際には、上枠部３３の上面が打設するコンクリートの底枠の役割を担う。よって、別途底枠を設ける必要がないため部材の省略することができるとともに、施工工数の低減が可能となる。

また、梁５０にコンクリートが打設されることにより梁５０と壁３０とは一体化されるため、該梁５０が壁３０の荷重を負担することができるとともに、梁５０を介して柱１０が壁３０の荷重を負担することができる。

また、施工後下枠部３４の下に設けられていた仮設部材４３と取り除くと、壁３０と床Ｆとの間に第二間隙４２が形成されるとともに、壁３０と柱１０との間には第一間隙４１が形成されるため、例えば地震時には壁３０は柱１０及び床Ｆと分離されて、水平変形及び鉛直変形に追従することができる。

また、上枠部３３を縦枠部３５よりも壁３０厚方向の厚さを大きくすることにより、壁３０の面外剛性を向上させることができる。さらに、連結部３６によっても、壁３０の面外剛性を向上させることができる。

また、壁３０に開口部３７がある場合でも、上枠部３３及び連結部３６により壁３０としての剛性を確保することができる。

また、連結部３６は縦枠部３５よりも外部側に設けられているため、連結部３６により建築物２の外観デザイン性を向上させることができる。

（変形例）
上記に示した実施形態の変形例として、図６及び図７に示すように、壁１３０の上枠部１３３が縦枠部３５よりも延在方向外側に突出することにより凸部１３９が形成されるとしてもよい。

すなわち、壁１３０の上枠部１３３が縦枠部３５よりも延在方向に外側に突出し、この突出した部分が凸部１３９を構成している。柱１１０の凹部１１９は、該凸部１３９を支持している。

このように構成された壁１３０及び接合構造１０１では、壁１３０の上枠部１３３を縦枠部３５よりも延在方向外側に突出させるだけで凸部１３９を形成することができるため、該凸部１３９の製造が簡易でありながら、梁５０に打設されるコンクリートの荷重を柱１１０が確実に支持することができる。よって、梁５０の施工中に該梁５０を支持する支持部材を別途設けることなく、該梁５０を壁１３０の直上に設けることができる。

なお、上述した実施の形態において示した組立手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、連結部３６の縦枠部３５を室内側に設けてもよく、この場合には凹凸の少ないシンプルな外観とすることができる。

また、連結部３６を設けない構成とした場合でも、上枠部３３が梁５０の荷重を支持することができるため、梁５０の施工中に該梁５０を支持する支持部材を別途設けることなく、該梁５０を壁３０の直上に設けることができる。

また、壁３０と柱１０との間には第一間隙４１が形成されず、壁３０と床Ｆとの間に第二間隙４２が形成されていなくてもよい。

１…柱と梁との接合構造
１０…柱
１９…凹部（支持部）
３０…壁（プレキャストコンクリート壁）
３３…上枠部
３４…下枠部
３６…連結部
３７…開口部
３９…凸部（被支持部）
４１…第一間隙
４２…第二間隙
５０…梁
Ｆ…床

Claims

梁を支持する上枠部を有するプレキャストコンクリート壁であって、
前記上枠部は、前記プレキャストコンクリート壁の厚さ方向の厚みが前記梁の該厚さ方向の厚みよりも大きく、且つ該上枠部の上に前記梁を設置した状態で該上枠部の外表面が該梁の外表面よりも前記厚さ方向外側に位置するように構成されていることを特徴とするプレキャストコンクリート壁。
請求項１に記載のプレキャストコンクリート壁において、
前記プレキャストコンクリート壁は、前記上枠部と対向する下枠部と、該下枠部と前記上枠部とを連結する連結部とを有し、
該連結部は、前記上枠部を介して前記梁の直下に設けられていることを特徴とするプレキャストコンクリート壁。
請求項１または請求項２に記載のプレキャストコンクリート壁において、
前記プレキャストコンクリート壁には、前記厚さ方向に貫通する開口部が設けられていることを特徴とするプレキャストコンクリート壁。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のプレキャストコンクリート壁と、
床から立設された一対の柱と、
前記一対の柱間にわたって配され一部がプレキャストコンクリートで構成された前記梁とを備えた柱と梁との接合構造であって、
前記一対の柱は、前記プレキャストコンクリート壁の幅方向端部を支持する支持部を有し、
前記プレキャストコンクリート壁は、該支持部に支持される被支持部を有することを特徴とする柱と梁との接合構造。
請求項４に記載の柱と梁との接合構造において、
前記支持部は、前記プレキャストコンクリート壁と対向する面に形成された凹部であり、
前記被支持部は、前記柱と対向する面に形成された凸部であることを特徴とする柱と梁との接合構造。
請求項４または請求項５に記載の柱と梁との接合構造において、
前記プレキャストコンクリート壁と前記柱との間には第一間隙が形成され、前記プレキャストコンクリート壁と前記床との間に第二間隙が形成されていることを特徴とする柱と梁との接合構造。