JP7628045B2 - 建物 - Google Patents

Description

本発明は、放射線治療装置を収容するコンクリート躯体を有する建物に関する。

下記特許文献１には、建築物内に放射線遮蔽構造物を構築した躯体構造が示されている。放射線遮蔽構造物は、放射線を遮蔽するために、壁、天井躯体及び床躯体などが厚く形成され、高剛性の構造物とされる。

特開２０１６－０５７１８８号公報

放射線を遮蔽するためには、大きな質量の構造物を用いる必要がある。大きな質量の構造物としては、例えば鉛で構築された構造物が考えられる。しかし、施工性や建設コストの観点から、一般的には、上記特許文献１の放射線遮蔽構造物のように、コンクリートを主体として構築された構造物が用いられる場合が多い。

このように、放射線遮蔽構造物は、壁厚、天井厚及び床厚が大きい高剛性のコンクリート構造物とされているため、建築物における周囲の部分と比較して、地震時には応力が集中し易い。

ここで、このような放射線遮蔽構造物を免震部材で支持した場合、免震部材には大きな引き抜き力が作用する。そこで、免震部材に大きな引き抜き力が作用することを抑制するために、放射線構造物と周囲の躯体とを構造的に切り離して、放射線遮蔽構造物への応力集中を抑制する場合がある。

具体的には、放射線遮蔽構造物の上階の床躯体を形成するスラブを、放射線遮蔽構造物の上方に構築して、放射線構造物と周囲の躯体とを構造的に切り離す場合がある。しかしながら、このような構造を採用すると、放射線遮蔽構造物（放射線治療装置を収容するコンクリート躯体）が設置された階の階高が大きくなり、建築コストが高くなる。

本発明は、上記事実を考慮して、建物内に設置される放射線治療装置を収容するコンクリート躯体への応力集中を抑制し、かつ、このコンクリート躯体が設置された階の階高が大きくなることを抑制できる建物を提供することを目的とする。

請求項１の建物は、建物内に設けられ免震支持されると共に放射線治療装置を収容するコンクリート躯体と、前記コンクリート躯体の壁部との間に横方向にクリアランスを設けて配置された、前記コンクリート躯体が配置された階の上階の床スラブと、を有する。

請求項１の建物では、コンクリート躯体の壁部と上階の床スラブとの間にクリアランスが設けられている。このため、コンクリート躯体と床スラブとの接触による応力伝達が抑制され、コンクリート躯体への応力集中が抑制される。

また、床スラブをコンクリート躯体の上方に配置してコンクリート躯体の上面と床スラブの下面との間にクリアランスを設ける構造と比較すると、コンクリート躯体が設置された階の階高を大きくする必要がない。又は、コンクリート躯体を支持する基礎部を切り下げなくてもいい。このため、コンクリート躯体が配置される階の建築コストを低減できる。

請求項２の建物は、請求項１に記載の建物において、前記コンクリート躯体の上端面と前記床スラブの上面とが同じ高さに配置されている。

請求項２の建物では、コンクリート躯体の上面と前記床スラブの上面との間に段差がない。このため、コンクリート躯体の上方の空間と、床スラブの上方の空間とを、バリアフリーな空間として一体的に利用することができる。

請求項３の建物は、請求項２に記載の建物において、複数の前記コンクリート躯体が一体的に形成され、複数の前記コンクリート躯体の上面が、同じ高さとされている。

請求項３の建物では、一体的に形成された複数のコンクリート躯体の上面が、同じ高さとされている。これにより、コンクリート躯体の上方に、一体的に利用できる広い空間を確保できる。

請求項４の建物は、請求項１～３の何れか１項に記載の建物において、前記コンクリート躯体を形成する床躯体の上面と、前記コンクリート躯体が設置された階の床スラブの上面とが同じ高さとされている。

請求項４の建物では、コンクリート躯体を形成する床躯体の上面と、コンクリート躯体が設置された階の床スラブの上面とが同じ高さとされている。これにより、コンクリート躯体を形成する床躯体が低い位置に形成されている場合と比較して、地盤を掘り下げる量が少なくなる。このため、工期を短縮できる。
請求項５の建物は、請求項１～４の何れか１項に記載の建物において、前記壁部に形成された挿通孔と、柱脚が前記コンクリート躯体の床躯体に連結され、前記挿通孔を貫通すると共に前記挿通孔との間に横方向にクリアランスが形成された柱と、を備える。
請求項６の建物は、請求項１～５の何れか１項に記載の建物において、前記コンクリート躯体以外の周辺躯体も免震支持され、前記コンクリート躯体の床躯体と前記周辺躯体の床スラブとは互いに連結されている。

