JP2006336237A - フルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブおよびこれを用いた中空スラブの構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】建物の階高を大きくすることなく、一般のデッキ床スラブとほぼ同等の天井高さを確保することができる、フルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブおよびこれを用いた中空スラブの構築方法を提供する。
【解決手段】フルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブ１０の梁架け端部１４を中実構造に構成し、その端面から接合鉄筋１５を必要な長さ突き出させ、同端面部にシヤーコッター１７を形成し、梁架け端部１４の端面下部に欠き込みによる梁架け用顎１８を形成して端部下がり形状となす。梁架け用顎１８を梁１の上面へ載せ架け、接合鉄筋１５を梁１上で相対峙するコンクリートスラブの接合鉄筋１５と溶接又は機械式継手２０などにより結合し、梁１上で相対峙するコンクリートスラブの端面間に現場打ちコンクリート２２を打設して梁とスラブを一体化する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、フルプレキャストされた一方向中空コンクリートスラブと、これを用いた中空スラブ構築方法の技術分野に属し、更に言えば、建物の階高を大きくすることなく、一般のデッキ床スラブとほぼ同等の天井高さを確保することができる、フルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブおよびこれを用いた中空スラブの構築方法に関する。

プレキャストされた中空コンクリートスラブ（以下、ＰＣａ中空スラブと略す場合がある。）は、軽量で、曲げ剛性が大きいことが特徴であるが、その厚さは通常２００mm〜３００mmにもなる。因みに、図１２は、従来一般に実施されている中空コンクリートスラブの実施例として、鉄骨梁１のフランジ上にトラス鉄筋２を露出させたハーフプレキャスト板３を載せ架け、発泡スチロール等で成形した型枠代用の中空材４を設置し、接合鉄筋５およびスラブ上端鉄筋６を配筋した上で、現場打ちコンクリート７を打設して中空スラブが構築されている。図１２中の符号８は鉄骨梁１に設けた頭付きスタッドである。
一方、事務所ビル等の建築に一般的に使用される、デッキプレートを用いたデッキ床スラブの厚さは通常１２０mm〜１６０mm程度である。
要するに、デッキ床スラブに比較して中空コンクリートスラブはかなり厚いので、中空スラブを鉄骨造建物の床スラブとして採用する場合には、一般のデッキ床スラブを採用する場合に比して建物の階高を高くする必要があり、欠点となっている。

なお、先行技術として、下記の特許文献１、２に、フルプレキャスト２方向中空コンクリートスラブおよびその製造方法が開示されている。また、特許文献３、４には、鉄骨梁へプレキャストコンクリートスラブを固着する方法が開示されている。
特許文献５には、フルプレキャスト１方向中空コンクリートスラブおよび躯体梁との一体化構造が開示されている。

特許第３１８９０８１号公報 特許第３３３８９１８号公報 特開２０００−１７７６４号公報 特開２００２−１６１６０３号公報 特開２００４−６０３４０号公報

上記の各特許文献１〜５に開示された発明は、それぞれが固有の解決課題を解決するものとして、一案とは認められる。しかし、上述した中空スラブの梁上厚さが大きい欠点の解決に参照すべきところは見当たらない。例えば特許文献５に開示されたフルプレキャスト１方向中空コンクリートスラブスラブは、長手方向に梁部と中空部とを交互に配置し、前記梁部にＰＣ鋼材を配置して梁上のスラブ厚さを薄くする内容であるが、デッキ床スラブに比較して建物の階高をどの程度まで低減できるかについては何も説明されていない。というよりも、前記したような解決課題すら見出すことはできない。

本発明の目的は、建物の階高を大きくすることなく、一般のデッキ床スラブとほぼ同等の天井高さを確保することが容易なフルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブ、およびこれを用いた中空スラブの構築方法を提供することである。

