工事報告

特集 : 建築特集

6 m の跳出し空間をもつ病院施設の設計・施工— プレグラウト工法を用いた PC 梁 —高山直行＊1・畝博志＊2・平山貴之＊3・清水斉＊4

2007 年に竣工した病院の別棟増築において，1 階の前面道路側には駐車スペースを計画している。ここは，病院のエントランスとして機能的で開放的な空間が求められていたことから，駐車スペースには柱を配置せず 6 m の跳出し空間としている。
跳出し空間の実現には，跳出し部の冗長性などへの配慮からプレグラウト工法を用いた PC 梁を採用している。
キーワード：プレグラウト工法，跳出し梁2 階で差があることに加え，今回計画する増築部はもとも1．は じ め にと既存病棟の駐車場として利用をしていた敷地に対しての慈生会前原病院は昭和 44 年に医院として開院以来，平増築となることから，病室数を確保するとともに，道路に成元年では 31 床の病院に，そして平成 20 年に現敷地に 1面して可能なだけ駐車場を確保し，病院の利便性にも配慮期工事として 45 床の医療療養病棟建設とつねに地域に密する必要があったため大きく跳ね出した建物形状を採用し着した医療活動を実践されている病院である。入所されるた（図 - 3）。のは高齢の患者さんがほとんどで，癌の末期患者とも向き

建築名称：医療法人慈生会前原病院増築工事

合っておられる日々の医療活動のなかで，45 床病院建設

建 築 地：広島県福山市手城町 1 丁目 3-41

当時から 2 期増床としてホスピス・緩和ケア病棟の開設を

建 築 主：医療法人慈生会 前原病院想定されていた。このたび開設に必要な機能評価取得，増設 計 者：株式会社 竹中工務店

床許可取得といった条件がそろい 2 期工事の着手に至っ

施 工 者：株式会社 竹中工務店

た。本工事では，プレグラウト工法を用いた PC 梁を採用

PC 施工者：ピーエス三菱

することで，在来 RC とほぼ同等の工期で 6 m の跳出し空工間（写真 - 1）を構築し，機能的で使いやすい病院のエン建築面積：376.3 m2

期：2011 年 11 月〜 2012 年 5 月（5.3 ヵ月）

トランス空間を実現した。本稿では，全体の構造計画につ

延床面積：695.9 m2

いて述べたのち，PC 工法を用いた設計内容および施工方

構造種別：鉄筋コンクリート造（一部 PC 造，鉄骨造）法について詳細に報告する。

規

模：地上 2 階

2．建築計画概要

3．構造計画概要

増築部 2 階には既存 3 階の療養病棟の代替となる療養病

3.1

構造計画方針室（5 室 19 床）を設けることで療養病棟をまとめ（図本建物は，2007 年に竣工した建屋の別棟増築であり，- 2），緩和ケア病棟は既存 3 階を改修整備し，増築部の用途も同様の病院であるため，構造形式は既存棟と同じ屋上を緩和ケア病棟とつながる屋上庭園としている。増築

RC 造を基本として計画することとなった。架構形式はラ部 1 階はリハビリテーション室や女子ロッカー室などを設ーメン構造を基本とし，長手の桁行方向は扁平柱で計画けている（図 - 1）。要求される建物ボリュームが 1 階とし，病室の有効面積を確保するとともに，柱の剛性・耐力＊1

