JPH0528294B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は柱間隔を広くとり階高に制限を受ける
ような鉄筋コンクリート造建物にフラツト・スラ
ブを採用するときの柱の構造に関し、ことに、床
版から伝達される柱の軸力に対する柱、床版間の
支持構造を有する建物に関するものである。

従来の技術 通常の鉄筋コンクリート造建築物は、柱、梁に
よつて架溝軸組を形成し、その架構体によつて構
造物としての安定を得ている。従つて広い床面積
を要する建築物では建築物の梁間方向にも桁行方
向にも多数の柱を要するが、建築物の使用目的に
よる計画上で柱の間隔を大きくとる要望が多い。
また、柱の間隔が大きくなると架構の構成上梁の
丈も大きくなることから、各階の空間利用計画と
階高の規制の両面から、柱、梁による架構の構成
を避けて各階の床版を無梁版構造とする、いわゆ
るフラツト・スラブ構造が多用されるようになつ
て来た。

フラツト・スラブ構造は、床版の四隅部におけ
る柱頭部での支持が基本であり、通常は柱頭部に
キヤピタルを設け、この版厚内で柱と床版との固
着をはかつて建築物の架構が成立している。そし
て、フラツト・スラブ構造における柱間隔の増大
には床版内にアンボンド・ケーブルを配し、これ
によつてスラブ・コンクリートにプレストレスを
導入することが行われ、現在ではフラツト・スラ
ブ構造と言えばアンボンド工法を採用したもので
代表されるようになつている。

プレストレスの導入の有効性は直接に版厚の増
加によつて向上させることができるが、このこと
は版厚に比例して柱まわりの剪断力を増大させ、
いたちごつこ、悪循環となることから、格子梁を
利用したスラブも採用されている。この格子梁に
軽微なスラブを張設したものは梁丈に対応する版
厚と等価に近い剛度を有し、しかも格子間の重量
を削減できるから、有効にプレストレスを導入し
しかも柱間隔を大きくすることができる。

しかしながら、従来の構造による限り、無梁構
造は達成されたが、柱の存在そのものは不可欠で
あつた。

一方、柱の鉛直軸力の伝達は、通常、上下階の
柱の位置を合致させて直接に下階に伝える。古来
行われている本造建築において、上下階の柱の間
に梁、桁、胴差などがある場合には、柱は「通し
柱」に対して「管柱」と呼ばれており、「管柱」
の配置は横架材の上下に関して比較的自由であつ
て、例えば1.8ｍ間隔の下階柱の中間位置に上階
柱を位置させることができる。木造の軸組構造を
単純に解析すると、上記梁などの横架材には柱荷
重の伝達にはその強度を前提として1.8/2ｍの横
架材の許容支持間隔が定められていることにな
る。この考え方は鉄筋コンクリートにも適用で
き、さらに、コンクリート・スラブを横架材と考
えることができるが、コンクリート造にあつては
スラブの強度と上下階の柱の位置に関してスラブ
の許容支持間隔を定めた構造例は未だ知られてい
ない。

発明が解決しようとする問題点 従来の鉄筋コンクリート造では、柱の存在は架
構の基本であり、建築物の内部の平面計画の自由
度は柱の位置の規制を受けざるを得ない。例えば
任意に床面積の区画を行えば、柱は間仕切とは無
関係に位置して独立柱となり、床面の動線を妨
げ、床面の使用効率を低下させる。そのために、
通常の平面計画では柱の位置を基準として区画に
沿つて間仕切を設ける。しかし、建築物に収容さ
れる人間の活動は終始変化するものであり、屋内
の模様替えが行われるたびに柱の存在に左右され
不自由に遭遇することは日常多く経験されてい
る。木造や鉄骨造などにおける間柱は、計画に沿
つて撤去は可能であるが、鉄筋コンクリート造で
はそれさえ自由ではなく、架構の主体である本柱
は到底変更の対象とならず、部分的な変更にとど
めることを余儀なくされる。

もちろん、柱間隔をできるだけ大きくするよう
に務め、アンボンド工法を採用することでスラブ
の構造を対応させることも行われるが、それにも
限度があり、全体のコストの上昇は柱間隔に比例
する以上となつて好ましくなく、結局抜本的な解
決にはならない。

