JP6382767B2

JP6382767B2 - 鉄骨建物の外周部の基礎およびその施工方法

Info

Publication number: JP6382767B2
Application number: JP2015091173A
Authority: JP
Inventors: 陽二山口; 加藤　真一郎; 真一郎加藤; 高木　直; 直高木; 仁司早野
Original assignee: 株式会社住金システム建築
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2018-08-29
Anticipated expiration: 2035-04-28
Also published as: JP2016205073A

Description

本発明は、鉄骨地中梁と乾式腰壁による鉄骨建物の外周部の基礎およびその施工方法に関し、現場施工の省力化と工期の短縮化、さらに品質の向上等を可能にしたものである。

工場、倉庫、格納庫などといった比較的広い室内空間を必要とする建物は、一般に柱や梁などの主要部がＨ形鋼などの鉄骨材からなる鉄骨構造によって構築され、また各柱の下端部には柱ごとに上部荷重を支えるRC構造の独立基礎が配置され、さらに各基礎と基礎との間にRC構造の地中梁(基礎梁)が配置されることが多い。

また、外壁は防火、長年の太陽光や風雨などによるよごれや劣化等から保護する必要から、鉄骨軸組の屋外側にALC板などの不燃性の外装材を取り付ける等して施工される。

また特に、地盤面より一定高さまで（例えば窓下まで）の腰壁は、一般に、例えば、図５に図示するように基礎30、地中梁31および一階床スラブ32と一体に場所打ちコンクリートによるRC構造によって施工されている。図中、符号33が腰壁である。

また、鉄骨地中梁と乾式腰壁によって施工されることもあり、例えば、特許文献１には、複数の独立コンクリート部材を建物桁行き方向と妻方向にそれぞれ間隔をおいて敷設し、当該複数の独立コンクリート部材間にＨ形鋼梁を架け渡し、当該Ｈ形鋼梁および前記独立コンクリート部材の屋外側に化粧カバーを取り付けることにより施工された建物の基礎構造が開示されている。

特許文献１特開２０１５−３０９９６号公報
特許文献２特開２０１３−８３０６２号公報
特許文献３特開平０７−３０５３３８号公報
特許文献４特開平０７−１５８１０１号公報

しかし、場所打ちコンクリートによるRC構造の基礎は、型枠の設置、鉄筋の加工や配筋、さらには養生、型枠の解体撤去等と現場における作業が非常に多く、このため現場作業が煩雑化し、工期の長期化等が避けられない等の課題があった。

また、型枠の設置、解体撤去および鉄筋の加工、配筋は、いずれも熟練した職人によって行われるが、高齢化等により年々その手配が困難になっている。また、その作業内容も各職人の技量によって品質や迅速性にばらつきが生じやすく、常に高品質、短期施工を求めることは困難になっている。

また、特許文献１に開示された建物の基礎構造では、化粧カバーは単体のサイディング材などであり、このため、単に図７に図示するような取付金具によってＨ形鋼梁に部分的に固定するだけでは、強度面はもとより防火面でも大きな問題がある。

本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、特に腰壁を腰壁下軸組に複数の繊維補強セメント板を取り付けて構成することにより現場施工の省力と工期の短縮化等を可能にした鉄骨建物の外周部の基礎およびその施工方法を提供することを目的とする。

本発明は、地盤面より所定深さの掘削底面に施工されたRC構造の耐圧版と、当該耐圧版の上に一定間隔おきに立設された複数の鉄骨柱と、当該各鉄骨柱間の耐圧版の上に敷設された複数の鉄骨地中梁と、当該鉄骨地中梁および前記鉄骨柱の屋外側に地盤面より所定高さに渡って設置された腰壁を備えた鉄骨建物の外周部の基礎の発明であり、特に前記腰壁は前記鉄骨地中梁および鉄骨柱の屋外側に、複数の胴縁材と桟材とから構成され、かつ地盤面より所定高さに渡って取り付けられた腰壁下軸組と当該腰壁下軸組の屋外側に重ねて取付けられた複数の繊維補強セメント板とから構成されていることを特徴とするものである。

耐圧版に代えてRC構造の基礎フーチングが設置されてもよく、この場合、地盤面より所定深さの掘削底面上にRC構造の基礎フーチングを間隔をおいて配置し、当該各基礎フーチングの上に鉄骨柱を立設し、当該各鉄骨柱間に鉄骨地中梁を架設し、当該鉄骨地中梁および前記鉄骨柱の屋外側に腰壁を設置すればよい。

