以下の文章は中建八局一公司と预制建筑网を出典としています。  

         
このほど、肖緒文院士が中建八局工程研究院と共同で提唱したプレハブ式の新構造システム——「縦方向分布鉄筋を接続しないプレキャストコンクリート耐震壁システム」が済南市文庄地区賃貸住宅パイロットプロジェクトB-11区画で実施・適用された。このシステムは、従来のプレキャスト耐震壁構造におけるスリーブグラウト接合の複雑な工程を廃止し、工事品質を向上させた。

         

         

文庄地区賃貸住宅パイロットプロジェクトB-11区画

         

本システムでは、プレキャスト壁体の縦方向分布鉄筋を構造上の要求に従って配置し、各階の位置でその接続を断つ。同時に、両端の現場打ち縁端部材の長さと鉄筋量を適切に増加させて耐力を確保する。上下のプレキャスト壁板は、階の位置で押出し座浆（モルタル敷き）接合とし、耐震壁構造システム全体としての一体性を確保する。剪断スパン比が小さく、せん断耐力が強く求められる壁体では、斜め鉄筋を追加することで、壁体の靭性・せん断性能・エネルギー吸収能力を高めることができる。

         

縦方向分布鉄筋を接続しないプレキャストコンクリート耐震壁システム

         

信頼できる性能・品質

         

肖緒文院士の研究チームは、体系的な理論研究、現行規範の研究、有限要素解析を経て本システムの設計方法を確立し、実験によって構造の信頼性を検証した。すなわち、同一の軸力比の条件下では、プレキャスト供試体の耐震性能は現場打ちの比較供試体と同等であり、靭性やエネルギー吸収などの一部の指標では現場打ち比較供試体をやや上回った。

         

         

簡便な施工工程

         

本プロジェクトの第2標段（工区）の南側区域には、施工対象となる単体建物が合計6棟あり、いずれもプレキャストコンクリート耐震壁構造である。このうち、3号棟の1～18階および4号棟・6号棟の1～16階のプレキャスト耐震壁に本技術を採用しており、現在、3号棟は7階まで、4号棟は4階まで施工が進んでいる。適用実践では、本技術システムの部材にはスリーブがなく、準備作業は高さ（レベル）の再確認と座浆のみでよく、従来の位置決め用縦筋（さし筋）を考慮する必要もないため工程が簡便であり、さらに現場でのグラウト注入も不要なことから、品質を確保しつつ施工効率もより高められている。

         

         

施工効率の向上

         

本技術システムを適用すると、吊り込み・据付けは高さと水平位置の管理だけで済み、従来のスリーブグラウト接合システムと比較して、吊り込みに要する時間が半分以上短縮され、型枠の使用率が50～60%削減され、各階のグラウトスリーブ数を200個以上削減できる。耐震壁へのグラウト注入が不要になるため、各階の施工時間を1日節約でき、さらに、プレキャスト壁の下部に大量のグラウト出入口（注入口・排出口）が存在しないため、部材の検収時間を50%削減できる。

         

         

今回、縦方向分布鉄筋を接続しない耐震壁の適用が成功したことは、今後の普及・応用展開に向けた強固な基盤を築いた。

         

縦方向分布鉄筋を接続しないプレキャスト一体型コンクリート 

耐震壁構造システム

         

主な技術内容

         

現在、プレキャストコンクリート耐震壁構造における縦方向鉄筋の接合形式には、主にスリーブグラウト接合、グラウトアンカー接合、ボルト接合などがあり、関連規範には組み込まれているものの、実際の建設・施工プロセスでは依然としていくつかの問題が存在する。

         

（1）接合箇所数が多く、接合金物の材料コストが高い。

         

（2）製作と施工の精度に対する要求が高く、設置・据付けが難しく、施工効率が低い。

         

（3）グラウト接合の品質を確保しにくい。

         

上記の問題を解決するため、研究チームは、縁端部材を現場打ちとし、中間部のプレキャスト壁板の縦方向分布鉄筋を接続しないプレキャスト一体型コンクリート耐震壁構造システムを提案した。この新型システムは、3年にわたる研究開発を経て、設計理論と実験研究の面で大きなブレークスルーを達成した。

         

（1）本システムの設計計算方法を確立した。

         

（2）軸力比と剪断スパン比をパラメータとした本システムの壁体実大試験（8体）を完了した。

         

（3）1/2縮尺による耐震壁構造システムの振動台実験を完了した。

         

（4）「四位一体」方式の高性能プレキャスト外壁の集積技術を開発した。

         

この新型システムは豊富な研究成果を上げ、上海市建設委員会科技委員会（科学技術委員会）が組織した鑑定のもとで、技術全体が「国際先進水準」に達したと評価された。関連する研究成果は、すでに中国工程建設標準化協会の規程——「縦方向分布鉄筋を接続しないプレキャスト一体型コンクリート耐震壁構造技術規程」に組み込まれている。

         

主な技術指標

         

（1）この新型システムの耐震性能は現場打ち耐震壁システムと同等であるが、靭性・エネルギー消散能力の面ではいずれも後者に優る。

         

（2）実験により、設計計算方法が合理的であり、構造が安全かつ信頼できることが検証された。

         

（3）烈度9度のまれな大地震の作用のもとで、振動台実験模型の最下層の縁端部材に曲げ破壊が生じたが、最大層間変形は1/120未満にとどまり、耐震設計規範の要求を満たした。

         

（4）「四位一体」型の高性能プレキャスト外壁製品を確立し、同等の省エネルギー要求のもとでその厚さを2/3削減でき、建築の使用面積を2%拡大できる。

         

総合効果の分析

         

経済的効果

         

（1）従来のスリーブグラウト接合方式のプレキャスト耐震壁と比較すると、構造への投入コストが約10%低減する。

         

（2）従来のプレキャスト耐震壁構造では1層あたりの施工に5～7日を要するのに対し、縦方向分布鉄筋を接続しないプレキャスト耐震壁を採用すれば1層あたり4～6日で施工でき、施工効率が15%向上する。

         

（3）総合効果は、従来のプレキャスト耐震壁構造と比較して約18%向上する。

         

社会的効果

         

国内の既存の耐震壁（外壁）接合形式と比較した場合、縦方向分布鉄筋を接続しないプレキャスト一体型耐震壁構造システムの利点は次のとおりである。曲げに対する等強度の考え方により縁端部材の応力鉄筋断面積を適切に増やし、耐震性能を低下させないことを前提に、縦方向分布鉄筋のスリーブグラウト接合・グラウトアンカー接合・ボルト接合などを廃止することで、材料コストと製作・施工の精度・難度を低減し、施工効率を高め、これらの接合に内在する安全上のリスクを回避できるため、大きな市場競争力と応用の見通しを備えている。本システムの登場は、従来の耐震壁接合形式が抱える弊害を根本的に排除し、建築工業化とプレハブ建築の発展にとって画期的な意義を持つ。

         

適用範囲

         

（1）耐震設計用地震動の烈度が6度～8度の地域における、縦方向分布鉄筋を接続しないプレキャスト一体型コンクリート耐震壁構造に適用できる。

         

（2）最大適用高さは、次の表の要求を満たすものとする。

         

         

（3）耐震等級は次の表のとおり定める：

         

         

         

（4）軸力比が0.5以下の耐震壁であること。

         

（5）底部補強部にプレキャスト耐震壁を用いる場合、その縁端部材には適切な補強措置を講じること。

         

END

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