JP6785564B2

JP6785564B2 - 連結構造及び壁材

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Publication number: JP6785564B2
Application number: JP2016030193A
Authority: JP
Inventors: 麻起大和矢; 智昭杉山; 藤村　太史郎; 太史郎藤村
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2020-11-18
Anticipated expiration: 2036-02-19
Also published as: JP2017145662A

Description

本発明は、プレキャストコンクリート製の壁材と建物躯体とを連結する連結構造に関する。

プレキャストコンクリート製の壁材を、建物躯体の床や梁などに連結する方法として、ファスナーを用いたものが知られている（例えば特許文献１）。

特開２０１５−１３２１３９号公報

一般的な壁材の場合、ファスナーは壁材の上部において、左右に離間して二か所配設される。しかし、ボーダー状の壁材のように、幅が小さい壁材の場合、ファスナーを左右に離間して二か所配設することが困難である。ファスナーは、壁材の自重を支持すると共に、地震などにより横力も作用する。ファスナーを一か所に配設した場合、二か所に配設する場合よりも横力の耐力が劣るため、ファスナーの引き抜き防止対策が必要である。

本発明の目的は、横力に対するファスナーの引き抜き防止性能を向上することにある。

本発明によれば、例えば、ファスナーを幅方向の離間した二か所に配設できず、かつ、壁幅よりも壁厚が大きいプレキャストコンクリート製の壁材と建物躯体とをファスナーで連結する連結構造であって、前記壁材は、その上部に一つだけ設けられたファスナーと、その下部に設けられた連結ボルトで前記建物躯体と連結され、前記ファスナーは、前記壁材に固着される本体プレートと、前記本体プレートから縦姿勢で前記建物躯体側に突設されており、前記建物躯体と連結される躯体連結部と、前記本体プレートから縦姿勢で前記壁材側に突設され、前記壁材に埋設された第一の定着板と、前記本体プレートから縦姿勢で前記壁材側に突設され、前記第一の定着板から前記壁材の幅方向に離間して前記壁材に埋設された第二の定着板と、一方端部と他方端部が前記第一の定着板と前記第二の定着板とにそれぞれ固定され、これらの定着板を連結して引き抜きに抵抗する少なくとも一つの連結部材と、を備え、前記連結部材は、前記本体プレートから前記壁材の厚さ方向に離間して設けられていることを特徴とする連結構造が提供される。

本発明によれば、横力に対するファスナーの引き抜き防止性能を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る壁材の斜視図。（Ａ）は本発明の一実施形態に係る連結構造の外観図、（Ｂ）および（Ｃ）は補強筋の形状の説明図。図２（Ａ）のI-I線断面図。図３のII-II線断面図。別例の断面図。（Ａ）および（Ｂ）は別例の断面図。（Ａ）〜（Ｅ）は別例の説明図。

＜第一実施形態＞
図１は本発明の一実施形態に係る壁材１の斜視図である。図１を含む各図において、矢印Ｚは上下方向（鉛直方向）を示し、矢印Ｘ及びＹは互いに直交する水平方向を示す。特に、矢印Ｘは壁材１の厚み方向（法線方向）を示し、矢印Ｙは壁材１の左右方向（面方向あるいは幅方向）を示す。

壁材１はプレキャストコンクリート製であり、その外観は概ね直方体形状をなしている。壁材１の内面１ａは室内側の面であり、外面１ｂは室外側の面である。壁材１の上部にはファスナ４が設けられている。図１の場合、ファスナ４の一部の構成が図示されている。ファスナ４は壁材１の製造時に壁材１に設けられる。

本実施形態の壁材１は左右方向の幅が比較的小さいボーダー状の壁材であり、全体として縦長の外観を有している。壁材１の左右方向の幅が小さいため、配設スペース上、ファスナ４は、壁材１の上部に一つだけ設けらており、後述する本体プレート１の幅は壁材１の幅と同じとなっている。

ファスナ４の固着力を向上するためには、ファスナ４の固着部位において壁材１の配筋量を増量することが有効である。配筋量を増量するためにはかぶり厚の確保のため、壁材コンクリートを厚くすることが必要となる場合があるが、壁材１の全域に渡ってその厚さを厚くすると重量増を招く。そこで、本実施形態では、壁材１は、ファスナ４の固着部位を含む上部の領域において、他の領域よりもその厚さを厚くしている。

図２〜図４は本発明の一実施形態に係る連結構造Ａを示している。連結構造Ａは壁材１と建築躯体３とをファスナ４で連結する構造である。図２（Ａ）は連結構造Ａの外観図であり、図１の視線ｄ１方向に見た場合（室内側から見た場合）におけるファスナ４周辺の構造を示している。図３は図２（Ａ）のI-I線断面図、図４は図３のII-II線断面図である。

