JP5993203B2 - 鉄筋コンクリート造躯体の構築工法及びrc造構造躯体 - Google Patents

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Description

この発明は、柱、大梁等の主要構造体を鉄筋コンクリート造(以下、RC造と略す場合がある。)として構築する場合に、特に大梁鉄筋を現場サイトで地組みして吊り込み、これを小径の中間柱を用いて支持させるRC造躯体の構築工法、及び同工法により構築したRC造躯体の技術分野に属する。
例えば病院建物の建築には、建築計画の設計自由度を高めたい、或いは将来のレイアウト変更に柔軟に対応したい、等々の要請があり、中間柱を用いて大梁を支持させ大梁スパンを長大化する傾向がある。
建築費用を低廉化するには、他の構造形式に比して、主要構造躯体に鉄筋コンクリート造を採用することが望ましい。しかし、RC造で構築する場合には、工期が長引くという問題がある。
そこで鉄筋コンクリート造躯体を構築する場合には、工期を短縮するために施工性を高め、且つ高い品質を確保することが要請される。しかし、在来工法には、前記の各要請に応え得る適応技術を見聞できない。
例えば下記の特許文献1に開示された耐震建築構造体は、柱及び梁を鉄筋コンクリート造とし、梁スパンの中間部位に建てた耐震中間柱は鉄骨造とし、梁と中間柱との接合部は、中間柱の断面幅を梁の横断面幅よりも小さくして、同中間柱が梁の横断面内を貫通して上階に至る構成とし、中間柱(鉄骨柱)において梁コンクリート断面内の上・下端位置に水平な補強板を配置した構成とされている。この先行発明によれば、耐震中間柱に柱降伏型ヒンジが形成され、降伏後も柱軸力機能を保持する。そして、梁断面コンクリートの上・下位置に水平補強板を配置したので、シアーパネル部(仕口部)を水平補強板で補強できると説明している。
また、下記の特許文献2に開示されたプレキャスト柱、及びそれを用いた構造体は、鉄筋コンクリート造のプレキャスト柱(以下、PCaと略す場合がある。)であって、梁との接合部に、梁のせい(成)と等しい高さの梁取付用鉄骨材を埋め込んで成り、前記プレキャスト柱の鉄骨材を鉄骨梁に接合して構造体を構成している。
しかし、PCa柱を採用する点は注目できるが、構造体の実体は鉄骨造でしかなく、PCa柱は、梁接合部に、梁の成と等しい梁取付用の鉄骨材を埋め込んで問題点を解決したと説明しているにすぎない。
特許第3211164号公報 特開平3−110241号公報
上記の特許文献1に開示された耐震建築構造体は、柱及び梁を鉄筋コンクリート造とし、梁スパンの中間部位に耐震中間柱を建てた構成を注目できる。しかし、耐震中間柱に柱降伏型ヒンジを形成せしめ、降伏後も柱軸力機能を保持して優れた耐震性能を発揮させるという技術内容にすぎない。
また、上記特許文献2に開示された構造体は、鉄骨梁をPCa柱と接合する構成を示した内容でしかない。大梁等の主要躯体を鉄筋コンクリート造として施工する本発明の先行技術にはさして参考にならない。
ところで、建築計画の設計自由度を高め、或いは将来のレイアウト変更に柔軟に対応するために、大梁スパンを長大化する設計の場合には、必然的に大梁の成も大きくなる。このため建物の居室に求められる天井高さ、或いは床から大梁下端までの高さを確保しようとすれば、階高をその分だけ割り増しする必要が生じ、結果的に建物全体の軒高が高くなり、建築条件及び経済的な面が不利になる。
よって、本発明の目的は、建築計画の設計自由度を高め、或いは将来のレイアウト変更に柔軟に対応するため、中間柱を用いて大梁を支持させ、もって大梁スパンを長大化すること、そして、施工費が安価な鉄筋コンクリート造躯体として構築する工法、及び前記工法により構築したRC造躯体を提供することである。
更に言えば、施工性を高めるため、大梁鉄筋篭は現場サイトの地上で、或いは工場等で先組みすることにより作業性と安全性を高める。そして、主柱間へ吊り込んだ大梁鉄筋篭は、その長大スパンを複数に等分した位置に既成の小径中間柱を建てて支持させることによって作業性を高め、安全性を確保すると共に構造的強度を確保したRC造躯体の構築工法と、及び前記工法により構築したRC造躯体を提供することである。
