JP2009013682A - 合成床、プレキャストコンクリート製床板および合成床の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】費用をかけずに大スパンの床構造を実現することができる合成床、プレキャストコンクリート製床板および合成床の施工方法を提供する。
【解決手段】下部層のプレキャストコンクリート製床板２０と、プレキャストコンクリート製床板２０の上面２４に上部層として現場打ちするコンクリートスラブ３０とを備えた合成床１０において、プレキャストコンクリート製床板２０の上面２４にボイド部材２６が設置され、プレキャストコンクリート製床板２０とボイド部材２６とを覆うようにコンクリートスラブ３０が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、合成床、プレキャストコンクリート製床板および合成床の施工方法に関するものである。

近年、高層ＲＣ造集合住宅や超高層ＲＣ造集合住宅を施工するにあたっては、ハーフＰＣ板を工場や施工現場にて製造し、得られたハーフＰＣ板を施工階に敷設した後に、その上面に生コンクリートを打設することによりコンクリート合成床を施工するＰＩＣＯＳ工法（Ｐｒｅｃａｓｔ Ｉｎｓｉｔｅ−ｐｌａｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ＣＯｍｐｏｓｉｔｅ Ｓｌａｂ工法）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平４−１７９７５０号公報

ところで、上述のＰＩＣＯＳ工法を採用した合成床板は、構造体のスパンが７．０ｍ以下であれば採用が可能であった。しかしながら、最近では、居住性の観点から板状型の高層ＲＣ造集合住宅や超高層ＲＣ造集合住宅において、構造体のスパンがより大きくなりつつある。また、チューブ形式などの超高層ＲＣ造集合住宅も主流になりつつある。このような高層ＲＣ造集合住宅や超高層ＲＣ造集合住宅の大スパン床構造に採用できるものとしては、スパンクリート板（穴あきＰＣ板）やＦＲ板（リブ付きＰＣ板）などを用いたハーフＰＣ合成床板が考えられるが、製品自体が高価であり、躯体費がかかるという問題があった。

そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、費用をかけずに大スパンの床構造を実現することができる合成床、プレキャストコンクリート製床板および合成床の施工方法を提供するものである。

請求項１に記載した発明は、下部層のプレキャストコンクリート製床板と、該プレキャストコンクリート製床板の面上に上部層として現場打ちするコンクリートスラブとを備えた合成床において、前記プレキャストコンクリート製床板の面上にボイド部材が設置され、前記プレキャストコンクリート製床板と前記ボイド部材とを覆うように前記コンクリートスラブが設けられていることを特徴としている。

このようにボイド部材を合成床の間に設けることで、合成床の自重を軽量化することができるため、従来よりも大きなスパンの床部分に採用することができる。また、本発明に係る合成床は、コンクリートが充填されていた領域にボイド部材を設けただけの構造であるため、費用をかけずに実現することができる効果がある。

請求項２に記載した発明は、前記プレキャストコンクリート製床板に緊張材が埋設され、前記プレキャストコンクリート製床板に緊張力が導入されていることを特徴としている。

このように構成することで、合成床の引張強度を向上させることができるため、さらに大きなスパンの床部分に採用することができる。したがって、費用をかけずにより大スパンの床構造を実現することができる効果がある。

請求項３に記載した発明は、前記プレキャストコンクリート製床板の面上における前記ボイド部材が配置されていない領域に、コッターが形成されていることを特徴としている。

このように構成することで、プレキャストコンクリート製床板とコンクリートスラブとの構造体としての一体性を増すことができ、プレキャストコンクリート製床板とコンクリートスラブとの界面に働く水平せん断力を確実に伝達することができる。したがって、プレキャストコンクリート製床板およびコンクリートスラブによる合成床として確実に機能させることができる効果がある。

請求項４に記載した発明は、前記ボイド部材が、ポリスチレンフォームからなることを特徴としている。

このように構成することで、安価な材料で合成床を実現することができる。また、ポリスチレンフォームは、加工が容易であるため、効率よく合成床を施工することができる。また、ポリスチレンフォームは、水分を吸収しないため、コンクリートスラブを打設する際に、コンクリートの品質に影響を与えることがない。さらに、ポリスチレンフォームは、軽量であるため、合成床の自重を軽量化することができる。

請求項５に記載した発明は、プレキャストコンクリート製床板がコンクリート板にボイド部材を固定したことを特徴としている。

このように構成することで、ボイド部材をコンクリート板に固定設置した状態で現場に搬入して設置することができる。したがって、現場ではコンクリートスラブを打設するだけで合成床を施工できるため、工程に影響を与えることなく合成床を施工することができる効果がある。

