(57)【要約】【課題】施工を簡略化させることにより作業効率を向上させることができ、しかも建物にかかる工費の低減が図れる。【解決手段】建物は、柱フレーム２１と梁フレーム２２とを格子状に組み合わせたプレキャストコンクリート製の外壁ＰＣパネル２を縦横方向に複数連結して外周架構を形成し、ＲＣコアウォールと外壁ＰＣパネル２とを建物の主架構とするとともに、建物の低層部に免震装置を備えたＲＣ造免震架構から構成されている。外壁ＰＣパネル２は、正面視略田の字型に形成され、柱フレーム２１と梁フレーム２２とに囲まれた上段に位置する第１開口部２ａ〜２ｄに耐震壁パネル２５を組み込んだ構造となっている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の内部にＲＣコアウォールを備えたＲＣ造免震架構であって、
柱フレームと梁フレームとを格子状に組み合わせたプレキャストコンクリート製の外壁ＰＣパネルフレームを縦横方向に複数連結して外周架構を形成し、
前記ＲＣコアウォールと前記外壁ＰＣパネルフレームとを前記建物の主架構とするとともに、前記建物の低層部に免震装置を備えていることを特徴とするＲＣ造免震架構。
【請求項２】
前記外壁ＰＣパネルフレームは、正面視略田の字型に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＲＣ造免震架構。
【請求項３】
前記外壁ＰＣパネルフレームには、前記柱フレームと前記梁フレームとに囲まれた開口部に耐震壁パネルが組み込まれていることを特徴とする請求項１または２に記載のＲＣ造免震架構。
【請求項４】
前記外壁ＰＣパネルフレームには、前記柱フレームと前記梁フレームとに囲まれた開口部に窓ガラスパネルが組み込まれていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のＲＣ造免震架構。
【請求項５】
前記外壁ＰＣパネルフレームには、前記柱フレームと前記梁フレームとに囲まれた開口部に太陽光発電パネルが組み込まれていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のＲＣ造免震架構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超高層ＲＣ造の建物におけるＲＣ造免震架構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、１００ｍを超えるような超高層オフィスにも高い耐震性能が求められ、免震化の需要が高まってきているが、超高層オフィスはほとんどが非免震の鉄骨造により構築されているのが現状である。これは、免震構法を採用したときに、上部構造が鉄骨造の場合には、架構剛性が低く十分な免震効果が得られないといった構造上の課題があったからである。また、事務所ビル等では外周架構は鉄骨造としている場合が多い。そして、このように外周架構を鉄骨造とする場合には、その外装材にはプレキャストコンクリート版（ＰＣ版）を化粧材として使用しているのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、柱を立設した後、横連窓を構成するガラスカーテンウォールと、その上部に連なって直上階の腰壁となるプレキャストコンクリート製のＰＣカーテンウォールとからなる外壁ユニットを柱に取り付け、外壁ユニットに一体に設けられた梁上に直上階の床スラブを施工して構築される建物について記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１６４７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示すような従来の外周鉄骨架構と外装ＰＣ版との組み合わせの外周架構からなる建物では、以下のような問題があった。
