(57)【要約】【課題】  本発明が取組む課題は、壁板と床板からなる壁式鉄筋コンクリート構造物において、小規模な住宅などを施工する場合においても工事が経済的であり、採用しやすく、空間が開放的で梁型を使わずに将来的に有効な広さや可変的間取りを実現する手段を提供する事にある。【解決手段】  本願の請求項１に係る発明は、  壁板と床板からなる壁式鉄筋コンクリート架構内に、前記壁板の壁厚寸法の半分以下となる断面寸法から設計される、鉛直荷重のみを負担する支柱を取付けた構造物であり、前記支柱は、当該建築物の架構を構成する床板と上端部及び下端部において、一体化結合され、前記支柱上端部及び下端部には、プレート及び補強リブプレートが溶着により取付けられ、前記補強リブプレートは床板内部でコンクリートと一体化結合するため、床板内に配筋する鉄筋を通すための穴加工が施してあることを特徴とするものである。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁板と床板からなる壁式鉄筋コンクリート架構内に、前記壁板の壁厚寸法の半分以下となる断面寸法から設計される、鉛直荷重のみを負担する支柱を取付けた構造物であり、前記支柱は、当該建築物の架構を構成する床板と上端部及び下端部において、一体化結合され、前記支柱上端部及び下端部には、プレート及び補強リブプレートが溶着により取付けられ、前記補強リブプレートは床板内部でコンクリートと一体化結合するため、床板内に配筋する鉄筋を通すための穴加工が施してある事を特徴とする支柱を取付けた支柱併用型壁式鉄筋コンクリート構造物。
【請求項２】
壁板と床板からなる壁式鉄筋コンクリート架構内に、前記壁板の壁厚寸法の半分以下となる断面寸法から設計される、鉛直荷重のみを負担する支柱を取付けた構造物であり、前記支柱は、当該建築物の架構を構成する床板と上端部及び下端部において、一体化結合され、前記支柱上端部及び下端部には、プレート及び補強リブプレートが溶着により取付けられ、前記補強リブプレートには床板内部でコンクリートと一体化結合するため、スタッドおよびフランジが溶着により施してある事を特徴とする支柱を取付けた支柱併用型壁式鉄筋コンクリート構造物。
【請求項３】
前記支柱の最下端部が基礎梁やベタ基礎、あるいは、梁に接合する場合、アンカーボルトを通す穴の開いた台座プレートと補強リブプレートを前記支柱最下端部に溶着して取付け、予め基礎梁または基礎部分に埋込んだアンカーボルトとナットによって、ピン結合がなされる請求項１及び請求項２記載の支柱併用型壁式鉄筋コンクリート構造物。
【請求項４】
前記支柱において内部が中空である鋼管材を用いる場合、コンクリート打設時に鋼管の床板下端近傍部分に空気抜きの穴を施し、パイプ内にコンクリートを流し込んで支柱の中空部分にコンクリートを充填する請求項１、２及び３記載の支柱併用型壁式鉄筋コンクリート構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート構造物において、壁式構造物の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
壁式鉄筋コンクリート構造物は、現場施工の鉄筋コンクリート造からなる耐力壁と壁梁及び床板、基礎梁並びに基礎によって構成される構造物で、所用の剛性と耐力を有しており、従来、集合住宅建築などの戸境界壁や間仕切り壁、垂れ壁、袖壁等を耐力壁として設計し、それによって得られる高い水平強度と剛性によって、地震力に抵抗する構造形式であることが一般的に知られている。（非特許文献１及び非特許文献２）
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】壁式鉄筋コンクリート造建物の構造性能評価指針（案）・同解説
【非特許文献２】壁式鉄筋コンクリート造設計基準（２００３）
【特許文献】
【０００４】
前述の中には、室内に凹凸を出さない様、梁型を使わず壁板と床板による架構形式の壁式鉄筋コンクリート造があり、壁配筋及びスラブ配筋を加工場で籠型状に組んで現場組立配筋とし、支持スパンを長くして広い空間を作る技術（特許文献１）。または、プレキャストコンクリート造の接合部材を考案し、壁板と床板を結合させる事により広い空間を作る技術（特許文献２及び特許文献３）などが考案されている。
【特許文献１】特開平１１―８１４５０号公報
【特許文献２】特開２００６―１８３２６０号公報
【特許文献３】特開２００７―１５４５５６号公報
【特許文献４】特許第３６１８７２２号
【０００５】
