JP3558283B2 - 集合住宅の床スラブ構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集合住宅の床スラブ構造に関する。
【０００２】
【発明の背景】
限られた建物高さにおいて所要の住戸数を確保するためには、できるだけ多くの階数を設けることが必要である。そうすると階高は限られたものとなる。
一定の階高において、天井高さをできるだけ大きくし、室内に梁や柱が突出するのを避けることにより、開放的な空間が得られ、居住性が向上する。
開放的な空間を形成して居住性を向上させるとともに、プランニングの自由度を高めるためには、大スパンの床スラブ構造が望ましい。
また、構造体の耐久性及び設備の更新性に優れた建物が要求されている。
【０００３】
【従来の技術】
従来の一般的な集合住宅の基準階における奥行方向（はり間方向）の断面構成を図１４に示す。図１４において、符号１は所要の間隔をおいて直立する柱、２は床スラブ、３は住戸空間、４は住戸の入口（玄関）、５は住戸の入口側に設けられる共用廊下、６は住戸の主たる採光面側に設けられるバルコニー、７は窓（開口）である。
主たる採光面側と入口側との間（奥行方向）のほぼ中央部に、小梁９が設けられ、床スラブ２を支えている。符号１０は梁である。
外気をとりいれやすく、日照、眺望、開放性に優れる主たる採光面側（通常、南側）に、居間、食堂等の主たる居室が配置される。主たる採光面側と入口側との間の中央部ないし入口側に、台所、風呂、便所等の水場が配置される。水場からの排水横枝管１１は、住戸内部に設けられたパイプシャフト内の排水竪管（ＰＳ）１２に接続されている。排水横枝管１１には勾配が必要なので、横引きする距離を大きくすると床下ふところ寸法（高さ）が増大し、天井高さが減少することになるため、横引き距離を抑えているものである。
スラブ２の下で、小梁９を貫通させて空調配管が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の集合住宅においては、小梁９が室内に大きく突出しており、プランニングの自由度、将来の更新性が制限される。また、突出した小梁９を貫通させて空調配管を行うのは、構造性能上及び施工上好ましいものではない。小梁９を無くし、床スラブを厚くすることも考えられるが、そうすると、天井高さが小さくなる。また、排水竪管１２が住戸内の専有部分を貫通しているため、保守・点検及び取替えが容易でない。
そして、従来、大スパンの床スラブ構造を得るには、床スラブを厚くして床スラブ全体にＰＣ鋼材を配置したアンボンドプレレストレス構造にするか、あるいは小梁の設置数を増やすか、断面高さ（梁成）を大きくする等の必要があった。
しかし、上述の如く床スラブを厚くすると天井高さが小さくなり、また、小梁を設けると、開放性を損ない居住性等を低下させるので好ましくない。
【０００５】
本発明は、上記従来技術における不都合を考慮してなされたもので、その目的は、開放的で居住性、プランニングの自由度、将来の更新性に優れた大スパンの床スラブ構造を構築し得るようにすること、かつ限られた階高において空調配管や排水管等の設備ルートを適正に確保しつつ、天井高さをできるだけ大きくすること等にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１に係る発明〕
住戸の主たる採光面側に位置する居室床スラブと、その反対側に位置する水場床スラブとを備え、
水場床スラブの天端レベル及び下端レベルを、居室床スラブの天端レベル及び下端レベルよりも夫々低くなるように形成し、
水場床スラブと居室床スラブとを、両スラブを区画する連結部において一体化して、周囲が梁その他の構造躯体に支持された一の床スラブ構造体を構成し、
連結部の断面形状は横長の矩形状であり、連結部の天端は居室床スラブの天端と一致し、水場床スラブの上面に上部段差（Ｄ１）が形成され、居室床スラブの下面に下部段差（Ｄ２）が形成され、連結部は上部段差（Ｄ１）及び水場床スラブのスラブ厚さ（Ｔ１）を用いた断面高さ（Ｄ）を有し、
連結部の断面内、部材長さ方向にＰＣ鋼材を配線し、プレストレスを導入した集合住宅の床スラブ構造であって、
前記一の床スラブ構造体は、建物の屈曲部である角部に位置し、その平面形において、連結部がその長さ方向にＬ字形に屈曲形成され、平面矩形の水場床スラブの外周に平面Ｌ字形の屈曲連結部が形成され、屈曲連結部の外周に平面Ｌ字形の居室床スラブが形成され、