すなわち、現場施工の際において、先ず柱梁の鉄骨を組み立て、その外周表面にパネル材（ＰＣ版）を取り付け、そのＰＣ版の室内側にコンクリートを打設し、さらにそのパネル材に窓ガラスを取り付ける工程により施工されているので、現場における工数が多く、施工に多大な時間がかかるといった問題があった。
また、高価な鉄骨を大量に使用する構造であることから、材料費が増大にともなって、工費が大きくなるため、その点で改良の余地があった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、施工を簡略化させることにより作業効率を向上させることができ、しかも建物にかかる工費の低減が図れるＲＣ造免震架構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係るＲＣ造免震架構では、建物の内部にＲＣコアウォールを備えたＲＣ造免震架構であって、柱フレームと梁フレームとを格子状に組み合わせたプレキャストコンクリート製の外壁ＰＣパネルフレームを縦横方向に複数連結して外周架構を形成し、ＲＣコアウォールと外壁ＰＣパネルフレームとを建物の主架構とするとともに、建物の低層部に免震装置を備えていることを特徴としている。
【０００７】
本発明では、柱フレームと梁フレームとを一体形成してプレキャスト化させ、外装材と構造躯体との機能を備えた外壁ＰＣパネルフレームを複数配置してラーメン架構を構成する外周架構と、ＲＣコアウォールとを主架構としているので、従来のＳ造、ＣＦＴ造の建物と比較して、剛性の高い上部架構からなるＲＣ架構を形成することができる。さらに、これら主架構に加えて建物の低層部に免震装置を組み込んだ構造であるので、地震時にも建物機能が維持される高い耐震性能を実現することができ、例えば１００ｍを超えるような超高層建物への適用が可能となる。また、各外壁ＰＣパネルフレームがプレキャストコンクリート製であるので、例えばコンクリートの現場打ちは隣り合う外壁ＰＣパネルフレームどうしの接合部のみにすることが可能となるので、コンクリート打設量が減り、施工の簡略化を図ることができる。
そして、外壁ＰＣパネルフレームが構造躯体を兼用しているので、室内に柱型が出ない構造とすることができ、室内空間を有効利用することができる。
【０００８】
また、本発明に係るＲＣ造免震架構では、外壁ＰＣパネルフレームは、正面視略田の字型に形成されていることが好ましい。
本発明では、例えば中央の柱フレームをフルＰＣ柱とし、両側に位置する柱フレームを前記フルＰＣ柱の半分の断面寸法、幅寸法をなす接続部としてのハーフＰＣ柱とし、上部、中央部、および下部に梁フレームを配置し、田の字型に一体形成した外壁ＰＣパネルフレームとすることができる。
【０００９】
また、本発明に係るＲＣ造免震架構では、外壁ＰＣパネルフレームには、柱フレームと梁フレームとに囲まれた開口部に耐震壁パネルが組み込まれていてもよい。
本発明では、剛性調整用の耐震壁パネルを、建物としての鉛直荷重や水平荷重に対して有効に働くようにバランスよく外壁ＰＣパネルフレームに形成される開口部に配置することで、建物の耐震性能を向上させることができる。つまり、耐震壁パネルの量を建物の高さ方向に調整することで、外周架構の応力負担率を調整することが可能である。そして、予め外壁ＰＣパネルフレームの任意の開口部に耐震壁パネルを組み込んでおくことで、施工時における作業工数を削減することができ、作業効率の向上を図ることができる。
【００１０】
また、本発明に係るＲＣ造免震架構では、外壁ＰＣパネルフレームには、柱フレームと梁フレームとに囲まれた開口部に窓ガラスパネルが組み込まれていることが好ましい。
本発明では、予め外壁ＰＣパネルフレームの任意の開口部に窓ガラスパネルを組み込んでおくことで、施工時における作業工数を削減することができ、作業効率の向上を図ることができる。
【００１１】
また、本発明に係るＲＣ造免震架構では、外壁ＰＣパネルフレームには、柱フレームと梁フレームとに囲まれた開口部に太陽光発電パネルが組み込まれていてもよい。