また、壁式構造物では無いが、鉄筋コンクリート構造物において鋼材からなる構造部材を併用して一体化結合して取付ける技術がある。例えば、ブレース型ダンパーを取付けた鉄筋コンクリート構造物。（特許文献４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
まず、上述した壁式鉄筋コンクリート構造物での問題点については、以下のような問題点がある。
【０００７】
通常、壁式鉄筋コンクリート構造物において、広い空間を確保する為には、特許文献１、２、３のような技術方法が考えられるが、比較的小規模な住宅などに、前述の技術を利用して工事することは費用が嵩み現実的ではない。
【０００８】
また、壁式鉄筋コンクリート構造物を小規模な住宅において計画する場合、従来通りの方法では必要な耐震壁と成り得る壁量を確保すると壁が多く必要となり、隣り合う空間や外部空間に対して閉鎖的になりがちで、風通しや採光計画に制限が多い。
【０００９】
また、従来の壁式鉄筋コンクリートでは、広い空間を作る場合、一般的には梁を用いるため、将来的な間取りの変化の際に空調設備や電気設備の配置が難しく、長期的に使用可能な空間を計画するには難がある。
【００１０】
しかしながら、住宅の長期使用を考えた場合、前述の工事費用の問題や閉鎖的となる空間の問題、あるいは、広さと梁の問題について、何らかの解決手段があれば、梁型のない壁板と床板からなる壁式鉄筋コンクリート構造物は、構造における信頼性だけでなく、間取りの可変性、設備の移設や取替の容易さにおいても長期使用に望ましい空間特性を提供し得る構造物と言える。
【００１１】
ゆえに、本発明が取組む課題は、壁板と床板からなる壁式鉄筋コンクリート構造物において、小規模な住宅などを施工する場合においても工事が経済的であり、採用しやすく、空間が開放的で梁型を使わずに将来的に有効な広さや可変的間取りを実現する手段を提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願の請求項１にかかる発明は、  壁板と床板からなる壁式鉄筋コンクリート架構内に、前記壁板の壁厚寸法の半分以下となる断面寸法から設計される、鉛直荷重のみを負担する支柱を取付けた構造物であり、前記支柱は、当該建築物の架構を構成する床板と上端部及び下端部において、一体化結合され、前記支柱上端部及び下端部には、プレート及び補強リブプレートが溶着により取付けられ、前記補強リブプレートは床板内部でコンクリートと一体化結合するため、床板内に配筋する鉄筋を通すための穴加工が施してある事を特徴とするものである。
【００１３】
本願の請求項２にかかる発明は、  壁板と床板からなる壁式鉄筋コンクリート架構内に、前記壁板の壁厚寸法の半分以下となる断面寸法から設計される、鉛直荷重のみを負担する支柱を取付けた構造物であり、前記支柱は、当該建築物の架構を構成する床板と上端部及び下端部において、一体化結合され、前記支柱上端部及び下端部には、プレート及び補強リブプレートが溶着により取付けられ、前記補強リブプレートには床板内部でコンクリートと一体化結合するため、スタッドもしくはフランジが溶着により施してある事を特徴とするものである。
【００１４】
前記支柱は、鉛直荷重を負担することで、壁板と壁板の距離を押し広げると同時に梁を使わずに床板を支える役割を持っている。
【００１５】
前記支柱に溶着により取り付くプレートの作用は、地震時におきる震動や突き上げなどの外力が床板及び支柱に加わった際、床板が柱から抜け落ちる事を防止する。
【００１６】
前記支柱とプレートに溶着により取り付く補強リブプレートは、地震時におきる震動や突き上げなどの外力によって支柱が床板内で回転する事を防止し、支柱とプレートの変形と接合に対し補強をする。
【００１７】
本願の請求項３にかかる発明は、請求項１、２記載の支柱併用型壁式鉄筋コンクリート構造物において、前記支柱の最下端部が基礎梁やベタ基礎、あるいは、梁に接合する場合、アンカーボルトを通す穴の開いた台座プレートと補強リブプレートを前記支柱最下端部に溶着して取付け、予め基礎梁または基礎部分に埋込んだアンカーボルトとナットによって、ピン結合がなされることを特徴とするものである。
【００１８】
前記支柱が鉛直荷重のみを負担するため、外力による力の伝達は、最下端部分ではピン結合による接合方法でもよい。
【００１９】
また、最下層の階において掘り車庫のような開放的な手段が必要でなく、梁を使用しても差し支えの無い場合を含む構造物において、上部構造に本願の発明を実施する際の前記支柱の最下端部の接続方法を記載したものである。
【００２０】
