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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-07
(45)【発行日】2022-02-16
(54)【発明の名称】建築構造物及び建築構造物の施工方法
(51)【国際特許分類】
   E04B 1/18 20060101AFI20220208BHJP
【FI】
E04B1/18 A
【請求項の数】 17
(21)【出願番号】P 2020144995
(22)【出願日】2020-08-28
【審査請求日】2020-08-28
(73)【特許権者】
【識別番号】591205536
【氏名又は名称】JFEシビル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103850
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼
(74)【代理人】
【識別番号】100105854
【弁理士】
【氏名又は名称】廣瀬 一
(74)【代理人】
【識別番号】100116012
【弁理士】
【氏名又は名称】宮坂 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
(72)【発明者】
【氏名】藤原 勝宣
(72)【発明者】
【氏名】津田 修
(72)【発明者】
【氏名】高田 義典
(72)【発明者】
【氏名】山岡 賢史
【審査官】新井 夕起子
(56)【参考文献】
【文献】特開2005-226349(JP,A)
【文献】特開2006-152607(JP,A)
【文献】特開平07-317155(JP,A)
【文献】特開2017-066607(JP,A)
【文献】特開平06-323033(JP,A)
【文献】特開平06-057820(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E04B 1/18 - 1/342
E04B 1/58
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一部にトラックバースが設けられている基礎コンクリート上に1階の柱群が立設され、これら1階の柱群に支持されて2階以上の上層階が構築されている物流倉庫として使用する建築構造物であって、
前記1階の柱群は、複数の鉄骨鉄筋コンクリート柱及び前記鉄骨鉄筋コンクリート柱より断面寸法が小さい複数の鉄骨柱で構成され、且つ前記トラックバースに沿って前記基礎コンクリート上に等間隔に配置されている柱は、鉄骨鉄筋コンクリート柱に対して鉄骨柱の本数を多くして配置されており、
前記上層階の柱は、鉄骨柱で構成されていることを特徴とする建築構造物。
【請求項2】
前記1階の柱群は、複数の前記鉄骨鉄筋コンクリート柱が前記基礎コンクリート上に格子状に配置され、前記鉄骨鉄筋コンクリート柱を配置した位置以外の前記基礎コンクリート上に前記鉄骨柱が配置されていることを特徴とする請求項1記載の建築構造物。
【請求項3】
1階の前記鉄骨鉄筋コンクリート柱は、防火区画の内壁、外壁或いはシャッターに内装されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の建築構造物。
【請求項4】
前記1階の柱群の総本数に占める前記鉄骨鉄筋コンクリート柱の割合が41%以上であることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の建築構造物。
【請求項5】
前記鉄骨鉄筋コンクリート柱の鉄骨は、鋼管で構成されていることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の建築構造物。
【請求項6】
前記上層階の鉄骨柱は、鋼管の内部にコンクリートを充填したコンクリート充填鋼管柱であることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の建築構造物。
【請求項7】
前記鉄骨鉄筋コンクリート柱は鋼管で構成されており、前記上層階の前記鉄骨柱は、鋼管の内部にコンクリートを充填したコンクリート充填鋼管柱であり、前記鉄骨鉄筋コンクリート柱及び前記コンクリート充填鋼管柱の鋼管は同一の断面形状であることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の建築構造物。
【請求項8】