本発明では、外周架構に太陽光発電の機能をもたせることができ、予め外壁ＰＣパネルフレームの任意の開口部に太陽光発電パネルを組み込んでおくことで、施工時における作業工数を削減することができ、作業効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のＲＣ造免震架構によれば、外装材と構造躯体との機能を備えた外壁ＰＣパネルフレームと、ＲＣコアウォールとを主架構としたことで、剛性の高い上部架構からなるＲＣ架構を形成し、さらにこれら主架構に加えて建物の低層部に免震装置を組み込んだ構造であることから、地震時にも建物機能が維持される高い耐震性能を確保することができ、例えば１００ｍを超えるような超高層建物への適用が可能となる。また、各外壁ＰＣパネルフレームがプレキャストコンクリート製であるので、施工が簡略化され、作業効率を向上させることができ、しかも従来のように外周架構に鉄骨を採用しない構造となるので、高価な鉄骨の使用量を抑えることができる、コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態によるＲＣ造免震架構について、図１乃至図６に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態による建物の外観を示す正面図、図２は図１に示すＡ−Ａ線断面図、図３は外周架構を形成する外壁ＰＣパネルの斜視図、図４は外壁ＰＣパネルの外壁側から見た正面図であって、図１に示すＴ部拡大図、図５（ａ）は図４に示すＢ−Ｂ線断面図、（ｂ）は同じくＣ−Ｃ線断面図、図６（ａ）は図４に示すＤ−Ｄ線断面図、（ｂ）は同じくＥ−Ｅ線断面図である。
【００１４】
図１の符号１は、本実施の形態によるＲＣ造免震架構から構成される建物を示している。
図１および図２に示すように、本建物１は、例えば１００ｍを超える高さの超高層建物が対象とされており、外壁フレーム架構を形成する複数の外壁ＰＣパネルフレーム（以下、単に「外壁ＰＣパネル２」という）と、建物１内部に配置されていて平断面が平面視概略ロ字状に形成された鉄筋コンクリート造のコアウォール（以下、「ＲＣコアウォール３」という）と、建物１の基礎部（本発明の低層部に相当）に設けられた免震装置４との組み合わせによって構成されるハイブリッド構造となっている。
【００１５】
図２に示すように、ＲＣコアウォール３は、上述したように平面視概略ロ字状をなし、建物１の幅方向中央において奥行方向（図２でＹ方向）が一方側（図２では紙面に向かって上側）に寄った位置に配置され、耐力と靭性とをもち、建物１の芯棒としての機能を有している。このＲＣコアウォール３には、エレベータシャフト、ホール、階段、機械室などが配置され、ＲＣコアウォール３の周囲には略凹状の室内空間が配置された構造となっている。また、本実施の形態では、ＲＣコアウォール３が寄った側の外装材で、ＲＣコアウォール３の一辺に対応する位置には、ＰＣカーテンウォール５が設けられている。このＲＣコアウォール３は、各フロアにおいて外壁ＰＣパネル２に対して図示しない鉄骨梁にて両端ピン接合により接合され、その鉄骨梁には床組が形成されている。
そして、ＰＣコアウォール３、境界梁ともに、例えば極めて稀に発生するレベル２の地震時において、短期許容応力度以内とされ、余裕度検討レベル（レベル２×１．５）において終局強度以内となるように設定されている。
【００１６】
図３乃至図６に示すように、外壁ＰＣパネル２は、建物１の２階以上の架構として適用され（図１参照）、外壁材と構造躯体との機能をもたせたプレキャストコンクリート製からなり、図４に示す正面視で略田の字型の形状をなしている。なお、図３は後述する窓ガラスパネル２３、太陽光発電パネル２４、および耐震壁パネル２５が組み込まれていない状態を示していて一部簡略化した図であり、図４の正面図は建物１の外壁側から見た図であり、図５（ａ）、（ｂ）の側断面図では紙面に向かって外壁ＰＣパネル２を挟んで左側が外壁側であり、図６（ａ）、（ｂ）の水平断面図では紙面に向かって外壁ＰＣパネル２を挟んで下側が外壁側である。
【００１７】
