JP6590367B2 - 建築物の架構 - Google Patents
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Description
この文献1は外殻構造に関するもので、この外殻構造では、外周柱と外周梁と内部梁とを主体とし、外周柱は鉄骨鉄筋コンクリート造(SRC造)の壁柱とし、外周梁および内部梁をいずれも鉄骨造(S造)とする。この場合、外周柱の芯鉄骨および外周梁はH形鋼とし、内部梁は外周柱の芯鉄骨のフランジに対して溶接され、外周梁のウェブは外周柱の芯鉄骨のウェブに対して構造的に直接接合されることなく外周梁の端部が外周柱の被覆コンクリートに定着されて剛接合される。そして、外周柱は芯鉄骨のウェブ同士をボルトにより締結されて上下方向に連結され被覆コンクリートが一体に定着される。このようにして内部梁を撓みにくいものにし、内部梁のスパンを大きくしている。
また、近時は現場作業の合理化、省力化が求められていて、構造躯体のプレキャスト化が望まれているものの、既述のとおり、外周柱(壁柱)は柱鉄骨と柱主筋の両方が全階層に亘って接合されるため、その施工を、工場などで外周柱を予め分割して製作したものを現場で組み立てる、所謂プレキャスト工法とするのは困難である、という問題がある。
断面略長方形の扁平な壁柱と、前記壁柱に交差して強軸方向及び弱軸方向に接合される鉄骨梁とにより構成される建築物の架構において、
前記壁柱は複数の主筋及び帯筋に被覆コンクリートが一体に打設されて形成される鉄筋コンクリート造の柱からなり、
前記壁柱に前記壁柱と前記梁との交差部毎に分割して柱軸方向に延びる鉄骨からなる応力伝達部材が内蔵され、
前記鉄骨梁は前記壁柱に前記応力伝達部材を介して接合され、前記鉄骨梁の応力を前記応力伝達部材を介して前記壁柱の鉄筋コンクリートに伝達する、
ことを要旨とする。
(1)壁柱は複数に分割された柱部材からなり、前記各柱部材が、芯部に柱軸方向に向けて応力伝達部材が配置され、前記応力伝達部材の周囲に複数の主筋及び帯筋が配筋されて、前記応力伝達部材、前記各主筋及び前記各帯筋に被覆コンクリートが一体に打設されて形成され、前記被覆コンクリート内の前記各主筋の上下いずれか一方の端部が前記被覆コンクリートの上下いずれか一方の面から所定の長さだけ突出され、上下いずれか他方の端部に所定の長さを有する筒形形状の機械式鉄筋継手用カプラが連接されて前記被覆コンクリート内に埋め込まれ、当該各機械式鉄筋継手用カプラの開口が前記被覆コンクリートの上下いずれか他方の面に開口されて、前記各柱部材が上下方向に組み立て可能なプレキャスト部材として構成される。
この場合、各柱部材は建築物の概ね階高中央で分断可能に形成されることが好ましい。
(2)壁柱の略長方形の断面は強軸方向の辺の長さが弱軸方向の辺の長さの概ね2倍以上である。
(3)応力伝達部材の上下端部近傍に配筋される帯筋量が増加され、前記応力伝達部材が負担する曲げモーメント、せん断力及び軸力を壁柱の鉄筋コンクリートに移行するようにしてもよい。
(4)応力伝達部材の上下端部の端面に支圧板が配置され、前記応力伝達部材が負担する曲げモーメント、せん断力及び軸力を壁柱の鉄筋コンクリートに移行するようにしてもよい。
図1に建築物の架構を示し、図2乃至図4にこの架構の要部を示している。
図1に示すように、この架構Fは、断面長方形の扁平な壁柱1と、壁柱1に交差して強軸方向及び弱軸方向に接合される鉄骨梁2、3とにより構成される。