前記上層階は、前記鉄骨柱と鉄骨梁とで構成される架構にブレースを配置した構面を備えていることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の建築構造物。
【請求項9】
前記ブレースは、座屈拘束ブレースであることを特徴とする請求項8記載の建築構造物。
【請求項10】
座屈拘束ブレースは、2重管座屈拘束ブレース、アンボンドブレース、鋼製ブレース、鋼コンクリート製ブレース、鋼モルタル製ブレースの何れかであることを特徴とする請求項9記載の建築構造物。
【請求項11】
1階の前記鉄骨鉄筋コンクリート柱の鉄骨の上部が2階まで延在し、その2階に延在している前記鉄骨の外周にずれ止め部材が設置されており、1階の前記鉄骨鉄筋コンクリート柱の軸鉄筋の上部も2階まで延在し、前記ずれ止め材に交差して配置されていることを特徴とする請求項1から請求項10の何れか1項に記載の建築構造物。
【請求項12】
ずれ止め材は、スタッドジベルであることを特徴とする請求項11記載の建築構造物。
【請求項13】
ずれ止め材は、ずれ止め用の鋼板であることを特徴とする請求項11記載の建築構造物。
【請求項14】
基礎コンクリート上に1階の柱群を立設し、これら1階の柱群に支持されて2階以上の上層階を構築していく建築構造物の施工方法において、
前記1階の柱群を、複数の鉄骨鉄筋コンクリート柱と複数の鉄骨柱とで構成し、
前記鉄骨鉄筋コンクリート柱を構成する鉄骨を前記基礎コンクリート上に立設し、前記鉄骨柱を前記基礎コンクリート上に立設した後に、
前記鉄骨鉄筋コンクリート柱及び前記鉄骨柱の施工の継続と並行して、上層階の施工を行うことを特徴とする建築構造物の施工方法。
【請求項15】
2階は、鉄骨柱と鉄骨梁とを備えた架構を形成して施工されており、
前記鉄骨鉄筋コンクリート柱は、前記鉄骨と、当該鉄骨の下端に固定したアンカープレートと、前記鉄骨の上部に固定した仕口と、を予め組付けてなる鉄骨ユニットを構成部材とし、
前記鉄骨ユニットは、下端の前記アンカープレートを前記基礎コンクリートから立ち上がるアンカーボルトに連結し、前記仕口を2階の鉄骨梁に接続して立設し、前記鉄骨の回りに軸鉄筋及び配力筋を配置し、前記軸鉄筋を前記基礎コンクリートから立ち上がる基部軸鉄筋に接続し、これら軸鉄筋、基部軸鉄筋及び前記配力筋の周囲に型枠を配置してコンクリートを打設することで1階の前記鉄骨鉄筋コンクリート柱を施工することを特徴とする請求項14記載の建築構造物の施工方法。
【請求項16】
2階は、鉄骨柱と鉄骨梁とを備えた架構を形成して施工されており、
前記鉄骨鉄筋コンクリート柱は、前記鉄骨と、当該鉄骨の下端に固定したアンカープレートと、前記鉄骨の上部に固定した仕口と、前記鉄骨の回りに配置された軸鉄筋及び配力筋と、を予め組付けてなる鉄骨ユニットを構成部材とし、
前記鉄骨ユニットは、下端の前記アンカープレートを前記基礎コンクリートから立ち上がるアンカーボルトに連結し、前記仕口を2階の鉄骨梁に接続して立設し、前記軸鉄筋を前記基礎コンクリートから立ち上がる基部軸鉄筋に接続し、これら軸鉄筋、基部軸鉄筋及び前記配力筋の周囲に型枠を配置してコンクリートを打設することで1階の前記鉄骨鉄筋コンクリート柱を施工することを特徴とする請求項14記載の建築構造物の施工方法。
【請求項17】
前記基礎コンクリートの配筋作業を行う際に、
前記アンカーボルトの位置出しを行う工程と、
前記アンカーボルトの少なくとも2本が挿通した軸鉄筋設置フレームを配置する工程と、
前記軸鉄筋設置フレームに前記基部軸鉄筋を接触させることで当該基部軸鉄筋の位置出しを行う工程と、を行うことを特徴とする請求項15又は16に記載の建築構造物の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、物流センター倉庫などの建築構造物及びこの建築構造物の施工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、鉄骨構造(S造)による建築構造物は、地震時や暴風時に作用する水平力に抵抗できるように、柱と梁によって構成される構面に斜材(ブレース)が設置される。このようなS造の建築構造物は、工場で製作した鉄骨柱を一階から上層階まで連続的に現地で組立てることができる。このため、S造の建築構造物は、鉄筋の組立、型枠の設置、コンクリート打設、コンクリートの養生、型枠撤去の工程が必要な鉄筋コンクリート構造(RC造)に比べて、工期を短縮することができ、施設の早期稼働を達成できるメリットがある。
【0003】