本発明によると、建物内に設置される放射線治療装置を収容するコンクリート躯体への応力集中を抑制し、かつ、このコンクリート躯体が設置された階の階高が大きくなることを抑制できる。

本発明の実施形態に係る建物において、放射線治療室を形成するコンクリート躯体が設置された階及びその階の上階を示す立断面図である。 本発明の実施形態に係る建物において、コンクリート躯体が設置された階の平面概略図である。 本発明の実施形態に係る建物において、コンクリート躯体が設置された階の上階の平面概略図である。 本発明の実施形態に係る建物において、コンクリート躯体と床スラブとの間のクリアランスに形成されたエキスパンションジョイントを示す部分拡大断面図である。 比較例に係る建物を示す立断面図である。 別の比較例に係る建物を示す立断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る建物について、図面を参照しながら説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。但し、明細書中に特段の断りが無い限り、各構成要素は一つに限定されず、複数存在してもよい。

また、各図面において重複する構成及び符号については、説明を省略する場合がある。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において構成を省略する又は異なる構成と入れ替える等、適宜変更を加えて実施することができる。

各図において矢印Ｘ、Ｙで示す方向は水平面に沿う方向であり、互いに直交している。また、矢印Ｚで示す方向は鉛直方向（上下方向）に沿う方向である。各図において矢印Ｘ、Ｙ、Ｚで示される各方向は、互いに一致するものとする。

（建物）
図１には、本発明の実施形態に係る建物１０において、放射線治療室を形成するコンクリート躯体２０が設置された階（１階）及びその階の上階（２階）が示されている。

建物１０は、鉄筋コンクリート構造の免震建物であり、上部躯体１０Ａが、免震部材３０を介して、基礎である下部躯体１０Ｂに支持されて形成されている。上部躯体１０Ａは、柱１２に梁１４が架け渡された、柱梁架構の構造物である。

（コンクリート躯体の立面配置）
コンクリート躯体２０は、建物１０において、免震層（免震部材３０が設置された階）を除く部分の最下階である１階に配置され、内部が３部屋の放射線治療室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に区画されている。それぞれの放射線治療室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３には、放射線治療装置であるリニアックＲが収容されている。

なお、放射線治療室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３には、リニアックＲに限らず、ガンマナイフ、トモセラピーなど、各種の放射線治療装置を配置してもよい。

リニアックＲによって発生した放射線が、放射線治療室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３から外部へ漏洩することを抑制するために、コンクリート躯体２０の壁部２２は、建物１０におけるその他の壁より厚く形成されている。

また、同様の理由から、コンクリート躯体２０の床躯体２４及び天井躯体２６は、建物１０におけるその他のスラブ（例えば、１階の床スラブ１６Ａ及び２階の床スラブ１６Ｂ）より厚く形成されている。

なお、１階の床スラブ１６Ａは、コンクリート躯体２０に連結されている。一方、２階の床スラブ１６Ｂは、コンクリート躯体２０と連結されていない。

具体的には、２階の床スラブ１６Ｂは、コンクリート躯体２０が形成された部分には配置されていない。このため、２階の床スラブ１６Ｂにおいて、コンクリート躯体２０が形成された部分には、上下方向に貫通する開口部Ｖ１が形成されている。

そして、コンクリート躯体２０が、床スラブ１６Ｂに形成された開口部Ｖ１を、上下方向に貫通して配置されている。そして、コンクリート躯体２０の壁部２２と、床スラブ１６Ｂとの間には、クリアランスＶ２が設けられている。なお、クリアランスＶ２は開口部Ｖ１の一部である。

また、コンクリート躯体２０の上面（天井躯体２６の上面）と、床スラブ１６Ｂの上面とは、同じ高さに配置されている。なお、「同じ高さ」とは、仕上げ高さが同じであることを示しており、仕上げ材や下地材を含まないコンクリートの高さは必ずしも一致しなくてもよい。

（コンクリート躯体の平面配置）
図２には、建物１０の一階部分において、コンクリート躯体２０が設置された部分の概略が平面図で示されている。なお、この図において、コンクリート躯体２０の外側に配置された建物１０の壁体（構造壁及び間仕切壁）等は省略されている。

