JP2012132279A

JP2012132279A - 鋼板コンクリート構造

Info

Publication number: JP2012132279A
Application number: JP2010287271A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Ota; 和也太田
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2012-07-12

Abstract

【課題】鋼板パネルどうしを無溶接で接合し得る鋼板コンクリート構造を提供する。
【解決手段】鋼板パネル１の側部に水平接合手段としての孔あき鋼板４を突出せしめておくとともに、鋼板パネルの上下に鉛直接合手段としての孔あきリブ鋼板５を突出せしめておき、孔あき鋼板どうしおよび孔あきリブ鋼板どうしをそれぞれ中空部に充填されるコンクリートを介して応力伝達可能に接合して重ね継手を構成せしめ、該重ね継手によって鋼板パネルどうしを接合する。
【選択図】図４

Description

本発明は構造物の躯体を構成するための鋼板コンクリート構造に関する。

周知のように、鋼板コンクリート構造（ＳＣ構造）は、構造部材の外殻となる鋼板（外殻鋼板）を型枠としてその内部にコンクリートを充填し、鋼板内面に植設しておいた多数のスタッドを介して鋼板とコンクリートとを構造的に一体化する構造であって、大断面の頑強な構造部材を効率的に施工できることから、たとえば原子力施設における建屋の構造形式として普及しつつある。

この種の鋼板コンクリート構造の施工に際しては、２枚の外殻鋼板の間に中空部を確保した形態の鋼板パネルを予め製作し、その鋼板パネルを水平方向および鉛直方向に多数連結した後に各鋼板パネルの中空部内全体にコンクリートを一体に充填することが最も一般的であり、その際における鋼板パネルどうしの連結は外殻鋼板の縁部どうしを突き合わせて現場溶接することで行うことが通常である。

しかし、大規模な鋼板パネルどうしを現場溶接により接合することでは膨大な溶接作業と溶接検査が必要であって効率的な施工は望めないことから、溶接作業の軽減ないし省略を目的としてたとえば特許文献１に示されるような工法も提案されている。
これは、接合するべき鋼板パネル（特許文献１ではＳＣ鋼板ユニット）に跨る位置にＨ型ないしＩ型の継手部材を配置して、それらの継手部材を介して鋼板パネルどうしを接合するというものである。

特開２００３−４９４８９号公報

特許文献１に示される工法では現場溶接による場合に比べて施工性を改善できるものの、Ｈ型ないしＩ型の特殊な継手を用いる必要があることから、その点で必ずしも十分な改善効果が得られない場合もあってさらなる改善の余地を残しているものである。

上記事情に鑑み、本発明は施工性をさらに改善し得る合理的な鋼板コンクリート構造を提供することを目的とする。

本発明は、２枚の外殻鋼板の間に中空部を有する構成の鋼板パネルを水平方向および鉛直方向に隣接配置し、各鋼板パネルの中空部内にコンクリートを一体に充填することによって構造物の躯体を構築するための鋼板コンクリート構造であって、前記鋼板パネル内の側部に双方の外殻鋼板どうしを連結する連結鋼板を溶接して、該連結鋼板に水平接合手段としての孔あき鋼板の基端部を溶接することにより、該孔あき鋼板の先端部を該鋼板パネルの中空部から側方に突出せしめておくとともに、前記鋼板パネルの双方の外殻鋼板の上部内面および下部内面に鉛直接合手段としての孔あきリブ鋼板の基端部を溶接することにより、多数の孔あきリブ鋼板の先端部を該鋼板パネルの中空部からその上方および下方に突出せしめた状態で該孔あきリブ鋼板を該鋼板パネルの幅方向に間隔をおいて配列せしめておき、隣接配置した双方の鋼板パネルにおける前記孔あき鋼板どうしおよび前記孔あきリブ鋼板どうしをそれぞれ前記中空部に充填されるコンクリートを介して応力伝達可能に接合して重ね継手を構成せしめて、該重ね継手によって各鋼板パネルどうしを接合してなることを特徴とする。

本発明においては、前記孔あき鋼板の上端部および下端部を前記鋼板パネルの上方および下方に突出せしめておいて、該孔あき鋼板により水平方向の重ね継手のみならず鉛直方向の重ね継手を構成せしめるようにしても良い。

本発明によれば、隣接配置した鋼板パネルどうしを孔あき鋼板および孔あきリブ鋼板による重ね継手により水平方向および鉛直方向の双方に接合するので、現場での溶接作業を省略ないし大幅に軽減することが可能であることはもとより、水平方向および鉛直方向の接合手段として単なる孔あき鋼板と孔あきリブ鋼板を予め外殻鋼板に対して取り付けておくだけで何ら特殊な継手や工程を必要とせず、したがって鋼板コンクリート構造物の構築に際してその施工性を大きく改善することが可能であって工期短縮と工費削減を十分に図ることが可能である。

