工事報告

特集：建築特集

北区立田端中学校の設計・施工— PCaPC 工法による新しい都市型高層校舎 —堀場

弘＊1・渡邉

祐宏＊2・萩生田

秀之＊3・Iskren MIHAYLOV＊4

狭小不整形敷地に建つ，プレキャスト・プレストレストコンクリートによる構造体そのものを外装とした 8 階建ての公立中学校である。都市型高層校舎のプロトタイプを目指した。中央階段周囲と外周にプレキャスト・プレストレストラーメン架構を配置し，これらを繋ぐ内部の梁は鉄骨とした。短手方向梁継手は Fc60 N/mm2 の高強度コンクリート現場打ちジョイントとした。プレキャスト・プレストレスコンクリートの柱梁グリッドが特徴的な校舎が新しい地域のシンボルとなる。
キーワード：PCaPC 工法，高強度コンクリート現場打ちジョイント，高層校舎常の教室（12 クラス），防災拠点機能などが求められた。

1．は じ め に校舎を 8 階建て，体育館を 2 階建てとし，それぞれの屋上

東京都北区の学校適正配置計画の一環として，旧滝野川をプール，運動場として利用したコンパクトで立体的な中第七小学校の跡地に計画された中学校である。敷地は，大学校として計画した。高層となる校舎棟は，高い耐久性と正から戦前にかけての田端文士村と呼ばれる雰囲気をかす

工事精度の確保，周辺が住宅街であることから工事騒音のかに残している地区で，北側には地形から生じた大きな擁削減に配慮し，プレキャスト・プレストレストコンクリー

壁を抱え，隣接した寺社などとともに，この地域の貴重なト（PCaPC）による構造体とした。この精度の高い高品質オープンスペースを形成している。住宅などに囲まれたな躯体そのものが外装となる計画で，地域の景観の継承と7 200 m ほどの狭い変形した敷地に，体育館，プール，通ともに学校が新しい地域のシンボルとなる（写真 - 1）。

2

写真 - 1 ※＊1

Hiroshi HORIBA

シーラカンス K&H
代表取締役
東京都市大学教授＊2

建物外観

Yuko WATANABE＊3シーラカンス K&H
パートナー

Hideyuki HAGIUDA
KAP
代表取締役

58

＊4

Iskren MIHAYLOV
KAP

プレストレストコンクリート

特集 / 工事報告流のきっかけとなることが意図されている。生徒の移動は

2．建 物 概 要

主に階段となるため，上下階の連続性やオープンスペース

建物名称：北区立田端中学校の繋がりを強める意味で，階段の出入り口は 2 カ所設けた所 在 地：東京都北区田端 4-17-1（図 - 2，3

写真 - 2）。

建 築 主：東京都北区
設計・監理：建築

シーラカンス K&H

構造
施KAP

工：越野・川田・髙山異業種特定建設共同企業体

男子WC

P C 工 事：オリエンタル白石 ㈱建築面積： 2 312.08 m

延床面積： 8 255.72 m2
階

教材室

配膳室

DS

2

女子WC

風が抜ける

主に教員スペースとして機能し，生徒たちも気軽に立ち寄れる学習空間

数：地上 8 階

視線が抜ける

ワークスペース

最高高さ： 31.804 m

木製建具を開くことで多目的室と一体利用ができる

ワークスペース

生徒たちの出会いや交流の場となる階段

風が抜ける

構造種別： PCaPC 造，一部 S 造，RC 造（校舎棟）

多目的室

EPS

3．建 築 計 画
3.1

普通教室

新しい都市型高層校舎

普通教室

普通教室

少人数教室

2 つの教室を利用することで少人数授業を展開

田端中学校は，ほかの公立中学校と同じプログラムでありながら，非常にかぎられた敷地面積，変形した形状，高バルコニーからは田端の地域の様子が見渡せる

低差など特別な条件が重なっている敷地である。5 回行わ

図- 2

れたワークショップでの議論や関係者の夢や要望，意見を5 階平面図うかがうなかで，コンパクトに高層立体化した校舎によって，広いグラウンドを確保し，隣接した大龍寺，八幡神社と繋がる田端地区の歴史と文化を伝承する地域のオープンスペースをつくる方針となった。これは新しい都市型高層校舎のプロトタイプとなるものと考える（図 - 1）。