問題点を解決するための手段 本発明は、柱の位置と平面計画との関係に自由
度を持たせることを目的とし、従来技術の問題点
を解決しまたは除去するというよりも全く新しい
観点から建築物に新生面を与えるように研究して
開発されたものである。本発明の建築物は外周の
壁体部分とフラツト・スラブによつて基本的に構
造物として成立させ、フラツト・スラブの上下に
は単なる支柱として中柱を建て、その任意の位置
で生ずる上下の中柱からフラツト・スラブへの荷
重の伝達を、フラツト・スラブの許容支持間隔内
で行うようにすることを唯一の規制条件としての
中柱の移動を可能としたことを要旨とするもので
ある。そして、このような建築物としては、スラ
ブの任意の位置において上下の柱の間で生ずる応
力が許容範囲内で生ずる設定値以下であることを
コンピユータのモニターによつて確認し、あわせ
て移動する荷重点に対応して柱の設置位置を任意
に選ぶことができるために、フラツト・スラブの
構造に上下面間の均一性を与えるようにしたこと
を特徴としている。これによつて、水平力に対し
ては、剛なスラブと外壁部分で成立し、鉛直荷重
に対してはスラブの中間に柱を必要とするような
建築物において、中柱を撤去することは許されな
いが、その移動が可能である構成の建築物が完成
したものである。

実施例 本発明の建築物を好適な実施例の図面に基づい
て詳細に説明する。本発明の建築物の全体は１で
示されており、図の中心線Ｃの左半のＡ通りでは
軸組架構、右半のＢ通りでは壁式構造で示した４
階建の鉄筋コンクリート造であつて、２Ａ，２Ｂ
は外壁、３はフラツト・スラブ、４Ａと５Ａとは
それぞれＡ通りの軸組架構の柱と梁である。この
建築物１はＡ通りの軸組架構またはＢ通りの厚壁
２Ｂと、版厚を厚く定めたフラツト・スラブ３と
によつて水平力に対して耐震構造となるように設
計され、スパンAB方向にも壁体２を有して成立
しているものである。この建築物１は鉛直方向に
は中柱４によつて構造体の自重と床の積載荷重が
支持されており、各階の中柱４は４１，４２，４
３，４４と称し、各階のスラブ３は３１，３２，
３３，３Ｒと称することとする。

ここで３階の床３２について見るとき、上階の
柱４３と下階の柱４２とは立設位置が異つてい
て、それらの柱心同士の間にａの距離がある。２
階の床３１についても同様であり、上階柱４２と
下階の柱４１とがずれていて、それらの柱心同士
の間にｂの距離（柱心同士の距離を以下「柱の偏
心距離」と記す）がある。

各中柱４は鉄筋コンクリート造、鉄骨構造又は
これらの複合構造による柱体であつて、軸力と階
高によつて十分に剛な柱体となり、上下端面で上
階のスラブ３上の負担荷重を支持し、下階のスラ
ブ３上に伝達して鉛直荷重を処理している。中柱
４の柱頭部にはキヤピタルを設けてもよく、断面
寸法または配筋量は下方のものほど大きくしても
よい。

柱の荷重が円滑にスラブ３で支持され、下階の
柱に伝達されるためには、スラブ３に構造上の条
件が与えられる。その第１として、スラブ３の応
力が中柱の任意の配置に対して十分であるため
に、スラブの上面、下面に配される主筋が均等で
なければならない。第２には柱の偏心の距離ａま
たはｂ図上の面外に生ずるときに備えて、上記の
主筋は面外方向即ち直角方向にも均等に作用しな
ければならない。このために各スラブ３には格子
状に主筋を配し、これらの主筋によつてスラブ版
厚肉に内蔵の格子梁Ｇを形成してある。図中のス
ラブ３３には、単位の長さｇを基準とする格子梁
が断面で示されており、その詳細は第２図に示さ
れている。

図示の例において、各階とも中柱４の数はAB
間のスパンに対して２本としてあり、それぞれの
上下階での位置関係では、各柱の荷重負担となる
床面積が大きく、従つて任意の配置による柱の偏
心距離ａ，ｂが過大とならない数に選んである。