上述した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係るフルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブを用いた中空スラブの構築方法は、
フルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブ１０の梁架け端部１４を中実構造に構成すると共にその端面から接合鉄筋１５を必要な長さ突き出させ、同端面部にシヤーコッター１７を形成し、同梁架け端部１４の端面下部に欠き込みによる梁架け用顎１８を形成して端部下がり形状となし、
前記フルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブ１０の前記梁架け用顎１８を梁１の上面へ載せ架け、その接合鉄筋１５を、梁１上で相対峙するコンクリートスラブの接合鉄筋１５と溶接又は機械式継手２０などにより結合し、
前記梁１上で相対峙するコンクリートスラブの端面間に現場打ちコンクリート２２を打設して梁とスラブを一体化することを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載したフルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブを用いた中空スラブの構築方法において、
フルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブ１０の欠き込みによる梁架け用顎１８の梁上厚さは１６０mm程度となるように形成し、同梁架け用顎１８の内隅部に応力集中によるひび割れを防止するＲ加工を形成し、また、中実構造とした梁架け端部１４内にせん断力伝達能力を高める補強筋２５を配筋することを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載したフルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブを用いた中空スラブの構築方法において、
梁１の上面に頭付きスタッド２１を設けて、梁１上で相対峙するコンクリートスラブおよび梁を現場打ちコンクリート２２により一体化することを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載したフルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブを用いた中空スラブの構築方法において、
梁１上で相対峙するコンクリートスラブの接合鉄筋１５を機械式継手２０により結合する場合には、補強筋２３を配筋して現場打ちコンクリート２２を打設し、梁とスラブを一体化することを特徴とする。

請求項５に記載した発明に係るフルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブは、上記スラブの構築方法に使用するもので、
一方向に並列する中空部１２、１３は梁架け端部の近傍位置まで形成され、前記中空部より外側の梁架け端部１４は中実構造とされ、その端面に接合鉄筋１５が必要な長さ突き出され、端面部にシヤーコッター１７が形成されており、前記梁架け端部１４の端面下部に欠き込みによる梁架け用顎１８が形成され端部下がり形状に構成されていることを特徴とする。

請求項６に記載した発明は、請求項５に記載したフルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブにおいて、
欠き込みによる梁架け用顎１８の内隅部に応力集中によるひび割れを防止するＲ加工が形成され、中実構造とした梁架け端部１４内にはせん断力伝達能力を高める補強筋２５が配筋されていることを特徴とする。

請求項７に記載した発明は、請求項５又は６に記載したフルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブにおいて、
一方向に並列する中空部１２、１３は、折り板１１と型枠代用中空材１２との組合せにより形成されていることを特徴とする。

請求項５〜７に記載した本発明に係るフルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブ１０を用いる、請求項１〜４に記載したスラブの構築方法によれば、梁架け端部１４の欠き込みによる梁架け用顎１８を梁１の上面へ載せ架けて中空スラブを構築するので、欠き込みの深さ分だけスラブの梁上厚さを下げることができる。即ち、フルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブ１０の実質的厚さが大きくても、欠き込み深さ（若しくは梁架け用顎１８の梁上厚さ）の適切な設計により、デッキ床スラブ（厚さ１２０mm〜１６０mm）を使用した場合と同等の天井高さを確保することができる。
更に言えば、通例腹部コンクリート充填鉄骨１Ａを用いる集合住宅等を建築する場合でも、従来の図１２に示した実施例のように梁上面へハーフプレキャスト板３を単純に載せ架ける工法に比較すると、建物の階高は同じでもより大きな天井高さを確保することができる（図１１を参照）。
本発明に係るフルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブ１０を使用すると、現場打ちコンクリートの打設量が極めて少なくて済み、現場作業の能率が向上して、工期の短縮に寄与する。また、フルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブ１０は、軽量で曲げ剛性が大きいので、鉄骨造事務所ビル等の建築において、スラブの許容スパンを大きくできるから、その分だけ小梁を削減し又は省略することができ、作業性と経済性が高まり、工期の短縮を図れる。

