JP2002339494A - 大スパン床版 - Google Patents

大スパン床版

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JP2002339494A JP2001142513A JP2001142513A JP2002339494A JP 2002339494 A JP2002339494 A JP 2002339494A JP 2001142513 A JP2001142513 A JP 2001142513A JP 2001142513 A JP2001142513 A JP 2001142513A JP 2002339494 A JP2002339494 A JP 2002339494A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 床版自体を等厚にして小梁を廃止すると共
に、床荷重を柱に直接伝達できるようにすることで、柱
間隔を拡大することができる大スパン床版を提供する。 【解決手段】 本発明による大スパン床版1は、大梁で
結合され等厚に形成される床スラブ2の四隅に配置する
柱3と床スラブの中央下部に埋設されて配置される多角
形の梁6及び床スラブ2に交差する方向に対峙して位置
する柱3と多角形の梁6との間をアーチ状に結合して配
置されるアーチ部材8から構成されており、床スラブ2
の剛性と耐力を増大すると共に床荷重をアーチ部材8の
圧縮軸力として柱に直接伝達することで柱間隔を拡大し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、大スパン床版に関
し、特に小梁を廃したアーチ機構を導入することで床の
剛性と耐力を増大させて柱間隔を拡大した大スパン床版
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の床荷重は、基本的に柱に支えられ
た梁によって支持されており、その支持耐力に対応させ
て柱の間隔を設定している。このために、建築物におけ
る有効空間を確保するためには、柱を出来るだけ削減し
て大スパンの床を構成する工法が検討されており、床ス
ラブにプレストレスを導入したり、床スラブ自体をアー
チやドーム形状に構成することによって床荷重に対応さ
せる工法も提案されている。
【0003】図8に示す高剛性床は、その1例であり、
大梁21の上に載置されて床5の下面に設けられるデッ
キプレート22は、所要の曲率の下に一方向にのみ凸に
曲成されている。
【0004】上記デッキプレート22の上面には、デッ
キプレート22と同一曲率に形成されたアーチ型鉄筋ユ
ニット24が固定されており、床25はアーチ型鉄筋ユ
ニット24によって鉄筋コンクリート床として構成され
ている。
【0005】これによって、床25は大スパンであって
も、デッキプレート22やアーチ型鉄筋ユニット24に
よって高剛性に構成されているので床の振動を抑制でき
るが、床荷重は全体をアーチ状に構成した床25から大
梁に伝達されるだけであり、柱間隔は大梁の耐力によっ
て設定されている。(特開平10−54103号公報参
照)又、図9に示す例のように、上床版23の下面をア
ーチ状上床版下層部23aの型枠によってアーチ状に構
成して、橋脚26、26間に直接渡している上床版23
のようなコンクリート構造物も提案されている。(特開
平10−159335号公報参照) しかして、本提案は上床版23の施工において型枠やこ
れを支持するための支保工の施工を不要にすることを目
的にしているものであり、上載荷重の支持形態やこれと
橋脚の間隔を考慮しているものでない。
【0006】以上の例示等から明らかなように、最近の
建築物において指向されている大空間の形成に対して
は、床荷重を受ける床版は大梁で支持することを基本に
しながらプレストレスの導入や床版自体のアーチ形状化
を対応策としており、柱の設置本数を減じた大スパン床
版に関する根本的な解決策には至っていないのが実情で
あった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の状況
に鑑みてその解決のために提案するものであり、床版自
体を等厚にして小梁を廃止すると共に、床荷重を柱に直
接伝達できるようにすることで、柱間隔を拡大すること