中柱４の上下端面には鋼板４５を水平に取付
け、好ましくは一方のものを柱４の軸方向に昇降
可能に構成するのがよい。こうして各柱４は移動
が可能である。

次にスラブ３には中柱４の任意配置または将来
の移動に備えて、柱支持の床版の許容支持間隔を
定める。まず、第２図示において、スラブ３内の
格子梁をＧとするとき、単位の長さｇの間隔で組
まれる内蔵梁６はスラブ厚を丈とし、所望により
鉄骨６０が組み込まれ、定められた幅の断面を有
して上下の主筋６位置とスタラツプ６２が組ま
れ、その他の一般鉄筋６３を配してフラツト・ス
ラブ３を形成する。このとき版としての解析によ
つて強度が定まり、第１図のように、中柱４から
伝えられる軸力Ｎに対する床版の許容支持間隔ｒ
が定まる。ABのスパンがこの床版の許容支持間
隔の２倍より大きく４倍より小さいときには２本
の柱４で安定して支持され、その余裕の範囲内で
図面の直角方向の偏心も順当に処理され、柱の偏
心距離が、ａ＜ｒであれば本構造が所期の通り完
成する。

もちろん、スラブ３の床版の許容支持間隔の設
定には設計変更が可能であり、格子梁Ｇの形成も
任意である。ことに版厚が小さいときには強度計
算から導かれる床版の許容支持間隔も小さくな
り、偏心量が規制され、中柱４の必要数も増大す
る。またフラツト・スラブ３にアンボンド・ケー
ブルを埋設し、プレストレスを導入することも任
意である。

作 用 本発明の作用を例示の建築物の施工とその使用
方法によつて説明する。

本発明の建築物１の施工は通常の工法によつて
実施できるが、中柱４は鉄筋コンクリート造、鉄
骨構造又はこれらの複合構造による柱体としてプ
レハブし、スラブ３の施工時に立設する。中柱４
の端面の鋼板４５にはとくにスラブ３との結合の
手段を施さず、単なる支柱の形で上下のスラブ間
に直立している。この中柱４の配置は各階の平面
計画に従つて第１図のようにスラブ３上の任意の
位置をとるが、上下の柱の偏心がａ＜ｒとなる規
制と、スラブ３のスパンに対して床版の許容支持
間隔の２倍から定まる本数の規制が守られればよ
い。図示の例において、ABのスパン（外壁架構
体又は外周壁体の間隔）が12mであり、格子梁の
単位ｇが1mである場合に、スラブ３２の床版の
許容支持間隔を常法によつて算出すれば、ｒは
4mとなる。従つて、中柱の偏心距離はａ＜４ｍ
となる。また、中柱４の数は、外壁架構体又は外
周壁体の間隔（12m）を床版の許容支持間隔の２
倍の寸法（8m）で除した商（1.5）よりも大きい
直近の整数２となり、中柱２本あればよいことに
なる。スラブ３１についてもａ＞ｂは明らかであ
るが、柱４１はなお壁体２Ｂ側の位置をとること
ができる。

本発明の建築物１の利用形態が変化して、室内
区画や間仕切に模様替えが必要となつた場合に
は、既設の中柱４の移動の必要が生ずる。そのと
きには対象となる中柱４の近傍に仮設の支柱を立
て、この支柱を伸長させるか、中柱４の頂板４５
を下降させ、負荷を一時仮設支柱に盛替えておい
て対象の中柱４を撤去する。次いでこの中柱４の
移動先において仮設支柱を建て、中柱４を所望の
位置に設置すれば移動は完了する。

第３図は、第１図の建築物１において、２階の
作業と３階の作業を入れ替える必要が生じたとき
の中柱４の４本を移動させたときの概略図であつ
て、４階以上の荷重が直接３階に伝達される以外
に条件の変化はなく、移動の作業のみで柱の移転
が完了している。しかも、このときに中柱４の移
動を１本だけ移動したとしても図示のような対称
配置に限られず、従つて第３図の形状への変更の
１過程と同じであるから、４本の柱の移動にも何
等順序の制限はないことが理解できる。

ここで注意を要するのは、中柱４の移動に伴つ
て、その中柱が支持するスラブ３の支持点が移動
することである。従つて、中柱の移動が任意の位
置でスラブ３に対して設定されるには、スラブ３
は内面はもちろん、上下に関しても均質であるこ
とが必要である。この点からいえば中柱４の太さ
に関連して単位間隔ｇを適宜に定めた格子梁Ｇを
内蔵するフラツト・スラブは好適な構造であり、
この単位長ｇは移動される中柱の新しい偏心に対
してよい目安を与える。

