JP2016205100A - 鋼板コンクリート構造 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の剛性を確保しつつ効果的に耐力を向上させることを可能にした鋼板コンクリート構造を提供する。
【解決手段】一方の主鋼板１と、一方の主鋼板１と所定の間隔をあけて配設された他方の主鋼板２との間にコンクリート４を充填してなる鋼板コンクリート構造Ａにおいて、一側端部を一方の主鋼板１に、他側端部を他方の主鋼板２にそれぞれ接続して縦リブ鋼板７を設け、且つ、縦リブ鋼板７の両面にスタッド８及び／又は穴あき鋼板リブ９を一体に突設して構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、外殻鋼板内にコンクリートを一体に充填してなる鋼板コンクリート構造に関する。

鋼板コンクリート構造（ＳＣ構造）は、外殻となる主鋼板を型枠としてその内部にコンクリートを充填し、主鋼板の内面に植設したスタッドボルトを介して主鋼板とコンクリートを一体化して構成される。また、このような鋼板コンクリート構造は大断面の頑強な構造部材を効率的に施工できる。このため、例えば特許文献１に示されるように原子力施設への適用が提案、実用化されている。

一方、原子力発電所の建屋の屋根スラブには、飛来物に対する防護機能が要求されている。そして、新設する建屋への飛来物防護対策としては、鋼板コンクリート構造を採用し、且つ面外せん断耐力を向上させるために格子状の縦リブ鋼板で上下の主鋼板を緊結する構造形式が有効な手法として提案されている。

特許第３３０９２９０号公報

しかしながら、上記従来の格子状の縦リブ鋼板で上下の主鋼板を緊結する構造形式においては、格子状の縦リブ鋼板によって面外せん断耐力が大幅に向上する反面、コンクリートの連続性が縦リブ鋼板によって分断されることにより鋼板コンクリート構造（屋根スラブ）全体の剛性が低下し、破壊モードが変わる。これにより、鋼板コンクリート構造全体のせん断耐力が縦リブ鋼板間にあるコンクリートの一番弱い所で決まってしまうという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑み、所望の剛性を確保しつつ効果的に耐力を向上させることを可能にした鋼板コンクリート構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の鋼板コンクリート構造は、一方の主鋼板と、該一方の主鋼板と所定の間隔をあけて配設された他方の主鋼板との間にコンクリートを充填してなる鋼板コンクリート構造において、一側端部を前記一方の主鋼板に、他側端部を前記他方の主鋼板にそれぞれ接続して縦リブ鋼板を設け、且つ、前記縦リブ鋼板の両面にスタッド及び／又は穴あき鋼板リブを一体に突設して構成されていることを特徴とする。

本発明の鋼板コンクリート構造においては、縦リブ鋼板の両面の同じ位置にスタッドや穴あき鋼板リブを設置することによって、鋼板コンクリート構造全体の剛性を縦リブ鋼板のない状態と同等以上にすることが可能になるとともに、縦リブ鋼板を入れた状態よりも耐力と靭性を向上させることが可能になる。

本発明の一実施形態に係る鋼板コンクリート構造を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ），（ｃ）が（ａ）のＸ−Ｘ線矢視図、さらに（ｂ）が縦リブ鋼板にスタッドを設けた場合、（ｃ）が縦リブ鋼板に穴あき鋼板リブを設けた場合を示す図である。 実証実験で用いた試験体を示す図である。 実証実験で用いた加力装置を示す図である。 実証実験での試験条件（載荷条件）を示す図である。 実証実験の結果であり、各試験体の変位とせん断力の関係を示す図である。 実証実験の結果であり、各試験体の実験後の状況を示す図である。

以下、図１から図６を参照し、本発明の一実施形態に係る鋼板コンクリート構造について説明する。

本実施形態の鋼板コンクリート構造Ａは、例えば原子力施設の建屋の屋根スラブなどのスラブであり、図１（（ａ）：平面図、（ｂ），（ｃ）：縦断面図）に示すように、内側主鋼板（一方の主鋼板）１と、内側主鋼板１に対して外側に所定の間隔をあけて配設された外側主鋼板（他方の主鋼板）２と、内側主鋼板１及び外側主鋼板２の内面にそれぞれ植設された複数のスタッド３と、内側主鋼板１と外側主鋼板２の間に充填されるコンクリート４とを備えて構成されている。
なお、図１において、符号５は壁構造体、符号６はコンクリート打設開口を示している。

