JP2023144548A - 合成スラブ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】施工上の負担軽減を図りつつ、木質面材とコンクリートスラブとの一体化を図ることができる合成スラブ構造を提供すること。【解決手段】合成スラブ構造１００は、両端が梁１０の上に載置された木質面材３０と、前記木質面材３０の上にある鉄筋コンクリートスラブ５０とを備える、合成スラブ構造１００であって、木質面材３０の上に固定された形鋼材７０を備え、形鋼材７０は、前記鉄筋コンクリートスラブ５０に埋め込まれている。【選択図】図２

Description

本発明は、合成スラブ構造に関する。

例えば、デッキプレートを用いた合成スラブにおいて、デッキプレートにエンボス加工を施すことにより、デッキプレートとコンクリートスラブとを一体化させるものがある。また、ＣＬＴパネル（Cross Laminated Timber、直交集成板）を有する木質床を用いた合成スラブにおいて、ＣＬＴパネルに対してラグスクリューボルトを打ち込むことにより、ＣＬＴパネルとコンクリートスラブとを一体化させるものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０２１－１７３０２０号公報

近年、二酸化炭素排出量の削減を求める社会情勢や環境への関心を配慮して、木質材料を活用した建築技術に対するニーズが高まっている。上記の木質材料の上にコンクリートスラブが施工された合成スラブでは、木質材料に複数のラグスクリューボルトを打ち込むことにより、木質材料とコンクリートスラブを一体化させているが、複数のラグスクリューボルトを用いた施工には施工手間が多く、施工上の負担が極めて大きいといった課題がある。

本発明は、施工上の負担軽減を図りつつ、木質面材とコンクリートスラブとの一体化を図ることができる合成スラブ構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成すべく、本発明による合成スラブ構造の一態様は、
両端が梁の上に載置された木質面材と、前記木質面材の上にある鉄筋コンクリートスラブとを備える、合成スラブ構造であって、
前記木質面材の上に固定された形鋼材を備え、
前記形鋼材は、前記鉄筋コンクリートスラブに埋め込まれていることを特徴とする。

本態様によれば、所定の長さを有する形鋼材を木質面材の上に固定することにより、形鋼材を用いて、木質面材とコンクリートスラブとの一体化を図ることができる。形鋼材が所定の長さを有するので、数多くのラグスクリューボルトを打ち込まなくても、木質面材とコンクリートスラブとを一体化できる。そのため、施工負担の軽減を図ることができる。本態様では、形鋼材のうち、木質面材の上方に張り出す部分が抵抗となり、木質面材とコンクリートスラブとを高強度に一体化できる。

また、本発明の他の態様において、
前記形鋼材は、
板厚方向が前記木質面材の厚さ方向に配置され、前記木質面材の上に固定された第１板材と、
板厚方向が前記第１板材の板厚方向と交差する方向に配置され、前記第１板材より上方に突出する第２板材と、を有し、
前記第２板材には、該第２板材の板厚方向に貫通する開口が形成されていることを特徴とする。

本態様によれば、第２板材が上方に突出することにより、木質面材とコンクリートスラブとを高強度に一体化できる。また、上方に突出する第２板材に開口が設けられ、コンクリートを打設する際に、コンクリートが開口内を流れることにより、コンクリートの流れが阻害されないようにすることができる。また、コンクリートの強度が発現した後に、開口内にコンクリートが存在し、第２板材を貫通するようにコンクリートが施工されることにより、木質面材とコンクリートスラブとを高強度に一体化できる。

また、本発明の他の態様において、
前記鉄筋コンクリートスラブは、前記形鋼材の長手方向に交差する方向に延設された鉄筋を有し、
前記鉄筋は、前記形鋼材をスペーサとして該スペーサの上に配筋されていることを特徴とする。

本態様によれば、形鋼材をスペーサとして用いることにより、別途、スペーサを施工する必要がなくなる。これにより、施工負担を軽減できる。また、形鋼材は、所定の長さを有し、複数の鉄筋を支持できる。

