JP6712448B2 - 鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材 - Google Patents

Description

本発明は鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材に係り、柱梁接合部において柱と一体化した扁平梁により建物躯体の構築時に建物の外周に作業スペースを確保でき、竣工後には建物外周部の有効な利用スペースを備えることができる鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材に関する。

鉄筋コンクリート構造の超高層集合住宅の構築において、工期短縮を目的として、柱、梁、柱梁接合部をプレキャストコンクリート部材（以下、プレキャスト部材と略記す。）として工場製作しておき、これらのプレキャスト部材を現場で迅速に効率よく組み立てるようにした建築物の構築方法（特許文献１）や、これらの部材を確実に組み立てるための部材接合方法（特許文献２）が提案されている。

特許文献１に開示された構築方法では、建物内外の梁としてのプレキャストコンクリート製の順梁部材、逆梁部材とを、その配置方向（Ｘ，Ｙ方向）を考慮して組み合わせて架設することで、部材の搬入の容易化、柱梁の接合の合理化が図られる。Ｘ，Ｙ方向に延在するいずれの梁の梁幅も接合される柱の柱幅より小さく（狭く）することで部材のスリム化を図っている。

一方で、柱幅より大きい幅を有する扁平梁構法が提案されている（特許文献２，特許文献３）。これらの扁平梁構法は通常の梁よりも、梁幅を大きくしているのに対して梁せいを小さくすることで、より開放的な空間を構築でき、建物の全体高さを低くして階高を確保することができる。

特開２００６−２６５９３３号公報 特開平１１−４３９９４号公報 特開２０１５−６１９６２号公報

ところで、たとえば特許文献１に示したようなラーメン建築物では、外周部の柱梁接合部は、所定幅の柱と、柱幅より狭い梁幅の外周梁と、外周梁と概ね直角に交差する、柱幅より狭い梁幅の室内梁とで構成される。このような形状の柱梁接合部をプレキャスト部材として製作し、現場での施工合理化を図ったとしても、上階への柱ブロックの建て方、柱頭部と柱梁接合部間へのグラウト注入、躯体の外周面の仕上げ等を建物の外周面から行う揚合には、外周面に沿って外部足場を設けて各作業を行う必要がある。特に高層の建物では外部足場の組み立て作業に多大な労力とコストがかかり、足場の解体作業まで含めると工期も長くなる。

一方、柱幅より幅広の扁平梁を有する扁平梁構法を現場施工する場合、接合部周りの配筋が複雑であったり、梁下型枠を広い範囲で支保する足場等が必要となる。このため、配筋作業の効率化や足場の組み立て範囲を少なくできるプレキャストコンクリート部材として工場製作した方が好ましい。

そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、鉄筋コンクリート建築物の柱梁接合部を、外周梁に扁平梁を採用したプレキャストコンクリート部材とすることで、躯体構築時に躯体外周に作業足場を確保でき、竣工後に建物外周に有効スペースを確保できるようにした鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材は、柱部材の上面に載置され、該柱部材に一体的に接合される柱ブロックと、該柱ブロックから、桁行き方向に所定長だけ張り出すとともに、梁幅方向に前記柱ブロックの外側端より建物外側に張り出す張り出し部が前記柱ブロックの側面を囲むように一体化された扁平梁ブロックとを備え、前記柱ブロックは、建物内側側面に、前記扁平梁ブロックと直交するように、内部梁の端部となる内部梁端ブロックが一体化されたことを特徴とする。

前記柱ブロックは、建物内側側面に前記扁平梁ブロックと直交するように、内部梁の端部となる内部梁端ブロックが一体化されることが好ましい。内部梁は扁平梁としてもよい。

前記扁平梁ブロックは、上面の一部にスラブを支持する切欠が形成されたハーフプレキャストコンクリート部材からなることも好ましい。

前記柱ブロックは、ブロックを上下方向に貫通する主筋挿通孔が形成されることが好ましい。

本発明の第１実施形態としての鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材を示した斜視図。 図１に示した鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材の各部寸法例を示した平面図、側面図。 図１に示した鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材を用いた躯体構築状態を示した平面図。 図１に示した鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材を用いた躯体構築状態を示した側面図。 本発明の第２実施形態としての鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材を示した斜視図。 本発明の第３実施形態としての鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材を示した斜視図。 本発明の第４実施形態としての鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材を示した斜視図。 本発明の第５実施形態としての鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材を示した斜視図。 本発明の第６実施形態としての鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材を示した斜視図。 本発明の第７実施形態としての鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材を示した斜視図。 本発明の第８実施形態としての鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材を示した斜視図。

