JP2008002240A - デッキプレートによる屋根構造及び床構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレースを用いることなく面内せん断剛性、耐力を確保することが可能なデッキプレート並びに屋根構造又は床構造を提供する。
【解決手段】水平な上フランジ１１と下フランジ１２がウエブ１３を介して形成され、下フランジ１２の幅は、上フランジ１１の幅の１〜２倍で構成され、下フランジ１２は、屋根構造又は床構造を支持するための梁２４の上方に取り付けられ、互いに接合すべき当該デッキプレート１の上フランジ１１間が互いに重ね合わされている重ね合わせ部３５が形成されているとともに、当該重ね合わせ部３５上面には、断熱材２５がドリルねじ３１により取り付けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、水平な上フランジと下フランジがウエブを介して形成されているデッキプレート、及びビルや工場等の建物の屋根を形成するための屋根構造及び床構造に関する。

一般にデッキプレートは、水平な上フランジ及び下フランジと、この上フランジ及び下フランジの間に連なる傾斜部としてのウエブとから構成されている。鉄骨構造物の屋根や床に対してデッキプレートを形枠の代替として敷設し、これにコンクリートを充填することにより施工する場合がある。このようなデッキプレート合成構造は、充填されたコンクリートが硬化した後、デッキプレートとコンクリートが一対となって作用荷重を負担することになる。即ち、デッキプレート合成構造とすることにより、少なくとも面外方向の曲げ剛性、耐力を向上させることが可能となる。

一方、このデッキプレートを合成構造とすることなく、デッキプレート単体にて屋根面を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。

特許文献１に記載のデッキ型耐火構造屋根は、デッキプレートの下面側に耐火被覆無しの母屋が取り付けられ、その母屋が耐火被覆の施された建物の梁に取り付けられている。これにより、施工時におけるデッキプレートのハンドリング性を向上させることができ、耐火被覆の有利性を担保しつつデッキプレートの取り付け施工性を向上させることが可能となる。

また、特許文献２に記載の屋根材では、耐火性能や飛び火性能の高い屋根を構成する観点から、デッキプレート等の屋根下地に、無機質シートを介装させた断熱材並びに防水シートからなる屋根材を敷設した構成が開示されている。
特開２００５−２８２１９０号公報 特開２００３−２６８９３２号公報

しかしながら、上述した特許文献１、２は、デッキプレートを屋根材又は床材として利用する際に、面内方向のせん断剛性、耐力を確保する点につき、何ら意図するものではなく、またこれについて作用効果を奏するものではない。即ち、これら特許文献１、２の開示技術では、あくまで面外方向の曲げ剛性、耐力を確保することを念頭においたものである。

一般に、この面内方向のせん断剛性、耐力を確保する観点から、例えば図６(a)、(b)に示すようにブレースを配置することによりこれを実現する方法が提案されている。図６(a)は、この屋根構造の側面図であり、図６(b)はブレース６１の正面図を表している。屋根構造は、この図６(a)に示すように天井６３、野縁６２上に配設されてなるとともに、屋根６５を支持するための梁６４が設置されているが、ブレース６１は、この梁６４により囲まれる空間６０内に対して配置されていくことになる。

しかしながら、この空間６０は、空調や換気扇等を初めとした設備が設けられるのが一般的であるところ、ブレース６１により上下２空間に分断されているこの空間６０では、ブレース６１の配設位置より下の空間のみしかいわゆる設備スペース６６として活用することができず、空間全体をより有効に活用することができないという問題点があった。また、ブレース６１を設置することにより施工労力やコストが増大してしまうという問題点もあった。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、ブレースを用いることなく面内せん断剛性、耐力を確保することが可能なデッキプレート並びに屋根構造及び床構造を提供することを目的とする。

本発明者は、上述した課題を解決するため、水平な上フランジと下フランジがウエブを介して形成されているデッキプレートにおいて、上記下フランジの幅（２ｅ）と上記上フランジの幅（ｆ）の比率が２ｅ／ｆ（＝β）≧１、かつ上記デッキプレートの板厚（ｔ）としたとき、（２ｅ／ｔ）／（（βｔ／（１＋β））^0.5≦４３７を満足することにより、局部座屈を防止しつつ、面内せん断剛性を向上させることができることを見出し、下記の構成からなるデッキプレート並びに屋根構造を発明した。

即ち、請求項１に係る発明は、水平な上フランジと下フランジがウエブを介して形成されているデッキプレートによる屋根構造及び床構造において、上記下フランジの幅（２ｅ）と上記上フランジの幅（ｆ）の比率が、２ｅ／ｆ（＝β）≧１を満足することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記デッキプレートの板厚（ｔ）としたとき、さらに（２ｅ／ｔ）／（（βｔ／（１＋β））^0.5≦４３７を満足することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の発明において、前記デッキプレートの下フランジにリブを有し、隣接するリブ間並びにリブとウエブの間の幅が、（２ｅ／ｔ）／（（βｔ／（１＋β））^0.5≦４３７であることを特徴とする。

