説明

ALCパネルおよびその配筋方法

【課題】
所定の曲げ強度が要求されるALCパネルにおいて、最適な補強鉄筋(縦筋)がパネル全体に埋設されているALCパネルおよびその配筋方法を提供する。
【解決手段】
ALCパネルの長さ方向に沿った縦筋とそれに直交する横筋とからなる格子状の補強鉄筋マットを2枚連結させたカゴ状補強鉄筋がパネル内に埋設されて、所定のパネル曲げ強度が要求されるALCパネルにおいて、
該パネルの両端部付近にそれぞれ埋設されるパネル取付用アンカーの離間距離によるパネル最大曲げモーメントに対抗する許容曲げモーメントが得られる縦筋が、パネル全体に埋設されているALCパネルとした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、所定の曲げ強度が要求されるALCパネルにおいて、パネルの両端部付近にそれぞれ埋設されるパネル取付用アンカーの離間距離に基づいて、所定の補強鉄筋(縦筋)がALCパネル全体に埋設されているALCパネルおよびその配筋方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ALCパネルの構造設計において、ALC協会発行の平成16年版「ALCパネル構造設計指針・同解説」13頁〜(非特許文献1)に、「ALCパネル(以下、単に「パネル」という)は建築基準法施行令に定める荷重および外力によって算定される面外方向の荷重に対し、安全であるように設計する。」ことが明記されている。
そして、全長Lのパネルにおける面外方向の荷重Fに対する曲げ強度は、図5に示すパネル曲げ強さ試験装置を用いて、パネルの両端(パネル端からd=50mm内側位置)を支持点30aとして支点ローラ30で支持させた状態で、加力用ビーム20および加力点ローラ21を介してパネル100(試験体)に荷重Fをかけることにより計測することが記載されている。
【0003】
このように、従来から、パネル曲げ強さ試験においてパネル100の両端が支持された支点間距離S100(パネル全長L−100mm)に基づいて、パネルの曲げモーメントが計測され、さらに、そのパネル100のどの部分でもこれに対抗する許容曲げモーメントが得られるように、補強鉄筋(縦筋)を埋設するパネル構造設計が行われていた。
すなわち、パネルの全長を曲げ強さ試験における支点間距離とした最大の曲げ強度が確保できる補強鉄筋(縦筋)の径や本数が決められていた。
【0004】
この理由は、後述するように、同じ長さのパネルであってもそのパネル内における建物躯体へのパネル取付位置(支持点)が常に同じ位置にならないとともに、パネル製造時にそのパネル取付位置(支持点)が明確ではない理由による。
例えば、図6に示すように、パネル101を貫通させたフックボルト11が建物躯体50に固定される取付構造の場合、そのパネル101が取り付けられる建物あるいはその躯体構造の影響を受けてフックボルト11を貫通させるパネル内における位置(支持点30a)が異なってくる。
また、図7に示すように、パネル102が湿式構法により建物躯体50に取付られる場合、すなわち、隣接するパネル102の長辺小口部に形成された空洞目地部41内に鉄筋棒40を配した後にセメントモルタルが充填されてパネル102,102同士が拘束され、さらに、その鉄筋棒40が取付金物42を介して建物躯体50に連結固定されているパネル取付構造においては、そのパネル102の取付位置(支持点30b,30c)はパネル端(30b)となったりパネル端より内側(30c)となったりしていた。
【0005】
このように、建物躯体50へのパネルの取付位置(支持点)が予め明確に定まっていないと、同様にパネル曲げ強さ試験における支持点30a,30b,30cおよび支点間距離Sが定まらないため、結局、パネル両端を支持点として、そのほぼ全長Lを支点間距離S100としたパネル曲げ強さ試験を行う必要があった。
【0006】
【非特許文献1】「ALCパネル構造設計指針・同解説」ALC協会発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、近年では、省力化や耐震性(パネルのロッキング)を重視したパネル取付構法が切望されるようになり、従来のセメントモルタルを充填する湿式構法から、パネルの上下部に予め工場または施工現場で埋設されるパネル取付用アンカーによる建物躯体へパネルを取り付ける乾式構法が主流となってきている。
このとき、図4に示すように、建物躯体50にパネルを取り付ける際に用いられる稲妻プレート、自重受け金具、長尺プレート等の取付金物による取り付けスペースが確保されるように、パネル取付用アンカー3はパネル端から少なくとも80mm以上内側の位置に埋設される。
そのため、パネル曲げ強さ試験装置において、パネル支持点30が常にパネル端から内側へd=50mm(図5に示す)に設定してあると、以下の不具合を生じる。