連結部の断面内に配置されたＰＣ鋼材は、前記屈曲連結部の屈曲点で屈曲することなく 、ＰＣ鋼材の定着部は、前記屈曲連結部の外周側において、居室床スラブのコンクリート断面内に埋設され、ＰＣ鋼材軸線は、一の床スラブ構造体の平面形において、屈曲連結部で十字形に交差し、
前記一の床スラブ構造体の平面形において、十字形に交差するＰＣ鋼材軸線に沿って平面視十字形の分布荷重として作用する吊り上げ力によって下向きの鉛直荷重を軽減している、
集合住宅の床スラブ構造である。
〔請求項２に係る発明〕
一の床スラブ構造体は、長辺（Ｌｙ）、短辺（Ｌｘ）とで形成される四辺形で、スラブ辺長比β（Ｌｙ/ Ｌｘ）＝１. ０〜１. ５の平面形状をなし、
その平面形の内部に柱を設けることなく、短辺（Ｌｘ）が１０ｍを超える大スパンを形成している、
請求項１に記載の集合住宅の床スラブ構造である。
〔請求項３に係る発明〕
連結部の下端と水場床スラブの下端とを一致させ、平坦なスラブ下面を形成した、
請求項１又は２に記載の集合住宅の床スラブ構造である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る集合住宅の床スラブ構造を建物に適用した具体例について、図１〜９を参照して説明する。
図１は建物の基準階の平面図、図２は柱１，１ａ及び梁１０で囲まれた一の床スラブ構造体の拡大平面図、図３は図２の３Ａ−３Ａ断面図（建物の奥行方向の断面図）、図４は図３の一部を拡大した説明図、図５は図１の５Ａ−５Ａ断面図（連結部２３の桁行方向の断面図）、図６は一の床スラブ構造体における力学的構造の説明図、図７は、特許請求の範囲に規定した一の床スラブ構造体に相当するものであり、柱１，１ａ及び梁１０で囲まれた一の床スラブ構造体（建物の屈曲部）の拡大平面図、図８は図７の８Ａ−８Ａ断面図、図９は一の床スラブ構造体（建物の屈曲部）における力学的構造の説明図である。各図において、同じ構成要素には同じ符号を用い、重複する説明は適宜省略する。
【０００８】
図１に示すように、この集合住宅の建物は、共用廊下５に沿って複数の住戸を配置した集合住宅であって、平面形状はＬ字形に屈曲形成されている。図１において、符号１，１ａは所要の間隔をおいて直立する柱、３は住戸空間、４は住戸の入口（玄関）、５は住戸の入口側に設けられる共用廊下、１０は梁である。住戸空間３に接する共用廊下５を内周側に配置して屈曲形成した屈曲部を有する平面形状である。屈曲部の角度、数は任意に設定し得る。
【０００９】
住戸空間３の床スラブは、水場床スラブ２０（小点群ハッチングで示す部分）、居室床スラブ２１、連結部２３（斜線ハッチングで示す部分）で構成されている。
居室床スラブ２１は、住戸の主たる採光面側に位置し、通常、居間、食堂等の主たる居室が配置される床スラブである。住戸の入口側（主たる採光面側の反対側）に位置するのが水場床スラブ２０であり、主に水場が配置される。建物の屈曲方向に沿って内周側から水場床スラブ２０、連結部２３、居室床スラブ２１が配置され、夫々帯状をなして平面的に連続して形成されている。
【００１０】
図２、図３に示すとおり、床スラブ２は、水場床スラブ２０と、居室床スラブ２１とを備え、水場床スラブ２０の天端レベル及び下端レベルを、居室床スラブ２１の天端レベル及び下端レベルよりも夫々低くなるように形成している。
水場床スラブ２０と居室床スラブ２１とを、両スラブを区画する連結部２３において段差を設けて一体化して、周囲が梁その他の構造躯体に支持された一の床スラブ構造体を構成している。一の床スラブ構造体のスラブ面は無柱・無梁の空間を形成する。共用廊下５は一の床スラブ構造体内、水場床スラブ上に設けられている。
一の床スラブ構造体の水場床スラブ上に、共用廊下を配置したので、住戸空間に柱、梁の少ないシンプルな全体架構を形成することができる。共用廊下、外壁の位置を容易に設定することができる。一の床スラブ構造体の中で住戸の水場ゾーン及び共用廊下の領域を適宜調整可能である。
【００１１】
梁その他の構造躯体とは、一の床スラブ構造体の平面形の周囲に設けられた梁・柱・壁などの構造躯体であって、床スラブ構造体に加わる鉛直荷重（自重、積載荷重）を支持するものをいう。
【００１２】