一方、物流センター倉庫などの建築構造物は、多種多様な貨物を大量に取り扱う建物であることから、貨物の搬入、搬出、移動、荷捌、発送等を効率的に行なうことができる構造物であることが要求される。特に、物流センター倉庫の1階作業スペースは、建屋に設けたトラックバースにトラックが駐車して貨物の搬入、搬出、移動、荷捌を頻繁に行うので、柱間に荷捌きや車両、台車、作業員の通行の障害となるブレースを設けない広いスペースとすることが要求される。
【0004】
例えば特許文献1に記載されている建築構造物は、1階の柱を鉄筋コンクリート柱(RC柱)とし、2階以上の柱・梁を、ブレースを設けた鉄骨構造(S造)としている。この特許文献1の建築構造物は、1階は剛性や耐荷力が高いRC柱を採用することにより、ブレースを設けない構造とすることで広いスペースを確保することができ、貨物の搬入、搬出、移動、荷捌、発送等を効率的に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2017-186880号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、特許文献1に記載の建築構造物の1階のRC柱は、上層階の自重及び積載荷重などの鉛直力に加えて、地震時の水平荷重による鉛直力、せん断力、曲げモーメントが作用するため大きな柱断面が必要であり、1階の貨物の置き場や通路として利用できる床面積が狭くなるおそれがある。
また、1階のRC柱を構築するには、軸鉄筋、配力筋などの配筋工程、型枠組立工程、コンクリート打設工程、コンクリート養生工程、型枠撤去工程が必要であり、コンクリートに所定の圧縮強度が発現するまで2階以上の上層階の施工を開始することができず、工期の短縮化の面で問題がある。
【0007】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、地震時や暴風時の水平荷重に対する耐荷力が向上した構造物となり、搬入、搬出、移動、荷捌、発送等がスムーズに行える広い床面積を確保することができる建築構造物を提供する。また、工期の短縮を図ることができる建築構造物の施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る建築構造物は、一部にトラックバースが設けられている基礎コンクリート上に1階の柱群が立設され、これら1階の柱群に支持されて2階以上の上層階が構築されている物流倉庫として使用する建築構造物であって、1階の柱群は、複数の鉄骨鉄筋コンクリート柱及び鉄骨鉄筋コンクリート柱より断面寸法が小さい複数の鉄骨柱で構成され、且つトラックバースに沿って基礎コンクリート上に等間隔に配置されている柱は、鉄骨鉄筋コンクリート柱に対して鉄骨柱の本数を多くして配置されており、上層階の柱は、鉄骨柱で構成されている。

【0009】
また、本発明に係る建築構造物の施工方法は、基礎コンクリート上に1階の柱群を立設し、これら1階の柱群に支持されて2階以上の上層階を構築していく建築構造物の施工方法において、1階の柱群を、複数の鉄骨鉄筋コンクリート柱と複数の鉄骨柱とで構成し、鉄骨鉄筋コンクリート柱を構成する鉄骨を基礎コンクリート上に立設し、鉄骨柱を前記基礎コンクリート上に立設した後に、直ちに、上層階の施工に着手し、上層階の施工と並行して1階の鉄骨鉄筋コンクリート柱のコンクリート部分の施工を行う。
【発明の効果】
【0010】
本発明に係る建築構造物によると、地震時や暴風時の水平荷重に対する耐荷力が向上した構造物となり、貨物の搬入、搬出、移動、荷捌、発送等がスムーズに行えて、貨物の置き場や通路として利用できる広い床面積を確保することができる。また、本発明に係る建築構造物の施工方法によると、上述した建築構造物の効果に加えて、工期の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本発明に係る1実施形態の建築構造物の平面図を示すものである。
図2】1実施形態の建築構造物の1階で立設している鉄骨鉄筋コンクリート柱を示す図である。
図3図1のA-A線矢視図である。
図4図1のB-B線矢視図である。
図5】本発明に係る1実施形態の建築構造物の施工方法を示すフローチャートである。
図6】1実施形態の建築構造物の施工方法において1階の鉄骨鉄筋コンクリート柱を所定の設置箇所に位置出しを行ってアンカーボルトを配置した図(a)と、位置出しされたアンカーボルトに係合して軸鉄筋設置フレームを配置して基部軸鉄筋の位置出しを行っている状態を示す図である。
図7】1実施形態の建築構造物の施工方法で使用される鉄骨ユニットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