本願の請求項４にかかる発明は、請求項１、２、３記載の支柱併用型壁式鉄筋コンクリート構造物において、前記支柱において内部が中空である鋼管材を用いる場合、コンクリート打設時に鋼管の床板下端近傍部分に空気抜きの穴を施し、パイプ内にコンクリートを流し込んで支柱の中空部分にコンクリートを充填する事を特徴とする。
【００２１】
前記支柱に鋼管材を用いる場合、コンクリートを充填する事で前記支柱に対して、軸力及び剪断力等の外力が加わった場合の強度を向上させると同時に、鋼管材が中空の場合に起きる音なりを解消する作用がある。
【発明の効果】
【００２２】
本願の請求項１及び２に係る発明は、前記支柱を用いることで従来の壁式鉄筋コンクリート造建築物に比べ、壁量が減り、構造物全体の荷重が減るため、基礎における負担が軽減され、工事時間と費用が節約される。
【００２３】
また、前記支柱を取付けることで、従来の壁式鉄筋コンクリート構造物に比べ、梁を使わずに壁板と壁板の距離は押し広げられ、前記支柱が壁厚寸法の半分以下となる断面寸法から設計されるため、視覚的、あるいは物理的な障害とならずに空間を広く利用でき、採光や風通しを向上させる事ができる。
【００２４】
また、長期使用の際に床板に梁が無いため、間取りの変更に対応し易く、設備器具の移設や取替も容易になる。
【００２５】
また、壁式鉄筋コンクリート構造物において前記支柱は、市販鋼材製品の規格品を使用する事ができ、特別な資材を購入すること無く、小規模な工場で十分加工できるため、小規模な住宅などの施工においても作業し易く、採用しやすい手段と成り得る。
【００２６】
前記支柱に溶着して取り付くプレートは、外部から力が加わった際でも前記支柱から床板が抜落ちることを防止すると同時に床板にかかる荷重を受け止め支柱へ力を伝える。
【００２７】
また、前記支柱とプレートに溶着してとり取り付く補強リブプレートは、支柱とプレートの接合をより強固なものとし、床板と前記支柱が一体化結合するための配筋手段及びスタッドもしくはフランジを溶着して取付ける箇所を提供し、外部から力が加わった際の支柱の変形や回転を防止する。
【００２８】
また、補強リブプレートにスタッドおよびフランジを溶着して取付ける事により、床板の端部に前記支柱を設置する場合でも配筋せずに、床板との一体化結合化をする事が出来る。
【００２９】
本願の請求３項の発明は、掘り車庫などの梁型を持つ壁式鉄筋コンクリート構造物の上部において、本願発明による支柱併用型壁式鉄筋コンクリート構造物で空間を構成させる場合においても、合理的でシンプルな接続方法でよい。
【００３０】
本願の請求項４にかかる発明は、前記支柱の軸力及び剪断力等を向上させると同時に、前記支柱に物などが当る際、出た音が大きく鳴ったり、支柱を伝わって違う階へ音を鳴らしたりしない様にする効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本願発明に係る壁式コンクリート構造物における支柱取付けの一実施例となる２階建て構造物の一階平面図である。
【図２】本願発明に係る壁式コンクリート構造物における支柱取付けの一実施例となる２階建て構造物の二階平面図である。
【図３】本願発明に係る壁式コンクリート構造物における支柱取付けの一実施例となる図１及び図２のＡ―Ａ‘間の断面図である。
【図４】本願発明となる支柱２（本願の発明に係る支柱２の一例として、ここでは丸鋼管を挙げている。以下共通事項。）が最上端部分において、床板と一体化結合し取付けられる実施形態を示したもので、（ａ）は水平断面図で、（ｂ）は鉛直断面図である。さらに、支柱２の床板と一体化結合し取付けられる実施形態の他の実施形態を示したもので（ｃ）は水平断面図で、（ｄ）は鉛直断面図である。
【図５】本願発明となる支柱２が中間階層において、床板と一体化結合し取付けられる実施形態を示したもので、（ａ）は鉛直断面図であり、（ｂ）は支柱２が継がれる場合の接合方法の一実施例を示している。
【図６】本願発明となる支柱２が最下端部分において、梁にピン接合される場合の一実施例を示したもので、（ａ）は水平断面図、（ｂ）は鉛直断面図である。
【図７】本願発明に係る壁式コンクリート構造物の一実施例の外部を矢印Ｂから視た外観透し図であり、実施形態を説明する図である。
【図８】本願発明に係る壁式コンクリート構造物の一実施例の内部を矢印Ｃから視た内観透し図であり、実施形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本願の発明による、支柱併用型壁式鉄筋コンクリート造構造物の形態は、敷地の特性及び要求される建築物の規模や性能により様々と考えられるが、ここでは掘り車庫付二階建て住宅の計画例をあげ、実施の概念及び形態の特性を図中の符号等を用いて説明する。  