一の床スラブ構造体の奥行方向のスパン（長さ）Ｌ１の中央域において、水場床スラブ２０と居室床スラブ２１とを段差をつけて交わらせ、所定の幅Ｂを有する連結部２３を形成している。図中、Ｌ１０は住戸空間３におけるスラブ長さ、Ｌ１１は居室床スラブ２１の長さ（連結部２３を除く）、Ｌ１２は住戸空間３における水場床スラブ２０の長さ、Ｌ１３は共用廊下５の幅を示す。Ｓ１は一の床スラブ構造体の間口方向（柱１，１間）のスパン（長さ）、Ｓ１１は柱１，１ａ間のスパン（長さ）を示す。
【００１３】
水場床スラブ２０上の空間を用いて設備機器からの排水管３０が横引きされる。横引きした排水管３０が接続される排水竪管１２は、住戸外の入口側の共用部分（共用廊下５等）に面した位置に設けられている。住戸空間３に内部にはスラブ開口部を設ける形で上下階に貫通してパイプシャフトを立設する必要がない。このため、排水竪管１２の保守・点検及び取替えがし易い。居室床スラブ２１下の空間を用いて空調配管が設けられる（図示省略）。水場床スラブ２０と居室床スラブ２１の各スラブは、中空スラブでもよいし、通常のコンクリートスラブでもよい。
【００１４】
図４に明らかなとおり、水場床スラブ２０の上面に上部段差Ｄ１が形成され、居室床スラブ２１の下面に下部段差Ｄ２が形成される。連結部２３は、上部段差Ｄ１、下部段差Ｄ２で両側が区画された幅Ｂを有する。また、連結部２３は、水場床スラブ２０のスラブ厚さＴ１及び上部段差Ｄ１を用いた断面高さ（厚さ）Ｄを有する。この断面幅Ｂと、断面高さＤとを有する断面形状によって曲げ材を形成する。
曲げ材とは、曲げモーメントを負担する部材をいう。構造部材を構成する断面に生じている力は、曲げモーメント、せん断力、軸方向力（軸力）に分類されるが、曲げモーメントが支配的な部材を曲げ材という。スラブ、梁は曲げ材に属する。
【００１５】
連結部２３の断面において、その幅Ｂは、厚さＤよりも大きく、横長の矩形状をなしている。連結部２３の天端は、居室床スラブ２１の天端と一致している。連結部２３の下端は、水場床スラブ２０の下端と一致しているが、邪魔にならない程度（空調配管を貫通させる必要のない程度）であれば、連結部２３の下端が水場床スラブ２０の下端よりも張り出してもよい。
連結部２３の下端と水場床スラブ２０の下端とを一致させ、平坦なスラブ下面を形成することにより、小梁のような突出部が全くなく広くてすっきりした空間が得られる。水場床スラブ２０の厚さＴ１と居室床スラブ２１の厚さＴ２は必ずしも同じである必要はない。
【００１６】
連結部２３の断面内には、部材長さ方向にＰＣ鋼材５０を配線し、プレストレスを導入している。図５に示すとおり、一の床スラブ構造体において、連結部２３は、その部材長さ方向の両端が梁１０に支持され、小梁と同様の機能を奏する。
ＰＣ鋼材５０は、間口方向のスパンＳ１中間部（連結部２３の部材長さ方向のスパン中間部）において下方に膨らむ弓なりに配線されている（曲線状配置）。 連結部２３のスパン端部でＰＣ鋼材５０に導入したプレストレス（図５に示す、水平力Ｐｓ）によって、連結部２３の部材長さ方向に沿って、水場床スラブ及び居室床スラブによって形成された一の床スラブ構造体に対して、吊り上げ力（図５に示す、上向きの鉛直力Ｖ）を生じさせる。
なお、ＰＣ鋼材５０を、連結部２３の下端近傍に、部材長さ方向に直線状にしてもよい。
連結部２３にプレストレスを導入することにより、住戸空間３への梁や柱の突出を避けるとともに、連結部２３に吊り上げ力を生じさせ、（各辺が１０ｍを超えるような）大スパンスラブを形成することができる。住戸間口を大きくとることができ、大スパン架構に対応し得る。床スラブ厚さを大きくするものではないので、床板〜その下の天井板までの厚さを極力抑えることができる。
【００１７】
図６は、図２の一の床スラブ構造体を力学的観点から模式的に説明したもの（斜視図）である。
一の床スラブ構造体は、段差（上部段差Ｄ１、下部段差Ｄ２）を除くと、スパン（長さ）がＳ１、Ｌ１の四辺形をなした、１個の大スパンの床を形成する。
床スラブ構造体に加わる鉛直荷重（自重、積載荷重）は、下向きの力として作用する。一方、連結部２３は、曲げ材の一種である小梁として機能し、鉛直荷重（自重、積載荷重）によって生じた曲げモーメントに対して、鉄筋コンクリート造の断面耐力（鉄筋、コンクリート）で抵抗する。連結部２３の部材長さ方向のスパン端部は、梁１０（構造躯体）を支点として、支持されている。さらに、連結部２３のスパン端部で、ＰＣ鋼材５０に導入したプレストレス（図６に示す、水平力Ｐｓ）によって、連結部２３の部材長さ方向に沿って、床スラブに対して吊り上げ力（図６に示す、上向きの鉛直力Ｖ）を生じさせる。