本発明の次の目的は、中間柱として高品質、高強度で、しかも大梁の断面内を貫通する程度に小径の既製品である、例えばプレキャストコンクリート柱を使用して、大梁鉄筋篭及びRC造梁を支持させる構成としたRC造躯体の構築工法と、及び前記工法により構築したRC造躯体を提供することである。
本発明の更なる目的は、既成品である中間柱は、大梁鉄筋篭の主筋と接合するカンザシ状の梁用主筋を備えた構成とし、これを吊り込んで大梁鉄筋篭の断面内を貫通する配置に建てた上で、前記カンザシ状の梁用主筋と大梁鉄筋篭の主筋とをスリーブ継手等で接合することにより応力の伝達が明解に一体化させる構成としたRC造躯体の構築工法と、及び前記工法により構築したRC造躯体を提供することである。
上記課題を解決する手段として、請求項1に記載した発明に係る鉄筋コンクリート造躯体の構築工法は、
複数の単位スパンを隔てて構築した主柱10、10の間に、長大スパンの大梁20を架設して構築される鉄筋コンクリート造躯体の構築工法において、
前記主柱10の構築を予定階高まで進め、同主柱10、10間のスパンを2以上の単位スパンに区分した各位置に、大梁鉄筋篭2との接合位置に梁用主筋3aを備えた小径の中間柱3を建てる段階と、
地上や工場等で先組みした大梁鉄筋篭2を吊り上げて、前記主柱10、10の間へ吊り込み架設して、前記小径柱3との間で主筋接合を行う段階と、
梁型枠6を組み立て、支保した上で、コンクリート打設を行って鉄筋コンクリート造躯体の構築を行う段階とから成ることを特徴とする。
請求項2に記載した発明は、請求項1に記載した鉄筋コンクリート造躯体の構築工法において、
小径の中間柱3は、外径が大梁鉄筋篭2の横断面における少なくとも外側主筋2aの間を貫通可能な程度に小径の既製品であり、大梁鉄筋篭2との接合位置にカンザシ状に柱体を貫通した梁用主筋3aを備えており、大梁鉄筋篭2の内側主筋2bと前記梁用主筋3aとを接合して、コンクリートを打設し当該大梁20と主柱10を含む鉄筋コンクリート造躯体の構築を行うことを特徴とする。
請求項3に記載した発明は、請求項1又は2に記載した鉄筋コンクリート造躯体の構築工法において、
小径の中間柱3は、鉄骨柱又はプレキャストコンクリート柱、若しくはコンクリート充填鋼管柱のいずれかの既製品であることを特徴とする。
請求項4に記載した発明は、請求項1〜3のいずれかに記載した鉄筋コンクリート造躯体の構築工法において、
小径の中間柱3には、大梁20の負荷に耐える程度に高強度、高品質な構成の既製品を使用することを特徴とする。
請求項5に記載した発明に係る鉄筋コンクリート造躯体は、
複数の単位スパンを隔てて構築された主柱の間に長大スパンの大梁鉄筋篭が架設されており、
前記主柱間を2以上の単位スパンに区分した各位置であって大梁鉄筋篭との接合位置に梁用主筋3aを備えた小径の中間柱3が建てられており
地上又は工場等で先組みされた大梁鉄筋篭2前記主柱10、10の間へ吊り込まれて架設されており
前記小径柱3の梁用主筋3aを用いて大梁鉄筋篭2との主筋接合が行われており
梁型枠へのコンクリート打設により構築されていることを特徴とする。
請求項1〜4に記載した発明に係る鉄筋コンクリート造躯体の構築工法によれば、長大スパンの大梁20は、その長大スパンを2以上の単位スパンに区分した各位置に、高強度で大梁20との接合位置に梁用主筋3aを備えた小径の既製品である中間柱3を建てて大梁鉄筋篭2と主筋接合を行い一体化して支持させるから、主筋相互の接合は、応力の伝達が明解で力学的安定性が高い高強度な躯体の構築ができる。
大梁鉄筋篭2は、現場サイトの地上又は工場等で先組みするから、組み立て作業を能率良く、地上作業として安全に行うことができる。同大梁鉄筋篭2は現場で吊り上げ、主柱10、10間へ吊り込み架設して、前記小径柱3との主筋接合も行うから、大梁鉄筋篭2の組み立て作業の効率が良く、工期の短縮が図れるし、作業の安全性を高められる。