ができる大スパン床版を提供している。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明で
ある大スパン床版は、大梁で結合され等厚に形成される
床スラブの四隅に配置する柱と床スラブの中央下部に埋
設されて配置される多角形の梁及び床スラブに交差する
方向に対峙して位置する柱と多角形の梁との間をアーチ
状に結合して配置されるアーチ部材から構成されてお
り、床スラブの剛性と耐力を増大すると共に床荷重をア
ーチ部材の圧縮軸力として柱に直接伝達することで柱間
隔を拡大している。
【0009】請求項2に記載の発明である大スパン床版
は、請求項1に記載の大スパン床版において、多角形の
梁を四隅に配置する柱間を結合する大梁と平行な辺から
成る正方形に構成して角部にアーチ部材を結合すること
を特徴としており、上記機能に加えて、基本グリットを
構成して床構造を簡潔にしている。
【0010】請求項3に記載の発明である大スパン床版
は、請求項1又は2に記載の大スパン床版において、ア
ーチ部材が床スラブの下方に設備、配管の配置空間を形
成することを特徴としており、配置空間を活用して床内
の設備や配管を自由に配置できる。
【0011】請求項4に記載の発明である大スパン床版
は、請求項1乃至3のいずれかに記載の大スパン床版に
おいて、アーチ部材が床スラブの上部周辺に窪み用の所
定厚さを形成することを特徴としており、住居系の床に
おいて水廻りゾーンの床レベルを自由に下げることがで
きる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明による大スパン床版は、基
本的に、大梁で結合され等厚に形成される床スラブの四
隅に配置する柱と床スラブの中央下部に埋設されて配置
される多角形の梁及び床スラブに交差する方向に対峙し
て位置する柱と多角形の梁との間をアーチ状に結合して
配置されるアーチ部材から構成されており、多角形の梁
を四隅に配置する柱間を結合する大梁と平行な辺から成
る正方形に構成して角部にアーチ部材を結合することを
特徴にしている。以下に、本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。
【0013】図1、2は、本発明による大スパン床版を
基本的に示す実施の形態図であり、図1は大スパン床版
の縦断面図、図2は図1における(2)−(2)矢視の
平断面図である。
【0014】本実施の形態における大スパン床版1は、
等厚に形成される床スラブ2の四隅に各柱3を配置し、
各柱3の間に大梁4を配置することで単位グリッド5と
して形成されている。
【0015】床スラブ2は、等厚に形成されて周辺端部
は大梁4と結合しており、中央下部には各大梁4と類似
状に形成された正方形の梁6が部分的に埋設されて配置
されると共に、各柱3と正方形の梁6の角部7との間に
大梁に対して45°の角度でアーチ部材8を配置して両
端部をそれぞれに結合している。
【0016】正方形の梁6とアーチ部材8との結合形態
は、対峙する柱3、3との間に2方向に亘って床スラブ
2の中央部を頂点にしたアーチ状態を形成しており、こ
のアーチ効果によって、床スラブ2の剛性と耐力を増大
させて床全体のコンクリートクリープによる撓みを低減
している。
【0017】又、床荷重のほとんどは、アーチ効果によ
って柱3に直接伝達されており、床スラブ2の大梁4に
対する負担を低減させて、小さい床厚でありながら2方
向に大スパンの床版を構築して柱3の本数を削減して大
空間を構成している。
【0018】さらに、アーチ部材8の露出された部分9
は、床スラブ2の下部にアーチとしてそのままに残すこ
とで意匠的にも充分に対応できている。
【0019】次ぎに、本発明による大スパン床版のアー
チ効果について検証する。図3は、アーチ効果の理論的
検証をするための構造模擬図であり、柱のスパンL=1
0m、アーチ高さh=20cmにして、ライズ比(h/
L)0.02に設定した場合における柱間のスパン中央
における撓み(δ0)と応力(σ/ft)を算定してい
る。尚、図においてWは床荷重であり、Kは床スラブに
おける周辺架構の剛性である。
【0020】図4(a)は、柱との結合をピン接合にし
た場合のスパン中央における撓み(δ0)の算定結果で
あり、h/L=0の場合に対するライズ比における撓み
値を表示しており、ライズ比(h/L)0.02におけ
