JP5921882B2

JP5921882B2 - 合成床システム

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Publication number: JP5921882B2
Application number: JP2011288844A
Authority: JP
Inventors: 達彦前田; 爲博荒木; 哲日下; 陸太村上
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2016-05-24
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: JP2013136919A

Description

本発明は、合成床システムに関する。

合成床の先行技術として、コンクリート床版の上にコンクリートを打設したものが知られている（特許文献１の図８参照）。

特開平０９−１６５８６４特開平１０−２４５９２２

従来の合成床の厚みは、全体として平坦な形態であって、スラブ構造として必要な厚み（300mm程度）であり、梁構造として必要な厚み（500mm程度以上）ではないため、地震時水平力をほとんど負担できなかった。

なお、スラブ構造の巾方向中間部に段差部を設け、この段差部が梁として機能するようにした段差付きスラブも知られている（特許文献２）。この段差付きスラブは、２つの水平な中空コンクリート床版を、上下に少しずらして突き合わせ、この突き合わせ個所において、両床版の下部の間、及び突き合わせ個所からやや離れた床版内部にそれぞれ止め板を設置すると、上部部分を切欠き、その切欠部から梁の骨組みを挿入するとともにコンクリートを打ち込むことで形成するものである。

しかしながら上記段差付きスラブの構成では、柱などの鉛直材との取り合い箇所の強度を向上させることはできない。

本願発明の目的は、鉛直部材との取り合い箇所での厚みを大として構造物の水平剛性や耐力を高めることができる合成床システムを提供することである。

第１の手段として、
第１鉛直材によって支えられかつ水平な第１の方向に亘って形成された第１床受部と、
上記第１の方向と交差する水平な第２の方向へ第１床受部から離した第２床受部と、
第１床受部及び第２床受部の間に上記第１の方向に複数のコンクリート床版を並設し、これらコンクリート床版の上にトップコンクリートを打設してなる合成床部と、
を具備し、
上記複数のコンクリート床版のうち第１鉛直材と基端で連なる特定コンクリート床版の基端部上方のトップコンクリート部分を隆起させて肉厚部とし、この肉厚部と特定コンクリート床版の基端部とを連結させて剛性端部とし、
この剛性端部のうち周囲より隆起させたトップコンクリート部分を、当該部分と第１鉛直材とに亘って埋設した鉄筋により、第１鉛直材へ連結している。

本手段では、図１に示す如く第１の方向Ｘに並べた複数のコンクリート床版10とトップコンクリート22からなる合成床システムにおいて、トップコンクリート22の一部に肉厚部24を設けている。具体的には、上記複数のコンクリート床版のうち、第１床受部4を支える第１鉛直材Ｖ₁と連なる特定コンクリート床版10Ａを選んで、その基端部12を覆うコンクリート部分を隆起させて肉厚部24に形成している（図２参照）。この肉厚部24を図４の如く上記基端部12に連結させて、これら両者が一体として剛性端部28として機能する（図５参照）。この剛性端部28により地震時の水平力に十分に対抗できる。

「鉛直材」とは、床束や通し柱などの垂直な構造部材であって床を支えるものをいう。「鉛直材に…連なる」とは、鉛直材と取り合う（或いは鉛直材に連結した梁などとその連結箇所付近で取り合う）という程度の意味である。「剛性端部」は、剛性端部以外の合成床部分に比べて厚さを増大させることで剛性に寄与する。

第２の手段は、第１の手段を有し、かつ
上記特定コンクリート床版の先端部をトップコンクリートに連結させることで、
特定コンクリート床版と、トップコンクリートの肉厚部と、特定コンクリート床版の長手方向中間部及び先端部を覆うトップコンクリート部分とを、梁状の連結帯に形成し、
上記第２床受部を支える第２鉛直材の近くで第２床受部に特定コンクリート床版の先端部を接合させた。

本手段では、特定コンクリート床版10Ａの基端部12だけではなく、その先端部14をトップコンクリート22に連結させることで（図３参照）、特定コンクリート床版10Ａと、トップコンクリート22の肉厚部24と、特定コンクリート床版の長手方向中間部及び先端部を覆うトップコンクリート部分22aとを一体化させて、梁状の連結帯26としている（図２参照）。この連結帯26の先端側に第２鉛直材Ｖ_２に連係させている。

第３の手段は、第２の手段を有し、かつ
上記合成床部は、各コンクリート床版を平行平板とし、かつ各コンクリート床版のうち第２床受部と接合した先端に比べて、第１床受部と接合した基端が低くなるように傾斜させた。