そして、長大スパンの大梁鉄筋篭2は、2以上の単位スパンに区分した各位置に中間柱3を建てて支持させるから、大梁20及び大梁鉄筋篭2の強度設計上、梁成を小さく設計して施工できる。よって、天井高さや、床から梁下端までの高さの確保に有利であり、建物全体の軒高を下げることができる。その上、建築の施工計画における自由度が高く、経済性の高い構造躯体となる。
小径の中間柱3は、大梁鉄筋篭2との接合位置に、柱体をカンザシ状に貫通した梁用主筋3aを備え、同大梁鉄筋篭2の横断面における外側主筋2a、2aの間を貫通させて建て、内側主筋2bと前記梁用主筋3aとを接合するから、応力の伝達が明解な梁、柱の接合が行える。そして、小径の中間柱3は室内空間に占める存在感が小さいので、室内空間の意匠設計の自由度が高い建築施工を行うことができる。
請求項5に記載した発明に係る鉄筋コンクリート造躯体は、鉛直荷重と水平荷重の双方を、大梁20の両端部を支持する主柱10が負担する一方で、中間柱3は上階床からの鉛直荷重のみを負担する構成となる。そして、長大スパンの大梁鉄筋篭2はその横断面における梁主筋2aが主柱10、10間の全長にわたり連続する構成となるから(図7A参照)、強度に優れ、施工時の安定性が高い躯体の構築ができる。
また、長大スパンの大梁20は、その長大スパンを2以上の単位スパンに区分した各位置に建てた高強度の小径中間柱3と梁主筋相互の接合を行い,応力の伝達が明解な構成で支持させるから、大梁20と中間柱3の接合強度と信頼性が高いRC造躯体を構成することができる。
左右の柱を建て、地上1階の大梁を架設した上で、次上階の大梁高さまで柱の鉄筋を組み立て、作業足場を組み立て、次上階までの中間柱の建て込みを行う途中段階を示した立面図である。 次上階までの中間柱の建て込みを完了した段階を示した立面図である。 地組みした大梁鉄筋篭の吊り込み状態を示した立面図である。 大梁鉄筋篭の架設を完成した状態を示した立面図である。 大梁のコンクリート打設の段階を示す立面図である。 更に次上階まで柱鉄筋の組み立てを行った状況を示した立面図である。 A、Bは大梁鉄筋篭と中間柱とが関係する位置的配置と主筋相互の接合状態を示した平面図と立面図である。
本発明による鉄筋コンクリート造躯体の構築工法は、複数スパンを隔てた主柱10、10の間に長大スパンの大梁20を架設して鉄筋コンクリート造躯体を構築する。
前記主柱10の構築を予定階高まで進め、同主柱10、10間のスパンを2以上に区分した各位置に、大梁鉄筋篭2との接合位置に梁用主筋3aを備えた小径の中間柱3を建てる。
次に、現場サイトの地上や工場等で先組みした大梁鉄筋篭2を吊り上げて、前記主柱10、10の間へ吊り込み架設して、前記小径柱3との間で主筋相互の接合を行う。
そして、梁型枠6を組み立て、支保工7で支保した上でコンクリート打設を行い鉄筋コンクリート造躯体の構築を行う。
小径の中間柱3は、外径が大梁鉄筋篭2の横断面における四隅位置の外側主筋2a、2aの間を貫通可能な程度に小径の既製品とされ、大梁鉄筋篭2との接合位置に柱体をカンザシ状に貫通した梁用主筋3aを備えている。大梁鉄筋篭2の内側主筋2bと前記梁用主筋3aとを接合し、梁型枠6を組み立て、支保工7で支保させた上で、コンクリート打設を行い、当該大梁20と主柱10を含む鉄筋コンクリート造躯体の構築を行う。
小径の中間柱3は、鉄骨柱又はプレキャストコンクリート柱、若しくはコンクリート充填鋼管柱のいずれかの既製品とし、積み重ね状態に建てる。
以下に、本発明を図示した実施例に基づいて説明する。
先ず図1は、本発明に係る鉄筋コンクリート造躯体の構築工法の初期段階として、左右2本(但し、建物の架構として2本の限りではないことは当然。)の主柱10、10と、その間に架け渡した地上1階相当の大梁20、並びに前記左右2本の主柱10、10が合計3単位のスパンに及ぶ長大スパンで建築されていることに対応して、各1単位のスパン毎に割り付けた各位置に合計2本の中間柱3、3を建てて支持させた構造が、およそ地上1階分相当まで構築工程が進んだ段階を示している。
因みに本実施例で言う上記1単位のスパンの大きさは、一例として7.8mである。従って、本実施例における上記2本の主柱10、10間が長大スパンであるとは、前記3単位分のスパンであるから、23.4mである場合を意味している。
