JP4247482B2

JP4247482B2 - 床の構造

Info

Publication number: JP4247482B2
Application number: JP2004145242A
Authority: JP
Inventors: 寧俊立石
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2024-05-14
Also published as: JP2005325610A

Description

本発明はＦＲＰパネルによる床の構造に関する。

建築物や構造物の床の構造としては、床型枠やデッキプレート上にコンクリートを打設することで形成されるコンクリートスラブによるもの、あるいはプレキャストコンクリート版（ＰＣａ版）によるものが最も一般的であるが、近年、躯体の軽量化や施工の合理化、あるいはライフサイクルコストや資材リサイクルの観点から、各種の新素材を床の構成材料として活用する気運がある。特に、たとえば特許文献１や特許文献２に示されるようなＦＲＰ（繊維強化プラスチック）を素材とする各種の建材は、軽量で優れた強度を有するものであることから床の構成材料として好適であるとされ、その普及が図られつつある。
特開平１１−１９８２６４号公報特開２００１−２５３００１号公報

ＦＲＰを床の構成材料として使用する場合には、従来より床材として多用されているＰＣａ版をＦＲＰパネルに置き換えることがまず考えられる。つまり、ＦＲＰにより従来のＰＣａ版と同様の形態のＦＲＰパネルを形成すれば、それを従来と同様の接合手法によって躯体に対してそのまま取り付けることで床を形成することができる。

しかし、従来におけるＰＣａ版の躯体に対する接合手法はシヤコネクターを用いるものが一般的であり、そのようなシヤコネクターによる接合手法をＦＲＰパネルに対してもそのまま適用することは好ましいことではない。

すなわち、従来のＰＣａ版の接合手法は、梁にシヤコネクターを溶接あるいは定着しておくとともにＰＣａ版の要所に凹部や切欠部を設けておき、それら凹部や切欠部内にシヤコネクターを係合させた状態でＰＣａ版を敷き込み、しかる後に凹部や切欠部内にモルタルを充填して硬化させることでＰＣａ板をシヤコネクターに対して固着する、というものであるから、そのような作業は必ずしも効率的に行えるものではないし、モルタルが硬化するまでにかなりの時間を要して工期が長くかかるし床の早期使用ができず、しかも将来の解体時にはモルタルの斫りが必要となって廃材も発生する。

したがって、そのような従来のシアコネクターによる接合手法を採用する限りは、ＰＣａ版に代えてＦＲＰパネルを採用することの利点は少なく、そのため、ＦＲＰパネルを床の構成材料として真に有効に活用するためには、ＦＲＰパネルを躯体に対して合理的に接合し得る有効適切な手法の開発が必要とされていた。勿論、ＦＲＰはそれ自体では耐火性能を有するものではないので、耐火性能が要求される建物や構造物における床の構成材料としてＦＲＰパネルを使用する場合にはその点についての考慮も必要となる。

上記事情に鑑み、本発明は、ＦＲＰを床の構成材料として広く活用することを可能とする有効適切な床の構造を提供することを目的とする。

本発明の床の構造は、中空のＦＲＰパネルを梁により支持して床材として敷き並べ、各ＦＲＰパネルの少なくとも四隅部を梁に対してボルト締結により接合するとともに、隣り合うＦＲＰパネルの側部どうしをボルト締結により連結するようにしたものである。

本発明の床の構造においては、ＦＲＰパネルに対して耐火性能を持たせるために、ＦＲＰパネルの下面側に下階の耐火天井を設け、その耐火天井とＦＲＰパネルとの間に天井裏空間としての空気層を確保することが好ましい。あるいは、上記のような耐火天井を設けることに代えて、あるいはそれに加えて、ＦＲＰパネルの下面にシート状の耐火被覆材を取り付けたり、ＦＲＰパネルの下面に耐火材料を充填した耐火ＦＲＰパネルを積層したり、ＦＲＰパネルを多重中空構造として該ＦＲＰパネルの少なくとも下面側の中空部に耐火材料を充填しても良い。

