JPH0439926Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は鉄筋コンクリート造の多層建築物の壁
体に生ずるひび割れの対策技術に関し、ことに、
柱と梁によつて周囲を拘束されている壁体にコン
クリート版の変形によつて生ずる斜め方向のひび
割れを防止する建築物の構造に関するものであ
る。

従来の技術 鉄筋コンクリート建築物を柱、梁の架構体を軸
組として構成するとき、ことに建築物の桁行方向
に対しては、最外端または端部に近い柱間に耐震
壁を設けて水平力を負担させる構造が採用され
る。このとき、この耐震壁は上下の梁と両側の柱
とで拘束された剛な版体としてはたらき、版体を
平行四辺形に変形させようとする力は、コンクリ
ートの特性に従つて、一方の対角線に沿う方向の
圧縮応力によつて処理される。しかし、この変形
で、他方の対角線に沿う方向では、コンクリート
に伸びを生じ、四周を柱、梁で拘束されている壁
体では、コンクリートの引張り応力が追随でき
ず、伸びの方向と交差する方向に亀裂を生ずる。
そして水平力は版の面内に振動方向に加えられる
から、伸びの変形は両対角線方向に現われ、この
ために通常採られる対策は、版体内の鉄筋に対角
線に沿つて筋違鉄筋を配することであつた。しか
し、鉄筋によるコンクリートの補強は、鋼材の最
終強度に依存し、鋼材に許される伸びを含んでい
るから、コンクリートにひび割れを生ずることは
避けることができない。

一方、一般の鉄筋コンクリート構造物におい
て、コンクリートに生ずる引張応力に対して、予
め圧縮の応力を加えておき、引張応力を減少さ
せ、あるいは相殺するプレストレスト・コンクリ
ート構造の技術があり、通常はコンクリート構造
物内に線状の鋼材を配し、これを許容値近くまで
緊張し、その鋼材が収縮する復原力をコンクリー
トに圧縮応力として与えておく。従つて、このプ
レストレスを超えない引張応力に対してはコンク
リートに亀烈を生ずることがない。

しかし、プレストレスト・コンクリート造は、
柱や梁のような柱状体のコンクリートに適用さ
れ、近時厚形の床版にも採用されるようになつた
が、壁体に適用する例は少なく、円筒状の構造物
の円周方向の引張力（リング・テンシヨン）に対
するものなどに限られていた。

考案が解決しようとする問題点 上述のように、筋違鉄筋を配することによつて
コンクリートを補強することは可能であるにして
も、これによつてコンクリートのひび割れを防止
することは不可能である。

また、かかる鉄筋コンクリート壁体にプレスト
レスの思想を導入するとしても、壁体固有のひび
割れを制御しようとする場合、上述の柱状体コン
クリート等におけるプレストレスのかけ方をその
まま適用することは不合理である。即ち、壁体の
場合、同一壁体の面内でもひび割れの応力の分布
が異なり、とりわけ多層建築物においては、上方
階と下方階とで壁体のひび割れ応力の生じる状態
も異なつているため、プレストレスを導入する場
合、これに応じたプレストレスケーブルの合理的
な配置を提供することが望まれる。

問題点を解決するための手段 本考案は鉄筋コンクリート造の多層建築物にお
いて、柱、梁によつて四周を拘束されている壁体
に変形によつて生ずるひび割れを防止することを
目的として開発されたものである。本考案のひび
割れ防止構造は拘束された壁体が変形するときに
引張り伸びが酷しい条件となるコンクリートの壁
体に架構体の上下にわたつてプレストレスを導入
し、予め圧縮応力を与えておくことを要旨として
いる。そして本考案では、プレストレス・ケーブ
ルを下方の梁の下面と上方の梁の外方上面に定着
して直線的に、かつ、壁体の対角線方向より急角
度に配設し、壁体内に斜め方向の圧縮力を導入
し、そのプレストレス量を建築物の各階ごとに変
化させ、上方階ではケーブルの配置をＸ形に交差
させて、さらに多くのプレストレスを導入するこ
とを特徴としている。これによつて、本考案の建
築物では壁体の所定位置に筋違鉄筋を設けるひび
割れ対策を、壁体内に与えるプレストレスによつ
て一切回避する構造を達成したものである。

実施例 本考案のひび割れ防止構造を実施例の図面にも
とづいて詳細に説明する。

第１図において１は鉄筋コンクリート造の３層
建築物の全体を示す。２は柱、３は梁であり、多
数の柱、梁は端部のもの、下方のものから順に２
１，２２，２３…３１，３２，３３，３４と表わ
してあり、柱２１と柱２２の端部の柱間では各階
に壁体４を有し、この壁体は下方のものから４
１，４２，４３としてある。中間の柱２２，２３
…の間の柱間では壁面の構成は、壁体、開口など
任意であるが、建築物１の他方の端部柱間は柱２
１，２２の柱間と同様とし対称に考えて詳細番号
を省略してある。

壁体４１，４２，４３は第２図に示すように補
強鉄筋５を複筋配筋として壁厚を厚くし、耐震壁
として桁行方向の耐震要素に導入してある。

各階の壁体内にはプレストレス用の鋼材６を壁
体の対角線方向より急角度に水平から45°の角度
で斜めに直線的に配設してあり、第２図のように
壁厚ｔの中心線上に位置している。該鋼材６は第
２図では２本の組として使用しているが、設計に
より、１本又は２本以上の組とすることができる
ことは言うまでもない。この鋼材６として、この
実施例ではプレストレス撚り鋼線を使用し、コン
クリートとはアンボンドまたはボンド方式をと
る。プレストレス・ケーブル６は壁体の対角線方
向より急角度としたから第２層の壁体４２ではケ
ーブル６１と６２の２本が配され、ケーブル６１
は梁３２の下面から梁３３の上面にわたつて柱２
２の外方に向かつて壁体４２内を直線的に貫通
し、両端から緊張し、梁３２の下面と梁３３の上
面とで定着されている。同様にケーブル６２は梁
３２の下面からケーブル６１と平行に梁３３の上
面にわたつて壁体４２内を貫通したうえ両端から
緊張し、定着される。これらの定着位置にはそれ
ぞれ柱２１の外面、柱２２の内面なども関連して
いる。