もっとも左右2本の主柱10、10間の単位スパン数、及び各単位スパンの大きさは、上記実施例の数値には限らない。2単位のスパン、或いは4単位以上のスパンでも良く、建築設計に応じて決定される事項である。
図1ではまた、左右2本の主柱10、10に関しては、次上階(2階)の大梁構築に必要な高さまで主柱鉄筋11の組み立てが進んでいる。また、同じく次上階(2階)用の中間柱3、3を建てる準備として、足場4を組み立て、サポート5で堅固に支持させた上で、左側の中間柱3は既に建て込みを完成し、右側の中間柱3を図示省略のクレーンワイヤの吊り具8によって吊り、今正に建て込もうとする段階を示している。
因みに図示例の中間柱3は、高強度で、高品質の鉄筋コンクリート造プレキャスト柱(PCa柱)であることを示している。該中間柱3の外径は、一例としてφ350mm程度の小径に製作されており、上部には後述する大梁鉄筋篭の主筋と接合するための梁用主筋3aが、柱体をカンザシ状に貫通した配置にて具備する例を示している。
因みに、鉄筋コンクリート造プレキャスト柱(PCa柱)を用いた中間柱3の建て込みは、同中間柱3の長さを建物の階高相当とし、各節の端部を周知の慣用技術であるスリーブ継手で接合し、或いは溶接又はボルト接合等して建て方が行われる。
図2では、引き続き建築工程が進んで、右側の中間柱3の建て込みも完成した段階を示している。
図3は、上記構成の主柱10、10の主筋11へ帯筋を配筋して鉄筋篭11’を組み立て、同鉄筋篭11’の上、及び中間柱3へ、その上方から大梁鉄筋篭2がクレーンワイヤの吊り具8、8によって吊られ、吊り込まれる状況を示している。
因みに、この大梁鉄筋篭2は、現場サイトの地上で先組みし、又は工場等で先組みして現場へ搬入されたものである。つまり、大梁鉄筋篭2の組み立ては、地上作業として安全に精度良く、そして、高所作業に比すれば格段の高能率に組み立てられており、現場ではクレーン作業として吊り込み架設するだけである。
次に、図4は、上記大梁鉄筋篭2の地上2階相当位置への吊り込みが終わり、主柱10の主筋11へ帯筋が配筋された鉄筋篭11’、及び各中間柱3の梁用主筋3aとの接合が行われた段階を示している。
主柱10の鉄筋篭11’と大梁鉄筋篭2との接合法及び接合構造に関しては、既往技術として行われるので、その内容についてことさら言及することは省略する。
一方、大梁鉄筋篭2と中間柱3の梁用主筋3aとの接合は、既に構築してある足場4を利用して、例えば図7A、Bのように行われる。
図示例の中間柱3は、高強度で、高品質の鉄筋コンクリート造プレキャスト柱(PCa柱)であることは既に説明した。そして、該中間柱3の外径は、上記した吊り込み方式の建て方を可能にするため、図7Aで明かなとおり、大梁鉄筋篭2を構成する外側主筋2a、2aの中間部位を貫通可能な外径であり、その一例が上記φ350mm程度の小径に製作されている。この中間柱3の上部には、大梁鉄筋篭2の内側主筋2b、2bと接合するための梁用主筋3aが、各々対応する内側主筋2b、2bと一直線状となる配置で、その柱体をカンザシ状に貫通した構造で設備されている。なお、大梁鉄筋篭2を構成するスターラップ筋2cに関しては、上記した中間柱3の吊り込み方式の建て方を可能にするため、中間柱3の前記梁用主筋3aと干渉を起こす虞のある範囲のものは、後付けで取り付ける構成とされている。
大梁鉄筋篭2と中間柱3の梁用主筋3aとの主筋接合の方法及び構造に関しても、種々な既往技術を採用可能であり、そのいずれでも適用して実施される。
図7A、Bには、スリーブ継手による主筋接合の実施例を示している。即ち、大梁鉄筋篭2の内側主筋2b、2bと、中間柱3の前記梁用主筋3aとの相対応するもの同士を接近状態に相対峙させる。そして、予め大梁鉄筋篭2の内側主筋2bの方へ被せて用意し後方へ退けておいたスリーブ9を前進させて、中間柱3の前記梁用主筋3aの方へも嵌めて両者略等分の被り状態とし、隙間へグラウトを充填して一体的に固めることで主筋接合の目的を達成する。因みに、図7A、Bは、大梁鉄筋篭2の内側主筋2bと中間柱3の梁用主筋3aとのスリーブ9による主筋同士の接合状態を示している。