連結部２３の断面内の複数のＰＣ鋼材５０をまとめて、１本の仮想のＰＣ鋼材軸線（図６の太い１点鎖線）で表現すると、ＰＣ鋼材軸線の長さ方向は、１本の直線状軸線で表示される。この直線状軸線にそって、吊り上げ力が、分布荷重（直線状軸線の全長に分布して作用する荷重で、単位長さ当たりの力で表す）として作用する。
鉛直荷重（自重、積載荷重）は下向きの力なので、鉛直荷重（自重、積載荷重）から吊り上げ力を控除した、実質的な鉛直荷重に対して、連結部２３は、鉄筋コンクリート造の断面耐力を設定すればよい。床スラブ構造体に加わる鉛直荷重（自重、積載荷重）を、見掛け上、大幅に軽減し、大スパンの床スラブ構造体を構成することができる。
連結部２３は、水場床スラブ２０の厚さＴ１と上部段差Ｄ１を用いた断面高さ（厚さ）Ｄを利用しながら、幅Ｂは、設計上必要とされるＰＣ鋼材５０の数に応じて自由に大きな寸法に設定することができる。しかも、連結部２３の下端と水場床スラブ２０の下端を一致させているので、小梁のような突出部が無い。
【００１８】
一の床スラブ構造体は、床面の平面形状が、スパン（長さ）がＳ１、Ｌ１の四辺形をなした、大スパンの床を形成する。スパン（長さ）Ｓ１、Ｌ１のうち、長辺をＬｙ、短辺をＬｘとすると、スラブ辺長比はβ（＝Ｌｙ/ Ｌｘ）で定義される。図２、図６に示す、一の床スラブ構造体は、βが約１. ０程度の略正方形の平面形状をなしている。本発明は、大スパン（スパン長さが大きい）でありながら、β＝１. ０〜１. ５程度の平面形の床スラブ構造体を、その平面形の内部に柱を設けることなく、梁その他の構造躯体のみで支持することができる。例えば、短辺（Ｌｘ）が１０ｍを超える、大スパンも可能である。なお、本発明は、βは１. ５を超える床スラブにも適用することができる。
【００１９】
プレストレス構造において、ＰＣ鋼材５０の配線におけるライズ（下に凸な部分の高さ）に吊り上げ力は比例する。ＰＣ鋼材５０を配線するコンクリート成が大きいほどライズを大きくすることができる。連結部２３の厚さＤ（コンクリート成）は、水場床スラブ２０の厚さＴ１、居室床スラブ２１の厚さＴ２よりも大きいから、連結部２３においてライズを大きくとることができ、効率的に吊り上げ力を生じさせることができる。連結部２３の幅Ｂを調整してＰＣ鋼材５０の配線量を増減することにより、吊り上げ力を調整することができる。
【００２０】
一の床スラブ構造体は、一の階において連続して配置され、連結部２３は、その部材方向が共用廊下５に沿って線状に連続している。
柱、梁、壁による制約が少なく、開放的で居住性、プランニングの自由度、将来の更新性に優れた大スパンの床スラブ構造を構築し得る。水場床スラブの奥行き方向の寸法を調整することによって、水場床スラブに、水場ゾーン（洗面室、便所、浴室など）、居室（洋室など）を自由に配置することができる。
連結部を含む床スラブの施工も効率的に行われる。連結部２３を、建物内で複数のスパン（床スラブ構造体）に跨らせて連続形成するとともに、これに合わせてＰＣ鋼材５０も連続配線するのが好ましい。これにより、ＰＣ鋼材５０の定着部の数を減らせるので、施工性・経済性が向上する。
【００２１】
ＰＣ鋼材（ＰＣ鋼ストランド、ＰＣ鋼棒など）は、アンボンドＰＣ鋼材が一般的である。しかし、他のものでもよい。例えば、樹脂が充填されたシース内にＰＣ鋼材が内蔵されているもので、施工現場でプレストレスを導入した後に樹脂が硬化し、ＰＣ鋼材と樹脂間の付着、及び、シースとコンクリート間の付着を期待できるものでもよい。
なお、プレストレスの導入方法は、ポストテンション、プレテンションのいずれでもよい。一のスラブ構造体は、現場打ちによるものの他、プレキャストコンクリートとしてもよい。
【００２２】
再度、図２を参照するに、柱１，１ａ及び梁１０で囲まれ、支持された一の床スラブ構造体は、奥行方向がスパン長さＬ１、間口方向が柱１，１間のスパン長さＳ１で形成される一枚の大スパンスラブをなす。略正方形をなしている。
一般的なスラブ構造によれば、柱１ａ，１ａを奥行き方向に連結する梁が設けられ、この梁の位置に戸境壁（鉄筋コンクリート造の壁体、乾式壁体など）が設けられ、スパンＳ１１を間口とする１住戸の室内空間が形成される。