この図に示されるように、柱１２はＸ方向及びＹ方向へ所定の間隔で配置されており、それぞれの柱１２が、図示しない梁１４（図１参照）で連結されている。コンクリート躯体２０は、Ｘ方向において柱１２の３スパンに亘って配置されている。また、コンクリート躯体２０は、Ｙ方向において柱１２の２スパンに亘って配置されている。

なお、「Ｘ方向において柱１２の３スパンに亘って配置されている」とは、コンクリート躯体２０が、Ｘ方向に連続する４つの柱のうち、中央の２本の柱１２を跨る領域内に配置されていることを示す。

同様に、「Ｙ方向において柱１２の２スパンに亘って配置されている」とは、コンクリート躯体２０が、Ｙ方向に連続する３つの柱のうち、中央の柱１２を跨る領域内に配置されていることを示す。

このため、コンクリート躯体２０と、２本の柱１２Ａと、は、平面視で互いに重なって配置されている。具体的には、コンクリート躯体２０の壁部２２のうち、放射線治療室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を区画する壁部２２Ａと、柱１２Ａとが、互いに重なって配置されている。

そこで、本実施形態においては、壁部２２Ａに、柱１２Ａが貫通する挿通孔２２ＡＨが形成されている。柱１２Ａと、挿通孔２２ＡＨとの間には、クリアランスＶ３が形成されている。このクリアランスＶ３は、地震時における壁部２２Ａの層間変位（設計変位）と、柱１２Ａの層間変位（設計変位）と、を合計した幅以上とされている。なお、柱１２Ａの柱脚部分は、図１に示すように、コンクリート躯体２０の床躯体２４と連結されている。

図２に示されるように、免震部材３０は、柱１２の下方に配置されている。また、免震部材３０は、コンクリート躯体２０の下方にも配置されている。コンクリート躯体２０の下方に配置される免震部材３０の位置、大きさ及び数量は、コンクリート躯体２０の重量に応じて、適宜決定される。

（上階の平面構成）
図３には、建物１０において、コンクリート躯体２０が設置された階の上階（２階）の概略が平面図で示されている。建物１０の２階においては、コンクリート躯体２０を形成する天井躯体２６の上面が、床面の一部を形成している。

建物１０の床スラブ１６Ｂは、コンクリート躯体２０の四周を取り囲んで配置されている。上述したように、コンクリート躯体２０と、床スラブ１６Ｂとの間には、クリアランスＶ２が設けられている。このクリアランスＶ２は、地震時における壁部２２の層間変位（設計変位）と、床スラブ１６Ｂの層間変位（設計変位）と、を合計した幅以上とされている。

ここで、図１に示すように、コンクリート躯体２０の内部は、３部屋の放射線治療室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に区画されている。そして、コンクリート躯体２０において、それぞれの放射線治療室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の上方の天井躯体２６の上面が、同じ高さとされている。これにより、図３に示すように、コンクリート躯体２０の上面には、一体的に利用可能な空間が形成されている。

ここで、図１にも示されるように、コンクリート躯体２０が設置された階の上階の梁１４は片持ち梁とされ、クリアランスＶ２と面する場所で終端している。しかしながら、本発明の実施形態はこれに限らず、梁１４は、壁部２２の上端部及び天井躯体２６の内部を挿通させて、柱１２Ａと連結させてもよい。

この場合、梁１４と天井躯体２６との間にもクリアランスを設けて、梁１４と天井躯体２６との間で応力を伝達し難い構造とする。このクリアランスには、梁１４と天井躯体２６との間の相対変位を許容できる弾性材料等を配置してもよい。

（エキスパンションジョイント）
図３に示すように、コンクリート躯体２０と床スラブ１６Ｂとの間に設けられたクリアランスＶ２には、エキスパンションジョイント５０が設けられている（以下、ジョイント材５０と称す）。ジョイント材５０は、図３に示すクリアランスＶ２において、Ｘ方向に沿う部分及びＹ方向に沿う部分の双方に設けられている。

ジョイント材５０は、図４に示すように、曲げプレート５２、ロックウール５４、シール材５６、スタイロフォーム(登録商標)５７及び伸縮目地５８を備えて形成されている。

曲げプレート５２は、コンクリート躯体２０における壁部２２の側面にボルト又はコンクリートビスで固定された鋼板である。また、曲げプレート５２は、鋼板をアングル形状（断面Ｌ字状）に折り曲げて形成された長尺部材であり、図４の紙面前後方向に沿って設置されている。さらに、曲げプレート５２は、一方の片５２Ａが壁部２２の側面に固定され、他方の片５２Ｂが、床スラブ１６Ｂの下面に接して配置されている。