一方向に並列する中空部１２、１３を梁架け端部１４の近傍位置まで形成し、前記中空部より外側の梁架け端部１４は中実構造とし、その端面に接合鉄筋１５を必要な長さ突き出させ、端面部にシヤーコッター１７を形成する。そして、前記梁架け端部１４の端面下部に欠き込みによる梁架け用顎１８を形成して端部下がり形状のフルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブ１０（以下、フルＰＣａ一方向中空スラブと略す場合がある。）を製造する。
前記フルＰＣａ一方向中空スラブ１０の梁架け端部１４の前記梁架け用顎１８を梁１の上面へ載せ架け、その接合鉄筋１５を、梁上で相対峙するコンクリートスラブの接合鉄筋１５と溶接又は機械式継手２０などにより結合する。そして、前記梁上で相対峙するコンクリートスラブ（双方がフルＰＣａ一方向中空スラブ１０である場合のほか、一方が現場打ちのデッキ床スラブ、又はハーフＰＣａスラブによる中空スラブである場合等を含む。以下、同じ。）の端面間に、現場打ちコンクリート２２を打設して梁とスラブを一体化する。

以下に、本発明を図示した実施例に基づいて説明する。
図１〜図３に、請求項１〜４の方法で構築した中空スラブの実施例を示し、図４に同方法に使用するフルＰＣａ一方向中空スラブ１０の平面図を示している。
本発明の中空スラブ構築方法に使用するフルＰＣａ一方向中空スラブ１０は、図２と図３および図４に示したように、一方向に並列する中空部が、折り板１１と、その波形溝の一つ置きの上向き溝へ嵌め込んだ、例えば発泡スチレンフォーム等で成形された型枠代用中空材１２の上に上端コンクリートを打設して床スラブ厚さを例えば２６０mm程度に形成されている（図２を参照）。図２で明らかなように、折り板１１の波形溝のうち下向きに開口する波形溝１３、および型枠代用中空材１２を埋めた上向きに開口する波形溝がそれぞれ、一方向に並列する中空部として形成されている。折り板１１は、下向きの山部が、先行して打設した下端コンクリートが未だ柔らかいうちに頂角部を少し埋め込んで一体化されている。

上記のフルＰＣａ一方向中空スラブ１０は、梁架け端部の近傍位置まで上記構成の中空部１２、１３が形成されている。しかし、前記中空部よりも外側の長さ約３００mm程度に及ぶ梁架け端部１４は中空部のない中実構造とされ、その端面にはスラブ上端主筋の応力を伝達するための接合鉄筋１５が、スラブ相互の接合に必要な長さ（図示例の場合で約１８０mm）突き出されている。この接合鉄筋１５は、スラブ上端主筋を必要な長さ延長したものでも良い。図中の符号１６は上下のスラブ鉄筋を示す。
このフルＰＣａ一方向中空スラブ１０の前記梁架け端部１４の端面部には、スラブの水平方向せん断力に抵抗するシヤーコッター１７が、平面視が凹凸の波形状に形成されている。また、前記梁架け端部１４の端面下部に欠き込みによる梁架け用顎１８が形成されて端部下がり形状に構成されている。

因みに、上記の梁架け用顎１８は、図２、図３が分かりやすいように、図示した鉄骨梁１（大梁）のフランジ上面へ載せ架けるのに必要充分な深さ（一例として約１００mm）とし、もって鉄骨梁１のフランジ上面より上の梁上厚さを好ましくは１６０mm程度となるように欠き込みが形成されている。従って、このフルＰＣａ一方向中空スラブ１０を使用してスラブを構築した中空スラブの梁上厚さは、既往のデッキ床スラブなどと同等の梁上厚さに施工でき、建物の階高を大きくしないでも、必要な天井高さを確保できる。よって建物の階高を大きく設計、施工する必要はない。欠き込みによる梁架け用顎１８の内隅部は、応力集中によるひび割れを防止するためＲ形状に加工することが好ましい。