上記態様によれば、一般的な１住戸の２倍（２住戸分）に相当する室内空間を配置できる、大スパン（スパン長さＳ１）を間口方向に形成するので、２住戸の間の戸境壁を自由に配置し、変更することができる。１住戸の室内空間の間取りのみならず、住戸の平面形、住戸配置の多様性、融通性が格段に向上する。
また、一の床スラブ構造体における空間内には、柱１ａ，１ａを連結する梁や柱がないのは勿論、梁１０、１０を連結する小梁がない。住戸空間３は、パイプシャフトが立設されていない、上下階のスラブには梁形が露出していないフラットな形状になっている。それゆえ、開放的で広大な空間が得られ、間取りプランニングの自由度が格段に向上する。一の床スラブ構造体を、一の階において連続して配置した場合における住戸配置及び間取りプランニングの自由度も高い。
従来のような、床スラブを厚くする、小梁を設ける等の手段によらずに、大スパンスラブが得られる。奥行き方向に梁が接合されていない、柱１ａの無いような構造においても、スパンＳ１の大きい架構とすることができる。
【００２３】
図７は、本発明に係る構成を示すもので、柱，１，１ａ及び梁１０で囲まれた一の床スラブ構造体の拡大平面図（建物の屈曲部：角部）を示す。建物の屈曲方向に沿って、水場床スラブ２０、居室床スラブ２１、連結部２３が夫々屈曲され、平面的に連続して形成されている。連結部２３は、Ｌ字形の建物の二辺の各端部側から伸びてきて屈曲位置で交差するが、互いにこの交差部で終止して屈曲連結部２３ａを形成している。平面矩形の水場床スラブ２０の外周（主たる採光面側）に平面Ｌ字形の屈曲連結部２３ａが形成される。屈曲連結部２３ａの外周（主たる採光面側）にＬ字形の居室床スラブ２１が形成され、このＬ字形に対応する形で、居室床スラブ２１の上に、面積が広く、天井の高い、開放的な居室空間を設けることができる。
【００２４】
図８は、図７の８Ａ−８Ａ断面図である。連結部２３の中に配線されたＰＣ鋼材５０は交差する連結部２３を超えて、ＰＣ鋼材５０の定着部は、屈曲連結部２３ａの外周側において、居室床スラブ２１のコンクリート断面内に埋設されている。
【００２５】
図９は、図７の一の床スラブ構造体を力学的観点から模式的に説明したもの（斜視図）である。
一の床スラブ構造体は、段差（上部段差Ｄ１、下部段差Ｄ２）を除くと、スパン（長さ）がＳ２、Ｌ１の四辺形をなした、１個の大スパンの床を形成する。
一の床スラブ構造体の平面形において、連結部２３は、その長さ方向をＬ字形に屈曲形成され（図９の屈曲点Ｚ点）、その長さ方向の端部（図９のＸ１、Ｘ２点）で、梁１０，１０に支持されている。しかし、奥行き方向、間口方向共、連結部２３の断面内に配置されたＰＣ鋼材５０は、屈曲点（Ｚ点）で屈曲することなく、そのまま屈曲連結部２３ａの外周側において、居室床スラブ２１のコンクリート断面内に埋設されている（図９の定着点 Ｙ１、Ｙ２点）。連結部２３の断面内の複数のＰＣ鋼材５０をまとめて、１本の仮想のＰＣ鋼材軸線（図９の太い１点鎖線）で表現すると、奥行き方向、間口方向のＰＣ鋼材軸線は、それぞれ、長さ方向に１本の直線で表示され、一の床スラブ構造体の平面形において、十字形に交差する（格子状軸線）。この格子状軸線にそって、吊り上げ力（図９に示す、上向きの鉛直力Ｖ）が、分布荷重（格子状軸線の全長に分布して作用する荷重で、単位長さ当たりの力で表す）として作用する。
床スラブ構造体に加わる鉛直荷重（自重、積載荷重）は、下向きの力として作用するので、鉛直荷重（自重、積載荷重）から吊り上げ力を控除した、実質的な鉛直荷重に対して、連結部２３は、鉄筋コンクリート造の断面耐力を設定すればよい。
十字形に交差する（格子状軸線）ＰＣ鋼材５０の吊り上げ力によって、矩形平面の水場床スラブ２０の外周に、Ｌ字形平面の居室床スラブ２１が形成された、大スパンの床スラブ構造体を構成することができる。
連結部２３は、水場床スラブ２０の厚さＴ１と上部段差Ｄ１を用いた断面高さ（厚さ）Ｄを利用しながら、幅Ｂは、設計上必要とされるＰＣ鋼材５０の数に応じて自由に大きな寸法に設定することができる。しかも、連結部２３の下端と水場床スラブ２０の下端を一致させているので、居室床スラブ２１の下面に小梁のような突出部が無い、フラットな形状を有する。
ＰＣ鋼材５０の定着部は、居室床スラブ２１、梁１０の範囲で自由に設定することができる（図９の定着点 Ｙ１、Ｙ２点）。
【００２６】
