JP6715590B2 - プレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法 - Google Patents

Description

本発明は、プレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法に関するものであり、詳しくは、プレキャストコンクリートブロックを用いた組ばらし設計が可能な建築構法に関するものである。

プレキャストコンクリートを用いることで柱や梁の接合を単純化し、急速施工を可能とするとともに施工性を向上させ、さらに、プレキャストコンクリート部材の標準化により、コスト削減を図る建築構法が数多く提案されている。これらの建築構法では、接合部以外の梁や柱部等を工場製品としてプレキャストコンクリートブロック化する。そして、構築場所において、プレキャストコンクリートブロックを所定の位置に据え付けた後に、接合部分を場所打ちコンクリートで形成することにより、柱梁構造の一体化を図っている。

また、プレキャストコンクリート部材を標準化することでコストを削減する方法や、柱梁接合部をボルト等で接合することにより、場所打ちコンクリートを使用しないプレキャストコンクリートの構築方法も提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。

特許文献１に記載された技術は、柱中間部材と、柱梁接合部材と、梁部材とを標準化してプレキャストコンクリートにより形成したものである。そして、柱中間部材は、下階の柱梁接合部材に載せて連結材により緊結して対向位置に建て込み、柱梁接合部材は、柱中間部材の上端に載せて連結材によりそれぞれ緊結し、梁部材は、柱梁接合部材に差し渡すとともに、その両端部を連結材によりそれぞれ緊結し、梁部材の上にスラブを載せて連結材により固定するようになっている。

特許文献２に記載された技術は、一つのプレキャストコンクリート柱に対して、枠材が梁である二つの床ユニットを接続したものである。そして、床ユニットは、床下の設備、照明、仕上げ、天井の吊り材を内包している。

特開平１１−１９６０号公報 特開２０１５−１４５５６６号公報

しかし、上述した従来技術は、施工現場における作業負担を軽減して、施工性を向上することにより、短期間での構造物の解体や新設を可能とすることを主眼としたものである。このため、昨今の社会情勢（例えば、少子高齢化に伴う街づくりの変化／コンパクトシティー化による公共施設の人口密集地域への移転）に応じた構造物自体の移築や、構造物を形成するプレキャストコンクリートブロックの再利用を含めた経済性と環境負荷低減の両立が可能な建物構築の提案は行われていない。また、プレキャストコンクリートブロックの規格化による構造物の組立て及び解体の自動化や、機械化による生産性の向上に関する発想は何ら開示されていない。

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、プレキャストコンクリートブロックの標準化を容易なものとして、機械化による構造物の自動組み立てや解体を可能とし、さらには、プレキャストコンクリートブロックの再利用を可能として、構造物のライフサイクルコストを低減させることを目的とする。

本発明に係るプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明に係るプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法は、プレキャストコンクリートブロックの端部に高剛性部材からなる接続治具を設け、当該接続治具を用いて、隣り合うプレキャストコンクリートブロック内に存在する鉄筋の定着、及び隣り合うプレキャストコンクリートブロック同士の接続を行う。隣り合うプレキャストコンクリートブロックの端面のそれぞれに、別々の接続治具が取り付けられている。また、接続治具は、隣り合うプレキャストコンクリートブロックの端面同士を向かい合わせた際に、互いに係合する凹凸部を備えている。そして、凹凸部により、プレキャストコンクリートブロックの接続部におけるせん断耐力を増加させるとともに、隣り合うプレキャストコンクリートブロック同士を接続する際に、一方の接合治具の凹凸部と他方の接合治具の凹凸部とを係合させて位置合わせを行うことを特徴とするものである。

また、上述したプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法において、接続治具に発生する耐力または応力を管理することにより、プレキャストコンクリートブロック自体の損傷を防止することが可能である。

また、上述したプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法において、接続治具により接続したプレキャストコンクリートブロックを接続治具の部分で解体し、解体後のプレキャストコンクリートブロックを再利用して建築物の再構築を行うことが可能である。

また、上述したプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法において、接続治具は、プレキャストコンクリートブロック内に存在する鉄筋の定着を行う鉄筋定着部と、隣り合うプレキャストコンクリートブロック同士の接続を行う接続部とを備え、当該接続治具が損傷した際に、少なくとも接続部を交換可能とすることが可能である。

また、上述したプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法において、接続治具を把持可能な揚重装置を用いて、隣り合うプレキャストコンクリートブロック同士の接続または解体を行うことが可能である。