外壁ＰＣパネル２は、柱フレーム２１と梁フレーム２２とを組み合わせて上述したように略田の字型の格子状に一体形成されており、各フレーム２１、２２によって仕切られた４つの開口部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが形成されている。建物１は、このような複数の外壁ＰＣパネル２、２、…が縦横方向に複数連結されて配列されており、これによってラーメン架構を構成する外周架構が形成されている。
【００１８】
そして、外壁ＰＣパネル２は、縦方向の長さが横方向より長い寸法（例えば、縦寸法が４．２ｍで横寸法が３．２ｍ）となる長方形状をなし、４つの開口部２ａ〜２ｄのうち上段に位置する第１開口部２ａ、２ｂが略正方形状となるように、中央梁フレーム２２Ａの位置が上下方向で中心より上方に配置されている。つまり、上段に位置する第１開口部２ａ、２ｂは正方形状をなし、下段に位置する第２開口部２ｃ、２ｄは第１開口部２ａ、２ｂよりも縦方向に長い長方形状をなしている。
【００１９】
横方向中央に配置される中央柱フレーム２１Ａは、本建物１に必要な柱断面を有するフルＰＣ柱をなし、その両側に位置する接合柱フレーム２１Ｂ、２１Ｂは中央柱フレーム２１Ａの半分の断面（幅寸法）となるハーフＰＣ柱となっている。図６に示すように、各接合柱フレーム２１Ｂは、横方向に隣接する側面に室内側に凹んだ切欠部２１ａ（コンクリート打設部）が形成されており、横方向に隣り合う外壁ＰＣパネル２、２の接合柱フレーム２１Ｂ（ハーフＰＣ柱）の切欠部２１ａ、２１ａどうしを当接させ、そのとき形成される凹状部にコンクリートＣを現場打設することで横方向に連結する構成となっている。なお、縦方向の連結は、双方の梁フレーム２２の接合面に内装させた継手２６（図３参照）によって連結する構成となっている。つまり、本外壁ＰＣパネル２は、互いの連結にかかる現場打ち部分をこの接合柱フレーム２１Ｂのみとした構造となっている。また、図５に示すように、上部および中間部に位置する梁フレーム２２は、外側部が突出した張出部２２ａが形成されており、この張出部２２ａが庇の役割を持たせたものとなっている。
【００２０】
また、本外壁ＰＣパネル２では、上段に位置する第１開口部２ａ、２ｂには窓ガラスパネル２３、太陽光発電パネル２４、耐震壁パネル２５を適宜組み込まれた構造であり、下段に位置する第２開口部２ｃ、２ｄにはそれぞれ窓ガラスパネル２３が組み込まれた構造であり、多機能性を有する構成となっている。つまり、図４乃至図６では第１開口部２ａ、２ｂのうち一方（図３の紙面左側）の開口部２ａに耐震壁パネル２５、他方（図３では紙面右側）の開口部２ｂに太陽光発電パネル２４が組み込まれている。
【００２１】
図５（ｂ）および図６（ａ）に示すように、太陽光発電パネル２４は、外周架構に太陽光発電の機能をもたせるものであって、板状に形成されている周知の太陽電池モジュールであり、上段の第１開口部２ａ、２ｂにおいて、外壁ＰＣパネル２の厚さ方向で外側に寄った位置、或いは外面に対して略同一面となる位置（本実施の形態では張出部２２ａの先端位置に相当する）に配置されている。
【００２２】
図５（ａ）および図６（ａ）に示すように、耐震壁パネル２５は、鉄筋コンクリート壁であり、建物１に配置されるすべての外壁ＰＣパネル２、２、…のうち適宜な位置に配置される外壁ＰＣパネル２の第１開口部２ａ、２ｂに組み込まれ、柱フレーム２１と梁フレーム２２に一体に形成されていて、外壁ＰＣパネル２に剛性調整機能をもたせるためのものとなっている。
【００２３】
このように、外壁ＰＣパネル２は、建物１に作用する軸力を負担するのみならず、地震力を負担する構造となっている。
そして、本建物１の外壁ＰＣパネル２では、その第１開口部２ａ、２ｂに窓ガラスパネル２３、太陽光発電パネル２４、および耐震壁パネル２５が、耐震壁パネル２５が建物１としての鉛直荷重、水平荷重に対して有効に働くようにバランスよく配置されている。つまり、本建物１では、免震装置４に近い建物１の低層部１Ａに耐震壁パネル２５を多く配置するとともに、上層部には耐震壁パネル２５の代わりに太陽光発電パネル２４を多く配置することで、窓の開口率が建物１全体にわたってほぼ一様となっている。