Naoyuki TAKAYAMA㈱ 竹中工務店 設計部
構造部門

＊2

＊3

Hiroshi UNE㈱ 竹中工務店 設計部
構造部門

Takayuki HIRAYAMA㈱ 竹中工務店 設計部
構造部門

30

＊4

Hitoshi SHIMIZU

広島工業大学 工学部
建築工学科 教授

プレストレストコンクリート

特集 / 工事報告
既存建物
風除室

C
2 650

増築部

増

EXP-j

EXP-j
避難用滑り台（日本消防設備安全センター認定品）

3 600

11 400

既存目隠し壁（RC）

増築建物
中庭

庭石

中庭
5 150

増

相談室
身障者用WCC
駐車スペース

6 950

9 300

2 350

B

駐輸スペース

言語聴覚療法室C

リハビリテーション室
兼機能訓練室駐車スペース増

職員用玄関

スタッフルーム既存建物

女子ロッカー室

CB

緊急出口

A

延焼限界線

3 750
6 000

増築建物

A
6 000

6 000

2 250
6 000

6 000

30 000

123

4図- 1

56

既存建物と増築部の関係（1 階平面図）
既存建物

（寝台可）

増築部

2 650

C

3 600

EXP-j

増築建物

院長室

DD
医局

5 150

11 400EXP-j

ボランティアルーム

1 500 2 350

医療型療養病棟 19B
車椅子収納
WC

C

5 450

9 300

B

WC

療養病室

療養病室

6 000

6 000

WC

リネン リネン庫
庫
（換気）

WCWC

療養病室

療養病室

療養病室

6 000

6 000

6 000

CA
210

13 0000

23図- 24210

56 0006

療養病棟の平面図（2 階平面図）

駐車スペースを無柱空間として計画

1 375

3 250

1 375

屋上庭園
GL+10 800
RFL

3 500

3 500

GL+10 800
RFL

GL+7 300
3FL

GL+7 300
3FL

水上コン天
水上コン天
水下コン天
水上コン天

療養病室

療養病室

医局

3 500

療養病室

療養病室

3 500

水下コン天

廊下

GL+3 800
2FL

D

D

GL+3 800
2FL

薬剤庫

C

3 700

女子ロッカー室

廊下

GL+1001FL

C

GL+100
1FL

100

リハビリテーション室
兼機能訓練室駐車スペース100 3 700

（4B）

GL

GL

KEY PLAN
3通りまで
6000

6 000
12

3通りまで
6 000
4

3 750

6 000
53 250

2 250

6 000

6C 〜 C 断面

2 650
4

D 〜 D 断面図- 3Vol.56, No.4, July 2014

36 000断面構成

31

特集／工事報告
既存建物（1 期工事）

敷地に対して増築を行っていることから，増築部の道路側

増築建物（2 期工事）には，できるだけ多くの駐車場を計画することが望まれていた。ここで，要求諸室のレイアウトにおいて，リハビリテーション室とその関連諸室は，既存病院との関係から，仮設時と同じ 1 階にまとめて計画を行った。その結果，病室は 2 階に計画されることとなったため，1 階と 2 階の必要諸室のボリュームの差から生じる 1 階のピロティー部を駐車場として計画することで全体のボリュームをコンパクトにまとめることとした。
⑶

ピロティー部をいかに計画するか

この時，解決すべき課題が 3 つ残った。1 つめはピロテ
ィーとなっている部分の 2 階の床を支えるために柱を計画
写真 - 1

した場合，駐車台数が 1 台分減ってしまうということ。ま外観写真

た，2 つめは柱があることで，病院のエントランス空間がを増す計画とした。また梁間方向では扁平柱の直交方向の狭く閉ざされた空間となってしまうこと，3 つめは柱を計剛性と耐力を確保するために耐震壁を合せて計画し，耐震画するためには，基礎も設ける必要があり，柱ごとに L ＝壁付ラーメン構造とした。基礎形式は表層の地盤が軟弱な17.0 m の杭が必要となることであった。

シルト層であったため，GL-18.25 〜 -18.5 m の砂礫層を上記課題を解決するため柱を無くす検討を進めた。RC支持層とする杭基礎（既成杭）を採用した。

造において 6 m の跳出しを成立させるには，ポストテンシ

3.2構造計画における課題⑴

増築部と既存建屋の間をいかに計画するかョンでプレストレス力を導入することで跳出し架構を成立させることが考えられるが，前面道路が狭く PCa 部材を増築部は，L ＝ 30 m × 9.5 m の整形な形状の増築した

揚重する重機を据えることができないことから，現場打ち病院機能部と，建物北側の既存建屋と接続するための通路プレストレストコンクリート造として計画をすることとし部から成っている。そこで，まずは通路部と病院機能部をた。まず本片持ち梁は 6 m の跳出しとなっていることか構造的に別棟とするかの検証を行った。別棟とした場合にら，長期応力に対してはフルプレストレッシングとし，長おいては通路部においても耐震要素が必要となり，病院機期応力に対してひび割れ変形が生じないように配慮を行う

能部と同じように RC 造の柱を計画した場合，必要な通路こととした。また地震時においては，上下方向に跳出し部幅を確保できないことから，通路部を病院機能部と一体でが振られることを想定し，鉛直震度を考慮して，1.0 Z（G）計画することとした。また通路部は，長期の荷重を主とし鉛直荷重時応力の 2 倍に対して，圧縮側は短期許容圧縮応て負担する S 造の架構とし，通路部の地震時の水平力は力度以下（2/3 Fc），引張側は 0.2 mm 程度のひび割れを許病院機能部で負担する計画とした。以上の整理を行うこと容する設計を行うこととした。また，架構を図 - 5 に示により，病院機能部の構造計画を対称形で進めることがですように左右対称の天秤架構とすることによって，立面的き，後述の PC 計画を円滑にすすめることができた。

