JP2006299571A - フルPCa床板、床の構造、フルPCa床板の製造方法 - Google Patents

フルPCa床板、床の構造、フルPCa床板の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 製造や取り扱いが容易なフルPCa床板、それによる合理的な床の構造、そのフルPCa床板の効率的な製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明のフルPCa床板1は一方向に長い矩形平板状であり、板厚内に長手方向に沿う中空部3が形成され、短手方向の両側部の上面側にせん断コッター5が形成されている。本発明の床の構造は、フルPCa床板1の短手方向についてはジョイント筋10およびジョイントコンクリート13を介してせん断力を伝達し、長手方向についてはせん断コッター5間に充填したジョイントコンクリート13により直接的にせん断力を伝達する。本発明の製造装置は、長尺ベッド上にコンクリートを連続的に流し込んでいきつつ、コッター形成用の凸部を設けた回転ベルト式の側型枠を長尺ベッドの両側部において循環駆動して、せん断コッターを同時形成しながらフルPCa床板を製造する。
【選択図】 図3

Description

本発明は鉄骨造の建物の床を構成するためのフルPCa床板、およびそのフルPCa床板によって構成される床の構造、ならびにそのフルPCa床板の製造方法に関する。
周知のように、建物における床板の合理化工法としてフルPCa床板を用いる工法が提案されている。この種の工法におけるフルPCa床板は、軽量で撓み難いものであること、梁に対するジョイントやフルPCa床板どうしのジョイントを合理的にかつ容易に行い得るものであること、簡便かつ安価に製造できるものであることが望まれ、たとえば特許文献1には角材等の木材を埋め込むことで厚肉でありながら軽量化を図ったプレキャストコンクリート版が提案されている。
特開2003−138684号公報
しかし、特許文献1に示されるプレキャストコンクリート版は、版どうしおよび梁に対する接合のために、端部に切欠部を形成してそこに鉄筋の端部を露出させておくものであることから、搬送時や施工時の取り扱いが不便であるばかりでなく、その製造は必ずしも容易ではなく、特に製造の自動化や完全機械化を図ることが困難であってコスト高とならざるを得ないものであった。
上記事情に鑑み、本発明は、取り扱いが便利であり、かつ容易にかつ安価に製造できるフルPCa床板と、それによる合理的な床の構造、ならびにそのフルPCa床板の効率的な製造方法を提供することを目的としている。
本発明のフルPCa床板は、鉄骨梁間に並べられて敷設されて建物の床を構成するプレキャストコンクリート版からなるものであって、一方向に長い矩形平板状とされ、板厚内に長手方向に沿う中空部が形成されて該中空部が長手方向両端面に開口しており、短手方向の両側部の上面側にせん断コッターが形成されていることを特徴とする。本発明のフルPCa床板においては長手方向にプレストレスを導入することが好ましい。
また、本発明の床の構造は、上記のフルPCa床板により構成されるものであって、上記のフルPCa床板の長手方向両端部を鉄骨梁により支持して該鉄骨梁間に架設することにより、該鉄骨梁間に複数のフルPCa床板を短手方向に隙間なく並べて敷設し、短手方向に隣接配置した双方のフルPCa床板の側部のせん断コッター間に、前記鉄骨梁を挟んでその両側に架設した双方のフルPCa床板の長手方向端部間に跨るようにジョイント筋を配筋し、鉄骨梁上およびフルPCa床板のせん断コッター間にジョイントコンクリートを充填して該ジョイントコンクリート中に前記ジョイント筋を埋設することにより、該ジョイントコンクリートを双方のフルPCa床板の長手方向端面に開口している開口部からその内部に食い込ませて、前記ジョイント筋および前記ジョイントコンクリートを介してフルPCa床板の端部を鉄骨梁に対して短手方向のせん断力を伝達可能に接合し、かつ双方のフルPCa床板の側部どうしをせん断コッターを介してジョイントコンクリートにより長手方向のせん断力を伝達可能に接合してなることを特徴とする。本発明の床の構造においては、鉄骨梁上にスタッドを固着するとともに梁型筋を配筋して、フルPCa床板の長手方向端部を、ジョイント筋、ジョイントコンクリート、スタッド、梁型筋を介して鉄骨梁に対して単純支持の支承形態で接合すると良い。