【００２４】
次に、図１に示す免震装置４は、地下１階の床下に配置し、鉛プラグ入りの積層ゴム、弾性すべり支承、およびリニアスライダーを併用し、鉛プラグ量を調整することで、免震層位置での重心と剛心との偏心をなくすように構成されている。
また、引抜き耐力を有する免震装置（リニアスライダー）は、コアの四隅に配置され、ＲＣコアウォール３の転倒により建物１の崩壊モードが決定されることを回避する構成としている。
そして、例えば外周隅部に引き抜き許容型免震装置を配置することで、外壁ＰＣパネル２の適正な応力負担を担保することができる。
【００２５】
次に、このように構成される建物１に構成されるＲＣ造免震架構の作用について、図１乃至図６に基づいて説明する。
本建物１では、柱フレーム２１と梁フレーム２２とを一体形成してプレキャスト化させ、外装材と構造躯体との機能を備えた外壁ＰＣパネル２を複数配置してラーメン架構を構成する外周架構と、ＲＣコアウォール３とを主架構としているので、従来のＳ造、ＣＦＴ造の建物と比較して、剛性の高い上部架構からなるＲＣ架構を形成することができる。さらに、これら主架構（外壁ＰＣパネル２、ＲＣコアウォール３）に加えて建物１の低層部１Ａに免震装置４を組み込んだ構造であるので、地震時にも建物機能が維持される高い耐震性能を実現することができ、例えば１００ｍを超えるような超高層建物への適用が可能となる。
【００２６】
そして、本外壁ＰＣパネル２では、剛性調整用の耐震壁パネル２５を、建物１としての鉛直荷重や水平荷重に対して有効に働くようにバランスよく外壁ＰＣパネル２に形成される第１開口部２ａ、２ｂに配置することで、建物１の耐震性能を向上させることができる。
つまり、外壁ＰＣパネル２の外周フレーム（柱フレーム２１、梁フレーム２２）に期待する耐力はあるレベル以下に抑える必要があるが、耐震壁パネル２５の量を建物１の高さ方向に調整することで、外周架構の応力負担率を調整し、例えばレベル２の地震時にも各部材が短期許容応力度以内であることを確認するとともに、余裕度検討レベルにおいても各部材が終局強度以下とすることが可能である。
【００２７】
また、本実施の形態では、図１に示すように１階部分が平面的に基壇部で柱が抜けたフィーレンディール架構となっているので、フィーレンディール架構として梁の長期曲げモーメントが最大となる位置に耐震壁パネル２５を配置することで、梁の長期設計用応力を減じ、軸力をスムーズに免震装置４へ伝達することができる。そして、基壇部では、２階レベルの外周一周に配置したＳＲＣ梁によって外壁ＰＣパネル２からの鉛直軸力を一旦受け、１階のＳＲＣ柱から１階床下の免震装置４への応力集中を図ることができる。外周隅部には、引抜き許容型免震装置を配置し、柱に過大な引張力が発生するのを抑制することで外壁ＰＣパネル２の適正な応力負担を担保することができる構造となっている。
【００２８】
さらに、ＲＣコアウォール３の四隅に引抜き耐力を有するリニアスライダーなどの免震装置（図示省略）を配置し、この免震装置に発生する引抜き力が余裕度検討レベルにおいても装置の限界強度を超えないようにすることで、ＲＣコアウォール３の転倒によって建物１の崩壊が決定されることを回避することができ、建物１のフェールセーフ機構とすることが可能となる。
【００２９】
また、各外壁ＰＣパネル２がプレキャストコンクリート製であるので、例えばコンクリートの現場打ちは隣り合う外壁ＰＣパネル２、２どうしの接合部のみにすることが可能となるので、コンクリート打設量が減り、施工の簡略化を図ることができる。
【００３０】
さらに、予め外壁ＰＣパネル２の任意の開口部２ａ〜２ｄに窓ガラスパネル２３、太陽光発電パネル２４、および耐震壁パネル２５を組み込んでおくことで、施工時における作業工数を削減することができ、作業効率の向上を図ることができる。
さらにまた、外壁ＰＣパネル２では、本窓ガラスパネル２３、太陽光発電パネル２４、および耐震壁パネル２５を構造上の機能に加え、外観のデザインとしての機能をもたせて配置することも可能である。