次に、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【0013】
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
ここで、鉄骨鉄筋コンクリート柱をSRC柱と称し、鉄骨柱をS柱と称し、鋼管にコンクリートが充填されている充填鋼管柱をCFT柱と称し、鉄骨床梁をS床梁と称し、鉄骨天井梁をS天井梁と称する。
【0014】
[建築構造物の1階の柱群]
図1は、本発明に係る1実施形態の建築構造物1の平面図を示すものであり、この建築構造物1は、建屋長手方向に沿ってトラックバース2A、2Bを設けた4階建ての物流センター倉庫である。図1の左側は、建築構造物1の上層階を除いた一階のみを示しており、トラックバース2A、2Bに出入りするトラック(不図示)によって、1階の作業場として形成したコンクリート製の床面3に多数の貨物が搬入・搬出されるようになっている。また、図1の右側は、4階立ての建築構造物1の屋根31を示している。
【0015】
1階の柱群は、コンクリート製の床面3から立設して格子状に配置されている複数本のSRC柱4と、格子状に配置したSRC柱4の間で床面3から立設している複数本のS柱5と、で構成されている。
隣接する一対のSRC柱4,4の間には、図1において実線で示す壁6、或いは図1において破線で示すシャッター7が配置されており、複数の壁6及びシャッター7によって防火区画が形成されている。
【0016】
ここで、1階の柱群において、SRC柱4及びS柱5の総本数に占める格子状に配置したSRC柱4の割合と、建屋構造モデルに水平力のステップを追って加えた場合の柱基部に最初の塑性ヒンジが発生する荷重ステップ数との関係は、SRC柱4の割合が41%の場合には荷重ステップ数が34であり、SRC柱4の割合が56%の場合には荷重ステップ数が80であり、SRC柱4の割合が100%の場合には荷重ステップ数が81である。
【0017】
この建築構造物1についての地震時の水平荷重についての耐震設計において、レベル1地震動(中規模の地震動)のときの水平荷重に相当する荷重ステップは、荷重ステップ数30である。したがって、最初に塑性ヒンジが発生する荷重ステップが荷重ステップ34である1階のSRC柱4の割合が41%の場合は、レベル1地震動に相当する荷重ステップ数30では、塑性ヒンジが発生しておらず、建築構造物1は弾性範囲にあり、レベル1地震動に対する照査は適合と判定される。このときの余裕が34/30=1.1倍である。
また、レベル2地震動(大規模な地震動)のときの水平荷重に相当する荷重ステップは、荷重ステップ数87であり、この荷重ステップ数のとき1階の柱のヒンジ発生割合は70%であり、30%は弾性範囲にあるため、この建屋構造は極限状態には達していないことから、レベル2地震動に対する照査は適合と判断される。
【0018】
一方、この建築構造物1において、さらに1階のSRC柱4の割合を増やして56%にした場合には、最初の塑性ヒンジが発生する荷重ステップ数は80であり、レベル1地震動に相当する荷重ステップ数30に対して、2.7倍の余裕がある。また、1階のSRC柱4の割合を100%にした場合には、最初の塑性ヒンジが発生する荷重ステップ数は81である。このことより、1階のSRC柱4の割合を56%以上にした場合は、1階の柱を全数SRC柱とした場合と同等に、地震動に対して極めて高い安全性が確保できる。
このように、1階の柱について、格子状に配置した複数本のSRC柱4と複数本のS柱5とで構成された建築構造物1は、地震力や暴風時の水平力に対して十分な耐荷性能を有するものにできる。
このことから、耐震性能を確保するうえで、1階の柱群における総本数に占める格子状に配置したSRC柱4の割合は41%以上とするのがよい。
【0019】
本実施形態の1階のSRC柱4の断面寸法は、縦1200mm、横1100mmであり、占有面積は1.32mである。また、S柱5の断面寸法は、縦550mm、横550mmであり、占有面積は0.3mである。よって、一階の柱の総本数は180本であるため、SRC柱4の割合が41%の場合に、1階の床面上に柱が占有する面積は、180×(0.41×1.32+0.59×0.3)=129mである。
SRC柱は鉄筋コンクリートに加えて内部に鉄骨を有するため、柱の断面寸法が同一の場合の鉄筋コンクリート柱(RC柱)に比べて、自重、積載荷重、地震力、暴風などの外力によって柱に生じる荷重(鉛直力、せん断力、曲げモーメント)に対する抵抗力が約1.5倍大きい。
【0020】
このことから、本実施形態のSRC柱4に代えて同一断面寸法のRC柱を採用した場合には、全数をRC柱とする必要があり、このときの柱の占有面積は、180×1.32=237mとなる。