請求項６に記載した発明は、合成床の施工方法において、コンクリートを打設してプレキャストコンクリート製床板を形成する工程と、該プレキャストコンクリート製床板の面上にボイド部材を固定設置する工程と、前記プレキャストコンクリート製床板および前記ボイド部材を覆うようにコンクリートを打設してコンクリートスラブを形成する工程と、を備えたことを特徴としている。

このように構成することで、一般的な合成床の施工方法にボイド部材を設置する工程を付加するだけで実現することができる。したがって、工程を複雑化することなく、費用をかけずに大スパンの床構造を実現することができる合成床を施工することができる効果がある。

本発明によれば、プレキャストコンクリート製床板の面上にボイド部材を配列設置し、プレキャストコンクリート製床板とボイド部材とを覆うようにコンクリートスラブを設けたため、合成床の自重を軽量化することができる。したがって、従来よりも大きなスパンの床部分に採用することができる。また、コンクリートが充填されていた領域にボイド部材を設けただけの構造であるため、費用をかけずに大スパン化を実現することができる。
また、プレキャストコンクリート製床板に緊張材を埋設し、プレキャストコンクリート製床板に緊張力を導入することで、合成床の引張強度を向上させることができる。したがって、さらに大きなスパンの床部分に採用することができる。

次に、本発明の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

図１に示すように、合成床１０は、平面視において外形が長方形に形成されている。合成床１０は、その短辺１１がそれぞれ大梁１５上に載置され、２本の大梁１５，１５間に架設されている。また、合成床１０は、その長辺１３同士を密着するように複数枚（本実施形態では、４枚）連接されて、スラブ１７が構成されている。

図２に示すように、合成床１０は、下部層として構成されているＰＩＣＯＳ板２０と、ＰＩＣＯＳ板２０の上面に現場打ちにて形成される上部層のコンクリートスラブ３０とで構成されている。
図２、図３に示すように、ＰＩＣＯＳ板２０は、コンクリート板２１と、プレストレスを導入してなるＰＣ鋼線２２と、補強筋２３とを備えている。ＰＣ鋼線２２は、ＰＩＣＯＳ板２０の長辺１３に沿う方向に所定間隔を空けて複数配設されている。また、ＰＣ鋼線２２は、補強筋２３の下方に位置するように配設されている。補強筋２３は、ＰＩＣＯＳ板２０の短辺１１に沿う方向に設けられた横筋２３ａと、長辺１３に沿う方向に設けられた縦筋２３ｂとで構成されている。横筋２３ａおよび縦筋２３ｂは、それぞれ所定間隔を空けて配筋されており、略碁盤目状に構成されている。また、コンクリート板２１の上面２４、つまりコンクリートスラブ３０との打継面には複数のコッター２５が配列形成されている。

ここで、コンクリート板２１の上面２４において、コッター２５が形成されていない領域に、ボイド部材２６が設けられている。ボイド部材２６は、ＰＩＣＯＳ板２０の長辺１３に沿う方向で、かつ配列形成されたコッター２５，２５間に列をなすように配置されている。ボイド部材２６は、ポリスチレンフォームからなり、適切な大きさに加工形成されて配置されている。

コンクリートスラブ３０は、ＰＩＣＯＳ板２０およびボイド部材２６を覆うように上方に打設されている。コンクリートスラブ３０には、補強筋３１が埋設されている。補強筋３１は、コンクリートスラブ３０の短辺１１に沿う方向に設けられた配力筋３１ａと、長辺１３に沿う方向に設けられた主筋３１ｂとで構成されている。配力筋３１ａおよび主筋３１ｂは、それぞれ所定間隔を空けて配筋されており、略碁盤目状に構成されている。なお、平面視において、主筋３１ｂ同士の間隔は、中央部よりも両縁部近傍が狭くなるように配置されている。

次に、大梁１５を介して連続配置される合成床１０の構成について説明する。
図４に示すように、ＰＩＣＯＳ板２０は大梁１５上にその短辺１１を載置して架設されている。隣接するＰＩＣＯＳ板２０同士の間には、コンクリート板２１の上面２４にジョイント筋４０が配設されている。ジョイント筋４０は、ＰＩＣＯＳ板２０の長辺１３に沿う方向に所定間隔を空けて複数配設されている。コンクリートスラブ３０は、ＰＩＣＯＳ板２０、ボイド部材２６およびジョイント筋４０を覆うように上方に設けられている。なお、このジョイント筋４０は省略することも可能である。

