JP6937458B2 - Ｃｌｔ壁とｐｃ造梁を圧着接合し防耐火性を備えた複合連結体 - Google Patents

Description

ＣＬＴの繊維方向が直交する特性を活かし、木造建築の大型化・高層化・防耐火性能等をＣＬＴ版が壁床に多く使えるように、ＰＣ部材の梁・小梁を複合するレゴ（登録商標）構造技術である。

素材許容力のバラつきを活かし難い部材特性をＰＣ造で複合し、ＣＬＴ版のもつ剛性を、人の骨と筋肉に置き替え一体化し、ＣＬＴ部材の繊維方向力をＰＣ部材で活かすと共に、ＣＬＴ部材をＰＣ部材で分断し延焼及び燃え拡がりを遅らせ防耐火性を高める。

ＣＬＴ版の面剛性を確実に反映するために、ＣＬＴ壁小口の繊維方向力を活かすために、壁版部材毎の上下小口面を圧縮力と引張力を持たせるためにＰＣ造部材で拘束し、ＣＬＴ版の部分破壊を減少し、燃え広がりを区画する、複合工法が効果的と考えられる。

また、木造は防腐蝕・防蟻性などを同時に求められ部材毎の交換性も課題である。

圧縮力と引張力を兼ね備え持つ部材として、基礎に使う鉄筋コンクリートのＰＣ造部材が力学性・生産性・維持管理・防耐火性等に効果的である。そこで、ＣＬＴ版の面剛性と荷重支持力を活かし、上下階のＰＣ造梁を複合化の外郭構造を想定し、弾力機能のある壁部材の付加によりＣＬＴ版を活かすことも視野に入れる。

集合住宅の基礎は、正方形・長方形状の布基礎を階層毎の床版・梁の配置に合わせ連結すると、ＣＬＴ部材接合部の許容力や建物の水平剛性・防耐火性が向上、建築自重を下げ、地震力・基礎・杭構造も一体的に軽減できる。

扁平型ＰＣ造の梁中心軸を合わせ、梁長さ２ｍ〜０．５各で５ｍに限定する定尺共通部材の両端に、共通の接合部で直線状・直交状の平面構面を連続化する。また、素材的強度の差を部材に活かすため、大型壁を基本に複数枚を直列、又は並列配置する構成もとる。

メガストラクチャーとＣＬＴ構造を複合する扁平型ＰＣ造梁を採用する。

ＰＣ造扁平型の柱・梁でＣＬＴ版の厚みに凹凸の少ない壁状、又は同じ厚さ・一定サイズのＣＬＴ版をＰＣ部材で囲む連続体を形成、従来の木造接合部の弱点を補える。軽くて強く、再生資源を建築部材に効果的に活かせられる。

ＣＬＴ版に小口４面をＰＣ造フレームで囲んだ複合部材の連結体を様々な間隔や配置の向きで、木材を多用した建築物の広さ形を適宜つくる、新たな複合工法にもなる。

従来のラーメン構造の一部に耐力壁として多用する構造形式も可能であり、床と壁に多用できれば居住空間のほとんどが木材で囲まれ、建築物の軽量化は地盤・基礎構造の費用も抑えられ、地震災害の影響の少なく、
鉄筋コンクリート造や鉄骨造のスーパーメガストラクチャーの中に、３層程度の前記構造の木造建築を挿入する複合構造も軽量化できる。

ＰＣ梁とＣＬＴ版壁の接合は、梁と壁は直接接合をせず、上下階の基礎と床梁、又は上下階のＰＣ床梁をＰＣ棒鋼で直接緊張すると力学的・施工的に効果的である。

ＣＬＴ版のもつ不均質性を補い、ＰＣ造梁で複合化するラーメン構造の外郭構造の面構成を構成部材数と辺長・面積で限定した、ＣＬＴ版構造の連結体をつくる。また、木材特性を構造に活かすには、部材や構造の多様性を抑えた構造形式から多様な建築用途の便利・快適な空間及びデザインを活かすレゴ（登録商標）型スケルトン部材の着脱・部材交換・空間の多様性に向いたラーメン構造など力学性と部材の共通化が合理的である。

木造の大型化・高層化には、防耐火・防腐蝕・防蟻性などの課題もあり、前述の柱・梁・床などのＣＬＴ版をＰＣ部材で分断し接合する構造形式は、火炎・防湿・防蟻・振動の遮断帯として活かせる。

