建築物の構造
【課題】 建築物の開口部を大きくとることができ、鉄筋量を大きく減らすことができ、さらに梁が柱に先行して降伏することによって、柱の降伏およびせん断破壊を避け、建築物全体の破壊を避けることができる建築物を提供する。
【解決手段】 桁行方向の大梁は、梁せい寸法よりも梁幅寸法の大きい、フラットビーム１で構成する。このフラットビーム１の内部にはアフターボンドＰＣ鋼より線２を配置する。
【解決手段】 桁行方向の大梁は、梁せい寸法よりも梁幅寸法の大きい、フラットビーム１で構成する。このフラットビーム１の内部にはアフターボンドＰＣ鋼より線２を配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特に集合住宅のような開口部を大きく取る必要がある建築物では、逆梁構造が採用されている。
逆梁とは、スラブを支持する大梁を、スラブの上面に突出させる工法であり、この逆梁をバルコニーの先端に位置させれば、床から天井までの開口部の高さを十分に取ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし逆梁構造では次のような問題がある。
＜イ＞ 逆梁をバルコニー先端に配置する「逆梁アウトフレーム工法」では、通常なら１０〜１５ｃｍ程度の厚さにすぎないバルコニー先端の腰壁の厚さが、４０〜７０ｃｍにもなってしまう。そのためにバルコニーの利用できる奥行きが減少するという問題がある。
＜ロ＞ 通常の場合にはバルコニーは屋外にあり、床面積に算入されないが、逆梁アウトフレーム工法では、バルコニーが建物全体の骨組みである大梁の内側に位置するために室内扱いとされ、床面積に算入しなければならない。そのために敷地面積に対する床面積の割合を定める建ぺい率が制限値ぎりぎりで計画している場合には、逆梁アウトフレーム工法を採用することが困難となる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記のような従来の構造の課題を解決した本発明の建築物の構造は、桁行方向の大梁は、梁せい寸法よりも梁幅寸法の大きい、フラットビームで構成し、フラットビームの内部にはアフターボンドＰＣ鋼より線を配置して構成した、建築物の構造を特徴としたものである。
さらに本発明の建築物の構築方法は、桁行方向の大梁として、梁せい寸法よりも梁幅寸法の大きい、フラットビームを採用し、フラットビームの内部にアフターボンドＰＣ鋼より線を配置し、アフターボンドＰＣ鋼より線を緊張後、一定時間経過した後にアフターボンドＰＣ鋼より線とシースの間に充填してある樹脂を硬化させて行う建築物の構築方法を特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の建築物の構造は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞ 集合住宅やオフィスビルでは、開口部を大きく取れる構造が要求されているが、本発明の工法では、フラットビームを採用して梁せいを減らすことができるから、建築物の開口部を大きくとることができる。
＜ロ＞ 鉛直荷重の多くをアフターボンドＰＣ鋼より線によって負担することによって、鉄筋量を大きく減らすことができる。
＜ハ＞ 鉄筋量が減少することによって、地震時に梁が曲げ降伏しやすくなるが、地震時に梁を先行して曲げ降伏させることによって、梁で地震エネルギーを吸収させることができる。
＜ニ＞ その結果、梁が柱に先行して降伏することによって、柱の降伏およびせん断破壊を避け、建築物全体の破壊を避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下図面を参照しながら本発明の建築物の構造の実施例を説明する。
【実施例】
【０００７】
＜１＞全体の構成。
本発明の建築物の構造は、桁行方向の大梁として、梁せい寸法よりも梁幅寸法の大きいフラットビーム１を採用し、フラットビーム１の内部にアフターボンドＰＣ鋼線２を配置することを特徴としている。以下、具体的に説明する。
【０００８】
＜２＞フラットビーム１。
本発明の建築の構造では、桁行方向の大梁を高さは通常の梁せいより低い３０〜５０ｃｍ程度、幅は通常の梁より広い６０〜８０ｃｍ程度のフラットビーム１構造を採用する。
【０００９】
＜３＞フラットビーム１の問題。
フラットビーム１自体は従来から知られているが、従来のフラットビーム１には次のような問題が指摘されていた。
すなわち、フラットビーム１構造は通常の梁と比較して剛性が低いため、ひび割れ、長期撓み、振動障害などが避けられない。
またフラットビーム１構造は地震時の耐力が不足しがちで、耐震設計が困難であると考えられている。