【0008】
例えば、建物躯体へ取り付けられたパネルの実際の取付位置(支持点)の間隔(埋設アンカーパネルの場合はアンカーの離間距離)がパネル曲げ強さ試験における支点間距離より実際に短くなると、結果として過度なパネル曲げ強度を備えたパネル、さらに言えば、必要以上の補強鉄筋(縦筋)が埋設されたパネルが建物躯体に取り付けられるようになる。
これは、余剰な補強鉄筋(縦筋)が埋設されたパネルが常に製造して出荷されることとなり、製造工程や材料コストにおいて常に無駄を生ずる原因となる。
そこで、本発明の目的は上記問題点を解決して、所定の曲げ強度が要求されるALCパネルにおいて、最適な補強鉄筋(縦筋)がパネル全体に埋設されているALCパネルおよびその配筋方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、前記課題を解決するために、
ALCパネルの長さ方向に沿った縦筋とそれに直交する横筋とからなる格子状の補強鉄筋マットを2枚連結させたカゴ状補強鉄筋がパネル内に埋設されて、所定のパネル曲げ強度が要求されるALCパネルにおいて、
そのパネルの両端部付近にそれぞれ埋設されるパネル取付用アンカーの離間距離によるパネル最大曲げモーメントに対抗する許容曲げモーメントが得られる縦筋が、パネル全体に埋設されているALCパネルを採用した。
また、ALCパネルの長さ方向に沿った縦筋とそれに直交する横筋とからなる格子状の補強鉄筋マットを2枚連結させたカゴ状補強鉄筋がパネル内に埋設されて、所定のパネル曲げ強度が要求されるALCパネルの配筋方法において、
該パネルの両端部付近にそれぞれ埋設されるパネル取付用アンカーの離間距離によるパネル最大曲げモーメントを求めたのちに、その最大曲げモーメントに対抗する許容曲げモーメントが得られる縦筋を、パネル全体に配筋するALCパネルの配筋方法を採用した。
【0010】
そして、前述のALCパネルまたはその配筋方法において、
パネル取付用アンカーは補強鉄筋に溶接固定されていることを好ましい条件とした。
さらに、ALCパネルにおいて、一方の埋設アンカー位置からその一方側パネル端までのはね出し長さがアンカーの離間距離の10%〜30%であることをより好ましい条件とした。
なお、ここで、許容曲げモーメントとはパネルの幅方向断面における曲げ応力に対する許容応力であり、前記「ALCパネル構造設計指針・同解説」で定められた方法により算定され、パネルに埋設される補強鉄筋(縦筋)の径や本数を増すことにより、この許容曲げモーメントも大きくすることができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、実際にパネルが建物躯体に取り付けられたときに必要十分な曲げ強度に対応できる最適な補強鉄筋(縦筋)の径や本数が埋設されたALCパネルが製造して出荷されるようになり、パネル製造工程や材料コストにおける無駄がなくなる。
さらに、パネル出荷時点で、はね出し長さの安全性が既に確保されているため、施工現場においてパラペット、腰壁、ベランダ壁、垂れ壁等として安心かつ容易に使用できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。なお、符号は従来例と同一のものはその符号を付した。
図1は埋設された補強鉄筋にパネル取付用アンカーが溶接固定されているパネルの一実施形態を示す斜視図、図2と図3はそれぞれパネル取付用アンカーの実施形態を示す斜視図、図4は建物躯体へのパネル取付状態の実施形態を示す断面図である。
【0013】
本発明は、図1に示すように、パネル1の長さ方向に沿った縦筋2aとそれに直交する横筋2bとからなる格子状の補強鉄筋マットを2枚連結させたカゴ状補強鉄筋5がパネル内に埋設されて、所定のパネル曲げ強度が要求されるパネル1である。
さらに、パネル取付用アンカー3がパネル1の両端部付近にそれぞれ1個ずつ埋設されており、その離間距離S1を支点間距離Sとして、パネル曲げ強さ試験で計測されるパネル最大曲げモーメントに対抗する許容曲げモーメントが得られる縦筋2aがパネル全体に埋設されている。
【0014】
従来のパネルは、図5に示すように、パネル曲げ強さ試験における支点間距離S100をパネルのほぼ全長L(L−100mm)として、埋設する縦筋2aの径や本数に係わるパネル構造設計が行われていた。
このため、曲げ強度試験における従来のパネル100の支点間距離S100(L−100mm)に比較して、本発明におけるパネル1の支点間距離S(パネル取付用アンカーの離間距離)は、より短く設定されるようになる。
【0015】
この支点間距離Sが短くなることにより、パネル曲げモーメントが小さくなるとともに許容曲げモーメントも小さく設定できるようになるため、従来のパネル100に比べて、、本発明におけるパネル1では縦筋2aの径や本数を減少させることが可能となる。
