SRB-DUP工法に関する研究 [ PDF

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(1)SRB- DUP 工法に関する研究. 陶山 1. 序論. 高ナットばね座金平座金. プレート. SRB-DUP（Steel Reinforced Brick structure based on. 裕樹. SRB-DUP煉瓦. Distributed Unbond Prestress theory）煉瓦造住宅を普及するにあたり，施工手法を確立する必要がある．. 両切ボルト. 施工手法を確立することにより，合理的で経済的な建設工事を行うことができる．本研究では， SRB-DUP 工法に特有の施工図面，施工精度管理について実験および考察を行った．また，これまでの施工に関する要素研究をまとめ，SRB-DUP 工法の組積工事マニュアル試案を作成した． 2.. 図 1 SRB- DUP 概念図. SRB-DUP 工法の施工図を作成するアプリケーション. SRB- DUP. 2.1 概念. （施工図割付システム）の開発を行った．実験住宅 3. 煉瓦造住宅は，高い LCA および環境負荷低減を実現. 号棟において施工図割付システムの試験運用を行い，. する持続可能なシステムを持つ循環型住宅である．松. 施工図作成の作業時間を従来の 4 週間から 4 日（実働. 藤らは，凌震構造である SRB-DUP 煉瓦造が優れた耐. 3 日）に短縮できることを確認した．. 震性能を有することを確認した．SRB-DUP では目地モ. 4. 施工実験における鉛直組積精度. ルタルを用いず，ねじによる緊結で材料を積み上げる．. 4.1 実験概要. 異種材料の接着（Bounding）をしないため，住宅の解. メーソンリー工事で管理すべき施工精度のひとつに，. 体後に煉瓦のリユース，金物のリサイクルが可能であ. 壁面の倒れである鉛直組積精度があげられる．従来の. る．建築廃棄物の削減につながり，環境負荷低減を実. 湿式煉瓦工事では，片側の壁面に沿って水糸を張り，. 現する．SRB-DUP の概念図を図 1 に示す．. 水糸をガイドにして煉瓦を組積する．この管理手法を. 2.2 実験住宅 3 号棟. 壁面管理と呼ぶ．湿式煉瓦工事の鉛直組積精度は，煉. 科学技術振興機構・戦略的創造研究推進事業（JST・. 瓦のずれを管理するだけで充分であり，壁面管理を行. SORST）により，研究課題「スループットを最大化す. うことが妥当である．また，上下の煉瓦を目地モルタ. る住環境システム」の一環として，煉瓦造の実験住宅. ルによって接着するため，1 個の煉瓦のずれが周囲の. を建設している．この実験住宅 3 号棟は，構造に. 煉瓦のずれに無関係である．このため，何段積み上げ. SRB-DUP を採用している．実験住宅 3 号棟の外観を写. た場合でも組積体の鉛直組積精度は一定に保たれる．乾式組積造である SRB-DUP は，上下の SRB-DUP. 真 1，仕様を表 1 に示す． 3.. SRB- DUP 工法に特有の施工図. 煉瓦を DUP ボルト（両切ボルト，高ナット，平座金，. SRB-DUP 工法の組積工事では，割. 表 1 実験住宅 3 号棟仕様. 付図をもとに材料を配置する．割付図は SRB-DUP 工法に特有の施工図であり，材料ごとに全ての段のものを用意する．筆者らは，割付図を容易にかつ手早く作成することを目的とし，グリッド法をはじめとする材料の割付則を導き出した．また，割付則をプログラミングに応用し，. 写真 1 実験住宅 3 号棟外観. 43-1. 工事種別. 新築. 構造. SRB-DUP. 建築面積. 83.65m2. 延床面積. 149.09m 2. 階数. 2階. 煉瓦組積体高さ. 6.19m（ 72 段）. 煉瓦数. 18,871 個.

