JP6592958B2 - 耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造、及び、耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造、及び、耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合方法に関する。

耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造としては、たとえば、単材を複数集成し単材同士を接着して一体化した梁心材の上面に、梁心材の長手方向に沿って略等間隔に複数配置された角材状の単材と、この単材と略直交するように配置された単材とを固定することにより凹部を形成し、その上にコンクリートを打設して床スラブが形成される梁床接合構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−２４１５０６号公報

上記のような梁床接合構造は、梁心材の上面に凹部を形成するために、多数の単材を配置して固定しなければならず、作業が繁雑で多大な時間を費やさなければならないという課題がある。

本発明はかかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、施工が容易な耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造、及び、耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合方法を提供することにある。

かかる目的を達成するために本発明の耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造は、複数の木質板材が積層されて綴り材により一体化され、隣接する前記木質板材のうちの一方の、他方と対向する対向面に前記他方の対向面から離れる方向に凹設され上方に開放された凹部を有する荷重支持層、
前記荷重支持層の両側面と下面とにわたって配置される燃え止まり層、及び、
前記燃え止まり層の両側面と下面とにわたって配置される木質材からなる燃えしろ層、
を備えた耐火構造材でなる耐火構造材梁と、
前記凹部に嵌合されて上方に突出する突出部を有する鋼板、及び、前記鋼板の前記突出部に設けられ前記鋼板の面と交差する方向に突出する鋼製の棒状部材、を有する接合部材と、
前記突出部及び前記棒状部材が埋設されたコンクリートスラブと、を有し、
前記荷重支持層、前記燃え止まり層及び前記燃えしろ層の上面は、前記コンクリートスラブに覆われていることを特徴とする耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造
である。

このような耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造によれば、コンクリートスラブに埋設される鋼製の棒状部材が設けられた鋼板は、耐火構造材梁の荷重支持層に設けられた凹部に突出させて嵌合されているので、簡単な構成で強固に耐火構造材梁とコンクリートスラブとを接合することが可能であり、容易に施工することが可能である。また、凹部は、隣接する木質板材のうちの一方の、他方と対向する対向面に他方の対向面から離れる方向に凹設されて形成されている。すなわち、凹部は木質板材の側面に形成されているので、精度良く形成することが可能であり、高い強度を備えて嵌合された接合部材を備えることが可能である。このため、耐火構造材梁とコンクリートスラブとをより強固に接合することが可能である。また、接合部材が鋼板と、鋼板の面と交差する方向に突出する棒状部材なので、より大きなせん断力に抗することが可能である。

かかる耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造であって、
前記荷重支持層は、互いに対向する前記木質板材でなる一対の端板部と、前記一対の端板部の間に設けられ前記木質板材でなる内側木質部と、を有し、
前記凹部は、前記内側木質部の両側にて各々、隣接する前記端板部と前記内側木質部とのうちの一方に設けられていることが望ましい。

このような耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造によれば、一対の端板部と内側木質部とが綴り材により一体化された荷重支持層の内側木質部の両側にて各々設けられた凹部に接合部材が嵌合されているので、耐火構造材梁とコンクリートスラブとをより強固に接合することが可能である。

かかる耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造であって、
前記棒状部材は、前記鋼板に設けられたスタッドであることが望ましい。

このような耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造によれば、接合部材が鋼板と、鋼板に設けられたスタッドなので、スタッドが設けられた鋼板を嵌合するだけでより容易に耐火構造材梁に接合部材を設けることが可能である。

かかる耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造であって、
前記鋼板は、前記突出部に貫通孔を有し、
前記棒状部材は、前記貫通孔に貫通されて係止部材により前記鋼板に係止された鋼棒であることが望ましい。

このような耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造によれば、鋼板の突出部に設けられた貫通孔に鋼棒を貫通させて係止部材により係止するだけで容易に耐火構造材梁に接合部材を設けることが可能である。また、鋼板と鋼棒なので、部材の手配、在庫の管理等が容易である。

