(57)【要約】【課題】  本発明は、ＡＬＣパネルに対して該ＡＬＣパネルよりも剛性の高い仕上材を張った場合に設計荷重に対して経済的で、ひび割れ等が発生することがない仕上材を張ったＡＬＣパネルの設計方法を提供することを目的としている。【解決手段】  ＡＬＣパネル１よりも剛性の高い仕上材２を張ったＡＬＣパネル１の設計に際して、ＡＬＣパネル１断面の曲がり具合を示す曲率による制限を加えて該ＡＬＣパネル１の断面設計を行うことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽量気泡コンクリートパネルよりも剛性の高い仕上材を張った軽量気泡コンクリートパネルの設計方法において、
前記軽量気泡コンクリートパネル断面の曲がり具合を示す曲率による制限を加えて該軽量気泡コンクリートパネルの断面設計を行うことを特徴とする仕上材を張った軽量気泡コンクリートパネルの設計方法。
【請求項２】
請求項１に記載の仕上材を張った軽量気泡コンクリートパネルの設計方法により設計されたことを特徴とする軽量気泡コンクリートパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仕上材を張った、軽量気泡コンクリートパネル（以下、「ＡＬＣパネル」という）の設計方法及びそれにより設計されたＡＬＣパネルに係り、特にＡＬＣパネルよりも剛性の高いタイルや石等の仕上材を張って仕上げを施すＡＬＣパネルについて設計荷重に対してひび割れ等を発生させない設計方法及びその設計方法により製造されたＡＬＣパネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＡＬＣパネルの設計では、日本建築学会「鉄筋コンクリート構造計算規準」の基本理論に基づき、許容モーメントの算出を行っている。ただし、ＡＬＣパネルにおいては、過去の知見により、鉄筋の短期許容引張応力度を180N/mm2および140N/mm2の２種類使用しており、先ず、対象とするＡＬＣパネルの許容モーメント算出に当たり、以下に示す４つのモーメントの計算を実施している。
【０００３】
この４つのモーメントとは、図２の曲線ａで示すように、ＡＬＣパネルの母材が短期許容圧縮応力度に達するモーメント［ＭＩ］、図２の曲線ｂで示すように、鉄筋が短期許容引張応力度180N/mm2に達するモーメント［ＭII１］、図２の曲線ｃで示すように、鉄筋が短期許容引張応力度140N/mm2に達するモーメント［ＭII２］、図２の曲線ｄで示すように、ＡＬＣパネルの母材の引張縁が許容曲げ応力度に達するモーメント（以下、「ひび割れモーメント」）［ＭＣ］の４つのモーメントである。
【０００４】
図２を用いて具体的に例を示すと、設計されるＡＬＣパネルの許容モーメント［ＭＰ］は、図２の曲線ｄで示すモーメント［ＭＣ］が、図２の曲線ｂで示すモーメント［ＭII１］以上の場合には、該モーメント［ＭII１］を採用し、図２の曲線ｄで示すモーメント［ＭＣ］が、図２の曲線ｃで示すモーメント［ＭII２］を超え且つ図２の曲線ｂで示すモーメント［ＭII１］が、図２の曲線ｄで示すモーメント［ＭＣ］を超えた場合には、該モーメント［ＭＣ］と、図２の曲線ａで示すモーメント［ＭＩ］とで何れか小さい方の値を採用し、図２の曲線ｃで示すモーメント［ＭII２］が、図２の曲線ｄで示すモーメント［ＭＣ］以上の場合には、該モーメント［ＭII２］と、図２の曲線ａで示すモーメント［ＭＩ］とで何れか小さい方の値を採用している。即ち、従来技術で設計されるＡＬＣパネルの許容モーメント［ＭＰ］は、図２の破線の矢線ｅで示される選択ルートに沿って設計される。
【０００５】
この許容モーメント［ＭＰ］に対し、実際に作用するモーメントが大きいか否かの判定を行い、許容モーメント［ＭＰ］が作用モーメント以上とする設計方法はＡＬＣパネルにおいて統一して実施されている。
【０００６】
【非特許文献１】ＡＬＣ協会発刊「建設大臣認定  ＡＬＣ構造設計基準・同解説」  １９９６年８月発行、第２版、ｐ.１３−１７
【非特許文献２】日本建築学会「鉄筋コンクリート構造計算規準」  １９９９年１１月発行、第４版第２刷
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、仕上げを施していないＡＬＣパネルと比較して、仕上材を張ったＡＬＣパネルでは、その断面性能が変化しており、実際に沿った形での設計が行われていないのが現状である。（図４（ａ）は仕上材２を張らないＡＬＣパネル１での変形の概念図を示し、図４（ｂ）は仕上材２を張ることで剛性の違う部分を持つＡＬＣパネル１での変形の概念図を示す。）
【０００８】
特にＡＬＣパネルよりも曲げ剛性（Ｅ（ヤング係数）・Ｉ（断面二次モーメント））の高い仕上材を張ったＡＬＣパネル（例えば、タイルを張ったＡＬＣパネル等）については、ＡＬＣパネルと仕上材との剛性の違いから、仕上材を張ったＡＬＣパネルの方が仕上げを施していないＡＬＣパネルに比べて負荷重時にひび割れ荷重が低下する現象が起こる。