＋2 840＋1 150空調
機械室＋680

電気室

公開空地

付属棟 2
防災備蓄倉庫
防災資機材倉庫＋3 170

武道場

メモリアルラウンジ
開放
受付

開放
更衣室

写真 - 2 ※ランチルームX 型の緩やかな階段＋300
体育館棟＋980
小会議室

P

調理室

PN

緑化擁壁

＋1 950

友愛ルーム 2
友愛
ルーム 1

校舎棟

保健室
教育
教育 相談
相談

ポンプ室

室外機
置場＋8 500

付属棟 3
体育倉庫

家庭科室

付属棟 1＋650±0120 m トラック
50 m 直走路

美術
準備室

ギャラリー

楽器庫

ギャラリー

中央階段

ギャラリー＋980＋1 280＋430＋6 750大龍寺

図- 13.2

プール

1 階配置平面図

校舎の中央に位置する緩やかな X 型の階段

生徒は校舎棟の 2 階昇降口から登校し，3 〜 5 階が各学

ギャラリー

ワークスペース

ワークスペース

ワークスペース

ワークスペース

ワークスペース

ワークスペース廊下

図書室

年ワンフロアで構成される。6，7 階は特別教室フロアとなり，最上階の 8 階にプールを配置した。建物中央には，

調理室

教育
相談室 2

ポンプ室

PCaPC の柱梁で構成された吹抜け空間に，X 型の緩やか雑用水 屋内消火 屋内消火
ピット 栓用水槽 栓用水槽な階段を設けた。階段は単なる移動手段ではなく，生徒たちが立ち止まって話ができるような空間とし，出会いや交

Vol.62, No.4, July 2020

図- 359断面

図

校長室

教育相談室 1

特集 / 工事報告
3.3

3.4

梁上の排水ディテール

軽やかな PC 階段

実施設計時は，梁側の雨垂れによる汚れ防止のために，昇降口の 2 階へ上がる階段も PC 版でできている。厚さ先端に SUS のフラットバー（FB）を取り付けて水を切る

80 mm，奥行き 400 mm，幅 3.5 〜 4.5 m で，版と版の間はディテールとしていたが，現場に入り，施工者および PC25 mm のスリットを設けてグラウンドに抜ける見通しを確施工者と協議を行い，コストダウンも兼ねて FB を使わな保した。PC 版の下は 4 枚の FB によりささら桁のみとし，い製作可能な形状へ変更を行った。具体的には，梁上に横PC 版は梁の役目も兼ねている。この構成により，コンクリ樋状の溝を設けて，梁中央に水を集め，梁側の縦目地からートでありながら軽やかな階段が完成した（写真 - 5，6）。

下へ排水する形状とした。途中段階では，3 種類の 1/2 模型を作成し，水を流して実験を行い最終形状を決定した（図写真 - 3，4）。
FBFB

実施設計案

写真 - 5再検討案

PC 版製作状況

65 105600

254555040600- 4最終案

図- 470020

梁上の排水検討図
写真 - 6 ※昇降口階段

4．構 造 計 画
4.1

PCaPC 採用の経緯

面積 7 200 m2 程の敷地に，グラウンドを最大限確保しつつ必要な建物面積を確保する必要があった。学校建築の
写真 - 3場合，面積の近いプールと体育館は，積層して配置される

PCa 梁製作状況

ことが多い。しかし，体育館棟は北側斜線により最高高さおよび面積が制限されており，動線上の理由で武道場と体育館を一体的配置とし，プールが体育館から切り離され校舎棟の最上階に配置されることになった。敷地面積の制約から校舎棟は高層化され，最上階に重量の大きいプールを配置したこともあり，高耐力・高耐久の PCaPC 構造を基本設計段階から提案していた。公立の小中学校校舎が PCaPCにより建てられた例はきわめて少ないが，品質，性能，工期・騒音対策上のメリット，コストへの影響および後述する今回の建築計画との親和性を丁寧にプレゼンした結果，施主の新しいモノへチャレンジしたいという意思も手伝