これに対して、本実施形態のSRC柱4の割合を41%とし、S柱5を59%とした場合は、237-129=108mの柱占有面積の削減ができる。
このように、一階の柱を複数のSRC柱4と複数のS柱5とを組み合わせてなる建築構造物1は、地震時や暴風時の水平荷重に対する耐荷力が向上した構造物となり、貨物の搬入、搬出、移動、荷捌、発送等がスムーズに行えて、貨物の置き場や通路として利用できる広い床面積を確保することができる。
【0021】
[1階の柱がSRC柱である場合の上層階の柱・梁構造]
図2は、1階のSRC柱4の構造を示すものであり、1階の基礎コンクリート9から垂直に立ち上がる角鋼管10と、基礎コンクリート9から立ち上がって角鋼管10の外周に配置された複数本の軸鉄筋11と、軸鉄筋11に交差して角鋼管10の外周に配置された複数本の配力筋12と、軸鉄筋11及び配力筋12を埋め込んで角鋼管10の外周に打設したコンクリート部13と、を備えている。
角鋼管10の下端はアンカープレート14が固定されて開口が閉塞されており、基礎コンクリート9のSRC柱4の立設位置から立ち上がるアンカーボルト22が、アンカープレート14に貫通して固定されることで、角鋼管10が基礎コンクリート9から垂直に立ち上がっている。なお、基礎コンクリート9上には、床面3を形成する床版コンクリート21が敷設されている。
【0022】
角鋼管10の上部側外周には、複数のスタッドジベル15が溶接にて立設されており、角鋼管10の外周に配置された軸鉄筋11の上端側はスタッドジベル15に交差して配置されている。なお、本実施形態では、ずれ止め材としてスタッドジベル15を使用しているが、ずれ止め用の鋼板を、角鋼管10の上部側外周に設けてもよい。
角鋼管10のスタッドジベル15より下方の外周には、仕口16が固定されている。角鋼管10の上端はダイヤフラム17が固定されて開口が閉塞されており、ダイヤフラム17に、角鋼管10と同一断面形状の上階連結鋼管18が固定されている。そして、角鋼管10の仕口16が形成されている位置より上部側外周には、ガセットプレート20が固定されている。
【0023】
図3は、図1のA-A線矢視図を示すものであり、1階のSRC柱4の上部に、2階のCFT柱25、3階のCFT柱27、4階のH形鋼からなるS柱29が同軸に連結されている。
2階のCFT柱25を構成する角鋼管25aは、1階のSRC柱4を構成する角鋼管10と同一断面形状である。
1階のSRC柱4の角鋼管10の上端に固定された上階連結鋼管18と、2階のCFT柱25の角鋼管25aは、溶接で固定されている。2階のCFT柱25の角鋼管25aの上端と、3階のCFT柱27の角鋼管27aの下端は、角鋼管25aの上端に固定した上階連結鋼管32を介して溶接で固定されている。3階のCFT柱27の角鋼管27aの上端と、4階のS柱29の下端は、角鋼管27aの上端に固定したS柱39と同一断面形状の上階連結部材35を介して溶接で固定されている。
【0024】
1階のSRC柱4の角鋼管10の上部には、仕口16を介して2階のS床梁24が水平方向に延在して固定されている。2階のCFT柱25の角鋼管25aの上部にも仕口33が固定されており、仕口33を介して3階のS床梁26が水平方向に延在して固定されている。3階のCFT柱27の角鋼管27aの上部にも仕口36が固定されており、仕口36を介して4階のS床梁28が水平方向に延在して固定されている。4階のS柱29の上部に仕口41が固定されており、仕口41を介してS天井梁30が水平方向に延在して固定されている。
【0025】
2階のCFT柱25の角鋼管25aの仕口33を固定した位置より上部にガセットプレート34が固定されている。3階のCFT柱27の角鋼管27aの仕口36を固定した位置より上部にガセットプレート37が固定されている。S天井梁30の下面にガセットプレート38が固定されている。また、図3では示していないが、4階のS床梁28の下面の所定位置にもガセットプレート38が固定されている。
2階のCFT柱25に固定したガセットプレート20と、3階のS床梁26に固定したガセットプレート38との間には、ブレース40が接続されている。
【0026】
ブレース40は、鋼管を用いた軸力材の外周に軸力材の軸方向変形を許容しつつ、軸直角方向の変形を拘束して座屈するのを防止する鋼管を用いた拘束部材を設置した二重管座屈拘束ブレースである。 なお、二重管座屈拘束ブレースのブレース40に替えて、アンボンドブレース、鋼製ブレース、鋼コンクリート製ブレース、鋼モルタル製ブレースの何れかであってもよい。