次に、上記構成のフルＰＣａ一方向中空スラブ１０を用いて中空スラブを構築する方法について説明する。
先ず図示した鉄骨梁１（但し、鉄骨梁の限りではなく、ＰＣａ梁、或いは後述する腹部コンクリート充填鉄骨梁などでも良い。）の上側フランジの上面の片側に、上記フルＰＣａ一方向中空スラブ１０の梁架け用顎１８を載せ架ける。そして、接合端面に突き出る接合鉄筋１５を、鉄骨梁１のフランジ上で相対峙する隣接のコンクリートスラブ（図示した実施例ではフルＰＣａ一方向中空スラブ１０を示しているが、この限りではないことは、上記の段落番号［００１５］に説明した通り。）の接合鉄筋１５と、溶接又は機械式継手２０により一体的に結合する。

上記鉄骨梁１の上側フランジの上面には、スラブとの一体性を強化する頭付きスタッド２１が設けられる。そして、上記鉄骨梁１の上部フランジ上で相対峙する前記フルＰＣａ一方向中空スラブ１０、１０の端面間に現場打ちコンクリート２２を打設して、鉄骨梁１とスラブの一体化処理が行われる。

なお、鉄骨梁１のフランジ上で相対峙するフルＰＣａ一方向中空スラブ１０の接合鉄筋１５、１５同士を機械式継手２０により結合する場合には、一例として図７に示すスリーブウエッジを使用するのが至便である。図５のように接合鉄筋１５を１本ずつ全数について結合する。図７に示すスリーブウエッジ２０は、相対峙する２本の接合鉄筋１５、１５を一定の長さラップさせて抱きかかえる扁平筒状のスリーブ２０ａと、スリーブ２０ａで前記のように抱きかかえた２本の接合鉄筋１５、１５の中間に打ち込まれる１本のウエッジ２０ｂとで構成されている。ただし、２本の接合鉄筋１５、１５の結合には、他の公知の種々な機械式継手２０を使用することができる。
また、機械式継手２０を使用して相対峙する２本の接合鉄筋１５、１５を結合する場合には、図５のような棒鉄筋、或いは図６に示したような網状鉄筋を補強筋２３として配筋し、現場打ちコンクリートによる一体性の向上を図るのが好ましい。

フルＰＣａ一方向中空スラブ１０の欠き込みによる梁架け用顎１８を鉄骨梁１のフランジ上へ載せ架けて鉛直荷重及びせん断力を伝達することを考慮して、梁架け用顎１８の内隅部を応力集中によるひび割れを防止するＲ形状に加工するのが好ましい。更に、中実構造とした梁架け端部１４内には、図８〜図１０に示すようにせん断力伝達能力を高める補強筋２５を配筋して強度を高めることが好ましい。
因みに、図８はＵ形状鉄筋２５ａを補強筋として配筋した実施例を示す。図９は溶接金網２５ｂを補強筋として配筋した実施例を示す。図１０はスパイラル鉄筋２５ｃを補強筋として配筋した実施例を示している。
図２中の符号３０は、フルＰＣａ一方向中空スラブ１０相互の現場打ちコンクリートによる板−板接合部を示す。

最後に、図１１は、本発明のフルＰＣａ一方向中空スラブ１０を用いて集合住宅等の中空スラブを構築する場合に、大梁として腹部コンクリート充填鉄骨梁１Ａを採用した場合の実施例を示している。その他の構成はいずれも上記実施例１と共通する。要するに、本発明のフルＰＣａ一方向中空スラブ１０は、欠き込みによる梁架け用顎１８を形成して端部下がり形状に構成されるので、梁架け用顎１８を腹部コンクリート充填鉄骨梁１Ａの上面に載せ架けることにより、その梁上厚さは従来の中空スラブに比して実質小さくなり、その分より大きな天井高さを確保することができるのである。

以上に本発明を図示した実施例に基づいて説明したが、勿論、本発明は上記の各実施例に限定されるものではない。本発明の目的と要旨、および技術的思想を逸脱しない限り、いわゆる当業者が必要に応じて行う設計変更や応用・変形も含めて広く多様に実施されることを、念のため申し添える。