写真 - 4 ※い，PCaPC 化が実現した。

東側ファサード見上げ60

プレストレストコンクリート

特集 / 工事報告
長手方向柱

PC1

校舎棟の大きな特徴は中央吹抜けに配置された X 型階

短手方向柱
PC2

PC1A

22070021035210 35800660
1 100222105700
2035 210X800

21035220

舎棟もできるかぎり高さを抑えるべく基準階高を 3 800 mm

225Y成するのが一般的である。しかし，周辺敷地に配慮して校225共通
Fc＝60N/mm2

らこの吹抜け境界を結ぶように門型ラーメンフレームを構

225
105D16ためこの間に梁を配置していない。短手方向は，外周柱か35225段である。センターコアのように見えるが，吹抜けである

20105

70035

構造計画

204.2に設定していることから，設備配管スペースを考慮すると符号及び寸法

B×D＝700×800

B×D＝700×800

B×D＝700×1 100

内部の梁せいは 600 mm 程度に抑える必要がある。この場

PC 鋼棒

6 本－36φ
4 - D16
3 - D16

6 本－36φ
4 - D29
2 - D29

8 本－36φ
6 - D32
5 - D32

時に内部空間のフレキシビリティ確保，軽量化による杭コ柱断面

PG1 長手方向柱20

ファサードも兼ねるため，意匠設計者の要望もあり両方向

符号及び寸法とも純ラーメン形式とした。とくに短手方向はかぎられた
せん断設計に影響を及ぼす柱梁のプロポーションと運搬上

700

45100850

850

10020B×D＝700×850

PC 鋼より線 2F - 5Fスペースのなかで必要な耐力を確保しなければならない。

44040

10打ち耐震壁付き PCaPC ラーメンも考えられたが，外周面は80300

共通
Fc＝60 N/mm2

短手方向は，純粋に妻面のみが耐震フレームとなる。現場

400

45にはラーメンを形成して耐震要素とすることができるが，PG2 短手方向柱
D13100850

中央階段の両脇には PCa 柱を配置しており，長手方向

4402580150 45スト縮減などのメリットもある。

190 45図- 5抑え，耐震要素を外周に集約させる方針とした。これは同

470
850

Y 方向主筋ることが難しくなるため，内部は鉄骨小梁として梁せいを

190

合，短手方向門型フレームを有効に耐震要素として効かせ

25

X 方向主筋

700

100

B×D＝700×850PC 鋼より線
SWPR7B - 12 - 15.2 - 2 本

2F - 5F

PC 鋼より線
SWPR7B - 12 - 15.2 - 2 本

上主筋

4 - D25

2 - D29

下主筋

4 - D25

2 - D29

ネックとなる 1 部材あたりの重量を考慮し，柱は短手方向

図- 6

B×D＝700 × 1 100 mm−@3.6 m，長手方向 B×D＝700

梁

断面× 800 mm−@3.0 m で配置する計画とした。
一般的に，RC 造の場合このような短スパン梁ではせん断設計が成立しないが，せん断耐力の大きい PCaPC なら高層校舎をつなぐX 型の中央階段ではの構造架構といえる。一方で，圧着部分のせん断保証設計が困難であった。長手方向は梁部材の曲げ降伏時せん断力が小さいため，圧着耐力確保が可能であったが，短手方向は圧着工法を採用した場合，必要摩擦係数は 0.65 程度となった。コッターなどを配したうえで実験を行えば上記を満足することも予想されたが，時間の関係もあり短手方

外周部 PC向のみ，高強度コンクリートによる現場打ち継手とした（写真 - 7中央階段周囲 PC

図 - 5，6，7）。

短手方向（Y）：
高強度コンクリート現
場打ちジョイントYX

長手方向（X）：
PC 鋼線による圧着接合
32.9 m24.8 m図- 74.3構造アクソメ

建方計画

搬入経路が狭く 120 t を超えるクレーンの搬入は困難であったため，後述する揚重計画では部材重量は 10 t 程度が限界と分かった。これより柱は 1 層 1 節，梁は 7 m 以下で継手を設けることにした。耐震要素を外周に集中させる計画であり，柱 - 柱間スパンが短いことから，当初は柱と梁を一体化した十字型の PCa 部材を想定していた。しかし，
写真 - 7 ※Vol.62, No.4, July 2020