本発明の鋼板コンクリート構造の実施形態を示すもので、本実施形態において用いる鋼板パネルの構成例を示す斜視図である。同、鋼板パネルどうしを水平方向に接合する状況を示す斜視図である。同、平断面図である。同、鋼板パネルどうしを上下方向に接合する状況を示す斜視図である。同、部分正断面図である。同、部分側断面図である。同、部分側断面図である。同、４枚の鋼板パネルどうしを水平方向および上下方向に接合した状況を示す斜視図である。同、平断面図である。同、鉛直接合部の部分側断面図である。

以下、本発明の実施形態を図１〜図１０を参照して説明する。
図１は本実施形態において用いる鋼板パネル１の外観を示すものであり、それを水平方向（左右方向）および鉛直方向（上下方向）に４枚接合した状態を図８に示す。
なお、図８に示しているように、以下の説明では、鋼板パネル１どうしを水平方向に接合して鉛直方向の接合線を形成している接合部を「鉛直接合部」といい、鋼板パネル１どうしを鉛直方向に接合して水平方向の接合線を形成している接合部を「水平接合部」という。

本実施形態の鋼板パネル１は、基本的には従来の鋼板コンクリート構造において用いられている鋼板パネルや特許文献１に示されているＳＣ鋼板ユニットと同様に、矩形平板状の２枚の外殻鋼板２を間隔をおいて対向させてそれらの間にコンクリートを充填するための中空部を設け、外殻鋼板２の内面にはコンクリートを一体化するための多数のスタッド３（図１では図示略。図３や図６参照。）が植設されているものであるが、本実施形態の鋼板パネル１はこれら鋼板パネル１どうしをそれ自体で接合するための手段、すなわち、鋼板パネル１どうしを水平方向に接合するための水平接合手段としての孔あき鋼板４と、鋼板パネル１どうしを上下方向に接合するための鉛直接合手段としての孔あきリブ鋼板５とが予め一体に設けられているものである。

具体的には、図３に示すように、鋼板パネル１内の両側部に双方の外殻鋼板２どうしを連結する連結鋼板６がそれぞれ溶接されていて、その連結鋼板６の外側に、多数の孔が形成されている縦長帯板状の孔あき鋼板４がそれぞれ溶接されている。
孔あき鋼板４は鋼板パネル１どうしを水平方向に接合する鉛直接合部に跨る幅寸法とされていて、その幅方向の基端縁部が上記の連結鋼板６に溶接されることにより先端縁部が鋼板パネル１の中空部から側方に突出せしめられた状態で鋼板パネル１に対して予め取り付けられたものである。
鋼板パネル１の両側部に設けられている双方の孔あき鋼板４の形状寸法は同一であるが、本実施形態では鋼板パネル１の両側に対する孔あき鋼板４の設置位置は鋼板パネル１の厚さ方向中心に対して逆方向にずらした位置とされている（図３参照。図示例では鋼板パネル１の右側部に設ける孔あき鋼板４を手前側にずらし、左側部に設ける孔あき鋼板４を逆に奥側にずらした位置とされている）。

これにより、図２〜図３に示すように、これら鋼板パネル１どうしを水平方向に接合するに際して双方の鋼板パネル１を水平方向に隣接配置して双方の外殻鋼板２の側縁どうしを突き合わせた状態では、双方の鋼板パネル１の側方に突出している双方の孔あき鋼板４の突出部がそれぞれ他方の鋼板パネル１の中空部内に自ずと挿入されて鉛直接合部を跨ぐものとなり、その状態で双方の孔あき鋼板４どうしが互いに所定間隔をおいた状態でラップするようになっている。

そして、最終的に中空部内全体にコンクリート（図示略）が打設されることにより、双方の孔あき鋼板４の周囲に充填されるコンクリートの付着力と、双方の孔あき鋼板４に形成されている多数の孔内にコンクリートが入り込むことによるジベル効果、および孔あき鋼板４による支圧効果によって、双方の孔あき鋼板４どうしがコンクリートを介して応力伝達可能に接合されるようになっている。
すなわち、双方の孔あき鋼板４は鋼板パネル１どうしを水平方向に接合するための重ね継手（図示例の場合はより厳密にはあき重ね継手）を構成し、したがって従来のように外殻鋼板２どうしを直接的に溶接せずとも鋼板パネル１どうしを構造的に確実堅固に接合し得るものとなっている。