さらに、本発明のフルPCa床板の製造方法は、上記のフルPCa床板を製造するに際し、長尺ベッド上にその一端側から他端側に向かってコンクリートを連続的に流し込んでいきつつ、その表面を連続的に均していくとともに、それに同期させて、コッター形成用の凸部を設けた回転ベルトからなる側型枠を長尺ベッドの両側部において循環駆動しつつ移動させていくことにより、両側部にせん断コッターを有する矩形平板状の長尺のフルPCa床板を連続的に製造することを特徴とする。
本発明のフルPCa床板は、中空部とせん断コッターを設けただけの単純な矩形平板状のものであって、従来のようにジョイント用の鉄筋を露出状態で設けておくものではないから、容易にかつ安価に製造することができるし、搬送時や施工時における取り扱いの点でも有利である。
本発明の床の構造は、上記のフルPCa床板の端部を鉄骨梁に対してジョイント筋およびジョイントコンクリートを介して接合し、かつフルPCa床板の側部どうしをジョイントコンクリートを介してせん断コッターどうしを直接接合するので、簡単な構造で両方向のせん断力を有効に伝達可能であり、構造的に合理的であるし施工性にも優れる。
本発明のフルPCa床板の製造方法は、長尺ベッド上にコンクリートを連続的に流し込んでいきつつ、コッター形成用の凸部を設けた回転ベルトからなる側型枠を循環駆動することにより、上記のフルPCa床板を自動的に効率よく製造することができる。
本発明の一実施形態を図1〜図5に示す。本実施形態は、鉄骨造の建物の施工に際して、一方向に長い矩形平板状のフルPCa床板1を鉄骨梁7間に架設して床を構成する場合の適用例である。
本実施形態におけるフルPCa床板1は、その拡大横断面を図2に示すように、下面側にPC鋼線2が緊張力を付与されて定着されていて長手方向にプレストレスが導入された高強度プレキャストコンクリート製のものである。その版厚内には円形断面の中空部3が所定間隔で形成されて軽量化が図られており、それら中空部3は長手方向の両端面において開口したものとされている。また、幅方向(短手方向)の両側部は上面側が切り欠かれることで下面側に段部4が形成されており、かつ段部4の上部側にはせん断コッター5として機能する多数の凹凸部が形成されている。このフルPCa床板1のサイズは、これを架設するべきスパン長および荷重条件に応じて適宜設計すれば良いが、幅寸法をたとえば1.2mあるいは2.4m程度のモジュールとし、版厚は120mm程度で十分な剛性を確保できる。
本実施形態では、図1に示すように4本の鉄骨柱6と4本の鉄骨梁7とにより囲まれた1グリッド内に、4枚のフルPCa床板1をそれらの幅方向(短手方向、図示Y方向)に隙間なく並べて敷設して、それぞれのフルPCa床板1の長手方向(図示X方向)の両端部をY方向の鉄骨梁7により支持してそれら鉄骨梁7間に架設し、その状態で各フルPCa床板1の端部を鉄骨梁7に対して接合するとともに、隣接配置したフルPCa床板1の側部どうしも互いに接合するものである。
鉄骨梁7に対するフルPCa床板1の端部の接合は、図3〜図4に示すように、短手方向に隣接配置した双方のフルPCa床板1の側部のせん断コッター5間に、鉄骨梁7を挟んでその両側に架設した双方のフルPCa床板1の長手方向端部間に跨るようにジョイント筋10を配筋し、鉄骨梁7上にはスタッドジベル11を固着するとともに梁型筋12を配筋しておき、鉄骨梁7上およびフルPCa床板1のせん断コッター5間にジョイントコンクリート13を充填して、該ジョイントコンクリート13中にジョイント筋10、スタッドジベル11、梁型筋12を埋設することにより行う。ジョイント筋10は鉄筋の両端部に定着頭部が一体に加工されたもので、そのジョイント筋10は、図3に示すように隣接配置した双方のフルPCa床板1の段部4上に配筋し、または図4に示すように鉄骨柱6の周囲においては柱形に対応して形成した切欠部14の内側に配筋する。