十字型部材では重量が超過するため，各層の梁を柱上に載東側ファサードせる梁勝ち架構にシフトした（図 - 8）。

61特集 / 工事報告
移動地域開放
出入口梁ン
レーク

24800

主出入口

柱柱梁一体

図- 8方向建逃

設計当初の架構運搬・揚重計画を考慮した架構

部材の継手計画

都内ゆえの狭小敷地であり，8 階建て，24.8 × 33 m 平
面の周囲は西側，南側に道路と隣地が迫っており，北側に33000は体育館棟が接続する。建方・揚重計画は，検討を進めていくに従い ① ② ③ と進化をしていった。

図 - 10② 建逃げによる計画（不採用）

計画 ① 中央部タワークレーン（図 - 9）
中央階段室吹抜け部に配置したタワークレーンですべてを架設する方法。移動式クレーンより揚重能力が低く価格

120 t クローラークレーン

地域開放
出入口24も高価である。クレーン直近の一部の PCaPC 部材架設が800困難なため，別途建物外側にクレーンを配置する必要があったり，タワークレーン解体用クレーンを設置するため，最上階鉄骨梁を補強する必要があるなど，コストと部材断面（重量）の制約などから不採用とした。

120 t クローラークレーン
タワークレーン

計画 ② 北側ラフテレーンクレーンによる建逃げ（図 - 10）
体育館棟の一部を残工事として，北側に 60 t クレーンを33配置し校舎棟短手方向に建逃げる案。揚重能力は十分で部000

材寸法に影響はないが，本計画は外殻構造であるため，建逃げでは建方時の構造安定性に不安が残る。施工方法とし

図 - 11ては 1 層ごとに積み上げていくのがベストと判断し，不採③ クローラー＋タワー併用による建方計画（不採用）用とした。
計画 ④ クローラークレーン＋ラフテレーンクレーン
計画 ③ クローラークレーン + タワークレーン（図 - 11）

実際に採用したのは，計画 ③ のタワークレーンの代わ

北側，東側にクローラークレーンを配置し，上階では届りに 65 t ラフテレーンクレーンを配置する計画だった。搬かない南西側の架設用のため，西側道路と校舎棟の隙間に入計画を工夫し，南西角の少し広がった敷地に 65 t クレー

タワークレーンを配置する計画。高価なタワークレーンをンを配置することで，タワークレーン案よりも低コストを使うことになり，クレーン台数が多く前 2 案に比較して効実現している。
4.4率は劣るが，PCaPC 部材に制約がほとんどないため，設

緊張計画

本計画では，柱は 1 層 1 節，梁は柱 2 スパンに 1 か所の計段階ではこの計画で検討した。

継手を設けることになったため，上下の柱（パネルゾーンを含む）と梁軸方向を圧着工法により接合する計画である。

E

地域開放
出入口

耐震要素を外周に集約したこと，隅角部を現場打ちとし緊B-CL張範囲から除外したことで，PC ストランドが交差しない

8824計画となった。緊張計画概念図を図 - 12 に示す。

00

主出入口
C-CLCo

一般的に考えられるのが，A 案：柱架設→梁架設→柱緊ｇ

タワークレーン張→梁緊張であるが，今回は B 案：柱架設→柱緊張→梁W

25架設→梁緊張の順序を採用した。B 案は梁緊張時には柱と000梁が接合されていないため柱天端を梁が滑ることで，梁の000D-CL20E圧縮変形による不静定 2 次応力が生じることがない。大ス
パン架構の場合には不静定 2 次応力が有利に働く場合もあ下33E-CL000るが，本計画は短スパンであるため，この方が設計がシン

