特許 7484056 プレキャストコンクリート部材、及び建物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-08

(45)【発行日】2024-05-16

(54)【発明の名称】プレキャストコンクリート部材、及び建物

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/16 20060101AFI20240509BHJP

   E04B 5/02 20060101ALI20240509BHJP

【ＦＩ】

E04B1/16 K

E04B5/02 B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019230266

(22)【出願日】2019-12-20

(65)【公開番号】P2021098950

(43)【公開日】2021-07-01

【審査請求日】2022-10-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】掛 悟史

(72)【発明者】

【氏名】小倉 史崇

(72)【発明者】

【氏名】津司 巧

(72)【発明者】

【氏名】深沢 茂臣

【審査官】荒井 隆一

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－０８６０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１８００７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１１８１０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｂ １／００－１／６１

Ｅ０４Ｂ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

繊維補強コンクリート造とされ、端面が構造体に突き当てられて片持ち支持されるとともに、跳出し方向へ延び、前記繊維補強コンクリート造部分の中心線より上側へのみ埋設された定着筋によって前記構造体に接合されている、プレキャストコンクリート部材。

【請求項2】

鉄筋コンクリート造の躯体と、
繊維補強コンクリート造とされ、端面が前記躯体の側面に突き当てられて片持ち支持されるとともに、跳出し方向へ延び、前記繊維補強コンクリート造部分の中心線より上側へのみ埋設された定着筋によって前記躯体に接合されている、プレキャストコンクリート部材と、を有する建物。

【請求項3】

鉄筋コンクリート造の躯体と、
繊維補強コンクリート造とされ、端面が前記躯体の側面に突き当てられて片持ち支持され、前記繊維補強コンクリート造部分の中心線より上側へのみ定着筋が埋設されたプレキャストコンクリート部材と、
前記定着筋が前記躯体に埋設された躯体側定着筋と連結され、前記定着筋と前記躯体側定着筋を埋設するよう前記プレキャストコンクリート部材の上にコンクリートが打設された現場打ちコンクリート部と、を有する建物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プレキャストコンクリート部材、及び建物に関する。

【背景技術】

【0002】

施工性を高めるため、建物の階段やバルコニー等の跳出し部をプレキャストコンクリート部材によって構成することがある。例えば特許文献１には、プレキャストコンクリート製の階段ユニットを建物の躯体壁によって片持ち支持する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平５－１７１７６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一般的に、階段等の跳出し部を構成するプレキャストコンクリート部材は、柱や梁等の建物の他の躯体を構成するプレキャストコンクリート部材と比較して、配筋される鉄筋の形状が複雑となり易い。例えば、特許文献１に開示されている階段ユニットでは、階段部分の各踏板部を繋ぐ補強筋（いわゆる稲妻筋）が必要となる。このため、プレキャストコンクリート部材の配筋の施工性向上の観点から、改善の余地があった。

【0005】

本発明は上記事実に鑑み、配筋の施工性を向上させることができるプレキャストコンクリート部材、及び建物を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載のプレキャストコンクリート部材は、繊維補強コンクリート造とされ、構造体に片持ち支持されるとともに、跳出し方向へ延びる定着筋によって前記構造体に接合されている。

【0007】

上記構成によれば、プレキャストコンクリート部材が、補強用の繊維が混入された繊維補強コンクリート造とされているため、プレキャストコンクリート部材に作用する応力を繊維に負担させることができる。これにより、プレキャストコンクリート部材に主筋や補強筋を配筋する必要がなく、配筋の施工性を向上させることができる。また、繊維によってプレキャストコンクリート部材のひび割れ抵抗性を高めることができる。

【0008】

また、構造体に片持ち支持されたプレキャストコンクリート部材に作用する引張力については、跳出し方向へ延びてプレキャストコンクリート部材と構造体とを接合する定着筋に負担させることができる。

【0009】

請求項２に記載の建物は、前記構造体としての躯体と、請求項１に記載のプレキャストコンクリート部材によって、少なくとも一部が構成された跳出し部と、を有する。

【0010】

上記構成によれば、プレキャストコンクリート部材を躯体に接合することで、建物に跳出し部の少なくとも一部を形成することができる。このため、現場打ちコンクリートによって跳出し部全体を形成する構成と比較して、型枠や配筋が煩雑になることを抑制することができ、施工性を向上させることができる。

【0011】

請求項３に記載の建物は、請求項２に記載の建物であって、前記跳出し部は、前記プレキャストコンクリート部材と、前記プレキャストコンクリート部材に配筋された前記定着筋を埋込んで構築された現場打ちコンクリート部と、によって構成されている。

【0012】

上記構成によれば、建物の跳出し部が、プレキャストコンクリート部材と、現場打ちコンクリート部と、によって構成されている。このため、型枠や配筋が煩雑になることを部分的に抑制することができるとともに、現場打ちコンクリート部において、プレキャストコンクリート部材の施工誤差等を吸収することが可能となる。

【発明の効果】

【0013】

本発明に係るプレキャストコンクリート部材、及び建物によれば、配筋の施工性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態に係るプレキャストコンクリート部材を示す斜視図である。

【図2】第１実施形態に係るプレキャストコンクリート部材、及び建物を示す部分立断面図である。

【図3】第２実施形態に係るプレキャストコンクリート部材を示す斜視図である。

【図4】第２実施形態に係るプレキャストコンクリート部材、及び建物を示す部分立断面図である。

【図5】変形例に係るプレキャストコンクリート部材、及び建物を示す部分立断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の第１、第２実施形態に係るプレキャストコンクリート部材、及び建物について、図１～図５を用いて説明する。なお、図中において、矢印Ｘ１はプレキャストコンクリート部材の跳出し方向における基端側、矢印Ｘ２はプレキャストコンクリート部材の跳出し方向における先端側、矢印Ｙは跳出し方向と直交する水平方向、矢印Ｚは鉛直方向を指す。

【0016】

＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係るプレキャストコンクリート部材、及び建物について、図１、図２を用いて説明する。

【0017】

（構造）
図２に示すように、本実施形態の建物１０は、躯体（構造体）の一例としての壁１２と、壁１２に片持ち支持された跳出し部の一例としての階段１４と、を有している。階段１４は、全体がプレキャストコンクリート部材１６（以下、「ＰＣａ部材」と呼ぶ。）によって構成されている。

【0018】

具体的には、図１に示すように、ＰＣａ部材１６は、水平方向に延びる複数（本実施形態では、一例として６段）の踏板部１６Ａが、鉛直方向に延びる蹴込み板部１６Ｂによって繋がれたジグザグ状の段床となっている。

【0019】

図２に示すように、ＰＣａ部材１６は、跳出し方向における基端側（矢印Ｘ１側）の側面が、建物１０の壁１２に接合されている。また、ＰＣａ部材１６は、補強用の繊維１８が混入された繊維補強コンクリートによって構成されている。繊維１８は、例えば鋼繊維であり、ＰＣａ部材１６中に全体にわたって分布している。

【0020】

なお、繊維１８は、コンクリートに対して補強の効果を発揮し得るものであれば、鋼繊維に限らない。繊維１８としては、鋼繊維の他に、例えば、ステンレス繊維やアモルファス繊維等の金属繊維、ビニロン繊維やポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維等の有機繊維、ガラス繊維、炭素繊維、又はこれらのうちの２種類以上を混合したものを用いることが可能である。

【0021】

ＰＣａ部材１６には、複数の定着筋２０が埋設されている。図１に示すように、本実施形態では、定着筋２０は、各踏板部１６Ａに２本ずつ配筋されている。また、図２に示すように、各踏板部１６Ａにおいて、定着筋２０は、ＰＣａ部材１６の上面側、すなわちＰＣａ部材１６の中心線Ｐよりも上側にそれぞれ配筋されている。なお、ＰＣａ部材１６には、定着筋２０のみが配筋されており、主筋や補強筋等の鉄筋は配筋されていない。

【0022】

複数の定着筋２０は、ＰＣａ部材１６の跳出し方向（水平方向）に延びており、定着筋２０の長手方向一端部は、ＰＣａ部材１６の跳出し方向における基端側（矢印Ｘ１側）の側面からＰＣａ部材１６外に突出している。一方、定着筋２０の長手方向他端部は、ＰＣａ部材１６の跳出し方向における先端側（矢印Ｘ２側）の端部近傍に埋設されている。なお、定着筋２０の長手方向両端部は、鉛直方向下向きに折曲げられており、定着長が確保されている。

【0023】

図２に示すように、定着筋２０の長手方向一端部は、建物１０の壁１２に埋設されている。壁１２は、繊維が混入されていない普通コンクリートを現場打ちすることによって構築されており、壁１２には図示しない複数の壁主筋が配筋されている。定着筋２０の長手方向一端部が壁１２に埋設され、長手方向他端部がＰＣａ部材１６に埋設されることにより、ＰＣａ部材１６が壁１２に接合されて片持ち支持されている。

【0024】

（施工方法）
本実施形態の建物１０を施工する場合、まず、工場等で、図示しない型枠内に複数の定着筋２０を配筋し、繊維１８が混入された繊維補強コンクリートを型枠内に流し込むことにより、ＰＣａ部材１６を作製する。

【0025】

その後、現場にて、ＰＣａ部材１６の基端側の側面から突出する定着筋２０を囲むように図示しない型枠を設置し、型枠内に普通コンクリートを流し込むことにより、定着筋２０が埋込まれた壁１２を構築する。

【0026】

上記の手順によって、ＰＣａ部材１６を壁１２に接合することができ、ＰＣａ部材１６によって構成された階段１４が壁１２に片持ち支持された建物１０を構築することができる。なお、上記の手順は一例であり、他の手順が含まれていても構わない。

【0027】

（作用効果）
本実施形態によれば、建物１０の跳出し部としての階段１４を構成するＰＣａ部材１６が、補強用の繊維１８が混入された繊維補強コンクリート造とされているため、ＰＣａ部材１６に作用する応力を、繊維１８に負担させることができる。

【0028】

これにより、稲妻筋等の複雑な形状の補強筋や主筋をＰＣａ部材１６に配筋する必要がなく、配筋の施工性を向上させることができる。また、繊維１８がＰＣａ部材１６中に全体にわたって分布しているため、ＰＣａ部材１６のひび割れ抵抗性を高めることができる。さらに、ＰＣａ部材１６に配筋される補強筋や主筋を無くすことにより、補強筋や主筋が腐食することによって生じるコンクリートの剥落等を抑制することができる。

【0029】

また、本実施形態によれば、跳出し方向へ延びる定着筋２０によって、ＰＣａ部材１６が建物１０の壁１２に接合されている。このため、壁１２に片持ち支持されたＰＣａ部材１６に作用する引張力については、定着筋２０によって負担させることができる。

【0030】

また、一般的に、壁１２に片持ち支持された階段１４（跳出し部）では、階段１４の上面側に引張力が作用する。ここで、本実施形態によれば、ＰＣａ部材１６の上面側に定着筋２０が配筋されているため、定着筋２０による階段１４に作用する引張力の負担効率を高めることができる。

【0031】

また、本実施形態によれば、建物１０の跳出し部としての階段１４全体がＰＣａ部材１６によって構成されているため、ＰＣａ部材１６を壁１２に接合することによって建物１０に階段１４を形成することができる。このため、現場打ちコンクリートによって跳出し部を形成する構成と比較して、型枠や配筋が煩雑になることを抑制することができ、施工性を向上させることができる。

【0032】

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るプレキャストコンクリート部材、及び建物について、図３、図４を用いて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

【0033】

図４に示すように、本実施形態の建物３０は、躯体（構造体）の一例としての梁３２と、梁３２に片持ち支持された跳出し部の一例としてのバルコニー３６と、を有している。なお、梁３２は、普通コンクリートによって構成されている。

【0034】

バルコニー３６は、ＰＣａ部材３８と、現場打ちコンクリート部４０と、によって構成されている。すなわち、バルコニー３６の一部が、ＰＣａ部材３８によって構成されている。具体的には、バルコニー３６の下面側がＰＣａ部材３８で構成されており、上面側が現場打ちコンクリート部４０で構成されている。

【0035】

図３に示すように、ＰＣａ部材３８は、水平方向に延びる底版４１を備えている。底版４１の跳出し方向における先端側の端部には、底版４１の上面から鉛直方向上向きに立上がる立上がり部４２が形成されており、立上がり部４２よりも跳出し方向における基端側には、底版４１の上面から鉛直方向上向きに立上がる縁部４４が形成されている。また、底版４１の上面における立上がり部４２と縁部４４との間には、排水用の側溝４６が形成されている。

【0036】

なお、立上がり部４２、縁部４４、及び側溝４６は、それぞれ跳出し方向と直交する方向（矢印Ｙ方向）に延びており、縁部４４の高さは、立上がり部４２の高さより低くなっている。また、立上がり部４２の上面には、手摺４８（図４参照）を挿入固定するための複数の穴５０が、跳出し方向と直交する方向に所定の間隔をあけて形成されている。

【0037】

第１実施形態と同様に、ＰＣａ部材３８は、補強用の繊維１８が混入された繊維補強コンクリートによって構成されている。繊維１８は、例えば鋼繊維であり、ＰＣａ部材３８中に全体にわたって分布している。

【0038】

また、ＰＣａ部材３８には、複数の定着筋５２が埋設されている。各定着筋５２は、ＰＣａ部材３８の上面側、すなわちＰＣａ部材３８の中心線Ｐよりも上側にそれぞれ配筋されており、跳出し方向と直交する方向（矢印Ｙ方向）に所定の間隔をあけて設けられている。なお、ＰＣａ部材３８には、定着筋５２のみが配筋されており、主筋や補強筋等の鉄筋は配筋されていない。

【0039】

また、複数の定着筋５２は、ＰＣａ部材３８の跳出し方向（水平方向）に延びており、定着筋５２の長手方向一端部は、縁部４４の跳出し方向における基端側（矢印Ｘ１側）の側面からＰＣａ部材３８外に突出している。一方、図４に示すように、定着筋５２の長手方向他端部は、ＰＣａ部材３８の跳出し方向における先端側（矢印Ｘ２側）の端部に向かって斜め下向きに延びている。これにより、側溝４６の底面と定着筋５２との間のかぶり厚さが確保されている。

【0040】

ＰＣａ部材３８は、跳出し方向における基端側（矢印Ｘ１側）の端部が梁３２に接合されており、梁３２に片持ち支持されている。また、ＰＣａ部材３８上には、現場打ちコンクリート部４０が設けられている。

【0041】

現場打ちコンクリート部４０は、繊維が混入されていない普通コンクリートを現場打ちすることによって構築されている。現場打ちコンクリート部４０の跳出し方向の先端側（矢印Ｘ２側）の端部は、底版４１の上面に沿って縁部４４まで延びており、縁部４４から突出した定着筋５２が現場打ちコンクリート部４０に埋設されている。一方、現場打ちコンクリート部４０の跳出し方向の基端側（矢印Ｘ１側）の端部は、建物３０の梁３２に接合されている。

【0042】

現場打ちコンクリート部４０の上面は、縁部４４の上面と同一面とされている。なお、図示を省略するが、現場打ちコンクリート部４０の上面は、跳出し方向の基端側（矢印Ｘ１側）から先端側（矢印Ｘ２側）に向かって斜め下向きに僅かに傾斜しており、これにより、バルコニー３６には側溝４６に向かって水勾配が形成されている。

【0043】

また、現場打ちコンクリート部４０には、定着筋５４が配筋されている。定着筋５４は、現場打ちコンクリート部４０の跳出し方向（水平方向）に延びており、定着筋５４の長手方向一端部は、建物３０の梁３２に埋設されて定着されている。一方、定着筋５４の長手方向他端部は、縁部４４から突出したＰＣａ部材３８の定着筋５２に重ね継手によって接続されている。

【0044】

これにより、現場打ちコンクリート部４０の定着筋５４を介してＰＣａ部材３８の定着筋５２が建物３０の梁３２に定着されている。なお、現場打ちコンクリート部４０には、定着筋５４の他、図示しない主筋等が配筋されている。また、ＰＣａ部材３８の定着筋５２と現場打ちコンクリート部４０の定着筋５４の接続方法は、重ね継手に限らず、機械式継手等の公知の継手を用いて接続してもよい。

【0045】

（施工方法）
本実施形態の建物３０を施工する場合、まず、工場等で、図示しない型枠内に定着筋５２を配筋し、繊維１８が混入された繊維補強コンクリートを型枠内に流し込むことによって、ＰＣａ部材３８を作製する。

【0046】

そして、現場にて、ＰＣａ部材３８上に図示しない型枠を設置するとともに、定着筋５４及び図示しない主筋等を型枠内に配筋し、定着筋５４の長手方向他端部をＰＣａ部材３８の縁部４４から突出する定着筋５２に重ねる。

【0047】

その後、型枠内に普通コンクリートを流し込むことにより、ＰＣａ部材３８の定着筋５２が埋込まれた現場打ちコンクリート部４０を構築する。また、現場打ちコンクリート部４０の基端側の側面から突出する定着筋５４を囲むように図示しない型枠を設置し、型枠内に普通コンクリートを流し込むことにより、定着筋５４が埋込まれた梁３２を構築する。さらに、ＰＣａ部材３８の立上がり部４２の上面に形成された穴５０に、バルコニー３６の手摺４８を挿入固定する。

【0048】

上記の手順によって、ＰＣａ部材３８と現場打ちコンクリート部４０と、によって構成された跳出し部としてのバルコニー３６を有する建物３０を構築することができる。なお、上記の手順は一例であり、他の手順が含まれていても構わない。

【0049】

（作用効果）
本実施形態によれば、建物３０の跳出し部としてのバルコニー３６の一部を構成するＰＣａ部材３８が、補強用の繊維１８が混入された繊維補強コンクリート造とされているため、ＰＣａ部材３８に作用する応力を繊維１８に負担させることができる。

【0050】

これにより、稲妻筋等の複雑な形状の補強筋や主筋をＰＣａ部材３８に配筋する必要がなく、配筋の施工性を向上させることができる。また、繊維１８がＰＣａ部材３８中に全体にわたって分布しているため、ＰＣａ部材３８のひび割れ抵抗性を高めることができる。

【0051】

また、本実施形態によれば、ＰＣａ部材３８の定着筋５２が、現場打ちコンクリート部４０の定着筋５４を介して建物３０の梁３２と接合されている。このため、梁３２に片持ち支持されたＰＣａ部材３８に作用する引張力については、定着筋５２によって負担させることができる。

【0052】

特に、バルコニー３６の跳出し方向における先端側の端部は、立上がり部４２や側溝４６を有しているため、跳出し方向における基端側と比較して型枠や配筋が煩雑となり易い。ここで、本実施形態によれば、バルコニー３６の跳出し方向における先端側が、ＰＣａ部材３８で構成されている。このため、型枠や配筋が煩雑になることをより抑制することができ、配筋の施工性をより向上させることができる。