鉄筋コンクリート造も火災から非難する時間稼ぎの性能であり、木造も部材毎にＰＣ造の細い部材で火炎を区切り、延焼性の時間稼ぎの仕様を改善すれば、木材の不燃化に偏らずとも、木造建築を普及する障害は低下することにも役立つ。

少ない部材種類を共通化して、空間の多様性が活きる構造の柱及び梁部材を個別に着脱交換する、総合的ＩＯＴ化に向いたレゴ（登録商標）型ラーメン構造が効果的だ。

メガストラクチャーとシステム構造を相似形のレゴ（登録商標）構造には、メガストラクチャーの形式は正方形が効果的に整合性を発揮するだろう。

一方、ＣＬＴ版の壁式建築で集合住宅を想定した床版で階層を積み上げれば、繊維方向や壁・床など部材形状や大きさで起こる力学的な課題を解決する難しさは避け難い。

ＣＬＴのもつ面内剛性を活かそうと、形状サイズ向きの異なる壁式構造は、木材の繊維方向力の特性を活化されず、隠れた問題を避ける単純構造が部材特性を活かせる。

面内剛性力を連結する接合構造を拓き、効果的なＰＣ造強度とＰＣ棒鋼等の許容応力同士の接合力を活かし木材活用率を向上させ、壁の上下小口全面、又は垂直小口面にＰＣ造部材を蜜着し、構造的許容応力の効果的な接合力、及び防耐火性能を向上する。

床梁と垂直軸力構造部の壁・柱の接合力や部材間の防耐火性能向上のために木材をＰＣ部材で木材の火炎性や振動の遮断構造を形成した。

ＣＬＴ部材の構造特性を引き出し、部材活用効率を改善し、空間を拡大化する。

木材の表し及び接合強度を効果的なレゴ（登録商標）構造による建機・簡易ロボット化・構造のモニタリングセンサー装着を簡略化、目視を通じて部材接合に調整・部材交換を実現。

資源の効率利用により、加工の抑制と接合金物の削減を実現し、単純な建設、便利、快適、持続的可変性の建築物づくりで居住環境を多次元的に関付ける、居住系建築空間を整合し、木造建築とＰＣ造部材の複合構造で長期耐用性を造る。

木造建築物の工業化は、建築生産性の改善・防耐火・コスト削減も効果的である。

暮らしの安全を美しくどこでも、誰もが加工・組み立て、人類の居住環境づくりを低炭素化技術で進められ、森林の保全育成環、及び循環性を推進する。

繊維方向軸力を構造に反映し、窓・天井・家具等のデザインの共通化、建物を使う人々の心理的・視覚的価値づくりで木造建築の普及と森林保全の認識強化に役立てる。

（イ）架構アイソメ図：壁幅とＰＣ梁部材長のシステム化（乾式接合部材） （ロ）架構 平面図：壁と上下階の梁を共通化するシンプルな連結体構成。（ハ）架構 側面 断面図：生産部材の歩留まりと多様性の単純モヂュール。架構 ＰＣ梁断面図：扁平型（イ）Ｔ型（ロ）逆Ｔ型（ハ）Ｈ型（二）。ＰＣ梁は木材強度をひきだし、木材の防耐火性、遮断機能を備える。 （イ）外郭架構 平面図：正方形・長方形でなるＰＣ梁の配置 平面図。（ロ）外郭架構 立面図：扁平型ＰＣ梁が壁構造の新たなデザインを形成。

ＣＬＴ版の生産手法等の部材サイズを建築の上下方向の強度を活かす大型縦長壁の壁通り中心線上の壁両小口面に近接したＰＣ棒鋼で、階層毎ＰＣ造梁「図１（ ）」の上下面を緊結圧着「図１（ロ・ハ）」する梁長さを壁材幅により１枚毎、又は複数枚毎に予めシステム化「図１（イ）」した部材を、乾式接合具を介して連結「図２（イ・ロ）」

生産効率の良い縦長の大型版の１枚幅を基準に、１：２分割幅、２等分割し、ＰＣ梁長さを定尺システムで、梁同士の接合部は乾式単純化する。また、空間を広げるために複数枚の壁を直列・並列してＰＣ部材強度のロスのない複合構造を発展する。

床は、一定規模の梁で囲まれた正方形・長方形のＰＣ梁で囲われた範囲は壁の有無に関係なく、更に細分化するＰＣ造の小梁で囲まれた単位毎に床パネルを嵌め込み、下面を難燃塗料等で延焼抑制策を想定し、防耐火性能を単純構造で木材の表しも狙う。