なお、本発明で採用できる小径の中間柱3に関して補充説明すると、大梁20からの負荷に耐える程度に高強度で高品質な構成のものを使用することは当然であり、具体的には上記したプレキャストコンクリート柱のほか、鉄骨柱又はコンクリート充填鋼管柱などのいずれかを採用できる。軽量化を図るため、プレキャストコンクリート柱やコンクリート充填鋼管柱などは中空構造のものを好適に使用できる。もとより小径の中間柱3には、大梁20を通じて加わる負荷に耐える程度に高強度な構成のものを使用する。
続いて図5は、引き続き梁型枠6を組み立て、それを支保工7にて堅固に支保させた上で、コンクリート打設する状況を示している。この場合、両側の主柱10も現場打ちのRC造であるときは、主柱10へも柱型枠を組み立て、コンクリート打設を並行して行う。
そして、図6は更に主柱10の鉄筋11の組み立てを地上3階分相当の高さまで組み立て、以下上記同様な工程を繰り返してRC造躯体の構築を進める状況を示している。
以上に説明した通りの構築工法を実施することにより、上記のとおり複数スパンを隔てた主柱10、10の間に、長大スパンの大梁20を架設し、前記主柱10、10間の長大スパンを2以上の単位スパンに区分した各位置に、小径の中間柱3を建てて支持させた鉄筋コンクリート造躯体が構築される。
以上に本発明を図示した実施例に基づいて説明したが、もとより本発明は実施例の構成に限定されるものではない。いわゆる当業者が必要に応じて行うであろう設計変更その他の応用、改変の範囲まで含むことを念のため申し添える。
10 主柱
11 主柱主筋
11’ 主柱の鉄筋篭
20 大梁
3 中間柱
3a 梁用主筋
2 大梁鉄筋篭
2a 外側主筋
2b 内側主筋

Claims (5)

  1. 複数の単位スパンを隔てて構築した主柱の間に、長大スパンの大梁を架設して構築される鉄筋コンクリート造躯体の構築工法において、
    前記主柱の構築を予定階高まで進め、同主柱間のスパンを2以上の単位スパンに区分した各位置に、大梁鉄筋篭との接合位置に梁用主筋を備えた小径の中間柱を建てる段階と、
    地上や工場等で先組みした大梁鉄筋篭を吊り上げて、前記主柱の間へ吊り込み架設して、前記小径柱との間で主筋接合を行う段階と、
    梁型枠を組み立て、コンクリート打設を行って鉄筋コンクリート造躯体の構築を行う段階とから成ることを特徴とする、鉄筋コンクリート造躯体の構築工法。
  2. 小径の中間柱は、外径が大梁鉄筋篭の横断面における少なくとも外側主筋の間を貫通可能な程度に小径の既製品であり、大梁鉄筋篭との接合位置にカンザシ状に柱体を貫通した梁用主筋を備えており、大梁鉄筋篭の内側主筋と前記梁用主筋とを接合して、コンクリートを打設し、当該大梁20と主柱10を含む鉄筋コンクリート造躯体の構築を行うことを特徴とする、請求項1に記載した鉄筋コンクリート造躯体の構築工法。
  3. 小径の中間柱は、鉄骨柱又はプレキャストコンクリート柱、若しくはコンクリート充填鋼管柱のいずれかの既製品であることを特徴とする、請求項1又は2に記載した鉄筋コンクリート造躯体の構築工法。
  4. 小径の中間柱には、大梁の負荷に耐える程度に高強度、高品質な構成の既製品を使用することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載した鉄筋コンクリート造躯体の構築工法。
  5. 数の単位スパンを隔てて構築された主柱の間に長大スパンの大梁鉄筋篭が架設されており、
    前記主柱間を2以上の単位スパンに区分した各位置であって大梁鉄筋篭との接合位置に梁用主筋を備えた小径の中間柱が建てられており
    地上又は工場等で先組みされた大梁鉄筋篭前記主柱の間へ吊り込まれて架設されており
    前記小径柱の梁用主筋を用いて大梁鉄筋篭との主筋接合が行われており
    梁型枠へのコンクリート打設により構築されていることを特徴とする、 鉄筋コンクリート造躯体。
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