GP

給食搬入口

図- 9

プルになるうえに柱に 2 次応力が生じないことで，合理的Eな設計になる。

① タワークレーンによる建方計画（不採用）62

プレストレストコンクリート

特集 / 工事報告

A

梁緊張

梁架設・柱緊張
緊張

梁継手

架設梁

ローラー

上階柱架設

C緊張

下階梁

柱緊張

梁架設→梁緊張

上階柱架設

柱緊張・柱脚主筋接続

採用案

緊張架設梁

架設柱

ローラー

梁継手
主筋接続

ローラー

緊張

緊張
架設梁

下階柱剛接合（緊張完了）

剛接合（緊張完了）

PC1A

架設柱

下階梁下階柱PC1A

柱緊張・上階柱架設架設柱

剛接合（緊張完了）

D緊張梁継手下階梁梁架設・梁緊張架設梁

下階柱剛接合（緊張完了）

緊張上階柱架設

下階梁

下階柱採用原案

柱緊張緊張

緊張梁継手
ローラーサポート

架設柱

B

梁架設・梁緊張

PC1

PC1

PC1

PC1

PC1

PC1

PC1A

PC1A

PG1

PC2

PC2

PC2

PC2

PC1A

PC1

PC1

PC2

PC1A

PC1A

PC2

UP

UP

PC2
PC1A

PC1A

UP

UP

PG2

PC1A

PG2

PC2

PC1

PC1

PC1A

PC1A

柱梁接合 PC 鋼棒圧着のみ
PC 鋼棒梁下緊張（PC１）

PC2

PC2

PC2

PC2

PG1

PC2
PC1A

PC1A

PC1

PC1

PC1

PC2
PC1

PC1

図 - 12PC1PC1A

柱梁接合鉄筋併用
PC 鋼棒梁上緊張（PC1A，PC2）

梁現場打ち継手

PC1A

緊張計画

不静定 2 次応力を発生しない工程として，C 案：柱架設5．施工と製作→梁架設→梁緊張→柱緊張という順序もあり，柱と梁の緊張作業を連続してできるため，施工性は良いという考えか

5.1

たもあろう。しかし，先行して柱を緊張しない場合，C 図

本工事では 120 t クローラークレーンを軸に，65 t ラフ

クレーン計画とサイクル工程のように柱がモデル上は両端ピンのまま梁緊張を行うことテレーンクレーンをサブに使用することで，平面作業範囲になる。本計画では安全性を考慮すると梁緊張時にはサポをカバーするクレーン計画を行った。

ートが柱の 2 方向に必要になると判断し，施工性を考慮し作業工程における 120 t クローラーの作業優位性を向上てＢ案を採用した。なお，柱梁接合に PC 鋼棒の圧着のみさせ，65 t クレーンの使用工程を充実させることで 1 層あではなく，主筋のスリーブジョイントを用いる部材（PC1A，たりのサイクル工程短縮とそれに伴うコストの低減を目指PC2）では，PCa 梁上端から出ている主筋と柱脚主筋を接した。また，プレキャスト部材，鉄骨を架設開始前日に搬合することで柱脚固定として，PC 鋼棒緊張を梁下ではな入ストックを行い，1 日あたりの架設数量を上げることでく梁上で施工した部材もある（D 図，平面図）。これは後サイクル工程と労務環境を充実させ，全体工程の短縮化を述するようにグラウト施工の合理化のためである。

可能とした。クレーン計画図を図 - 13 に示す。
体育館棟の一部を後工事とすることでスペースを確保

Vol.62, No.4, July 202063

特集 / 工事報告
し，120 t クローラーの揚重性能が生かされたストック計を使用し，継手と同時注入にて目地モルタル施工を行い，画が実行でき，架設前に部材へ仕込む鉄骨のベースプレー強度のばらつきを防止し，同一条件での圧着性能を有するト取付けなどの先行作業がスムーズに行えた。

よう計画を行っている。

本計画では，PCa 柱と PCa 梁の接合方法において，PCPCa 梁の継手は揚重可能な最大長さになるよう，柱 2 本鋼棒圧着のみと接合鉄筋併用の 2 つの工法がある（図 - 12を跨ぐごとに設けている。PCa 柱本数に対し PCa 梁が少参照）。PCa 柱梁を PC 鋼棒圧着のみで行う PCa 柱についなくなるため，架設工程の短縮化，目地本数を減らす意匠ては，柱目地モルタルの圧縮強度発現が必要である。柱目的意図をもった架構となっている。

地モルタル施工工程や強度発現までの時間が必要であることにより，PCa 柱架設順番の優先性が決まる。柱目地モルタル施工と PCa 柱架設の工程が重ねられることで PC 鋼棒緊張までの工程をスムーズに進められる。その後の PC 鋼棒グラウト，PCa 梁架設開始を早められ工程短縮のメリットとなっている。1 層タクト工程を図 - 14 に示す。