以上のような問題を解決するために、本発明の構造ではフラットビーム１の内部にアフターボンドＰＣ鋼より線２を配置して対処する。
【００１０】
＜４＞アフターボンドＰＣ鋼より線２。
アフターボンドＰＣ鋼より線２とは、ＰＣ鋼より線の表面に常温で硬化する特殊なエポキシ樹脂を塗布し、その上から表面に凹凸形状を与えたポリエチレンシースを被覆した鋼線であり、一般名称としては「プレグラウトＰＣ鋼材」または「後硬化型ＰＣ鋼材」と呼ばれることがある。
これらの製品で採用されている樹脂は、硬化までに長期間を要するものが採用されている。
その硬化時間は、ＰＣ鋼より線を型枠の内部に配置し、コンクリートを打設し、緊張力を導入するまでの期間は未硬化の状態を維持し、緊張後の十分な時間の経過とともに徐々に硬化が進行するように調整してある。
そのために硬化前はアンボンド工法と同様にＰＣ鋼より線はシースを介してコンクリートと縁が切れており、硬化後はＰＣ鋼より線とシースの間にグラウトを注入するグラウト工法と同様にＰＣ鋼より線はコンクリートと一体化する。
【００１１】
＜５＞アフターボンドＰＣ鋼より線２の設置。（図１）
フラットビーム１には上記したような問題があったが、アフターボンドＰＣ鋼より線２と組み合わせることによって問題を解決することができた。
すなわち、フラットビーム１の内部にアフターボンドＰＣ鋼より線２を、空中に送電線を架け渡したときに見られる二次曲線を形成するように型枠の内部に配置し、コンクリートを打設する。
このアフターボンドＰＣ鋼より線２の量は、アフターボンドＰＣ鋼より線２によって大部分の鉛直荷重を負担し、アフターボンドＰＣ鋼より線２の負担分の残りを鉄筋３で負担するように配置する。
その後に型枠の内部にコンクリートを打設してコンクリートを硬化させる。
コンクリートの硬化後にアフターボンドＰＣ鋼より線２を緊張すると、コンクリートを上方へ持ち上げる方向の力、すなわち荷重キャンセル効果が発揮される。
これによって主として梁の自重など長期に持続する荷重によって生じるコンクリートのたわみ、ひび割れの発生を抑制することができる。
すなわちフラットビーム１が剛性が低いことから生じる問題は、フラットビーム１の内部にアフターボンドＰＣ鋼より線２を配置して緊張することによって、ひび割れ、長期のたわみ、振動障害などを避けることができる。
また耐震設計が困難であるという問題は、フラットビーム１の内部にアフターボンドＰＣ鋼より線２を配置して緊張することによって、スラブおよび梁の自重を主たる要因とする長期荷重の一部をキャンセルする効果があり、これによって梁の鉄筋量が長期荷重に支配されず、地震に対して最適な鉄筋量を選定することができる。
【００１２】
＜６＞梁の先行降伏。
以上のような構造を採用することによって、大地震時には柱よりも先に梁を曲げ降伏させるように設計することができる。
その結果、梁が地震エネルギーを吸収して柱の損傷を防ぐように設計することが可能となる。
もし梁よりも先に柱が破壊すると建物全体の崩壊につながり危険な壊れ方となるが、本発明の構成であれば梁を柱に先行して降伏させることができるから、上記のような致命的な破壊を避けることができる。
【００１３】
＜７＞大きい開口部。
フラットビーム１の高さは前記したように３０〜５０ｃｍであり、床スラブの厚さは通常は２０〜２５ｃｍである。
そのために図３の下に示すように、スラブ下面からの突出量は１０〜２５ｃｍ程度に収まる。
それに対して通常の大梁ａのスラブ下面からの突出量は図３の上に示すように４０ｃｍ程度であることと比較すると大幅に突出量を減少することが明らかである。
その結果、図３に示すように開口部が広がり、明るくすっきりとした室内の設計が可能となる。
【００１４】
＜８＞床スラブとの組み合わせ。
実際に集合住宅では１住戸の主要な床部分は、図１に示すようにフラットビーム１とフラットビーム１、および戸境壁４と戸境壁４とで囲まれた空間となる。
このフラットビーム１間は、その中間に小梁を配置しない１枚スラブ５として架け渡し、そのスラブ５の内部にはフラットビーム１と平行な方向にアンボンドＰＣ鋼より線６を配置したプレストレスト鉄筋コンクリート構造とする構成が望ましい。
ここにアンボンドＰＣ鋼より線６とは、シースで被覆したＰＣ鋼線であり、シースとＰＣ鋼線の間にオイルを介在させてあり、相互に拘束していない構造の鋼線である。
このような構成を採用することによって床スラブ５およびフラットビーム１とともに、ひび割れ、たわみ、およびひび割れにともなう振動障害がなく、遮音性能と耐久性に優れた集合住宅に最適な構造体を得ることができる。
【００１５】
＜９＞アウトフレーム工法。
