(57)【要約】【課題】建物内の耐震壁を減少させることで、デザイン性に優れた建物を構築することができるうえ、施工の簡略化を図ることができる。【解決手段】耐震構造１に設けられる骨組構造体１０は、鉄筋コンクリート造の柱３と、柱３の周囲に配置されるとともにＰＣ鋼棒１３によりプレストレスが導入されたプレストレスコンクリート造の支柱１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）と、柱３および支柱１１のそれぞれの上下端どうしを水平方向に繋ぐ板状連結横材１２とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート造の建物に施工される耐震構造であって、
柱と、
該柱の周囲に配置されるとともにＰＣ鋼材によりプレストレスが導入されたプレストレスコンクリート造の支柱と、
前記柱および前記支柱のそれぞれの上下端どうしを水平方向に繋ぐ連結横材と、
から構成される骨組構造体を備えていることを特徴とする耐震構造。
【請求項２】
前記支柱は、前記骨組構造体の平面視端部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の耐震構造。
【請求項３】
前記連結横材は、前記建物のスラブに一体的に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐震構造。
【請求項４】
前記連結横材は、前記建物の梁に一体的に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐震構造。
【請求項５】
前記柱と前記支柱とがブレースによって接続さ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耐震構造。
【請求項６】
上下階に配置される前記支柱どうしが複数層にわたって同軸に接合されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の耐震構造。
【請求項７】
上下階方向に接合される前記支柱は、それぞれのＰＣ鋼材どうしが圧着接合により接続されていることを特徴とする請求項６に記載の耐震構造。
【請求項８】
前記支柱は、プレキャストコンクリートにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の耐震構造。
【請求項９】
鉄筋コンクリート造の建物に施工される耐震構造の構築方法であって、
ＰＣ鋼材によりプレストレスが導入されたプレストレスコンクリート造の支柱を柱の周囲に配置する工程と、
前記柱および前記支柱のそれぞれの上下端どうしを連結横材によって水平方向に繋ぐ工程と、
を有することを特徴とする耐震構造の構築方法。
【請求項１０】
前記支柱を配置する工程において、該支柱を先行して構築した下層階の支柱に対して同軸に接合するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の耐震構造の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート造の建物に施工される耐震構造およびその構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄筋コンクリート造の建物において、柱と梁とによって囲まれる架構に構築されるＲＣ耐震壁は、高い強度が得られることから地震等の外力に対して有効な耐震要素となっていることが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１８７６７号公報
【特許文献２】特開２００２−１２９６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の耐震壁を備えた建物では以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１、２に示す耐震壁は、柱梁で囲われる架構の全面にわたって配置され、立面的に大きな面積を占めるため、採光や眺望、通風などを妨げるなど建築計画上の制限を受けていた。
また、耐震壁の施工では、鉄筋量も多く、配筋工事に手間がかかるうえ、大きな型枠が必要であるとともに妻面等の収まり部分の固定も困難になることから、型枠工事にも手間がかかっていた。