また、本発明の他の態様において、
前記形鋼材は、前記木質面材の長手方向に延設されていることを特徴とする。

本態様によれば、木質面材の長手方向に形鋼材を延設することにより、形鋼材の長さを長くできる。これにより、施工される形鋼材の数量を減らすことができ、施工負担を軽減できる。

また、本発明の他の態様において、
形鋼材は、前記木質面材の長手方向と交差する方向に延設されていることを特徴とする。

本態様によれば、木質面材の長手方向と交差する方向に形鋼材を延設することにより、木質面材の長手方向において、木質面材とコンクリートスラブとのずれを抑制できる。

また、本発明の他の態様において、
前記梁の上面には、前記梁の長手方向と交差する方向に延設する複数の木質面材の端部が相互に離間して配置され、
前記複数の木質面材に固定された複数の形鋼材同士が互いに連結されていることを特徴とする。

本態様によれば、梁の長手方向に交差する方向に離間する複数の木質面材を、形鋼材を介して連結できる。これにより、コンクリートを打設する前に、複数の木質面材同士を連結することにより、仮固定できる。そのため、木質面材の位置ずれが抑制される。また、梁の上方において、梁を交差するように形鋼材を延設することにより、梁、コンクリートスラブ、及び木質面材を高強度に一体化できる。

以上の説明から理解できるように、合成スラブ構造によれば、施工上の負担軽減を図りつつ、木質面材とコンクリートスラブとを一体化できる。

第１実施形態に係る合成スラブ構造の一例を示す平面図である。 第１実施形態に係る合成スラブ構造の一例を示す断面図である。 第１実施形態に係る合成スラブ構造の形鋼材及び鉄筋を示す斜視図である。 コンクリートスラブに埋め込まれた形鋼材及び鉄筋を示す断面図である。 変形例に係る合成スラブ構造の一例を示す断面図である。 変形例に係る合成スラブ構造の一例を示す平面図である。 第２実施形態に係る合成スラブ構造の一例を示す平面図である。 第２実施形態に係る合成スラブ構造の一例を示す断面図である。 第２実施形態に係る合成スラブ構造の一例を示す断面図である。

以下、実施形態に係る合成スラブ構造について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。

［第１実施形態に係る合成スラブ構造］
はじめに、図１乃至図４を参照して、実施形態に係る合成スラブ構造の一例について説明する。ここで、図１は、第１実施形態に係る合成スラブ構造の一例を示す平面図である。図２は、第１実施形態に係る合成スラブ構造の一例を示す断面図である。図３は、第１実施形態に係る合成スラブ構造の形鋼材及び鉄筋を示す斜視図である。図４は、コンクリートスラブに埋め込まれた形鋼材及び鉄筋を示す断面図である。また、各図において、互いに直交する３方向として、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向を示す矢印を適宜図示す場合がある。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、水平方向に沿う。Ｙ軸方向は、梁１０の長手方向に沿う方向である。Ｘ軸方向は、梁１０の長手方向に交差する方向である。Ｚ軸方向は、鉛直方向に沿う。

合成スラブ構造１００を有する建物の躯体は、柱及び梁１０を備える。柱は、例えば鉄骨造（Ｓ造）の柱でもよい。柱は、鉄骨造の柱に限定されず、鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）や鉄骨鉄筋コンクリート造（ＳＲＣ造）の柱でもよい。

梁１０は、例えば鉄骨造の梁（鉄骨梁）である。梁１０は、Ｙ軸方向に延設されている。梁１０の両端は、一対の柱に接続されている。

図２に示されるように、梁１０は、例えばＨ形鋼からなり、ウェブ１１と上フランジ１２と下フランジとを有する。なお、梁１０は、鉄骨造の梁に限定されず、ＳＲＣ造やＲＣ造の梁でもよい。

合成スラブ構造１００は、ＣＬＴパネル３０と、鉄筋コンクリートスラブ５０と、を有する。なお、「鉄筋コンクリートスラブ」を「ＲＣスラブ」と省略する場合がある。

ＲＣスラブ５０は、ＣＬＴパネル３０の上に打設されたコンクリート４０と、コンクリート４０に埋め込まれた鉄筋１２０，１５０と、を有する。コンクリート４０は、例えば普通コンクリートでもよい。