本発明のフラットビーム１構造をアウトフレーム工法に採用することもできる。
従来のアウトフレーム工法では図４の上に示すように、バルコニー先端の大梁ａは逆梁として配置されるが、本発明のフラットビーム１構造では、図４の下に示すようにアウトフレーム工法でも通常のスラブ下面に突出する梁として配置することになる。
その結果、図４で比較するように、大梁ａの場合のバルコニーの有効幅がＢ‘であるのに対して、本発明の構造であればバルコニーの有効幅を広くＢ取ることができる。
このようにアウトフレーム工法と本発明の構造を組み合わせることによって、柱が室内に突出しないというアウトフレーム工法の利点だけでなく、広いバルコニー空間を確保できるという効果を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の建築物の構造の実施例の説明図。
【図２】アフターボンドＰＣ鋼より線の配置の説明図。
【図３】開口部の寸法を比較した説明図。
【図４】バルコニーの寸法を比較した説明図。
【符号の説明】
【００１７】
１：フラットビーム
２：アフターボンドＰＣ鋼より線
３：鉄筋
４：戸境壁
５：スラブ
６：アンボンドＰＣ鋼より線
７：柱
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特に集合住宅のような開口部を大きく取る必要がある建築物では、逆梁構造が採用されている。
逆梁とは、スラブを支持する大梁を、スラブの上面に突出させる工法であり、この逆梁をバルコニーの先端に位置させれば、床から天井までの開口部の高さを十分に取ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし逆梁構造では次のような問題がある。
＜イ＞ 逆梁をバルコニー先端に配置する「逆梁アウトフレーム工法」では、通常なら１０〜１５ｃｍ程度の厚さにすぎないバルコニー先端の腰壁の厚さが、４０〜７０ｃｍにもなってしまう。そのためにバルコニーの利用できる奥行きが減少するという問題がある。
＜ロ＞ 通常の場合にはバルコニーは屋外にあり、床面積に算入されないが、逆梁アウトフレーム工法では、バルコニーが建物全体の骨組みである大梁の内側に位置するために室内扱いとされ、床面積に算入しなければならない。そのために敷地面積に対する床面積の割合を定める建ぺい率が制限値ぎりぎりで計画している場合には、逆梁アウトフレーム工法を採用することが困難となる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記のような従来の構造の課題を解決した本発明の建築物の構造は、桁行方向の大梁は、梁せい寸法よりも梁幅寸法の大きい、フラットビームで構成し、フラットビームの内部にはアフターボンドＰＣ鋼より線を配置して構成した、建築物の構造を特徴としたものである。
さらに本発明の建築物の構築方法は、桁行方向の大梁として、梁せい寸法よりも梁幅寸法の大きい、フラットビームを採用し、フラットビームの内部にアフターボンドＰＣ鋼より線を配置し、アフターボンドＰＣ鋼より線を緊張後、一定時間経過した後にアフターボンドＰＣ鋼より線とシースの間に充填してある樹脂を硬化させて行う建築物の構築方法を特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の建築物の構造は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞ 集合住宅やオフィスビルでは、開口部を大きく取れる構造が要求されているが、本発明の工法では、フラットビームを採用して梁せいを減らすことができるから、建築物の開口部を大きくとることができる。
＜ロ＞ 鉛直荷重の多くをアフターボンドＰＣ鋼より線によって負担することによって、鉄筋量を大きく減らすことができる。
＜ハ＞ 鉄筋量が減少することによって、地震時に梁が曲げ降伏しやすくなるが、地震時に梁を先行して曲げ降伏させることによって、梁で地震エネルギーを吸収させることができる。
＜ニ＞ その結果、梁が柱に先行して降伏することによって、柱の降伏およびせん断破壊を避け、建築物全体の破壊を避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下図面を参照しながら本発明の建築物の構造の実施例を説明する。
【実施例】
【０００７】
＜１＞全体の構成。
本発明の建築物の構造は、桁行方向の大梁として、梁せい寸法よりも梁幅寸法の大きいフラットビーム１を採用し、フラットビーム１の内部にアフターボンドＰＣ鋼線２を配置することを特徴としている。以下、具体的に説明する。
【０００８】
＜２＞フラットビーム１。
