JP2019100092A - 床スラブの開口部形成・補強装置 - Google Patents

Abstract

【課題】床スラブに開口部を簡易に形成でき、かつ該開口部を簡易に補強する。【解決手段】床スラブ１の開口部２の位置に開口部形成・補強装置３の筒状型枠１０を設置する。床スラブの主筋と同等の高さに環状補強部材２０を配置し、該環状補強部材２０によって筒状型枠１０ひいては開口部２を囲む。【選択図】図１

Description

本発明は、床スラブの開口部を形成し、かつ補強する装置に関する。

建物の床スラブには水道管などを通す開口部が必要な場合がある。かかる開口部を設ける際、非特許文献１に示された補強方法を採用するのが一般的である。これによると、開口部を形成するために切断された構造鉄筋と同等以上の量の補強鉄筋を開口部周辺に補い、更にひび割れ防止の目的で斜め筋を配置することが示されている。

日本建築学会、鉄筋コンクリート造配筋指針・同解説（２０１０年度版、第５０ページ〜第５３ページ）

床スラブの開口部は確実に補強する必要がある。一方、前掲の非特許文献１に倣って補強するには多くの労力が費やされている。
本発明は、前掲非特許文献１と同等以上の性能を発現し得る簡易な開口部形成・補強装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、床スラブの開口部を形成し補強する開口部形成・補強装置であって、
前記開口部の形成位置に設置される筒状型枠と、
前記筒状型枠ひいては前記開口部を囲む環状補強部材と、を備え、
前記環状補強部材が、前記床スラブの主筋と同等の高さに配置されていることを特徴とする。
前記筒状型枠及び環状補強部材を設置してコンクリートを打設する。筒状型枠の内部にはコンクリートを打設しないことで開口部が形成される。筒状型枠は、コンクリートの養生硬化後、撤去してもよく、埋め殺しにしてもよい。撤去する場合は、撤去によって露出したコンクリート面によって前記開口部の内周面が画成される。埋め殺しの場合は、筒状型枠によって開口部の内周面が画成される。
かつ前記開口部のまわりのコンクリート中に環状補強部材が埋設される。該環状補強部材によって開口部のまわりのコンクリートを補強できる。環状補強部材を主筋と同等の高さに配置することによって、環状補強部材に対して適切なコンクリートかぶり厚さを確保でき、補強効率を高めることができる。

前記筒状型枠の外周部には、前記環状補強部材を前記主筋と同等の高さに支持する支持突起が設けられていることが好ましい。これによって、環状補強部材を筒状型枠のまわりに簡単に設置できる。しかも環状補強部材を主筋と同等の高さに確実に配置でき、補強効率を高めることができる。

前記環状補強部材が、高強度鉄筋を含むことが好ましい。これによって、環状補強部材の数が少なくても開口部のまわりのコンクリートを確実に補強できる。
高強度鉄筋とは、異型鉄筋ＳＤ４９０以上の耐力を有する鉄筋を言う。

前記環状補強部材が、所要強度を発現する径方向厚さの鋼製の筒部材を含むことが好ましい。これによって、資材コストを抑えながら、開口部のまわりのコンクリートを確実に補強できる。

前記筒部材の外周部に前記床スラブのコンクリートと定着される定着突起が設けられていることが好ましい。
定着突起がコンクリートに埋設されて定着されることによって、コンクリートにかかる引っ張り力等の負荷が定着突起を介して前記筒部材に伝わり、前記筒部材が前記負荷を担うことができる。これによって、コンクリートを確実に補強できる。

前記筒状型枠が、外筒と、前記外筒の軸線方向にスライド可能に収容された内筒と、前記内筒を前記外筒に対して固定する高さ固定手段とを含むことが好ましい。
前記内筒を外筒に対して上下にスライドさせる。これによって、筒状型枠の全体高さを床スラブの厚さに合わせて調節できる。更に高さ固定手段によって調節後の高さを保持できる。