ＰＣ梁の断面形状は、Ｔ型・逆Ｔ型・Ｈ型など建築物毎に決める。

床小梁は、木造・ＰＣ造の選択可能な形態とＰＣ梁を複合する形式も想定する。

ＰＣ梁の断面３００×６００扁平型梁（図１・イ）の長さを壁幅に準じ定尺連結体を選択し、ＰＣ棒鋼は階層・壁配置により予め検討した配筋と接合部コッターにより共通の乾式ネジで、予めＰＣ梁に備えた凹ネジにＰＣ棒上下端の凸ネジの緊張トルクで接合する。

構造壁パネル間にサッシュ、又は非耐力壁を着脱可能なパネル取り付け目地を適宜設計し、ＰＣ棒鋼のセンサー・管理・トルクの補正を単純化パイプで耐火性を造る。

床は、木造又はＰＣ造の小梁を長方形叉は正方形の構造壁と同等のサイズのＣＬＴ版を組み込み、周辺の構造区画のＰＣ梁に小梁を接合し、ＣＬＴ床パネル上にワイヤメッシュとコンクリートを現場打ち、多様な仕上げ材で仕上げる。

森林育成・加工産業の生産・供給・流通・建設のロボ化によるＩＯＴ化による高品質のスケルトン・インフィル分離の住環境関連産業の機能化建材の開発が進む。

キツイ・汚い・辛い、地業など全業種のレゴ（登録商標）・ロボ化や技能化が融合する産業構造に向けた転換が進み、建設ゴミ・残材の資源化、リユース循環型産業に転換する。

誰もが、どこでも、簡単にスマホで、わが家をデザイン・発注・建築を建てられる時代に向けた産業革命の一歩になる。

Claims (4)

1. ＣＬＴ壁の上下小口全面の中心線であって、ＣＬＴ壁の幅方向に延びる中心線と、
   ＰＣ造の基礎、又は階層毎の断面が扁平型、Ｔ型、逆Ｔ型、若しくはＨ型の梁上下面の中心線であって、基礎又は梁の水平面の長さ方向に延びる中心線を合わせ、
   前記ＣＬＴ壁垂直両小口面から分離し近接して配置されたＰＣ棒鋼上下端の凸ネジと、
   前記ＰＣ造の基礎又は階層毎の断面が扁平型等の梁上下面の中心線に合わす位置に予め備えた接合コッター上下面の凹ネジを、凹凸両ネジ接合具により緊結し、前記ＣＬＴ壁上下小口全面を、前記ＰＣ造の基礎又は断面が扁平型等の梁で圧着した複合連結体であり、
   前記複合連結体のＰＣ造梁を長さ２ｍ〜５ｍの定尺の共通部材とし、
   前記共通部材両端に予め備えた共通接合具を介し、前記複合連結体を平面的に直列又は直交状に連結した、前記ＣＬＴ壁とＰＣ造梁を着脱交換する複合連結体。
2. 請求項１記載の複合連結体の前記ＣＬＴ壁を前記ＰＣ造梁中心線に合わせ、直列に配置した複合連結体。
3. ＰＣ造の基礎、又は階層毎の断面が扁平型、Ｔ型、逆Ｔ型、若しくはＨ型の梁上下面の中心線であって、基礎又は梁の水平面の長さ方向に延びる中心線を挟んで対称になるように複数のＣＬＴ壁を離間して並列に配置し、
   前記ＣＬＴ壁間に前記ＣＬＴ壁から分離し近接して配置されたＰＣ棒鋼上下端の凸ネジと、
   前記ＰＣ造の基礎又は階層毎の断面が扁平型等の梁上下面の中心線に合わす位置に予め備えた接合コッター上下面の凹ネジを、凹凸両ネジ接合具により緊結し、前記ＣＬＴ壁上下小 口全面を、前記ＰＣ造の基礎又は断面が扁平型等の梁で圧着した複合連結体であり、
   前記複合連結体のＰＣ造梁を長さ２ｍ〜５ｍの定尺共通部材とし、
   前記共通部材両端に予め備えた共通接合具を介し、前記複合連結体を平面的に直列又は直交状に連結した、前記ＣＬＴ壁とＰＣ造梁を着脱交換する複合連結体。
4. 請求項１、２又は３記載の複合連結体の前記ＰＣ造梁で平面的に正方形又は長方形状に囲まれたＣＬＴの床版をさらに備えた複合連結体。

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