図２及び図３に示されるように、鉄筋１２０は、Ｘ軸方向に間隔を置いて配置され、Ｙ軸方向に延設されている。鉄筋１５０は、Ｙ軸方向に間隔を置いて配置され、Ｘ軸方向に延設されている。鉄筋１２０，１５０は、例えば異形鉄筋であり、互いに交差する方向に配置されている。なお、鉄筋１２０，１５０は、異形鉄筋に限定されず、その他の鉄筋でもよい。鉄筋１２０，１５０は、格子状に配置されたワイヤでもよい。鉄筋１２０，１５０は、それぞれ上下２段に配置されていてもよい。

図２に示されるように、ＣＬＴパネル３０は、ＲＣスラブ５０の下方に配置されている。ＣＬＴパネル３０は、複数の層３２，３４，３６が積層されて形成され、これらの層３２，３４，３６に含まれるひき板は、隣接する層のひき板と繊維方向が互いに直交するように配置されている。複数の層３２，３４，３６は、互いに接着されている。ＣＬＴパネル３０は、木質面材の一例である。木質面材は、ＣＬＴパネル３０に限定されず、ＬＶＬ（Laminated Veneer Lumber、単板積層材）などその他の木質面材でもよい。

ＣＬＴパネル３０は、複数の梁１０によって支持されている。ＣＬＴパネル３０の端部３０ａは、梁１０の上フランジ１２の上面１２ａの上に載置されている。

図１～図４に示されるように、合成スラブ構造１００は、ＣＬＴパネル３０の上に固定された形鋼材７０を備える。形鋼材７０は、Ｙ軸方向に間隔を置いて配置され、Ｘ軸方向に延設されている。形鋼材７０は、ＣＬＴパネル３０の長手方向に沿って延設されている。形鋼材７０は、Ｘ軸方向に所定の長さを有する。

図３及び図４に示されるように、形鋼材７０は、例えば、山形鋼である。形鋼材７０は、ＣＬＴパネル３０の上に固定された第１片７２と、第２片７４より上方に突出する第２片７４とを有する。第１片７２は、第１板材の一例であり、第２片７４は、第２板材の一例である。第１片７２の板厚方向は、Ｚ軸方向に沿う。第２片７４の板厚方向は、Ｙ軸方向に沿う。

第１片７２は、複数のボルト５により、ＣＬＴパネル３０に固定されている。第１片７２には、ボルト５が挿通されるボルト穴が形成されている。ボルト５は、Ｚ軸方向に延在し、ＣＬＴパネル３０に打ち込まれている。複数のボルト５は、Ｘ軸方向に所定の間隔を置いて配置されている。ボルト５は、例えばラグスクリューボルト又はコーチスクリューボルトである。なお、ボルト５に代えて、くぎなどその他の棒状の固定部材を用いて、形鋼材７０をＣＬＴパネル３０に固定してもよい。

第２片７４のＺ軸方向に沿う高さである幅は、例えば、ＣＬＴパネル３０上のコンクリート４０の厚さの半分程度でもよい。第２片７４には、板厚方向に貫通する開口７６が形成されている。開口７６は、形鋼材７０の長手方向に複数並んでいる。コンクリート４０を打設した際に、コンクリート４０は開口７６を流れることができる。コンクリート４０は、開口７６を貫通して、第２片７４の板厚方向に連続する。第２片７４の板厚方向に両側に存在するコンクリート４０は、開口７６を通じて連結されている。

形鋼材７０は、鉄筋１２０，１５０を配筋する際のスペーサとしての機能を有する。鉄筋１２０は、第２片７４の板厚方向に延設され、第２片７４の上に載置されている。鉄筋１２０は、複数の形鋼材７０によって支持されて配筋される。鉄筋１５０は、鉄筋１２０の上に配筋されている。

図２に示されるように、上フランジ１２には、Ｘ軸方向に離間する複数のＣＬＴパネル３０が載置されている。複数のＣＬＴパネル３０の端部３０ａは、相互に離間して載置されている。