本発明によれば、床スラブに開口部を簡易に形成でき、かつ該開口部を簡易かつ確実に補強することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る開口部形成・補強装置が設置された構築中の床スラブを示す、図２のＩ−Ｉ線に沿う平面断面図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う、前記構築中の床スラブの正面断面図である。 図３は、前記開口部形成・補強装置の斜視図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係る開口部形成・補強装置の平面図である。 図５は、前記第２実施形態に係る開口部形成・補強装置が設置された構築中の床スラブの正面断面図である。 図６は、前記第２実施形態に係る開口部形成・補強装置の斜視図である。 図７は、本発明の第３実施形態に係る開口部形成・補強装置の平面図である。 図８は、前記第３実施形態に係る開口部形成・補強装置が設置された構築中の床スラブの正面断面図である。 図９は、前記第３実施形態に係る開口部形成・補強装置の斜視図である。 図１０は、本発明の第４実施形態に係る開口部形成・補強装置の平面図である。 図１１は、前記第４実施形態に係る開口部形成・補強装置の斜視図である。 図１２（ａ）は、本発明の第５実施形態に係る開口部形成・補強装置が設置された比較的厚さが小さい床スラブを構築中の状態で示す正面断面図である。図１２（ｂ）は、前記第５実施形態に係る開口部形成・補強装置が設置された比較的厚さが大きい床スラブを構築中の状態で示す正面断面図である。 図１３は、図１２（ａ）の円部ＸＩＩＩの拡大断面図である。 図１４は、前記第５実施形態に係る開口部形成・補強装置の斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、集合住宅、オフィスビルその他の建物における床スラブ１を、主筋１ａ及び配力筋１ｂを配筋後、かつ図中二点鎖線にて示すコンクリート１ｃの打設前の状態で示したものである。本形態の床スラブ１は、場所打ち鉄筋コンクリートであるが、本発明は必ずしもこれに限られずプレキャストコンクリートスラブであってもよい。

図１及び図２に示すように、構築中の床スラブ１には開口部形成・補強装置３が設けられている。図３に示すように、開口部形成・補強装置３は、筒状型枠１０と、環状補強部材２０を含む。

筒状型枠１０は、例えば紙製のボードを螺旋状に巻くことによって構成され、円筒形状になっている。筒状型枠１０の軸線は鉛直に向けられることで、床スラブ１の厚さ方向に沿っている。筒状型枠１０の高さ寸法は、床スラブ１の厚みと実質等しい。筒状型枠１０の径方向厚さは、コンクリート１ｃの打設時の圧力に耐え得る程度に筒状型枠１０の材質及びコスト等を考慮して適宜設定される。紙製の筒状型枠１０における径方向厚さは、２ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。

図１及び図２に示すように、筒状型枠１０によって床スラブ１の開口部２が画成される。開口部２は、床スラブ１を厚み方向（上下）に貫通している。図示は省略するが、開口部２には、例えば上水道管、排水管、ガス管などの設備管が通される。
なお、床スラブ１には、設備管の本数や種類に応じて開口部２が複数形成されていてもよい。開口部２ごとに開口部形成・補強装置３が設置されることが好ましい。図では開口部２を１つだけ図示してある。

図１及び図３に示すように、筒状型枠１０の外周には、２つの環状補強部材２０が上下に離れて配置されている。環状補強部材２０は、筒状型枠１０よりも大径の円環状になっている。好ましくは、環状補強部材２０は、閉じた環状に形成されている。該環状補強部材２０が、筒状型枠１０ひいては開口部２を囲んでいる。

図２に示すように、好ましくは、環状補強部材２０と筒状型枠１０との半径差は、環状補強部材２０から開口部２の内周面までのコンクリートの所要かぶり厚さ（以下「径方向かぶり厚さｔ_Ｒ」）に対応するように設定されている。径方向かぶり厚さｔ_Ｒは、好ましくはｔ_Ｒ＝２０ｍｍ〜２００ｍｍ程度である。

詳細な図示は省略するが、環状補強部材２０は、床スラブ１の主筋１ａ又は配力筋１ｂに番線その他の連結手段によって連結されて支持されている。
図２に示すように、上側の環状補強部材２０は、床スラブ１内の上側の主筋１ａと同等の高さに配置されている。下側の環状補強部材２０は、下側の主筋１ａと同等の高さに配置されている。要するに、上側の環状補強部材２０から床スラブ１の上面まで、及び下側の環状補強部材２０から床スラブ１の底面までの上下方向かぶり厚さｔ_Ｖは、主筋１ａのかぶり厚さとほぼ同等位置である。