(2) 位置管理. 表 2 SRB- DUP 煉瓦の寸法精度（施工実験） 3,440mm （40段）. 位置管理位置管理位置管理水糸. 2,310mm（ 10.5個）. 図 2 ボルト管理. 高さ：H. 幅：L. 標本数（個）. 661. 661. 平均（mm）. 84.88. 219.52. 標準偏差（ mm）. 0.09. 0.12. 範囲（mm）. 0.56. 2.24. 最小（mm）. 84.54. 218.41. 最大（mm）. 85.10. 220.65. 図 3 試験体. ばね座金）の張力によって緊結する．壁面のずれは， SRB-DUP 煉瓦だけでなく DUP ボルトのずれをともなう．SRB-DUP の組積工事は，SRB-DUP 煉瓦と DUP ボルトのずれを同時に管理する必要があり，壁面管理を適用できるかが不明である．また，一度，組積体の鉛直組積精度が悪化すると，ずれた DUP ボルトが SRB-DUP 煉瓦の調整範囲を制限する．このため，上段の SRB-DUP 煉瓦を図面位置に組積できなくなり，数写真 2 施工実験組積状況（左：壁面管理，右：ボルト管理）. 十段に渡って壁面がずれてしまう．筆者らは，SRB-DUP 組積体の鉛直組積精度が損なわ. の組積工事を行った．基礎にはプレキャストコンクリ. れる理由を考察するにあたり，DUP ボルトのずれが壁. ートを現場に設置したものを用い，最下部の水平性を. 面のずれの根源的な要因になると考えた．両切ボルト. 確保した．従来のメーソンリー工事では，水糸を張る. と高ナットのクリアランスを製造過程でゼロにできな. 際に基準としてたてやり形を用いるが，今回の施工実. いため，精度管理なしに DUP ボルトを鉛直に立てるこ. 験ではレーザレベル（精度：±1mm/5m）を使用した．. とは難しい．むしろ，何らかの影響を受けて一定方向. これはたてやり形より正確な鉛直の基準になるためで. に傾くことが予想される．以上のことから，各段で. ある．それぞれの試験体の組積状況を，写真 2 に示す．. DUP ボルトのずれを補正するよう管理すれば壁面の. 鉛直組積精度として，基礎からの壁面変位を測定対象. 鉛直組積精度が保たれる，という仮説を持つに至った．. とした．測定にはレーザレベルを用い，全ての煉瓦の. 4.2 実験計画. 長手面について行った．壁面変位は，作業者が立つ側. 前述の仮説の妥当性を確かめるため，実証実験を行った．筆者らは，湿式煉瓦工事の壁面管理に対し， SRB-DUP 工法独自の管理手法としてボルト管理を提. への変位をプラスとした． 4.3 実験結果および考察両管理手法の試験体における壁面変位の推移を，統. 案した．ボルト管理は，DUP ボルトの両側に沿って水. 計量とあわせて図 4，5 に示す．. 糸を張り，DUP ボルトの鉛直性のみを管理する手法で. 壁面管理で施工した試験体の壁面変位は，平均. ある．ボルト管理では，SRB-DUP 煉瓦のずれについて. 9.5mm，標準偏差 7.9mm で分布し，−1.5∼31.0mm の. 管理を行わない．ボルト管理の略図を図 2 に示す．本. 範囲に納まった． JASS 5ではコンクリート部材の位. 施工実験では，面管理とボルト管理を用いて同一の試. 置の許容差が±20mm，ACI では鉛直精度の許容差が±. 験体を施工し，鉛直組積精度の比較を行った．. 13mm と規定している 2）．壁面管理の試験体は，壁面. 試験体は，長さ 2,310mm（10.5 個）×高さ 3,440mm. 変位が両基準の許容差に納まっておらず，鉛直組積精. （40 段）の一枚壁とした．試験体を図 3 に示す．使用. 度が不充分である．試験体は，5 段目から徐々に倒れ. 材料は，SRB-DUP の規定. 1）. に従ったものを用いた．. 始め，40 段で壁面変位が平均 21.8mm，最大 30.0mm. 特に，SRB-DUP 煉瓦については，表 2 に示す寸法精度. に達した．これは DUP ボルト（直径 10.7mm）のずれ. のものを用いた．壁面管理で試験体を組積し，解体し. が SRB-DUP 煉瓦（直径 16mm）とのクリアランスを. た後，同一基礎上にボルト管理で試験体を組積した．. 超過し，壁面をずらさずに組積できなかったためであ. 作業者は非熟練工であり，今回始めて SRB-DUP 工法. る．組積体を 40 段以上に積み上げた場合を仮定しても，. 43-2.