請求項４に係るデッキプレートは、請求項１から３のうちいずれか１項記載のデッキプレートを上下反転させて、上部よりコンクリートを充填することにより、屋根及び床の合成スラブとして適用されることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から４のうちいずれか１項記載のデッキプレートが配設される屋根構造及び床構造において、互いに接合すべき当該デッキプレートの上フランジ間が互いに重ね合わせ部を形成し、当該重ね併せ部には、仕上げ材又は断熱材が取り付けられることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明において、前記デッキプレートの上フランジ間の重ね合わせ部は、ドリルねじにより接合されていることを特徴とする。

本発明では、水平な上フランジと下フランジがウエブを介して形成されているデッキプレートにおいて、下フランジの幅を、上フランジの幅の１倍以上で、かつデッキプレートの板厚をｔとしたとき、（２ｅ／ｔ）／（（βｔ／（１＋β））^0.5≦４３７で構成し、これを屋根構造及び床構造に配設する。これにより本発明では、デッキプレートにより面内せん断剛性、耐力をともに向上させることができる。このため、面内せん断剛性、耐力を保持すべく、従来のように屋根構造や床構造に対してブレースを配置する必要性もなくなる。その結果、従来においてブレースを配置していた空間をいわゆる設備スペースとして開放することが可能となり、空間全体をより有効に活用することが可能となる。また、ブレースを設置する必要性もなくなることから、施工労力やコストを低減させることが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態として、水平な上下フランジがウエブを介して接合されているデッキプレートについて、図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明を適用したデッキプレート１は、鋼ストリップを折り曲げ加工することにより作製されるものであり、例えば図１(a)に示すように水平な上フランジ１１及び下フランジ１２と、この上フランジ１１及び下フランジ１２の間に形成されているウエブ１３とを備えている。即ち、この上フランジ１１並びに下フランジ１２は、ウエブ１３を介して連続となるように形成されている。

因みに、この上フランジ１１、下フランジ１２には、曲げ剛性を向上させる観点等から図示しない溝部が形成されていてもよい。図１(b)は、下フランジ１２において、リブ１５を形成した例を示している。本発明では、この隣接するリブ１５並びに、リブ１５とウエブ１３間の幅が、板厚tの（２ｅ／ｔ）／（（βｔ／（１＋β））^0.5≦４３７であることを必須の要件としている。

また、このデッキプレート１では、デッキ底辺としての下フランジ１２の幅を上フランジ１１の幅に対して拡幅させて構成している。ここで、上フランジ１１の幅をｆとし、下フランジ１２の幅を２ｅとしたとき、下フランジ１２の幅(２ｅ)の上フランジ１１の幅(ｆ)に対する比率(２ｅ／ｆ)は、1倍以上である。

この上フランジ１１の幅ｆと下フランジ１２の幅２ｅを上述の如く限定した理由について説明をする。

図２は、デッキプレート１における上フランジ１１の幅に対する下フランジ１２の幅の比率(２ｅ／ｆ)に対する面内のせん断剛性耐力の向上比率を計算により求めた結果を示している。この図２に示すように、２ｅ／ｆが１以上であると、せん断剛性耐力は向上する。

即ち、本発明においては、この２ｅ／ｆの下限を１としている。その理由として、２ｅ／ｆが1を下回る場合には、図２の傾向に示されるように、せん断剛性耐力の向上が期待できないためである。また、好ましくは、１≦(２ｅ／ｆ)≦２である。

また本発明において、図７に示すように、上記下フランジの幅(２ｅ)と板厚(ｔ)との比率は、β＝２ｅ／ｆとしたとき、（２ｅ／ｔ）／（（βｔ／（１＋β））^0.5≦４３７としている。その理由として、上フランジ１１の幅に対して下フランジ１２の幅が上式により幅広であると、当該下フランジ１２に対して負荷された荷重により局部座屈が発生してしまい、面内方向のせん断剛性、耐力を確保できなくなるためである。

即ち、図７で（２ｅ／ｔ）／（（βｔ／（１＋β））^0.5≦４３７になると必要となるせん断力が６以上(単位長さ当りのせん断力)となり、本発明の目的を達することができるからである。

