JP2007308978A - 中空スラブ形成用部材 - Google Patents

Abstract

【課題】中空スラブを形成するときに、内部に流体を充填した袋体を使用した場合でも、袋体が変形し難く、且つ、容易に施工可能な中空スラブ形成用部材を提供する。
【解決手段】中空スラブ形成用部材は、くびれ部11と、このくびれ部11により区分された複数の部屋部12とを有し、内部に流体を注入可能な袋体10である。この袋体10を上部筋31,32と下部筋41,42との間に配置すると共に、袋体10のくびれ部11にフック50を引っ掛けて袋体10を固定する。そして、下部筋31,32と上部筋41,42と袋体10の外周にコンクリート20を打設して中空スラブ（床スラブ1）を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリート構造物の中空スラブおよびこの中空スラブに用いる中空スラブ形成用部材に関する。

コンクリート構造物の各階層を仕切るスラブとして、スラブ内にコンクリートとは別の部材（中空スラブ形成用部材）を配置した中空スラブがある。中空スラブは、スラブに占めるコンクリートの割合が少ないため、このスラブを使用したコンクリート構造物の重量を大幅に低減することができる。また、コンクリートが短時間で硬化するため、工期を短縮することができるなどの利点を有する。しかも、中空スラブの強度は、中空でないスラブの強度と比較して遜色ない。

中空スラブ形成用部材としては、内部に空洞のない中実状のものや、内部に空洞のある中空状のものが挙げられる。特に、中空状のものは、軽量であるため扱い易いという利点を有している。

ところで、中空状のものは、プラスチックパイプなどのように内部の空間を仕切る外枠の形状が固定されていると、軽量であるが嵩張るため、輸送効率が良くない。そのため、内部に流体を注入可能な変形性を有する袋状の中空スラブ形成用部材に、施工現場で適宜流体を充填する構成が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１には、エアバック型枠（中空スラブ形成用部材）をコンクリート内に埋設して形成した中空スラブが記載されている。このエアバック型枠は、コンクリートが打設される区画のうち、一辺の寸法に応じた長さを有するチューブ状の袋体である。そして、エアバック型枠内に空気を充填して所望の形状に形成することで、中空スラブ形成用部材としている。

特開昭６１−２１６９５４号公報

しかし、上記の特許文献１に記載の中空スラブ形成用部材（チューブ状の袋体）では、コンクリートの打設時に、袋体に浮力が作用するため、袋体を所定位置に保持し難くいという問題があった。また、コンクリートの圧力などにより、袋体の内部に充填した流体が袋体内の一部に偏って、袋体の形状が変形する虞もある。このように袋体がスラブ内の所定位置からずれた状態や、袋体が変形した状態で、コンクリートが硬化した場合、所定の厚さを必要とする箇所で、コンクリートの厚さが薄くなる虞がある。この場合、所望の強度を有するスラブを形成できない可能性がある。

そこで、本発明の主目的は、中空スラブを形成するときに、内部に流体を充填した袋体を使用した場合でも、袋体が変形し難く、且つ、スラブ内で容易に位置決めすることができる中空スラブ形成用部材を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、容易に施工可能で、所望の設計強度を有する中空スラブを提供することにある。

本発明は、中空スラブ形成用部材を、その内部に流体が注入可能な袋体とすると共に、袋体のうち、他の部分よりも横断面が小さいくびれ部を設けることにより上記の目的を達成する。

本発明中空スラブ形成用部材は、コンクリート内に埋設されて中空スラブ構造を形成する中空スラブ形成用部材である。この中空スラブ形成用部材は、その内部に流体を注入可能な袋体である。そして、前記袋体は、くびれ部と、このくびれ部により区分された複数の部屋部とを有することを特徴とする。

袋体に設けるくびれ部は、袋体の断面積が小さい箇所を指す。即ち、袋体が、くびれ部により複数の部屋部に区分されており、このくびれ部により、各部屋部間で流体の移動が抑制される。従って、本発明中空スラブ形成用部材を配置した状態で、この部材の外部にコンクリートを打設した場合でも、くびれ部による流体移動の抑制効果により袋体の内部に充填される流体が、袋体の一部に偏り難くなる。