さらに、耐震壁に施工されるコンクリート量も多く、そのためコールドジョイントやジャンカが生じ易いという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、建物内の耐震壁を減少させることで、デザイン性に優れた建物を構築することができる耐震構造およびその構築方法を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、施工の簡略化を図ることができる耐震構造およびその構築方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る耐震構造では、鉄筋コンクリート造の建物に施工される耐震構造であって、柱と、柱の周囲に配置されとともにＰＣ鋼材によりプレストレスが導入されたプレストレスコンクリート造の支柱と、柱および支柱のそれぞれの上下端どうしを水平方向に繋ぐ連結横材とから構成される骨組構造体を備えていることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係る耐震構造の構築方法では、鉄筋コンクリート造の建物に施工される耐震構造の構築方法であって、ＰＣ鋼材によりプレストレスが導入されたプレストレスコンクリート造の支柱を柱の周囲に配置する工程と、柱および支柱のそれぞれの上下端どうしを連結横材によって水平方向に繋ぐ工程とを有することを特徴としている。
【０００８】
本発明では、支柱にはＰＣ鋼材によって緊張力が付与されて上下方向の圧縮力（プレストレス）が導入されているので、軸力方向の引張側において剛性を確保することができる。さらに、支柱の圧縮側に作用する外部からの軸力増加に対してプレストレスが減少しながらも抵抗することになり、コンクリート応力が急激に増大することを防止することができる。そのため、比較的高剛性な曲げ抵抗を安定的に発揮することができ、変動軸力引張側に発生し易いひび割れもプレストレスによるコンクリート圧縮応力の作用によって生じにくくなる。また、プレストレスコンクリートが導入された支柱に高い復元性能があり、この復元性能により地震後などの変形の残留を抑制することができる。そして、支柱に生じたひび割れも地震後には閉塞し、残留ひび割れが生じにくい骨組構造体となる。
【０００９】
したがって、骨組構造体において、建物の重量による軸力は主に柱が負担し、その柱の周囲に曲げに強い支柱を設け、さらには柱と複数の支柱のそれぞれの上下端どうしを剛強な連結横材で連結することで、この骨組構造体全体が曲げ抵抗に強い剛強な構造となる。すなわち、本骨組構造体に従来の耐震壁と同等の強度をもたせることが可能となり、建物内に耐震壁が配置されない構造となり、立面的に開放された空間を確保することができる。
【００１０】
また、本発明に係る耐震構造では、支柱は、骨組構造体の平面視端部に配置されていることが好ましい。
本発明では、建物の重量による軸力を負担する柱が骨組構造体の平面視で略中央に配されるため、骨組構造体全体の曲げによって生じる軸力変動が生じにくくなる。そのため、柱をプレストレス部材とする必要はなく、鉄筋コンクリート造により合理的に建物の軸力を負担することができる。
【００１１】
また、本発明に係る耐震構造では、連結横材は、建物のスラブに一体的に設けられていることが好ましい。
本発明では、連結横材をスラブの一部として機能させることで、室内空間を確保することができるうえ、スラブと同時に施工を行えるので作業効率の向上を図ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る耐震構造では、連結横材は、建物の梁に一体的に設けられていることが好ましい。
本発明では、柱に対して剛強に接続されている梁を連結横材に一体的に設けることで、骨組構造体自体の剛性を高めることができる。
【００１３】
また、本発明に係る耐震構造では、柱と支柱とがブレースによって接続されていることがより好ましい。
本発明では、柱と支柱との接合が、連結横材のみならず、ブレースによって接続されているので、骨組構造体全体の曲げ剛性をさらに高めることができる。
【００１４】
また、本発明に係る耐震構造では、上下階に配置される支柱どうしが複数層にわたって同軸に接合されていることが好ましい。
また、本発明に係る耐震構造の構築方法では、支柱を配置する工程において、支柱を先行して構築した下層階の支柱に対して同軸に接合することが好ましい。
本発明では、上下階どうしの支柱どうしが同軸に接合され、各層に配される骨組構造体どうしが上下方向に連続して一体的に設けられることになり、建物全体の剛性を高めることができる。
【００１５】
また、本発明に係る耐震構造では、上下階方向に接合される支柱は、それぞれのＰＣ鋼材どうしが圧着接合により接続されていることが好ましい。
本発明では、上下階に同軸に配置される支柱どうしが圧着により接続され、そのＰＣ鋼材が建物の上下方向に連続した構造となるので、より曲げに強い耐震構造を実現することができる。
【００１６】
また、本発明に係る耐震構造では、支柱は、プレキャストコンクリートにより形成されていることが好ましい。
