JP2005232851A - 床用ＰＣａ板、ハイブリット床構造および建物の構築工法 - Google Patents

Abstract

【課題】 床スラブの軽量化、床スラブの剛性向上、さらには工期短縮、コスト削減等を可能にした床用ＰＣａ板、ハイブリット床構造およびその施工方法を提供する。
【解決手段】 所定間隔をおいて配置された複数の鉄骨梁１，１間に複数の床用ＰＣａ板２を鉄骨梁１の軸方向に所定間隔おきに架け渡す。床用ＰＣａ板２，２間に複数の床用鋼板３を鉄骨梁１の軸直角方向に互いに隣接して架け渡す。床用鋼板３の上に複数の補強筋４と定着筋７をそれぞれ配筋し、かつコンクリート５を打設する。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、床用プレキャストコンクリート（以下「ＰＣａ」という）板、床用ＰＣａ板と床用鋼板とからなるハイブリット床構造および建物の構築工法に関するものである。

ＰＣａ板を利用した床構造として、所定間隔おいて配置された梁と梁との間にコンクリート型枠として複数のＰＣａ板を敷設し、その上に補強筋を配筋し、コンクリートを打設して構成した床構造が広く実施されている（特許文献１）。

この構造は現場施工の省力化等が図れる上にケーブル類や配管器具類を床に埋め込むことができ、さらに床を地震力伝達に有効に働かせることができるとともに、ＰＣａ板とその上側の鉄筋コンクリートとの合成効果を発揮できる等のメリットがある。
特開平５−３１１７９３号公報

しかし、積載荷重を受ける通常の床は、そのスパンが３〜４ｍを越えると強度および剛性を確保するために厚みを相当増す必要があり、結果的に建物の重量が増し、耐震部材や基礎を設計する上で建設コスト等の観点から問題があった。

このような問題に対し、ＰＣａ板は空洞やリブを設ける等の方法によって軽量化が図られているが、軽量化には自ずと限界があり、輸送や現場での吊り上げ等にも少なからぬ費用と労力を要した。また、床スラブ全体をＰＣａ板とした場合、板と板との接合部(目地部)の剛性確保が非常に困難であった。

さらに、型枠として波形鋼鈑を用い、その上にコンクリートを打設して床スラブ全体を構築する方法も知られているが、スパンが大きくなると(３．５ｍを超える場合)、小梁またはコンクリートが硬化するまで支保工を必要とする等の問題がある。

本願発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、建物の軽量化、現場施工の省力化等を可能にした床用ＰＣａ板、床用ＰＣａ板と床用鋼鈑とからなるハイブリット床構造および建物の構築工法を提供する。

請求項１記載の床用ＰＣａ板は、矩形板状に形成され、対向する両縁端部に下方に突出する補強リブが連続して形成され、かつ当該補強リブの下面部に補強鋼材が補強リブの軸方向に連続して取り付けられてなることを特徴とするものである。

本願発明は、特に対向する両側の縁端部に梁に相当する補強リブが連続して設けられ、かつ当該補強リブの下面部に補強鋼材が補強リブの軸方向に連続して設けられていることで、板厚の割には曲げ強度および曲げ剛性が非常に大きく、したがって３〜４ｍを超える大スパンの床にも対応でき、振動および撓みともに小さい床を構築することができる。また、補強リブの成(高さ)および／または補強鋼材の板厚を適当に増減することで曲げ強度を自由に設計することができる。

なお、この場合の補強鋼材としては、例えばＴ形鋼または上面側にスタッドが突設された帯鋼などを用いることができ、前者のＴ形鋼を用いる場合、フランジ部を補強リブの下面に沿わせ、ウェブ部を補強リブのコンクリート内にアンカー部として埋設して取り付ければよく、また後者のスタッド付き帯鋼を用い場合は、帯鋼を補強リブの下面に沿わせ、スタッドを補強リブのコンクリート内にアンカー部として埋設して取り付ければよい。

