JP2004176309A - ボイドユニット及びそれを用いた中空コンクリート版 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストのボイドユニットと、それを用いた施工性、剛性、遮音性、断熱性に優れた中空コンクリート版。
【解決手段】平行に配置した格子状部材２ａと格子状部材２ｂとの間に、複数の軽量球体３を挟持した状態で縦横に整然と配置したボイドユニット。格子状部材は、軽量球体が通過できない格子間隔を有し、軽量球体の直径よりやや狭い間隔で平行に配置され、巾止部材４で結合されたものがよい。また、前記のボイドユニットと、ボイドユニットの両側又は片側に配置された構造用部材と、これらを一体的に被覆したコンクリート材とからなる中空コンクリート版。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイドユニット及びそれを用いた中空コンクリート版に関し、更に詳しくは、製作が容易で低コストのボイドユニット、及びボイドユニットを用いた施工性、剛性、遮音性、断熱性の優れた中空コンクリート版に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平９−２５０１９６号公報
【特許文献２】特開平９−１８４２３６号公報
【特許文献３】特開平１０−１４０６９７号公報
【０００３】
建築物の高層化や広い居室空間の確保のため、コンクリート床スラブの厚さを増して強度を上げたり、軽量化や遮音性改善のため、スラブ内部に埋設物を埋設する中空スラブ工法が種々実用化されている。このような埋設物として、ワインディングパイプに代表される中空管やキーストンプレートを折り曲げ加工した箱型加工品、耐水段ボール、発泡プラスチック成形品などが用いられている。
【０００４】
特許文献１には、型枠内に格子状に配筋された上端筋と下端筋によって碁盤目状に仕切られた小空間に軽量体を多数配置し、コンクリートを打設する二方向性スラブ工法が提案されている。この二方向性スラブ工法は、軽量体としてサイコロ状、円柱状、提灯状のプラスチック発泡体などを用い、格子状に規則正しく形成された小空間に軽量体を埋め込み、直交する二方向にＩ型梁が連接した断面形状を有する二方向性中空スラブを形成するものである。しかしながら、この工法は、軽量体や補助筋等のボイド資材を施工現場に搬入し、位置決め、アンカーやスペーサー等の補助部材の取付け、下補助筋の配筋、軽量材の配置、上補助筋の配筋が必要であり、施工にかなりの工数を必要としていた。また、サイコロ状軽量体は、これを所定位置に固定するため、補助筋と嵌合するように頂面に突起、下面に溝が形成されており、上下左右の方向性を有する。そのため、施工時には軽量体をこの方向性に合わせて正確に配置する必要があり、施工手間がかかるうえに、軽量体の製作費用が高いという問題があった。
【０００５】
本出願人は、前記サイコロ状軽量体に代えて、球状の中実体又は中空体（軽量球体）を用いる平面格子中空コンクリートスラブを特願２００２−２４９３７８号として提案した。この軽量球体は方向性がないので、格子状に配筋された上端筋と下端筋によって碁盤目状に仕切られた小空間に落とし込むだけでよく、施工手間とコストの低減を達成した。この中空コンクリートスラブは、床スラブ用に開発されたものであって、垂直方向に軽量球体を配置しなければならない壁施工にそのまま応用することが困難である。
【０００６】