また、合成床１０は、その長辺１３同士を突き合わせるように複数枚連接されているが、隣接するＰＩＣＯＳ板２０の表面２４に、上述したジョイント筋４０と略同等のジョイント筋（図示せず）が短辺１１に沿う方向に所定間隔を空けて配設されている。これにより、隣接する合成床１０同士を確実に接合させることができる。

次に、合成床１０の構築方法について説明する。
まず、ＰＩＣＯＳ板２０を工場や現場の施工ヤードにて製作する。ＰＩＣＯＳ板２０を製作するには、ＰＩＣＯＳ板用の型枠にＰＣ鋼線２２を配置し、その上方に補強筋２３を配筋する。このとき所要のかぶり厚が得られるように適正な位置に配筋する。そして、型枠内にコンクリートを打設する。

コンクリートが硬化する前に、ＰＩＣＯＳ板２０の上面２４にコッター２５を形成するとともに、ボイド部材２６を配置してＰＩＣＯＳ板２０に固定する。

ここで、ＰＣ鋼線２２には、プレテンション方式或いはポストテンション方式により所定の引張力（緊張力）を導入する。そして、ＰＣ鋼線２２の両端部を、ＰＩＣＯＳ板２０の端部（短辺１１）に設けられた図示しない定着具にそれぞれ取り付けて定着する。

このようにして製作されたＰＩＣＯＳ板２０を大梁１５，１５間に複数枚密着するように架設する。なお、大梁１５を介して配置されているＰＩＣＯＳ板２０同士の間には、ジョイント筋４０を適宜配設する。同様に、隣接するＰＩＣＯＳ板２０の長辺１３同士の連接部にもジョイント筋を適宜配設する。そして、現場打ちコンクリートに係る型枠内に補強筋３１を配筋し、コンクリートを打設することで、コンクリートスラブ３０をＰＩＣＯＳ板２０の上部に形成する。コンクリートが硬化した後に、型枠を取り除くことで、合成床１０を施工することができる。

本実施形態によれば、下部層のＰＩＣＯＳ板２０と、ＰＩＣＯＳ板２０の上面２４に上部層として現場打ちするコンクリートスラブ３０とを備えた合成床１０において、ＰＩＣＯＳ板２０の上面２４にボイド部材２６を配列設置し、ＰＩＣＯＳ板２０とボイド部材２６とを覆うようにコンクリートスラブ３０を設けた。

このようにボイド部材２６を合成床１０の内部に設けることで、合成床１０の自重を軽量化することができるため、従来よりも大きなスパンの床部分に採用することができる。また、本発明に係る合成床１０は、コンクリートが充填されていた領域にボイド部材２６を設けただけの構造であるため、費用をかけずに実現することができる。

また、ＰＩＣＯＳ板２０にＰＣ鋼線２２を埋設し、ＰＩＣＯＳ板２０に緊張力を導入した。
このように構成したため、合成床１０の引張強度を向上させることができ、さらに大きなスパンの床部分に採用することができる。したがって、従来のスパンクリート板（穴あきＰＣ板）やＦＲ板（リブ付きＰＣ板）などと比較して、費用をかけずにより大スパンの床構造を実現することができる。

また、ＰＩＣＯＳ板２０の上面２４におけるボイド部材２６が配置されていない領域に、コッター２５を複数形成した。
このように構成したため、ＰＩＣＯＳ板２０とコンクリートスラブ３０との構造体としての一体性を増すことができ、ＰＩＣＯＳ板２０とコンクリートスラブ３０との界面に働く水平せん断力を確実に伝達することができる。したがって、ＰＩＣＯＳ板２０およびコンクリートスラブ３０による合成床１０としてより確実に機能させることができる。

さらに、ボイド部材２６を、ポリスチレンフォームで形成した。
このように構成したため、安価な材料で合成床１０を実現することができる。また、ポリスチレンフォームは、加工が容易であるため、効率よく合成床１０を施工することができる。また、ポリスチレンフォームは、水分を吸収しないため、コンクリートスラブ３０を打設する際に、コンクリートの品質に影響を与えることがない。さらに、ポリスチレンフォームは、軽量であるため、合成床の自重を軽量化することができる。

そして、ＰＩＣＯＳ板２０にボイド部材２６を固定した。
このように構成したため、ボイド部材２６をＰＩＣＯＳ板２０に固定設置した状態で現場に搬入して設置することができる。したがって、現場ではコンクリートスラブ３０を打設するだけで合成床１０を施工することができるため、工程に影響を与えることなく合成床１０を施工することができる。

