(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏足を含む裏面側が高強度コンクリートに埋設される先付けタイルにおいて、
前記先付けタイルには、面内上方から前記高強度コンクリートの鉛直荷重を受けた際に最大撓み量が発生する部位に、前記先付けタイル裏面から前記高強度コンクリート側に向かって庇状に突出する側面視凸型形状の補強体が設けられ、
該補強体は、前記先付けタイルの上辺からタイル全体高さの１／４〜２／５の高さ位置に水平状に設けられており、
前記先付けタイルの前記高強度コンクリート表面からの剥離・落下が防止されていることを特徴とする先付けタイル。
【請求項２】
複数枚の前記先付けタイルが横方向に並列されて高強度コンクリート表面に先付けされるとき、横方向に断続的に延伸する前記補強体は、高強度コンクリートの粗骨材が通過できる間隔をもって隣り合っていることを特徴とする請求項１に記載された先付けタイルを使用したタイル先付け高強度鉄筋コンクリート柱。
【請求項３】
少なくとも柱梁接合部の梁下面に隣接して臨む柱の面に前記請求項１乃至請求項２のいずれかに記載された先付けタイルが貼着されたタイル先付け高強度鉄筋コンクリート柱梁架構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイルの剥落、落下を低減させるための先付けタイルと、そのタイルを先付けした高強度鉄筋コンクリート柱、及びタイル先付け高強度鉄筋コンクリート柱梁架構に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高強度鉄筋コンクリート（ＲＣ）柱のタイル面では、大地震時などでは、建物躯体のＲＣ柱の変形にタイル単体の変形が追従できないことで、剥離や落下が起きる場合があった。
図４乃至図５に示されるような、従来からの一般的な５０二丁タイルは、ＲＣ柱とタイルの変形追従性が、タイルと下地コンクリート間の定着性能が不十分なために必要な変形追従性能が得られずに、タイルが剥落、落下していたと考えられ、色々なタイル構造とそのタイル貼り構法が考案され、施工されてきた。
【０００３】
例えば、平面状に複数並べられたタイルの裏面にコンクリートを打設して、表面に前記複数のタイルが一体状に貼着されたコンクリート壁体を得るタイル先付け工法において、図６に示されるように、タイルの側周面は、前記コンクリートからの抜脱を防ぐテーパー状に形成されたタイル先付け工法が提案された（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながらこのテーパー型の裏足を有するタイルは、一般的な裏足を有するタイルと同様に、裏足部分が下地コンクリートに埋め込まれる深さは略等しいために、梁が接合される柱梁架構の柱頭部近傍などでは、柱表面より柱内部側まで生じている、図１１の柱梁接合部において右上・左下両方向に向いた矢印で示されるような大きなせん断力分布に対しては、タイル裏足部分が十分にせん断抵抗することができずに、タイルが剥離、落下していた。
【０００５】
また、テーパー型の裏足を有するタイルの裏面溝形状は、一般的なタイルと等しいために、タイル単体に生じる曲げ変形を起因としたタイル剥離、落下に対しては、大きな効力を発揮することはほとんどできていない。
【０００６】
従って、テーパー型の裏足を有するタイルは、一般的なタイルと比べて、下地コンクリート間との定着性能は向上されるが、柱内部側へ分布するせん断力に対するせん断抵抗、および、タイル単体の曲げ性能は同等であって、これらの影響によるタイル剥離、落下に対しては有効とはいえない。
図１１に、従来技術によりタイル貼りされたＲＣ柱梁架構に地震荷重相当を作用させた場合について、ＲＣ架構表面及び内部でのコンクリートのせん断応力、せん断ひずみ分布の３次元弾性有限要素法解析結果を示す。
これによれば、せん断応力分布及びせん断ひずみ分布は、柱梁接合部の入隅部表面で大きく、柱部分内部まで広範囲に分布しており、応力値、ひずみ値共に凡例に示すように、薄い色部分に比べて、濃い色部分が大きいことを示す。
要するに、テーパー型の裏足を有するタイルは、一般的なタイルと同様に、コンクリートに埋め込まれる裏足部分の深さは浅く、柱梁架構の入隅部表面から柱部分内部まで広範囲に分布するせん断応力に対して、十分にせん断抵抗できていなかった。
【０００７】
さらに、コンクリートに接する裏面と裏足面に、天然ゴム，合成ゴム、天燃樹脂、合成樹脂、アスファルト、紙、布、撥水材またはパラフィンからなるコンクリート接着防止層を形成するとともに、水平または垂直方向に突出する裏足を設け、かつ裏足面を平面部で構成したタイルが提案されている（特許文献２参照）。
【０００８】