一方、壁パネルの軽量化や断熱性能向上を目的として、特許文献２には、溝形鋼で形成した枠体の内側に鋼管で形成した格子状補強部材を固定し、この鋼管の内側空間と鋼管同志で区画される空間に各々断熱材を充填し、その両面にメッシュ筋を取付け、これをコンクリートで被覆した建築用パネルが提案されている。特許文献３には、断熱材が充填された構造用中空鋼材により格子状に形成された枠体と、この枠体の表裏面にメッシュ筋を配置し、これらをコンクリートで一体的に被覆したプレキャストコンクリートパネルが提案されている。しかしながら、これらのパネルは、断熱材や構造部材がパネル全面にわたって配置され、パネル周縁のみがコンクリート被覆された構造としているので、パネルに強度や剛性をもたせるには、溝形鋼、鋼管、中空鋼材など鉄筋に比べて高価な材料の使用を余儀なくされている。また、断熱材充填にも手間がかかり、製作コストが高いという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、従来の中空コンクリート版の問題点を解消し、施工が容易で、剛性、遮音性、断熱性に優れた中空コンクリート版と、その施工に用いる低コストのボイドユニットを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、あらかじめ軽量球体を組み込んだボイドユニットを用いて中空コンクリート版を製作することにより、前記課題を解決できることを見いだし、本発明に到達した。
【０００９】
すなわち、本発明は、平行に配置した格子状部材と格子状部材との間に、複数の軽量球体を挟持した状態で縦横に整然と配置してなるボイドユニットである。
本発明のボイドユニットにおいて、格子状部材は、軽量球体が通過できない格子間隔を有し、軽量球体の直径よりやや狭い間隔で平行に配置され、かつ巾止部材で結合されたものがよく、金属製又はプラスチック製であるものがよい。また、軽量球体は、発泡プラスチック製中実体又はプラスチック製中空体がよく、隣接する軽量球体同志は、接触しないように配置されるか、あるいは接触するように配置されているものがよい。
【００１０】
また、本発明は、前記のボイドユニットと、ボイドユニットの両側又は片側に配置された構造用部材と、これらを一体的に被覆したコンクリート材とからなることを特徴とする中空コンクリート版である。
本発明の中空コンクリート版は、現場施工コンクリート版又はプレキャストコンクリート版であり、また壁又は床スラブであることがよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、ボイドユニット及びこれを用いた中空コンクリート版（以下「コンクリート版」ともいう）の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達せられる範囲内で各要素の置換や設計変更を含む。
【００１２】
図１は、ボイドユニットの一例を示す平面図、図２は、そのＡ−Ａ’線における垂直断面図、図３は、垂直にしたボイドユニットの斜視図である。
【００１３】
ボイドユニット１は、２枚の格子状部材２ａと２ｂがそれぞれの格子が一致するよう平行に配置され、２ａと２ｂが巾止部材４で適宜結合され、２ａと２ｂとの間に軽量球体３が挟持された状態で縦横に整然と配置されている。
【００１４】
格子状部材２ａは、鉄筋等の細長い部材を上下左右に一定間隔で直角に組み合わせ、交点を溶接したメッシュ筋などが挙げられる。格子状部材２ａの格子間隔は、軽量球体３の直径（φ）より狭いことが必要であり、φの４０〜９０％程度、好ましくは６０〜８０％程度がよい。格子間隔がφと同じか広いと、軽量球体が格子を通過してボイドユニットから逸出する。逆に、格子間隔が狭すぎると、打設時に生コンクリートが流れにくくなり、コンクリート未充填の箇所が生じるおそれがある。また、格子状部材２ａは、縦と横の格子間隔が等しい、すなわち正方形が縦と横に並んだもの（図１）でもよいし、正方形と長方形が交互に並んだものでもよい。後者でも、２ａと２ｂの格子が一致し、格子間隔が上記条件を満たすことが必要である。更に、格子状部材２ａは、図示したように、ボイドユニットの辺と平行な格子配列のものが好ましい。しかし、２ａと２ｂの格子が一致するものであれば、格子配列がボイドユニットの辺に対し４５°斜めになった格子状部材でもよい。
【００１５】