また特にＴ形鋼の場合、ウェブ部に貫通孔を設けることにより補強リブの配筋がしやすくなる上にコンクリートとの一体化を高めることができる。また、スタッド付き帯鋼の場合にも、スタッドを複数列(例えば２列)に設置することによりコンクリートとの一体化を高めることができる。

請求項２記載の床用ＰＣａ板は、請求項１記載の床用ＰＣａ板において、縁端部にコッターが形成されてなることを特徴とするものである。本願発明は特に、床用ＰＣａ板の縁端部にコッタ−が設けられていることで、特に梁の上に互いに隣接して敷設された床用ＰＣａ板と床用ＰＣａとの間(目地部)にコンクリートを打設することにより、隣接する床用ＰＣａ板どうしを一体的に接合することができる。

請求項３記載の床用ＰＣａ板は、請求項１または２記載の床用ＰＣａ板において、縁端部に定着筋が突設されてなることを特徴とするものである。本願発明は特に、床用ＰＣａ板の縁端部に定着筋が突設されていることで、請求項２記載の床用ＰＣａ板と同様に目地部にコンクリートを打設することにより、隣接する床用ＰＣａ板どうしを一体的に接合することができる。

なお、この場合の定着筋をループ状に突設すれば、例えば梁の上に突設されたスタッドに巻き掛けたり、あるいは床用ＰＣａ板の周囲に配筋された床補強筋の端部を巻き掛けるだけで簡単に定着することができる。

請求項４記載のハイブリット床構造は、所定間隔をおいて配置された複数の梁間に複数の床用ＰＣａ板を前記梁の軸方向に所定間隔をおいて架け渡し、当該床用ＰＣａ板間に複数の床用鋼板を前記梁の軸直角方向に互いに隣接して架け渡し、かつ当該床用鋼板の上に補強筋を配筋し、コンクリートを打設してなることを特徴とするものである。

本願発明は特に、床用ＰＣａ板と床用鋼板とからなるハイブリット構造とすることで、スラブ全体をＰＣａ板構造またはＲＣ構造とするより、床スラブの軽量化、床スラブの剛性向上、さらには工期短縮、コスト削減等を図ることができる。

なお、この場合の床用ＰＣａ板としてハーフＰＣａ板を用いることができ、また、床用鋼板として波形鋼板(いわゆるデッキプレートのことで、波形断面に形成された山形デッキプレート、下面側にリブが突設され、上面側が平坦に形成されたフラットデッキのいずれも含む)を用いることができる。

なお、ハーフＰＣａ板を用いるときはハーフＰＣａ板と床用鋼板の上にコンクリートを連続して打設することにより床全体を一体化構造とすることができる。また、床用鋼鈑として上面がフラットに形成された波形鋼板を用いることにより、床面での作業の安全性が図れる上に定着筋や補強筋などの配筋等の作業性を著しく高めることができる。

また、床用鋼鈑は構造材とみなすことができ、特に床用ＰＣａ板の設置間隔が小さい場合、補強筋は省略することもできる。さらに補強筋としてメッシュ筋を配筋することにより配筋作業の大幅な省力化を図ることができる。

請求項５記載の建物の構築工法は、各階が柱梁軸組と床スラブとからなる複数階を１節分として、１節分ずつ積層しながら構築する建物の構築工法において、前記床スラブを所定間隔おきに配置された複数の各梁間に、請求項１，２または３記載の床用ＰＣａ板を前記梁の軸方向に所定間隔おきに架け渡し、当該床用ＰＣａ板間に複数の床用鋼板を前記梁の軸直角方向に互いに隣接して架け渡し、かつ当該床用鋼板の上に補強筋を配筋し、コンクリートを打設することを特徴とするものである。

本願発明は、特に１節分の最上階の床スラブを最初に施工し、続いて最上階より下の階の床スラブを施工することにより、最上階の床スラブを全天候型の仮設屋根として利用することができ、また、最上階の床スラブをこれより上に新たに構築される１節分の作業足場として利用することができるため、建物の全階を天候に左右されることなく、きわめて効率的に構築することができる。