本発明では、各階層を一単位とする部材又は複数層を一単位とする部材からなるプレキャストコンクリート（ＰＣａ）からなる支柱を予め工場などで製造しておき、現場においてそれらＰＣａ製の支柱を適宜な接合手段により連結するだけの作業により施工することができる。そのため、現場での型枠組立てやコンクリート打設作業をなくすことが可能となり、施工の簡略化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の耐震構造およびその構築方法によれば、柱がＰＣ鋼材によりプレストレスが導入された支柱によって曲げ抵抗に強い剛強な骨組構造体となることから、建物の耐震構造を従来の耐震壁構造と同等の強度を確保でき、これにより建物内の耐震壁をなくすことが可能となる。したがって、耐震壁構造のように建物内の立面を塞ぐことがなく、開放的な立面を確保することができ、建物内空間を有効に活用することができることから、採光、眺望、通風といった建築計画上のデザイン性に優れた建物を構築することができる。また、従来のように柱同士の間に設ける耐震壁が不要となるので、施工の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態による骨組構造体が構築される建物の所定の階層における平面図である。
【図２】骨組構造体の構成を示す一部分解斜視図である。
【図３】骨組構造体の水平断面図であって、図２に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図４】骨組構造体の側面図である。
【図５】第２の実施の形態による骨組構造体の構成を示す一部分解斜視図であって、図２に対応する図である。
【図６】骨組構造体の水平断面図であって、図５に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】第１の実施の形態の変形例による骨組構造体の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の第１の実施の形態による耐震構造およびその構築方法について、図１乃至図４に基づいて説明する。
【００２０】
図１の符号１は、鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）の柱３と梁４（図３参照）とスラブ５とからなる建物２に施工された本第１の実施の形態による耐震構造を示している。耐震構造１は、所定階層において、平面視で建物２の外周部に沿って所定間隔をもって配置される複数の骨組構造体１０、１０、…を備えた構成となっている。
【００２１】
なお、本第１の実施の形態の建物２では、平面視側辺部に位置する図１の符号１０Ａの骨組構造体と、角部に位置する符号１０Ｂの骨組構造体との二形態が設けられているが、符号１０Ａのものを骨組構造体１０として以下説明する。符号１０Ｂの骨組構造体については、符号１０Ａのものと同様の作用効果をなすことから、詳細な説明は省略する。
【００２２】
図２乃至図４に示すように、耐震構造１に設けられる骨組構造体１０は、上述した鉄筋コンクリート造の柱３と、その柱３の周囲に配置されるとともにＰＣ鋼棒１３（ＰＣ鋼材）により緊張力が導入されたプレストレスコンクリートからなる支柱１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）と、柱３および支柱１１のそれぞれの上下端どうしを水平方向に繋ぐ板状連結横材１２（連結横材）とを備えて概略構成されている。
【００２３】
支柱１１は、柱３の両側の左右対称位置で且つ建物２の外周に沿う位置に配置される一対の第１支柱１１Ａ、第２支柱１１Ｂと、柱３の建物２内側で前記第１支柱１１Ａ、１１Ｂを結ぶ直線に対して直交する方向に配置される第３支柱１１Ｃとからなり、それら支柱１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃによって平面視で三角形状に配置されている。そして、支柱１１は、骨組構造体１０の平面視端部の位置（すなわち、平面視三角形状の各頂部付近の位置）に配置されている。つまり、非プレストレスの鉄筋コンクリート造の柱３が複数（３本）の支柱１１Ａ〜１１Ｃによって囲まれた状態となっている。
【００２４】
また、各支柱１１には、材軸中心に沿ってＰＣ鋼棒１３が埋設されており、図示しない緊張力導入手段によって緊張力が導入されている。これにより支柱１１には材軸方向の圧縮力（プレストレス）が付与された状態となっている。
【００２５】
板状連結横材１２は、鉄筋コンクリートからなる平面視略三角形状をなす板状体であり、支柱１１Ａ〜１１Ｃのそれぞれの上下端１１ａ、１１ｂと柱３の上下端３ａ、３ｂとを連結するとともに、建物２のスラブ５に一体的に設けられている。板状連結横材１２は、例えばスラブ５の厚さ寸法より大きくしたり、上下面を鉄板で補強したり、コンクリートに高強度材料を用いることにより剛強な構造となっており、例えばスラブ５の剛性よりも大きい。さらに。本実施の形態の板状連結横材１２にあっては、上述したようにスラブ５に一体的に設けられるとともに、建物２の梁４（図３の二点鎖線）を含む状態で打設されて施工されている。
【００２６】