一方、鋼板パネル１を形成している２枚の外殻鋼板２の上部内面および下部内面には、鉛直接合手段としての多数の孔あきリブ鋼板５が設けられている。
それら孔あきリブ鋼板５は鋼板パネル１どうしを鉛直方向に接合する水平接合部に跨る長さとされ、基端部が外殻鋼板２の内面に溶接されて先端部が外殻鋼板２の上縁および下縁から上方および下方に突出する状態で、それぞれ外殻鋼板２の幅方向に所定間隔で配列されているものである。

そして、図４〜図６に示すように、鋼板パネル１どうしを鉛直方向に接合するに際して双方の鋼板パネル１を上下方向に隣接配置して双方の外殻鋼板２の上縁と下縁とを突き合わせた状態では、双方の鋼板パネル１の上方および下方に突出している孔あきリブ鋼板５の突出部がそれぞれ他方の鋼板パネル１の中空部内に自ずと挿入されて水平接合部を跨ぐものとなり、その状態で双方の孔あきリブ鋼板５どうしが所定間隔をおいた状態で交互にラップするようになっている。

これにより、最終的に中空部内全体にコンクリート（図示略）が打設されれば、上記の水平接合手段としての孔あき鋼板４の場合と同様に、双方の孔あきリブ鋼板５の周囲に充填されるコンクリートの付着力と、双方の孔あきリブ鋼板５に形成されている孔内にコンクリートが入り込むことによるジベル効果、および孔あきリブ鋼板５による支圧効果によって、双方の孔あきリブ鋼板５どうしがコンクリートを介して応力伝達可能に接合されて上下方向の重ね継手（図示例の場合にはより厳密にはあき重ね継手）を構成するようになっており、したがって従来のように外殻鋼板２どうしを直接的に溶接せずとも鋼板パネル１どうしを構造的に確実堅固に接合し得るものとなっている。

さらに、本実施形態では、上記の孔あき鋼板４を水平方接合手段として機能させることに加えて、その孔あき鋼板４を鉛直接合手段としても機能させるようにしており、そのため、図１に示しているように孔あき鋼板４の全高を外殻鋼板２の全高よりも大きくしてその上端部および下端部を鋼板パネル１の中空部からその上方および下方に突出せしめている。
これにより、鋼板パネル１どうしを上下方向に接合する際には、図４および図７に示すように双方の鋼板パネル１における双方の孔あき鋼板４の上端部と下端部とが水平接合部において自ずと重なり合って上下方向の重ね継手を構成し、ここでの接合強度が増強されるものとなっている。

そして、以上のような手順で鋼板パネル１どうしを隣接配置していって、図８に示すように鋼板パネル１どうしを水平方向および上下方向の双方に配置した状態では、図９（ｂ）および図１０に示すように水平接合部と鉛直接合部との交差部（４枚の鋼板パネル１どうしの接合中心部）においては斜向かいに位置する孔あき鋼板４どうしが密着するようにそれらの位置が孔あき鋼板４の厚さ相当分だけ厚さ方向にずらされており、その結果、ここでは全４枚の孔あき鋼板４が相互に重なり合ってそれらが水平方向の重ね継手としてのみならず同時に上下方向の重ね継手としても機能するようになっている。

以上のように、本実施形態によれば、鋼板パネル１どうしを孔あき鋼板４および孔あきリブ鋼板５による重ね継手により水平方向および鉛直方向の双方に接合するので、鋼板パネル１どうしを無溶接により接合することが可能であり、従来一般の鋼板コンクリート構造では不可欠であった現場での膨大な溶接作業を省略ないし大幅に軽減することが可能である。
しかも、水平方向および鉛直方向の接合手段として単なる孔あき鋼板４と孔あきリブ鋼板５を用いて、それらを予め外殻鋼板２に対して溶接しておけば良いので、特許文献１に示されるような特殊な継手や特段の工程を必要とせず、その分の工費と作業も軽減することができる。
以上のことから、本発明によれば鋼板コンクリート構造物の構築に際してその施工性を大きく改善することが可能であり、工期短縮と工費削減を十分に図ることが可能である。

以上で本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態はあくまで好適な一例であって本発明は上記実施形態に限定されるものでは勿論なく、たとえば以下のような適宜の設計的変形や応用が可能である。