本願発明に係る床用ＰＣａ板は、特に対向する両側の縁端部に梁に相当する補強リブが連続して設けられ、かつ当該補強リブの下面部に補強鋼材が補強リブの軸方向に連続して設けられていることで、板厚の割には曲げ強度および曲げ剛性が非常に大きく、したがって３〜４ｍを超える大スパンの床にも対応でき、振動および撓みともに小さい床を構築することができる等の効果がある。

また、本願発明に係るハイブリット床構造は、所定間隔をおいて配置された梁と梁との間に請求項１、２または３記載の床用ＰＣａ板を前記梁の軸方向に所定間隔おきに架け渡し、当該床用ＰＣａ板間に複数の波形鋼板を前記梁の軸直角方向に互いに隣接して架け渡し、当該波形鋼板の上に補強筋を配筋し、かつコンクリートを打設することにより床が構成されているので、スラブ全体を床用ＰＣａ板構造またはＲＣ構造とするよりは、床スラブの軽量化、床スラブの剛性向上、さらには効率的施工、工期短縮、コスト削減等を図ることができる等の効果がある。

図１，２は、本願発明の一例を示し、図において、所定間隔をおいて平行に配置された鉄骨梁１，１間に複数の床用ＰＣａ板２が鉄骨梁１の軸方向に所定間隔をおいて架け渡され、各床用ＰＣａ板２，２間に複数の床用鋼板３が鉄骨梁１の軸直角方向、すなわち床用ＰＣａ板２の軸方向に互いに隣接して架け渡されている。

また、床用鋼板３の上に補強筋４が配筋され、かつコンクリート５が打設され、こうして複数の床用ＰＣａ板２と床用鋼板３とからなるハイブリット床が構築されている。

床用ＰＣａ板２は鉄骨梁１の軸直角方向に長い矩形板状に形成され、その両側部に床用鋼板３の端部を載せるための受け部２ａ，２ａと梁に相当する補強リブ２ｂ，２ｂが鉄骨梁１の軸直角方向、すなわち床用ＰＣａ板２の軸方向に連続して形成されている。受け部２ａは段形に形成され、補強リブ２ｂは床用ＰＣａ板２の真下に断面ほぼ台形状に突設されている。

また、床用ＰＣａ板２の幅方向の両側部と軸方向の両端部に凹凸状のコッター２ｃがそれぞれ連続して形成され、また床用ＰＣａ板２の両側部と軸方向の両端部にループ状の定着筋２ｄと２ｅがそれぞれ所定間隔おきに突設され、軸方向の両端部に突設された定着筋２ｅは鉄骨梁１の上に突設されたスタッド１ａに巻き架けられている。

また、補強リブ２ｂの下面部に補強鋼材６が補強リブ２ｂの軸方向に連続して取り付けられている。補強鋼材６にはＴ形鋼またはスタッド付き帯鋼が用いられ、Ｔ形鋼からなる補強鋼材６の場合、フランジ部６ａを補強リブ２ｂの下面に沿わせ、ウェブ部６ｂをアンカー部材として補強リブ２ｂのコンクリート内に埋設して取り付けられ、一方、スタッド付き帯鋼からなる補強鋼材６の場合、補強リブ２ｂの下面に沿わせ、スタッド６ｃをアンカー部材として補強リブ２ｂのコンクリート内に埋設して取り付けられている。

なお床用ＰＣａ板２は、断面内に鉄骨梁１の軸直角方向に連通する複数の空洞部(図省略)を並列に設けることで軽量化を図ることができる。

床用鋼板３には波形鋼板(いわゆる「デッキプレート」)が用いられ、軸方向の両端部に波形のない平板状の係止部３ａ(図３(ｂ)参照)、または上面側が先端方向に徐々に薄くなるように形成された係止部３ａ(図３(ｃ)参照)が形成されている。

また、各床用鋼板３は床用ＰＣａ板２，２間に架け渡され、両端の係止部３ａ，３ａが床用ＰＣａ板２，２の受け部２ａ，２ａの上に載置され、かつ係止部３ａ，３ａは受け部２ａ，２ａに固定されている。