このような構造でフルPCa床板1の端部を鉄骨梁7に対して接合することにより、フルPCa床板1の端部はジョイント筋10、ジョイントコンクリート13、スタッドジベル11、梁型筋12を介して鉄骨梁7に対して確実に一体化するとともに、その鉄骨梁7に対して単純支持の支承形態で接合される。そして、フルPCa床板1の短手方向(Y方向)の面内地震力は、図5(a)に示すようにフルPCa床板1の中空部3内に食い込んだジョイントコンクリート13のせん断摩擦と、図5(b)に示すジョイント筋10のせん断摩擦の累加強度としてフルPCa床板1から鉄骨梁7に伝達され、それらジョイントコンクリート13およびジョイント筋10によるダボ効果によりY方向のせん断耐力が十分に発揮される。
一方、隣接配置したフルPCa床板1の側部どうしの接合は、図3(c)に示すように双方の側部に形成されている段部4が突き合わされてその上部に形成される凹部内に同じくジョイントコンクリート13を充填することで行う。これにより双方のフルPCa床板1のせん断コッター5間にジョイントコンクリート13が充填され、フルPCa床板1の長手方向(X方向)の面内地震力はジョイントコンクリート13およびせん断コッター5を介して直接的に伝達される。
なお、上記のようにフルPCa床板1を単純支持の支承形態で鉄骨梁7に接合した場合には、剛接合した場合に比べてスパン中央での曲げ応力が大きくなるものの、その曲げ応力増大分はPC鋼線2により導入されているプレストレスによりキャンセルできる。また、鉄骨梁7とフルPCa床板1の端部とのジョイント部を合成梁として設計することも可能であり、その場合は鉄骨梁7に対するフルPCa床板1の協力幅を予め実験等により安全に決定すれば良い。また、フルPCa床板1の協力効果を無視して合成梁としない設計とすることでも良い。鉄骨梁7とフルPCa床板1の端部とのジョイント部は鉄骨梁7の終局耐力を発揮するまでせん断摩擦またはコッターの直接せん断の耐力が確保されれば良い。
図6は上記のフルPCa床板1の製造手法の一例を示す。これは、製造するべきフルPCa床板1よりも幅広の長尺ベッド20上にコンクリートを連続的に流し込むコンクリート投入機21と、流し込んだコンクリートの表面をローラにより均す均し機22と、回転ベルト23にコッター形成用の凸部24を設けた回転ベルト式の側型枠機25からなる製造装置を用いるもので、長尺ベッド20上にPC鋼線2と中空部3を形成するための型枠(いずれも図示略)とをセットし、コンクリート投入機21からスランプ値がゼロ程度の硬練りの高強度コンクリートを連続的に流し込みつつ、そのコンクリート投入機21と均し機22と側型枠機25とを同期させて連続的に移動させていくことにより、せん断コッター5を同時形成しつつ長尺のフルPCa床板1を連続的に製造するようにしたものである。これによれば製造工程をほぼ完全自動化できるし、特に回転ベルト式の側型枠機25の内側にコンクリートを流し込むことからせん断コッター5を精度良く形成できて不良コッターが生じることもなく、長尺のフルPCa床板1を極めて効率的に製造することが可能である。
なお、長尺ベッド20をその全長がたとえば100mあるいは150m程度の長大なものとして、長大な長さのフルPCa床板1を連続的に製造しながら所望位置で切断するようにすれば、所望長さのフルPCa床板1を随時製造することができ、より一層効率的である。また、図示は省略したが、PC鋼線2への張力の付与はプレテンション工法によれば良く、長尺ベッド20の両端側からPC鋼線2を緊張した状態でコンクリート中に定着し、コンクリート硬化後に緊張力を開放すれば良い。同じく図示は省略したが、中空部3を形成するための型枠としてはパイプ材を用いてそのまま埋設しても良い。勿論、回転ベルト23の内側に取り付ける凸部24の形状や間隔は、形成するべきせん断コッター5の設計形状(長方形や円形状等)や間隔に応じて適正に設定すれば良い。