何れの場合も、腰壁下軸組と繊維補強セメント板の下端部は、前面地盤の雨水等による流失に備えて地盤中に延長して設置するのがよい。

また、鉄骨下軸組は作業ヤード等で人力でも取り扱い可能な大きさに予め組み立ててから、鉄骨地中梁と鉄骨柱の屋外側に設置することにより鉄骨下軸組の設置作業を効率的に行うことができる。腰壁下軸組の軸組材には軽量角形鋼管、軽量溝形鋼、軽量山形鋼などの軽量形鋼を利用することができ、またこれらの部材を互いに溶接またはビス止めして連結することにより腰壁下軸組を容易に組み立てることができる繊維補強セメントは、繊維混入押出成形セメント等のセメント板であり、人力でも取り扱い可能な大きさに形成され、少なくとも２枚の繊維補強セメントを重ねて取り付けることにより所定の耐火性能と強度を持たせることができる。さらに、繊維補強セメント板はビス止めにより腰壁下軸組に容易に止め付けることができる。

なお、繊維補強セメント板の一例として、例えば、組成：セメント49.3(±4.9)質量%、けい酸質原料34.2(±3.4)質量%、無機質混和材11.0(±1.1)質量%、有機質混和材4.4(±0.5)質量%、メチルセルロース1.1(±0.1)質量%、密度：1.25(±0.13)g/cm³、板厚さ：30(-2,+3)mm、の繊維混入押出成形板を利用することができる。

本発明によれば、特に腰壁が鉄骨地中梁および鉄骨柱の屋外側に地盤面より所定高さに渡って取り付けられた腰壁下軸組と当該腰壁下軸組の屋外側に重ねて取付けられた複数の繊維補強セメント板とから構成されていることにより、従来の腰壁施工用のコンクリート型枠の設置、撤去作業および鉄筋の加工、配筋等の現場作業を省略することができる。

また、これにより現場作業の大幅な省力化と工期の大幅な短縮化が可能になり、さらに型枠工と鉄筋工の手配が不要になる等の効果がある。

また、繊維補強セメントは、人力でも取り扱い可能な大きさに形成され、かつビス止めによって腰壁下軸組に容易に止め付けることが可能なことにより作業性もよい。また、少なくとも２枚の繊維補強セメント板が重ねて取り付けられていることにより必要な耐火性能と強度を持たせることができる。

鉄骨地中梁と腰壁を備えた鉄骨建物の直接基礎の外周部を示す縦断面図である。腰壁の構造を示す一部斜視図である。腰壁の構造を示し、図3(a)はその一部縦断面図、図3(b)はその一部水平断面図である。鉄骨地中梁と腰壁を備えた鉄骨建物の外周部の基礎フーチングを示す縦断面図である。 RC構造の地中梁と腰壁を備えた従来の鉄骨建物の外周部の基礎を示す縦断面図である。

図１〜図３は、工場や倉庫などの鉄骨建物の外周部の基礎を図示したものであり、鉄筋コンクリート(以下「RC」)構造の耐圧版(ベタ基礎または直接基礎)１の周縁部に角形鋼管からなる複数の鉄骨柱(以下「柱」)２が桁行き方向とスパン方向にそれぞれ一定間隔おきに建て付けられている。

また、各柱2,2間の耐圧版１の上にＨ形鋼からなる鉄骨地中梁(以下「地中梁」)３が敷設され、さらに耐圧版１の屋外側、地中梁３の屋外側および柱２の屋外側に捨て型枠４、腰壁５および外壁６が後述する捨てコンクリート９の上面より柱２の上方にかけて互いに隣接し、かつ耐圧版１の周方向にそれぞれ連続して設置されている。

また、地中梁3,3間にRC構造の床スラブ７が設置され、捨て型枠４および腰壁５と地中梁３との間に地中壁８が耐圧版１および床スラブ７と一体に施工されている。

耐圧版１は、地盤面より所定深さの掘削底面上に敷き詰められた割栗石の上に水平に打設された捨てコンクリート９の上に場所打ちコンクリートによるRC構造によって施工され、特に寒冷地においては凍害に備えて凍結深度より深い位置に施工されている。

また、各柱２の下端部は耐圧版１の上にアンカーボルト等の複数の注脚金物(図省略)によって一体的に固定され、各地中梁３の両端部は各柱2,2の下端部に溶接または接合プレートおよび接合ボルト等の接合金物(図省略)によって一体的に接合され、さらに各地中梁３の下端部は耐圧版１に複数のアンカーボルト10によって一体的に固定されている。