(3) （JASS 7）による 3）．ボルト管理の組積体における平. 40. たんさを，表 3 に示す．JASS 7 では，コンクリートブロック組積工事の仕上がりについて，平たんさが 3m. 30 段数（段）. につき 10mm 以下と規定している．試験体の平たんさが正規分布に従うとして，正規分布表より推定を行っ 20. た．ボルト管理を行った組積体は，100.0％の測定位置. 標本数 420個平均 9.5mm 標準偏差 7.9mm 範囲 32.5mm 最小 -1.5mm 最大 31.0mm. 10. で壁面の立ち上がりが 3,010mm（≒3m）につき 10mm 以下であることが推定でき，JASS 7 の規定を満たすことがいえる．以上のことから，SRB-DUP 工法ではボルト管理によ. 0 -5. 0. 5. 10. 15. 20. 25. 30. り組積体の鉛直組積精度を管理できることが判り，仮. 35. 説を実証することができた．. 壁面変位（mm）. 図 4 壁面変位の推移（壁面管理，施工実験）. 5. 実施工における鉛直組積精度 5.1 実験概要. 40. 前節の施工実験より，実験規模の SRB-DUP 組積工事において，ボルト管理が鉛直組積精度の管理手法と. 段数（段）. 30. して妥当であることを明らかにした．しかし，ボルト管理は実際の施工現場において実例がなく，実施工へ. 20. の適用性を確認する必要がある．実験住宅 3 号棟の建. 標本数 420個平均 -0.1mm 標準偏差 1.4mm 範囲 8.0mm 最小 -4.0mm. 10. 設にともない，実施工規模での組積実験を行う機会を得た．本節では，ボルト管理を実施工に適用できることを実証し，実施工においてもボルト管理が鉛直組積精度の管理手法として妥当であることを示す．. 最大 4.0mm 0 -20. -15. -10. -5. 0. 5. 10. 15. 5.2 実験計画. 20. 実験住宅 3 号棟の組積工事を実験対象とし，組積体. 壁面変位（mm）. 図 5 壁面変位の推移（ボルト管理，施工実験）. の壁面変位を測定した．実験住宅 3 号棟は，ボルト管. 表 3 壁面の平たんさ（ボルト管理，施工実験）. 理による組積を行った．実験住宅 3 号棟の組積体が充. 平たんさ. 5.5. 5.5. 5.5. 5.5. 5.5. 平均. 5.4. 標準偏差. 0.8. 6.5. 4.5. 4.0. 5.0. 6.5. 分な鉛直組積精度を有することを確認する．実験住宅 3 号棟の使用材料は SRB-DUP の規定. 1）. に. 従った仕様のものを用いた．特に，SRB-DUP 煉瓦につ単位：mm. 壁面変位が再び 0 近辺に戻ることは考えられない．. いては，表 4 に示す寸法精度のものを用いた．実施工においてボルト管理を実施するため，組積工事の最初. ボルト管理で組積した試験体の壁面変位は，平均. にたてやり形を設置した．たてやり形の材料には 2×6. −0.1mm，標準偏差 1.4mm で分布し，−4.0∼4.0mm の. の木材を用い，撤去後に内装材として再利用した．上. 範囲に納まった．この範囲は前述の JASS 5 および ACI. 端と下端の位置をセオドライトで調整し，抜き材（2. 基準の許容差以内であり，ボルト管理による試験体が. ×4 木材）とともにべた基礎に釘打ちを行い固定した．. 充分な鉛直組積精度を有していることが判る．壁面変. たてやり形を基準に水糸を張り，ナットの位置を決め. 位のばらつきは段数に関わらず一定であり，上下段の. る基準とした．組積工事を行った作業者は普通作業員. 壁面変位の差は 0 を平均に取った．仮に組積体を 40. であり，一部，たてやり形と支保工の設置のみを大工. 段以上に積み上げたとしても，高い鉛直精度を保持し. が行った．全ての作業者は SRB-DUP 工事の未経験者. 続けることが予想される．ここで，評価区間を 5∼40. であった．実験住宅 3 号棟の組積状況を，写真 3 に示. 段（3,010mm）に限定し，評価区間内で壁面変位が推. す．鉛直組積精度として，図面位置からの壁面変位を. 移した範囲（最大値と最小値の差）を平たんさとして. 測定した．測定にはレーザレベルを用い，屋外方向へ. 算定した．評価区間を約 3m とした理由は，コンクリ. の変位をプラスとした．測定位置を図 6 に示す．全て. ートブロック組積工事の平面仕上がりの評価手法. の測定位置で 1∼40 段の壁面変位を測定した．. 43-3.