本発明によれば、ＦＲＰパネルを梁に対してボルト締結により接合するので、モルタル充填によりシヤコネクターに対して固着するという従来一般の接合手法による場合に比較して労務費削減、工期短縮、床面の早期使用が可能であり、遙かに効率的な施工が可能である。また、将来の解体時にはボルトを抜去することのみで容易に解体が可能であり、廃材が出ることもないので、ライフサイクルコストや資材リサイクルの点でも有利である。また、ＦＲＰパネルは軽量でありながら優れた強度を有するものであるので自ずと充分な床強度が得られることはもとより、隣り合うＦＲＰパネルの側部どうしをボルト締結により連結することによって、それらＦＲＰパネルの全体が構造的に一体化して面外曲げ剛性が十分に高められ、それにより床全体としての撓みを抑制できるし、ＦＲＰパネルどうしの連結部に段差が生じてしまうことも防止できる。

また、ＦＲＰパネルの下階に耐火天井を設けるとともに、その耐火天井とＦＲＰパネルとの間に天井裏空間としての空気層を確保することにより、それら耐火天井と空気層とがＦＲＰパネル全体に対する間接的な耐火被覆として機能することになり、したがってＦＲＰパネルに対して何らかの耐火処理を直接的に施すことなくその耐火性能を支障なく確保することができる。しかも、ＦＲＰパネルを支持している梁が上記の天井裏空間内に位置していれば、同様の理由によりその梁に対する耐火被覆も不要となる。勿論、ＦＲＰパネルの下面側に対して何らかの耐火処理を行っても良く、特にシート状の耐火被覆材を取り付けたり、耐火材料を充填した耐火ＦＲＰパネルを積層したり、ＦＲＰパネルを多重中空構造として該ＦＲＰパネルの少なくとも下面側の中空部に耐火材料を充填することによっても、耐火性能を支障なく確保することができる。

本発明の床の構造の一実施形態を図１〜図３に示す。本実施形態では１スパンにつき８枚のＦＲＰパネル１をＨ形鋼からなる梁２（大梁２ａまたは小梁２ｂ）により支持して床材として敷き並べ、各ＦＲＰパネル１の少なくとも四隅部を梁２に対してボルト締結により接合し、かつ隣り合うＦＲＰパネル１どうしも所定間隔でボルト締結により連結するようにしたものである。

本実施形態におけるＦＲＰパネル１は、内部に多数のリブを有する矩形の中空パネルであって、各種のＦＲＰ（繊維強化プラスチック）を素材とし、引抜成形法等の公知製法により、所定規格に基づいて所望の形状、寸法、強度を有するものとして予め工場製作されたものである。本実施形態においては、そのＦＲＰパネル１を梁２に対してボルト３およびナット４により締結して接合し、かつ隣り合うＦＲＰパネル１の側部どうしもボルト３，ナット４により締結して連結することから、そのためのボルト孔５が要所に形成されているとともに、ボルト締結作業を行うための開口部６が各ボルト孔５の近傍位置に設けられ、それらの開口部６には蓋体７が装着されるようになっているものである。

なお、図２（ａ）に示しているように、柱８に干渉するＦＲＰパネル１には柱形に対応するように隅部に切欠部を形成しておいて、梁２に対する締結位置を若干ずらせば良い。また、ＦＲＰパネル１どうしの連結は基本的には図３（ｂ）に示すようにその厚み中心位置で行えば良いが、図３（ａ）に示すように大梁２ａ上での連結は中心位置よりも上方に設定することが好ましい。

上記構造の床を施工するは、各ＦＲＰパネル１の要所にボルト孔５と開口部６を設けておくとともに、図１に示すように各梁２にもボルト孔１０を形成しておき、各ＦＲＰパネル１を梁２に支持して敷き並べていきつつ、各ＦＲＰパネル１の少なくとも四隅部を梁２に対してボルト締結により接合し、それと同時に、あるいは前後して、各ＦＲＰパネル１どうしもボルト締結して連結すれば良い。そのボルト締結作業は、作業員が開口部６からＦＲＰパネル１内に手を差し込んでボルト３、ナット４を仮締めし、ボルト締結工具を開口部６からＦＲＰパネル１内に差し込むことのみで何等面倒なく極めて簡単に行うことができる。作業終了後には開口部６に蓋体７を装着すれば平坦な床面が形成される。