複数のＣＬＴパネル３０の端部間の隙間には、上フランジ１２から上方に突出する複数のスタッド８が設けられている。スタッド８は、Ｘ軸方向に所定の間隔を置いて複数配置されている。複数のスタッド８は、梁１０の長手方向において、所定の間隔を置いて配置されている。スタッド８は、例えば上フランジ１２に対して溶接されている。

上フランジ１２上の隙間には、コンクリート４０が打設されて、ＲＣスラブ５０と梁１０とが一体化されている。複数のスタッド８は、コンクリート４０に埋め込まれている。

（合成スラブ構造１００の作用効果）
第１実施形態に係る合成スラブ構造１００によれば、所定の長さを有する形鋼材７０をＣＬＴパネル３０の上に固定することにより、形鋼材７０を用いて、ＣＬＴパネル３０とＲＣスラブ５０との一体化できる。形鋼材７０が所定の長さを有するので、コンクリート４０と一体化させるためのラグスクリューボルトを打ち込まなくても、木質面材とコンクリートスラブとを一体化できる。形鋼材７０のうち、ＣＬＴパネル３０の上方に張り出す部分が抵抗となり、せん断力を伝達し、ＣＬＴパネル３０とコンクリートスラブとを高強度に一体化できる。なお、形鋼材７０を固定するために、ラグスクリューボルトを打ち込む場合であっても、ＣＬＴパネル３０から上方に突出するように配置されるラグスクリューボルトを打ち込む必要がないので、施工負担を軽減することができる。

また、合成スラブ構造１００では、形鋼材７０は、木質面材３０の長手方向（Ｘ軸方向）に延設されている。この構成の合成スラブ構造１００によれば、ＣＬＴパネル３０の長手方向に形鋼材７０を延設することにより、形鋼材７０の長さを長くできる。長尺の形鋼材７０を利用することにより、施工される形鋼材の数量を減らすことができ、施工負担を軽減できる。

また、合成スラブ構造１００では、形鋼材７０は、板厚方向がＣＬＴパネル３０の厚さ方向に配置され、ＣＬＴパネル３０の上に固定された第１片７２と、板厚方向が第１片７２の板厚方向と交差する方向に配置され、第１片７２より上方に突出する第２片７４と、を有する。合成スラブ構造１００では、形鋼材７０として山形鋼を使用できる。汎用品である山形鋼を使用することにより、コスト低減を図ることができる。この構成の合成スラブ構造１００によれば、第２片７４がＣＬＴパネル３０より上方に突出するように配置されることにより、ＣＬＴパネル３０とＲＣスラブ５０とを高強度に一体化できる。

また、合成スラブ構造１００では、ＲＣスラブ５０は、形鋼材７０の長手方向に交差する方向に延設された鉄筋１２０を有し、鉄筋１２０は、形鋼材７０をスペーサとして該スペーサの上に配筋されている。

この構成の合成スラブ構造１００によれば、シアキーとして利用される形鋼材７０をスペーサとして用いることにより、別途、スペーサを施工する必要がなくなる。これにより、施工負担を軽減できる。また、形鋼材７０は、所定の長さを有し、複数の鉄筋１２０を支持できる。

また、形鋼材７０の第２片７４には、第２片７４の板厚方向に貫通する開口７６が形成されている。この構成の合成スラブ構造１００によれば、上方に突出する第２片７４に開口７６が設けられ、コンクリート４０を打設する際に、コンクリート４０が開口７６内を流れることにより、コンクリート４０の流れが阻害されないようにできる。また、コンクリート４０の強度が発現した後、開口７６内にコンクリートが存在し、第２片７４を貫通するようにコンクリート４０が連続することにより、ＣＬＴパネル３０とＲＣスラブ５０とをより高強度に一体化できる。

［変形例に係る合成スラブ構造］
次に、図５及び図６を参照して、変形例に係る合成スラブ構造１００について説明する。図５は、変形例に係る合成スラブ構造の一例を示す断面図である。図６は、変形例に係る合成スラブ構造の一例を示す平面図である。