【０００９】
これは図３（図３において、ｆは剛性の高い断面を示し、ｇは剛性の低い断面を示す。ｈは剛性の高い断面ｆでの歪み（応力）分布を示し、ｉは剛性の低い断面ｇでの歪み（応力）分布を示す。また、Θは剛性の低い断面ｇの曲率を示す。）に示すように、ＡＬＣパネル１の表面に仕上材２を張った曲げ剛性の高い部分Ａと、仕上材２の目地部にあたる曲げ剛性の低い部分Ｂとの曲げ剛性の違いにより曲げ剛性の高い部分Ａと低い部分Ｂとでは、曲げ剛性の低い部分Ｂに応力集中が起こり、仕上材２を張らないＡＬＣパネル１よりも先に仕上材２を張ったＡＬＣパネル１の曲げ剛性の低い部分Ｂでひび割れ等が発生する現象が発生していることに起因する。
【００１０】
つまり、ＡＬＣパネル１の一部で曲げ剛性が異なる際には、曲げ剛性の低い部分Ｂが局部的に変形してひび割れが発生するという問題があった。このように、図２に示す許容モーメント［ＭＰ］の選択ルートによる計算値が実際の設計荷重を満足さない場合があるため、タイル等の仕上材２を張ったＡＬＣパネル１にてひび割れ荷重が低下することから仕上材２を張ったＡＬＣパネル１の剛性の違いに着目し、許容モーメント［ＭＰ］の計算における撓み率を通常の仕上材２を張らないＡＬＣパネル１において１／２００であるところを、２倍の安全率を取って一律１／４００と厳しい基準としてＡＬＣパネル１を過剰設計するなどしている。
【００１１】
このような場合、設計荷重に対してひび割れの発生しないＡＬＣパネル１を設計することが出来るもののＡＬＣパネル１全体における撓み具合に着目したものであるため、局部的な変形を制御することは出来ない。また、タイル等の仕上材２の品種や張る方向等の個々の条件に合わせた設計を行うことが出来ず、ＡＬＣパネル１内部の鉄筋を必要以上に配置することとなり過剰設計となって経済的でなかった。
【００１２】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、ＡＬＣパネルに対して該ＡＬＣパネルよりも剛性の高い仕上材を張った場合に、設計荷重に対してひび割れ等が発生することがない仕上材を張ったＡＬＣパネルの設計方法を提供すると共に、それにより設計されたＡＬＣパネルを提供し、更には基本的な計算方法を変化させることなく仕上材の種類や張る方向等の各種条件で異なるパネル断面性能への影響を個々に対応した制限の設定が行え、安全且つ経済的なＡＬＣパネルの設計が出来る仕上材を張ったＡＬＣパネルの設計方法を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するための本発明に係る仕上材を張った軽量気泡コンクリートパネルの設計方法は、軽量気泡コンクリートパネルよりも剛性の高い仕上材を張った軽量気泡コンクリートパネルの設計方法において、前記軽量気泡コンクリートパネル断面の曲がり具合を示す曲率による制限を加えて該軽量気泡コンクリートパネルの断面設計を行うことを特徴とする。
【００１４】
軽量気泡コンクリートパネル（以下、「ＡＬＣパネル」という）表面に張る仕上材において、剛性の異なる部分で且つ剛性の小さい部分の曲がり具合であるＡＬＣパネルの曲率に着目し、従来の設計に使用する許容モーメントの算出時に曲率を用いたモーメントを考慮し、許容モーメントを設定することが出来る。
【００１５】
尚、この曲率は、各種仕上材の大きさや仕上材の張り方等の詳細な条件について個々に容易に設定が出来ることから、ＡＬＣパネルの設計に当たり、仕上材の大きさや張り方等の各種の条件ごとに合わせた設計を個々に行うことが出来る。
【００１６】
本発明は、上述の如く曲率を考慮した許容モーメントを用いた設計を実施することで、従来、過剰に配筋を設置していたＡＬＣパネルにおいても経済的に設計条件を満足するＡＬＣパネルが設計出来ると共に、ひび割れ等が発生しないＡＬＣパネルの設計が可能であり、安全且つ経済的なＡＬＣパネルの提供を可能にする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、ＡＬＣパネルへ該ＡＬＣパネルよりも剛性の高い仕上材を張った場合に設計荷重に対してひび割れ等が発生することのないＡＬＣパネルを設計することが出来、仕上材ごと（例えば、タイルにおいては該タイルの大きさ、タイルの張る方向等）に異なるパネル断面性能への影響を個々に対応した制限の設定が一つの式を用いることで行うことが出来、安全且つ経済的なＡＬＣパネルの設計が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図により本発明に係る仕上材を張った軽量気泡コンクリートパネルの設計方法及びそれにより設計された軽量気泡コンクリートパネルの一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る仕上材を張った軽量気泡コンクリートパネルの設計方法における許容モーメントの選択ルートを示す概念図である。
【００１９】