次に、平面が矩形状の建物に図２に示した床スラブ構造を適用した例を参考までに示す。図１０は、建物の基準階の平面図である。この集合住宅の建物は、共用廊下５に沿って複数の住戸を配置し、一方向に伸び、矩形の平面形状をなす。符号１，１ａは所要の間隔をおいて直立する柱、３は住戸空間、５は住戸の入口側に設けられる共用廊下、６は住戸の主たる採光面側に設けられるバルコニー、１０は梁である。
前述の図２に示したものと同様の床スラブ構造を採用しており、一の床スラブ構造体は、水場床スラブ２０（小点群ハッチングで示す部分）、居室床スラブ２１、連結部２３（斜線ハッチングで示す部分）で構成され、住戸空間３の床スラブを形成している。前述の例と異なり、共用廊下５は一の床スラブ構造体外に設けられている。
【００２７】
本発明の床スラブ構造において、連結部２３の中に配線するＰＣ鋼材５０の定着部は、建物の構造によって様々な処理が可能である。図１１にその例を示す。（ａ）はＰＣ鋼材５０を外端の梁に定着する場合、（ｂ）は外端の柱に定着する場合、（ｃ）は外端の壁に定着する場合、（ｄ）は連結部２３の途中（端部付近）で定着する場合、（ｅ）は外端の片持ちスラブに定着する場合、（ｆ）は連結部がスパン中間まで形成されている場合において、連結部２３を過ぎてその外の床スラブに定着する場合、（ｇ）は連結部２３が中スパンに形成される場合において、中スパンの梁（柱・壁）を超え、次のスパンの床スラブに定着する場合の例である。符号５１は定着板である。
【００２８】
本発明に係る集合住宅の床スラブ構造は、中低層、高層、超高層の建物に適用し得る。また、建物の平面形状に限定されることなく適用し得る。前述したＬ字形の建物の他、例えば、センターコア方式、片コア方式、ボイド部を備えた方式等の塔状建物に適用し得る。
【００２９】
最後に、本発明に係る集合住宅の床スラブ構造に関し、設備ルートの構成、床・天井の構成等を具体的に例示して説明する。図１２はその一例を示すもので、住戸の奥行方向（はり間方向）における縦断面図である。
【００３０】
図１２において、符号１は所要の間隔をおいて直立する柱、２は床スラブ、３は住戸空間、４は住戸の入口（玄関）、５は住戸の入口側に設けられる共用廊下、６は住戸の主な主たる採光面側に設けられたバルコニー、７は窓（開口）、１０は梁である。
【００３１】
床スラブ２は、共用廊下５側（住戸の入口側）に位置する水場床スラブ２０と、住戸の主たる採光面側（入口と反対側のバルコニー側）に位置する居室床スラブ２１とを備え、水場床スラブ２０の天端レベル及び下端レベルを、居室床スラブ２１の天端レベル及び下端レベルよりも夫々低くなるように形成している。水場床スラブ２０と居室床スラブ２１とを、両スラブを区画する連結部２３において段差を設けて一体化して、周囲が梁その他の構造躯体に支持された一の床スラブ構造体を構成している。
【００３２】
通常、外気をとりいれやすく、日照、眺望、開放性に優れる主たる採光面側（通常、南側）に位置する居室床スラブ２１の上に、居間、食堂等の主たる居室が配置される。主たる採光面側と入口側との間の中央部ないし入口側に、台所、風呂、便所等の水場が配置される（水場ゾーン）。勿論、入口側の水場床スラブ２０の上にも居室が配置されることはあるし、居室床スラブ２１の上に水場の一部が配置されることもある。
【００３３】
住戸空間３において、床スラブ２の上面は空間を形成して床板１３で覆われて二重床を形成し、床スラブ２の下面は空間を形成して天井板１５で覆われて二重天井に形成されている。水場床スラブ２０上の空間を用いて設備機器からの排水管３０を横引きし、居室床スラブ２１下の空間を用いて空調配管４０を設けている。
【００３４】
横引きした排水管３０が接続される排水竪管１２は、住戸外の入口側の共用部分（共用廊下５等）あるいは共用部分に面した位置に設けられている。このため、排水竪管１２の保守・点検及び取替えがし易い。
【００３５】
連結部２３における上部段差Ｄ１は、主に排水管３０の横引き距離を考慮して決定される。これについて図１３を参照して説明する。排水管３０の排水勾配は、排水障害を来さないよう、大きい方が安全である。排水管３０の横引き距離は、排水竪管１２の位置・住戸プランによって異なるが、住戸外の入口側の共用部分あるいは共用部分に面した位置に設ける場合は、比較的長い距離が必要となる。