また、本発明の中空スラブ形成用部材を使用して中空スラブを形成した場合、袋体に形成されたくびれ部を、袋体の位置を決めることに使用することができる。くびれ部は、部屋部よりも断面積が小さくなっているため、スラブ内に配置したときに、袋体とスラブ内の他の部材とを連結させる連結部材を係合させ易い。連結部材については、後述する。

以下、本発明の中空スラブ形成用部材を詳しく説明する。次いで、この中空スラブ形成用部材を使用した中空スラブを説明する。

[中空スラブ形成用部材]
中空スラブ形成用部材を構成する袋体の材質は、袋体の内部に流体を充填させたときは、所定の形状に膨らみ、内部に流体を充填させていないときは、縮む程度の変形性を袋体に付与するものが好ましい。また、袋体の材質は、コンクリートを打設したときに袋体が損傷しないように、所定の強度を有するものが好ましい。例えば、合成繊維製の布でできた袋に、合成樹脂を被覆することで袋体を形成することが挙げられる。

袋体に充填する流体は、気体であることが好ましい。代表的には、空気や窒素などを使用すると、コストが低く、中毒の危険性がほとんどない。

また、袋体の形状は、特に限定されない。例えば、チューブ状やシート状のものが好適に利用可能である。

前者の場合、袋体に形成されるくびれ部は、チューブの長手方向に配置されるようにする。例えば、袋体の長手方向に所定の間隔を空けて複数のくびれ部を設けることが挙げられる。このようになすことにより、くびれ部で区切られた部屋部を、くびれ部を設ける数に応じてチューブの長手方向に短くすることができるので、部屋部が変形し難くなる。

後者の場合、袋体に形成される部屋部は、平面方向に分散して配置されるようにする。具体的には、例えば袋体をエアキャップ状とする。この場合、エアキャップ状袋体のうち、流体が充填される箇所が、部屋部に相当する。そして、流体の充填されない箇所に、後述する連結部材を係合可能な構成、例えば、連結部材を係合させることができる孔や突起等を設けるようにすれば良い。もちろん、袋体の各部屋部を連通させる管路を設けてもかまわない。なお、この構成の場合、管路、もしくは、管路を含めた部屋部以外の部分をくびれ部とすれば良い。

袋体に形成されるくびれ部は、袋体の各部屋部を連通させる構成、即ち、部屋部よりも断面積が小さいだけでなく内部に空洞がある構成であることが好ましい。このようにくびれ部を設けることにより、袋体の内部に流体を充填するときに、袋体の一箇所から部屋部に流体を注入すると、各くびれ部を介して全ての部屋部に流体を充填させることができる。また、くびれ部は、袋体の各部屋部を完全に独立させる構成、即ち、くびれている箇所の内部に空洞がない構成であってもかまわない。この場合、各部屋部間の流体の移動を完全に阻止することができる。

くびれ部により区分される部屋部の形状は、特に限定されない。好ましくは、袋体の内部に流体を充填した状態でスラブ内に配置したときに、袋体の内周面には、少なくとも上下方向で対向する平行な面がないようにすることが好ましい。一般に、太鼓などのように空洞を仕切る内周面のうち、対向する面が平行に配置されている場合、対向する面が共振して音が反響し易くなる。ここで、スラブは、主として、コンクリート構造物の各階層を仕切るものであるので、スラブの上下方向に遮音性が高いことが望まれる。従って、袋体の形状を上記のようになすことにより、スラブの遮音性を向上させることができる。

また、部屋部の断面形状は、袋体の内部に流体を充填した状態でスラブ内に袋体を配置したときに、少なくとも上半分と下半分とで非対称の形状とすることが好ましい。この場合も、袋体の内部での音の反響を抑制することができる。

その他、部屋部の形状は、スラブ内に配置したときに、鋭角の部分が形成されないようにすると良い。このようになすことにより、部屋部の周囲に打設されたコンクリートが硬化したときに、コンクリートに角部が形成され難くなるので、コンクリートが欠け難くなる。例えば、部屋部の断面形状を、楕円などのように曲線で構成される形状とする。