本発明の建築の構造では、桁行方向の大梁を高さは通常の梁せいより低い３０〜５０ｃｍ程度、幅は通常の梁より広い６０〜８０ｃｍ程度のフラットビーム１構造を採用する。
【０００９】
＜３＞フラットビーム１の問題。
フラットビーム１自体は従来から知られているが、従来のフラットビーム１には次のような問題が指摘されていた。
すなわち、フラットビーム１構造は通常の梁と比較して剛性が低いため、ひび割れ、長期撓み、振動障害などが避けられない。
またフラットビーム１構造は地震時の耐力が不足しがちで、耐震設計が困難であると考えられている。
以上のような問題を解決するために、本発明の構造ではフラットビーム１の内部にアフターボンドＰＣ鋼より線２を配置して対処する。
【００１０】
＜４＞アフターボンドＰＣ鋼より線２。
アフターボンドＰＣ鋼より線２とは、ＰＣ鋼より線の表面に常温で硬化する特殊なエポキシ樹脂を塗布し、その上から表面に凹凸形状を与えたポリエチレンシースを被覆した鋼線であり、一般名称としては「プレグラウトＰＣ鋼材」または「後硬化型ＰＣ鋼材」と呼ばれることがある。
これらの製品で採用されている樹脂は、硬化までに長期間を要するものが採用されている。
その硬化時間は、ＰＣ鋼より線を型枠の内部に配置し、コンクリートを打設し、緊張力を導入するまでの期間は未硬化の状態を維持し、緊張後の十分な時間の経過とともに徐々に硬化が進行するように調整してある。
そのために硬化前はアンボンド工法と同様にＰＣ鋼より線はシースを介してコンクリートと縁が切れており、硬化後はＰＣ鋼より線とシースの間にグラウトを注入するグラウト工法と同様にＰＣ鋼より線はコンクリートと一体化する。
【００１１】
＜５＞アフターボンドＰＣ鋼より線２の設置。（図１）
フラットビーム１には上記したような問題があったが、アフターボンドＰＣ鋼より線２と組み合わせることによって問題を解決することができた。
すなわち、フラットビーム１の内部にアフターボンドＰＣ鋼より線２を、空中に送電線を架け渡したときに見られる二次曲線を形成するように型枠の内部に配置し、コンクリートを打設する。
このアフターボンドＰＣ鋼より線２の量は、アフターボンドＰＣ鋼より線２によって大部分の鉛直荷重を負担し、アフターボンドＰＣ鋼より線２の負担分の残りを鉄筋３で負担するように配置する。
その後に型枠の内部にコンクリートを打設してコンクリートを硬化させる。
コンクリートの硬化後にアフターボンドＰＣ鋼より線２を緊張すると、コンクリートを上方へ持ち上げる方向の力、すなわち荷重キャンセル効果が発揮される。
これによって主として梁の自重など長期に持続する荷重によって生じるコンクリートのたわみ、ひび割れの発生を抑制することができる。
すなわちフラットビーム１が剛性が低いことから生じる問題は、フラットビーム１の内部にアフターボンドＰＣ鋼より線２を配置して緊張することによって、ひび割れ、長期のたわみ、振動障害などを避けることができる。
また耐震設計が困難であるという問題は、フラットビーム１の内部にアフターボンドＰＣ鋼より線２を配置して緊張することによって、スラブおよび梁の自重を主たる要因とする長期荷重の一部をキャンセルする効果があり、これによって梁の鉄筋量が長期荷重に支配されず、地震に対して最適な鉄筋量を選定することができる。
【００１２】
＜６＞梁の先行降伏。
以上のような構造を採用することによって、大地震時には柱よりも先に梁を曲げ降伏させるように設計することができる。
その結果、梁が地震エネルギーを吸収して柱の損傷を防ぐように設計することが可能となる。
もし梁よりも先に柱が破壊すると建物全体の崩壊につながり危険な壊れ方となるが、本発明の構成であれば梁を柱に先行して降伏させることができるから、上記のような致命的な破壊を避けることができる。
【００１３】
＜７＞大きい開口部。
フラットビーム１の高さは前記したように３０〜５０ｃｍであり、床スラブの厚さは通常は２０〜２５ｃｍである。
そのために図３の下に示すように、スラブ下面からの突出量は１０〜２５ｃｍ程度に収まる。
それに対して通常の大梁ａのスラブ下面からの突出量は図３の上に示すように４０ｃｍ程度であることと比較すると大幅に突出量を減少することが明らかである。
その結果、図３に示すように開口部が広がり、明るくすっきりとした室内の設計が可能となる。
【００１４】
＜８＞床スラブとの組み合わせ。
実際に集合住宅では１住戸の主要な床部分は、図１に示すようにフラットビーム１とフラットビーム１、および戸境壁４と戸境壁４とで囲まれた空間となる。
このフラットビーム１間は、その中間に小梁を配置しない１枚スラブ５として架け渡し、そのスラブ５の内部にはフラットビーム１と平行な方向にアンボンドＰＣ鋼より線６を配置したプレストレスト鉄筋コンクリート構造とする構成が望ましい。