る撓み(δ0)は0.52になることを現している。
【0021】同様に、図4(b)は、柱との結合をピン
接合にした場合のスパン中央における応力(σ/ft
の算定結果であり、ライズ比(h/L)0.02におい
て応力(σ/ft)は0.70を示している。
【0022】以上の検証で明らかなように、本発明によ
る大スパン床版は、ライズ比(h/L)を0.02に設
定した場合に、柱間のスパン中央における撓みを基準値
(h/L)=0の場合の半分前後に抑制できると共に、
その際の応力に関しても大梁の上フランジにおける圧縮
応力度が長期許容応力度の70%に収まるようにしてい
るので、上述の形態によって所期の目的を充分に達成で
きるものである。
【0023】尚、上記実施の形態では、床スラブの中央
下部に埋設して配置する梁の形状を、各大梁4と類似状
に形成された正方形の形態として説明したが、梁の形態
はこれに限定されるものでなく、アーチ部材との結合に
おいて床スラブの中央部を頂点にしたアーチ状態を形成
できる形状である範囲において、円形も含めた他の多角
形についても周辺形状との関連においてこれを選択でき
るものである。
【0024】上述したように、本発明による大スパン床
版は、単位グリッドとして形成することが容易であるこ
とから、床の形状をこれらの単位グリッドの組み合わせ
として形成することが可能である。
【0025】即ち、図5に示す床の部分平面図のよう
に、複数の単位グリッド5を適宜に組み合わせることに
よって、所望の床を随意に形成することが可能であるこ
とから、本発明による大スパン床版は、床面の設計や施
工工程を単位グリッド5の組み合わせという観点から、
容易に設定することが可能になるという優位性も備えて
いる。
【0026】又、本発明による大スパン床版は、アーチ
部材が床スラブの下方に設備、配管の配置空間を形成す
ることによって、これらの配置空間を活用することで床
内の設備や配管を自由に配置できるメリットも発揮でき
るものである。
【0027】本発明による大スパン床版は、図6の縦断
面図に示す他の実施形態のように、等厚に形成された床
スラブ2は、中央下部に各大梁と類似状に形成された正
方形の梁6が部分的に埋設されて配置され、各柱3と正
方形の梁6との間にアーチ部材8を配置して、対峙する
柱3、3との間に2方向に亘って床スラブ2の中央部を
頂点にしたアーチ状態を形成している。
【0028】このようなアーチ状態の形成は、床スラブ
2の中央下部と天井レベル10との間に活用に有効な空
間11を形成することから、この空間11に配管等の設
備12を配置することで、従来のように小梁や床スラブ
を特別に加工する必要がなく、設備類の配置を効率よく
施工できるものである。
【0029】さらに、本発明による大スパン床版は、ア
ーチ部材が床スラブの上部周辺に窪み用の所定厚さを形
成することによって、住居系の床において水廻りゾーン
の床レベルを自由に下げることができるメリットも発揮
している。
【0030】これらの実施の形態は、図7の縦断面図が
示すように床スラブ15の上部周辺に、厚い床スラブ1
6を形成している。
【0031】本実施の形態における床スラブ15は、そ
の中央下部に各大梁と類似状に形成された正方形の梁6
を部分的に埋設させて配置され、各柱3と正方形の梁6
との間にアーチ部材8を配置することで、対峙する柱
3、3との間に2方向に亘って床スラブ15の中央部を
頂点にしたアーチ状態を形成している。
【0032】形成されるアーチ状態に在っては、床スラ
ブ15の周辺下部にアーチ部材8が配置されることか
ら、アーチ部材8の上面に床スラブ15の中央部に構築
されている所定厚の基準スラブ部17よりも深い空隙が
確保されることから、厚い床スラブ16を構築すること
ができる。
【0033】これによって、この厚い床スラブ16が形
成されている床スラブ15の周辺には、住居系の床に求
められる水廻りゾーンのような窪み18を自由に形成す
ることができる。
【0034】従って、上記実施の形態で説明した床スラ
ブの中央下部と天井レベルとの間に形成される空間11
に配管等の設備12を配置することと、床スラブ15の
周辺に形成する窪み18を同時に施工することによっ
て、建築物の構築を効率良く簡潔に纏めることができ
る。
【0035】以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細