3階のCFT柱27に固定したガセットプレート34と、4階のS床梁28に固定したガセットプレート(不図示)との間にも、ブレース40が接続されている。また、4階のS柱29に固定したガセットプレート37と、S天井梁30に固定したガセットプレート38との間にも、ブレース40が接続されている。
【0027】
このように、2階のCFT柱25、3階のS床梁26及びブレース40により、2階の鉛直構面が形成され、3階のCFT柱27、4階のS床梁28及びブレース40により3階の鉛直構面が形成され、4階のS柱29、S天井梁30及びブレース40により4階の鉛直構面が形成されている。
【0028】
[1階の柱がS柱である場合の上層階の柱・梁構造]
次に、図4は、図1のB-B線矢視図を示すものであり、1階のS柱5の上部に、2階のS柱42、3階のS柱43、4階のS柱44が同軸に連結されている。
1階のS柱5は角鋼管であり、この角鋼管の下端にアンカープレート45が固定されて開口が閉塞されている。そして、基礎コンクリート9から立ち上がるアンカーボルト22が、アンカープレート45に貫通して固定されることで、S柱5が基礎コンクリート9から垂直に立ち上がっている。
S柱5の下部側の外周には複数のスタッドジベル46が打ち込まれており、スタッドジベル46を埋め込むように巻き立てコンクリート47が形成されている。
【0029】
1階のS柱5の上部には、仕口48を介して2階のS床梁24が水平方向に延在して固定されている。
2階のS柱42は1階のS柱5と同一断面形状の角鋼管であり、1階のS柱5の上端と2階のS柱42の下端とが溶接で固定されている。2階のS柱42の上部には、仕口49を介して3階のS床梁26が水平方向に延在して固定されている。
3階のS柱43の下端は、2階のS柱42の上端と溶接で固定されている。3階のS柱43の上端には上階連結部材50が固定されているとともに、上階連結部材50より下方には仕口51が固定されている。また、仕口51を介して4階のS床梁28が水平方向に延在して固定されている。上階連結部材50はH型鋼であり、この上階連結部材50の上端に、同一断面形状のH型鋼からなる4階のS柱44が高力ボルト摩擦接合で固定されている。
そして、4階のS柱44の最上部に仕口52が固定されており、仕口52を介してS天井梁30が水平方向に延在して固定されている。
【0030】
[建築構造物の効果]
【0031】
本実施形態の建築構造物1は、1階の柱群を、複数本のS柱5と、複数本のSRC柱4とで構成しており、SRC柱4は、上層階の自重及び積載荷重などの耐鉛直支持力に加えて、地震時や暴風時の水平力に対する耐荷力が向上する。また、従来の物流倉庫の1階の柱で使用していた鉄筋コンクリート柱(RC柱)と比較して、SRC柱4は鉄骨と鉄筋が合成された耐荷力が大きい柱構造となるため、SRC柱4及びS柱5からなる1階の柱群は柱の占有面積を小さくすることができるので、ブレース無しで広い面積の床面3を確保することができ、物流倉庫に最適な建築構造物1とすることができる。
【0032】
また、SRC柱4はS柱5と比較して柱断面が大きいが、SRC柱4は貨物の置き場や通路として使用できない防火区画の壁6に沿って格子状に配置され、柱断面が小さいS柱5は床面3に独立して立設しているので、貨物の置き場や通路として使用できる床面3の面積をさらに大きくすることができる。
また、本実施形態は、2階にCFT柱25、3階のS床梁26及びブレース40とで鉛直構面が形成され、3階にCFT柱27、4階のS床梁28及びブレース40とで鉛直構面が形成され、4階にS柱29、S天井梁30及びブレース40で鉛直構面が形成され、柱・梁部材のスリム化を図りながら曲げモーメントを低減しているので、地震時や暴風時の水平力に対する耐荷力が大きく、経済的な構造設計を行うことができる。
【0033】
また、2階、3階のブレース40を有する鉛直構面の柱には地震時や暴風時の水平力によって大きな圧縮力が作用するが、2階、3階の鉛直構面に使用されているCFT柱25,27は、角鋼管25a、27aの内部にコンクリートが充填されて座屈耐力に優れた柱材とされているので、柱に作用する圧縮力に対して高耐力の鉛直構面を提供することができる。
また、1階のSRC柱4の上端は、2階のCFT柱25の柱基部まで延長されており、2階の柱基部においてSRC柱4を構成する角鋼管10の外周に設けたスタッドジベル15と、SRC柱4を構成する軸鉄筋11が交差した状態でコンクリート部13に充填固定されているので、2階のCFT柱25の断面に働く軸力、せん断力、曲げモ-メントは軸鉄筋11、コンクリート部13による鉄筋コンクリート部材及び角鋼管10に伝達される。したがって、1階のSRC柱4は、2階のCFT柱25から伝達される荷重を確実に負担することができる。