図５及び図６に示されるように、合成スラブ構造１００では、複数のＣＬＴパネル３０がＸ軸方向に離間して配置されている。梁１０は、Ｘ軸方向に離間する複数のＣＬＴパネル３０を支持する。変形例に係る合成スラブ構造１００では、複数のＣＬＴパネル３０に固定された形鋼材７０，７０Ｃ同士がＸ軸方向に互いに連結されている。なお、形鋼材７０，７０Ｃは、互いに連結されていない構成でもよい。

Ｘ軸方向に離間する一方のＣＬＴパネル３０に固定された形鋼材７０Ｃは、ＣＬＴパネル３０よりも外側に張り出し、他方のＣＬＴパネル３０に架け渡されている。連結される形鋼材７０，７０Ｃの端部同士は、Ｙ軸方向に重なるように配置されている。具体的には、第２片７４同士が、Ｙ軸方向に重ねられている。

形鋼材７０，７０Ｃの端部には、板厚方向に貫通する開口が設けられている。形鋼材７０，７０Ｃの端部は、板厚方向に貫通する棒状の固定部材９により連結されている。棒状の固定部材９は、ボルトナットでもよく、ピンでもよく、その他の固定部材でもよい。形鋼材７０，７０Ｃの連結は、棒状の固定部材９を用いるものに限定されず、その他の固定用の部材を用いて連結することができる。また、形鋼材７０，７０Ｃの連結は、例えば、第１片７２同士をＺ軸方向に重ねるように配置して連結してもよい。

このような変形例に係る合成スラブ構造１００では、梁１０の長手方向に交差する方向に離間する複数のＣＬＴパネル３０を、形鋼材７０，７０Ｃを介して連結できる。これにより、コンクリート４０を打設する前に、複数のＣＬＴパネル３０同士を連結することにより、仮固定できる。そのため、ＣＬＴパネル３０の位置ずれが抑制される。また、梁１０の上方において、梁１０を交差するように形鋼材７０Ｃを延設することにより、梁１０、ＲＣスラブ５０、及びＣＬＴパネル３０を高強度に一体化できる。

なお、梁１０の上方に配置された形鋼材７０Ｃにおいて、第１片７２の板厚方向に貫通する開口が設けられていてもよい。これにより、コンクリート４０を打設する際に、梁１０の上方において、コンクリート４０が第１片７２の開口を流れることにより、コンクリート４０の流れが阻害されない。また、コンクリート４０が強度を発現した後に、Ｚ軸方向に、形鋼材７０Ｃを貫通するようにコンクリート４０が連続するように形成されることにより、梁１０、ＲＣスラブ５０、及びＣＬＴパネル３０をより高強度に一体化できる。

［第２実施形態に係る合成スラブ構造］
次に、図７～図９を参照して、第２実施形態に係る合成スラブ構造１００Ｂについて説明する。図７は、第２実施形態に係る合成スラブ構造の一例を示す平面図である。図８は、第２実施形態に係る合成スラブ構造の一例を示す断面図である。図９は、第２実施形態に係る合成スラブ構造の一例を示す断面図である。第２実施形態に係る合成スラブ構造１００Ｂが第１実施形態に係る合成スラブ構造１００と違う点は、形鋼材７０と異なる向きに配置された形鋼材７０Ｂを備える点である。なお、第２実施形態の説明において、第１実施形態と同様の説明は省略する。

形鋼材７０Ｂは、Ｙ軸方向に延設されている。形鋼材７０Ｂは、Ｙ軸方向に間隔を置いて複数配置されている。また、Ｙ軸方向に並ぶ複数の形鋼材７０Ｂは、Ｘ軸方向に間隔をおいて複数配置されている。

鉄筋１５０は、Ｘ軸方向に延設されている。鉄筋１５０は、複数の形鋼材７０Ｂの上に載置されるように配筋されている。鉄筋１２０は、鉄筋１５０の上に載置され、Ｙ軸方向に延設されている。これにより、形鋼材７０Ｂをスペーサとして使用し、複数の鉄筋１２０，１５０を配筋することができる。