また、好ましくは、１００≦（２ｅ／ｔ）／（（βｔ／（１＋β））^0.5≦４３７である。

このようにせん断剛性耐力を向上させることができるデッキプレート１は、例えば図３に示すように建築構造物の屋根構造２又は床構造に対して適用される。

屋根構造２又は床構造は、天井２３、野縁２２上に配設されてなるとともに、屋根２６又は床面を支持するための梁２４が設置されている。梁２４の上方には、デッキプレート１が取り付けられ、このデッキプレート１の上フランジ１１には断熱材２５又は仕上げ材が取り付けられ、当該断熱材２５のさらにその上には屋根２６又は床が配設されることになる。なお、この断熱材２５又は仕上げ材としては、防水機能を持たせるようにしてもよいし、仕上げ材としての役割を担うようにしてもよい。

即ち、このデッキプレート１は、例えば図４に示すように、梁２４の長手方向に対して、上フランジ１１と下フランジ１２とにより形成される山部、谷部の方向が垂直となるように配置される。隣接するデッキプレート１を互いに接合する場合には、図４に示すように隣接する上フランジ１１間を互いに重ね合わせることにより、重ね合わせ部３５を形成する。そして、この重ね合わせ部３５の上面には、断熱材２５又は仕上げ材をドリルねじ３１により取り付けられている。このドリルねじ３１の打ち込み間隔は、ねじの径、上フランジ１１の板厚等に基づいて最適となるように設定され、例えば１００〜１５０ｍｍピッチとされていてもよい。因みに、この重ね合わせ部３５の幅は、ドリルネジ３１の径の５倍以上に亘り形成されていることが望ましい。

このように、デッキプレート１の接合をドリルネジ３１を利用して行うことにより、当該デッキプレート１に負荷されるせん断応力を隣接する他のデッキプレート1へ効率よく伝達することが可能となる。

また、このデッキプレート１により面内のせん断剛性耐力をともに向上させることができる。このため、面内のせん断剛性耐力を保持すべく、従来のように、梁２４により囲まれる空間２９に対してブレースを配置する必要性もなくなる。その結果、図３に示すように、梁２４により囲まれる空間２９をいわゆる設備スペースとして開放することが可能となり、空間全体をより有効に活用することが可能となる。また、ブレース６１を設置する必要性もなくなることから、施工労力やコストを低減させることが可能となる。

なお、図５に示すように、このデッキプレート１を上下反転させてコンクリート７１を充填することにより、これを床の合成スラブとして用いるようにしてもよいことは勿論である。

本発明を適用したデッキプレートの斜視図である。 ２ｅ／ｆに対する面内剛性耐力の向上比率を計算により求めた結果を示す図である。 本発明に係るデッキプレートを建築構造物の屋根構造又は床構造に対して適用する場合について説明するための図である。 本発明を適用したデッキプレートの配置方法について説明するための図である。 本発明を適用したデッキプレートを合成スラブとして適用する場合について説明するための図である。 従来技術の問題点について説明するための図である。 本発明の作用効果について説明するための図である。

符号の説明

１ デッキプレート
２ 屋根構造又は床構造
１１ 上フランジ
１２ 下フランジ
１３ ウエブ
２２ 野縁
２３ 天井
２４ 梁
２５ 断熱材又は仕上げ材
２６ 屋根又は床
３１ ドリルねじ
３５ 重ね合わせ部

Claims (6)

1. 水平な上フランジと下フランジがウエブを介して形成されているデッキプレートによる屋根構造及び床構造において、
   上記下フランジの幅（２ｅ）と上記上フランジの幅（ｆ）の比率が、２ｅ／ｆ（＝β）≧１を満足すること
   を特徴とするデッキプレートによる屋根構造及び床構造。
2. 前記デッキプレートの板厚（ｔ）としたとき、さらに（２ｅ／ｔ）／（（βｔ／（１＋β））^0.5≦４３７を満足すること
   を特徴とする請求項１記載のデッキプレートによる屋根構造及び床構造。
3. 前記デッキプレートの下フランジにリブを有し、隣接するリブ間並びにリブとウエブの間の幅が、（２ｅ／ｔ）／（（βｔ／（１＋β））^0.5≦４３７であること
   を特徴とする請求項２に記載の屋根構造及び床構造。
4. 請求項１から３のうちいずれか１項記載のデッキプレートを上下反転させて、上部よりコンクリートを充填することにより、屋根及び床の合成スラブとして適用されること
   を特徴とするデッキプレート。
5. 請求項１から４のうちいずれか１項記載のデッキプレートが配設される屋根構造及び床構造において、
   互いに接合すべき当該デッキプレートの上フランジ間が互いに重ね合わせ部を形成し、当該重ね併せ部には、仕上げ材又は断熱材が取り付けられること
   を特徴とするデッキプレートによる屋根構造及び床構造。
6. 前記デッキプレートの上フランジ間の重ね合わせ部は、ドリルねじにより接合されていること
   を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のデッキプレートによる屋根構造及び床構造。