また、格子状部材２ａと２ｂの間隔は、図２に示したように、φよりやや狭い間隔とし、軽量球体３の一部が２ａ、２ｂの格子からわずかに突出するようにすることが必要である。この間隔がφと同じか広いと、コンクリート打設時に軽量球体が流され、軽量球体が偏在したコンクリート版しか得られない。
【００１６】
軽量球体３の形状は、できるだけ真球であることがよい。多少いびつであってもよいが、ラグビーボールのような楕円球や卵形は、方向性があるためボイドユニット製作時に方向を揃える必要が生ずる。軽量球体の表面は、平滑であってもよいが、軽く凹凸を設けるたり、浅い溝を設けておいたりすると、コンクリートとのなじみがよくなる。軽量球体の材質は、軽量で加工しやすいものであれば特に制限はなく、例えば発泡プラスチック製中実体やプラスチック製中空体などが挙げられる。特に、軽量で剛性のある発泡スチロール、発泡ポリエチレン等の発泡プラスチック製中実体が好適である。
【００１７】
また、軽量球体３の直径（φ）は、コンクリート版の厚さと遮音性能や断熱性能によって決めればよい。通常、Ｓ（φ１２５ｍｍ）、Ｍ（φ１５０ｍｍ）、Ｌ（φ１７５ｍｍ）、２Ｌ（φ２００ｍｍ）、３Ｌ（φ２２５ｍｍ）、４Ｌ（φ２５０ｍｍ）の６種類程度を用意すればよく、これでコンクリート版厚さ２２５ｍｍから３５０ｍｍまで対応できる。なお、本発明は上記に限定するものではなく、任意の径の軽量球体を用い、任意の厚さに対応することができる。
【００１８】
巾止部材４としては、格子状部材２ａと２ｂを結合できるものであれば特に制限はないが、針金、ひも、プラスチックバンド等の結束材で結束するとよい。その他、補強用鉄筋を適当な長さに切断し、その一端を鋭角に、他端をほぼ直角に折り曲げ加工したものや、プラスチック製係止具などを用いてもよい。
【００１９】
本発明のボイドユニットの製作方法は、例えば、格子状部材２ｂを水平に保持し、各格子の少なくとも一つおきに軽量球体３を載せ、長さ方向と幅方向に軽量球体３を整然と配置し、この上に格子状部材２ａを被せ、巾止部材４で格子状部材２ａと２ｂを適宜結合することによって簡単に製作できる。また、ボイドユニットの形状と大きさは任意であり、例えば、６００ｍｍ×１８００ｍｍ、６００ｍｍ×２０００ｍｍ、６００ｍｍ×２４００ｍｍ、９００ｍｍ×１８００ｍｍ、９００ｍｍ×２４００ｍｍなどトラック搬送可能な大きさとし、その厚さは配置する軽量球体のφによって決めればよい。
【００２０】
本発明のボイドユニットは、隣接する軽量球体同志が、接触しないように配置したもの（図１〜３）であってもよいし、あるいは接触するように配置したもの（図示せず）であってもよい。前者のボイドユニットは、格子形状が正方形の格子部材を用い、各格子の少なくとも一つおきに軽量球体３を規則正しく配置したものであり、高剛性中空コンクリート版を施工するのに適している。後者のボイドユニットは、格子形状が正方形と長方形が交互に並んだ格子部材を用い、正方形の格子に軽量球体３を配置し、隣接する長方形の格子で軽量球体３同志が接触するように構成したものであり、吸音性能や断熱性能が更に改善された中空コンクリート版を施工するのに適している。
【００２１】
本発明のボイドユニットは、格子状部材２ａ、２ｂにメッシュ筋、巾止部材４に針金を用いた金属製としてもよいが、これらの部材をプラスチック製とすることもよい。例えば、格子状部材２ａに巾止部材４となる突起を適宜設けたプラスチック成形品と、格子状部材２ｂに突起受けを設けたプラスチック成形品を用い、軽量球体３を配置したのち、突起部分で両者を一体化することによって、プラスチック製ボイドユニットを製作できる。また、格子状部材２ａ、２ｂをプラスチック成形品とし、巾止部材４として針金などで結束したものでもよい。
【００２２】
窓等の開口部を有するボイドユニットは、開口部となる箇所を切り欠いた格子状部材を用いて形成してもよいし、中空コンクリート版を施工する際に小サイズのボイドユニットを組み合わせて開口部を形成してもよい。前者は小窓、換気口、配管、配線等の比較的小さい開口部を設ける場合に適し、後者は出入口、掃き出し窓等の大開口部を設ける場合に適している。