本発明によれば、上部段差Ｄ１を設けることによって、機能上必要な排水勾配を確保し、排水管を接続する竪管までの横引き距離を長くすることができる。
【００３６】
具体例として、排水勾配を１／５０、連結部２３からの横引き距離Ｃを６ｍとすると、連結部２３における上部段差Ｄ１として６０００ｍｍ×（１／５０）＝１２０ｍｍが必要となる。排水管の横引きは平面で見ると必ずしも直線とはならないことから、１２０ｍｍ×１．２＝１４４ｍｍ≒１５０ｍｍとなる。したがって、上部段差Ｄ１は１５０ｍｍとなる。
また、連結部２３の上に設けられる床板１３と連結部２３との高さＥについてみれば、連結部２３の上方にシンク等の設備機器が設けられる場合、上部段差Ｄ１の上端位置から設備機器までの距離を２ｍとする（配管径１００ｍｍ）と、ｈ２＝２０００ｍｍ×１／５０＋１００ｍｍ＝１４０ｍｍ≒１５０ｍｍとなる。
【００３７】
住戸の床スラブ２を覆う床板１３による仕上面は、水場床スラブ２１上及び居室床スラブ２０上の両者にわたって平坦に形成され段差がないようにするのが好ましい。これにより、バリアフリーで安全な居住空間が提供される。
【００３８】
連結部２３ないし水場床スラブ２０の下から主たる採光面側に伸びる空調配管は、図１２に示すとおり、下部段差Ｄ２に追随して上方に屈曲してさらに居室床スラブ２１下に沿って伸び、主たる採光面側の住戸外へと導かれるようになっている。居室床スラブ２１位置における居室空間の天井高さｈ２は、水場床スラブ位置２０における天井高さｈ１よりもほぼ下部段差Ｄ２分、立ち上げられ、天井が高く形成されている。この段差分によって、居間や食堂等の主たる居室の開放的な空間が確保される。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲で種々の変形、付加等が可能である。
【００４０】
【発明の効果】
〔請求項１に係る発明〕
連結部は、その断面形状は横長の矩形状であり、居室床スラブの下面に下部段差（Ｄ２）が形成され、連結部は上部段差（Ｄ１）及び水場床スラブのスラブ厚さ（Ｔ１）を用いた断面高さ（Ｄ）を有しており、曲げ材を形成しており、連結部の断面内、部材長さ方向にＰＣ鋼材を配線し、プレストレスを導入したので、周囲が梁その他の構造躯体に支持された一の床スラブ構造体に、下向きの鉛直力（自重、積載荷重）を軽減する上向きの鉛直力（吊り上げ力）、圧縮応力が与えられ、無柱・無梁の大スパンな一の床スラブ構造体を構成し得る。
このため、柱、梁、壁による制約が少なく、開放的で広大な空間を形成して居住性を向上させるとともに、間取り及び住戸配置等のプランニングの自由度、将来の更新性を高めることができる。住戸間口を大きくとることができ、大スパン架構に対応し得る。
従来のような床スラブを厚くする手段によるものと異なり、天井高さの減少を抑えることができる。
スラブ下面に大きく突出する小梁を設けないので、プランニングの自由度、将来の更新性が向上する。小梁を貫通させて空調配管を行う必要がなく、構造性能上及び施工上も有利である。
そして、水場床スラブ上に排水管を納める空間が確保され、居室床スラブ下に空調配管等を納める空間が確保される。機能上必要な排水勾配を確保し、排水管を接続する竪管までの横引き距離を長くすることができる。限られた階高において、居室床スラブ位置には充分な天井高さが確保される。
連結部の断面形状は、断面幅を断面高さよりも大きくした、横長の矩形状であるから、この断面内に、必要量のＰＣ鋼材を配線することができる。連結部の幅を調整してＰＣ鋼材の配線量を増減することにより、吊り上げ力（圧縮応力）を調整することができる。
そして、屈曲連結部の外側に、面積が広い開放的な居室空間が形成される。
連結部のＰＣ鋼材の定着部は、前記屈曲連結部の外周側において、居室床スラブのコンクリート断面内に埋設された構成としたので、共用廊下を屈曲形成した平面形状を有する建物においても、十字形に交差する（格子状軸線）ＰＣ鋼材の吊り上げ力によって、矩形平面の水場床スラブの外周に、Ｌ字形平面の居室床スラブが形成された、大スパンの床スラブ構造体を構成することができる。
しかも、居室床スラブ２１の下面に小梁のような突出部が無い、フラットな形状を有する。
ＰＣ鋼材が弓なり配線である場合、定着部は上側にくるが、居室床スラブ内で容易に定着することができる。
【００４１】
〔請求項２に係る発明〕