捨て型枠４は、耐圧版１を施工するためのコンクリート型枠であり、捨てコンクリート9の上にキーストンプレート等の波形鋼板を建て付けることにより施工されている。
なお、当該捨て型枠４は耐圧版１のコンクリートを打設する前に設置されている。

また、捨て型枠４は、捨てコンクリート9の上面より地中梁３のほぼ中間部付近までの高さに施工され、下端部を捨てコンクリート9の上に、上端部を腰壁５の後述する腰壁下軸組11の下部胴縁11bにそれぞれビス止めすることにより固定されている。

腰壁５は特に、防火、長年の太陽光や風雨などによるよごれや劣化等を防止するため、地盤面より一定高さまで（例えば窓下まで）施工される外壁であり、捨て型枠４の上端部から柱２の下端部にかけて組み付けられた腰壁下軸組11の屋外側に繊維補強セメント板12を２枚重ねて取り付けることにより施工されている。

また、腰壁５の下端部は前面地盤の雨水などによる流失等に備えて地盤面下の捨て型枠の４の上端部まで地盤中に延長して捨て型枠４と連続して施工されている。

腰壁下軸組11は地中梁３の屋外側と柱2,2の下端部の屋外側に、それぞれに地中梁３の軸方向に水平に架け渡された上部胴縁11aおよび下部胴縁11bと当該上下胴縁11a,11b間に当該上下胴縁11a,11bの軸方向に一定間隔おきに組み付けられた複数の縦桟11cとから地中梁２の軸方向に長い格子枠状に組み付けられている。

なお、腰壁軸組11は、腰壁５の高さに応じて上下の胴縁11aと11b間に一または複数の中胴縁11dが組み付けられることがある(図２参照)。また、腰壁下軸組11は人力で取り扱い可能な大きさに組み立てられ、また上下胴縁11a,11bと縦桟11cにはそれぞれ軽量角形鋼管と軽量Ｌ形鋼または軽量山形鋼などが用いられ、互いにビス止めまたは溶接によって連結されている。

このように組み付けられた腰壁下軸組11は、下端部を地中梁２のウェブの側部に突設されたブラケット13にビス止めし、中間部を地中梁２の上部フランジに取り付けられたランナーまたはブラケット14にビス止めまたは溶接することにより固定されている。

繊維補強セメント板12は、繊維混入押出成型セメント板などのセメント板から形成され、人力でも取り扱い可能な大きさに形成され、かつ少なくとも２枚重ねて取り付けることにより所定の耐火基準と強度を満たすように形成されている。また、上下両端部を腰壁下軸組11の上下胴縁11aと11bにそれぞれビス止めすることにより固定されている。

外壁６は柱2,2の屋外側にALC板などの複数の外壁パネルを地中梁３の軸方向に互いに隣接して設置することにより施工され、特に、各外壁パネルの下端部は腰壁下軸組11の上部胴縁11bの上側に固定されている。そして、外壁６と腰壁５との間に金属板などから形成された水切り15が取り付けられている。

床スラブ７は、平行に対向する地中梁3,3間にデッキプレート等の波形鋼板からなる捨て型枠16を敷設し、その上にワイヤメッシュまたは鉄筋7aを配筋し、かつコンクリート7bを打設することにより施工されている。

また特に、コンクリート7bを地中梁２と捨て型枠４および腰壁５との間まで連続して打設することにより地中壁８が施工されている。この位置に地中壁８を施工することにより、特に腰壁５を地中梁３と一体化させることができ、これにより腰壁５の強度向上が図れると共に基礎部全体の強度を高めることができる。

このような構成において、次に施工手順を説明する。

(1) 最初に、所定深さに掘削した掘削底面上に割栗石を敷き詰め、その上に捨てコンクリート９を水平に打設し、かつその上に耐圧版１の補強筋1aを配筋する。

(2) 次に、柱２を建て付ける位置に各柱２の下端部を固定するためのアンカーボルト等の柱脚金物(図省略)を設置し、また、各柱脚金物間に地中梁３を敷設する。特に、地中梁３は耐圧版１の補強筋1aから浮かせて配置することにより、後から打設する耐圧版1のコンクリート1bの厚さを十分に確保する。また、地中梁２の下端面に複数のアンカー10を予め突設しておく。

(3) 次に、地中梁３の屋外側に腰壁下軸組11を取り付け、壁下軸組11と捨てコンクリート９との間に捨て型枠４を設置する。腰壁下軸組11は、予め適当な大きさに地組してから地中梁３の屋外側に取り付けることにより効率的に作業を行うことができる。