本実施形態の床の構造によれば、軽量なＦＲＰパネル１を敷き並べてボルト締結することのみで、完全な乾式工法により床を施工することができ、在来の現場打ちコンクリートによるスラブ施工やＰＣａ板によるスラブ施工に較べて遙かに効率的な施工が可能である。また、将来の建物解体時にはボルトを抜去することのみでＦＲＰパネル１を極めて容易に解体撤去することができる。

勿論、各ＦＲＰパネル１は優れた強度を有するものであるので自ずと充分な床強度が得られるし、各ＦＲＰパネル１を梁２に対してボルト締結により接合するのみならず、ＦＲＰパネル１どうしもボルト締結により連結することによって、それらの全体を構造的に一体化して面外曲げ剛性を十分に高めることができ、それにより床全体としての撓みを抑制できるし、ＦＲＰパネル１どうしの連結部に段差が生じてしまうこともない。

なお、上記構造の床は、それを従来のデッキプレートやハーフプレキャスト部材と同様にスラブ形成用の床型枠として使用し、その上部にコンクリートを打設することでスラブを完成させることが現実的であり、その場合は少なくとも床型枠として必要とされる強度を備えるものとして施工すれば良いが、たとえば仮設的な用途の建物に適用する場合等においては、上記構造の床それ自体を完成した床として使用することも不可能ではない（勿論、必要に応じて適宜の床仕上げを行えば良い）。但し、その場合はＦＲＰパネル１自体の強度や各部の寸法はもとより、梁２に対する接合強度やＦＲＰパネル１相互の連結強度は、それらＦＲＰパネル１自体で床として必要とされる性能や機能を満足するように設定する必要があることは言うまでもない。

また、上記実施形態は梁２が鉄骨梁である場合の適用例であるが、図４に示すように梁が鉄筋コンクリート梁１１（ＲＣ梁）である場合には、ＲＣ梁１１を施工する際にその上面にアンカーボルト１２を定着しておき、そのアンカーボルト１２とナット４とによりＦＲＰパネル１を締結すれば良い。勿論、アンカーボルト１２としては（ａ）に示すような単なるボルトに限らず（ｂ）〜（ｅ）に示すような各種の形式のものを任意に採用可能である。

また、ＦＲＰは耐火性能を有するものではないので、上記のような床の構造を耐火性能が要求される建物や構造物に適用する場合には、ＦＲＰパネル１の耐火性能を確保する必要があり、そのためにはたとえば図５に示すようにＦＲＰパネル１の下階に耐火天井２０を設けて、その耐火天井２０とＦＲＰパネル１との間に天井裏空間としての空気層２１を確保することが好ましい。

すなわち、たとえばロックウール吸音板、ケイ酸カルシウム板、石膏ボード等の防火材料を天井材とする所定の耐火性能を有する耐火天井２０を、各種の吊り金物２２および天井下地２３を介してＦＲＰパネル１から所定の距離を確保して設けることにより、それら耐火天井２０と空気層２１とがＦＲＰパネル１に対する間接的な耐火被覆として機能することになり、したがってＦＲＰパネル１に対して何らかの耐火処理を直接的に施すことなくその耐火性能を支障なく確保することができる。しかも、図５に示しているようにＦＲＰパネル１を支持している梁２を上記の天井裏空間（空気層２１）内に隠蔽してしまえば、梁２自体も耐火天井２０によって間接的に被覆されることになるので、その梁２に対する耐火被覆も不要とすることができる。