また、上述したプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法において、接続治具に作用する応力、歪み、変位、加速度、振動、温度の少なくとも一つを計測することにより、プレキャストコンクリートブロックを用いた構造物の健全性を管理することが可能である。

本発明に係るプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法によれば、接続冶具を備えたプレキャストコンクリートブロックを用いることで、プレキャストコンクリートブロックの標準化が容易となり、機械化による構造物の自動組み立てや解体が可能となる。

また、プレキャストコンクリートブロックを再利用可能とすることで、構造物のライフサイクルコスト（ＬＣＣ）を飛躍的に低減することができる。このため、社会情勢の変化に応じて、例えば、コンパクトシティー化や人口分布に応じてインフラ設備の再配置を行う場合に、本発明に係る構築方法を用いることで、構造物を容易に移築することができる。

また、建造物の維持管理において、接続治具の接続部を設計管理値とすることで、従来のように、コンクリート内部に配置された鉄筋のひずみや発生する応力を、プレキャストコンクリートブロックに埋設した計器を用いて計測する必要がなくなる。そして、必要な箇所の目視点検や直接計測を行うことで、構造物の安全管理を容易かつ安価なものとすることができる。

また、接続冶具を備えたプレキャストコンクリートブロックを用いることで、梁・柱等の接合部の鉄筋組立てや過密配筋が解消されるため、場所打ちコンクリートによる未充填等の不具合の発生を防止することができる。

さらに、プレキャストコンクリートブロックの内部鉄筋を、当該プレキャストコンクリートブロックの端部に設置された接続冶具に定着させることで、一般的なＲＣ構造物のように、鉄筋の定着力を得るためのフックが不要となる。これにより、プレキャストコンクリートブロック内の過密配筋を解消することができ、プレキャストコンクリートブロック製作時におけるコンクリートの未充填等の不具合の発生を防止することができる。

本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法において使用する各部材の斜視図。 接続治具の一例を示す斜視図。 接続治具を用いた接続方法の一例を示す斜視図。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図１〜図３は本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法を説明するもので、図１はプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法において使用する各部材の斜視図、図２は接続治具の一例を示す斜視図、図３は接続治具を用いた接続方法の一例を示す斜視図である。なお、図２及び図３において、各部材の具体的形状や配設位置の理解を容易にするため、一部透過視して図示している。

＜プレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法の概要＞
本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法は、プレキャストコンクリートブロックを用いた組みばらし設計による自由断面構造の構築方法に関するものであり、特に、プレキャストコンクリートブロックの接続部に高剛性部材からなる接続治具を設けることにより、分解後(解体後)のプレキャストコンクリートブロックを容易に再利用できるようにして、生産性を向上させた建築構法である。

この建築工法は、図１に示すように、基本的な構成として、プレキャストコンクリートブロック４０の端部に高剛性部材からなる接続治具１０を設ける。高剛性部材とは、例えば、鉄等の金属やセラミックスのことをいう。また、接続治具１０は、プレキャストコンクリートブロック４０の形状に応じて、接続を行う必要がある端部に設ける。例えば、プレキャストコンクリートブロック４０が柱状であって、長さ方向の両端部で接続を行う場合には、両端部にそれぞれ接続治具１０を設ければよい。プレキャストコンクリートブロック４０の形状は、柱状のものに限定されず、断面Ｌ字状、断面Ｔ字状、断面コ字状、断面ト字状、断面十字状等、どのような形状であってもよい。この接続治具１０を用いて、隣り合うプレキャストコンクリートブロック４０内に存在する鉄筋の定着、及び隣り合うプレキャストコンクリートブロック４０同士の接続を行う。なお、図１において、符号９０はスラブを示している。接続治具１０の具体的構成は、後に詳述する。

本発明に係る建築工法では、プレキャストコンクリートブロック４０の再利用を一つの目的としているため、接続治具１０に発生する耐力または応力を管理することにより、プレキャストコンクリートブロック４０自体の損傷を防止する。これにより、本発明のプレキャストコンクリートブロック４０を用いた建築物に外力が加わった場合や、プレキャストコンクリートブロック４０の解体を行う際に、たとえ接続治具１０が損傷したとしても、プレキャストコンクリートブロック４０自体が損傷することがない。解体後のプレキャストコンクリートブロック４０は再利用することが可能であるため、当該プレキャストコンクリートブロック４０を用いて建築物の再構築を行うことができる。