補強筋４は床用鋼板３の上に格子状に配筋され、特に床用鋼板３の軸方向の両端部には定着筋７が配筋されている。定着筋７は床用ＰＣａ板２の側部に突設されたループ状の定着筋２ｄに一端側を巻き架け、床用鋼板３の上に延在されている。なお、この場合の補強筋４および定着筋７としては丸鋼または異形棒鋼が用いられ、また補強筋４として特にメッシュ筋を用いることにより配筋作業の簡略化を図ることができる。

そして、床用鋼板３の上および鉄骨梁１の上で互いに隣接する床用ＰＣａ板２，２
の端部間(目地部)８にコンクリート５が打設されている。コンクリート５は床用ＰＣａ板２と面一となるように打設されている。

設計方法としては、例えば床用ＰＣａ板２からなる床部分と床用鋼鈑３からなる床部分とが一体をなす一枚のＲＣスラブとみなし、ＲＣスラブの設計方法に基づいて応力計算と断面設計することができる。

その際、床用鋼板３を構造材とみなすことができ、また床用ＰＣａ板２，２間の設置間隔が特に小さい場合、補強筋４を省略することもできる。また、床用ＰＣａ板２として床用ハーフＰＣａ板を用いることができ、この場合、床用ハーフＰＣａ板および床用鋼板の上にコンクリート５を連続して打設する。

図３は、本願発明の変形例を示し、特に床用ＰＣａ板２の両側部にループ状の定着筋を突設する代わりにインサートナット９が所定間隔おきに埋設され、定着筋７の一端側はインサートナット９に螺合することにより定着されている。その他の構成は図１，２で説明した構成とほぼ同じである。

図４と図５は、各階の床スラブが上記した床用ＰＣａ板と床用鋼板とからなるハイブリット構造の床からなる鉄骨建物の構築工法の一例を示し、以下その施工手順を説明する。

(1) 最初に、鉄骨柱１０を所定間隔おきに建て付ける（図４（ａ）参照）。この場合の各鉄骨柱１０は複数階分（実施例では３階分）を１節分とし、この１節分を一部材として連続して形成する。

(2) 次に、各鉄骨柱１０，１０間に１階〜３階の各階の鉄骨梁１を架け渡し、かつ各階の鉄骨梁１，１間に床用ＰＣａ板２を所定間隔おきに架け渡す。この場合、各床用ＰＣａ板２の設置間隔は床用ＰＣａ板２の剛性、床面積などを勘案して決定し、また各床用ＰＣａ板２の端部は鉄骨梁１に締結ボルト（図省略）等によって固定する。

(3) 次に、各階に床用鋼板３をクレーン（図省略）等によって荷揚げする。この場合、各階の床用鋼板３は複数枚を積層して各床用ＰＣａ板２，２間に一カ所ないし数カ所にまとめて仮り置きする（図４（ｃ）〜（ｄ）参照）。

(4) 次に、最上階（３階）の各床用ＰＣａ板２，２間に床用鋼板３を一枚一枚、鉄骨梁１の軸直角方向に互いに隣接させて架け渡し（図５（ａ）参照）、各床用鋼板３の係止部３ａ，３ａを床用ＰＣａ板２の受け部２ａに固定する。
また、床用鋼板３の上に補強筋４、定着筋７をそれぞれ配筋し、かつ必要な設備配管（図省略）とケーブル類（図省略）をそれぞれ設置し、そしてコンクリート５を打設する。

(5) こうして、最上階（３階）の床スラブの施工が完了したら、これより下の１階と２階の床スラブを、最上階（３階）の床スラブの施工手順に従ってそれぞれ施工する。これにより１節分の鉄骨組立と床スラブの施工を完了する。
なお、１，２階の施工に際し、最上階（３階）の床スラブを全天候型の仮設屋根として利用することにより、１，２階の床スラブの施工を風雨に左右されることなく行うことができる。

(6) 次に、１節分の各鉄骨梁１，１の上に２節分の鉄骨柱１０Ａをそれぞれ建て付け、この鉄骨柱１０Ａ，１０Ａ間に４〜６階の各階の鉄骨梁１Ａをそれぞれ架け渡して２節分の鉄骨軸組を組み立てる。