【００２３】
本発明のボイドユニットは、方向性のない軽量球体を用いるので、格子状部材２ａ、２ｂ間に軽量球体３を挟み込むだけで能率よく製作できる。これに対し、方向性のある従来の軽量体を用いると、一個ずつ方向をそろえる必要があるため製作能率がきわめて低くなる。また、球形の軽量体は製作が容易であり、従来のサイコロ状軽量球体より製作コストも低廉である。
【００２４】
次に、本発明の中空コンクリート版について、図面を参照して説明する。
図４は、スラブ骨格の一例を示す平面図、図５は、そのＡ−Ａ’線における垂直断面図、図６は、垂直にしたスラブ骨格の斜視図である。
【００２５】
参照符号Ｓで示すスラブ骨格は、ボイドユニット１と、その表側に配置された構造用部材５ａ及び５ａと直交して配置された５ｂと、その裏側に同様に配置された構造用部材５ａ’及び５ｂ’とで形成されている。本発明のコンクリート版は、上記スラブ骨格をコンクリート材で一体的に被覆したものである。ボイドユニット１としては、前記のボイドユニットの一種又は二種以上を用いればよい。
【００２６】
構造用部材５ａ等は、通常の構造用鉄筋を用いればよいが、軽量鉄骨や角型、丸型の鋼管を用いることができる。構造用部材の配筋間隔は、コンクリート版の設計厚さによって変えることが好ましい。これは、スラブ厚さに応じて軽量球体３の大きさを変えると、スラブ剛性を維持しながら軽量化と遮音性を向上させるのに有利であることによる。なお、図示した実施形態は、ボイドユニット１の両側に構造用部材５ａ’、５ｂ’を配置した例を示したが、間仕切り壁のように強度を要求されない場合は片側だけに配置したものでもよい。
【００２７】
本発明において、コンクリート版に対する軽量球体の比率（体積比）は１０〜５０％程度が好ましい。体積比が１０％より小さいとコンクリート版が軽量化されないうえ遮音性もあまり改善されず、５０％を超えるとコンクリート版の剛性が低下する。コンクリート版の剛性と軽量化のバランスから、好ましくは１５〜３５％、より好ましくは１８〜３２％である。表１に、本発明に基づき床スラブを施工した場合の、スラブ厚さ、断面間隙（下端筋と上端筋との間隙）、軽量球体の直径（φ）、軽量球体の体積、体積比の好ましい例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２８】
【表１】

【００２９】
壁用コンクリート版を現場施工する実施形態においては、まず構造用部材５ｂを配筋し、これにボイドユニット１を取り付け、構造用部材５ａを配筋したのち型枠を組み、最後にコンクリートを打設する。また、床スラブを現場施工する実施形態においては、まず下型枠を設置し、その上に下端筋を配筋し、これにボイドユニットを取り付けたのち上端筋を配筋し、最後にコンクリートを打設する。下型枠としては、木製、プラスチック製等の型枠を使用するが、これに代えてデッキプレートを用いるデッキ工法としてもよい。
【００３０】
本発明は、上記の現場施工に限られず、プレキャストコンクリートによる壁パネルや床パネルにも実施することができる。本発明によるプレキャストコンクリート版は、ハーフＰＣ工法でもよいしフルＰＣ工法でもよい。いずれの工法も、下端筋と上端筋との間に本発明のボイドユニットを配置するだけでよく、製作工程を大幅に簡略化することが可能となった。
【００３１】
また、本発明の中空コンクリート版の施工方法として、例えば、構造用部材５ａと５ｂとの間にボイドユニット１を組み込んだスラブ骨格ユニットを工場で製作し、このスラブ骨格ユニットを現場に搬入したのち、型枠を組み、コンクリートを打設する工法も採用することができる。
【００３２】
本発明のコンクリート版は、一枚のボイドユニットで一枚のコンクリート版を施工してもよいし、広いコンクリート版や段差のあるコンクリート版などは、同一又は異なる二枚以上のボイドユニットを連結して施工してもよい。