これは、大きな裏足が形成されているものの、コンクリートとタイルの接合は、タイルの裏足の形状に依存した物理的な引っかかりによりコンクリートと接合するものであって、突出部は撓み量を低減させるためのものではないので、図１１に示すように、ＲＣ柱表面より内部へ分布するせん断応力に十分にせん断抵抗できていなかった。
【０００９】
近年Pca高強度コンクリート柱の外装タイルが常時荷重下剥落されることが指摘されており、特に建物が高層化するほど下層階において多発するとされている。
このため、名城大学理工学部建築学科、寺西教授他２名らは、先付け工法で貼り付けられた外装タイルの変形追従性および剥離抵抗性に対する諸要因の影響を調べるための実験を行った（非特許文献１参照）。
【００１０】
これによれば、載荷中に、図１０（ａ）（ｂ）のＢ面に見受けられるように、その周囲のコンクリートにひび割れが発生し、最終的にコンクリートとの界面でタイルが剥離したとされている。
【００１１】
５０二丁タイルにおいては、剥離ポイントのコンクリート応力およびタイルひずみは、横張りか縦張りかのタイルの張付け方向にかかわらず、コンクリート強度が高いほど大きいことが解明されている。
【００１２】
図８に先付けタイルが横張りおよび縦張りされた高強度鉄筋コンクリートの縦断面図が示されている。これによると、横張り、縦張りのいずれの場合も、高強度コンクリートの圧縮変形によりタイル上端部において大きな圧縮変形が生じているとともに上端部近傍に曲げを伴う変形が生じていることが看て取れる。
一方、図１２（ａ）および（ｂ）よりみて、横張りタイル（縦張りタイル図示省略）上端部近傍のコンクリートの色の濃い領域には、他の部分に比べて非常に大きなひずみが生じていることがわかる。
【００１３】
また、図１０（ａ）および（ｂ）に示されるように、タイル裏面近傍のＡ面のコンクリートのひび割れと、タイル脇のＢ面のコンクリート表面のひび割れの２つのパターンのひび割れが発生している。後者のひび割れは、タイルとコンクリートのヤング係数の差、すなわち変形性能の差に起因して発生したせん断ひび割れであると考えられている。
一方、タイル裏面近傍のＡ面のコンクリートのひび割れは、図１０（ａ）（ｂ）の左の図および中央の図からわかるように、横張りの場合タイルの裏足のない溝部分近傍のコンクリートの一部に、縦張りの場合裏足部分近傍のコンクリートの一部に水平方向に帯状に連なって発生している。
このひび割れの方向は、タイルが剥離するような水平方向になっている。
【００１４】
さらに、ひび割れが発生した位置は、縦張り、横張りのいずれの場合も、タイル表面のひずみが端部に向かって急激に減少し始める起点、すなわち、図８に示されたタイルの曲げ変形の、曲率が増大し始める起点とほぼ一致している。
以上のことから、高強度コンクリート柱の圧縮変形に伴うタイルの剥離現象は、タイル端部に作用する曲げモーメントによる曲げ変形により下地コンクリートからタイルが浮き上がろうとする力が最も大きい部分での剥離が起点となって進行していくものと考えられている。
【００１５】
以上要するに、下地コンクリートに圧縮変形が生じると、タイル端部の曲げ変形により、タイルが下地コンクリートから浮き上がろうとする。そしてその力が最も大きい部分、すなわち、タイルの最大たわみ点がタイルの剥離の起点になるということである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平１０−２４５９６３号公報
【特許文献２】特開２００１−５９３２９号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】『先付けタイルの変形追従性および剥離抵抗性』コンクリート工学論文集,Vol.33,No1.2011.p1397〜1402
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上述した種々の課題を解決するために創作されたもので、タイルと下地コンクリート間の定着性能が良好な先付けタイルを安価に提供するとともに、当該タイルを高強度鉄筋コンクリート製柱、特に柱と梁の接合部に先付けした、タイルの剥離が抑制されたプレキャスト高強度鉄筋コンクリート製柱を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１に係る発明は、裏足を含む裏面側略半分が高強度コンクリートに埋設される先付けタイルにおいて、前記先付けタイルには、面内上方から前記高強度コンクリートの鉛直荷重を受けた際に最大撓み量が発生する部位に、前記先付けタイル裏面から前記高強度コンクリート側に向かって庇状に突出する側面視凸型形状の補強体が設けられ、該補強体は、前記先付けタイルの上辺からタイル全体高さの１/４〜２/５の高さ位置に水平状に設けられており、先付けタイルが前記高強度コンクリート表面からの剥離・落下を防止することとした。