以下、本発明の鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材の幾つかの実施形態について、添付図を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材１０（以下、単に柱梁接合プレキャスト部材１０と記す。）と、当該階のフロア１上に立設されている柱プレキャスト部材２とを示している。以下、柱梁接合プレキャスト部材１０の概略形状について、図１を参照して説明する。第１実施形態の柱梁接合プレキャスト部材１０は、柱プレキャスト部材２の上面に載置され一体的に接合される柱ブロック１１と、柱ブロック１１から桁行き方向に所定長の張り出し部１２ａを有し、梁の幅方向の一部が柱ブロック１１の外側端１１ａ（図２各図）より建物外側に位置するように柱ブロック１１に一体化された扁平梁ブロック１２と、扁平梁ブロック１２と直交するように柱ブロック１１の側面に接合された内部梁端ブロックとで柱梁接合部を構成している。これらのうち柱ブロック１１と扁平梁ブロック１２とは、柱梁接合部の配筋を含む所定の配筋からなる設計部材寸法のフルプレキャストコンクリート部材からなる。内部梁端ブロック１３は、配筋の一部が露出したハーフプレキャストコンクリート部材からなる。なお、図１では、理解のために扁平梁ブロック１２と一体的に構築された柱ブロック１１の上面位置を破線で示している。本実施形態および以下の実施形態において、柱部材は柱プレキャスト部材２に代えて現場打ちコンクリート部材で構成してよいことはいうまでもない。

図１に示したように、柱梁接合プレキャスト部材１０の扁平梁ブロック１２の桁行き方向端面、建物内面側端面にはそれぞれ所定長さの継手筋１５，１６が突出している。また、内部梁端ブロック１３の下部端面と柱ブロック１１の端面からそれぞれ内部梁（図示せず）の主筋と接合される梁端継手筋１７が突出している。柱ブロック１１にはブロック内を上下方向に貫通する複数本の主筋挿通孔１８が形成されている。

一方、当該階の所定位置に立設されている柱プレキャスト部材２は柱頭部から複数本の主筋３が突出しており、これら主筋３を柱梁接合プレキャスト部材１０の柱ブロック１１の主筋挿通孔１８に貫通させるようにして柱プレキャスト部材２上に柱梁接合プレキャスト部材１０を接合する。そのとき、柱ブロック１１の下面と柱プレキャスト部材２の上面との間に形成された図示しないグラウト充填領域および主筋挿通孔１８と主筋３との間にグラウトを充填することで両者を一体化させる。

ここで、図１に示した柱梁接合プレキャスト部材１０を構成する各ブロックの寸法例について、図２各図、図３を参照して寸法関係について説明する。図２（ａ）は、図１に示した柱梁接合プレキャスト部材１０の概略平面図、図２（ｂ）は扁平梁の断面形、内部梁端の側面形状を示した端面図である。図３は躯体構築時における柱梁接合プレキャスト部材１０の設置状態と、内部梁端が対向するように設置された柱梁接合プレキャスト部材１０間にプレキャストコンクリート製の内部梁１４が架設された状態を示している。なお、図２各図において、図面の簡単化のため部材端面から突出する継手筋の図示を省略している。

柱梁接合プレキャスト部材１０の扁平梁ブロック１２の寸法のうち扁平梁ブロック１２の桁行き方向長さＬは、図３に示したように、桁行き方向の内部梁１４の設置間隔Ｐと、桁行き方向に２個の柱梁接合プレキャスト部材１０が配列されたときの現場打ち接合部の長さＧとから適宜設定することで決定される。たとえば梁設置間隔Ｐは建物規模にもよるが、Ｐ＝４〜１０ｍとされ、現場打ち接合部の長さＧは、主筋の継手形式によって異なるが、Ｇ＝０．２〜１．０ｍとすることが好ましい。たとえば、梁設置間隔Ｐ＝６ｍとし、現場打ち接合部長さＧ＝１ｍとしたとき、扁平梁ブロック１２の部材長さＬ＝５ｍとなる。また扁平梁ブロック１２の部材長さＬは上述の条件以外に、工場製作されたプレキャストコンクリート部材の運搬時や吊り上げ時における寸法や重量の制限も考慮することが必要である。