環状補強部材２０は、異型鉄筋ＳＤ４９０以上の耐力を有する高強度鉄筋によって構成されている。該高強度鉄筋が環状に曲げられ、かつ両端部が突き当てられるか、重ねられて接合されている。接合手段としては、溶接、番線結束、専用の連結冶具等が挙げられる。
なお、環状補強部材２０の形状は、円形に限られず、四角形、八角形などの多角形であってもよい。また、環状補強部材２０が、筒状型枠１０を一周以上囲むコイル状になっていてもよい。

床スラブ１は、例えば次のようにして構築される。
床スラブ１の側面を画成する外周型枠（図示省略）の内側に主筋１ａ及び配力筋１ｂを配筋する。
開口部２に対応する位置には筒状型枠１０を設置し、その周りに環状補強部材２０を設置する。筒状型枠１０の上端開口は蓋（図示省略）で塞いでもよい。筒状型枠１０の底部は、床スラブ１の底面を画成する底型枠で塞ぐことができる。

そして、コンクリート１ｃを打設することによって、鉄筋１ａ，１ｂ及び環状補強部材２０をコンクリート１ｃ中に埋設する。筒状型枠１０の内部にはコンクリート１ｃを打設しない。これによって、開口部２が形成される。
コンクリート１ｃの硬化後、紙製の筒状型枠１０を破く等して撤去する。
撤去によって露出したコンクリート面によって開口部２の内周面が画成される。
開口部形成・補強装置３によれば、床スラブ１の開口部２を簡易に形成でき、かつ開口部２のまわりのコンクリート１ｃを簡易な補強構造で確実に補強することができる。すなわち、開口部２の周りに多数の補強筋を配筋する必要が無く、施工を簡易化して施工時間を短縮でき、資材コスト及び施工コストを削減できる。しかも、高強度鉄筋製の閉環状の補強部材２０が周方向に沿って引っ張り応力を担うことで、前掲非特許文献１と同等以上の性能を発現でき、開口部２を確実に補強することができる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を省略する。
＜第２実施形態＞
図４〜図６は、本発明の第２実施形態を示したものである。
第２実施形態の開口部形成・補強装置３Ｂにおける筒状型枠１１は、鋼製である。鋼製の筒状型枠１１は、第１実施形態における紙製の筒状型枠１０より薄肉にできる。

図４及び図５に示すように、筒状型枠１１の外周部には、複数の支持突起１２が設けられている。各支持突起１２は小片状の鋼材によって構成されている。該支持突起１２が、筒状型枠１１に溶接されるとともに、筒状型枠１１の径方向に沿って水平に突出されている。
図６に示すように、支持突起１２は、周方向に等間隔（例えば９０度）置きに、かつ上下の主筋１ａとそれぞれ対応する高さに配置されている。詳細には、図５に示すように、上段の支持突起１２から筒状型枠１１の上端までの距離は、上側の主筋１ａに対するコンクリートかぶり厚さと環状補強部材２０の直径の合計程度である。下段の支持突起１２から筒状型枠１１の下端までの距離は、下側の主筋１ａに対するコンクリートかぶり厚さ程度である。

図５及び図６に示すように、上段の支持突起１２によって上側の環状補強部材２０が支持されている。下段の支持突起１２によって下側の環状補強部材２０が支持されている。
なお、図における支持突起１２は平板状であるが、支持突起１２の先端部に環状補強部材２０を係止する例えば爪形状の係止部を設けてもよい。

第２実施形態の開口部形成・補強装置３Ｂにおいては、各環状補強部材２０を支持突起１２に載せることによって筒状型枠１１のまわりに簡単に設置できる。しかも、環状補強部材２０を主筋１ａと同等の高さに確実に配置できる。したがって、環状補強部材２０に対する上下かぶり厚さｔ_Ｖを確実に確保して、補強効率を高めることができる。
鋼製の筒状型枠１１は、コンクリート１ｃの打設後も撤去されず、埋め殺しされる。したがって、筒状型枠１１によって開口部２の内周面が画成される。鋼製の筒状型枠１１は不燃性であるから、床スラブ１内に残置しても防火性を確保できる。