【実施例】
【００３３】
図１は、本願発明に係る壁式鉄筋コンクリート構造物において、一階部分に支柱２が無く二階床板を梁４によって支持している状態であるが、図２の二階平面図上のＡ―Ａ‘通りにある支柱２は二階床板を支持する梁４ａおよび地中梁４ｂの上部に図６に示すような形態でピン結合がなされ、この具体的接合方法の実施形態は本願の請求項３に対応するものである。
【００３４】
また、図２は、本願発明による支柱２を取付けたことにより、壁板１が構造物の外周部分に配置され、図３の断面図にあるように屋根板３ｃには梁型がなく、壁板の半分以下となる断面寸法から設計される支柱２が上端部で屋根板３ｂに一体化結合がなされ、梁４ａおよび基礎梁４ｂと前述のようにピン結合がなされる。この形態は、請求項１および２に対応している。
【００３５】
前述のような、屋根板３ｃと支柱２の具体的一体化結合の方法としては、図４にある（ａ）図が示すように、屋根板３ｃ内に配筋される鉄筋１５が（ｂ）図に示す補強リブプレート７に開けた穴８を通して配筋される。
【００３６】
同様に、屋根板３ｃと支柱２の具体的一体化結合の他の方法としては、図４にある（ｃ）図が示すように支柱２に溶着されるプレート５とこれらに溶着されている補強リブプレート７にスタッド９およびフランジ１０を取付ける方法も考えられる。
【００３７】
図５はここで説明のため用いている当該実施例では取り扱われないが、二階建て以上の構造物に本願発明の支柱２を用いて床板に一体化結合させる場合の鉛直断面図である。その際、（ｅ）図は、支柱２が継がれない箇所、つまり上層部まで支柱２が建て込まれ、支柱  ２は床板を貫通している場合の形態を示しており、この水平断面図は、図４の（ａ）図と同様となる。
【００３８】
他方、（ｆ）図は、支柱２を継ぐ際に、床板３の上部にもプレート５を支柱に溶着し、補強リブプレートは上下のプレート５に結合され、そこに配筋を通す穴８が開けられている形態を示しており、さらに、上部プレートには、鞘管１２が取付けられる。この鞘管に同形断面の支柱２を差込んで現場にて溶着する。
【００３９】
図６は、前述した請求項３の具体的な形態を示しており、支柱２の最下端において、基礎梁、ベタ基礎、梁等の上部にピン結合がなされる場合、予め取り付く部分に埋込まれたアンカーボルト１４の頭を延ばしておき、支柱２の下端に取付けられた台座プレート５にボルト通しの穴を開けておきナット１３で固定する。この方法は、一般的な鉄骨の脚注でも使われており、本願発明における支柱２を最下端部でピン接合する際においても有用である。
【００４０】
（ｅ）図と（ｆ）図および（ｈ）図中にある開口１１は本願の請求項４に対応するものであり、（ａ）、（ｃ）、（g）図にある支柱２の内部にコンクリート６を充填する際、空気を逃がし、工事をし易くするために必要な処置である。
【００４１】
図７は、本願の発明における壁式鉄筋コンクリート構造物の内部を図２における平面図上の矢印Ｂから視た透し図であり、支柱２が前述のように梁４ａの上に並んで取付けられている状態を示している。これによって屋根板３ｃの下端に梁型を設けずに広い空間の構成の実施形態が表現される。
【００４２】
図８は本願の発明における壁式鉄筋コンクリート構造物の外部からの透し図を図１および図２中に矢印Ｃで示した方向から視た形態を示している。図中、二階前面に見える支柱２の下部掘り車庫には、柱等の部材は無く、梁によって上部の荷重は支えられている。また、図が示すように、壁式鉄筋コンクリート構造物でありながら、開放的な実施形態をこのように作る事が可能でき、外部から視たても開放的なこの形態によって、採光や風通し、眺めの利便性、更に、広くて梁型の無い形態を作り出すといった実施の概念を達成している。
【符号の説明】
【００４３】
１    壁板
２    支柱
３    床板全般
３ａ  底盤
３ｂ  二階床板
３ｃ  屋根板
４ａ  梁
４ｂ  基礎梁
５    プレート
６    充填コンクリート
７    補強リブプレート
８    補強リブプレート配筋用穴
９    スタッド
１０  フランジ
１１  コンクリート充填用開口
１２  鞘管
１３  ナット
１４  アンカーボルト
１５  配筋
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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