クレーン移動方向

20：クローラークレーン

写真 - 8外周柱梁組立て状況

写真 - 9内周柱梁組立て状況

立ち入り禁止図 - 135.2

プレキャスト部材架設計画図

プレキャスト部材の組立て

前項で述べたとおり，PCa 柱と PCa 梁の接合は柱主筋の接続をモルタル充填式機械式継手にて行い，PC 鋼棒で圧着する架構と，PC 鋼棒のみで PCa 柱と PCa 梁を圧着している工法を採用している（写真 - 8，9）。
PC 鋼棒圧着用目地は主筋接続継手用の無収縮モルタル
日数
架設1234567891011121314151617181920

柱梁

柱脚目地モルタル

グラウト
梁目地モルタルPC 鋼線挿入梁緊張
鉄骨・デッキ架設
梁接続施工

コンクリート養生日・段取り日柱緊張 PC1

PC 柱 PC
PC 柱 PC

PC 梁

PC 柱 PC1A PC2A

鉄骨階段継手注入
STPまとめ配筋

コーナー梁施工
柱頭目地モルタル

PC 柱 PC1A PC2A

柱緊張 PC1APC2A
接続部

コンクリート打設

図 - 14

コーナー部

スラブコン

1 層タクト工程

64

プレストレストコンクリート

特集 / 工事報告
5.3

梁コーナー部の施工精度確認において，地墨からレーザーポインターにて建て込みの確認，レーザー距離計にてスパンの確認を行い計隅角部梁は PC 鋼線の干渉を避けるため，RC 造となっている（写真 - 10）。PCa 梁緊張を行う際に梁主筋が干渉測の精度も上げている。

するため，PC 緊張後に配筋を行いコンクリートを打設する。仕口部の定着用主筋は，梁側面にモルタル充填式機械式継手を設け，接続を行っている。さらに，コンクリート強度は PCa 梁と同一強度の 60 N/mm2 を採用している。

写真 - 125.6
写真 - 105.4

PC 鋼線緊張状況

プレキャスト部材の製作

プレキャスト部材の製作においては，梁部材はとくにPCa 梁コーナー部配筋前状況

PC 鋼棒貫通用シース，鉄骨小梁用インサートおよび上下PC 鋼棒の緊張階接続用柱主筋が混在し，その打設前取付精度が必要とさ柱に偏りない緊張力を与えるために PC 鋼棒緊張ジャッれた。それらの取付精度を脱型後の検査において，テンプキを 2 台使用した。また，工程を考慮し，緊張ジャッキはレートを用いた確認を行うことで，現場での架設誤差を最作業効率向上が図れるものを選定した（写真 - 11）。

小限にすることを図っている（写真 - 13）。

緊張前に PC 鋼棒へマーキングを行い，PC 鋼棒が確実に緊張されているかを確認できるように管理を行った。また，緊張前後にテンプレートにて柱芯と PC 鋼棒芯配置誤差を確認し，上層階で PCa 柱梁と PC 鋼棒とが接し架設が困難にならないように確認を行った。さらに，緊張中にPCa 柱の倒れが発生しないか確認を行うことで正常の PCa梁架設につなげている。

写真 - 13PCa 梁埋込物精度確認状況

6．お わ り に住宅に囲まれた狭小敷地に建てられた PCaPC による 8
写真 - 11階建ての公立中学校が実現した。短スパン外殻ラーメン構

PC 鋼棒緊張状況

造をファサードとしてそのまま表現し，躯体梁天端に排水溝を施すなど，PCaPC ならではの工夫も凝らした。この5.5

PC 鋼線の緊張校舎が地域の景観の継承とともに新しい地域のシンボルとPC 鋼線の緊張後に柱頭および梁下目地の施工をするたして長く愛されることを願う。

め，PC 鋼線緊張に際し，PCa 梁の縮み移動量の計算および実測を行うことで，鉄骨梁や上階柱の架設誤差に対する影（※付写真撮影：淺川敏 / ZOOM）

響を最小限に留めている。縮み移動量は 5 〜 6 mm であっ【2020 年 5 月 6 日受付】たので架設時に，これを見越した架設を行い，緊張後の精度確保に努めている。

Vol.62, No.4, July 202065