また、図２および図４に示すように、上下階に配置される前記支柱１１、１１どうしが複数層にわたって同軸に接合されており、それら上下階方向に接合される支柱１１、１１のそれぞれのＰＣ鋼材１３、１３どうしが例えば機械式継手等を用いた圧着接合により接続されている。つまり、上下階どうしの支柱１１、１１どうしが同軸に連結されるので、各層に配される骨組構造体１０、１０同士が上下方向に連続して一体的に設けられることになり、建物２全体の剛性を高めることができる構造となっている。
【００２７】
なお、上述した骨組構造体１０は、柱３と支柱１１との距離は支柱１１の長さ、断面によって適宜設定される。例えば建物２の外周方向に沿う柱３、３どうしの間隔が６ｍである場合に平面視で略２ｍ角の範囲に配置することができ、このときの支柱１１の断面は、例えば４０〜６０ｃｍ角とされる。
【００２８】
次に、このように構成される耐震構造１の構築方法について図面に基づいて説明する。
図２および図３に示すように、先ず、柱３の周囲の所定位置にＰＣ鋼棒１３によりプレストレスが導入されたプレキャストコンクリート（ＰＣａ）からなる支柱１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）を配置する。このとき、支柱１１は各階層を一単位とする部材又は複数層を一単位とする部材として工場等で製作されたものが用いられる。
そして、支柱１１は、先行して構築された下層階の支柱１１に対して同軸となるようにして接合される。このときＰＣ鋼棒１３についても上下方向に連続するようにして機械式継手等の圧着接合（接合手段）により連結する作業により施工することができる。そのため、現場での型枠組立てやコンクリート打設作業をなくすことが可能となり、施工の簡略化を図ることができる。
【００２９】
続いて、柱３および支柱１１のそれぞれの上下端どうしを板状連結横材１２によって水平方向に繋ぐことで骨組構造体１０を構築する。板状連結横材１２は、鉄筋や型枠を組み立て、コンクリート打設することにより構築されるが、このとき建物２のスラブ５や梁４と一体的に施工することができる。このようにして、建物２の上下方向にわたって連続する耐震構造１を構築することができる。なお、柱３は、現場打ちコンクリートとする場合において、それ単独であっても、板状連結横材１２と同時打設であってもかまわない。
【００３０】
次に、上述した骨組構造体１０を備えた耐震構造１の作用について図面に基づいて説明する。
図２および図３に示すように、本耐震構造１では、支柱１１にはＰＣ鋼材１３によって緊張力が付与されて上下方向の圧縮力（プレストレス）が導入されているので、軸力方向で引張側において剛性を確保することができる。さらに、支柱１１の圧縮側に作用する外部からの軸力増加に対してプレストレスが減少しながら抵抗することになり、コンクリート応力が急激に増大することを防止することができる。そのため、比較的高剛性な曲げ抵抗を安定的に発揮することができ、変動軸力引張側に発生し易いひび割れもプレストレスによるコンクリート圧縮応力の作用によって生じにくくなる。
【００３１】
また、プレストレスコンクリートが導入された支柱１１に高い復元性能があり、この復元性能により地震後などの変形の残留を抑制することができる。そして、支柱１１に生じたひび割れも地震後には閉塞し、残留ひび割れが生じにくい骨組構造体１０となる。
したがって、本骨組構造体１０において、建物２の重量による軸力は主に柱３が負担し、その柱３の周囲に曲げに強い支柱１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを設け、さらには柱３と複数の支柱１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃのそれぞれの上下端どうしを剛強な板状連結横材１２で連結することで、この骨組構造体１０全体が曲げ抵抗に強い剛強な構造となる。すなわち、本骨組構造体１０に従来の耐震壁と同等の強度をもたせることが可能となり、建物２内に耐震壁が配置されない構造となり、立面的に開放された空間を確保することができる。
【００３２】
さらに、建物２の重量による軸力を負担する柱３が骨組構造体１０の平面視で略中央に配されるため、骨組構造体１０全体の曲げによって生じる軸力変動が生じにくくなる。そのため、柱３をプレストレス部材とする必要はなく、鉄筋コンクリート造により合理的に前記建物２の軸力を負担することができる。
【００３３】
さらにまた、板状連結横材１２が建物２のスラブ５に一体的に設けられており、板状連結横材１２をスラブ５の一部として機能させることで、室内空間を確保することができるうえ、スラブ５と同時に施工を行えるので作業効率の向上を図ることができる。しかも柱に対して剛強に接続されている梁４（図３参照）を板状連結横材１２に一体的に設けることで、骨組構造体１０自体の剛性を高めることができる。
【００３４】