[中空スラブ]
上記のような中空スラブ形成用部材を使用して中空スラブを形成する。具体的には、本発明の中空スラブは、下部筋と、下部筋の上方に配置される中空スラブ形成用部材と、下部筋と中空スラブ形成用部材とを連結する連結部材と、それらの部材の周囲に打設されて硬化したコンクリートとを有する。そして、連結部材を中空スラブ形成用部材のくびれ部に係合することにより、中空スラブ形成用部材を位置決めしたことを特徴とする。

下部筋は、中空スラブの下方に配置されて中空スラブを補強する補強筋である。さらに、下部筋の上方に、上部筋を配置してもかまわない。上部筋は、下部筋と同様に、スラブを補強する補強筋であり、袋体の上部に配置することが好ましい。また、これら下部筋と上部筋を格子状に配置することで、中空スラブの強度を向上させることができる。

下部筋と中空スラブ形成用部材のくびれ部を連結する連結部材は、袋体のくびれ部に係合することでスラブ内での袋体の位置を決めることができるものであれば良い。例えば、Ｓ字フックが好適に利用できる。この場合、Ｓ字フックの一方の湾曲部をくびれ部に引っ掛けて、他方の湾曲部を下部筋に引っ掛ける。その他、鋼線の一方を、下部筋に巻き付け、鋼線の他方を、袋体のくびれ部に巻き付けるようにしても良い。

ここで、袋体のくびれ部が、袋体の各部屋部を連通させる構成である場合、上述した連結部材を使用することにより、中空スラブの形成過程において、各部屋部間での流体の移動をさらに抑制することができる。具体的には、袋体の周囲にコンクリートを打設したとき、袋体の部屋部に浮力が作用して、袋体が浮上しようとする。このとき、くびれ部は、連結部材により下部筋に連結されているため浮力に抵抗する。従って、連結部材によりくびれ部が絞られることになるので、くびれ部の内部の連通がほぼ閉じられた状態になり、部屋部間の流体の移動が抑制される。

本発明の中空スラブ用部材によれば、袋体にくびれ部が設けられているので、このくびれ部を境にして袋体内部に充填される流体の移動を抑制することができる。従って、袋体の内部に充填した流体が、袋体の一部分に偏ってしまうことを防止することができる。しかも、中空スラブを形成するときに、袋体のくびれ部に連結部材を係合させるだけで、中空スラブ内における袋体の位置を固定することがきるので、施工の手間を大幅に低減させることができる。

また、本発明の中空スラブによれば、上述した中空スラブ形成用部材を使用しているため、施工が容易であり、コストも安くなる。また、中空スラブの内部に配置した中空スラブ形成用部材の形状がいびつに変形することがほとんどないため、所望の強度を保持した中空スラブとすることができる。

＜実施例１＞
本例では、コンクリート構造物の床スラブ（中空スラブ）の内部に本発明の中空スラブ形成用部材を配置するように構成した。

図１（A）は、形成途中の床スラブを示す透視平面図、図１（B）は、図１（A）をA方向から見た透視図、図１（C）は、図１（A）をB方向から見た透視図である。床スラブは、間口方向（図の横方向）の全長7.6m、奥行き方向（図の縦方向）の全長14m、厚さ0.275mである。この床スラブ1は、型枠25の底面付近に平行に配置された下部筋31と、下部筋31に直交して配置される下部筋32とを備える。また、スラブ1は、下部筋31,32の上方に、下部筋31,32と同様に配置された上部筋41,42とを備える。そして、この上部筋31,32と下部筋41,42との間に、複数のチューブ状の袋体10（中空スラブ形成用部材）が間口方向に平行に並ぶように配置されている（図１(A)を参照）。

以下、本例の床スラブを形成する手順を説明すると共に、各部材を詳細に説明する。

[1] 型枠の配設
図１に示すように、コンクリート構造物に形成する床スラブ1の寸法に合わせた型枠25を配設する。型枠25は、打設されるコンクリート20を設計上の形状や寸法に保ち、コンクリート20が必要な強度に達するまで支持する仮設構造物である。この型枠25の形状は、上部が開口した箱状である。