勿論、上記のような耐火天井２０を設けることに代えて、あるいは耐火天井２０を設けることに加えて、ＦＲＰパネル１に対して何らかの耐火処理を直接的に行っても良く、たとえば図６に示すようにシート状の耐火被覆材２５（たとえばロックウール）をＦＲＰパネル１の下面側に取り付けることが考えられる。その場合、耐火被覆材２５は単にビス止めすることで現場にて容易にかつ確実に取り付けることができるが、ＦＲＰパネル１製作時に耐火被覆材２５をたとえば接着等により予め取り付けておいても良い。なお、図６に示しているように、上記の耐火天井２０を省略した場合には梁２に対して適宜の耐火被覆２６を施す必要がある。

さらに、上記のようなシート状の耐火被覆材２５を取り付けることに代えて、図７に示すような耐火ＦＲＰパネル２７を積層することも考えられる。すなわち、上記のＦＲＰパネル１とは別に、ロックウール等の耐火材料２８を充填してそれ自体が耐火性能を有する耐火ＦＲＰパネル２７を製作しておき、その耐火ＦＲＰパネル２７をＦＲＰパネル１の下面側に積層して接着あるいはボルト締結等により取り付けることによりＦＲＰパネル１の耐火性能を確保することができる。耐火ＦＲＰパネル２７としては、要求される耐火性能に応じてたとえば図示しているような中空二重構造とすることが好ましい。また、この場合も、耐火天井２０を省略した場合には、耐火ＦＲＰパネル２７では被覆できないボルト締結部、および梁２に対しては適宜の耐火被覆２６が必要となる。

さらにまた、図８に示すように、上記のＦＲＰパネル１と耐火ＦＲＰパネル２７とを予め一体化したようなＦＲＰパネル３０の採用も考えられる。つまり、たとえば図８（ａ）に示すように三重中空構造のＦＲＰパネル３０を製作してその上層を上記のＦＲＰパネル１と同様に床材として機能させ、下層２層に耐火材料２８を充填してそこを耐火層として機能せしめるのであり、そのようなＦＲＰパネル３０を上記のＦＲＰパネル１に代えて採用することにより、ＦＲＰパネル３０がそれ自体で耐火性能を確保できるものとなる。なお、必要とされる耐火性能によっては図８（ｂ）に示すように耐火層を単層とすることでも良いし、あるいはより多層としても良く、場合によってはこのＦＲＰパネル３０全体に耐火材料を充填することでも良い。

本発明の床の構造の実施形態を示す斜視図（組立図）である。同、平面図および断面図である。同、要部拡大断面図である。同、ＦＲＰパネルのＲＣ梁への接合例を示す図である。同、耐火天井を設けた場合の構成例を示す図である。同、ＦＲＰパネルに耐火被覆材を取り付けた場合の構成例を示す図である。同、耐火ＦＲＰパネルを用いた場合の構成例を示す図である。同、ＦＲＰパネルの他の構成例を示す図である。

符号の説明

１ＦＲＰパネル
２梁
３ボルト
４ナット
５ボルト孔
６開口部
７蓋体
１０ボルト孔
１１ＲＣ梁
１２アンカーボルト
２０耐火天井
２１空気層（天井裏空間）
２５耐火被覆材
２６耐火被覆
２７耐火ＦＲＰパネル
２８耐火材料
３０ＦＲＰパネル

Claims

中空のＦＲＰパネルを梁により支持して床材として敷き並べ、各ＦＲＰパネルの少なくとも四隅部を梁に対してボルト締結により接合するとともに、隣り合うＦＲＰパネルの側部どうしをボルト締結により連結したことを特徴とする床の構造。
請求項１記載の床の構造において、ＦＲＰパネルの下面側に下階の耐火天井を設け、その耐火天井とＦＲＰパネルとの間に天井裏空間としての空気層を確保したことを特徴とする床の構造。
請求項１または２記載の床の構造において、ＦＲＰパネルの下面にシート状の耐火被覆材を取り付けたことを特徴とする床の構造。
請求項１または２記載の床の構造において、ＦＲＰパネルの下面に、耐火材料を充填した耐火ＦＲＰパネルを積層したことを特徴とする床の構造。
請求項１または２記載の床の構造において、ＦＲＰパネルを多重中空構造として該ＦＲＰパネルの少なくとも下面側の中空部に耐火材料を充填したことを特徴とする床の構造。