本発明の中空スラブ構築方法の実施例を概念的に示した平面配置図である。 図１のII−II線矢視断面図である。 図１のIII−III線矢視断面図である。 本発明のフルＰＣａ一方向中空スラブの主要部を一部破断して示した平面図である。 梁上で本発明のフルＰＣａ一方向中空スラブの接合鉄筋を機械式継手で結合した状態を示す鳥瞰図である。 梁上で本発明のフルＰＣａ一方向中空スラブの接合鉄筋を機械式継手で結合した構成の異なる実施例を示す鳥瞰図である。 ａ、ｂはスリーブウエッジ継手を使用状態で示した平面図と側面図である。 ａ、ｂは梁架け端部に補強筋を配筋したフルＰＣａ一方向中空スラブで中空スラブを構築する構造を示した平面図と正面図である。 ａ、ｂは梁架け端部に異なる補強筋を配筋したフルＰＣａ一方向中空スラブで中空スラブを構築する構造を示した平面図と正面図である。 ａ、ｂは梁架け端部に異なる補強筋を配筋したフルＰＣａ一方向中空スラブで中空スラブを構築する構造を示した平面図と正面図である。 腹部コンクリート充填鉄骨梁を用いた中空スラブの構築構造を示した正面図である。 従来の中空スラブの構築構造を示した正面図である。

符号の説明

１０ フルＰＣａ一方向中空スラブ
１４ 梁架け端部
１５ 接合鉄筋
１７ シヤーコッター
１８ 梁架け用顎
１ 梁
２０ 機械式継手
２２ 現場打ちコンクリート
２５ 補強筋
２１ 頭付きスタッド
２３ 補強筋
１２、１３ 中空部

Claims (7)

1. フルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブの梁架け端部を中実構造に構成すると共にその端面から接合鉄筋を必要な長さ突き出させ、同端面部にシヤーコッターを形成し、梁架け端部の端面下部に欠き込みによる梁架け用顎を形成して端部下がり形状となし、
   前記フルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブの前記梁架け用顎を梁の上面へ載せ架け、その接合鉄筋を、梁上で相対峙するコンクリートスラブの接合鉄筋と溶接又は機械式継手などにより結合し、
   前記梁上で相対峙するコンクリートスラブの端面間に現場打ちコンクリートを打設して梁とスラブを一体化することを特徴とする、フルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブを用いた中空スラブの構築方法。
2. フルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブの欠き込みによる梁架け端部の梁上厚さが１６０mm程度となるように形成し、その内隅部に応力集中によるひび割れを防止するＲ加工を形成し、また、中実構造とした梁架け端部内にせん断力伝達能力を高める補強筋を配筋することを特徴とする、請求項１に記載したフルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブを用いた中空スラブの構築方法。
3. 梁の上面に頭付きスタッドを設けて、梁上で相対峙するコンクリートスラブおよび梁を現場打ちコンクリートにより一体化することを特徴とする、請求項１又は２に記載したフルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブを用いた中空スラブの構築方法。
4. 梁上で相対峙するコンクリートスラブの接合鉄筋を機械式継手により結合する場合には補強筋を配筋して現場打ちコンクリートを打設し、梁とスラブを一体化することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載したフルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブを用いた中空スラブの構築方法。
5. 一方向に並列する中空部は梁架け端部の近傍位置まで形成され、前記中空部より外側の梁架け端部は中実構造とされ、その端面に接合鉄筋が必要な長さ突き出され、端面部にシヤーコッターが形成されており、前記梁架け端部の端面下部に欠き込みによる梁架け用顎が形成され端部下がり形状に構成されていることを特徴とする、フルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブ。
6. 欠き込みによる梁架け用顎の内隅部に応力集中によるひび割れを防止するＲ加工が形成され、中実構造とされた梁架け端部内にせん断力伝達能力を高める補強筋が配筋されていることを特徴とする、請求項５に記載したフルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブ。
7. 一方向に並列する中空部は、折り板と型枠代用中空材との組合せにより形成されていることを特徴とする、請求項５又は６に記載したフルプレキャスト一方向中空コンクリートスラブ。

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