＜第３実施形態＞
図７〜図９は、本発明の第３実施形態を示したものである。
第３実施形態の開口部形成・補強装置３Ｃにおける環状補強部材は、鋼製の筒部材２１によって構成されている。図８に示すように、筒状型枠１０の外周に２つの鋼製筒部材２１が上下に離れて配置されている。上側の鋼製筒部材２１は、床スラブ１内の上側の主筋１ａと同等の高さに配置されている。下側の鋼製筒部材２１は、下側の主筋１ａと同等の高さに配置されている。

図７に示すように、鋼製筒部材２１が、筒状型枠１０ひいては開口部２を囲んでいる。好ましくは、鋼製筒部材２１と筒状型枠１０との半径差は、鋼製筒部材２１の内周面から開口部２の内周面までのコンクリートの所要かぶり厚さｔ_Ｒとほぼ同等である。

図８に示すように、鋼製筒部材２１の高さ寸法ｈ_２１（上下方向の寸法）は、例えばｈ_２１＝１０ｍｍ〜１００ｍｍ程度であり、好ましくはｈ_２１＝５０ｍｍ程度である。
鋼製筒部材２１の径方向厚さｔ_２１は、開口部２の補強材としての所要強度を発現可能な大きさに設定されている。具体的には、鋼製筒部材２１の径方向厚さｔ_２１は、好ましくはｔ_２１＝１ｍｍ〜１０ｍｍであり、より好ましくはｔ_２１＝４ｍｍ程度である。鋼製筒部材２１の径方向厚さが１ｍｍ未満であると、所要強度を発現困難になる。鋼製筒部材２１の径方向厚さが１０ｍｍ超であると、コスト高になる。

図７及び図９に示すように、各鋼製筒部材２１の外周部には、複数の定着突起２２が放射状に設けられている。各定着突起２２は、鋼製筒部材２１に溶接されるとともに径方向へ突出されたアーム部２２ａと、該アーム部２２ａの先端部から直角に折れ曲がった引掛部２２ｂとを有し、平面視でＬ字形状になっている。
複数の定着突起２２が、鋼製筒部材２１の周方向に好ましくは等間隔置きに配置されている。ここでは、４つの定着突起２２が９０度間隔で配置されている。

定着突起２２は、床スラブ１のコンクリート１ｃに埋設されて定着される。これによって、コンクリート１ｃにかかる引っ張り力等の負荷が定着突起２２を介して鋼製筒部材２１に伝わる。したがって、鋼製筒部材２１が前記負荷を確実に担うことができ、コンクリート１ｃを確実に補強できる。特に、開口部２の周辺のコンクリート１ｃのひび割れなどを防止できる。
筒部材２１は鋼製であるから資材コストを抑えることができる。
なお、定着突起２２は、コンクリート１ｃに定着され得るものであれば、その形状はＬ字状に限られず適宜改変できる。また、各鋼製筒部材２１における定着突起２２の数は、４つに限られず、３つ以下でもよく５つ以上でもよい。

＜第４実施形態＞
図１０及び図１１は、本発明の第４実施形態を示したものである。
第４実施形態の開口部形成・補強装置３Ｄにおいては、第３実施形態（図７〜図９）と同様の鋼製筒部材２１が、第２実施形態（図４〜図６）と同様の支持突起１２によって支持されている。

＜第５実施形態＞
図１２〜図１４は、本発明の第５実施形態を示したものである。
図１２及び図１４に示すように、第５実施形態の開口部形成・補強装置３Ｅにおいては、筒状型枠１１Ｅが、外筒１３と、内筒１４と、高さ固定手段１５を含む。外筒１３及び内筒１４は、鋼鉄などの金属製である。内筒１４の下側部分が外筒１３に収容されている。筒１４の上側部分が外筒１３の上方へ突出されている。かつ、内筒１４は、外筒１３の鉛直な軸線方向にスライド可能（昇降可能）になっている。これによって、筒状型枠１１Ｅの全体が高さ調節可能である。
内筒１４の上端開口は、蓋（図示省略）によって開閉可能であることが好ましい。