【0034】
[建築構造物の施工方法]
次に、本実施形態の建築構造物1の施工方法について、図5から図7を参照して説明する。
図5は、本実施形態の建築構造物1の施工フローチャートである。
先ず、ステップST1の工程では、建築構造物1のトラックバース2A、2B、床面3を形成するために、基礎コンクリート9の配筋作業を行う。このステップST1の基礎コンクリート9の配筋作業では、図6(a)に示す1階のSRC柱4を立設する位置に、基部軸鉄筋55、基部配力筋56、アンカーボルト22を設置する。なお、図示しないが、1階のS柱5を立設する位置にも、基部軸鉄筋55、基部配力筋56、アンカーボルト22を設置する。
【0035】
次いで、ステップST2の工程では、アンカーボルトフレーム57を使用して、アンカーボルト22の位置出しを行う。アンカーボルトフレーム57は、図6(a)に示すように、四角枠状に形成した金属板材であり、隣接するアンカーボルト22の規定する間隔に設定された複数のボルト挿通孔57aが形成されている。そして、全てのアンカーボルト22を、アンカーボルトフレーム57のボルト挿通孔57aに下側から挿通するだけで、隣接するアンカーボルト22の間隔や水平方向の位置が設定される。
【0036】
次いで、ステップST3の工程では、アンカーボルトフレーム57上に軸鉄筋設置フレーム58を配置することで、基部軸鉄筋55の位置出しを行う。軸鉄筋設置フレーム58は、図6(b)に示すように、直線状の金属板材であり、対角線上に位置する二つのアンカーボルト22が挿通する2箇所の位置決め孔58aが形成されているとともに、対角線上に位置する2つの基部軸鉄筋55の外周に係合するV字形状にカットされた位置合わせ部58bが形成されている。そして、対角線上に位置する二つのアンカーボルト22を、2箇所の位置決め孔58aに下側から挿通して軸鉄筋設置フレーム58を配置すると、軸鉄筋設置フレーム58の両端部の位置合わせ部58bが対角線上に位置する2つの基部軸鉄筋55に係合して位置合わせが行われるとともに、基部配力筋56を介して連結している他の基部軸鉄筋55の位置合わせも行われる。
【0037】
次いで、ステップST4の工程では、基礎コンクリート9を形成するために、配筋した位置の周囲に型枠を配置するとともに、コンクリートの打設・養生作業を行う。このコンクリートの打設・養生作業が完了した後に、前述したアンカーボルトフレーム57、軸鉄筋設置フレーム58を取り外す。
次いで、ステップST5の工程では、1階のSRC柱4を立設する位置に、図7に示す鉄骨ユニット60を立設する。鉄骨ユニット60は、図7に示すように、1階のSRC柱4を構成する角鋼管10に、アンカープレート14、スタッドジベル15、仕口16、ダイヤフラム17、上階連結鋼管18及びガセットプレート20が予め工場で組付けられた部材である。このステップST5では、鉄骨ユニット60のアンカープレートに14に、1階のSRC柱4の立設位置から立ち上がるアンカーボルト22が貫通して固定されることで、基礎コンクリート9に鉄骨ユニット60を立設する。
【0038】
次いで、ステップST6の工程では、基礎コンクリート9の1階のS柱5を立設する位置から立ち上がるアンカーボルト22を、S柱5の下端に固定されているアンカープレート45に貫通して固定し、基礎コンクリート9に1階のS柱5を立設する。
次いで、ステップST7の工程では、基礎コンクリート9に立設した鉄骨ユニット60の周囲に複数の軸鉄筋11を配置するとともに、軸鉄筋11に直角に交差して配力筋12を配置する。ここで、軸鉄筋11の下端は、基礎コンクリート9から立ち上がる複数の基部軸鉄筋55に溶接で接続する(図2の符号Wで示す位置が軸鉄筋11及び基部軸鉄筋55の溶接で接続する位置)。
【0039】
次いで、ステップST8の工程では、鉄骨ユニット60の周囲に配置した軸鉄筋11及び配力筋12を型枠で囲み、型枠内部にコンクリートを打設して養生することで、軸鉄筋11、基部軸鉄筋55及び配力筋12、56を充填したコンクリート部13を施工する。
次いで、ステップST9の工程では、1階のS柱5の下側のスタッドジベル46が打ち込まれている周囲を型枠で囲み、型枠内部にコンクリートを打設して養生することで、1階の柱5の下側に巻き立てコンクリート47を形成する。
次いで、ステップST10の工程では、1階の床版コンクリート21を設置する。
【0040】