本実施形態の場合、壁材１の上方に壁材２が並べて配置される例を想定している。壁材２は本実施形態の場合、壁材１と同じ構成のものを想定しているが、異なる構成であってもよい。壁材２の構成のうち、壁材１と同じ構成については壁材１と同じ符号を付している。本実施形態の場合、建築躯体３は鉄骨梁３４を含む。

壁材１の壁材コンクリートには、複数の縦筋１１及び横筋１２が全体に渡って配筋されている。鉄筋１１は、Ｚ方向に延びる縦筋である。鉄筋１２は、Ｙ方向に延びる横筋である。各図においては、説明図が煩雑にならないように鉄筋１１および１２の図示を省略している場合がある。

ファスナー４は、本体プレート４１と、躯体連結部４２と、定着板４３と、定着筋４４、４５とを含む。

本体プレート４１は板状の鋼材であり、その法線方向がＸ方向を指向する姿勢で壁材１に固着されている。本体プレート４１は、その室内側の面が露出するように壁材１の内面１ａ側に埋設されている。本実施形態の場合、壁材１の幅が小さいことから、本体プレート４１の左右の側面も露出している。

本体プレート４１の上端部の中央には、上方に開放した溝部４１１が形成されている。この溝部４１１には、壁材２に埋設された連結ボルト１３が挿通する。連結ボルト１３はその頭部側が壁材２の壁材コンクリートに埋設され、そのネジ棒部分が内面１ａから室内側に水平に突出している。内面１ａには連結ボルト１３の周囲において、鋼板１ｃが固着されている。

連結ボルト１３のネジ棒部分には、溝部４１１、調整座金４６ａの長孔、座金４６ｂの孔が順に挿通され、ナット４６ｃが螺着される。ナット４６ｃを締結することで、壁材２と本体プレート４１とが固定される。調整座金４６ａと座金４６ｂとの間には滑り材を設けることもできる。

本体プレート４１は、溝部４１１の下方に左右に離間して形成された一対のネジ孔を備えており、各ネジ孔には押しボルト４７が螺着する。押しボルト４７の先端を鋼板１ｃに当接させることで、壁材２の建入れを調節することができる。

こうして、本体プレート４１には壁材２が連結され、本体プレート４１を介して壁材２の自重等の荷重を壁材１と建築躯体３に伝達することができる。

次に、本体プレート４１は、エア抜き孔４１３が形成されている。エア抜き孔４１３の下方には、躯体連結部４２が接合されている。

躯体連結部４２は、本体プレート４１から建物躯体３側に突設された金物である。躯体連結部４２は、プレート部４２１と、保持部４２２とを備える。プレート部４２１は板状をなし、その端部が本体プレート４１に溶接等により固着されることで、水平に突出している。保持部４２２は本体プレート４１の下側に配設されている。

プレート部４２１と本体プレート４１との間には、補強リブ４８ａ、４８ｂが溶接等により固着されている。補強リブ４８ａはプレート部４２１の上側において左右に離間して二つ設けられ、補強リブ４８ｂはプレート部４２１の下側において左右に離間して二つ設けられている。

保持部４２２はプレート部４２１の下面に一体的に形成されており、保持部４２２とプレート部４２１とにはこれらをこれらをＺ方向に貫通する孔が形成されている。この孔には支持軸３１が固着される。

鉄骨梁３４には、支持部材３３を介して調整台３２が固定されており、その天板部には、支持軸３１が遊挿する開口部３２ａが形成されている。調整台３２上には、支持ボルト３１の外径と略同径の孔が形成されており、支持軸３１が固着されている。こうして、ファスナー４は壁材１及び２と建築躯体３とを連結し、壁材１及び２の荷重を建築躯体３に伝達することができる。

次に、定着板４３は、本体プレート４１から壁材１側に突設されており、壁材１に埋設される。本実施形態の場合、定着板４３は、本体プレート４１に溶接等により縦姿勢で固着されている。縦姿勢とは、定着板４３が垂直姿勢であることを意味し、換言すると、その法線方向がＹ方向を指向している姿勢である。本実施形態の場合、定着板４３は、本体プレート４１から壁材１の外面１ｂ側へ、斜め下方に向かって突出している。本実施形態の場合、定着板４３はＹ方向に離間して二つ設けられているが、一つでもよいし三つ以上であってもよい。