図１２及び図１４に示すように、内筒１４の中間高さに高さ固定手段１５が設けられている。高さ固定手段１５は、バンド１５ａと、バックル１５ｂを含む。バンド１５ａは、金属又は樹脂によって構成されている。該バンド１５ａが、内筒１４の周方向に環状に巻かれるとともに、バックル１５ｂによって緩まないように止められている。これによって、バンド１５ａが、内筒１４の中間高さの外周に巻き付けられて固定されている。

図１３に示すように、バンド１５ａは、外筒１３の上端縁に係止されている。これによって、外筒１３からの内筒１４の突出量（内筒１４の上下方向位置）が固定されている。ひいては、筒状型枠１１Ｅの高さが保持されている。図１２（ａ）及び同図（ｂ）に示すように、バンド１５ａの巻き付け位置を調節することによって筒状型枠１１Ｅを任意に高さ調節できる。

図１４に示すように、外筒１３及び内筒１４にはそれぞれ支持突起１２が設けられている。外筒１３における下端から支持突起１２までの距離は、下側の主筋１ａから床スラブ１の底面までのかぶり厚さと対応している。内筒１４における上端から支持突起１２までの距離は、上側の主筋１ａから床スラブ１の上面までのかぶり厚さと対応している。

第５実施形態の開口部形成・補強装置３Ｅによれば、作製すべき床スラブ１の厚さに応じて、外筒１３からの内筒１４の突出量を調節する。たとえば、図１２（ａ）に示すように、厚さが比較的小さい床スラブ１を作製するときは、外筒１３からの内筒１４の突出量を小さくする。図１２（ｂ）に示すように、厚さが比較的小さい床スラブ１を作製するときは、外筒１３からの内筒１４の突出量を大きくする。これによって、筒状型枠１１Ｅの全体高さを、作製すべき床スラブ１の厚さと合致させることができる。
さらに、外筒１３及び内筒１４の支持突起１２にそれぞれ環状補強部材２０を支持させることによって、上下の環状補強部材２０をそれぞれ上下の主筋１ａと同等の高さに配置することができる。
なお、一般に床スラブにおける主筋のかぶり厚さは、床スラブの厚さに依らずほぼ一定である。したがって、筒状型枠１１Ｅの高さ調節に伴って支持突起１２の取付高さを変更する必要はない。

本発明は、前記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において種々の改変をなすことができる。
例えば、筒状型枠の材質は、紙や金属に限られず、樹脂であってもよい。
各実施形態を組み合わせてもよい。例えば第５実施形態（図１２〜図１４）の環状補強部材として第３実施形態の鋼製筒部材２１を用いてもよい。

本発明は、例えば建物の開口部付きの床スラブに適用できる。

１ 床スラブ
１ａ 主筋
１ｃ コンクリート
２ 開口部
３ 開口部形成・補強装置
３Ｂ〜３Ｅ 開口部形成・補強装置
１０ 紙製筒状型枠
１１ 鋼製筒状型枠
１１ 鋼製筒状型枠
１２ 支持突起
１３ 外筒
１４ 内筒
１５ 高さ固定手段
２０ 環状補強部材
２１ 鋼製筒部材（環状補強部材）
２２ 定着突起

Claims (6)

1. 床スラブの開口部を形成し補強する開口部形成・補強装置であって、
   前記開口部の形成位置に設置される筒状型枠と、
   前記筒状型枠ひいては前記開口部を囲む環状補強部材と、を備え、
   前記環状補強部材が、前記床スラブの主筋と同等の高さに配置されていることを特徴とする床スラブの開口部形成・補強装置。
2. 前記筒状型枠の外周部には、前記環状補強部材を前記主筋と同等の高さに支持する支持突起が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の開口部形成・補強装置。
3. 前記環状補強部材が、高強度鉄筋を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の開口部形成・補強装置。
4. 前記環状補強部材が、所要強度を発現する径方向厚さの鋼製の筒部材を含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の開口部形成・補強装置。
5. 前記筒部材の外周部に前記床スラブのコンクリートと定着される定着突起が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の開口部形成・補強装置。
6. 前記筒状型枠が、外筒と、前記外筒の軸線方向にスライド可能に収容された内筒と、前記内筒を前記外筒に対して固定する高さ固定手段とを含むことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の開口部形成・補強装置。

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