上向きに傾ける
ティルトアップ、ティルトスラブ、ティルトウォールは、コンクリートを用いた建築技術の一種です。費用対効果が高く、工期も短い工法ですが、[ 1 ]地震に対する耐性が低いため、古い建物では大規模な耐震補強工事が必要となっています。[ 2 ]
ティルトアップ工法では、コンクリートスラブ上にコンクリート要素（壁、柱、構造支持材など）を水平に形成します。通常は建物の床を型枠として用いますが、建物の敷地近傍に仮設のコンクリート打設面を設ける場合もあります。コンクリートが硬化した後、クレーンで要素を垂直に「傾斜」させ、残りの構造部材（屋根、中間床、壁）が固定されるまで、所定の位置に固定します。[ 3 ] [ 4 ]
ティルトアップ工法は、北米、カリブ海諸国、オーストラリア、ニュージーランドで広く普及している建設工法です。ヨーロッパやアジアの北部3分の2ではあまり普及していません。南アジア、中東、アフリカの一部、中南米では人気が高まっています。
コンクリート部材は、建設現場から離れた工場で成形することも可能です。[ 5 ]ティルトアップ工法は、すべての部材が現場で製造される点でプレファブリケーション工法（工場鋳造工法）とは異なります。これにより、工場から現場への部材の輸送に 伴うサイズ制限がなくなります。
工事
ティルトアップ工法は、建設現場での綿密な組織と協力体制を必要とします。ティルトアッププロジェクトに必要な工程は、現場評価、エンジニアリング、フーチングと床スラブ、ティルトアップパネルの成形、鋼材の配置、埋め込み材とインサート材の設置、コンクリートの配置、パネルの組み立て、パネルの仕上げです。[ 1 ] [ 6 ]パッド（打設面または床スラブ）が硬化したら、その上に型枠を組み立てます。通常は、少なくとも1面が滑らかな高品質の合板またはファイバーボードである寸法木材が使用されますが、アルミニウムまたは鋼材の型枠も一般的です。大工は、現場で建設する各パネルまたは要素用に設計された設計図に基づいて作業します。彼らは、すべてのドアと窓の開口部、建築的特徴、およびコンクリートに成形できるその他の所望の形状を組み込みます。スタッド、ガセット、およびアタッチメントプレートは、コンクリートに埋め込むための型枠内に配置されます。型枠は通常、床スラブの損傷を防ぐために、石工用釘またはその他の方法で打設面に固定されます。[ 7 ]
次に、化学反応性のボンドブレーカーを型枠の表面に散布し、打設コンクリートがスラブに接着するのを防ぎます。これにより、硬化後に打設面から剥離できるようになります。これは非常に重要なステップです。不適切な薬剤の選択や使用は、パネルの剥離を妨げ、高額な解体・手直し作業につながる可能性があります。
型枠内に鉄筋グリッドを構築し、型枠離型剤を塗布した後、プラスチック製の「椅子」を用いて鋳型面から所定の距離だけ離して配置する。鉄筋のサイズと間隔は、通常、記録技術者によって指定される。[ 8 ]
次にコンクリートを流し込み、必要な厚さまで充填し、すべての鋼製インサート、埋め込み構造、鉄筋を囲みます。その後、コンクリートは振動によって沈下させ、空隙やハニカム効果を防ぎます。コンクリートが硬化したら型枠を外し、索具を取り付けてクレーンでパネルを傾けたり、吊り上げて所定の位置に配置します。スペースが限られている場合は、コンクリート要素を積み重ねて鋳造することも、スタックキャスト（積み重ね鋳造）することもできます。この目的のために別途キャスティングパッドを流し込み、パネルの組み立て時に撤去することがよくあります。[ 9 ]
クレーンを用いてコンクリート部材を鋳造スラブから垂直に傾けます。その後、スラブは基礎の上に設置され、構造用鋼材と屋根ダイヤフラムが所定の位置に収まるまでブレースで固定されます。
構造
コンクリート製のティルトアップ壁は非常に重く、時には30万ポンド（140 t）を超えることもあります。[ 10 ]ほとんどのティルトアップ壁パネルは、屋根構造や床構造と連動してあらゆる力に耐えるように、つまり耐力壁として機能するように設計されています。屋根と床への接続部は通常、コンクリートを打設する前に型枠に固定された頭付きスタッド付きの鋼板です。これらの接続点はボルト締めまたは溶接で固定されます。上部の接続点は屋根トラスに作られます。必要に応じて建物構造の剛性を高めるために内壁が存在することもあり、これらはせん断壁として知られています。