また、１節分の施工手順に従って、各階の鉄骨梁１Ａ，１Ａ間に床用ＰＣａ板２を架け渡し、この床用ＰＣａ板２，２間に各階の床用鋼板３を敷設し、さらに各階の床用鋼板３の上に補強筋４と定着筋７とをそれぞれ配筋し、そしてコンクリート５を打設することにより、最上階（６階）の床スラブを施工し、続いて４階と５階の床スラブをそれぞれ施工する。これにより２節分の鉄骨組立と床スラブの施工を完了する。

この場合、１節分の最上階（３階）の床スラブを作業足場として利用することができる。また、１節分の１，２階の床スラブの施工と並行して２節分の施工を行うことができるため、効率的施工および安全施工が図れる。

以下、同じ施工手順に従って、３節分、４節分と各階の鉄骨組立と床スラブの施工を行って建物の全階を構築する。

本願発明は、特に床スラブの剛性向上、軽量化、さらには現場施工の省力化等を図ることができる。

（ａ）は床用ＰＣａ板と床用鋼板を敷設した状態を示す平面図、（ｂ）はその一部拡大平面図、（ｃ），（ｄ）は床用ＰＣａ板の一部斜視図である。 （ａ）は床用ＰＣａ板と床用鋼板を敷設した状態を示す一部斜視図、（ｂ）は（ａ）に おけるイ部拡大縦断面図，（ｃ）は平面図である。 （ａ）は床用ＰＣａ板と床用鋼板を敷設した状態を示す一部斜視図、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）におけるイ部拡大縦断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は本願発明に係る建物の構築工法の施工手順を示す一部側面図である。 （ａ）〜（ｄ）は本願発明に係る建物の構築工法の施工手順を示す一部側面図である。

符号の説明

１ 鉄骨梁
１Ａ 鉄骨梁
２ 床用ＰＣａ板
２ａ 受け部
２ｂ 補強リブ
２ｃ コッター
２ｄ 床用ＰＣａ板の両側部に突設された定着筋
２ｅ 床用ＰＣａ板の両端部に突設された定着筋
３ 床用鋼板
３ａ 係止部
４ 補強筋
５ コンクリート
６ 補強鋼材
６ａ フランジ部
６ｂ ウェブ部
６ｃ スタッド
７ 定着筋
８ 目地部
９ インサートナット
１０ 鉄骨柱
10Ａ 鉄骨柱

Claims (5)

1. 矩形板状に形成され、対向する両縁端部に下方に突出する補強リブが連続して形成され、かつ当該補強リブの下面部に補強鋼材が補強リブの軸方向に連続して取り付けられてなることを特徴とする床用ＰＣａ板。
2. 縁端部にコッターが形成されてなることを特徴とする請求項１記載の床用ＰＣａ板。
3. 縁端部に定着筋が突設されてなることを特徴とする請求項１または２記載の床用ＰＣａ板。
4. 所定間隔をおいて配置された複数の梁と梁との間に請求項１、２または３記載の床用ＰＣａ板を前記梁の軸方向に所定間隔おきに架け渡し、当該床用ＰＣａ板間に複数の床用鋼板を前記梁の軸直角方向に互いに隣接して架け渡し、当該床用鋼板の上に補強筋を配筋し、かつコンクリートを打設してなることを特徴とするハイブリット床構造。
5. 各階が柱梁軸組と床スラブとからなる複数階を１節分として１節分ずつ積層しながら構築する建物の構築工法において、前記床スラブを所定間隔おきに配置された梁と梁との間に、請求項１、２または３記載の床用ＰＣａ板を前記梁の軸方向に所定間隔おきに架け渡し、当該床用ＰＣａ板間に複数の床用鋼板を前記梁の軸直角方向に互いに隣接して架け渡し、当該床用鋼板の上に補強筋を配筋し、かつコンクリートを打設することを特徴とする建物の構築工法。
   
   
   
   
   
   
   
   

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