すなわち、本発明におけるパネル1は、パネル取付用アンカー3の埋設位置がパネルの建物躯体への実際の取付位置(支持点3a)となることが予め明確である。そのため、パネル取付用アンカー3の離間距離S1を、パネル曲げ強さ試験における支点間距離Sとして、その最大曲げモーメントに対抗する許容曲げモーメントに耐え得るに十分な縦筋2aをパネルに予め埋設しておけば、必要十分な曲げ強度が得られるパネル1となる。
この結果、建物躯体50へパネル1が取り付られたときに、要求される所定の曲げ強度を備えるように最適な縦筋2aの径や本数が埋設されたパネル1が製造して出荷できる。
【0016】
次に、本発明におけるパネルに埋設されるパネル取付用アンカーの実施形態について説明する。
例えば、図2に示すように、係止金具4aと綱棒4bとからなるパネル取付用アンカー4を用いることができる。具体的には、このパネル取付用アンカー4は、挿通孔4aaを備えてパネル1の壁面から内部へ挿入される係止金具4aと、その挿通孔4aaにパネル1の内部で挿通される綱棒4bとからなる。
このような、一般的に現場施工アンカーと呼ばれる現場で埋設作業が行われるパネル取付用アンカー4であっても、建物躯体へのパネルの取付位置(支持点3a)が予め明確であれば、要求される所定の曲げ強度を備えるように縦筋2aが最適に埋設されたパネル1を当初より製造して出荷することが可能となり、本発明の効果を十分に発揮することができる。
【0017】
さらに、図3に示すように、埋設されるアンカー本体の一部が補強鉄筋2に溶接固定されているパネル取付用アンカー3の場合、建物躯体へのパネルの取付位置(支持点3a)が製造時に既に決まっている。このため、要求される所定の曲げ強度を備えるように最適な縦筋2aを同時に埋設してパネルを製造することが可能となり、本発明の目的がより確実に達成される。
【0018】
また、図4の建物躯体50へのパネル1の取付状態を示す断面図のように、パネル1の一方のパネル取付用アンカー3の埋設位置(図中では上側アンカー3)からその一方側パネル端(図中ではパネル上端)までのはね出し部分HDの長さが、アンカーの離間距離S1の10%〜30%であると、次の点において望ましい。
すなわち、パネル1の取付位置(支持点3a)が製造時において既に決まっているため、施工現場において要求される所定の曲げ強度を備えるように最適な縦筋2aが工場で埋設されており、さらに、そのパネル1が建物躯体50に実際に取り付けられた際に、はね出し部分HDにおける曲げモーメントも予め確保されたパネルを製造して出荷することができる。
これにより、はね出し部分HDの強度計算等を施工現場で改めて行う必要もなくなる。
なお、はね出し部分HDの長さがアンカーの離間距離S1の30%を超えた場合、埋設される縦筋2aの径や本数は、アンカーの離間距離S1による曲げモーメントに加えて、パネル厚やそのはね出し部分HDにおける曲げモーメントを予め考察しておくことが必要となる。
【0019】
次に、要求される所定のパネル曲げ強度に対して、最適な縦筋2aの径や本数を埋設して製造されるALCパネル1の配筋方法について説明する。
先ず、パネル1の両端部付近にそれぞれ埋設されるパネル取付用アンカー3の離間距離S1によるパネル最大曲げモーメントを求める。
そして、その最大曲げモーメントに対抗する許容曲げモーメントが得られるように縦筋2aを、パネル1の全体に配筋する。
アンカー3の離間距離S1を支点間距離Sとしてパネル曲げ強さ試験で計測されるパネル最大曲げモーメントから、それに対抗する許容曲げモーメントが得られる縦筋2aをパネル全体に埋設する理由は、前述のパネルの場合と同様であるため省略する。
【0020】
このALCパネルの配筋方法によれば、施工現場でパネルが実際の建物躯体に取り付けられたときに、要求される所定の曲げ強度を備えるように最適な縦筋2aが埋設されたパネルを工場で製造することが可能となる。
また、図3に示すように、埋設されるアンカー本体の一部が補強鉄筋2に溶接固定されたパネル取付用アンカー3の場合における効果は、前述のパネル1の場合と同様である。
以上、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明してきたが、本発明の具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【実施例】
【0021】
以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明する。