本手段では、図２に示すようにコンクリート床版を、基端Ｅ_１側が低くなるように傾斜させている。これにより低位側に集中する荷重を適切に支えることができる。

第４の手段は、第３の手段を有し、かつ
上記合成床部は、上記梁状の連結帯の少なくとも第１床受部側の端部分で肉厚が最大となるようにした。

本手段では、合成床部の肉厚について規定している。すなわち、梁状の連結帯の少なくとも第１床受部側の端部分が最大肉厚となるようにしており、地震時に端部分が破損するおそれを低減することができる。図２の例では、上記トップコンクリートの肉厚部の上面を水平平坦面として、自然に合成床部の第１床受部側の端部分が最大肉厚となるようにしている。しかし、これに限らず、梁状の連結帯の上下両面が平行で、連結帯を除く合成床部分に比べて肉厚となっていてもよい。また図９に示すように特定コンクリート床版を他のコンクリート床版より低くしてトップコンクリートの厚みを増大させてもよい。

第５の手段は、第３の手段又は第４の手段を有し、かつ
上記コンクリート床版を穴空き板とし、かつ上記特定コンクリート床版の基端部の上面の一部を切り欠き、この切欠部を介してその穴内にトップコンクリートと連続させてコンクリートを流し込むことで、特定コンクリート床版の基端部とトップコンクリートの肉厚部とを連結させた。

本手段では、図４に示すように特定コンクリート床版10Ａの基端部12にコンクリート流入用の穴16を形成したから、基端部12とトップコンクリート22の肉厚部24とを一体的に連結できる。

第１の手段に係る発明によれば、合成床部が第１鉛直材と連なる箇所（特に取り合い箇所）でトップコンクリートを肉厚とすることで合成床の剛性・水平耐力が高まる。
第２の手段に係る発明によれば、第１床受部及び第２床受部を支える各鉛直材の間に設けた特定コンクリート床版が一種の梁材として剛性・水平耐力を発揮する。
第３の手段に係る発明によれば、傾斜したコンクリート床版のうち低い基端に対応させて剛性端部を設けたから、低位側に作用する荷重に剛性端部で対抗できる。
第４の手段に係る発明によれば、合成床部は上記梁状の連結帯の少なくとも第１床受部側の端部分が最大肉厚となるようにしたから、剛性を十分に発揮できる。
第５の手段に係る発明によれば、特定コンクリート床版の基端部とトップコンクリートの肉厚部との一体性が高まる。

本発明の第１実施形態に係る合成床システムを適用した建物の平面図である。図１の合成床システムの要部のII−II方向の縦断面図である。図２の合成床システムの要部のIII−III方向の縦断面図である。図２の合成床システムの要部のIV−IV方向の縦断面図である。図４の要部のV−V方向の縦断面図である。図１の合成床システムの原理図である。（Ａ）は対比例を示す原理図であり、（Ｂ）は合成床システムを有する構造部分を付加した原理図である。図１の合成床システムを建物に適用した実施例を示す図である。図７の実施例の一部の階（４階以上）の拡大図である。本発明の第２実施形態に係る合成床システムの要部の縦断面図である。

図１から図８は、本発明の第１の実施形態に係る合成床システム２を構造物Ｓに適用した例を示している。説明の都合上、図１の上下方向をＸ方向、左右方向をＹ方向と呼ぶものとする。また同図において、Ｂ，Ｇは梁、Ｃはエレベーターや階段などのコア、Ｖ_１,Ｖ_２は第１、第２鉛直材である柱、Ｗは壁である。図示のコアは、上記構造物ＳのＹ方向の中間部にあって、センターから図１の上側へ延びているが、その形態は適宜変更することができる。説明の都合上、本発明の構成を、基本的構造と特徴部分とに分けて、基本的構造から説明する。

この合成床システム２は、第１床受部４と、第２床受部６と、合成床部８とを含む。図示のシステムは、上方から見て左右対称である。

第１床受部４及び第２床受部６は、合成床部８を受けることが可能であればどのようなものでもよい。第１床受部４は、後述のコンクリート床版10の基端Ｅ_１に、また第２床受部６はコンクリート床版10の先端Ｅ_２にそれぞれ向かい合っており、ともにＸ方向へ延びている。図示例では、第１床受部４を、構造物Ｓの壁Ｗ乃至第１鉛直材Ｖ_１のうち基端Ｅ_１と対向する部分で、第２床受部６を、構造物Ｓに存する梁Ｂのうち先端Ｅ_２と同じ高さにあるもので、それぞれ形成している。しかしその構造は適宜変更することができる。