(4) N. 表 4 SRB- DUP 煉瓦の寸法精度（実施工）幅：L. 標本数（個）. 11676. 11676. 平均（mm）. 84.75. 219.31. 標準偏差（ mm）. 0.11. 0.26. 範囲（mm）. 0.40. 3.40. 最小（mm）. 84.54. 217.49. 最大（mm）. 84.95. 220.89. 440. I. 1980. 高さ：H. J. 880. H. 8580. 990. G. 880. F. 770. E. 880. D. 1100. C. 660. B A 990. 1. 1870. 2. 写真 3 実験住宅 3 号棟組積状況. 5.3 実験結果および考察. 990. 3. 990. 4. 990 10670. 5. 990. 6. 990. 7. 1870. 990. 8. 9. 10. 図 6 壁面変位の測定位置. 40. 実験住宅 3 号棟における壁面変位の推移を，統計量とあわせて図 7 に示す．壁面変位は平均 1.5mm，標準 30 段数（段）. 偏差 2.5mm で分布し，全ての測定値は−6.0∼8.0mm の範囲に納まった．これは，前節で述べた JASS 5 と ACI における部材位置の許容差（±20mm，±13mm）に納まっており，充分な鉛直組積精度を有していることが判る．段数の増加にともなって壁面が片側に倒れ. 標本数 320個平均 1.5mm 標準偏差 2.5mm 範囲 14.0mm 最小 -6.0mm 最大 8.0mm. 20. 10. る傾向が見られず，このまま組積体を積み上げたとしても鉛直組積精度が前述の許容差を超えないことが予. 0. 想できる．. -20. 評価区間を 5∼40 段（3,010mm）に限定し，評価区. -15. -10. -5. 0. 5. 10. 間内における平たんさを求めた．実験住宅 3 号棟にお. 図 7 壁面変位の推移（実施工）. ける壁面の平たんさを，表 5 に示す．測定した平たん. 表 5 壁面の平たんさ（実施工）. さが正規分布に従うとして，正規分布表より推定を行. 平たんさ. った．98.7％の測定位置で壁面の平たんさが 10mm 以. 平均. 6.6. 下であることが推定でき，JASS 7 の規定を満たすこと. 標準偏差. 1.5. 4.5. 5.5. 7.5. 6.0. 7.5. 9.5. がいえた．実施工では，たてやり形を用いたボルト管理を行うことで組積体の鉛直組積精度をコンクリート. 15. 20. 壁面変位（mm）. 6.0. 6.0. 単位：mm. （2）. 施工実験により，SRB-DUP 工法ではボルト管. ブロック組積工事の仕上がり規定と同程度の水準まで. 理を行うことで，組積体の鉛直組積精度を保つこ. 管理できることが判った．. とができることを明らかにした．. 6. 組積工事マニュアル. （3）. 実施工により，SRB-DUP 工法ではたてやり形. SRB-DUP 工法の適切な施工手法を開示することを. を用いたボルト管理を行うことで，組積体の鉛直. 目的とし，組積工事マニュアルを作成した．マニュア. 組積精度を JASS 7 における仕上がりの規定と同. ルの使用により，合理的で経済的な建設工事の普遍化. 程度の水準まで管理できることを明らかにした．. を期待し，住宅品質の向上を図る．技術に関する研究. （4）. の進展，材料の進歩などに即応し，検討をへて成果を. SRB-DUP 工法の組積工事マニュアル試案を作. 成した．. 得たものは，速やかにマニュアルに織り込むものとす. 《参考文献》. る．本論文に，これまでの SRB-DUP の施工に関する. 1）日本建築総合試験所：「性能証明第 02-16 号. 研究成果をまとめ，反映させた試案を掲載した．. 明評価概要報告書. 7. まとめ. 法」，pp.29-42，2002 年. 本研究のまとめを以下に示す．. 建築技術性能証. SRB-DUP 乾式煉瓦組積構造及び組積構. 2）日本建築学会：「建築工事標準仕様書・同解説 JASS 5 鉄筋. （1）グリッド法をプログラムに応用し，施工図割付システムを開発した．試験運用により施工図作成の労力を大幅に削減できることを確認した．. コンクリート工事」，pp.7,140,142,596-598，2003 年 3）日本建築学会：「建築工事標準仕様書・同解説 JASS 7 メーソンリー工事」，pp.12,109，1988 年. 43-4.

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