次に、実施例について説明する。なお、合成床１０の断面構造は図２と同一であるため、適宜図２を参照しながら説明をする。
図５に示すように、合成床１０は、平面視において外形が９０００ｍｍ×２５５０ｍｍの長方形に形成した。合成床１０の短辺１１をそれぞれ大梁１５上に載置し、２本の大梁１５，１５間に架設した。また、合成床１０を、その長辺１３同士を突き合わせるように５枚連接して、スラブ１７を構成した。

合成床１０は、下部層として構成されているＰＩＣＯＳ板２０と、ＰＩＣＯＳ板２０の上面に現場打ちにて形成される上部層のコンクリートスラブ３０とで構成した。
ＰＩＣＯＳ板２０は、厚さ１００ｍｍのコンクリート板２１と、プレストレスを導入してなるＰＣ鋼線２２と、補強筋２３とで構成した。ＰＣ鋼線２２は、直径１２．７ｍｍの鋼棒を用い、ＰＩＣＯＳ板２０の長辺１３に沿う方向に３００ｍｍピッチで配設した。また、ＰＣ鋼線２２は、補強筋２３の下方に位置するように配設した。ＰＣ鋼線２２は、ＰＩＣＯＳ板２０の下面からのかぶり厚を３５ｍｍ確保するようにした。

補強筋２３は、ＰＩＣＯＳ板２０の短辺１１に沿う方向に設けられた横筋２３ａと、長辺１３に沿う方向に設けられた縦筋２３ｂとで構成した。横筋２３ａおよび縦筋２３ｂは、直径６ｍｍの鉄筋を用い、それぞれ１００ｍｍピッチで配筋した。なお、縦筋２３ｂは、ＰＩＣＯＳ板２０の下面からのかぶり厚を４５ｍｍ確保するようにした。

また、コンクリート板２１の上面２４、つまりコンクリートスラブ３０との打継面には複数のコッター２５を配列形成した。コッター２５は、平面視において８０ｍｍ×８０ｍｍで、深さ８ｍｍの凹部で構成した。ＰＩＣＯＳ板２０の長辺１３に沿う方向における隣接するコッター２５同士のあきは８０ｍｍとした。また、ＰＩＣＯＳ板２０の短辺１１に沿う方向における隣接するコッター２５同士のあきは２２０ｍｍとした。

ここで、コンクリート板２１の上面２４において、コッター２５が形成されていない領域に、ボイド部材２６を設けた。ボイド部材２６は、平面視において８００ｍｍ×２００ｍｍで高さ１１０ｍｍの直方体形状を有しており、ＰＩＣＯＳ板２０の長辺１３に沿う方向で、かつ配列形成されたコッター２５，２５間に列をなすように配置した。ボイド部材２６は、ポリスチレンフォームで形成した。

コンクリートスラブ３０は、最大厚さ２０８ｍｍとし、ＰＩＣＯＳ板２０およびボイド部材２６を覆うように上方に設けた。コンクリートスラブ３０には、補強筋３１を埋設した。補強筋３１は、コンクリートスラブ３０の短辺１１に沿う方向に設けられた配力筋３１ａと、長辺１３に沿う方向に設けられた主筋３１ｂとで構成した。配力筋３１ａは、公称直径１２．７ｍｍの異形鉄筋を用い、２００ｍｍピッチで配筋した。また、主筋３１ｂは、公称直径１２．７ｍｍの異形鉄筋を用い、平面視において、主筋３１ｂ同士の間隔を、中央部では２００ｍｍピッチにし、両縁部近傍では１００ｍｍピッチとして配筋した。さらに、主筋３１ｂは、コンクリートスラブ３０の上面（表面）からのかぶり厚を３０ｍｍ確保するようにした。

また、大梁１５を介して配置されているＰＩＣＯＳ板２０同士の間には、ジョイント筋４０を配設した。ジョイント筋４０は、公称直径１２．７ｍｍの異形鉄筋を用い、ＰＩＣＯＳ板２０の長辺１３に沿う方向に２００ｍｍピッチでＰＩＣＯＳ板２０の表面２４に配筋した。また、ジョイント筋４０には、大梁１５の両側の梁面から４５５ｍｍずつ突出する長さを有する異形鉄筋を用いた。

なお、ＰＩＣＯＳ板２０の設計基準強度（Ｆｃ）は、４５Ｎ／ｍｍ^２とし、コンクリートスラブ３０の設計基準強度（Ｆｃ）は、３０Ｎ／ｍｍ^２とした。

上述のように構成した合成床１０を用いて、曲げせん断実験および長期載荷実験を行った結果、合成床１０の有効性が確認された。なお、このように構成した合成床１０では、梁間のスパンを１１ｍ程度まで広げても対応することができる。