合成床部８は、ハーフプレキャスト床版である複数のコンクリート床版10と、トップコンクリート22とを具備する。

上記複数のコンクリート床版10は、第１床受部４と第２床受部６との間に、Ｘ方向に隙間なく並べるように架設されている。図示例において、コンクリート床版10は、長手方向に延びる複数の穴16を有し、かつ幾つかの穴16からコンクリート床版10の上面に開通する切欠部18を形成している（図４参照）。また、図示しないが特定コンクリート床版10Ａを除くコンクリート床版10は、公知の方法により床版部を補強することでその一部を省略することができる。

上記コンクリート床版10は、基半部20bをコンクリート床版内に埋設した適数の第１鉄筋20を有する（図５参照）。この第１鉄筋20の先半部20aはコンクリート床版の基端Ｅ_１及び先端Ｅ_２から側外方へ突出している。そしてコンクリート製の壁Ｗ及び梁Ｂを打設するときに、コンクリート床版10を図示しない支保工で支持するとともに、上記第１鉄筋20の先半部20aを、打設箇所に設置して、打設コンクリートに定着させ、コンクリートが硬化した後に支保工を外す。こうした手順により、第１床受部４及び第２床受部６の間にコンクリート床版10を架設することができる。図示例では、コンクリート床版10の穴16内に上記第１鉄筋20の基半部20bを配置し、後述のようにコンクリートで埋めているが、予めコンクリート床版10内に第１鉄筋20の基半部20bを埋め込んでも構わない。

図示のコンクリート床版10は、好適な一態様として、全体として平行平板であり、基端Ｅ_１が先端Ｅ_２より低くなるように傾斜している。その傾斜角をθとすると、コンクリート床版10の基端Ｅ_１側の端面とコンクリート床版10の下面とがなす角度は（９０−θ）、先端Ｅ_２側の端面とコンクリート床版10の下面とが成す角度は（９０＋θ）である（図２参照）。もっともこれらの構造は適宜変更することができる。

上記トップコンクリート22は、上記コンクリート床版10の上に打設されている。このトップコンクリート22の厚さは後述の肉厚部形成箇所を除いて一定とするとよい。そのためには、コンクリート床版10の上面との間に一定間隔を存して上枠板を設置することが望ましく、この上枠板と打設箇所の周囲に設置した止め板（或いは壁面乃至梁の側面でもよい）とコンクリート床版10の上面とで構成される型枠内にコンクリートを流し込めばよい。

上記型枠内に流し込んだコンクリートの一部は上記切欠部18を介して穴16内に流入し、切欠部18及び穴16内で硬化する。これにより、トップコンクリート22とコンクリート床版10とは一体的に結合され、かつ穴16内の第１鉄筋20の基半部20bが定着される。

本発明においては、上記複数のコンクリート床版10のうちの一部を、補強処置を施した特定コンクリート床版10Ａとしている。この特定コンクリート床版10Ａは、長手方向の両側部のうち第１床受部４寄りの基端部12の上面を覆うトップコンクリート部分を周囲に比べて隆起させて肉厚部24としている。

特定コンクリート床版10Ａの基端部12を上記肉厚部24に対して、また特定コンクリート床版10Ａの先端部14をこの先端部を覆うトップコンクリート部分に対してそれぞれ連結する。これにより、特定コンクリート床版10Ａと、肉厚部24と、特定コンクリート床版の中間部及び先端部を覆うトップコンクリート部分22aとを機械的に一体化させて、梁状の連結帯26に形成している（図１参照）。特定コンクリート床版10Ａとトップコンクリート22とを連結する手段としては、両者を強固に連結できれば如何なる方法でもよいが、図示例では、肉厚部24乃至先端部14を覆うトップコンクリート部分を、既述切欠部18を介して基端部12の穴16内に流れ込んだコンクリートと連続させている（図３〜４参照）。これにより肉厚部24は特定コンクリート床版10Ａの基端部12と一体化され、剛性端部28として機能する。

なお、図示例では、図１に示すように連結帯26の先端部を第２鉛直材Ｖ_２の近傍に配置しているが、その配置は適宜変更することができる。

また上記肉厚部24のうち周囲のトップコンクリート部分から隆起した部分には、図５に示すように梁主筋である第２鉄筋30の基半部30bを、第１床受部４に第２鉄筋30の先半部30aをそれぞれ埋設させている。さらに上記隆起部分には、あばら筋である第３鉄筋31を設ける。この第３鉄筋31は、図４に示す通り隆起部分の上面で第２鉄筋30に交差するとともに隆起部分の側面で下方に垂下し、隆起部分の下端で内方へ屈折する形状に形成している。