図2に示すように、この架構Fでは、特に、壁柱1は複数の主筋及び帯筋に被覆コンクリートが一体に打設されて形成される鉄筋コンクリート造(RC造)の柱からなり、この壁柱1に壁柱1と鉄骨梁2、3との交差部毎に分割して柱軸方向に延びる鉄骨からなる応力伝達部材4が内蔵され、鉄骨梁2、3は壁柱1に応力伝達部材4を介して接合され、鉄骨梁2、3の曲げモーメントをこの応力伝達部材4を介して壁柱1の鉄筋コンクリートに伝達するようになっている。
この場合、応力伝達部材4は、図3、図4に示すように、H形鋼からなり、被覆コンクリート14の高さよりも小さい範囲で、鉄骨梁2、3の上下の各面から上下方向に延び、鉄骨梁2、3の曲げモーメントを柱部材11の鉄筋コンクリート部分に伝達可能な所定の長さに形成される。この応力伝達部材4の高さ方向略中央には、H形鋼のウェブ41の両面に略直角に強軸方向の鉄骨梁(外周梁)2の一部として短いH形鋼の一部が溶接により接合されて、被覆コンクリート14の強軸方向の各面から外側に向けて突出され、H形鋼の一方のフランジ42に略直角に弱軸方向の鉄骨梁(内部大梁)3の一部としてH形鋼の一部が溶接により接合されて、被覆コンクリート14の一方の弱軸方向の面(この場合、建築物の内部側となる面)から外側(建築物の内部方向)に向けて突出される。各主筋12は、図3に示すように、上下いずれか一方の端部、この場合、上端部121が被覆コンクリート14の上下いずれか一方の面、この場合、上面141から所定の長さだけ突出され、上下いずれか他方の端部、この場合、下端部122に所定の長さを有する筒形形状の機械式鉄筋継手用カプラ123が連接されて被覆コンクリート14内に埋め込まれ、各機械式鉄筋継手用カプラ123の開口が被覆コンクリート14の上下いずれか他方の面、この場合、下面142に開口される。被覆コンクリート14は、長方形の断面の強軸方向の辺の長さが弱軸方向の辺の長さの概ね2倍以上になるように設定され、高さが建築物の概ね階高中央で分断されるように設定されて、断面長方形の扁平なブロックとして形成される。
このようにして各柱部材11は、長方形の断面の強軸方向の辺の長さが弱軸方向の辺の長さの概ね2倍以上に設定され、高さが各柱部材11が建築物の概ね階高中央で分断されるように設定されて、各柱部材11を上下方向に組み立て可能なプレキャスト部材として構成される。
このような構造形式により、建築物の外壁面となる位置に断面長方形の扁平な壁柱1を複数設置し、桁行方向、張間方向の各壁柱1間に鉄骨梁2を架設して、建築物の外周構面を構成して地震力の多くを負担し、内部は桁行方向に配設される各壁柱1から張間方向に大スパンを飛ばす鉄骨梁(大梁)3を架設して、建築物の架構Fを構築する(図1参照)。
すなわち、壁柱1を複数の柱部材11により構成し、各柱部材1内の各主筋12の上下いずれか一方の端部を被覆コンクリート14の上下いずれか一方の面から所定の長さだけ突出し、上下いずれか他方の端部に所定の長さを有する筒形形状の機械式鉄筋継手用カプラ123を連接して被覆コンクリート14内に埋め込み、各機械式鉄筋継手用カプラ123の開口を被覆コンクリート14の上下いずれか他方の面に開口し、また、各柱部材11を建築物の概ね階高中央で分断可能に形成することで、壁柱1のプレキャスト化を容易に行うことができる。この場合、壁柱1をプレハブ工場のベッド面に寝かせて打設すれば、プレキャスト部材を形成する側面の型枠面積が小さくなり、プレキャスト部材の製作費を安価にすることができる。また、プレキャスト部材の形状は単純な直方体であり、各階、各壁柱でほぼ同一の形状であるため、生産性が高い。さらに、扁平なプレキャスト部材とすることで、その運搬がしやすいという利点もある。また、この場合、各柱部材11内部の応力伝達部材4に鉄骨梁2、3の一部を接合し、各柱部材11の強軸方向、弱軸方向の各面から突出させたので、それぞれに、鉄骨梁2、3の残部を鉄骨継手を介して簡易に連結することができ、強軸方向の面から突出する鉄骨梁(桁行方向の鉄骨梁)2同士ならばこの鉄骨梁2同士を直接接合することもできる。
