JP4822130B2

JP4822130B2 - 階段の取付け構造

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Publication number: JP4822130B2
Application number: JP2007067089A
Authority: JP
Inventors: 正一松浦
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2027-03-15
Also published as: JP2008223422A

Description

本発明は、階段を建物の躯体に取付ける構造に関する。

従来、建物に設置される階段は、建物を構成する梁や耐力壁等の躯体と一体に構築されるために、地震時に建物に力が作用した場合に階段がブレースとして作用し、建物に加わる力を負担する。従って、例えば階段が建物の中央位置に配置されていない等、建物の剛性のバランスが悪い場合には、地震時に建物に力が加わると建物がねじれ振動を起こすという好ましくない現象を発生させる恐れがあった。また、建物に作用する力を直接負担する構造となっているため、大地震が発生し建物に大きな変形が生じた場合には階段が破壊・倒壊する恐れもある。

上記の事態を回避する方法のひとつとして、階段を建物の躯体に対して相対移動可能に取付け、建物の変形に対して階段を追従させる方法があり、種々検討がなされている（例えば特許文献１を参照）。特許文献１に示される免震階段棟は、階段と基礎部との間に設置され階段を基礎部に対して水平方向に移動可能に支持する支承装置と、建物と階段の互いに対向する側部間に配設され、階段を建物に対して水平移動可能に支持するダンパとを備えている。上記構成とすることで、建物の変形に対して階段を追従させ、地震時に階段に加わる力を低減させている。

特開平９−２３５９０８号公報

ところで、特許文献１の階段棟の構造においては、階段の幅方向に直交する鉛直面内で建物がせん断変形した場合には、上記のダンパを伸縮させることによって、階段を建物の変形に対して追従させることができる。しかしながら、階段の幅方向に平行な鉛直面内で建物がせん断変形した場合には、階段に無理な力が掛かり、建物の変形に対して階段を円滑に追従させることができないという問題がある。さらに、この階段棟は、１階から最上階までの階段が一体となって移動し、各階の階段が独立に移動する構造ではないため、建物が変形した場合には一層無理な力が掛かり、建物の変形に対する追従がさらに困難となる。

本発明は、上記の点に鑑み、地震発生時に、建物の変形に対して階段を円滑に追従させることができる階段の取付け構造を提供することを目的とする。

本発明の階段の取付け構造は、階段の一方の端部に第１の踊場、他方の端部に第２の踊場を備えた階段ユニットを建物の躯体に取付ける構造において、前記第１の踊場を、滑り支承を介して躯体に対して相対移動自在に取付ける一方、前記第２の踊場における階段の幅方向に平行な直線上に、躯体に対して移動不能な固定部を設けるとともに、該固定部の両側に躯体に対して所定範囲の移動を許容する半固定部を設け、前記階段ユニットを、前記躯体に対して前記固定部を中心に回転可能な状態で支持させたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２の階段の取付け構造は、上記請求項１において、前記階段ユニットがプレキャストコンクリートから構成されることを特徴とする。

また、本発明の請求項３の階段の取付け構造は、上記請求項１又は２において、前記第２の踊場における固定部が一又は複数の固定点からなり、前記固定点は、前記躯体上面に固定されたスタッドボルトを前記第２の踊場に設けた孔に挿入し、該孔とスタッドボルトとの間隙にグラウトを充填することにより、スタッドボルトに対して踊り場とを一体的に固定したものであることを特徴とする。

また、本発明の請求項４の階段の取付け構造は、上記請求項１から３のいずれか一つにおいて、前記固定部の両側に設けた半固定部が一又は複数の半固定点からなり、前記半固定点は、前記躯体上面に固定されたスタッドボルトに緩衝材を装着させた状態で、該スタッドボルトを前記第２の踊場に設けた孔に挿入し、該孔と緩衝材との間隙にグラウトを充填することにより設けられ、前記緩衝材を変形させることにより前記躯体に対して所定範囲の移動を許容するものであることを特徴とする。

本発明の階段の取付け構造によれば、階段ユニットの第１の踊場を、滑り支承を介して躯体に対して相対移動自在に取付ける一方、第２の踊場における階段の幅方向に平行な直線上に、躯体に対して移動不能な固定部を設けるとともに、この固定部の両側に躯体に対して所定範囲の移動を許容する半固定部を設けることにより、第１の踊場を躯体に対して水平移動可能且つ固定部を中心に回転可能な状態で支持させるようにしたので、建物のいかなる変形に対しても、階段ユニットを円滑に追従させることが可能となる。