曲げプレート５２の上方において、クリアランスＶ２には、ロックウール５４が充填されている。ロックウール５４は、２階と１階との間の断熱及び遮音を目的として設けられる。また、ロックウール５４の上端面は、シール材５６によって被覆されている。シール材５６は、主に止水性の確保を目的として設けられる。

ここで、コンクリート躯体２０の上面及び床スラブ１６Ｂの上面には、仕上げ材としてのタイル６０及びタイル６０の下地材としての均しモルタル６２が施工されている。

コンクリート躯体２０の上面に敷設される均しモルタル６２と、床スラブ１６Ｂの上面に敷設される均しモルタル６２と、の縁を切るために、シール材５６の上方には、スタイロフォーム(登録商標)５７が配置されている。そして、スタイロフォーム(登録商標)５７の上方には、タイル６０の目地を構成する伸縮目地５８が設けられている。

このように、コンクリート躯体２０と床スラブ１６Ｂとの間のクリアランスＶ２には、ジョイント材５０が設けられており、隙間が閉塞されている。また、ジョイント材５０を形成するロックウール５４、シール材５６、スタイロフォーム(登録商標)５７及び伸縮目地５８は、外力を受けて変形可能である。

これにより、地震時にコンクリート躯体２０と床スラブ１６Ｂとが相対的に移動しても、コンクリート躯体２０と床スラブ１６Ｂとの間の応力伝達が抑制される。

（作用及び効果）
本実施形態に係る建物１０では、図１に示すように、コンクリート躯体２０の壁部２２と、コンクリート躯体２０が設置された階の上階の床スラブ１６Ｂと、の間にクリアランスＶ２が設けられている。また、柱１２Ａと、挿通孔２２ＡＨとの間にも、クリアランスＶ３が形成されている。

このため、地震時に、コンクリート躯体２０と床スラブ１６Ｂとの接触による応力伝達が抑制され、コンクリート躯体２０への応力集中が抑制される。また、これにより、コンクリート躯体２０を支持する免震部材３０に引抜力が集中することを抑制できる。

ここで、図５には、比較例に係る建物１０２が示されている。建物１０２では、床スラブ１６Ｂをコンクリート躯体２０の上方に配置して、コンクリート躯体２０の上面と床スラブ１６Ｂの下面との間にクリアランスを設けている。このような構造では、コンクリート躯体２０への応力集中を抑制できる一方、コンクリート躯体が設置された階の階高を高くする必要がある（階高Ｈ２）。

また、図６には、別の比較例に係る建物１００が示されている。建物１００では、建物１０２と同様に、床スラブ１６Ｂをコンクリート躯体２０の上方に配置して、コンクリート躯体２０の上面と床スラブ１６Ｂの下面との間にクリアランスを設けている。

さらに、建物１００では、コンクリート躯体２０が設置された階の階高が、本発明の実施形態に係る建物１０と同じ階高とされている（階高Ｈ１）。この場合、コンクリート躯体２０が設置された部分の地盤を掘り下げて、下部躯体１０Ｂを低い位置に構築する必要がある（例えば、根切り深さＨ３＝Ｈ２－Ｈ１）。

また、建物１００では、コンクリート躯体２０の床躯体２４は、１階の床スラブ１６Ａより低い位置に形成されるため、階段やエレベーター等の上下方向の移動手段を設ける必要がある。

これらの比較例に係る建物１０２、１００に示すように、床スラブ１６Ｂをコンクリート躯体２０の上方に配置する場合では、コンクリート躯体２０が設置された階の階高を大きくする必要がある。あるいは、コンクリート躯体２０が設置された部分の地盤を掘り下げる必要がある。これにより、建設資材が多く必要となったり、施工工数が増えたりする。

これに対して、本発明の実施形態に係る建物１０では、図１に示すように、コンクリート躯体２０の上面と床スラブ１６Ｂの上面とが同じ高さに配置されている。このため、コンクリート躯体２０が設置された階の階高を大きくする必要がない（階高Ｈ１＜Ｈ２）。

また、本実施形態に係る建物１０では、コンクリート躯体２０を形成する床躯体２４の上面と、コンクリート躯体２０が設置された階の床スラブ１６Ａの上面とが同じ高さとされている。このため、コンクリート躯体２０を支持する下部躯体１０Ｂを低い位置に構築しなくてもいい。