本発明においては上記実施形態のように水平接合手段としての孔あき鋼板４を鉛直接合手段としても機能させることが好ましいが、そうすることに限るものではなく、鉛直接合手段としての孔あきリブ鋼板５のみで鉛直接合強度を確保する設計とする場合には孔あき鋼板４を単に水平接合手段としてのみ機能させれば良く、その場合には孔あき鋼板４の上下を突出させておく必要はなく、その全高を外殻鋼板２の全高に揃えておけば良い。
勿論、所望の水平接合強度が確保できる場合には、孔あき鋼板４の高さ（全長）を必ずしも外殻鋼板２の高さに揃える必要はなくそれよりも短くて良い。

また、鋼板パネル１全体の形状や寸法はもとより、水平接合手段としての孔あき鋼板４および鉛直接合手段としての孔あきリブ鋼板５の形状や寸法、設置数、設置位置、その他の諸元は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、すなわち孔あき鋼板４および孔あきリブ鋼板５により重ね継手ないしあき重ね継手を構成することによって鋼板パネル１どうしを水平方向および鉛直方向の双方に接合する構成とする限りにおいて、構築するべき躯体の形状や規模、要求される接合強度、鋼板パネル１どうしの配置パターン（割り付け）、その他の諸条件を考慮して最適設計すれば良い。

たとえば、上記実施形態では各鋼板パネル１の両側に設ける孔あき鋼板４の位置を前後にずらしておくことによって、図３に示したように同一の鋼板パネル１を水平方向に隣接配置することのみで鉛直接合部において双方の孔あき鋼板４どうしが干渉することなくそれらの位置が自ずと前後にずれてあき重ね継手が構成されるようにしたが、それに代えて、両側の孔あき鋼板４の位置を手前側に揃えた鋼板パネル１と、両側の孔あき鋼板４の位置を奥側に揃えた鋼板パネル１とを別個に製作しておいて、それら２種類の鋼板パネル１を交互に配置することによっても同様のあき重ね継手を構成することができる。

同様に、鋼板パネル１の上下に設ける孔あきリブ鋼板５についても、鋼板パネル１の上部に設ける孔あきリブ鋼板５の位置と下部に設ける孔あきリブ鋼板５の位置を半ピッチ分ずらした同一の鋼板パネル１を上下方向に隣接配置することでも良いし、それに代えて、上下の孔あきリブ鋼板５の位置を揃えた鋼板パネル１と、それとは上下の孔あきリブ鋼板の位置を半ピッチ分ずらした状態で揃えた他の鋼板パネル１を製作しておいて、それら２種類の鋼板パネル１を上下方向に交互に隣接配置することでも良い。

但し、上述したように水平接合部と鉛直接合部の交差部においては４枚の孔あき鋼板４によって水平方向と鉛直方向の双方に重ね継手ないしあき重ね継手を構成する場合には、そこでは４枚の孔あき鋼板４どうしが干渉することなく適切にラップするように各孔あき鋼板４の位置を相互に関連づけて設定しておく必要がある。

１鋼板パネル
２外殻鋼板
３スタッド
４孔あき鋼板（水平接合手段）
５孔あきリブ鋼板（鉛直接合手段）
６連結鋼板

Claims

２枚の外殻鋼板の間に中空部を有する構成の鋼板パネルを水平方向および鉛直方向に隣接配置し、各鋼板パネルの中空部内にコンクリートを一体に充填することによって構造物の躯体を構築するための鋼板コンクリート構造であって、
前記鋼板パネル内の側部に双方の外殻鋼板どうしを連結する連結鋼板を溶接して、該連結鋼板に水平接合手段としての孔あき鋼板の基端部を溶接することにより、該孔あき鋼板の先端部を該鋼板パネルの中空部から側方に突出せしめておくとともに、
前記鋼板パネルの双方の外殻鋼板の上部内面および下部内面に鉛直接合手段としての孔あきリブ鋼板の基端部を溶接することにより、多数の孔あきリブ鋼板の先端部を該鋼板パネルの中空部からその上方および下方に突出せしめた状態で該孔あきリブ鋼板を該鋼板パネルの幅方向に間隔をおいて配列せしめておき、
隣接配置した双方の鋼板パネルにおける前記孔あき鋼板どうしおよび前記孔あきリブ鋼板どうしをそれぞれ前記中空部に充填されるコンクリートを介して応力伝達可能に接合して重ね継手を構成せしめて、該重ね継手によって各鋼板パネルどうしを接合してなることを特徴とする鋼板コンクリート構造。
請求項１記載の鋼板コンクリート構造であって、
前記孔あき鋼板の上端部および下端部を前記鋼板パネルの上方および下方に突出せしめておいて、該孔あき鋼板により水平方向の重ね継手のみならず鉛直方向の重ね継手を構成せしめることを特徴とする鋼板コンクリート構造。