以下に、添付図面を参照して、本発明の階段の取付け構造の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本実施の形態である階段の取付け構造を適用して、複数の階段ユニット１０を建物の鉄骨梁に取り付けた状態を側方から見た図である。また、図２は図１の矢視Ａ−Ａ図である。図１及び図２に示すように、階段ユニット１０は、階段部１１と、階段部１１の両端に水平に延設された踊場部１２，１３とを備え、階段部１１と踊場部１２，１３を１ユニットとして構成してある。図１に示すように、本実施の形態では、階段ユニット１０の階段部１１を１層分の段数で構成してある。

この階段ユニット１０はプレキャストコンクリート（ＰＣ）から構成され、工場等において型枠を作製し、鉄筋を配筋してコンクリートを打設することにより製造されるものである。本実施の形態では、予め工場等において階段部１１と踊場部１２，１３とを一体に成形して階段ユニット１０を製造した後、複数の階段ユニット１０を施工現場に搬入し、各階段ユニット１０の踊場部１２，１３の各端部を、建物の各階を支える鉄骨梁にそれぞれ取り付けることで、階段ユニット１０を鉄骨梁に支持させる。図１及び図２に示す階段ユニット１０の設置例では、各階における鉄骨梁５２とこれに対向する鉄骨梁５３に、それぞれ上り下りの２列の階段ユニット１０を、互いに交差させる態様で配設してある。

なお、以下の説明では、図１の右側に位置する各階の鉄骨梁を「鉄骨梁５２」とし、各階の鉄骨梁５２に取り付けられる踊場部を「踊場部１２」とする。また、図１の左側、すなわち鉄骨梁５２に対向する各階の鉄骨梁を「鉄骨梁５３」とし、各階の鉄骨梁５３に取り付けられる踊場部を「踊場部１３」とする。

図３は、図２におけるＢ−Ｂ線断面図であり、図１に示される踊場１２の鉄骨梁５２への取付け構造を拡大して示した図である。また、図４は図２のＣ−Ｃ線断面図、図５は図２のＤ−Ｄ線断面図であり、図１に示される踊場１３の鉄骨梁５３への取付け構造を拡大して示したものである。なお、図３〜図５における符号１４はコンクリート内に配筋された鉄筋を示している。

図１〜図３に示すように、鉄骨梁５２と踊場部１２との間には滑り支承２０を介在させてあり、この滑り支承２０によって踊場部１２は鉄骨梁５２に対して相対移動自在に支持される。滑り支承２０は、踊場部１２の下面に固定された滑り板２１と、鉄骨梁５２上に固定された滑り板２２とから構成されるものであり、踊場部１２と鉄骨梁５２との間に２箇所設置してある。滑り板２１，２２の材質としては公知のものを適宜選択すればよいが、本実施の形態では滑り板２１としてステンレス板を用い、滑り板２２としてテフロン（登録商標）樹脂等のフッ素系樹脂を焼き付け処理した金属板を用いている。滑り板２１，２２はそれぞれ正方形状を成し、滑り板２１の寸法を滑り板２２よりも大きく形成してある。

一方、図２に示すように踊場部１３は、階段の幅方向に平行な直線上に、鉄骨梁５３に対して移動不能な固定部３１を備えるとともに、固定部３１の両側に、鉄骨梁５３に対して所定範囲の移動を許容する半固定部３２を備えている。

図２に示すように、固定部３１は２個の固定点３１ａから構成されている。図４に示すように、固定点３１ａは、踊場部１３に形成されたボルト挿入孔１５と、ボルト挿入孔１５に充填されるグラウト３４とから構成される。この固定点３１ａは、鉄骨梁５３上面に固定されたスタッドボルト３３をボルト挿入孔１５に挿入させた後、ボルト挿入孔１５とスタッドボルト３３との間隙にグラウト３４を充填し、固化させることにより、スタッドボルト３３に対して踊場部１３とを一体的に固定したものであり、踊場部１３端部の中央付近に設けられる。図４に示すように、ボルト挿入孔１５は、断面から見ると下面端から上面端に向けて孔径が大きくなる傾斜面からなり、上面の孔径は、スタッドボルト３３の内径よりも十分に大きく形成してある。

また、図２に示すように、半固定部３２は半固定点３２ａから構成されている。半固定点３２ａは、固定部３１の両側にそれぞれ１つずつ設けてあり、図５に示すように、踊場部１３に形成されたボルト挿入孔１５と、ボルト挿入孔１５に充填されるグラウト３４と、スタッドボルトに装着される緩衝材３５とから構成される。この半固定点３２ａは、鉄骨梁５３上面に固定されたスタッドボルト３３に緩衝材３５を巻き付け、これをボルト挿入孔１５に挿入させた後、ボルト挿入孔１５と緩衝材３５との間隙にグラウト３４を充填・固化させることにより形成したものである。すなわち半固定点３２ａは、スタッドボルト３３とグラウト３４との間に介装された緩衝材３５を変形させることによって、鉄骨梁５３に対して所定範囲の移動ができるように形成してある。なお、本実施の形態では、スタッドボルト３３に巻き付ける緩衝材３５として、発泡ウレタンを用いている。