また、本実施形態に係る建物１０では、図４に示すように、コンクリート躯体２０の上面と床スラブ１６Ｂの上面との間に段差がない。さらに、コンクリート躯体２０と床スラブ１６Ｂとの間に設けられたクリアランスＶ２には、ジョイント材５０が設けられている。

このため、コンクリート躯体２０の上方の空間と、床スラブ１６Ｂの上方の空間とを、バリアフリーな空間として一体的に利用することができる。

また、本実施形態に係る建物１０では、図１に示すように、コンクリート躯体２０の内部が、３部屋の放射線治療室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に区画されている。換言すると、コンクリート躯体２０は、それぞれ放射線治療室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を備えた複数のコンクリート躯体が互いに隣接して配置され、かつ、一体的に形成されることにより、構築されている。

そして、コンクリート躯体２０において、それぞれの放射線治療室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の上方の天井躯体２６の上面が、同じ高さとされている。

これにより、放射線治療室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を形成するコンクリート躯体がそれぞれ単独で配置されている場合と比較して、コンクリート躯体の上方に、広い空間を確保できる。

なお、本実施形態に係る建物１０では、コンクリート躯体２０の内部を、３部屋の放射線治療室Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に区画しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えばコンクリート躯体２０は、内部に１部屋又は２部屋の放射線治療室を備えるものとしてもよいし、４部屋以上の放射線治療室を備えるものとしてもよい。

また、本実施形態に係る建物１０では、図２に示すように、コンクリート躯体２０が、Ｘ方向において柱１２の３スパンに亘って配置され、かつ、Ｙ方向において柱１２の２スパンに亘って配置されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。

コンクリート躯体２０の大きさ及び配置は、放射線治療室に必要な大きさを確保できれば、特に限定されるものではない。例えばコンクリート躯体２０は、Ｘ方向において柱１２の４スパン以上に亘って配置してもよいし、２スパン以下に亘って配置してもよい。

同様に、コンクリート躯体２０は、Ｙ方向において柱１２の３スパン以上に亘って配置してもよいし、１スパンに納まるように配置してもよい。コンクリート躯体２０を、Ｙ方向において柱１２の１スパンに納まるように配置する場合、壁部２２Ａには、柱１２Ａが貫通する挿通孔２２ＡＨを形成する必要がない。

また、本実施形態に係る建物１０では、コンクリート躯体２０は、建物１０における内側部分に配置されている。すなわち、図３に示すように、コンクリート躯体２０は、建物１０の床スラブ１６Ｂによって、４方向を囲まれて配置されている。しかし、本発明の実施形態はこれに限らない。

例えばコンクリート躯体２０は、建物１０の外周面に面して配置してもよい。この場合、コンクリート躯体２０は屋外に面して配置され、建物１０の床スラブ１６Ｂによって、２方向又は３方向を囲まれて配置される。

１０ 建物
１６Ａ 床スラブ
１６Ｂ 床スラブ
２０ コンクリート躯体
２４ 床躯体
２２ 壁部
Ｖ２ クリアランス
Ｒ リニアック（放射線治療装置）

Claims (6)

1. 建物内に設けられ免震支持されると共に放射線治療装置を収容するコンクリート躯体と、
   前記コンクリート躯体の壁部との間に横方向にクリアランスを設けて配置された、前記コンクリート躯体が配置された階の上階の床スラブと、
   を有する建物。
2. 前記コンクリート躯体の上面と前記床スラブの上面とが同じ高さに配置されている、請求項１に記載の建物。
3. 複数の前記コンクリート躯体が一体的に形成され、
   複数の前記コンクリート躯体の上面が、同じ高さとされた請求項２に記載の建物。
4. 前記コンクリート躯体を形成する床躯体の上面と、前記コンクリート躯体が設置された階の床スラブの上面とが同じ高さとされている、請求項１～３の何れか１項に記載の建物。
5. 前記壁部に形成された挿通孔と、
   柱脚が前記コンクリート躯体の床躯体に連結され、前記挿通孔を貫通すると共に前記挿通孔との間に横方向にクリアランスが形成された柱と、
   を備えた、請求項１～４の何れか１項に記載の建物。
6. 前記コンクリート躯体以外の周辺躯体も免震支持され、
   前記コンクリート躯体の床躯体と前記周辺躯体の床スラブとは互いに連結されている、
   請求項１～５の何れか１項に記載の建物。