扁平梁の幅Ｂは扁平梁が求められている構造性能により決定されるが、本発明では、扁平梁の断面中心が柱の外側端１１ａ（図２各図）より建物外側に偏心した形状となる。これを扁平梁と柱の部材の寸法関係で示すと扁平梁の張り出し量Ｂ0とした場合、柱幅Ｄ1に対してＢ0＝（０〜１．５）×Ｄ1となる。したがって、扁平梁幅Ｂは柱幅Ｄ1に対してＢ＝（１．０〜２．５）×Ｄ1となる。部材長さＬに対する部材幅（Ｂ＋Ｓ）も工場製作される場合、運搬時の制限を受けて２．５ｍ未満となる。鉄筋コンクリート構造建物において、鉄筋コンクリート柱幅Ｄ1（Ｄ2）は、建物の規模、該当階によって異なる場合を考慮し、Ｄ1（Ｄ2）＝０．６〜１．２ｍ程度となるが、柱幅との関係に加え、特定の用途を考慮した場合に建物外周から張り出す必要量等も検討して扁平梁幅Ｂを決定することが好ましい。扁平梁の梁成ｔについても梁の構造性能によって決定されるが、扁平梁とするメリットを生かすためにｔ＝０．４〜０．５ｍとすることが好ましい。

第１実施形態の柱梁接合プレキャスト部材１０では内部梁１４の梁端部が一体的に形成されている。この部位は上述したように、ハーフプレキャスト部材として形成されているが、内部梁１４の梁型としては柱梁接合部の取り合いを考慮し、梁幅ｂ＝＜Ｄ2とすることが好ましい。たとえばｂ＝０．５ｍ程度が好適である。また、内部梁１４も扁平梁で構成する場合には、ｂ＜３×Ｄ2まで梁幅を拡幅することができる。梁成ｈは、一般にｈ＝０．６〜１．０ｍとすることが好ましく、たとえばｈ＝０．７５ｍとしたとき扁平梁の梁成ｔ＝０．４ｍとして柱ブロック１１の下面を内部梁１４の下縁と揃えると柱ブロック１１の高さｄはｄ＝０．３５ｍとなる。

図３，図４は本発明の柱梁接合プレキャスト部材１０、柱プレキャスト部材２、内部梁用のハーフプレキャスト部材１５とを用いた建物躯体の構築状態を示した平面図、側面図である。図３の平面図において、［Ｉ］通りの内部梁１４の位置にはハーフプレキャスト部材１５が架設されている。［II］通りの内部梁１４の位置にはハーフプレキャスト部材１５に現場打ちコンクリートを増し打ちして設計断面とした鉄筋コンクリート梁１６が架設されている。また、扁平梁ブロック１２の長手方向の隙間１９も梁主筋を接合した後に型枠を設けて打設された現場打ちコンクリートによって接合され、長手方向に一体化されている。この扁平梁ブロック１２は上述したように、梁の幅方向の一部が柱の外側端１１ａ（図２各図）より建物外側に張り出すように偏心して設置されている。これにより建物躯体の構築時においてこの部分を、図４に示したように、各階に位置する扁平梁の建物躯体から外方を囲むように仮設手摺５等を取り付けて柱プレキャスト部材２の建て込み作業や外周壁の構築、仕上げ作業等のための外足場として利用することができる。なお、図４において、２階の内部梁１４は、架設されたハーフプレキャスト部材１５に現場打ちコンクリート部が増し打され設計断面の鉄筋コンクリート梁１６として仕上げられている。３階の内部梁１４は、ハーフプレキャスト部材１５が対向する柱梁接合部間に架設された施工状態にある。