以上で説明したように、本実施形態のフルPCa床板1は、特許文献1に示されているような従来一般のフルPCa床板のように端部や側部にジョイント用の鉄筋を露出状態で設けておく必要がなく、したがって取り扱いが便利であるばかりでなく、たとえば図6に示したような簡易な製造装置による製造手法により効率的かつ自動的に製造することが可能であり、したがって製造費の削減を十分に図ることができる。また、本実施形態の床の構造は上記のフルPCa床板1を簡単な構造で両方向のせん断力伝達可能に接合することができるから、構造的にも施工性の点でもまた作業安全性のうえでも合理的であり極めて有効である。
本発明の実施形態であるフルPCa床板により形成された床の構造を示す平面図である。 同、フルPCa床板の拡大横断面図である。 同、フルPCa床板と鉄骨梁との接合部の詳細を示す図(図1におけるIII部拡大図)である。 同、フルPCa床板と鉄骨梁との接合部の詳細を示す図(図1におけるIV部拡大図)である。 同、フルPCa床板と鉄骨梁との接合部のさらに詳細を示す図(図3におけるVa部およびVb拡大図)である。 同、フルPCa床板の製造手法の一例を示す図である。
符号の説明
1 フルPCa床板
2 PC鋼線
3 中空部
4 段部
5 せん断コッター
6 鉄骨柱
7 鉄骨梁
10 ジョイント筋
11 スタッドジベル
12 梁型筋
13 ジョイントコンクリート
14 切欠部
20 長尺ベッド
21 コンクリート投入機
22 均し機
23 回転ベルト
24 凸部
25 側型枠機

Claims (5)

  1. 鉄骨梁間に並べられて敷設されて建物の床を構成するプレキャストコンクリート版からなるフルPCa床板であって、
    一方向に長い矩形平板状とされ、板厚内に長手方向に沿う中空部が形成されて該中空部が長手方向両端面に開口しており、短手方向の両側部の上面側にせん断コッターが形成されていることを特徴とするフルPCa床板。
  2. 請求項1記載のフルPCa床板であって、
    長手方向に沿ってPC鋼線が埋設されて定着され、該PC鋼線の緊張力により長手方向にプレストレスが導入されていることを特徴とするフルPCa床板。
  3. 請求項1または2記載のフルPCa床板により構成する床の構造であって、
    前記フルPCa床板の長手方向両端部を鉄骨梁により支持して該鉄骨梁間に架設することにより、該鉄骨梁間に複数のフルPCa床板を短手方向に隙間なく並べて敷設し、
    短手方向に隣接配置した双方のフルPCa床板の側部のせん断コッター間に、前記鉄骨梁を挟んでその両側に架設した双方のフルPCa床板の長手方向端部間に跨るようにジョイント筋を配筋し、鉄骨梁上およびフルPCa床板のせん断コッター間にジョイントコンクリートを充填して該ジョイントコンクリート中に前記ジョイント筋を埋設することにより、該ジョイントコンクリートを双方のフルPCa床板の長手方向端面に開口している開口部からその内部に食い込ませて、前記ジョイント筋および前記ジョイントコンクリートを介してフルPCa床板の端部を鉄骨梁に対して短手方向のせん断力を伝達可能に接合し、かつ双方のフルPCa床板の側部どうしをせん断コッターを介してジョイントコンクリートにより長手方向のせん断力を伝達可能に接合してなることを特徴とする床の構造。
  4. 請求項3記載の床の構造であって、
    鉄骨梁上にスタッジベルを固着するとともに梁型筋を配筋して、フルPCa床板の長手方向端部を、ジョイント筋、ジョイントコンクリート、スタッドジベル、梁型筋を介して鉄骨梁に対して単純支持の支承形態で接合してなることを特徴とする床の構造。
  5. 請求項1または2記載のフルPCa床板の製造方法であって、
    長尺ベッド上にその一端側から他端側に向かってコンクリートを連続的に流し込んでいきつつ、その表面を連続的に均していくとともに、それに同期させて、コッター形成用の凸部を設けた回転ベルトからなる側型枠を長尺ベッドの両側部において循環駆動しつつ移動させていくことにより、両側部にせん断コッターを有する矩形平板状の長尺のフルPCa床板を連続的に製造することを特徴とするフルPCa床板の製造方法。
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