[2] 下部筋の配置
型枠25内の下部に下部筋31,32を格子状に配置した。具体的には、床スラブ1の奥行き方向に平行に下部筋31を、床スラブの間口方向に平行に下部筋32を配置した。この下部筋31,32は、後述する上部筋41,42とともに、床スラブ1の強度を高める働きをする。また、下部筋31,32は、後述するように、S字フック（連結部材）50を介して袋体10をスラブ内の所定の位置に固定させるための部材でもある。

[3] 袋体の配置
下部筋31,32の上方であって、型枠25内に、奥行き方向に整列するように袋体10を配置する。そして、袋体10に窒素ガスを約１気圧となるように充填して、袋体10を膨張させると共に、袋体10のくびれ部11と近傍の下部筋31とにフック50を引っ掛けることで、袋体10を所定の位置に固定した。なお、袋体への気体の充填は、袋体の現場への移送後であって、後述するコンクリートの打設前であれば、いつ行なっても良い。

配置される袋体10には、長手方向に複数のくびれ部11が均等な間隔で設けられており、このくびれ部11により複数の部屋部12に区分されている（図１（C）参照）。従って、袋体10の内部に流体を充填させることにより、各部屋部12が所定の大きさに膨張し、中空スラブ形成用部材としての役割を果たす。また、各部屋部12は、くびれ部11により連通されており、袋体の一箇所から流体を充填させることにより、各くびれ部11を介して袋体10の全ての部屋部12に流体が充填されるようになっている。

くびれ部11の横断面の面積は、部屋部12の横断面の面積よりも小さい。従って、このくびれ部11が、隣接する部屋部12の一方の部屋部から他方の部屋部に流体が移動することを抑制する。ここで、くびれ部11にフック50を引っ掛けるときに、くびれ部11を捻るようにしてフック50に引っ掛けることにより、コンクリート20の打設前であっても、袋体10に充填した流体が、袋体の各部屋部12間を移動しにくくなる。

また、部屋部12の形状は、スラブ1の厚さ方向が長軸となる楕円形状である。即ち、袋体10の内周面にスラブ1の上下方向で対向する平行な面がない。一般に、空洞を仕切る内周面のうち、対向する面が平行に配置されている場合、対向する面が共振して音が反響しやすくなる。従って、本例の部屋部12の形状によれば、対向する面が湾曲しているので、音が反響し難い。また、後述するように、袋体10の周囲にコンクリート20を打設したときに、コンクリート20に角部が形成され難いので、コンクリート20の欠けが生じ難い。

このような袋体を構成する材質は、内部に流体を充填させたときに、伸縮する弾性を有するものであれば良い。本例では、ポリエステル製の布で袋を形成し、この袋にエチレン酢酸ビニール（脱ビニール製品）などの合成樹脂をコーティングすることで袋体10を形成した。

本例における袋体の寸法、その他の数値は、以下の通りである。
袋体の長手方向の長さ 8.5m
流体を充填した部屋部の直径（本例の場合） φ0.15m
隣接するくびれ部間の距離 0.5m
くびれ部の数 10個
部屋部の数 11個

上記寸法から、袋体の内部に流体が充填されたときの、袋体の体積は、約32m³である。しかし、本発明の袋体は、施工現場に運搬する際に、その内部に施工時に匹敵する流体を充填しなくとも良い。例えば、袋体の内部にほとんど流体を充填しない状態としたときの袋体の体積は、約1m³程度である。これは、従来の鋼製パイプや発泡スチロール製の中空スラブ形成用部材と比較して1/10程度の体積であるので、非常に運搬効率が高い。

[4] 上部筋の配置
袋体10の上部であって、型枠25の内部に納まるように上部筋41,42を配置する。上部筋41,42も、下部筋31,32と同様に格子状に配置した。このとき、設備配管等を配置してもかまわない。なお、設備配管の配置は、型枠25の配置後であって、後述するコンクリートの打設前であれば、いつ行なってもかまわない。

[5] コンクリートの打設
型枠25内にコンクリート20を打設する。コンクリート打設時には、袋体10に浮力が作用して、各部屋部12は浮上しようとする。一方、袋体10のくびれ部11は、フック50に引っ掛けられているので、浮力に抵抗して引き絞られる。そのため、くびれ部11の内部の連通がほぼ閉じられた状態になり、袋体10の各部屋部12がほぼ独立した状態になる。従って、袋体10の内部に充填された流体が各部屋部12間を移動して、袋体10がいびつに変形することを防止することができる。このときの部屋部12の断面形状は、図１(B)に示すように、長軸が縦方向となる楕円であった。