また、上下階の支柱１１、１１どうしが同軸に接合され、各層に配される骨組構造体１０、１０どうしが上下方向に連続して一体的に設けられることになり、建物全体の剛性を高めることができる。
さらにまた、上下階に同軸に配置される支柱１１、１１どうしが圧着により接続され、そのＰＣ鋼棒１３が建物２の上下方向に連続した構造となるので、より曲げに強い耐震構造を実現することができる。
【００３５】
上述のように本実施の形態による耐震構造およびその構築方法では、柱３がＰＣ鋼棒１３によりプレストレスが導入された支柱１１によって曲げ抵抗に強い剛強な骨組構造体１０となることから、建物２の耐震構造を従来の耐震壁構造と同等の強度を確保でき、これにより建物２内の耐震壁をなくすことが可能となる。したがって、耐震壁構造のように建物内の立面を塞ぐことがなく、開放的な立面を確保することができ、建物内空間を有効に活用することができることから、採光、眺望、通風といった建築計画上のデザイン性に優れた建物を構築することができる。また、従来のように柱どうしの間に設ける耐震壁が不要となるので、施工の簡略化を図ることができる。
【００３６】
次に、上述した第１の実施の形態の他の実施の形態および変形例について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。
【００３７】
図５および図６に示すように、第２の実施の形態による耐震構造１の骨組構造体２０では、図２に示す第１の実施の形態の骨組構造体１０の板状連結横材１２に代えて、平面視でＴ字型をなすＴ字状連結横材２２を採用したものである。このＴ字状連結横材２２は、梁４(図６参照)とスラブ５に対して一体的に設けられている。なお、この骨組構造体２０の支柱２１（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ）、それら支柱２１にプレストレスを導入するＰＣ鋼棒２３（ＰＣ鋼材）などの構成は、上述した第１の実施の形態の骨組構造体１０と同様であるので詳しい説明は省略する。
【００３８】
また、図７に示すように、第１の実施の形態の変形例による耐震構造１では、柱３と各支柱１１とがブレース６によって接続された構成となっている。本変形例では、柱３と支柱１１との接合が、板状連結横材１２のみならず、ブレース６によって接続されているので、骨組構造体１０全体の曲げ剛性をさらに高めることができる効果を奏する。
【００３９】
以上、本発明による耐震構造およびその構築方法の第１、第２の実施の形態および変形例について説明したが、本発明は上記の実施の形態および変形例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１実施の形態では平面視三角形状をなし、第２の実施の形態では平面視Ｔ字型をなす骨組構造体１０、２０としているが、これらのような形状に制限されることはなく、例えばコの字形や十字型等の形状の耐震壁構造体を設けることも可能である。さらに耐震壁構造体の形状だけでなく、支柱１１、１１（２１、２１）どうしの間隔、支柱１１（２１）と柱３との間の間隔、支柱１１、２１の数量等も建物の形状等に合わせて任意に設計することができる。また、例えば、耐震構造体１０、２０の一部（支柱１１、２１）を建物２の外方に張り出し、バルコニーのコンクリートと一体的に設けるような構造であってもかまわない。
また、板状連結横材１２は、剛性を確保するために鉄筋コンクリートが主体となるが、鉄骨鉄筋コンクリートや鉄骨コンクリートとすることも可能である。
【００４０】
さらに、本実施の形態では柱３や板状連結横材１２は現場打ちコンクリートにより施工されているが、これに限らず、プレキャストコンクリート（ＰＣａ）により形成されていてもかまわない。例えば、柱３をＰＣａ製とする場合、各階層を一単位とする部材又は複数層を一単位とする部材からなるＰＣａ製の柱を予め工場などで製作しておき、現場においてそれらＰＣａ製の柱を適宜な接合手段により連結するだけの作業により施工することができる。そのため、現場での型枠組立てやコンクリート打設作業をなくすことが可能となり、施工の簡略化を図ることができる。
一方、本実施の形態では支柱１１、２１をＰＣａ製の部材としているが、現場打ちコンクリートによって施工されるものであってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  耐震構造
２  建物
３  柱
４  梁
５  スラブ
６  ブレース
１０、２０  骨組構造体
１１、２１  支柱
１２  板状連結横材（連結横材）
１３、２３  ＰＣ鋼棒（ＰＣ鋼材）
２２  Ｔ字状連結横材（連結横材）
【図１】
2010285782.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010285782.tif 000008
【図７】
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