したがって、実施例１によれば、合成床１０の厚みが３００ｍｍ程度で、梁間のスパンを９ｍ〜１１ｍ程度まで広げることができるため、合成床１０は、高層ＲＣ造集合住宅や超高層ＲＣ造集合住宅の大スパン床構造に最適であり、柱や梁の極力少ない居住空間を提供することができる。このように柱や梁の少ない空間を確保できることで、集合住宅においては、水場の配置などの設計自由度を増すことができ、多種多様な居住者のニーズに対応した快適な集合住宅を提供することができる。

次に、上記実施形態の別の態様について図６を用いて説明する。
図６に示すように、合成床５０は、上記実施形態とは、ＰＩＣＯＳ板６０の構成が異なる。具体的には、ＰＣ鋼線２２を備えておらず、また、補強筋２３の太さ、ピッチなどの構成が若干異なる。他の構成は上記実施形態と略同一である。
この態様によれば、上記実施形態より対応可能なスパンの長さが短くなるものの、ボイド部材２６を合成床１０の間に設けているため、合成床１０の自重を軽量化することができ、従来よりも大きなスパンの床部分に採用することができる。

上述の実施例１と同様に上記別の態様についての実施例について説明する。
なお、本実施例では、実施例１と異なる構成のみ説明する。
ＰＩＣＯＳ板２０の補強筋２３を、ＰＩＣＯＳ板２０の短辺１１に沿う方向に設けられた横筋２３ａと、長辺１３に沿う方向に設けられた縦筋２３ｂとで構成した。横筋２３ａは、公称直径１２．７ｍｍの異形鉄筋を用い、２００ｍｍピッチで配筋し、縦筋２３ｂは、公称直径１２．７ｍｍの異形鉄筋を用い、１００ｍｍピッチで配筋した。

上述のように構成した合成床１０を用いて、曲げせん断実験および長期載荷実験を行った結果、合成床１０の有効性が確認された。なお、このように構成した合成床１０では、梁間のスパンを７ｍ〜９ｍ程度まで広げても対応することができる。

尚、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態において、ボイド部材にポリスチレンフォームを用いた場合の説明をしたが、これに限らず略同等の効果を有する別の素材を用いてもよいし、中空形状のボイド部材を用いてもよい。
また、本実施形態において、ＰＩＣＯＳ板にボイド部材を固定した状態で現場に搬入して現場ではコンクリートスラブのみを打設する場合の説明をしたが、ＰＩＣＯＳ板だけの状態で現場に設置し、現場でボイド部材の設置とコンクリートスラブの打設を現場で行うようにしてもよい。

本発明の実施形態における合成床の概略構成図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う合成床の断面図である。 本発明の実施形態におけるＰＩＣＯＳ板の部分平面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 本発明の実施例における合成床の構成図である。 本発明の実施形態における合成床の別の態様を示す断面図である。

符号の説明

１０…合成床 ２０…ＰＩＣＯＳ板（プレキャストコンクリート製床板） ２２…ＰＣ鋼線（緊張材） ２４…上面 ２５…コッター ２６…ボイド部材 ３０…コンクリートスラブ

Claims (6)

1. 下部層のプレキャストコンクリート製床板と、該プレキャストコンクリート製床板の面上に上部層として現場打ちするコンクリートスラブとを備えた合成床において、
   前記プレキャストコンクリート製床板の面上にボイド部材が設置され、
   前記プレキャストコンクリート製床板と前記ボイド部材とを覆うように前記コンクリートスラブが設けられていることを特徴とする合成床。
2. 前記プレキャストコンクリート製床板に緊張材が埋設され、
   前記プレキャストコンクリート製床板に緊張力が導入されていることを特徴とする請求項１に記載の合成床。
3. 前記プレキャストコンクリート製床板の面上における前記ボイド部材が配置されていない領域に、コッターが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の合成床。
4. 前記ボイド部材が、ポリスチレンフォームからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の合成床。
5. コンクリート板にボイド部材を固定したことを特徴とするプレキャストコンクリート製床板。
6. コンクリートを打設してプレキャストコンクリート製床板を形成する工程と、
   該プレキャストコンクリート製床板の面上にボイド部材を固定設置する工程と、
   前記プレキャストコンクリート製床板および前記ボイド部材を覆うようにコンクリートを打設してコンクリートスラブを形成する工程と、を備えたことを特徴とする合成床の施工方法。

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