［第２実施形態］
図５は、第２実施形態としての柱梁接合プレキャスト部材１０を示している。本実施形態の柱梁接合プレキャスト部材１０は、柱梁接合部を構成する柱ブロック１１と、柱ブロック１１から桁行き方向に所定長の張り出し部１２ａを有し、梁の幅方向の一部が柱ブロック１１の外側端１１ａ（図２各図）より建物外側に位置するように柱ブロック１１に一体化された扁平梁ブロック１２と、扁平梁ブロック１２と直交するように柱ブロック側面に接合された内部梁端ブロック１３とから構成されている。これらのうち柱ブロック１１と扁平梁ブロック１２と内部梁端ブロック１３とは、すべて柱梁接合部の配筋を含む所定の配筋からなる設計部材寸法のフルプレキャストコンクリート部材からなる。

［第３実施形態］
図６は、第３実施形態としての柱梁接合プレキャスト部材１０を示している。本実施形態の柱梁接合プレキャスト部材１０は、柱梁接合部を構成する柱ブロック１１と、柱ブロック１１から桁行き方向に所定長の張り出し部１２ａを有し、梁の幅方向の一部が柱ブロック１１の外側端１１ａ（図２各図）より建物外側に位置するように柱ブロック１１に一体化された扁平梁ブロック１２と、扁平梁ブロック１２と直交するように柱ブロック側面に接合された扁平梁からなる内部梁端ブロック１３とから構成されている。これらのうち柱ブロック１１と扁平梁ブロック１２と内部梁端部ブロック１３とは、すべて柱梁接合部の配筋を含む所定の配筋からなる設計部材寸法のフルプレキャストコンクリート部材からなる。

［第４実施形態］
図７は、第４実施形態としての柱梁接合プレキャスト部材１０を示している。本実施形態の柱梁接合プレキャスト部材１０は、柱梁接合部を構成する柱ブロック１１と、柱ブロック１１から桁行き方向に所定長の張り出し部１２ａを有し、梁の幅方向の一部が柱ブロック１１の外側端１１ａ（図２各図）より建物外側に位置し、スラブ筋２１の定着に必要な幅にわたり梁上部が当該階のスラブ厚に相当する厚さで切欠かれ柱ブロック１１に一体化された扁平梁ブロック１２と、扁平梁ブロック１２と直交するように柱ブロック側面に接合された内部梁端ブロック１３とから構成されている。これらのうち柱ブロック１１と内部梁端ブロック１３とは、柱梁接合部の配筋を含む所定の配筋からなる設計部材寸法のフルプレキャストコンクリート部材からなる。扁平梁ブロック１２の建物側の切欠部１２ｂの端辺には、後に施工されるスラブの底面型枠としてのプレキャストコンクリート薄板２０の端部２０ａが支持される。さらにプレキャストコンクリート薄板２０上には図示しないスペーサーを介してスラブ配筋２１がなされ、所定厚のスラブコンクリートを早期に構築することができる。なお、図７では図の簡単化のために一方の切欠部にのみプレキャストコンクリート薄板２０（一部）が支持された状態が示されている。

［第５実施形態］
図８は、第５実施形態としての柱梁接合プレキャスト部材１０を示している。本実施形態の柱梁接合プレキャスト部材１０は、柱梁接合部を構成する柱ブロック１１と、柱ブロック１１から桁行き方向に所定長の張り出し部１２ａを有し、梁の幅方向の一部が柱ブロック１１の外側端１１ａ（図２各図）より建物外側に位置し、スラブ筋２１（図７）の定着に必要な幅にわたり梁上部が当該階のスラブ厚に相当する厚さで切欠かれ柱ブロック１１に一体化された扁平梁ブロック１２と、扁平梁ブロック１２と直交するように柱ブロック側面に接合された内部梁端ブロック１３とから構成されている。これらのうち扁平梁ブロック１２と内部梁端ブロック１３とはハーフプレキャストコンクリート部材からなる。

［第６実施形態］
図９は、第６実施形態としての柱梁接合プレキャスト部材１０を示している。本実施形態の柱梁接合プレキャスト部材１０は、柱梁接合部を構成する柱ブロック１１と、柱ブロック１１から桁行き方向に所定長の張り出し部１２ａを有し、梁の幅方向の一部が柱ブロック１１の外側端１１ａ（図２各図）より建物外側に位置し、柱ブロック１１の幅にわたり梁上部が当該階のスラブ厚に相当する厚さで切欠かれ柱ブロック１１に一体化された扁平梁ブロック１２とから構成されている。これらのうち扁平梁ブロック１２はハーフプレキャストコンクリート部材からなる。本実施形態では内部梁１４の梁端部が設けられていないので、内部梁１４の梁長は柱間の内のり寸法と継手接合に必要なクリアランスを差し引いた長さに設定される。

