JPS63134731A - フラツト・スラブ上を移動する柱を有する建築物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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築物にフラット・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築物に
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、梁によって架
構軸組を形成し、その架構体によって構造物としての安
定を得ている。従っ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
を無梁板構造とする、いわゆるフラット・スラブ構造が
多用されるようになって来た。

フラット・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、通常は柱頭部にキャピタルを設
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、フラット・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、これによってスラブ・コンクリートにプレスト
レスを導入することが行われ、現在ではフラット・スラ
ブ構造といえばアンボンド工法を採用したもので代表さ
れるようになっている。

プレストレスの導入の有効性は直接に版厚の増加によっ
て向上させることができるが、このことは版厚に比例し
て柱まわフの剪断力を増大させ、いたちごっこ、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な有し、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シ
しかも柱間隔を大さくすることができる。

しかしながら、従来のＵ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った。

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九に伝える。古来行われている木
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
れておシ、１管柱」の配値は横架制の上下に関して比較
的自由であって、例えばｌ、　１３　ｍ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（−
１：柱荷重の伝達にはその強度を前提として１・８／２
ｍの許容範囲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、ぢらに、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
ート造にあってはスラブの強度と上下階の柱の位置に関
して許容範囲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シ
、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た区
画に沿って間仕切を設ける。しかし、建築物に収容され
る人間の活動は始終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、計画に沿っ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
である木柱は側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努め、
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って好ましくな
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
除去するというよシは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ット・スラブによっ
て基本的て構造物として成立させ、フラット・スラブの
上下には単な゛る支柱としての中柱を建て、その任意の
位置で生ずる上下の中柱からフラット・スラブへの荷重
の伝達を、スラブの有する補強体によって伝達の許容範
囲内で行うようにすることを唯一の規制条件として中柱
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＊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ュータのモニターによっ
て確認し、あわせて移動する荷重点に対して許容範囲を
任意に選ぶために、フラット・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
れだよって、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の左半の人通りでは軸組架構、左半のＢ通シ
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
って、２Ａ、２Ｂは外壁、３はフラット・スラブ、４Ａ
と５Ａとはそれぞ九人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２
Ｂと、版厚を厚く定めたフラット・スラブ３とによって
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４Ｗ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によって構造体の自
重と床の積載荷重が支持されており、各階の中柱４は４
１．４２，４３゜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とは立設位置が異っていて、それらの柱真
の間にａの距離がある。２階の床３１についても同様で
あυ、上階柱４２と下階の柱４１とがずれていて、それ
らの柱真間にｂの距離がある。

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って、軸力と階高によって十分
に剛な柱体となシ、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の柱頭部にはキャピタルを設けて
もよく、断面寸法または配筋ｔ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には柱真の距
離ａまたはｂが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、これらの主筋によってスラブ版厚内に内蔵の格子
梁Ｇを形成しである。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、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、従って任意の
配置による柱の偏心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。乞うして各柱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、柱支持の許容範囲を定める。まず、第２図にお
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６１とスタラップ６２が組まれ、その
他の一般鉄筋６３を配してフラット・スラブ３を形成す
る。

このとき版としての解析によって強度が定まり、第１図
のように、中柱４から伝えられる軸力Ｎに対する許容範
囲２ｒが定まる。許容範囲に対してＡＢのスパンが２ｒ
より大きく４ｒより小さいときには２本の柱４で安定し
て支持され、その余猶の範囲内で図面の直角方向の偏心
も順当に処理され、柱の偏心が、ａく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の許容範囲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！！ｉ度計算から導かれる
許容範囲も小さくなり、偏心量が規制され、中柱４の必
要数も増大する。またフラット・スラブ３にアンボンド
・ケープ〃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
って説明する。

本発明の建築物１の施工は通常の工法によって実施でき
るが、中柱４は鉄筋コンク’Ｊ−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１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ってｔｇ　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のスパンに対して許容範囲２ｒ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のスパンが１２ｍであり、格子梁の単位ｇを１
ｍとして、スラブ３２が許容範囲２ｒとして８ｍについ
て成立すれば、ｒは４ｍとなυ、中柱４の偏心はａ　〈
４　ｍの範囲で自由であり、中柱４を２本使用して条件
が満足されている。スラブ３１についてもａ　）　ｂは
明かであるが、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った場合には、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＠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って、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、従って第３図の形状への変更の
１過程と同じであるから、４本の柱の移動にも同等順序
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の移動に伴って、その
中柱が支持するスラブ３の許容範囲も移動することであ
る。従って、許容範囲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は面内はもちろん、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を内蔵するフラット・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の許容範囲と新しい位
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
かったり、矩形配置でなかったりして、スラブ３の構造
上許容範囲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の許容範囲を設定したときの基
準のスラブ内応力に関して、計測によって偏心距離を監
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個の歪形を取付け、これ
らの歪形の出力をコンピュータに入力し、偏心荷重で生
ずる実際の応力を許容範囲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って、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
形の設置は、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ュータに入力
することもできるが、この方法は初期のコストに難があ
るといわねばならない。

発明の効果 本発明は建築物の各階床面積を最も効率よく利用するた
めに、その平面計画に関して構造軸材である柱の自由な
配置を可能にさせる。そのために、建築物の基本は外壁
部とフラット・スラブとによって架構体として耐震的に
成立させ、鉛直荷重を「管柱」の形態で各階に所定数設
けるものであるから、中柱として配置させる支持用の柱
は、上階からスラブを介して下階に伝達するのに、スラ
ブの強度で定まる許容範囲内にあるように上下階の柱の
偏心距離を定めるだけでよく、自由度の大きい任意の柱
装置が可能であり、平面計画を効率よく行うことができ
る。従って、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うに
当っても、当初の自由な配置と同等の移動が可能であり
、広い床面の活用ができる。また、中柱の所要数は建築
物全体のスパンに対して許容範囲が含まれる数段上であ
れば十分であるから、単純に支持されるフラット・スラ
ブにアンボンド・ケーブルによるようなプレストレスの
導入を必要としないで許容範囲を自由に設定するフラッ
ト・スラブの構造設計が可能であり、中柱の移動も基本
の条件を適合させるだけで自由度が大きく、建築物の利
用効率を高めることができる。

【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図はフラット・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、２Ｊ３・・・壁体、３・・
・フラット・スラブ、４・・・中柱、３１，３２，３３
，３几・・・各階スラブ、４１，４２，４３．４４・・
・各暗中柱、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、２ｒ・・・許容範囲。 代理人　三　宅　正　夫　他１名 第１図 １・・建築物　　　　　　　２，２＾、２Ｂ・・壁体３
・・フラヮトスラプ　　　４・・中性Ｇ・・格子梁　　
　　　　　９・・単位の長さ２ｒ・・許容範囲　　　　
　　ａ　＋　ｂ・・柱の偏心距離第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）柱と梁の架構を有するかまたは壁構造の外周壁体
   と、各階のフラット・スラブと、フラット・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、フラット・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、中性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、床版から中柱への
   上下階の荷重の伝達は、柱の上下端面と床版の許容範囲
   内との間で行われ、中性の数は外壁架構体の柱間隔を許
   容範囲寸法で除した数以上の整数本であることを特徴と
   するフラット・スラブ上を移動する柱を有する建築物。
2. （２）中性を移動したときにフラット・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
   コンピュータに接続されて入力され、許容範囲に設定さ
   れた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。