なバランスを良くするとともに，跳出し先端部に柱・杭が前面道路に対していかに計画するか不要となることより，PC 梁採用によるコスト増との相殺を図った。

前面道路に面して，もともと駐車場として利用していた

sG2

S1C2G4G5A

S2S2S2C2G4G5G6C1G1S1G6C2PC 大梁（プレグラウト工法）

cG2

cG1B2C1W18

cG2B1

S2C2W18G12（−130）
W30

G13C3G13C3C1B1

G2W18

S1G11C1G14G2

G14G11A
G12A

B2W30 耐震壁

cG1S1CG（2 −30）

sG2

sb25

G1−100S2 −750sG1sb25

sG1W30B1CG（2 −30）

sbG1

sb20

sb20

sG2sb20

sG1

scG2

C1S1 −750

A29 300
4 600

C1sG1

sG2

5 150
20 7002 350

CG 1sG1

sG1

sb20

スラブ DS1

鉄骨梁天＝FL‑160

11 400
3 600

scG2

B1B

sb30
sbG1

2 650

EXP‑j
クリア寸法＝150

B2G11AS1 −750

B1

2 350

A1
S1CG1A

Y

6 000
X

1S1
C16 000
2

S1
C1

G2

6 000
30 0003G36 0004

図- 4S1G11⑵6 000
562 階床伏図

32

プレストレストコンクリート

特集 / 工事報告

C1

パラペット天端
600
3 500

7 300

C1G1C1G2G3CG13F水下コン天100 3 700
100GLC1CG12FL

1FLFG1

基礎梁天端FG2F2FG3F2FCG1F2F26 mの無柱空間

6 000

16 0002図- 535A 通り軸組図

あばら筋 LD13［2］@1006−HD25G490 200

C G2900
610

900

90 200200
250 250900
4−HD25各2−LD10PC鋼より線 各2c−28.6Ф（プレグラウト）

4−HD25各2−LD10PC鋼より線 4c−28.6Ф（プレグラウト）
PC鋼より線 2c−28.6Ф（プレグラウト）

C24−HD25各2−LD10PC鋼より線 4c−28.6Ф（プレグラウト）
PC鋼より線 2c−28.6Ф（プレグラウト）

250 250500

緊張端側面図2 通 側面図

21図- 6PC 梁の納まり（鉄筋詳細図）

経済性に配慮しいかにプレストレス力を有効に導入名称するか

スパン

6 000

PC 梁を計画するにあたって通常のマルチストランド方巾 成

600 900

式とモノストランド方式においてストランドの費用と施工

位置

2CG2

先端
（1 通端）

ランド（アンボンド・プレグラウト）とできればグラウト

断面（1：30）の注入作業を省略できるため，ストランド自体のコストが多少上がっても，工期的に大きな利点がある。
しかし一方でモノストランド方式を採用した場合におい610 90 200
900

手間，工期の比較を行いコストの検証を行った。モノスト元端（2 通端）
200 250 250 200

⑷

6200

900
250 250200

6 000

4［2］@100
あばら筋 LD13［2］@200 あばら筋 LD13
各6−HD25
4−HD25200

CG26 000610

フープ補強筋 LD10
グリット補強筋 LD10
定着体（緊張端）
無収縮モルタル詰め
2FL

6 000
30 000600

600ては，1 本の導入張力においてマルチストランド方式に比主筋HD25べ調整の幅が小さくなってしまうという難点もあった。こあばら筋

LD13[2]@200

こで，平成 19 年の告示の改正により，モノストランドの腹筋

4‑LD10径が最大で 28.6 φまで使用できることになっていたこと

PC鋼より線

6c‑28.6φ（SWPR19L）

から，この最大径を使用し必要な張力を確保する検討を行

引張荷重Pu（kN/ケーブル）

949

った。

降伏荷重Py（kN/ケーブル）

807

作業緊張力0.85 Py（kN/ケーブル ）659※ 定着具と緊張機の摩擦係数 2 % の補正（646.0 0.98）

プレストレス導入時強度（N/mm2）

27

また合せて PC 鋼材による跳出し部のつり上げ効果をより有効にするために，図 - 6，7 に示すように，梁先端の定着部において，2 本ずつの 3 段で均等に配置をしていた鋼線の配置を，跳出し端部では 4 本 2 本の 2 段とすること