＜接続治具＞
接続治具１０は、図２に示すように、プレキャストコンクリートブロック４０の端部に取り付けて、隣り合うプレキャストコンクリートブロック４０同士を接続するための部材である。この接続治具１０は、例えば、プレキャストコンクリートブロック４０内に存在する鉄筋６０の定着を行う鉄筋定着部２０と、隣り合うプレキャストコンクリートブロック４０同士の接続を行う接続部３０とを備えている。また、隣り合うプレキャストコンクリートブロック４０の端面同士を向かい合わせた際に、互いに係合する凹凸部を備えている。図２に示す例では、接続部３０の外側面に凸部３４を形成するとともに、接続部３０の外側面を相対的な凹部として機能させることにより、凹凸部が形成されている。

＜鉄筋定着部＞
鉄筋定着部２０は、図２に示すように、プレキャストコンクリートブロック４０の端面に取り付ける定着プレート２１と、定着プレート２１の外側面から突出して設けた接続凸部２２とを備えている。また、定着プレート２１には、プレキャストコンクリートブロック４０の端面から突出した鉄筋６０を挿通するための鉄筋挿通孔（図示せず）を設けてあり、接続凸部２２には、接続部３０と接続するための定着部側接続ボルト挿通孔２３を設けてある。

＜接続部＞
接続部３０は、図２に示すように、鉄筋定着部２０の外面側に取り付けて、隣り合うプレキャストコンクリートブロック４０と接続するための部材である。この接続治具１０は、例えば、図２に示すように、隣り合うプレキャストコンクリートブロック４０の接続部３０と当接する接続プレート３１と、接続プレート３１の一側面（鉄筋定着部２０側）から突出して設けた接続凹部３２と、接続プレート３１の他側面（隣り合うプレキャストコンクリートブロック４０の接続部３０側）から突出して設けた凸部３４とを備えている。また、接続凹部３２には、接続凸部２２を挿入した状態で、接続凸部２２に設けた定着部側接続ボルト挿通孔２３と一連となる凹部側接続ボルト挿通孔３３を設けてある。これにより、接続凹部３２内に接続凸部２２を挿入して、定着部側接続ボルト挿通孔２３と凹部側接続ボルト挿通孔３３を一連として接続ボルト７０を挿通し、接続ボルト７０の先端部にナット７１をねじ付けることにより、鉄筋定着部２０と接続部３０とを一体に接続することができる。

＜凹凸部＞
接続部３０の接続プレート３１の他側面（隣り合うプレキャストコンクリートブロック４０の接続部３０側）と、当該他側面に設けた凸部３４とにより凹凸部を形成する。すなわち、接続プレート３１の他側面（隣り合うプレキャストコンクリートブロック４０の接続部３０側）には、外方へ向かって突出した凸部３４が形成されており、凸部３４に対して相対的に凹状となる接続プレート３１の他側面（凹部）とにより凹凸部が形成されている。これにより、隣り合うプレキャストコンクリートブロック４０を当接した際に、凸部３４と凹部（接続プレート３１の外側面）とが係合して、隣り合うプレキャストコンクリートブロック４０同士の位置合わせを行うとともに、プレキャストコンクリートブロック４０の接続部３０におけるせん断耐力を増加させることができる。

＜プレキャストコンクリートブロックの接続＞
隣り合うプレキャストコンクリートブロック４０同士を接続するには、種々の方法がある。例えば、接続部３０同士を突き合わせて、接続部３０に設けたコッタージョイント、スライドコッタージョイント、ビクトリックジョイント、ワンタッチカプラージョイント、溶接等を用いて接続部３０同士を一体に接続すればよい。

図３を参照して、コッタージョイントの一例を説明する。図３（ａ）、（ｂ）に示すコッタージョイントは、本体部８０と本体部８０内に挿入するコッター８２とを備えている。本体部８０は、その一部が接続部３０内に位置するように設けられており、接続部３０の外側面から外方へ向かって凸部８３が突出して設けられている。また、図３（ｃ）に示すように、本体部８０には、長手方向に断面略Ｔ字状のコッター挿入孔８１を設けてある。さらに、図３（ｃ）に示す例では、コッタージョイントの本体部８０に凸部８３を設けることにより、凹凸部を形成している。