幅を600mmとして、厚さを100mmと120mm、さらにパネル全長を3700mm、3200mm、2700mm、3820mm、3320mmとして、さらに、許容荷重(パネルの面外方向からの荷重F)の正圧荷重を2400N/m2および負圧荷重を1600N/m2として、必要とされる最適な縦筋の径、本数、総重量および鉄筋量の低減率を表1に示す。
【0022】
各実施例は、図4に示すパネル1のように、パネルの一方端(図中下端)から100mm内側の位置と、他方端(図中上端)からはね出し部分HDとなる600mmあるいは720mm内側の位置とに、それぞれパネル取付用アンカー3を埋設する。
そして、それらアンカーの離間距離S1を曲げ強さ試験における支点間距離Sとしたときに、前記許容荷重に対する所定の曲げ強度が得られる最適な縦筋の径および本数を表1に示す。
また、各比較例は、図5に示す曲げ強さ試験で用いられる(パネル全長L−100mm)を支点間距離S100としたときに、前記許容荷重に対する所定の曲げ強度が得られる最適な縦筋の径や本数を表1に示す。
【0023】
【表1】

【0024】
表1の結果より、(パネル全長L−100mm)を支点間距離とした比較例に比べて、埋設されるパネル取付用アンカーの離間距離を支点間距離とした実施例では、最適な縦筋の径や本数が全て減少しており、パネル1枚当たりの鉄筋量は36〜50%低減されている。
さらに、パネルのはね出し部分の長さがアンカーの離間距離の30%以下であるため、はね出し部分HDにおける曲げモーメントも十分に確保されていた。
【産業上の利用可能性】
【0025】
本発明によれば、ALCパネルが建物躯体に取り付けられたときに必要十分な曲げ強度に対応できる最適な補強鉄筋(縦筋)の径や本数が常に埋設されたパネルとなるため、その製造工程や材料コストにおける無駄がなくなり経済的な効果を大いに発揮する。
さらに、パネル総重量が低減するため、パネル取付金具の取付強度軽減による軽量化や建物躯体への負担軽減の効果もある。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明におけるパネルの一実施形態を示す斜視図。
【図2】パネル取付用アンカーの一実施形態を示す斜視図。
【図3】パネル取付用アンカーの他の実施形態を示す斜視図。
【図4】パネル取付状態の一実施形態を示す断面図。
【図5】JIS5416におけるパネルの曲げ強さ試験装置の断面図。
【図6】従来例におけるパネル取付状態を示す一部破断斜視図。
【図7】従来例における他のパネル取付状態を示す一部破断斜視図。
【符号の説明】
【0027】
1 ALCパネル
2 補強鉄筋
2a 縦筋
2b 横筋
3 パネル取付用アンカー
3a 支持点
4 パネル取付用アンカー
4a 係止金具
4aa 挿通孔
4b 綱棒
5 カゴ状補強鉄筋
11 フックボルト
20 加力用ビーム
21 加力点ローラ
30 支点ローラ(支持点)
30a,30b,30c 支持点
40 鉄筋棒
41 空洞目地部
42 取付金物
50 建物躯体
100,101,102 ALCパネル
F 荷重
L パネル全長
S パネル曲げ強さ試験における支点間距離
S1 パネル曲げ強さ試験における支点間距離(アンカーの離間距離)
S100 パネル曲げ強さ試験における支点間距離(L−100mm)
HD はね出し部分

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ALCパネルの長さ方向に沿った縦筋とそれに直交する横筋とからなる格子状の補強鉄筋マットを2枚連結させたカゴ状補強鉄筋がパネル内に埋設されて、所定のパネル曲げ強度が要求されるALCパネルにおいて、
該パネルの両端部付近にそれぞれ埋設されるパネル取付用アンカーの離間距離によるパネル最大曲げモーメントに対抗する許容曲げモーメントが得られる縦筋が、パネル全体に埋設されていることを特徴とするALCパネル。
【請求項2】
前記パネル取付用アンカーは前記補強鉄筋に溶接固定されている請求項1記載のALCパネル。
【請求項3】
一方のパネル取付用アンカーの位置からその一方側パネル端までのはね出し長さが前記離間距離の10%〜30%である請求項1または2記載のALCパネル。
【請求項4】
ALCパネルの長さ方向に沿った縦筋とそれに直交する横筋とからなる格子状の補強鉄筋マットを2枚連結させたカゴ状補強鉄筋がパネル内に埋設されて、所定のパネル曲げ強度が要求されるALCパネルの配筋方法において、
該パネルの両端部付近にそれぞれ埋設されるパネル取付用アンカーの離間距離によるパネル最大曲げモーメントを求めたのちに、その最大曲げモーメントに対抗する許容曲げモーメントが得られる縦筋を、パネル全体に配筋することを特徴とするALCパネルの配筋方法。
【請求項5】
前記パネル取付用アンカーは前記補強鉄筋に溶接固定されている請求項4記載のALCパネルの配筋方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate