JP2021021211A - 梁構造および建物用構造躯体 - Google Patents

Abstract

【課題】必要な天井高さを確保しながら、プランおよびダクトの自由度を確保することができる梁構造および建物用構造躯体を提供する。【解決手段】複数階層型の建物１２内の柱１４間に設けられる大梁からなる梁構造１０であって、梁の延長方向Ｘ中央側に位置し、下側の空間に配管１６用のスペース１８を確保可能な梁中央部２０と、梁中央部２０および柱１４側に連続し、梁中央部２０から離れるに従って梁成が大きくなるハンチ部２２とを備えるようにする。少なくともハンチ部２２がプレキャスト部材で構成されていてもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、梁構造および建物用構造躯体に関するものである。

従来、高層集合住宅の各住戸は、住戸内に給排気ダクトおよび給排水管などを有し、床段差スラブによる排水勾配がとられた排水管の確保と、外壁や住戸内の梁貫通スリーブなどによるダクト経路の確保を必要としてきた（例えば、特許文献１を参照）。

販売上多様化する住戸プランと１棟に配する住戸数の拡大、１住戸面積の多様化などの傾向から、フレキシブルな住戸・設備計画への対応が求められ、現在では高さが１５０ｍ以下の集合住宅では、図４のように、梁１のない空間を確保しやすい大判のハーフＰＣａ（プレキャスト）スラブ２を用いたダブルチューブ形式を採用することがその要求への回答の一つとなっている。

一方、最近増加している高さ２００ｍを超える超高層集合住宅では、ＲＣ（鉄筋コンクリート）増であっても風による居住性能や建物全体の耐震性を確保するために架構の剛性を高めることが必要となり従来の対応ができない。

架構剛性を高めるためには、図５のように各柱３に対して大梁４を設けることが一般的であるが、均等なスパンで計画される構造躯体に対して、開口寸法で住戸規模を決定する住戸プランは、梁を跨いで計画される必要がある。

このような住戸計画では設備計画の都合上、給排気ダクトについては梁貫通処理または梁下にダクトが通るための空間が必要になり、排水管については床下になる躯体段差スラブの上部に梁貫通かスパンごとの縦排水経路が必要となる。

このためプランの自由度が阻害されることを許容するか、住戸内の梁スリーブ確保のために階高と梁成を確保した構造計画を採用する必要があるが、販売住戸の競争力を維持するためにプラン作成の自由が優先され、構造躯体の階高を上げる必要があるため、確保される天井高さのわりに階高が上がる結果となる。

特開２０１７−１７９７６９号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、必要な天井高さを確保しながら、プランおよびダクトの自由度を確保することができる梁構造および建物用構造躯体を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る梁構造は、複数階層型の建物内の柱間に設けられる大梁からなる梁構造であって、梁の延長方向中央側に位置し、下側の空間に配管用のスペースを確保可能な梁中央部と、梁中央部および柱側に連続し、梁中央部から離れるに従って梁成が大きくなるハンチ部とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る他の梁構造は、上述した発明において、少なくともハンチ部がプレキャスト部材で構成されることを特徴とする。

また、本発明に係る建物用構造躯体は、上述した梁構造を備えた建物用構造躯体であって、梁構造の上に設けられるスラブをさらに備え、このスラブの上面は、建物の外壁側から内側に所定の勾配で傾斜していることを特徴とする。

本発明に係る梁構造によれば、複数階層型の建物内の柱間に設けられる大梁からなる梁構造であって、梁の延長方向中央側に位置し、下側の空間に配管用のスペースを確保可能な梁中央部と、梁中央部および柱側に連続し、梁中央部から離れるに従って梁成が大きくなるハンチ部とを備えるので、必要な天井高さを確保しながら、プランおよびダクトの自由度を確保することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他の梁構造によれば、少なくともハンチ部がプレキャスト部材で構成されるので、現場加工が難しいハンチ部の施工を容易に行うことができるという効果を奏する。

また、本発明に係る建物用構造躯体によれば、上述した梁構造を備えた建物用構造躯体であって、梁構造の上に設けられるスラブをさらに備え、このスラブの上面は、建物の外壁側から内側に所定の勾配で傾斜しているので、必要な天井高さを確保しながら効果的な排水対策を行うことができる。また、一般的に天井が低い廊下側などの水回り区域までの天井内に、梁構造を隠蔽することができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る梁構造の実施の形態を示す正面断面図である。 図２は、ハンチ有無での架構断面比較図であり、（１）はハンチ有（実施例）、（２）はハンチ無（比較例）である。 図３は、本発明に係る建物用構造躯体の実施の形態を示す正面断面図である。 図４は、従来の一般的なダブルチューブ形式の架構計画を示す平面図である。 図５は、図４の各柱に対して大梁を設けた場合の平面図である。

以下に、本発明に係る梁構造および建物用構造躯体の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（梁構造）
まず、本発明に係る梁構造の実施の形態について説明する。
本実施の形態に係る梁構造は、図５に示される大梁４として建物の架構内に設けられるものである。架構内のどこのスパンにも採用可能である。大梁として設けることで、建物の剛性を確保することができる。本実施の形態では、高さ２００ｍを超える高層集合住宅建物を想定しているが、本発明はこれに限るものでなく、複数階層型の建物であればいかなる建物でもよい。

この梁構造１０は、図１に示すように、建物１２内の柱１４間に設けられ、梁の延長方向Ｘの間（中央側）に位置し、下側の空間にダクト１６（配管）用のスペース１８を確保可能な梁中央部２０と、梁中央部２０および柱１４側に連続し、梁中央部２０から離れるに従って梁成が大きくなるハンチ部２２とを備える。

梁中央部２０およびハンチ部２２は、断面が矩形状の鉄筋コンクリートからなる。梁中央部２０は、梁成に比べて梁幅が大きい断面形状である。ハンチ部２２の上面は梁中央部２０の上面と面一である。ハンチ部２２の下面は柱１４側に近づくに従って下方にいくように傾斜するとともに、柱１４との接合部の手前において水平になった面である。したがって、本実施の形態のハンチ部２２の下面は、柱１４との接合部において柱１４の側面に直交している。ハンチ部２２を設けることで、梁端部の塑性ヒンジを回避し、梁中央部２０とハンチ部２２の境界に塑性ヒンジが形成されやすくなるので、柱梁接合部の損傷を低減させることが可能となる。なお、ハンチ部２２の下面の形状は、図１に示した形状に限るものではなく、適宜設定可能である。例えば、柱１４側に近づくに従って下方にいくように傾斜した状態で柱１４の側面に接続してもよい。

梁成を縮小した梁中央部２０の区間長Ｌ１は、荷重条件などに応じて適宜設定可能であるが、例えばスパンＬ（梁の全長）の１／６程度に設定することができる。スパンＬが９ｍの場合には、梁中央部２０の区間長Ｌ１を１．５ｍ程度に設定してもよい。ただし、この区間長Ｌ１は、より厳密にはパラメータスタディを行って決定することが望ましい。

梁構造１０は、ＰＣａ（プレキャスト部材）梁で構成することができる。特にハンチ部２２はＰＣａ化することが望ましい。こうすることで、現場加工が難しいハンチ部２２の施工を容易に行うことが可能となる。

図２は、ハンチ有無での架構断面比較図であり、（１）はハンチ有、（２）はハンチ無である。（１）が本発明の実施例、（２）が比較例に相当する。この図に示すように、双方の居室で必要な天井高さＨを揃えている。いずれの場合も梁貫通部の補強は必要ない。しかし、（２）の比較例では、確保される天井高さＨのわりに階高Ｈ０が大きくなるのに対し、（１）の実施例では階高Ｈ０は大きくならない。また、（２）の比較例でスリーブを許容する梁成は、さらに大きくなる。この場合、スリーブの数と位置が限られるため、プランの自由度は下がる。

したがって、本実施の形態によれば、必要な天井高さを確保しながら、プランおよびダクトの自由度を確保することができる。また、梁貫通部の補強が必要ないことから、梁成をスリーブ付の最低必要高さ７５０ｍｍの制限を超えて小さくすることができる。このため、梁断面を最小にすることができる。

また、ほぼ従来の階高を維持したまま、高さ２００ｍを超える高層化を行い、風による居住性や耐震性の課題に対しては、性能の向上を図ることができる。室内居住空間高さが同じ場合、躯体高さを低くすることができ、高さ制限規制の中でより多くの階数を確保することが可能になる。これにより低い高さで最大面積の確保が可能になり、施工効率が最大化する。

これらにより梁貫通がない住戸計画が可能となり、住戸ごとに、各階の各部位で異なる多様な梁貫通位置になるＰＣａ梁の製作を管理および監理する必要がなくなり、納まりが共通化可能なことから、設計施工の労務削減、工程短縮、コストダウンに大きく寄与する。

上記の実施の形態においては、ダクト１６が梁中央部２０の下側のスペース１８に配置される場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではなく、ハンチ部２２の下側の空間に配管用のスペースを確保可能としてこのスペースにダクト等の配管を配置してもよい。このようにしても、上記と同様の作用効果を奏することができる。

また、ダクト１６は、住戸内で天井が居室に比べて低い廊下・水回りの天井内空間ダクトと併用してもよい。こうすることで、必要な天井高さを確保しながら、ダクトによる部分的な下がり天井を付けることなくプランおよびダクトの自由度を確保することが可能になる。

（建物用構造躯体）
次に、本発明に係る建物用構造躯体の実施の形態について説明する。
図３に示すように、本実施の形態に係る建物用構造躯体１００は、上記の梁構造１０と、この梁構造１０の上に設けられるスラブ２４を備える。スラブ２４の上面は、建物１２の外壁２６側から室内２８側に所定の勾配Ｓ（例えば１／５０〜１／１００程度）で傾斜している。

本実施の形態によれば、梁中央部２０の梁成が小さいことから、スラブ２４を外壁２６側から室内２８側に向けての勾配Ｓで計画することにより、必要な天井高さＨを確保しながら効果的な排水対策を行うことができる。また、梁全体も梁貫通補強が必要ないことから、梁成も最低必要高さ７５０ｍｍの制限を超えて小さくでき、これを助けることになる。

また、全体が同じ梁成の図２（２）の場合、勾配を付けると部屋の途中で梁が室内に出てくることになるが、本実施の形態のような梁構造１０、スラブ２４を適用した場合は、通常廊下側に集中する水回り空間（天井はおよそ居室と比べ約２００ｍｍ以上低いのが通常）になるまで天井３０内に梁を隠蔽することが可能になる。

躯体的にはこのような効果から従来の梁貫通付き構造に比べて、全体重量が抑えられることになり、柱梁および基礎駆体・杭の計画にもコストダウン効果が見込める。

以上説明したように、本発明に係る梁構造によれば、複数階層型の建物内の柱間に設けられる大梁からなる梁構造であって、梁の延長方向中央側に位置し、下側の空間に配管用のスペースを確保可能な梁中央部と、梁中央部および柱側に連続し、梁中央部から離れるに従って梁成が大きくなるハンチ部とを備えるので、必要な天井高さを確保しながら、プランおよびダクトの自由度を確保することができる。

また、本発明に係る他の梁構造によれば、少なくともハンチ部がプレキャスト部材で構成されるので、現場加工が難しいハンチ部の施工を容易に行うことができる。

また、本発明に係る建物用構造躯体によれば、上述した梁構造を備えた建物用構造躯体であって、梁構造の上に設けられるスラブをさらに備え、このスラブの上面は、建物の外壁側から内側に所定の勾配で傾斜しているので、必要な天井高さを確保しながら効果的な排水対策を行うことができる。また、一般的に天井が低い廊下側などの水回り区域までの天井内に、梁構造を隠蔽することができる。

以上のように、本発明に係る梁構造および建物用構造躯体は、高層集合住宅などの建物に有用であり、特に、必要な天井高さを確保しながら、プランおよびダクトの自由度を確保するのに適している。

１０ 梁構造
１２ 建物
１４ 柱
１６ ダクト（配管）
１８ スペース
２０ 梁中央部
２２ ハンチ部
２４ スラブ
２６ 外壁
２８ 室内
３０ 天井
１００ 建物用構造躯体
Ｌ スパン
Ｌ１ 区間長
Ｈ 天井高さ
Ｈ０ 階高
Ｓ 勾配
Ｘ 延長方向

Claims (3)

1. 複数階層型の建物内の柱間に設けられる大梁からなる梁構造であって、
   梁の延長方向中央側に位置し、下側の空間に配管用のスペースを確保可能な梁中央部と、梁中央部および柱側に連続し、梁中央部から離れるに従って梁成が大きくなるハンチ部とを備えることを特徴とする梁構造。
2. 少なくともハンチ部がプレキャスト部材で構成されることを特徴とする請求項１に記載の梁構造。
3. 請求項１または２に記載の梁構造を備えた建物用構造躯体であって、
   梁構造の上に設けられるスラブをさらに備え、このスラブの上面は、建物の外壁側から内側に所定の勾配で傾斜していることを特徴とする建物用構造躯体。

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