そして、外壁ＰＣパネル２が構造躯体を兼用しているので、室内に柱型が出ない構造とすることができ、室内空間を有効利用することができる。
【００３１】
上述のように本実施の形態によるＲＣ造免震架構では、外装材と構造躯体との機能を備えた外壁ＰＣパネル２と、ＲＣコアウォール３とを主架構としたことで、剛性の高い上部架構からなるＲＣ架構を形成し、さらにこれら主架構に加えて建物１の低層部１Ａに免震装置４を組み込んだ構造であることから、地震時にも建物機能が維持される高い耐震性能を確保することができ、例えば１００ｍを超えるような超高層建物への適用が可能となる。また、各外壁ＰＣパネル２がプレキャストコンクリート製であるので、施工が簡略化され、作業効率を向上させることができ、しかも従来のように外周架構に鉄骨を採用しない構造となるので、高価な鉄骨の使用量を抑えることができる、コストの低減を図ることができる。
【００３２】
以上、本発明によるＲＣ造免震架構の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では外壁ＰＣパネル２の形状を正面視で略田の字型とし、４箇所の開口部２ａ〜２ｄを設けた構造としているが、これに限定されることはない。要は、柱フレーム２１と梁フレーム２２とによって格子状に一体に組み合わされた形状であればよいのである。そして、窓ガラスパネル２３、太陽光発電パネル２４、および耐震壁パネル２５は開口部２ａ〜２ｄに対して適宜な位置に配置されることが可能であり、建物１全体の外周架構として、免震装置４の配置、耐震性能などの構造、或いは外観のデザイン性を考慮して任意の箇所に配置することができる。
【００３３】
また、外壁ＰＣパネル２の寸法、中央柱フレーム２１Ａ、中央梁フレーム２２Ａの位置等も耐震性能などの構造上、或いは外観のデザイン性に対応して設定すればよい。
さらに、免震装置４の形態、数量、およびＲＣコアウォール３の大きさ、強度、位置についても本実施の形態に限定されることはなく、建物１の高さ、形状などの施工条件に応じて設計することが可能である。
さらにまた、本実施の形態では外壁ＰＣパネル２の両側部の接合面に切欠部２１ａを設け、横方向に隣接する外壁ＰＣパネル２、２どうしの接合の際にその切欠部２１ａ、２１ａどうしを当接させて形成される凹部にコンクリートＣを打設する構造としているが、これに限定されることはなく、継手のみで互いの外壁ＰＣパネル２、２どうしを接合する構造であってもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態による建物の外観を示す正面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図３】外周架構を形成する外壁ＰＣパネルの斜視図である。
【図４】外壁ＰＣパネルの外壁側から見た正面図であって、図１に示すＴ部拡大図である。
【図５】（ａ）は図４に示すＢ−Ｂ線断面図、（ｂ）は同じくＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】（ａ）は図４に示すＤ−Ｄ線断面図、（ｂ）は同じくＥ−Ｅ線断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  建物
２  外壁ＰＣパネル（外壁ＰＣパネルフレーム）
２ａ〜２ｄ  開口部
２１  柱フレーム
２１ａ  切欠部
２２  梁フレーム
２２ａ  張出部
２３  窓ガラスパネル  
２４  太陽光発電パネル
２５  耐震壁パネル
３  ＲＣコアウォール
４  免震装置
Ｃ  コンクリート
【図１】
2010059646.tif 000003
【図２】
2010059646.tif 000004
【図３】
2010059646.tif 000005
【図４】
2010059646.tif 000006
【図５】
2010059646.tif 000007
【図６】
2010059646.tif 000008