このコッタージョイントを用いて接続部３０同士を接続するには、図３（ｂ）に示すように、接続部３０同士を突き合わせて、各コッタージョイントにおいて、凸部３４と凹部（本体部８０の外側面）とを係合させて位置決めを行い、一連となったコッター挿入孔８１内に、断面略Ｈ字状のコッター８２を挿入すればよい。

また、本実施形態では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、接続部３０の接続プレート３１に連結ボルト挿通孔３５を設けてある。そして、コッタージョイントにより接続部３０同士を接続するとともに、連結ボルト挿通孔３５に連結ボルト５０を一連に挿通し、連結ボルト５０の先端部にナット５１をねじ付けることにより、接続部３０同士の接続をさらに強固なものとすることができる。

＜揚重装置＞
隣り合うプレキャストコンクリートブロック４０同士を接続する際、あるいは解体する際に、接続治具１０を把持可能な揚重装置を用いることが可能である。揚重装置は、例えば、接続治具１０を把持する把持装置と、把持装置を目的位置に移動させる移動装置とを備えている。このような装置として、把持装置を備えたクレーン等を用いることができる。

＜構造物の管理＞
本発明の構築方法では、接続治具１０に発生する耐力または応力を管理することにより、プレキャストコンクリートブロック４０自体の損傷を防止することができる。また、接続治具１０により接続したプレキャストコンクリートブロック４０を接続治具１０の部分で解体し、解体後のプレキャストコンクリートブロック４０を再利用して建築物の再構築を行うことができる。さらに、接続治具１０に作用する応力、歪み、変位、加速度、振動、温度の少なくとも一つを計測することにより、プレキャストコンクリートブロック４０を用いた構造物の健全性を管理することができる。この場合には、接続治具１０の適宜箇所に、応力、歪み、変位、加速度、振動、温度の少なくとも一つを計測するための計測装置（図示せず）を取り付けておけばよい。

１０ 接続治具
２０ 鉄筋定着部
２１ 定着プレート
２２ 接続凸部
２３ 定着部側接続ボルト挿通孔
３０ 接続部
３１ 接続プレート
３２ 接続凹部
３３ 凹部側接続ボルト挿通孔
３４ 凸部
３５ 連結ボルト挿通孔
４０ プレキャストコンクリートブロック
５０ 連結ボルト
５１ ナット
６０ 鉄筋
７０ 接続ボルト
７１ ナット
８０ 本体部
８１ コッター挿入孔
８２ コッター
８３ 凸部
９０ スラブ

Claims (6)

1. プレキャストコンクリートブロックの端部に高剛性部材からなる接続治具を設け、
   前記接続治具を用いて、隣り合うプレキャストコンクリートブロック内に存在する鉄筋の定着、及び隣り合うプレキャストコンクリートブロック同士の接続を行う建築構法であって、
   前記隣り合うプレキャストコンクリートブロックの端面のそれぞれに、別々の接続治具が取り付けられており、
   前記接続治具は、前記隣り合うプレキャストコンクリートブロックの端面同士を向かい合わせた際に、互いに係合する凹凸部を備え、
   当該凹凸部により、前記プレキャストコンクリートブロックの接続部におけるせん断耐力を増加させるとともに、前記隣り合うプレキャストコンクリートブロック同士を接続する際に、一方の接合治具の凹凸部と他方の接合治具の凹凸部とを係合させて位置合わせを行う、
   ことを特徴とするプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法。
2. 前記接続治具に発生する耐力または応力を管理することにより、前記プレキャストコンクリートブロック自体の損傷を防止する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法。
3. 前記接続治具により接続した前記プレキャストコンクリートブロックを前記接続治具の部分で解体し、解体後の前記プレキャストコンクリートブロックを再利用して建築物の再構築を行う、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法。
4. 前記接続治具は、前記プレキャストコンクリートブロック内に存在する鉄筋の定着を行う鉄筋定着部と、前記隣り合うプレキャストコンクリートブロック同士の接続を行う接続部とを備え、
   当該接続治具が損傷した際に、少なくとも前記接続部を交換可能とした、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法。
5. 前記接続治具を把持可能な揚重装置を用いて、前記隣り合うプレキャストコンクリートブロック同士の接続または解体を行う、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法。
6. 前記接続治具に作用する応力、歪み、変位、加速度、振動、温度の少なくとも一つを計測することにより、前記プレキャストコンクリートブロックを用いた構造物の健全性を管理する、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のプレキャストコンクリートブロックを用いた建築構法。

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