また、図４及び図５に示すように、鉄骨梁５３と踊場部１３との間には、ガスケット３６を介在させてある。このガスケット３６は、上述した固定点３１ａ及び半固定点３２ａの四方を囲む態様で、鉄骨梁５３と踊場部１３との間に配設してある。図４及び図５に示すように、固定点３１ａ及び半固定点３２ａの下部と鉄骨梁５３上面とガスケット３６とで囲まれた部分にもグラウト３４を充填し、固化させている。

上記構成を有する階段ユニット１０は、一方の踊場部１２が鉄骨梁５２に対して移動自在に支持される一方で、踊場部１３端部の中央付近が鉄骨梁５３に対して固定され、その両側が鉄骨梁５３に対して半固定状態で支持される構造であるから、建物に対して、固定部３１を中心に所定範囲で回転させることが可能である。

図６−１及び図６−２は、鉄骨梁５２，５３に取付けられた階段ユニット１０が建物の変形に伴って移動する状態を概略的に示した図である。なお、図中、破線で示した部分は階段ユニット１０が移動する前の位置を示し、δは移動量を示している。また、以下の説明では、階段の幅方向に直交する方向をＸ方向、階段の幅方向に平行な方向をＹ方向とする。また、滑り支承２０を備えた踊場１２端部を「自由端」、固定部３１を備えた踊場１３端部を「固定端」と呼ぶ。

図６−１に示すように、例えば、建物の変形に伴って固定端が−Ｘ方向に移動する場合、自由端における滑り支承２０の滑り板２１，２２が滑動することによって、踊場部１２が鉄骨梁５２に対して−Ｘ方向に相対的に水平移動（スウェイ）する。

一方、図６−２に示すように、例えば、建物の変形に伴って固定端が−Ｙ方向に移動する場合、踊場部１３における半固定部３２は、スタッドボルト３３に巻き付けられた緩衝材３５を変形させることで、鉄骨梁１３に対して所定量の移動が可能である。従って、階段ユニット１０は、固定端における固定部３１を中心にして、建物に対して所定の角度だけ相対的に回転（ロッキング）することが可能である。

図７〜図９を用いて、図６−１及び図６−２の状態をさらに詳しく説明する。図７〜図９は、上り下りの２列の階段ユニット１０における各踊場部１３を２階の鉄骨梁５３に取り付け、各踊場部１２をそれぞれ１階と３階の鉄骨梁５２に取り付けた例を示している。図７〜図９の各図において、上図は階段ユニット１０の上面図、中央図は階段ユニット１０の側面図、下図は階段ユニット１０の斜視図である。図７は建物が変形していない場合の常時の階段ユニット１０の状態を示し、図８は建物がＸ方向に変形した場合の階段ユニット１０の状態を示し、図９は建物がＹ方向に変形した場合の階段ユニット１０の状態を示している。

図８に示すように、階段の幅方向に直交する鉛直面内で、建物が図に示すようにせん断変形し、建物の変形に伴って階段ユニット１０の固定端が−Ｘ方向にδだけ移動した場合、建物の３階部分は地面に対して−Ｘ方向に２δ移動する。このとき階段ユニット１０の３階の踊場部１２は、地面に対して−Ｘ方向にδ移動する。従って、階段ユニット１０の３階の踊場部１２は、図８の矢印のように、建物に対して＋Ｘ方向にδ水平移動（スウェイ）することになる。一方、建物の１階部分は地面に対して移動せず、階段ユニット１０の１階の踊場部１２は、地面に対して−Ｘ方向にδ移動する。従って、階段ユニット１０の１階の踊場部１２は、図８の矢印のように、建物に対して−Ｘ方向にδ水平移動（スウェイ）することになる。

次に、図９に示すように、階段の幅方向に平行な鉛直面内で、建物が図に示すようにせん断変形し、建物の変形に伴って階段ユニット１０の固定端が−Ｙ方向にδだけ移動した場合、建物の３階部分は地面に対して−Ｙ方向に２δ移動する。このとき、上階の階段ユニット１０は、図９の矢印のように、上から見て時計回りに回転（ロッキング）する。一方、建物の１階部分は地面に対して移動せず、建物の２階部分はδ動くから、下階の階段ユニット１０は、図９の矢印のように、上から見て半時計回りに回転（ロッキング）することになる。