【００３３】
本発明のコンクリート版の別の実施形態としては、ボイドユニットを複数枚重ねて用い、スラブ体積に対する軽量球体が占める体積を大きくしたコンクリート版が挙げられる。このコンクリート版は、断熱性と遮音性が更に改善される。
【００３４】
また、別の実施形態としては、より小さい軽量球体とより狭い格子状部材により製作したボイドユニットを用い、スラブ面積に対する軽量球体が占める面積を大きくしたコンクリート版が挙げられる。このコンクリート版は、大きな軽量球体を用いたコンクリート版よりも遮音性が優れている。
【００３５】
【発明の効果】
本発明のボイドユニットは、製作が容易かつ低コストであり、その形状、大きさも任意のものが製作でき、また開口部の形成も容易である。そして、ボイドをユニット化したので、工事現場への材料搬送と材料管理がきわめて楽になった。本発明の中空コンクリート版は、鉄筋や鉄骨等の構造部材に本発明に係わるボイドユニットを正確に取り付けるだけで簡単に施工できる。これによって、従来工法の複雑なボイド工事を大幅に簡略化し、熟練作業者でなくてもボイド工事を遂行でき、施工コストの低減を可能にした。
また、従来工法では、軽量材の正確な配置が困難であった壁面施工も、ボイドユニットを用いることでより正確にでき、設計どおりのスラブ強度、遮音性能、断熱性能を発揮させることができた。
更に、プレキャスト方式の壁パネルや床パネル製作も、本発明のボイドユニットを用いることによって、製作工数を減らすことが可能となった。
本発明の中空コンクリート版を建築物の外壁に用いると、遮音性と断熱性に優れているので、騒音の低下と省エネルギーに役立ち、床スラブに用いると集合住宅、ホテル、学校、倉庫、立体駐車場などで問題となる床衝撃音を著しく改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ボイドユニットを１例を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線における垂直断面図である。
【図３】垂直にしたボイドユニットの斜視図である。
【図４】スラブ骨格の一例を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ’線における垂直断面図である。
【図６】垂直にしたスラブ骨格の斜視図である。
【符号の説明】
１ ： ボイドユニット
２ａ，２ｂ： 格子状部材
３ ： 軽量球体
４ ： 巾止部材
５ａ，５ｂ： 構造用部材材
Ｓ ： スラブ骨格

Claims (9)

1. 平行に配置した格子状部材と格子状部材との間に、複数の軽量球体を挟持した状態で縦横に整然と配置してなるボイドユニット。
2. 格子状部材が、軽量球体が通過できない格子間隔を有し、軽量球体の直径よりやや狭い間隔で平行に配置され、かつ巾止部材で結合されたものである請求項１記載のボイドユニット。
3. 格子状部材が、金属製又はプラスチック製である請求項１又は２記載のボイドユニット。
4. 軽量球体が、発泡プラスチック製中実体又はプラスチック製中空体である請求項１〜３のいずれかに記載のボイドユニット。
5. 隣接する軽量球体同志が接触しないように配置されている請求項１〜４のいずれかに記載のボイドユニット。
6. 隣接する軽量球体同志が接触するように配置されている請求項１〜４のいずれかに記載のボイドユニット。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のボイドユニットと、ボイドユニットの両側又は片側に配置された構造用部材と、これらを一体的に被覆したコンクリート材とからなることを特徴とする中空コンクリート版。
8. 中空コンクリート版が、現場施工コンクリート版又はプレキャストコンクリート版である請求項７記載の中空コンクリート版。
9. 中空コンクリート版が、壁又は床スラブである請求項７又は８記載の中空コンクリート版。

Images