【００２０】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る先付けタイルを用いた高強度鉄筋コンクリート柱であって、複数枚の前記先付けタイルが横方向に並列されて高強度コンクリート表面に先付けされるとき、横方向に断続的に延伸する前記補強体は、高強度コンクリートの粗骨材が通過できる間隔をもって隣り合っていることを特徴としている。
【００２１】
請求項３に係る発明は、少なくとも柱梁接合部の梁下面に隣接して臨む柱の面に前記請求項１乃至請求項２のいずれかに記載されたタイルが先付けされた高強度鉄筋コンクリート柱梁架構とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に係る発明によれば、裏足を含む裏面側略半分が高強度コンクリートに埋設される先付けタイルにおいて、前記先付けタイルの面内上方から前記高強度コンクリートの鉛直荷重を受けた際に、先付けタイル表面側に向かって最大撓み量が発生する部位に、前記先付けタイル裏面から前記コンクリート側に向かって庇状に突出する側面視凸型形状の補強体が、前記先付けタイル上辺に沿って水平状に設けられ、図９の右側に示すように断面２次モーメントＩをを増大して先付けタイル端部に作用する応力度を小さくして、タイル１の曲げ変形を抑制しているので、前記先付けタイルの前記高強度コンクリート表面からの剥離・落下を防止することができ、これに伴う事故を低コストで事前に回避することが可能となる。
【００２３】
請求項２に係る発明によれば、横方向に断続的に延伸する前記補強体は、高強度コンクリートの粗骨材が通過できる間隔をもって隣り合っているものとしたから、コンクリートに混入する粗骨材が補強体同士の間を容易に通過することが可能となり、いわゆるジャンカの発生を防止することができる。
【００２４】
請求項３に係る発明によれば、高強度コンクリートＲＣ造の柱梁接合部の梁下入隅部の柱表面の先付けタイルの剥離・落下を防止することができる。
特に、高層建物の下層階の柱の梁下表面部の先付けタイルの剥離・落下防止効果はきわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例の先付けタイルの背面図である。
【図２】本発明の他の実施例の先付けタイルの背面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施例の先付けタイルの背面図である。
【図４】先付けタイルの従来例１の背面図である。
【図５】先付けタイルの従来例１の側面図である。
【図６】先付けタイルの従来例２のタイル先付けプレキャストコンクリート壁体製作時の横断面図である。
【図７】先付けタイルの従来例３の斜視図である。
【図８】（ａ）は図４に示された従来の５０二丁タイルを横張りした際の変形を示す縦断面図、（ｂ）は同じく縦張りした際の変形を示す縦断面図である。
【図９】鉛直荷重が柱の貼付けタイル面に作用した際のタイルの変形状態とタイル上端部に作用する応力度分布を示す模式図である。
【図１０】従来の５０二丁タイルを横張りと縦張りした際のタイルの初期のひび割れの発生状況を示す概略図である。
【図１１】従来技術によりタイル貼りされたＲＣ柱梁架構に地震荷重相当を作用させた場合の３次元弾性有限要素法解析結果で、（ａ）は、柱奥行方向中央位置で切断したＲＣ架構内部のコンクリートのせん断応力分布図（τxy）、（ｂ）は、柱奥行方向中央位置で切断したＲＣ架構内部のコンクリートのせん断ひずみ分布図（γxy）である。
【図１２】柱の高強度コンクリートの軸方向圧縮ひずみを示す３次元弾性有限要素法解析図である。
【実施例１】
【００２６】
本発明の実施例１について、図１の記載に基づいてその構成を説明する。
この実施例は、横張りする一般的な５０二丁タイル１の面内上方から高強度コンクリートの鉛直荷重を受けた際に最大撓み量が発生すると考えられる部位近傍である、上から１番目と２番目の裏足２の間に、先付けタイル裏面から高強度コンクリート側に向かって庇状に突出する側面視凸型形状の補強体３を５０二丁タイル１と一体的に形成したものである。
【００２７】
この補強体３が形成されない５０二丁タイル１を高強度コンクリートに貼り付けると、図９の真中に示すように、タイルの打込み側のみに鉛直荷重が作用する結果、タイルに曲げモーメントが作用することとなり、タイル上端部近傍の最大撓み量が発生すると考えられる部位において曲げ変形が発生する。
このタイル上端部近傍の曲げ変形により、タイルが下地コンクリートから浮き上がろうとする。
補強体３は、タイルの剥離の起点になると考えられるタイルの最大たわみ点における曲げ変形を極力小さくするために、断面２次モーメントを大きくしようとするものである。
この補強体３は同時に、図１１に示す柱梁接合部の入隅部周辺より、柱部分内部まで広範囲に分布するせん断応力に対して、せん断抵抗することができる。