［第７実施形態］
図１０は、第７実施形態としての柱梁接合プレキャスト部材１０を示している。本実施形態の柱梁接合プレキャスト部材１０は、第２実施形態と同様に、柱梁接合部を構成する柱ブロック１１と、柱ブロック１１から桁行き方向に所定長の張り出し部１２ａを有し、梁の幅方向の一部が柱ブロック１１の外側端１１ａ（図２各図）より建物外側に位置するように柱ブロック１１に一体化された扁平梁ブロック１２と、扁平梁ブロック１２と直交するように柱ブロック側面に接合された内部梁端ブロック１３Ｓとから構成されている。これらのうち扁平梁ブロック１１と直交する内部梁端ブロック１３Ｓは、鉄骨構造からなる。すなわち、柱梁接合部内に十分定着され、柱梁接合部と一体化した鉄骨梁をプレキャストコンクリート部材から突出させた構造となっている。図示しない中央部の鉄骨梁部材とは溶接あるいはボルト接合によって一体的に接合される。また、内部梁端ブロック１３Ｓ（鉄骨梁１３Ｓ）および中央部の鉄骨梁部材のフランジ外面には頭付きスタッド等を配設し、床コンクリートとの一体化を図ることが好ましい。内部梁を鉄骨梁とすることで、鉄筋コンクリート梁に比べて大きなスパンとすることが可能になる。この鉄骨梁１３Ｓは、上述した第１〜６実施形態の柱梁接合部において、鉄筋コンクリート製の内部梁端ブロック１３に代えて用いることができることはいうまでもない。

［第８実施形態］
図１１は、第８実施形態としての柱梁接合プレキャスト部材１０を示している。本実施形態の柱梁接合プレキャスト部材１０は、第１〜７実施形態と同様に、柱梁接合部を構成する柱ブロック１１と、柱ブロック１１から桁行き方向に所定長の張り出し部１２ａ（図１）を有し、梁の幅方向の一部が柱ブロック１１の外側端１１ａ（図２各図）より建物外側に位置するように柱ブロック１１に一体化された扁平梁ブロック１２と、扁平梁ブロック１２と直交するように柱ブロック側面に接合された内部梁端ブロック１３とから構成されている。これらのうち扁平梁ブロック１１は梁の幅方向の他の側が柱ブロック１１の内側端１１ｂより建物内側に位置している。すなわち、図１１（ａ）に示したように、扁平梁ブロック１２は柱ブロック１１から幅方向に両側が張り出している。この場合、本発明の効果を発揮するために、建物外側への張り出し量の方が建物内側へより大幅に大きく設定されている。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に示した範囲内での種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲内で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。

１ フロア
２ 柱プレキャスト部材
１０ 柱梁接合プレキャスト部材
１１ 柱ブロック
１２ 扁平梁ブロック
１３ 内部梁端ブロック
１４ 内部梁
２０ プレキャストコンクリート薄板
２１ スラブ筋

Claims (4)

1. 柱部材の上面に載置され、該柱部材に一体的に接合される柱ブロックと、該柱ブロックから、桁行き方向に所定長だけ張り出すとともに、梁幅方向に前記柱ブロックの外側端より建物外側に張り出す張り出し部が前記柱ブロックの側面を囲むように一体化された扁平梁ブロックとを備え、
   前記柱ブロックは、建物内側側面に、前記扁平梁ブロックと直交するように、内部梁の端部となる内部梁端ブロックが一体化されたことを特徴とする鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材。
2. 前記内部梁は、扁平梁からなることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材。
3. 前記扁平梁ブロックは、上面の一部にスラブを支持する切欠が形成されたハーフプレキャストコンクリート部材からなることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材。
4. 前記柱ブロックは、ブロックを上下方向に貫通する主筋挿通孔が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート柱梁接合部プレキャスト部材。

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