以上説明したように、本実施の形態の階段の取付け構造では、階段ユニット１０の踊場部１２を、滑り支承２０を介して鉄骨梁５２に対して相対移動自在に取付ける一方、踊場部１３における階段の幅方向に平行な直線上に、鉄骨梁５３に対して移動不能な固定部３１を設けるとともに、この固定部３１の両側に、鉄骨梁５３に対して所定範囲の移動を許容する半固定部３２を設けることにより、階段ユニット１０を、建物（鉄骨梁５２，５３）に対して固定部３１を中心に回転可能な状態で支持させるようにした。従って、本実施の形態の階段の取付け構造によれば、建物のいかなる変形に対しても、階段ユニットを円滑に追従させることが可能となるため、階段の免震性能を向上させることができる。

階段ユニットの免震性能を向上させたことで、従来のように地震時に建物の剛性に悪影響を及ぼすことがなくなり、建物がねじれ振動を起こすといった事態を防止することができるとともに、大地震が発生し建物に大きな変形が生じた場合であっても、階段の破壊・倒壊を免れることができる。

また、階段ユニットをプレキャストコンクリート（ＰＣ）で構成したことで、現場打ちコンクリートによるＲＣ階段と比べて、工期の短縮を図ることができる。また、一般に高層・超高層建物には鉄骨階段を設置する場合が多いが、コスト的に不利である。本実施の形態におけるＰＣ製の階段ユニット１０を高層・超高層建物に取り付けることにより、鉄骨階段を取り付ける場合と比べてコストを大幅に低減させることができる上、歩行時の騒音を低減させることができるという効果も奏する。

なお、上記実施の形態では、階段ユニット１０の階段部１１を１層分の段数で構成したが、これに限定されるものではなく、階段部１１を半層分の段数で構成し、踊場部１２，１３の一方を中間踊場として構成してもよい。

また、上記実施の形態では、踊場部１３における階段の幅方向に平行な直線上に、固定部３１として固定点３１ａを２箇所設け、半固定部３２として、半固定点３２ａを固定部の両側に各１箇所ずつ設けた構成としたが、上記の固定点３１ａ及び半固定点３２ａの個数はこれに限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態である階段ユニットを建物の鉄骨梁に取り付けた状態を側方から見た図である。図２は、図１の矢視Ａ−Ａ図である。図３は、図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。図４は、図２におけるＣ−Ｃ線断面図である。図５は、図２におけるＤ−Ｄ線断面図である。図６−１は、階段ユニットが建物の変形に伴って移動する状態を概略的に示した図である。図６−２は、階段ユニットが建物の変形に伴って移動する状態を概略的に示した図である。図７は、階段ユニットの常時の状態を示した図である。図８は、建物のＸ方向への変形に伴って階段ユニットが移動する状態を示した図である。図９は、建物のＹ方向への変形に伴って階段ユニットが移動する状態を示した図である。

符号の説明

１０階段ユニット
１１階段部
１２第１の踊場部
１３第２の踊場部
１４鉄筋
１５ボルト孔
２０滑り支承
２１，２２滑り板
３１固定部
３１ａ固定点
３２半固定部
３２ａ半固定点
３３スタッドボルト
３４グラウト
３５緩衝材
３６ガスケット
５２，５３鉄骨梁

Claims

階段の一方の端部に第１の踊場、他方の端部に第２の踊場を備えた階段ユニットを建物の躯体に取付ける構造において、
前記第１の踊場を、滑り支承を介して躯体に対して相対移動自在に取付ける一方、
前記第２の踊場における階段の幅方向に平行な直線上に、躯体に対して移動不能な固定部を設けるとともに、該固定部の両側に躯体に対して所定範囲の移動を許容する半固定部を設け、
前記階段ユニットを、前記躯体に対して前記固定部を中心に回転可能な状態で支持させたことを特徴とする階段の取付け構造。
前記階段ユニットがプレキャストコンクリートから構成されることを特徴とする請求項１に記載の階段の取付け構造。
前記第２の踊場における固定部が一又は複数の固定点からなり、
前記固定点は、
前記躯体上面に固定されたスタッドボルトを前記第２の踊場に設けた孔に挿入し、該孔とスタッドボルトとの間隙にグラウトを充填することにより、スタッドボルトに対して踊り場とを一体的に固定したものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の階段の取付け構造。
前記固定部の両側に設けた半固定部が一又は複数の半固定点からなり、
前記半固定点は、
前記躯体上面に固定されたスタッドボルトに緩衝材を装着させた状態で、該スタッドボルトを前記第２の踊場に設けた孔に挿入し、該孔と緩衝材との間隙にグラウトを充填することにより設けられ、前記緩衝材を変形させることにより前記躯体に対して所定範囲の移動を許容するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の階段の取付け構造。