短辺（Ｌｘ）が１０ｍを超える大スパン（スパン長さが大きい）で、β＝１. ０〜１. ５程度の平面形の床スラブ構造体により、１住戸の室内空間の間取りのみならず、住戸の平面形、住戸配置の多様性、融通性が格段に向上する。
【００４２】
〔請求項３に係る発明〕
床スラブの下面への突出がなく、広くてすっきりした空間が得られる。一定の階高において、天井高さをできるだけ大きくし、天井板の施工も楽である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の床スラブ構造を適用した建物の基準階の平面図である。
【図２】柱１，１ａ及び梁１０で囲まれた一の床スラブ構造体の拡大平面図である。
【図３】図２の３Ａ−３Ａ断面図（建物の奥行方向の断面図）である。
【図４】図３の一部を拡大した説明図である。
【図５】図１の５Ａ−５Ａ断面図（連結部２３の桁行方向の断面図）である。
【図６】一の床スラブ構造体における力学的構造の説明図である。
【図７】本発明に係る一の床スラブ構造体（建物の屈曲部）の拡大平面図である。
【図８】図７の８Ａ−８Ａ断面図である。
【図９】一の床スラブ構造体（建物の屈曲部）における力学的構造の説明図である。
【図１０】図２に示した床スラブ構造を適用した建物の基準階の平面図である。
【図１１】ＰＣ鋼材５０の定着部の処理例を示す断面図である。
【図１２】本発明の床スラブ構造の一例を示すもので、（ａ）は住戸の奥行方向における縦断面図、（ｂ）は連結部２３付近の拡大図である。
【図１３】連結部２３における上部段差Ｄ１と排水管３０の横引き距離との関係を示す説明図である。
【図１４】従来の集合住宅の基準階における奥行方向の断面図である。
【符号の説明】
１ 柱
２ 床スラブ
３ 住戸空間
４ 入口
５ 廊下
６ バルコニー
７ 窓（開口）
１０ 梁
１２ 排水竪管
１３ 床板
１５ 天井板
２０ 水場床スラブ
２１ 採光側床スラブ
２３ 連結部
２３ａ 屈曲連結部
３０ 排水管
４０ 空調配管
５０ ＰＣ鋼材
Ｂ 連結部２３の幅
Ｄ 連結部２３の厚さ
Ｄ１ 上部段差
Ｄ２ 下部段差

Claims (3)

1. 住戸の主たる採光面側に位置する居室床スラブと、その反対側に位置する水場床スラブとを備え、
   水場床スラブの天端レベル及び下端レベルを、居室床スラブの天端レベル及び下端レベルよりも夫々低くなるように形成し、
   水場床スラブと居室床スラブとを、両スラブを区画する連結部において一体化して、周囲が梁その他の構造躯体に支持された一の床スラブ構造体を構成し、
   連結部の断面形状は横長の矩形状であり、連結部の天端は居室床スラブの天端と一致し、水場床スラブの上面に上部段差（Ｄ１）が形成され、居室床スラブの下面に下部段差（Ｄ２）が形成され、連結部は上部段差（Ｄ１）及び水場床スラブのスラブ厚さ（Ｔ１）を用いた断面高さ（Ｄ）を有し、
   連結部の断面内、部材長さ方向にＰＣ鋼材を配線し、プレストレスを導入した集合住宅の床スラブ構造であって、
   前記一の床スラブ構造体は、建物の屈曲部である角部に位置し、その平面形において、連結部がその長さ方向にＬ字形に屈曲形成され、平面矩形の水場床スラブの外周に平面Ｌ字形の屈曲連結部が形成され、屈曲連結部の外周に平面Ｌ字形の居室床スラブが形成され、
   連結部の断面内に配置されたＰＣ鋼材は、前記屈曲連結部の屈曲点で屈曲することなく、ＰＣ鋼材の定着部は、前記屈曲連結部の外周側において、居室床スラブのコンクリート断面内に埋設され、ＰＣ鋼材軸線は、一の床スラブ構造体の平面形において、屈曲連結部で十字形に交差し、
   前記一の床スラブ構造体の平面形において、十字形に交差するＰＣ鋼材軸線に沿って平面視十字形の分布荷重として作用する吊り上げ力によって下向きの鉛直荷重を軽減している、
   集合住宅の床スラブ構造。
2. 一の床スラブ構造体は、長辺（Ｌｙ）、短辺（Ｌｘ）とで形成される四辺形で、スラブ辺長比β（Ｌｙ/ Ｌｘ）＝１. ０〜１. ５の平面形状をなし、
   その平面形の内部に柱を設けることなく、短辺（Ｌｘ）が１０ｍを超える大スパンを形成している、
   請求項１に記載の集合住宅の床スラブ構造。
3. 連結部の下端と水場床スラブの下端とを一致させ、平坦なスラブ下面を形成した、
   請求項１又は２に記載の集合住宅の床スラブ構造。

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