また、捨て型枠４は捨てコンクリート９の上に建て付け、下端部を捨てコンクリート９の上にランナー4aを介して固定し、上端部を腰壁下軸組11の下部胴縁11bにビス止めして固定する。

(4) 次に、捨て型枠４内にコンクリート1bを打設する。コンクリート1bは、地中梁２の下部フランジの下端面まで打設し、充分に養生する。

(5) 耐圧版１のコンクリート1bが充分な強度を発現したら、各柱２を建て付け、下端部を耐圧版１の上に当該耐圧版１の上に予め突設されたアンカーボルト等の柱脚金物によって一体的に固定する。また、各地中梁３の両端部を各柱2,2の下端部に一体的に接合する。

(6) 次に、地中梁3,3間にデッキプレート等の波形鋼板からなる捨て型枠16を敷設し、その上に床補強筋7aを配筋する。また、腰壁下軸組11の屋外側に２枚の繊維補強セメント板12を重ねて取り付けることにより腰壁５を施工する。

なお、繊維補強セメント板12は腰壁下軸組11の上下胴縁11aと11bに一枚ずつビス止めすることにより確実に固定することができる。また、隣接する各パネル12,12間に目地部材やシール材を介在したり、あるいは継手を形成する等して各パネル間の止水性を図る(3(a),(b)参照)。

(7) 次に、床捨て型枠16の上にコンクリート7bを打設して床スラブ７を施工する。同時に、地中梁３と捨て型枠４および腰壁５との間にコンクリートを打設して地中壁８を施工する。以上の施工手順により基礎の施工は完了する。そして、基礎の施工が完了したら腰壁５の上にALC板などによって外壁６を施工する。

図４は、本発明の他の実施形態を図示したものであり、地盤面より所定深さの掘削底面上に打設された捨てコンクリート９の上に、基礎杭17によって支持された基礎フーチング18が建物の桁行き方向と妻方向にそれぞれ一定間隔おきに敷設されている。

各基礎フーチング18の上端面は、捨てコンクリート９の上面とほぼ面一に施工され、当該各基礎フーチング18の上端部に柱２がそれぞれ建て付けられ、また、各柱2,2間に地中梁３がそれぞれ架設されている。

さらに、地中梁３および柱２の屋外側に捨て型枠19、腰壁５および外壁６が基礎フーチング18および捨てコンクリート９より上方に互いに隣接し、かつそれぞれ地中梁２の周方向に連続して設置されている。

また、地中梁3,3間にRC構造の床スラブ７が設置され、捨て型枠19および腰壁５と地中梁３との間に地中壁８が施工されている。

基礎フーチング18は、基礎杭17の頭部17aの周囲に設置された捨て型枠20内に基礎補強筋(図省略)を配筋し、コンクリート18aを打設することにより基礎杭17と一体に施工されている。

また、各基礎フーチング18の上端部にレベル調整機能を備えた複数のアンカーボルト21,21が突設されている。そして、当該基礎フーチング18の上端部に各柱２の下端部が複数のアンカーボルト21,21によって一体的に固定されている。また、各柱2,2の下端部に各地中梁３の両端部が溶接または接合プレートや接合ボルト等の接合金物(図省略)によって一体的に接合されている。

捨て型枠19は、地中壁８を施工するためのコンクリート型枠であり、捨てコンクリート９および基礎フーチング18の上面にキーストンプレート等の波形鋼板を建て付けることにより施工されている。また、捨て型枠19は、捨てコンクリート９および基礎フーチング18の上端面より地中梁３のほぼ中間部付近までの高さに施工され、下端部を捨てコンクリート９および基礎フーチング18の上に、上端部を腰壁５の腰壁下軸組11にそれぞれビス止めすることにより固定されている。

腰壁５は、捨て型枠19の上端部から柱２の下端部にかけて組み付けられた腰壁下軸組11の屋外側に２枚の繊維補強セメント板12を重ねて取り付けることにより施工されている。

また、腰壁５の下端部は前面地盤の雨水などによる流失に備えて、地盤面下の捨て型枠19の上端部まで地盤中に設置され、かつ捨て型枠19と連続して施工されている。

腰壁下軸組11は、地中梁３の屋外側および柱2,2の下端部の屋外側に、それぞれに地中梁３の軸方向に水平に架け渡された上下部胴縁11a,11bおよび中胴縁11dとこれらの各胴縁11a,11c間、11c,11b間にそれぞれ組み付けられた複数の縦桟11cとから地中梁３の軸方向に長い格子枠状に組み付けられている。