断熱材はパネルの両面に塗布することも、2層のコンクリートの間にパネルの一部として一体化させてサンドイッチパネルを形成することもできます。コンクリートはエネルギーを吸収・蓄える性質があり、質量が大きいため、室内温度（熱容量）を調節し、防音性と耐久性を提供します。[ 1 ]
他のコンクリート建築と同様に、ティルトアップ建築は耐火性を備えています。さらに、壁パネルは損傷時に内側にたわむように設計できるため、倒壊を最小限に抑えることができます（プレハブパネルでも同様の効果が得られます）。[ 1 ]
用途
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ティルトアップ工法は1905年頃にアメリカで初めて使用されました。1908年、ロバート・エイキンはシンドラーハウスの建設に使用されたコンクリート建設のティルトスラブ工法の特許を取得しました。[ 11 ]初期の建設はティルトテーブルを用いて行われましたが、移動式クレーンとトラックミキサーの開発により、ティルトアップ工法が普及しました。ティルトアップ工法は第二次世界大戦後の建設ブームで広く普及しました。[ 12 ] [ 13 ]オーストラリアでは1969年までティルトアップ工法は実用化されませんでした。 [ 14 ] [ 15 ]
初期のティルトアップ建築のほとんどは倉庫でした。今日では、この工法は学校からオフィスビル、住宅からホテルまで、ほぼあらゆる種類の建物に使用されています。1階建てから7階建て以上まで様々で、高さは29メートル（96フィート）を超えるものもあります。[ 16 ]
この手法の初期の例は、1922年にカリフォルニア州ウェストハリウッドに建てられた革新的なシンドラーハウスに見られます。建築家ルドルフ・シンドラーは、小型の手動クレーンを使用することで、わずか2人の作業員で傾斜壁の持ち上げと取り付けが可能になったと主張しました。
カナダのオンタリオ州で最初のティルトアップ住宅が2017年に建設されました。[ 17 ]
外観
初期のティルトアップ建築は非常にミニマルで箱型でした。最近の技術により、外観と形状の選択肢が広がりました。
ティルトアップ施工業者は、塗料やステインから着色コンクリート、レンガや石材などの鋳込み仕上げ、サンドブラストや酸エッチングといった侵食性の高い仕上げまで、多様な仕上げオプションを選択できます。形状もまた、ティルトアップ市場で主流となっている特徴の一つです。円形または楕円形の開口部を持つパネル、ペディメント型または湾曲したパネルトップ、湾曲またはセグメント化されたファサード、そしてガラスやその他の素材を多用した大きな面積を持つファサードなど、多くのパネルが採用されています。
協会
ティルトアップコンクリート協会（TCA）は、ティルトアップコンクリート工法の国際業界団体です。TCAは会員制の協会で、世界中に約500の会員がいます。 [ 18 ] TCAの会員には、建設業者（ゼネコンまたはティルトアップ下請け業者）、エンジニア、建築家、開発業者、コンサルタント、サプライヤー、専門商社、教育者、学生などがいます。
TCAは、会員に対し、主に教育、ネットワーキング、そして認知度向上のための特典を提供しています。また、TCAは毎年、様々な用途におけるティルトアップ工法の優れた事例を表彰する功績賞プログラムも提供しています。[ 19 ]
リスク
2011年にジョプリンで竜巻が発生し、ホームデポの店舗がEF5の竜巻に襲われ、10万ポンド（45トン）のパネル壁が倒壊して7人が死亡した事件を受けて、技術者らは『カンザスシティスター』紙に掲載された記事でこの対策を批判した。技術者らは、1つの壁が倒れるとドミノ倒しのように連鎖倒壊すると述べた。建物の裏手にある補強されていないトレーニング室にいた28人が生き残った。倒壊に関する調査によると、竜巻は店舗の南側の角を直撃し、屋根が持ち上がったため西側の壁が店舗内に倒壊した。東側（人々が生き残った側）の壁は倒壊し、2つの壁だけが残った。技術者らは、屋根と壁の接合部を強固にしていれば倒壊は抑えられたかもしれないと述べた。これらの建物は竜巻の直撃を受けなかったが、ホーム・デポの建物は直撃を受けた。ウォルマートでは3人が死亡したが、200人が生き残った。技術者たちはスター紙に対し、コンクリートブロックが崩壊すると通常はバラバラになり、巨大な塊となって崩れ落ちることはないと語った。数百の店舗でティルトアップ工法を採用しているホーム・デポは、今回の調査結果に異議を唱え、ジョプリン店の再建ではティルトアップ工法を採用すると述べた。[ 20 ]