図- 7で，PC 鋼材の重心位置から部材重心までの距離を跳出しVol.56, No.4, July 201433

代表断面（2CG2）

特集／工事報告
部端部で大きく評価できる配線の納まりとする工夫を行くるとジャッキがセットできないため）。

い，梁端部上端の引張力の生じる箇所に有効にプレストレ

鉄筋の位置，型枠のセパレーターの位置を，PC 鋼線ス力を導入できる計画とした。さらに，天秤架構の特性をのルートから外す検討を事前に調整する。

活かし，跳出し部の両端部から両引きの施工法を採用する

型枠，鉄筋，PC 工事の工程管理を行う。

ことで摩擦によって緊張力の損失する長さを短く抑える計

跳出し部分のサポート下の地盤面には鉄板を敷き，サ画とした。以上，これらの検討を行った結果，本計画でポートの沈下を防止する。
図 - 9 に PC 工事実施工程表を示す。

は，モノストランドでも必要性能を十分に確保できることが確認できた。そこで，PC 工事費用と工事全体工程を考1
1 2 3 4 5 6 7 8 90日 日 日 日 日 日 日 日 日・ ・ ・ ・日目 目 目 目 目 目 目 目 目目CO
梁配筋 6日
N
養生 9〜11日
PC配線 4日
スラブ配筋 4日 打設慮しモノストランドで計画をすることに決定した。
⑸

跳出し部のフェールセーフをいかに計画するか

モノストランドを採用するにあたって，本建物におけるPC 梁には，当初導入軸力の摩擦損失が少なく，より安価なアンボンド工法の採用を検討していたが，2009 年版プレストレストコンクリート造技術基準解説および設計・計図- 9算例に示されている冗長性（フェールセーフ）をいかに確

2 20 1日 日目 目PC
緊張端部処理PC 工事実施工程表保するかという課題が生じた。そこで，工程へ影響を与えることなく緊張材に付着力を付加できる工法として，付着

本工事では，プレグラウト工法を採用しており，シースに有効な緊張材とグラウト材として未硬化の湿気硬化型樹管の配置作業が不要であったこと，また RC 工事と PC 工

脂を塗布し，ポリエチレンシースを連続成形被覆されたプ

事の工程管理の調整が事前に行えていたことから，在来レグラウト工法（図 - 8）を採用することとした。本工法

RC とほぼ同等の工期で施工を行うことができた。写真を採用することで，グラウトの完全な充填・品質の安定性- 2 に PC 鋼線の配線状況，写真 - 3 に PC 梁端部納まり，を確保するとともに，現場でのシースの配置・グラウト注

写真 - 4 に PC 梁（28.6 φ）緊張時の状況を示す。

入などの工事をなくすことによる施工・管理の省力化を図った。

ポリエチレンシース

PC 鋼より線

湿気硬化型樹脂

図- 8

プレグラウト PC 鋼より線

写真 - 2PC 鋼線の配線状況

写真 - 3PC 梁端部納まり

4．施 工 概 要4.1

PC 梁の緊張工事

PC 梁の緊張工事は，以下の点に注意を行い，施工を行った。
PC 鋼線を取り付けてコンクリートを打設するまでの期間，テンションをかける時期，サポートを撤去する時期を管理する。
2 階スラブに取りつく梁が逆梁で，コンクリート打ち放しのため，コンクリートの吹き出し止めと，コールドジョイント防止に留意する（スラブ下筋と上筋の間にラスを入れ，吹き出しを押え，梁を打ち上げる）。
緊張機（ジャッキ）をセットするための足場の割り付けを事前に調整する（足場の建地が PC 鋼線の位置に

34

プレストレストコンクリート

特集 / 工事報告

写真 - 4PC 梁（28.6 φ）緊張時の状況
写真 - 5

跳出し部は，本工事において建物外観上もっとも配慮す6 m の跳出し架構（無柱空間）べき点であったため，期中において，跳出し部先端のレベルについては重点管理を行った。梁先端のレベルが水平よりも下がることを避けるため，PC の計画時に梁先端では最大で 0.0 〜 0.6 mm のむくりを計画していたが，サポー
ト撤去前と撤去後のレベル測定において，計測した跳出し梁先端の沈下量は 0.0 mm という結果となっており，計画どおり跳出し部先端がまったく変形しないという結果を確認することができた。その結果，写真 - 6 に示すように，フラットなコンクリートのボリュームが実現でき病院のエントランスとして機能的で使いやすい無柱の空間を実現することができた。

5．お わ り に

写真 - 6

1 階駐車スペース

本病院は，2012 年 4 月末に竣工引渡しを行い，その後医療機器の搬入等の開院準備を終え，6 月に無事開院を迎いただいた設計者および工事関係者等多数の方々に，心よえることができた。建築主をはじめ，本病院の建設に協力り感謝の意を表します。

写真 - 7

前面道路からの既存建物（左）と増築建物（右）【2014 年 5 月 16 日受付】

Vol.56, No.4, July 201435