１階の壁体４１ではケーブル６は中間に１本追
加して３本となつており、中間のケーブル６３は
梁３３，３２の上下面だけで定着されている。

３階の壁体４３ではケーブル６はさらに増加し
ており、新たに加えられたケーブル６４，６４
は、２階のケーブル６１，６２と上下の定着位置
を逆にしてある。即ち、上方の定着位置から下方
に向けてケーブル６１，６２にＸ形に交差させて
あり、下方からは外向き、内向きに逆方向になつ
ている。

これらのケーブル６の配置によつて中間階の２階
におけるケーブル６の鋼材量を基準とすると、下
方階の１階では１本増加し、上方階の３階では２
本増えている。もちろん、上記の数量、角度など
は設計に従つて変化するものであつて考案の構成
を限定しない。

作 用 本考案の作用をこの建築物の施工法と地震時の
応力解析とによつて説明する。

建築物１の柱２、梁３、壁体４の鉄筋コンクリ
ート造構築物としての施工は常法の通りであつて
詳説を要しない。

プレストレス・ケーブル６の配置は、地中梁３
１の施工の時点で、梁３１の下面に固定端６５を
設け、ケーブル６は壁体４１のコンクリート型枠
内に直線的に延在させ、梁３２上面に延長させて
壁体４１のコンクリートを打設し、ケーブル６を
貫通状態に埋設する。ケーブル６がボンド形式の
場合にはコンクリートの打設前に、アンボンド・
ケーブルの場合にはコンクリートの硬化後に所定
の緊張を行い壁体コンクリートに圧縮のプレスト
レスを導入し、他端を固定端、定着端６５とす
る。

構造躯体のコンクリート打設は各階ごとに行わ
れ、プレストレス・ケーブル６の緊急も各階ごと
に行われる。

いま一例として、各階階高を4mとし、耐震壁
として壁体の厚さを20cmと定め、ケーブル６とし
て17.8mm径の鋼より線を２本使用すると、通常の
圧縮強度240m／cm²のコンクリートに対するひび
割れ防止のプレストレス導入は下記の計算のよう
になる。

壁の断面積400×20＝8000cm² コンクリートの許容引張強度 240×1/10×1/3＝8m／cm² 強度の2/3を目安としてプレストレスを与える
と８×2/3＝5.33≒五ｍ／cm² 壁断面内の所要プレストレス ５×8000＝40000Kg＝40トン 17.8mm径のケーブルの耐力33.6トンが与えられる
と、 33.6×計画緊張率0.8×有効最終耐力0.85×２
本＝45.7トン＞45トン＞40トン となり、２本組の上記ケーブルで本考案が実施で
きることがわかる。

上記計算のような原理に基づき、各ケーブル６
１，６２，６３，６４へそれぞれの壁体部位に応
じたプレストレスを導入することができる。

建築物１に第１図のように左方から水平力が加
わると、下方階では水平力が累加され、上方階で
は変形が大きくてそれぞれ壁体４１，４３に生ず
る引張応力が大きいから同一の壁体断面に対して
プレストレスの導入量を増大させておかなければ
ならない。また、上方階では縮みも生じるため
に、上方階では、ケーブル６の配置を倍加してＸ
形とし、圧縮応力を与える方向は建築物１の他端
側の追加分ケーブル６４が寄与するようにしてあ
る。

考案の効果 本考案のひび割れ防止構造は壁体の内部に直線
的に配置したプレストレス・ケーブルによつて内
部圧縮力を有効に与えておくもので、ひび割れ防
止が可能である。

しかも作用の項で説明したようにプレストレ
ス・ケーブルの配置が合理的であり、個々に壁面
の部分的な応力処理を廃し、建築物の壁体を構造
軸材で高速された状態で応力処理を行うものであ
るか、プレストレスト・コンクリートの構造にも
新しい進展を達成したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は３層の鉄筋コンクリート造建築物を例
とする架構体の立面図、第２図は壁体の詳細断面
図である。 １……建築物、２，２１，２２，２３……柱、
３，３１，３２，３３，３４……梁、４，４１，
４２，４３……壁体、５……鉄筋、６，６１，６
２……鋼材、プレストレス、ケーブル、６３，６
４……追加のケーブル、６５……固定端、定着
端。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 柱、梁の架構体を有する鉄筋コンクリート造の
   多層建築物であつて、桁行方向の端部寄りの柱間
   に柱、梁で拘束された鉄筋コンクリート壁体を有
   する建築物において、上記柱間の各階の壁体の厚
   さの中心線上に下方梁の下面から上方梁の上面に
   直線的に壁体の対角線方向より急角度に斜行する
   プレストレス・ケーブルを配設してあり、その数
   を中間の階を基準として下方階において多くし、
   上方階では上方から下方に向けたＸ形交差方向の
   ケーブルを加えてさらに多くしてあり、各ケーブ
   ルの両端から壁体の面内に圧縮のプレストレスを
   導入してあることを特徴とする壁体のひび割れ防
   止構造。