また、このようなプレキャスト化により構築される架構Fは、RC造の壁柱11と2方向の鉄骨梁2、3で自重と水平力を負担できるため、フレーム全体を先行して構築することができ、その結果、工期を大幅に短縮することができる。当然のことながら、建て逃げも可能である。
したがって、この架構Fの構造形式によれば、壁柱11の構造を簡略化して、壁柱11のプレキャスト化を図ることができ、壁柱11の施工を省力省人化、合理化して、大幅な工期の短縮を図ることができる。
1 壁柱
11 柱部材
12 主筋
121 上端部
122 下端部
123 機械式鉄筋継手用カプラ
13 帯筋
14 被覆コンクリート
141 上面
142 下面
15 支圧板
2 鉄骨梁(外周梁)
3 鉄骨梁(内部梁)
4 応力伝達部材
41 ウェブ
42 フランジ
Claims (6)
- 断面略長方形の扁平な壁柱と、前記壁柱に交差して強軸方向及び弱軸方向に接合される鉄骨梁とにより構成される建築物の架構において、
前記壁柱は複数の主筋及び帯筋に被覆コンクリートが一体に打設されて形成される鉄筋コンクリート造の柱からなり、
前記壁柱に前記壁柱と前記梁との交差部毎に分割して柱軸方向に延びる鉄骨からなる応力伝達部材が内蔵され、
前記鉄骨梁は前記壁柱に前記応力伝達部材を介して接合され、前記鉄骨梁の応力を前記応力伝達部材を介して前記壁柱の鉄筋コンクリートに伝達する、
ことを特徴とする建築物の架構。 - 壁柱は複数に分割された柱部材からなり、前記各柱部材が、芯部に柱軸方向に向けて応力伝達部材が配置され、前記応力伝達部材の周囲に複数の主筋及び帯筋が配筋されて、前記応力伝達部材、前記各主筋及び前記各帯筋に被覆コンクリートが一体に打設されて形成され、前記被覆コンクリート内の前記各主筋の上下いずれか一方の端部が前記被覆コンクリートの上下いずれか一方の面から所定の長さだけ突出され、上下いずれか他方の端部に所定の長さを有する筒形形状の機械式鉄筋継手用カプラが連接されて前記被覆コンクリート内に埋め込まれ、当該各機械式鉄筋継手用カプラの開口が前記被覆コンクリートの上下いずれか他方の面に開口されて、前記各柱部材が上下方向に組み立て可能なプレキャスト部材として構成される請求項1に記載の建築物の架構。
- 各柱部材は建築物の概ね階高中央で分断可能に形成される請求項2に記載の建築物の架構。
- 壁柱の略長方形の断面は強軸方向の辺の長さが弱軸方向の辺の長さの概ね2倍以上である請求項1乃至3のいずれかに記載の建築物の架構。
- 応力伝達部材の上下端部近傍に配筋される帯筋量が増加され、前記応力伝達部材が負担する曲げモーメント、せん断力及び軸力を壁柱の鉄筋コンクリートに移行する請求項1乃至4のいずれかに記載の建築物の架構。
- 応力伝達部材の上下端部の端面に支圧板が配置され、前記応力伝達部材が負担する曲げモーメント、せん断力及び軸力を壁柱の鉄筋コンクリートに移行する請求項1乃至4のいずれかに記載の建築物の架構。
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