さらに、本実施形態の鋼板コンクリート構造Ａにおいては、一側端部を内側主鋼板１に、他側端部を外側主鋼板２にそれぞれ接続して設けられた複数の縦リブ鋼板（鉛直リブ鋼板）７を備え、且つ、縦リブ鋼板７の両面にそれぞれ、スタッド８（図１（ｂ））及び／又は穴あき鋼板リブ９（図１（ｃ））を一体に突設して構成されている。

また、縦リブ鋼板７の一面側と他面側のスタッド８や穴あき鋼板リブ９は、縦リブ鋼板７の一面側と他面側の一対のスタッド８や穴あき鋼板リブ９が同位置で対応するように設けられている。

そして、上記のように構成した本実施形態の鋼板コンクリート構造Ａでは、縦リブ鋼板７の両面の同じ位置にスタッド８や穴あき鋼板リブ９が設置されているため、内側主鋼板１と外側主鋼板２の間に打設され、縦リブ鋼板７を間に隣り合うコンクリートの連続性がスタッド８や穴あき鋼板リブ９によって確保される。

ここで、本実施形態の鋼板コンクリート構造Ａの優位性を確認するために行った実証実験について説明する。

本実証実験では、図２に示すように、縦リブ鋼板７を設けていない鋼板コンクリート構造（Ｃａｓｅ１／図２（ａ））と、縦リブ鋼板７を設け、スタッド８を設けていない鋼板コンクリート構造（Ｃａｓｅ２／図２（ｂ））と、縦リブ鋼板７とスタッド８を設けた鋼板コンクリート構造Ａ（Ｃａｓｅ３：本発明／図２（ｃ））の３ケースの試験体を用いた。

そして、各Ｃａｓｅの試験体に対し、図３に示す加力装置で載荷試験を行った。本実証実験では、図４に示すように、各Ｃａｓｅの試験体に載荷する荷重を段階的に増大させた。また、試験体に破壊が確認されるまで載荷した。

図５、図６は実験結果であり、図５は各Ｃａｓｅの変位とせん断力の関係を示し、図６は実証実験後の試験体の状況を示している。

まず、縦リブ鋼板７を設けていないＣａｓｅ１においては、試験体全体で応力を負担するため、剛性は比較的高いが、コンクリート４のみでせん断応力を負担するため、耐力が低いことが確認された。

縦リブ鋼板７を設け、スタッド８を設けていないＣａｓｅ２においては、縦リブ鋼板７によってコンクリート４が不連続になるため、Ｃａｓｅ１よりも剛性が低くなる。反面、コンクリート４に加え、縦リブ鋼板７がせん断応力を負担するため、耐力がＣａｓｅ１よりも高くなることが確認された。

縦リブ鋼板７とスタッド８を設けたＣａｓｅ３（本発明）では、スタッド８によってコンクリート４が連続して一体化するため、剛性がＣａｓｅ１と同等になることが確認された。また、コンクリートに加え、縦リブ鋼板７とスタッド８がせん断応力を負担し、耐力がＣａｓｅ２よりも高くなることが確認された。

したがって、本実施形態の鋼板コンクリート構造Ａにおいては、縦リブ鋼板７の両面の同じ位置にスタッド８や穴あき鋼板リブ９を設置することによって、鋼板コンクリート構造Ａ全体（屋根スラブ全体）の剛性を縦リブ鋼板７のない状態と同等以上にすることが可能になるとともに、縦リブ鋼板７を入れた状態よりも耐力と靭性を向上させることが可能になる。

以上、本発明に係る鋼板コンクリート構造の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、本実施形態では、鋼板コンクリート構造Ａが原子力施設の屋根スラブなどのスラブを構成するものとしたが、本発明にかかる鋼板コンクリート構造Ａは原子力施設のスラブに限らず、原子力施設の他の部材は勿論、あらゆる構造物に適用可能である。

１ 内側主鋼板（一方の主鋼板）
２ 外側主鋼板（他方の主鋼板）
３ スタッド
４ コンクリート
５ 壁構造体
６ コンクリート打設開口
７ 縦リブ鋼板（鉛直リブ鋼板）
８ スタッド
９ 穴あき鋼板リブ
Ａ 鋼板コンクリート構造

Claims (1)

1. 一方の主鋼板と、該一方の主鋼板と所定の間隔をあけて配設された他方の主鋼板との間にコンクリートを充填してなる鋼板コンクリート構造において、
   一側端部を前記一方の主鋼板に、他側端部を前記他方の主鋼板にそれぞれ接続して縦リブ鋼板を設け、
   且つ、前記縦リブ鋼板の両面にスタッド及び／又は穴あき鋼板リブを一体に突設して構成されていることを特徴とする鋼板コンクリート構造。

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