このような第２実施形態に係るに合成スラブ構造１００Ｂでは、形鋼材７０ＢをＣＬＴパネル３０の長手方向と交差する方向に配置することにより、ＣＬＴパネル３０とＲＣスラブ５０とを一体化させることができる。

合成スラブ構造１００Ｂでは、短尺の形鋼材７０Ｂを使用することにより、形鋼材７０Ｂの取り扱いが容易となる。また、複数の形鋼材７０ＢがＹ軸方向に所定の間隔を置いて配置されることにより、コンクリート４０を打設する際に、Ｙ軸方向に離間する形鋼材７０Ｂの間をコンクリート４０が流れることになる。そのため、第２片７４に開口を設けなくてもよい。

また、合成スラブ構造１００Ｂでは、第２片７４の板厚方向が、ＣＬＴパネル３０の長手方向に配置されることにより、ＣＬＴパネル３０の長手方向において、ＣＬＴパネル３０とＲＣスラブ５０とのずれを抑制できる。

このような第２実施形態に係る合成スラブ構造１００Ｂにおいても、梁１０の上方において、Ｘ軸方向に延在する他の形鋼材を配置して、Ｘ軸方向に離間する複数のＣＬＴパネル３０に固定された形鋼材７０Ｂ同士を連結して、仮固定してもよい。

尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

上記の実施形態では、形鋼材７０として山形鋼を使用する場合について例示しているが、形鋼材７０は、山形鋼に限定されず、溝形鋼などその他の形鋼材を使用してもよい。

また、梁１０の長手方向に並ぶ複数のＣＬＴパネル３０に固定された形鋼材７０同士を連結してもよい。これにより、梁１０の長手方向に並ぶＣＬＴパネル３０同士の位置ずれを抑制できる。

１００，１００Ｂ：合成スラブ構造
５：ボルト
８：スタッド
９：固定部材
１０：梁
１１：ウェブ
１２：上フランジ
１２ａ：上面
３０：ＣＬＴパネル（木質面材）
３２，３４，３６：層
４０：コンクリート
５０：ＲＣスラブ（鉄筋コンクリートスラブ）
７０，７０Ｂ，７０Ｃ：形鋼材
７２：第１片（第１板材）
７４：第２片（第２板材）
７６：開口
１２０：鉄筋
１５０：鉄筋
Ｘ：Ｘ軸方向（木質面材の長手方向）
Ｙ：Ｙ軸方向（梁の長手方向）
Ｚ：Ｚ軸方向（鉛直方向）

Claims (6)

1. 両端が梁の上に載置された木質面材と、前記木質面材の上にある鉄筋コンクリートスラブとを備える、合成スラブ構造であって、
   所定の長さを有し、前記木質面材の上に固定された形鋼材を備え、
   前記形鋼材は、前記鉄筋コンクリートスラブに埋め込まれていることを特徴とする合成スラブ構造。
2. 前記形鋼材は、
   板厚方向が前記木質面材の厚さ方向に配置され、前記木質面材の上に固定された第１板材と、
   板厚方向が前記第１板材の板厚方向と交差する方向に配置され、前記第１板材より上方に突出する第２板材と、を有し、
   前記第２板材には、該第２板材の板厚方向に貫通する開口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の合成スラブ構造。
3. 前記鉄筋コンクリートスラブは、前記形鋼材の長手方向に交差する方向に延設された鉄筋を有し、
   前記鉄筋は、前記形鋼材をスペーサとして該スペーサの上に配筋されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の合成スラブ構造。
4. 前記形鋼材は、前記木質面材の長手方向に延設されていることを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の合成スラブ構造。
5. 前記形鋼材は、前記木質面材の長手方向と交差する方向に延設されていることを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の合成スラブ構造。
6. 前記梁の上面には、前記梁の長手方向と交差する方向に延設する複数の木質面材の端部が相互に離間して配置され、
   前記複数の木質面材に固定された複数の形鋼材同士が互いに連結されていることを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載の合成スラブ構造。

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