【００２８】
この実施例の補強体３は、５０二丁タイル１に１枚について一つ形成されている。そして、左右両端から所定長さまでは、補強体３を形成していない。
これは、複数枚の前記先付けタイルが横方向に並列されて高強度コンクリート表面に先付けされるとき、補強体３が水平方向に断続的に存在して間隔をもって隣り合うようにするためである。
補強体３の断面形状や高さ寸法や奥行き寸法には特に制限はないが、補強体３が水平方向に断続的に形成されるあき寸法は最大粗骨材寸法の1.25倍以上とする必要がある。
なお、この実施例では、補強体３相互のあき寸法は、現行の建築基準法施行令73条のＲＣによる鉄筋相互のあき寸法の規定に準じた。
複数枚の先付けタイル1が横方向に並列されて高強度コンクリート表面に先付けされるとき、コンクリートに混入する粗骨材が補強体３同士の間を容易に通過することが可能となり、いわゆるジャンカの発生を防止することができる。
【００２９】
なお、５０二丁タイル１の補強体３が設けられていない部位においても、タイル自身と補強体３が並列接続された合成曲げ剛性として機能することで、タイル自身の曲げ変形を小さくすることができる。
【００３０】
この５０二丁タイル１は補強体３が一体的に形成されていることから、図９右側の応力度の計算式に示すように、分母となる断面２次モーメントＩの値が大きくなり曲げモーメントＭによる応力度σを小さくして、５０二丁タイル１上端部近傍に発生する曲げ変形を抑制することができる。
これにより、鉛直荷重を受ける高強度コンクリート柱表面に貼り付けられたタイルの剥離、特に高強度コンクリート柱と梁の接合部の入隅部において発生するタイル単体に生じる曲げ変形を起因としたタイルの剥離、落下に対して大きな効力を発揮することが可能となる。
【００３１】
なお、この実施例においては、補強体３を裏足２の間に形成しているが、裏足２の間と裏足２の部分や裏足２の部分に形成してもよい。
要は、先付けタイル１の面内上方から高強度コンクリートの鉛直荷重を受けた際に最大撓み量が発生すると考えられる部位、本発明者らの推測によれば５０二丁タイル上辺からタイル全体高さの1/4〜2/5の高さ位置に形成すればよい。
【実施例２】
【００３２】
次いで本発明の実施例２について、図２の記載に基づいて構成を説明する。
この実施例も、横張りする一般的な５０二丁タイル１の面内上方から高強度コンクリートの鉛直荷重を受けた際に最大撓み量が発生すると考えられる部位近傍である、上から１番目と２番目の裏足２の間に、先付けタイル裏面から高強度コンクリート側に向かって庇状に突出する側面視凸型形状の補強体３を５０二丁タイル１と一体的に形成したものである。
【００３３】
この実施例の補強体３は、５０二丁タイル１に１枚について、中央部において分割された形態とされて二つ形成されている。
この形態の５０二丁タイル１についても、補強体３が設けられていない部位は、上記と同じ理由によって、曲げ変形を極力小さくすることができ、またせん断抵抗することができるものである。
【実施例３】
【００３４】
本発明の実施例３について、図３の記載に基づいて構成を説明する。
この実施例も、縦張りする一般的な５０二丁タイル１の面内上方から高強度コンクリートの鉛直荷重を受けた際に最大撓み量が発生すると考えられる部位近傍、図１０（ｂ）の高強度コンクリート表面（Ａ面）に示されるひび割れ位置に相当する高さに、先付けタイル裏面から高強度コンクリート側に向かって庇状に突出する側面視凸型形状の補強体３を５０二丁タイル１と一体的に形成したものである。
この補強体３は、実施例1及び実施例２と同様に、複数枚の５０二丁タイル１が横方向に並列されて高強度コンクリート表面に先付けされるとき、横方向に断続的に延伸して高強度コンクリートの粗骨材が通過できる間隔をもって隣り合うように、左右端の裏足の部分には形成されていない。
この形態の５０二丁タイル１の補強体３が設けられていない部位についても、上記と同じ理由によって、曲げ変形を極力小さくしてタイルの曲げ変形を小さくしてタイルの剥離・落下を防止することができ、またせん断力に抵抗してタイル自体の破損・落下を防止することができるものである。
【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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【図９】
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【図１０】
0005905775.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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