に説明してきたが、本発明による大スパン床版は、上記
実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の趣旨
を逸脱しない範囲において出願前に公知のものと変換す
ることによって種々の変更が可能であることは当然であ
る。
【0036】
【発明の効果】請求項1に記載の発明である大スパン床
版は、大梁で結合され等厚に形成される床スラブの四隅
に配置する柱と床スラブの中央下部に埋設されて配置さ
れる多角形の梁及び床スラブに交差する方向に対峙して
位置する柱と多角形の梁との間をアーチ状に結合して配
置されるアーチ部材から構成されているので、以下の効
果を発揮している。
【0037】 床スラブの剛性と耐力を増大できるの
で柱間隔を拡大できる。 床全体のコンクリートクリープによる撓みを低減で
きる。
【0038】 床荷重をアーチ部材の圧縮軸力として
柱に直接伝達できる。 床荷重に対する大梁の負担を低減できる。
【0039】 アーチ部材を残すことで意匠効果を発
揮する。 請求項2に記載の発明である大スパン床版は、請求項1
に記載の大スパン床版において、多角形の梁を四隅に配
置する柱間を結合する大梁と平行な辺から成る正方形に
構成して角部にアーチ部材を結合することを特徴として
おり、上記効果に加えて、基本グリットを構成して床構
造を簡潔にする効果を発揮している。
【0040】請求項3に記載の発明である大スパン床版
は、請求項1又は2に記載の大スパン床版において、ア
ーチ部材が床スラブの下方に設備、配管の配置空間を形
成することを特徴としているので、上記効果に加えて、
配置空間を活用して床内の設備や配管を自由に配置でき
る効果を発揮している。
【0041】請求項4に記載の発明である大スパン床版
は、請求項1乃至3のいずれかに記載の大スパン床版に
おいて、アーチ部材が床スラブの上部周辺に窪み用の所
定厚さを形成することを特徴としているので、上記効果
に加えて、住居系の床において水廻りゾーンの床レベル
を自由に下げることができる効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【 図1】本発明による大スパン床版の縦断面図
【図2】図1における(2)−(2)矢視の平断面図
【 図3】アーチ効果を理論的に検証する構造模擬図
【 図4】アーチ効果を理論的に検証した算定結果
【 図5】本発明による大スパン床版を用いた部分平面
【 図6】本発明による大スパン床版における他の実施
の形態図
【 図7】本発明による大スパン床版における他の実施
の形態図
【 図8】従来の高剛性床の縦断面図
【 図9】従来のアーチ型橋脚の縦断面図
【符号の説明】
1 大スパン床版、 2 床スラブ、 3 柱、 4
大梁、5 単位グリッド、 6 梁、 7 角部、 8
アーチ部材、9 露出部分、 10 天井レベル、
11 空間、 12 設備、15 床スラブ、 16
厚い床スラブ、 17 基準スラブ、18 窪み、 2
1 大梁、 22 デッキプレート、 23 上床版、
23a アーチ状上床版下層部、 24 アーチ型鉄筋
ユニット、25 床、 26 橋脚、

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 大梁で結合され等厚に形成される床スラ
    ブの四隅に配置される柱、該床スラブの中央下部に埋設
    されて配置される多角形の梁及び該床スラブに交差する
    方向に対峙して位置する柱と多角形の梁との間をアーチ
    状に結合して配置されるアーチ部材から構成される大ス
    パン床版。
  2. 【請求項2】 多角形の梁が、四隅に配置する柱間を結
    合する大梁と平行な辺から成る正方形に構成され、角部
    にアーチ部材を結合することを特徴とする請求項1に記
    載の大スパン床版。
  3. 【請求項3】 アーチ部材が、床スラブの下方に設備、
    配管の配置空間を形成することを特徴とする請求項1又
    は2に記載の大スパン床版。
  4. 【請求項4】 アーチ部材が、床スラブの上部周辺に窪
    み用の所定厚さを形成することを特徴とする請求項1乃
    至3のいずれかに記載の大スパン床版。
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