【0053】

さらに、本実施形態によれば、バルコニー３６の上面側が、現場打ちコンクリート部４０によって構成されている。このため、現場打ちコンクリート部４０において、ＰＣａ部材３８の施工誤差等を吸収することができ、現場にて水勾配の傾斜角度等を調整することが可能となる。

【0054】

＜その他の実施形態＞
以上、本発明について第１、第２実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。また、第１、第２実施形態の構成は適宜組み合わせることが可能である。

【0055】

例えば、上記の第２実施形態では、跳出し部としてのバルコニー３６が、ＰＣａ部材３８と現場打ちコンクリート部４０とによって構成されていた。しかし、図５に変形例として示す建物６０のように、跳出し部としてのバルコニー６２全体をＰＣａ部材６４で構成してもよい。

【0056】

図５に示す変形例では、ＰＣａ部材６４は、跳出し方向における基端側（矢印Ｘ１側）の側面が建物６０の梁６８に接合されている。また、ＰＣａ部材６４の跳出し方向における先端側（矢印Ｘ２側）に、立上がり部７０及び側溝７２が形成されている。なお、図示を省略するが、ＰＣａ部材６４の上面には、側溝７２に向かって水勾配が形成されている。

【0057】

さらに、ＰＣａ部材６４には、跳出し方向に延びる定着筋７４が配筋されており、定着筋７４の長手方向一端部が梁６８に埋設されて定着されている。定着筋７４は、ＰＣａ部材６４の上面側、すなわちＰＣａ部材６４の中心線Ｐよりも上側に配筋されている。

【0058】

本変形例によれば、建物６０の跳出し部としてのバルコニー６２全体が、ＰＣａ部材６４によって構成されているため、ＰＣａ部材６４を梁６８に接合することによって建物６０にバルコニー６２を形成することができる。このため、バルコニー６２の一部を現場打ちコンクリートによって形成する構成と比較して、型枠や配筋が煩雑になることを抑制することができ、施工性を向上させることができる。

【0059】

また、上記の第１実施形態では、跳出し部としての階段１４全体がＰＣａ部材１６で構成されていたが、第２実施形態のバルコニー３６と同様に、階段をＰＣａ部材と現場打ちコンクリート部とによって構成してもよい。階段をＰＣａ部材と現場打ちコンクリート部とによって構成することで、型枠や配筋が煩雑になることを部分的に抑制することができるとともに、現場打ちコンクリート部において、ＰＣａ部材の施工誤差等を吸収することができる。

【0060】

また、上記の第１、第２実施形態では、ＰＣａ部材１６、３８の上面側に定着筋２０、５２が配筋されていた。しかし、定着筋２０、５２は、ＰＣａ部材１６、３８に作用する引張力を負担することができる位置に配筋されていればよく、例えばＰＣａ部材１６、３８の中心線Ｐに沿って定着筋２０、５２を配筋してもよい。

【0061】

また、第１、第２実施形態では、建物１０、３０の壁１２や梁３２、現場打ちコンクリート部４０が普通コンクリートで構成されていた。しかし、ＰＣａ部材１６、３８と同様に、建物１０、３０の壁１２や梁３２、現場打ちコンクリート部４０を繊維補強コンクリートで構成してもよい。

【0062】

また、本実施形態では、建物１０、３０の跳出し部の一例として、階段１４及びバルコニー３６をＰＣａ部材１６、３８によって構成していた。しかし、跳出し部は階段やバルコニーには限らず、例えば跳出し部としての建物の外廊下や庇等に本発明のＰＣａ部材を適用してもよい。

【符号の説明】

【0063】

１０、３０、６０ 建物
１２ 壁（躯体、構造体の一例）
１４ 階段（跳出し部の一例）
１６、３８、６４ プレキャストコンクリート部材（ＰＣａ部材）
２０、５２、７４ 定着筋
３２、６８ 梁（躯体、構造体の一例）
３６、６２ バルコニー（跳出し部の一例）
４０ 現場打ちコンクリート部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】