定着板４３のＸ方向の埋め込み深さは、壁材１の厚さの１／２以上としており、本実施形態の場合、本体プレート４１から壁材１の厚さの１／２を超える位置まで延設されている。線ＣＬは、壁材１の厚さ方向の中央線である。本実施形態の場合、壁材１の厚さとは、ファスナ４の配設部分の壁材コンクリートの厚さの意味である。

左右の定着板４３の間には、連結部材４４が設けられている。連結部材４４は、Ｙ方向に延設された部材であって、その一方端部が一方の定着板４３に固定され、その他方端部が他方の定着板４３に固定されており、左右の定着板４３を連結する部材である。連結部材４４は、例えば、定着板４３に設けた穴に挿通するボルトと、このボルトに締結されるナットから構成することができる。図４の例では、定着板４３の外側にボルト頭部とナットが位置している例を図示している。連結部材４４は、また、鋼棒から構成することもでき、この場合、鋼棒の各端部は対応する定着板４３に溶接により固定することができる。

連結部材４４は、例えば、図７（Ａ）に示すように、定着板４３の外側に突出しない構成でもよく、また、図７（Ｂ）に示すように、定着板４３の外側に突出した構成でもよい。図７（Ｂ）に示すように定着板４３の外側に突出した構成においては、図４の例と同様に、突出した部分にボルト頭部、ナットが位置してもよく、あるいは、定着板が固定されてもよい。

連結部材４４は、本実施形態の場合、Ｘ方向に離間して二つ設けている。一方の連結部材４４は、本体プレート４１から壁材１の厚さの１／２を超える位置に配設されており、他方の連結部材４４は、、本体プレート４１から壁材１の厚さの１／２を超えない位置に配設されている。なお、連結部材４４は一つであってもよいし三つ以上であってもよい。

定着筋４５ａ及び４５ｂは、Ｚ方向に延設される鉄筋である。本実施形態の場合、定着筋４５ａは直線状をなし、その上部が溶接などによって定着板４３に固着されて定着板４３から下方へ延設されている。定着筋４４は、定着板４３のＸ方向の端部のうち、壁材１の外面１ｂ側の端部に固着されている。定着筋４５ａは複数設けられている（ここでは二つ）。定着筋４５ａは、二つの定着板４３の内側の面に固着されているが、外側の面に固着してもよい。

本実施形態の場合、定着筋４５ｂはへの字状をなしており、その上部が垂直で、この上部から曲折されて下部が斜めに延びている。定着筋４５ｂの上部は溶接などによって本体プレート４１に固着されている。定着筋４５ｂの下部は、本体プレート１から壁材１の外面１ｂ側へ、斜め下方に向かって延設しており、Ｘ方向に離間する縦筋１１間に到達している。定着筋４５ｂは複数設けられている（ここでは二つ）。定着筋４５ｂは、二つの定着板４３の内側に位置している。

各定着板４３には、挿通部４３１がそれぞれ形成されている。本実施形態の場合、挿通部４３１は各定着板４３に二つ形成されているが、一つであってもよいし、三つ以上であってもよい。

各挿通部４３１には、補強筋５ａ、５ｂが通過している。補強筋５ａ、５ｂは、環状をなしており、二つの定着板３４を囲むように横姿勢で配筋されて拘束筋（フープ筋）を構成している。横姿勢とは、補強筋５ａおよび５ｂが水平姿勢であることを意味し、換言すると、その中心軸線がＺ方向を指向している姿勢である。本実施形態の場合、補強筋５ａ、５ｂは、壁材１のコンクリート断面の外形状に合わせて、台形型の輪郭を有している。

また、定着板４３を通過しないが、補強筋５ａ、５ｂと同様に二つの定着板３４を囲むように横姿勢で配筋されて拘束筋（フープ筋）を構成する複数の補強筋５ｃおよび５ｄが配筋されている。本実施形態の場合、補強筋５ａ〜５ｄは、定着板４３の他、補強筋６および７や、外面１ｂに隣接した縦筋１１も囲むように配筋されている。

本実施形態の場合、挿通部４３１は貫通孔であり、孔の周囲が閉じているが、貫通孔に代えて切り欠き等であってもよい。図７（Ｃ）はその一例を示しており、上下の挿通部４３１が半円形状の切欠きとして形成されている。各挿通部４３１には補強筋５ａ、５ｂが複数本挿通している。挿通部４３１を貫通孔とするよりも切り欠きの方が、加工等において有利な場合がある。なお、貫通孔や、切欠きの形状は円形や半円形に限られず、角形等であってもよい。