図示の肉厚部24は、Ｘ方向の断面形状（図２参照）において上面が水平面であり、かつこの上面の高さを特定コンクリート床版10Ａの先端部上面と同程度の高さとしている。そしてこれら両面から一定の距離に同図で二点鎖線で示す床の仕上げ面（FL）を設定している。このように周囲のトップコンクリート部分からの肉厚部24の隆起高さＨは制限されている。この制限の範囲で肉厚部24の地震の水平力に対する耐力を大きくするためには、肉厚部24のＹ方向の巾ｗ_Ｙを大きくすることが有効であり、図５に示すようにｗ_ＹをＨよりも大きくしている。

さらに肉厚部24のＸ方向の巾ｗ_Ｘは特定コンクリート床版10Ａの巾と同じである必要はなく、耐力の所要値に応じて決めることができる。図示例では図４に示すようにその巾ｗ_Ｘを特定コンクリート床版10Ａの巾より大きくしている。

本実施形態では、特定コンクリート床版10Ａの基端部12を、第１床受部４を支える第１鉛直材Ｖ_１との取り合い箇所に、特定コンクリート床版10Ａの先端部14を、第２床受部６を支える第２鉛直材Ｖ_２との接合箇所の近傍にそれぞれ接合している。これにより、特定コンクリート床版10Ａは、第１鉛直材Ｖ_１と第２鉛直材Ｖ_２に架設された梁と同様に地震時水平力に抵抗する。

好適な一実施例として、図４に示す合成床部８の剛性端部28の厚さＤ_１（コンクリート床版10の厚さ＋肉厚部24の厚さ）を梁構造として必要な厚み（例えば500mm程度）とし、剛性端部28以外の床部分の厚さＤ_２（コンクリート床版10の厚さ＋トップコンクリート部分の厚さ）をスラブ構造としての厚み（例えば300mm程度）とすることができる。図示例ではコンクリート床版10の厚さを200mm、肉厚部24の厚さを300mm、肉厚部24を除くトップコンクリート部分の厚さを100mmとしている。もっともこの構造は適宜変更することができる。

上記構成において、上述の合成床部８は、第１床受部を支える第１鉛直材Ｖ_１と第２床受部を支える第２鉛直材Ｖ_２との間に梁状の連結帯26を形成し、かつ第１鉛直材Ｖ_１と連なる箇所において肉厚の剛性端部28となっているから、地震により構造物Ｓが横揺れしても当該箇所にて十分な剛性を発揮できる。

各コンクリート床版10を傾斜させ、低くなった方の側部に剛性端部28を設けたときには、その低位側に集中する荷重に対して上記剛性端部28の剛性で十分に対応することができる。

さらに構造物の中央部に配置したコアＣ寄りに剛性端部28を配列したときの作用を、図６を用いて説明する。

図６（Ａ）には、対比例として、梁などの水平材と通し柱などの鉛直材Ｖ_a、Ｖ_bで構成した構造を示す。地震による水平加速度Ｐが作用すると、構造物Ｓは水平方向へ大きく揺らぎ、一方の鉛直材Ｖ_aに上向きの力Δαが作用し、他方の鉛直材Ｖ_bには下向きの力Δαが作用する。これにより各鉛直材に働く軸力も変動する。構造物Ｓに作用する水平方向の地震力をＰ、構造物Ｓの高さをｈ、コアのスタンス(引張圧縮応力中心間距離)をｌ_１とすると、それら鉛直材における軸力の変動はΔα＝（Ｐ×ｈ）／ｌ_１となる。

図６（Ｂ）には、第１鉛直材Ｖ_１a、Ｖ_１bを含むコアＣの両側に本願の合成床システムを有する構造部分を付加したものを示す。このシステムの各特定コンクリート床版10Ａの先端部14は、構造物Ｓの最も外側の鉛直材Ｖ_２a、Ｖ_２bにピン接合されているものとする。地震力をＰ、構造物Ｓの高さをｈとし、さらに構造物Ｓのスタンスをｌ_２とすると、第１鉛直材Ｖ_１a，Ｖ_１bにおける軸力の変動はΔβ＝（Ｐ×ｈ）／ｌ_２となる。図６（Ｂ）の構成によれば図６（Ａ）と比較して、スタンスがｌ_１からｌ_２に大きくなるので、地震力Ｐが作用すると、コアＣの一方の第１鉛直材Ｖ_１aに対しては、各特定コンクリート床版10Ａの基端部12からそれぞれ下向きの力が作用する。この下向きの力により、構造物を回転させる作用が弱められるので、一方の第１鉛直材Ｖ_１aに作用する上向きの力Δβ、及び、他方の第１鉛直材Ｖ_１bに作用する下向きの力Δβは、それぞれの変動軸力が減少する。これによって水平方向の地震力の影響を小さくすることができる。