ここで、1階のSRC柱4を構成する鉄骨ユニット60の立設作業と、1階のS柱5の立設作業が完了したときに(ステップST6が終了した時点で)、1階の施工(ステップST7~ステップST10の工程)と並行して、以下に示すステップST11~ステップST14の上層階の施工を行う。
ステップST11の工程では、2階のCFT柱25及びS柱42を立設し、2階のS床梁24を設置し、3階のS床梁26を設置するとともに、CFT柱25及び3階のS床梁26の間のブレース40の設置作業を行う。
【0041】
次いで、ステップST12の工程では、3階のCFT柱27及びS柱43を立設し、4階のS床梁28の設置、CFT柱27及び4階のS床梁28の間のブレース40の設置作業を行う。
次いで、ステップST13の工程では、4階のS柱29及びS柱44を立設し、S天井梁30の設置、S柱29及びS天井梁30の間のブレース40の設置作業を行う。
次いで、ステップST14の工程では、2~4階の床版コンクリート21及び屋根31を設置する。
【0042】
[建築構造物の施工方法の効果]
本実施形態の建築構造物1の施工方法によると、1階のSRC柱4を構成する鉄骨ユニット60の立設作業と、1階のS柱5の立設作業が完了したときに(ステップST6が終了した時点で)、1階の施工(ステップST7~ステップST10の工程)と並行して、上層階の施工(ステップST11~ステップST14)を開始することができるので、1階のRC柱の施工が完了するまで2階以上の上層階の施工を開始することができない従来施工方法と比較して、大幅に工期の短縮化を図ることができる。本実施形態の場合は、1階をRC柱とした場合に対して、2階以上の上層階の施工開始を3週間程度前倒しすることができ、その分工期を短縮できる。
【0043】
また、1階のSRC柱4を立設する際には、角鋼管10に、アンカープレート14、スタッドジベル15、仕口16、ダイヤフラム17、上階連結鋼管18及びガセットプレート20を予め組付けた鉄骨ユニット60を、1階のSRC柱4を立設する位置に立てて作業を行うようにしているので、1階のSRC柱4の立設作業の大幅な能率化を図ることができる。さらに、鉄骨ユニット60に、予め軸鉄筋11、配力筋12を装着しておくことにより、ステップST7で説明した鉄骨ユニット60の配筋作業の工程を短縮し、省力化を図ることができる。
【0044】
また、基礎コンクリート9を形成するためにコンクリートの打設を行う前には、アンカーボルト22に係合した軸鉄筋設置フレーム58を配置することで基部軸鉄筋55の位置出しが行われている。このため、基礎コンクリート9に立設した鉄骨ユニット60の周囲に複数の軸鉄筋11を配置する際には、軸鉄筋11の下端を、基礎コンクリート9から正確な位置出しが行われている基部軸鉄筋55に簡単に溶接することができる。
【符号の説明】
【0045】
1 建築構造物
2A、2B トラックバース
3 床面
4 1階のSRC柱
5 S柱
6 壁
7 シャッター
9 基礎コンクリート
10 角鋼管
11 軸鉄筋
12 配力筋
13 コンクリート部
14 アンカープレート
15 スタッドジベル
16、33,36,38、41 仕口
17 ダイヤフラム
18 上階連結鋼管
20,34,37 ガセットプレート
21 床版コンクリート
22 アンカーボルト
24 2階のS床梁(鉄骨梁)
25 2階のCFT柱
25a 角鋼管
26 3階のS床梁(鉄骨梁)
27 3階のCFT柱
27a 角鋼管
28 4階のS床梁(鉄骨梁)
29 4階のS柱
30 S天井梁(鉄骨梁)
31 屋根
32 上階連結鋼管
35 上階連結部材
38 ガセットプレート
40 ブレース
41 仕口
42 2階のS柱
43 3階のS柱
44 4階のS柱
45 アンカープレート
46 スタッドジベル
47 巻き立てコンクリート
48 仕口
49 仕口
50 上階連結部材
51 仕口
52 仕口
55 基部軸鉄筋
56 基部配力筋
57 アンカーボルトフレーム
57a ボルト挿通孔
58 軸鉄筋設置フレーム
58a 位置決め孔
58b 位置合わせ部
60 鉄骨ユニット
【要約】
【課題】地震時や暴風時の水平力に対する耐荷力が向上し、貨物の搬入・搬出がスムーズに行える広い床面積を確保することができる建築構造物を提供する。
【解決手段】基礎コンクリート9上に1階の柱群が立設され、これら1階の柱群に支持されて2階以上の上層階が構築されている物流センター倉庫などの建築構造物1である。1階の柱群は、複数の鉄骨鉄筋コンクリート4柱及び複数の鉄骨柱5で構成され、上層階の柱は、鉄骨柱25,27、29で構成されている。
【選択図】図3
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7