図３に示して前述した軽量気泡コンクリートパネル（以下、ＡＬＣパネル））という）１よりも剛性の高いタイルや石等の仕上材２を表面に張ったＡＬＣパネル１の設計に当たり、対象とするＡＬＣパネル１の許容モーメントの算出において、図２に示して前述した従来までの４つのモーメント、即ち、ＡＬＣパネル１の母材が短期許容圧縮応力度に達するモーメント［ＭＩ］、鉄筋が短期許容引張応力度180N/mm2に達するモーメント［ＭII１］、鉄筋が短期許容引張応力度140N/mm2に達するモーメント［ＭII２］、ＡＬＣパネルの母材の引張縁が許容曲げ応力度に達するモーメント［ＭＣ］に加えて、図１に示すように、仕上材２の種類や張り方ごと（例えば、仕上材２がタイルの場合にはタイルの大きさやタイルの張る方向等）に設定されるＡＬＣパネル１断面の曲がり具合を示す曲率値（１／ρ）に該ＡＬＣパネル１の曲げ剛性（Ｅ（ヤング係数）・Ｉ（断面二次モーメント））を乗じた曲げ剛性の低い部分Ｂでの応力集中を考慮したＡＬＣパネル１が曲率制限値に達するモーメントである図１の曲線ｒで示す曲率制限モーメント［ＭＲ］を新たに設定し、図１に示すように合計５つのモーメントを用いて許容モーメント［ＭＰ］を設定する。これによりＡＬＣパネル１断面の曲がり具合を示す曲率による制限を加えてＡＬＣパネル１の断面設計を行うことが出来る。
【００２０】
図１を用いて具体的に例を示すと、設計されるＡＬＣパネル１の許容モーメント［ＭＰ］は、図１の曲線ｒで示す曲率制限モーメント［ＭＲ］が図１の曲線ｂで示すモーメント［ＭII１］以上の場合には、該モーメント［ＭII１］を採用し、図１の曲線ｂで示すモーメント［ＭII１］が、図１の曲線ｒで示す曲率制限モーメント［ＭＲ］を超え且つ図１の曲線ａで示すモーメント［ＭＩ］が曲線ｒで示す曲率制限モーメント［ＭＲ］以上の場合、若しくは曲線ｂで示すモーメント［ＭII１］が曲線ｒで示す曲率制限モーメント［ＭＲ］を超える場合で且つ該曲線ｒで示す曲率制限モーメント［ＭＲ］が曲線ａで示すモーメント［ＭＩ］以上の場合には曲線ｒで示す曲率制限モーメント［ＭＲ］を採用し、これ以外の場合には曲線ａで示すモーメント［ＭＩ］を採用する。
【００２１】
ＡＬＣパネル１の設計においては、この許容モーメント［ＭＰ］を対象とするＡＬＣパネル１断面において算出し、設計荷重等の条件に合わせて実際にＡＬＣパネル１に作用するモーメントが設計荷重よりも大きいか否かの判定を行い、許容モーメント［ＭＰ］が作用モーメント以上となるようにＡＬＣパネル１を設計する。
【００２２】
尚、ＡＬＣパネル１断面の曲がり具合を示す曲率値については、仕上材２の種類や仕上材２の張り方ごとに実験等により個々に設定することが出来る。即ち、本発明に係る仕上材２を張ったＡＬＣパネル１の設計方法により設計されるＡＬＣパネル１の許容モーメント［ＭＰ］は、図１の実線の矢線ｐで示される選択ルートに沿って設計される。
【実施例１】
【００２３】
以下の表１に、ＡＬＣパネル１の断面を幅１８００mm、厚さ１２５mmとし、鉄筋本数を変えずに、図２に示す従来技術における許容モーメント［ＭＰ］の算定例と、図１に示す本発明における仕上材２の一例として５０二丁のタイルをＡＬＣパネル１の長さ方向とタイルの長辺方向とを平行にして張った場合の負圧（仕上材２を張った側が引張を受ける方向の荷重）に対する許容モーメント［ＭＰ］の算定例を示す。
【００２４】
【表１】
2005023758.tif 000003
【００２５】
上記表１に示すように、本発明での許容モーメント［ＭＰ］は従来技術での許容モーメント［ＭＰ］よりも小さく設定することが出来、従来のような過剰設計を防止することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の活用例として、例えば、ＡＬＣパネルよりも剛性の高いタイルや石等の仕上材を張って仕上げを施すＡＬＣパネルについて設計荷重に対してひび割れ等を発生させない設計方法及びその設計方法により製造されたＡＬＣパネルに適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る仕上材を張った軽量気泡コンクリートパネルの設計方法における許容モーメントの選択ルートを示す概念図である。
【図２】従来技術の許容モーメントの選択ルートを示す概念図である。
【図３】ＡＬＣパネルの剛性の違いによる歪（応力）の状態を説明する図である。
【図４】（ａ）は仕上材を張らないＡＬＣパネルの変形を説明する概念図、（ｂ）は剛性の高い仕上材を張ったＡＬＣパネルの変形を説明する概念図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…ＡＬＣパネル
２…仕上材
Ａ…曲げ剛性の高い部分
Ｂ…曲げ剛性の低い部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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