カンザスシティ・スター紙の記事掲載後まもなく、ティルトアップコンクリート協会（TCA）の技術委員会は、記事で提示された主張を調査するためのタスクフォースを結成しました。ホーム・デポの協力を得て、タスクフォースは記事で提示された主張について詳細な工学計算、調査、検証を行いました。このタスクフォースは、ティルトアップ工法と「大型住宅」建築の分野で多様な経験を持つ、全米の現役構造エンジニアで構成されていました。最終報告書は2012年1月12日に発表されました。「これらの調査結果で得られた情報は、現場打ちティルトアップ工法の利点を広め、カンザスシティ・スター紙の記事で提示された多くの主張に反論するための協会の取り組みに役立つでしょう。」[ 21 ]
タスクフォースの調査結果
「タスクフォースのこれまでの調査結果は次のとおりです。
- 破損は、構造用鋼材、鋼製梁、およびワイドリブデッキ屋根システムから始まりました。この屋根システムは、石積み壁、プレキャストコンクリート壁、そしてほぼすべての種類の壁構造を含む商業ビルで最も一般的に使用されているシステムの一つです。
- ティルトアップコンクリートパネルは非常に優れた性能を発揮し、EF-5 イベントの極端な負荷にも耐えましたが、補強機構の欠如により屋根が崩壊した後、崩壊しました。
- ティルトアップ工法は失敗に何ら関与していなかった。
- 近くのウォルマートがコンクリート造りだったため、業績が良かったという認識は誤りです。ウォルマートは嵐によるかすかな打撃を受けたのに対し、ホーム・デポは直撃を受けました。[ 22 ]
タスクフォースの報告書の結論の一つは、「ICCに、そして建物所有者に対し、強風対策として建物を設計する代わりに、嵐のシェルターの使用を推奨する。TCAは、時速200マイルまでの風に対応する、ティルトアップ式嵐のシェルターの設計を開発すべきであり、これは石積み、プレキャスト、または現場打ちの代替設計に匹敵する。嵐のシェルターの設計は、2009年IBC、第423条およびICC-500で取り上げられている。」である。[ 22 ]
ギャラリー
- 仮設キャスティングパッド（手前）に置かれた鋳造パネル。背景にはパネルの組み立て作業が行われている。オーストラリア北部の小さな小売店。
- スタックキャストパネル。
- パネルを所定の位置に持ち上げています。
- 押し出し加工されたアルミニウムフォームセクション。
- ストリップフーチング上に設置された傾斜スラブの基礎詳細。床仕上げ面は青色のインサートより約75mm高くなります。インサートは、ねじ込み式鉄筋を床スラブに挿入します。
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参照
参考文献
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- ^ 「オンタリオ州初のコンクリート製ティルトアップ住宅、住宅建設業者の未来は？」 2017年11月5日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年3月2日閲覧。
- ^ 「TCAの歴史 | ティルトアップコンクリート協会」 2009年11月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年10月24日閲覧。ティルトアップコンクリート協会、歴史 2010年10月21日
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- ^ 「専門家、ジョプリンの竜巻発生後、ホーム・デポの建物設計と建築基準に異議を唱える」 KansasCity.com。2011年6月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年6月28日閲覧。
- ^ 「タスクフォースが調査を完了」 . TILT-UP TODAY . Tilt-up.org. 2011年12月19日. 2013年11月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2014年4月25日閲覧。
- ^ a bティルトアップ・タスクフォース報告書Archived 2016-03-04 at the Wayback Machine、2012年1月
外部リンク