ここにアンボンドＰＣ鋼より線６とは、シースで被覆したＰＣ鋼線であり、シースとＰＣ鋼線の間にオイルを介在させてあり、相互に拘束していない構造の鋼線である。
このような構成を採用することによって床スラブ５およびフラットビーム１とともに、ひび割れ、たわみ、およびひび割れにともなう振動障害がなく、遮音性能と耐久性に優れた集合住宅に最適な構造体を得ることができる。
【００１５】
＜９＞アウトフレーム工法。
本発明のフラットビーム１構造をアウトフレーム工法に採用することもできる。
従来のアウトフレーム工法では図４の上に示すように、バルコニー先端の大梁ａは逆梁として配置されるが、本発明のフラットビーム１構造では、図４の下に示すようにアウトフレーム工法でも通常のスラブ下面に突出する梁として配置することになる。
その結果、図４で比較するように、大梁ａの場合のバルコニーの有効幅がＢ‘であるのに対して、本発明の構造であればバルコニーの有効幅を広くＢ取ることができる。
このようにアウトフレーム工法と本発明の構造を組み合わせることによって、柱が室内に突出しないというアウトフレーム工法の利点だけでなく、広いバルコニー空間を確保できるという効果を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の建築物の構造の実施例の説明図。
【図２】アフターボンドＰＣ鋼より線の配置の説明図。
【図３】開口部の寸法を比較した説明図。
【図４】バルコニーの寸法を比較した説明図。
【符号の説明】
【００１７】
１：フラットビーム
２：アフターボンドＰＣ鋼より線
３：鉄筋
４：戸境壁
５：スラブ
６：アンボンドＰＣ鋼より線
７：柱
【特許請求の範囲】
【請求項１】
桁行方向の大梁は、梁せい寸法よりも梁幅寸法の大きい、フラットビームで構成し、
フラットビームの内部にはアフターボンドＰＣ鋼より線を配置して構成した、
建築物の構造。
【請求項２】
桁行方向の大梁として、梁せい寸法よりも梁幅寸法の大きい、フラットビームを採用し、
フラットビームの内部にアフターボンドＰＣ鋼より線を配置し、
アフターボンドＰＣ鋼より線を緊張し、
緊張後、一定時間経過した後にアフターボンドＰＣ鋼より線とシースの間に充填してある樹脂を硬化させて行う、
建築物の構築方法。
【請求項３】
請求項１記載の構造であって、
上記のフラットビーム間に掛け渡した床は、アンボンドＰＣ鋼より線を配置した床である、
建築物の構造。
【請求項４】
請求項１記載の構造であって、
アフターボンドＰＣ鋼より線によって大部分の鉛直荷重を負担し、
アフターボンドＰＣ鋼より線の負担分の残りを鉄筋で負担する、
建築物の構造。
【請求項１】
桁行方向の大梁は、梁せい寸法よりも梁幅寸法の大きい、フラットビームで構成し、
フラットビームの内部にはアフターボンドＰＣ鋼より線を配置して構成した、
建築物の構造。
【請求項２】
桁行方向の大梁として、梁せい寸法よりも梁幅寸法の大きい、フラットビームを採用し、
フラットビームの内部にアフターボンドＰＣ鋼より線を配置し、
アフターボンドＰＣ鋼より線を緊張し、
緊張後、一定時間経過した後にアフターボンドＰＣ鋼より線とシースの間に充填してある樹脂を硬化させて行う、
建築物の構築方法。
【請求項３】
請求項１記載の構造であって、
上記のフラットビーム間に掛け渡した床は、アンボンドＰＣ鋼より線を配置した床である、
建築物の構造。
【請求項４】
請求項１記載の構造であって、
アフターボンドＰＣ鋼より線によって大部分の鉛直荷重を負担し、
アフターボンドＰＣ鋼より線の負担分の残りを鉄筋で負担する、
建築物の構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２２６０６８（Ｐ２００６−２２６０６８Ａ）
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４４２９８（Ｐ２００５−４４２９８）
【出願日】平成１７年２月２１日（２００５．２．２１）
【出願人】（５０５０６２８０２）有限会社シーアンドシーエンジニアリング (1)
【出願人】（０００１９２６２６）神鋼鋼線工業株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２１日（２００５．２．２１）
【出願人】（５０５０６２８０２）有限会社シーアンドシーエンジニアリング (1)
【出願人】（０００１９２６２６）神鋼鋼線工業株式会社 (44)
【Ｆターム（参考）】
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