補強筋６および補強筋７は逆Ｕ字型をなしており、定着板３４を跨るようにＺ方向に折り返されている。図２（Ｂ）は補強筋６の外形の説明図であり、図２（Ｃ）は補強筋７の外形の説明図である。図２（Ｂ）に示すように補強筋６は一つの定着板４３を跨るように配筋されており、図２（Ｃ）に示すように補強筋７は二つの定着板４３を跨るように配筋されている。補強筋６および補強筋７は、それぞれ、上部の曲折部と、この曲折部の両端部から下方へ直線状に延びる延設部とを有した形状となっている。なお、補強筋６や補強筋７を直線状の延設部のみで構成することも可能である。

以上の構成からなる連結構造Ａでは、左右の定着板４３を連結部材４４で連結したことにより、ファスナー４に対して横力（特にＸ方向）による引き抜き力が作用した場合に、連結部材４４を引き抜きに抵抗させることができ、横力に対するファスナー４の引き抜き防止性能を向上することができる。したがって、本実施形態のように、壁材１の幅が小さく、ファスナー４を壁材１の上部に一つだけ設ける構成であっても、必要な耐力を確保し易くなる。

ここで、ファスナー４に上向きの力が作用した場合、壁材１の内面１ａ側に曲げによる引張力が作用し、外面１ｂ側に圧縮力が作用する。図３でいうと、線ＣＬの右側が引張ゾーンとなり、左側が圧縮ゾーンとなる。本実施形態の場合、定着板４３のＸ方向の埋め込み深さを、壁材１の厚さの１／２以上としたので、引張ゾーンと圧縮ゾーンとを定着板４３を横断し、鉛直方向および水平方向の耐力を向上することができる。また、連結部材４４のうちの一つが引張ゾーンに、別の一つが圧縮ゾーンに位置しているので、更に鉛直方向および水平方向の耐力を向上することができる。

なお、本実施形態のように、幅が小さい壁材１にあっては、鉛直方向と水平方向とに分けて、ファスナを二つ配設することも考えられるが、コストアップや工期の延長を招くところ、本実施形態では、一つのファスナ４で鉛直方向と水平方向との耐力を向上できる。

また、定着筋４５ａ及び４５ｂや補強筋６および７を設けたことで、圧縮ゾーンと引張ゾーンとの双方で壁材コンクリートとの応力伝達性を向上し、ファスナー４の定着性能を向上できる。これらの鉄筋は異形鉄筋でもよい。

定着板４３、定着筋４５ａ及び４５ｂや補強筋６および７は、閉鎖型筋である補強筋５ａ〜５ｂにより囲まれるので、これらに作用する曲げを抑えることができ、また、ファスナー４の引き抜きに対しても抵抗させることができる。補強筋５ａ、５ｂは更に定着板４３を挿通しているのでその定着性も向上できる。

本体プレート４１、躯体連結部４２、定着板４３は板材を基調としているので、これらを溶接で接合する場合には、部分溶け込み溶接及び隅肉溶接による組立てとすることで、コストダウンを図りながら溶接の品質を確保し易くなる。

なお、上記実施形態では、上下二体の壁材１及び２と建築躯体３とを連結する場合を説明したが、ファスナー４は一体の壁材と建築躯体３との連結に用いることもできる。この場合、例えば、ファスナー４の構成のうち、上側の壁材（上記実施形態では壁材２）を連結する構成は不要である。

＜第二実施形態＞
図５は第二実施形態に係る連結構造の断面図であり、第一実施形態の図３に相当する断面図である。本実施形態の場合、定着板４３の形状が第一実施形態と異なっている。本実施形態の場合、定着板４３は、水平にＸ方向に突出しており、第一実施形態のように斜め下方には突出していない。第一実施形態の定着板４３よりも、定着板４３が小型化され、その専有スペースが小さくなる。したがって、壁材１の軽量化、他の配筋スペースの確保の点で有利である。

＜第三実施形態＞
補強筋５ａ〜５ｄの形態として、種々の形態を採用可能である。図６（Ａ）、図６（Ｂ）および図７（Ｅ）はその一例を示しており、第一実施形態の図４に相当する断面図である。

図６（Ａ）は、補強筋５ａを環状ではなく、フック形状とした例を示している。同図の補強筋５ａは、全体としてＸ方向に延設され、外面１ｂの端部が縦筋１１を囲むようにＪ字型に曲折されたフック形状とされている。補強筋５ａの直線部分は定着板４３に溶接等により固着され、補強筋５ａのための挿通部４３１は不要である。図６（Ａ）の例によれば、例えば、ファスナー４の引き抜き防止性能を向上しつつ、配筋の簡素化を図れる。なお、同図の例では、二つの補強筋７のうちの一つは補強筋５ａの外側に位置しており、残り一つの補強筋７は第一実施形態の構成よりも定着板４３に近接しており、また、補強筋６の外側の延設部が第一実施形態の構成よりも定着板４３に近接している。補強筋５ｂ〜５ｄは、第一実施形態のように環状としてもよいし、補強筋５ａと同様にフック形状としてもよい。