中柱４の移動に際して、スラブ３の床版の許容
支持間隔と新しい位置における上下階の中柱４の
偏心距離との関係は、本発明の建築物１の基本の
条件であるから、中柱４の数が多かつたり、矩形
配置でなかつたりして、スラブ３の構造上の許容
支持間隔が移動の規模に対して小さく設定されて
いるような場合には、移動の実施にはより綿密な
管理を必要とする。このためには、スラブ３の床
版の許容支持間隔を設定したときの基準のスラブ
内応力に関して、計測によつて偏心距離を監視す
るのがよい。即ち、ある中柱４を移動させるとき
に、その柱を支持するスラブ３の上面で下階の中
柱４の位置に歪計を取りつけ、一方、移動する上
階の中柱４の位置するスラブ３の下面に２，３個
の歪計を取付け、これらの歪計の出力をコンピユ
ータに入力し、偏心荷重で生ずる実際の応力を床
版の許容支持間隔の設定のときの応力と比較す
る。このようにモニターすることによつて、上階
の中柱の移動が基本の条件内であることが確認で
きる。また歪計の設置は、格子梁の交点または中
間点などに予め埋設しておいて、必要の都度その
出力をコンピユータに入力することもできるが、
この方法は初期のコストに難がなるといわねばな
らない。

発明の効果 本発明は、外周壁体と各階の床版フラツト・ス
ラブと該フラツト・スラブを支持する中柱とから
なる鉄筋コンクリート造建築物において、そのフ
ラツト・スラブに均等構造となるように鉄筋を配
したので、従来のアンボンド・ケーブルによるプ
レストレスの導入を必要とせずに中柱の間隔を大
きくとることができるだけでなく、フラツト・ス
ラブはその許容支持間隔の範囲内で中柱にかかる
荷重を支持・伝達することが可能なため、上下階
の中柱を互いに偏心させ配置することを可能とし
た。しかも、中柱の本数は各中柱の偏心距離を上
記許容支持間隔よりも短い範囲に納め得る本数に
設定されており、中柱は該フラツト・スラブに対
して固着手段を設けず移動自在に構成されている
ので、各中柱は偏心距離が許容支持間隔内にある
かぎり自由に移動可能であり、その配置に自由度
が与えられ、各階の平面計画の自由度も高められ
た。これにより、建築物の利用計画が変更されて
平面区画または間仕切の移動を必要とするような
模様替えを行なうに当たつても、建築物の施工時
と同様に自由なレイアウトが可能であり、広い床
面を有効に活用することができ、建築物の利用効
率が高められる。

このように、本発明の建築物は、構造軸材であ
る柱の自由な配置を可能とし、各階床面積を最も
効率良く利用した平面計画を可能にしたことに最
大の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による建築物の実施例を示し、第
１図は架構図で示す全体の断面図、第２図はフラ
ツト・スラブの要部の構造を示す詳細断面図、第
３図は第１図の建築物の中柱を移動させたときの
架構を示す概略断面図である。 １……建築物、２，２Ａ，２Ｂ……壁体、３…
…フラツト・スラブ、４……中柱、３１，３２，
３３，３Ｒ……各階スラブ、４１，４２，４３，
４４……各階中柱、４５……鋼板、Ｇ……格子
梁、ｇ……格子間隔の単位長さ、ａ，ｂ……上下
階柱の偏心距離、ｒ……床版の許容支持間隔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 柱と梁の架構を有するかまたは壁構造の外周
   壁体と、各階のフラツト・スラブと、フラツト・
   スラブを支持する外周壁部以外に位置する中柱と
   からなる鉄筋コンクリート造建築物において、フ
   ラツト・スラブは上下面及び建築物のスパン方向
   と直角方向とに関して均等構造となるように鉄筋
   の配筋を有しており、中柱は剛性を有する柱体で
   あつて上下の床版に対して自立可能に支持面積を
   有するが床版に対して固着手段を有せず移動自在
   であり、中柱の数は外壁架構体又は外周壁体の間
   隔を床版の許容支持間隔の２倍の寸法で除した商
   以上の整数本であることを特徴とするフラツト・
   スラブ上を移動する柱を有する建築物。 ２ 中柱を移動したときにフラツト・スラブ内に
   生ずる応力は上下の柱の間隔ごとに測定され、そ
   の計測値はコンピユータに接続されて入力され、
   床版の許容応力値以下であることをモニターによ
   つて確認されている特許請求の範囲第１項に記載
   の建築物。