このように組み付けられた腰壁下軸組11は、地中梁３の側部に取り付けられたスチフナー22に複数のブラケット23を介して固定されている。そして、当該腰壁下軸組11の上に２枚の繊維補強セメント板12がス止めして取り付けられ、また、柱2,2の屋外側にALC板などの複数の外壁パネルを取り付けることにより外壁６が施工されている。

なお、当該実施形態の施工方法は、図１〜図３で説明した実施形態の施工方法とほぼ同じである。

本発明は、鉄骨建物の外周部の基礎を熟練した型枠工と鉄筋工によらなくても、短期間でかつ効率的に施工することができる。

１耐圧版
２柱(鉄骨柱)
３地中梁(鉄骨地中梁)
４捨て型枠
５腰壁
６外壁
７床スラブ
８剛体壁
９捨てコンクリート
10 アンカーボルト
11 腰壁下軸組
11a 上部胴縁(胴縁材)
11b 下部胴縁(胴縁材)
11c 縦桟(桟材)
12 繊維補強セメント板
13 ブラケット
14 ブラケット
15 水切り
16 捨て型枠
17 基礎杭
18 基礎フーチング
19 捨て型枠
20 捨て型枠
21 アンカーボルト
22 スチフナー
23 ブラケット

Claims

地盤面より所定深さの掘削底面に施工されたRC構造の耐圧版と、当該耐圧版の上に一定間隔おきに立設された複数の鉄骨柱と、当該各鉄骨柱間の耐圧版の上に敷設された複数の鉄骨地中梁と、当該鉄骨地中梁および前記鉄骨柱の屋外側に地盤面より所定高さに渡って設置された腰壁を備えた鉄骨建物の外周部の基礎において、前記腰壁は前記鉄骨地中梁および鉄骨柱の屋外側に、複数の胴縁材と桟材とから構成され、かつ地盤面より所定高さに渡って取り付けられた腰壁下軸組と当該腰壁下軸組の屋外側に重ねて取付けられた複数の繊維補強セメント板とから構成されていることを特徴とする鉄骨建物の外周部の基礎。
地盤面より所定深さの掘削底面に間隔をおいて施工されたRC構造の基礎フーチングと、当該各基礎フーチングの上に立設された複数の鉄骨柱と、当該各鉄骨柱間に架設された複数の鉄骨地中梁と、当該鉄骨地中梁および前記鉄骨柱の屋外側に、地盤面より所定高さにわたって設置された腰壁を備えた鉄骨建物の外周部の基礎において、前記腰壁は前記鉄骨地中梁および鉄骨柱の屋外側に、複数の胴縁材と桟材とから構成され、かつ地盤面より所定高さに渡って取り付けられた腰壁下軸組と当該腰壁下軸組の屋外側に重ねて取付けられた複数の繊維補強セメント板とから構成されていることを特徴とする鉄骨建物の外周部の基礎。
請求項１または２記載の鉄骨建物の外周部の基礎において、腰壁下軸組および腰壁パネルの下端部は地盤中に延長して取り付けられていることを特徴とする鉄骨建物の外周部の基礎。
請求項１〜３のいずれかひとつに記載の鉄骨建物の外周部の基礎において、繊維補強セメント板は繊維混入押出成形板より人力により取扱可能な大きさに形成され、かつ少なくとも２枚の繊維補強セメント板が腰壁下軸組の上に重ねてビス止めして取り付けられていることを特徴とする鉄骨建物の外周部の基礎。
地盤面より所定深さの掘削底面に施工されたRC構造の耐圧版と、当該耐圧版の上に一定間隔おきに立設された複数の鉄骨柱と、当該各鉄骨柱間の耐圧版の上に敷設された複数の鉄骨地中梁と、当該鉄骨地中梁および前記鉄骨柱の屋外側に設置された腰壁を備えた鉄骨建物外周部の基礎の施工方法において、前記耐圧版、鉄骨柱および鉄骨地中梁を施工した後、前記鉄骨地中梁および鉄骨柱下端部の屋外側に、複数の胴縁材と桟材とからなる腰壁下軸組を地盤面より所定高さに渡って設置し、当該腰壁下軸組の屋外側に少なくとも２枚の繊維補強セメント板を重ねてビス止めして取り付けることを特徴とする鉄骨建物外周部の基礎の施工方法。