図６（Ｂ）は、補強筋５ａが環状ではあるが、補強筋６および７を囲まない構成としたものであり、逆に、補強筋６や補強筋７によって補強筋５ａを拘束する構成である。補強筋５ｂ〜５ｄは、第一実施形態のように補強筋６や補強筋７を拘束する構成としてもよいし、補強筋５ａと同様に拘束しない構成としてもよい。

図７（Ｅ）は、補強筋５ａを図７（Ｄ）に示すようにコ字型に形成し、連結部材４４と補強筋５ａとで、実質的に閉鎖型筋を構成した例である。補強筋５ａの両端部には、連結部材４４に係止する係止部が形成されており、同図の例の場合、Ｊ字型のフック形状に形成して、連結部材４４に対してその径方向に係止させる構成である。補強筋５ａと係止される連結部材４４は、本体プレート４１に隣接して配置され、定着板４３の外側に突出した部分に補強筋５ａが係止されている。連結部材４４と補強筋５ａとで、方形のループが形成され、面内水平力に対して閉鎖形筋と同様の効果を発揮する。

なお、補強筋５ａの両端部には係止部に設けない構成も採用可能であり、溶接による固着や鋼線による結束等の各種の方法によって、補強筋５ａと連結部材４４とを連結してもよい。また、ここでは補強筋５ａを例に挙げたが、補強筋５ｂ〜５ｄに適用してもよく、あるいは、新たな補強筋として追加してもよい。

Ａ連結構造、１壁材、４ファスナー、４１本体プレート、４２躯体連結部、４３定着板、４４連結部材

Claims

ファスナーを幅方向の離間した二か所に配設できず、かつ、壁幅よりも壁厚が大きいプレキャストコンクリート製の壁材と建物躯体とをファスナーで連結する連結構造であって、
前記壁材は、その上部に一つだけ設けられたファスナーと、その下部に設けられた連結ボルトで前記建物躯体と連結され、
前記ファスナーは、前記壁材に固着される本体プレートと、
前記本体プレートから縦姿勢で前記建物躯体側に突設されており、前記建物躯体と連結される躯体連結部と、
前記本体プレートから縦姿勢で前記壁材側に突設され、前記壁材に埋設された第一の定着板と、
前記本体プレートから縦姿勢で前記壁材側に突設され、前記第一の定着板から前記壁材の幅方向に離間して前記壁材に埋設された第二の定着板と、
一方端部と他方端部が前記第一の定着板と前記第二の定着板とにそれぞれ固定され、これらの定着板を連結して引き抜きに抵抗する少なくとも一つの連結部材と、を備え、
前記連結部材は、前記本体プレートから前記壁材の厚さ方向に離間して設けられている
ことを特徴とする連結構造。
請求項１に記載の連結構造であって、
前記第一の定着板および前記第二の定着板の、前記壁材の厚み方向の埋め込み深さは、前記壁材の厚さの１／２以上である、
ことを特徴とする連結構造。
請求項１に記載の連結構造であって、
前記第一の定着板および前記第二の定着板が、それぞれ、前記本体プレート側に位置する挿通部を備え、
前記挿通部を通過して前記第一の定着板および前記第二の定着板を囲むように横姿勢で配筋された環状の補強筋を備える、
ことを特徴とする連結構造。
ファスナーを幅方向の離間した二か所に配設できず、かつ、壁幅よりも壁厚が大きいプレキャストコンクリート製の壁材であって、
前記壁材は、その上部に一つだけ設けられた前記ファスナーと、その下部に設けられた連結ボルトで建物躯体と連結され、
前記ファスナーは、前記壁材に固着される本体プレートと、
前記本体プレートから前記壁材とは反対側に突設されており、前記建物躯体と連結される躯体連結部と、
前記本体プレートから縦姿勢で前記壁材側に突設され、前記壁材に埋設された第一の定着板と、
前記本体プレートから縦姿勢で前記壁材側に突設され、前記第一の定着板から前記壁材の幅方向に離間して前記壁材に埋設された第二の定着板と、
一方端部と他方端部が前記第一の定着板と前記第二の定着板とにそれぞれ固定され、これらの定着板を連結して引き抜きに抵抗する少なくとも一つの連結部材と、を備え、
前記連結部材は、前記本体プレートから前記壁材の厚さ方向に離間して設けられている
ことを特徴とする壁材。