[実施例]
図７〜図８は、本発明の合成床システム２を構造物Ｓに適用した実施例を示す。
図７は、構築物Ｓの一つの階に上記システムを適用した場合の縦断面図であり、合成床部8の上に床仕上げ材を敷設し、MBR（主寝室）、廊下、洗面化粧室、通路などを構成している。
図８は、構造物Ｓの複数階に適用した例の全体図である。

図９は、本発明の第１の実施形態に係る合成床システム２の要部を示している。本実施形態では、特定コンクリート床版10Ａを他のコンクリート床版10より低く配置している。これにより特定コンクリート床版10Ａの上面と隣接するコンクリート床版10の側面で形成される凹部内にコンクリートが打設され、トップコンクリート22の厚みを増大させたものである。換言すれば、本願明細書には、トップコンクリートを局部的に肉厚とする手段として、トップコンクリートを隆起させること、及び、トップコンクリートの下面に下方への凸部を形成することの２通りを開示している。

上記の方法により合成床部８の剛性端部28の厚さＤ_１が更に大となる。これにより剛性端部の剛性がより向上する。この剛性端部内には、さらに長手方向へ延びる第４鉄筋34とあばら筋である第５鉄筋35とを設ける。あばら筋は、上記凹部の巾に対応するように設け、あばら筋の下半部は凹部内に入っている。あばら筋の形状に関しては段落００３３の記載を援用する。

２…合成床システム４…第１床受部６…第２床受部８…合成床部
10…コンクリート床版 10Ａ…特定コンクリート床版 12…基端部 14…先端部
16…穴 18…切欠部
20…第１鉄筋 20a…先半部 20b…基半部
22…トップコンクリート 24…肉厚部 26…連結帯 28…剛性端部
30…第２鉄筋 30a…先半部 30b…基半部 31…第３鉄筋
34…第４鉄筋 35…第５鉄筋
FL…仕上げ面
Ｂ，Ｇ…梁Ｃ…コアＥ_１…基端Ｅ_２…先端Ｓ…構造物Ｖ_１，Ｖ_２…鉛直材
Ｗ…壁

Claims

第１鉛直材によって支えられかつ水平な第１の方向に亘って形成された第１床受部と、
上記第１の方向と交差する水平な第２の方向へ第１床受部から離した第２床受部と、
第１床受部及び第２床受部の間に上記第１の方向に複数のコンクリート床版を並設し、これらコンクリート床版の上にトップコンクリートを打設してなる合成床部と、
を具備し、
上記複数のコンクリート床版のうち第１鉛直材と基端で連なる特定コンクリート床版の基端部上方のトップコンクリート部分を隆起させて肉厚部とし、この肉厚部と特定コンクリート床版の基端部とを連結させて剛性端部とし、
この剛性端部のうち周囲より隆起させたトップコンクリート部分を、当該部分と第１鉛直材とに亘って埋設した鉄筋により、第１鉛直材へ連結したことを特徴としたことを特徴とする、合成床システム。
上記特定コンクリート床版の先端部をトップコンクリートに連結させることで、
特定コンクリート床版と、トップコンクリートの肉厚部と、特定コンクリート床版の長手方向中間部及び先端部を覆うトップコンクリート部分とを、梁状の連結帯に形成し、
上記第２床受部を支える第２鉛直材の近くで第２床受部に特定コンクリート床版の先端部を接合させた、
ことを特徴とする、請求項１記載の合成床システム。
上記合成床部は、各コンクリート床版を平行平板とし、かつ各コンクリート床版のうち第２床受部と接合した先端に比べて、第１床受部と接合した基端が低くなるように傾斜させたことを特徴とする、請求項２記載の合成床システム。
上記合成床部は、上記梁状の連結帯の少なくとも第１床受部側の端部分で肉厚が最大となるようにしたことを特徴とする、請求項３記載の合成床システム。
上記コンクリート床版を穴空き板とし、かつ上記特定コンクリート床版の基端部の上面の一部を切り欠き、この切欠部を介してその穴内にトップコンクリートと連続させてコンクリートを流し込むことで、特定コンクリート床版の基端部とトップコンクリートの肉厚部とを連結させたことを特徴とする、請求項３又は請求項４記載の合成床システム。