以下の文章は中建八局一公司およびプレハブ建築網に由来する。  

         
このほど、肖緒文院士が中建八局工程研究院と共同で提案した新しいプレハブ構造システム――縦方向分布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、済南文荘エリアの賃貸住宅試行プロジェクトB-11区画において実施・適用された。本システムは従来のプレキャストコンクリート耐震壁構造におけるスリーブグラウト接合という複雑な施工プロセスを廃止し、工事品質を向上させた。

         

         

文荘エリア賃貸住宅試行プロジェクトB-11区画

         

本システムでは、プレキャスト壁パネルの縦方向分布筋は構造上の要求に応じて配置され、階床位置で接続が断たれる。同時に、両端の現場打ち縁部材の長さと配筋量を適切に増やして、耐荷力の確保を図る。上下のプレキャスト壁パネルは階床位置で座漿（モルタル座）接合とし、耐震壁構造システムの全体としての性能を確保する。また、せん断スパン比が低くせん断耐力の要求が高い壁体には、斜め鉄筋を追加し、壁体の靭性、せん断耐性、エネルギー吸収能力を高めることができる。

         

縦方向分布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

         

性能と品質の信頼性

         

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、本システムの設計手法を提案し、実験によって構造の信頼性を検証した。すなわち、同一軸力比のもとでは、プレキャスト試験体の耐震性能は現場打ちの比較試験体と同等であり、靭性やエネルギー吸収能力などの一部の指標は現場打ちの比較試験体よりわずかに優れていた。

         

         

施工工程の簡便さ

         

プロジェクト第2工区の南側区域には、プレキャスト耐震壁構造の施工対象建物が合計6棟ある。このうち3号棟の1階～18階と、4号棟・6号棟の1階～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。実践への応用では、本技術システムの部材にはスリーブがなく、準備作業はレベル高さの再確認と座漿を行うだけでよい。従来のような位置決め用ダボ筋を考慮する必要がないため工程は簡便で、現場でのグラウト注入も不要であり、品質を確保しつつ施工効率もより高い。

         

         

施工効率の向上

         

本技術システムを適用すると、吊り込み・据え付けはレベル高さと水平方向の位置決めを管理するだけで済む。従来のグラウト充填スリーブ接合システムと比べ、吊り込み時間は半分以上に短縮され、型枠の使用率は50～60%低減する。また、各階のグラウトスリーブの数量を200個以上削減できる。耐震壁にグラウト注入が不要なため、各階の施工時間を1日節約できる。さらに、プレキャスト壁の底部には大量のグラウト注排口がないため、部材の検査時間を50%削減できる。

         

         

今回、縦方向分布筋を接続しない耐震壁が成功裏に適用されたことで、今後の普及・展開に向けた確固たる基盤が築かれた。

         

縦方向分布筋を接続しないプレキャスト一体化 

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る。関連規範には組み込まれているものの、建設・施工の過程では依然としていくつかの問題が存在する。

         

（1）接合箇所の数が多く、接合金物の材料コストが高いこと。

         

（2）製作と施工の精度要求が高く、設置・据え付けが難しく、施工効率が低いこと。

         

（3）グラウト接合の品質を確保しにくいこと。

         

上述の問題を解決するため、研究チームは、縁部材を現場打ちとし、中間のプレキャスト壁パネルの縦方向分布筋を接続しないプレキャスト一体化耐震壁構造システムを提案した。この新システムの研究開発は3年にわたり、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法を確立した。

         

（2）軸力比とせん断スパン比をパラメータとする壁体の実大試験を、本システムについて8体実施した。

         

（3）1/2縮尺による耐震壁構造システムの振動台試験を実施した。

         

（4）「四位一体」の高性能プレキャスト外壁一体化工法技術を開発した。

         

この新システムは豊富な研究成果を上げ、上海建委科技委が組織した評価・鑑定のもとで、総合技術は「国際先進水準」に達した。関連する研究成果は、中国工程建設標準化協会の規程「縦方向分布筋を接続しないプレキャスト一体化コンクリート耐震壁構造技術規程」にすでに組み込まれている。

         

主な技術指標

         

（1）この新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、靭性とエネルギー吸収能力は、いずれも後者を上回る。

         

（2）実験によって、設計計算法が合理的であり、構造が安全で信頼できることが検証された。

         

（3）烈度9度のまれに発生する大地震の作用下で、振動台試験モデルの最下層の縁部材に曲げ破壊が生じたが、最大層間変形は1/120未満であり、耐震設計規範の要求を満たした。

         

（4）「四位一体」の高性能プレキャスト外壁製品を開発し、同等の省エネ要求のもとでその厚さを2/3削減できるとともに、建築の有効面積を2%増加させることができる。

         

総合効果の分析

         

経済効果

         

（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は約10%削減される。

         

（2）従来のプレキャスト耐震壁構造の施工は1層あたり5～7日かかるのに対し、縦方向分布筋を接続しないプレキャスト耐震壁を採用した場合の施工は1層あたり4～6日で可能となり、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・外壁の接合方式と比較した場合、縦方向分布筋を接続しないプレキャスト一体化耐震壁構造システムの優位性は次の点にある。曲げ耐力が等しくなるように縁部材の応力鉄筋の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した。これにより、材料コストを低減し、生産・施工の精度と難度への要求を下げて施工効率を高めるとともに、これらの接合に潜む安全上のリスクを回避できるため、市場競争力と応用の見通しは大きい。本システムの登場は、従来の耐震壁接合方式に存在した欠陥を根本的に回避するものであり、建築産業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）耐震設計烈度6度から8度の地域の、縦方向分布筋を接続しないプレキャスト一体化耐震壁構造に適用される。

         

（2）最大適用高さは、下表の要求を満たさなければならない。

         

         

（3）耐震等級は次の表のとおり定める。

         

         

         

（4）軸力比が0.5以下の耐震壁に適用される。

         

（5）底部の補強領域にプレキャスト耐震壁を採用する場合は、その縁部材に適切な補強措置を講じる必要がある。

         

END

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