[6] 仕上げ
打設したコンクリートが硬化した後、型枠25を取り外し、床スラブ1を完成する。

以上、説明したように、本例の中空スラブ形成用部材（袋体）によれば、袋体に設けられるくびれ部にフックを引っ掛けるだけで、スラブ内における位置を固定することができる。従って、非常に簡単に中空スラブ（床スラブ）を形成することができる。

また、袋体に設けられたくびれ部を境にして、袋体の内部に充填された流体の移動が抑制されるため、袋体がいびつに変形する可能性が非常に低い。このため、形状が予め決まっている中実の中空スラブ形成用部材を用いて形成したスラブと同様に、設計どおりの強度を有するスラブを形成することができる。

＜変形例１−１＞
本変形例では、内部に流体を充填して、スラブ内に配置したときに、部屋部の形状が上半分と下半分とで非対称である袋体を使用した中空スラブを説明する。本例の中空スラブは、袋体の部屋部の断面形状以外は、実施例１と同様であるため、相違点についてのみ説明する。

図２は、本例の袋体10を図１（A）のように配置したとき、図１（A）のA方向から見た断面を示す図である。図に示すように、内部に気体を充填させた袋体10のくびれ部14にフックを引っ掛けて、袋体10を下部筋31に固定し、コンクリート20を打設する。このとき、袋体10には浮力が作用し、袋体10の部屋部13が上方に移動しようとして、縦方向に変形する。このとき、袋体10の部屋部13は、図に示すように、下端側の幅が狭く、上端部の幅が広い形状になる。即ち、部屋部13の断面形状が上半分と下半分とで非対称となっている。このようになすことにより、部屋部13での音の反響を防止することができる。

また、図に示すように、部屋部に鋭角となる部分がないため、袋体の周囲に打設されて硬化したコンクリートに角部が形成され難い。従って、コンクリートに欠けや亀裂などが生じ難い。

本発明の中空スラブ形成用部材は、コンクリート構造物の床スラブなどに好適に利用可能である。

図１は、実施例１に記載の床スラブの概略構成図であって、（A）は床スラブの平面透視図を、（B）は（A）に示す床スラブをA方向から見たときの透視図を、（C）は（A）に示す床スラブをB方向から見たときの透視図を示す。 図２は、変形例１−１の袋体10を図１（A）のように配置したとき、図１（A）のA方向から見た断面を示す図である。

符号の説明

1 床スラブ
10 袋体 11,14 くびれ部 12,13 部屋部
20 コンクリート 25 型枠
31,32 下部筋 41,42 上部筋 50 S字フック

Claims (6)

1. コンクリート内に埋設されて中空スラブを形成する中空スラブ形成用部材であって、
   中空スラブ形成用部材は、その内部に流体を注入可能な袋体であり、
   この袋体は、くびれ部と、このくびれ部により区分された複数の部屋部とを有することを特徴とする中空スラブ形成用部材。
2. 袋体は、チューブ状であり、チューブの長手方向にくびれ部が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の中空スラブ形成用部材。
3. 袋体は、シート状であり、部屋部が平面方向に分散して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の中空スラブ形成用部材。
4. 袋体の内部に流体を充填した状態で中空スラブ内に配置したときに、部屋部の内周面のうち、少なくとも上下方向で対向する平行な面がないことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の中空スラブ形成用部材。
5. 袋体の内部に流体を充填した状態で中空スラブ内に配置したときに、部屋部の断面形状が少なくとも上半分と下半分とで非対称の形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の中空スラブ形成用部材。
6. 下部筋と、
   下部筋の上方に配置される請求項１〜５のいずれかに記載の中空スラブ形成用部材と、
   下部筋と中空スラブ形成用部材とを連結する連結部材と、
   これらの部材の周囲に打設されて硬化したコンクリートとを有し、
   連結部材をくびれ部に係合することにより、中空スラブ形成用部材を位置決めしたことを特徴とする中空スラブ。

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