また、積層される複数の木質板材を有し互いに対向する２枚の前記木質板材のうちの一方の、他方と対向する対向面に前記他方の対向面から離れる方向に凹設させて上方が開放された凹部を形成し、前記複数の木質板材を積層して綴り材を貫入することにより一体化して荷重を支持するための荷重支持層を形成し、
前記荷重支持層の両側面と下面とにわたって燃え止まり層を形成し、
前記燃え止まり層の両側面と下面とにわたって燃えしろ層を形成して耐火構造材梁を形成する耐火構造材梁形成ステップと、
前記耐火構造材梁の前記凹部に、鋼板と前記鋼板の面と交差する方向に突出する鋼製の棒状部材とを有する接合部材を上方に突出させて嵌合する接合部材取付ステップと、
前記鉄筋と前記耐火構造材梁上に突出している前記接合部材とを埋設させてコンクリートを打設するスラブ形成ステップと、
を有することを特徴とする耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合方法である。

このような耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合方法によれば、コンクリートスラブに埋設される鋼製の棒状部材が設けられた鋼板は、耐火構造材梁の荷重支持層に設けられた凹部に突出させて嵌合するだけなので、容易に取り付けることが可能である。また、凹部は、隣接する木質板材のうちの一方の、他方と対向する対向面に他方の対向面から離れる方向に凹設されて形成されているので、より容易に短時間で正確に形成することが可能である。

本発明によれば、施工が容易な耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造、及び、耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合方法を提供することが可能である。

耐火構造材の一実施形態を示す図である。 接合部材が設けられた耐火構造材梁の一実施例を示す斜視図である。 耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造の一実施例を示し耐火構造材梁の長手方向に破断した縦断面図である。 耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造の一実施例を示し積層方向に沿って破断した縦断面図である。 耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合方法を示す図である。 接合部材の他の実施例を示す斜視図である。 係止部材の他の実施例を示し積層方向に沿って破断した縦断面図である。 一枚の鋼板で構成された接合部材の実施例を示し積層方向に沿って破断した縦断面図である。

以下、本発明にかかる一実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

まず、コンクリートスラブと接合する耐火構造材梁をなす耐火構造材について説明する。

図1は、耐火構造材の一実施形態を示す図である。本実施形態の耐火構造材１は、芯部をなし荷重を支持するための、木質材からなる荷重支持層２と、荷重支持層２の両側面と下面とにわたって配置される耐火材からなる燃え止まり層３と、燃え止まり層３の両側面と下面とにわたって配置される木質材からなる燃えしろ層４と、を備えている。すなわち、本耐火構造材の上面には、燃え止まり層３及び燃えしろ層４は設けられておらず、荷重支持層２の上面と、荷重支持層２の両側面に設けられた燃え止まり層３及び燃えしろ層４の上縁が露出している。

荷重支持層２は、断面略矩形状をなし、製材、集成材、ＬＶＬ等の板状をなす木質板材としての木質ブロック２１を複数積層し、積層されている積層方向に綴り材としてのビス５が貫入されて一体化されている。以下の説明においては、荷重支持層２を形成し、積層された複数の木質ブロック２１のうちの、積層方向において両端に位置する２枚の木質ブロック２１をそれぞれ端板部２１ａと称し、一対の端板部２１ａの間に位置する１枚以上の木質ブロック２１を内側木質部２１ｂと称する。すなわち、荷重支持層２は、一対の端板部２１ａ間に亘るビス５により一対の端板部２１ａと内側木質部２１ｂとが接合されて一体化されている。ここで、内側木質部２１ｂを構成する木質ブロック２１は、１枚でも、複数積層されていても構わない。

燃え止まり層３は、荷重支持層２の両側面と下面とにわたって覆うように両側面と下面とに耐火材としての石膏ボードがビスにより取り付けられている。ここで、燃え止まり層３を形成する部材は石膏ボードに限らず、例えば、高熱容量材であるモルタル、石材、ガラス、繊維補強セメント等の無機質材料、各種の金属材料の他、中空矩形断面の金属製のパイプ内に無機材料、液体金属、水、無機水和塩、消石灰等の蓄熱材料を充填して一体化したもの等であったり、断熱材である不燃木材、難燃処理材、珪酸カルシウム板、ロックウール、グラスウール等であったり、熱慣性の大きい木材であるセランガンバツ、ジャラ、ボンゴシ等であっても構わない。

燃えしろ層４は、荷重支持層２と同様のひき板や単板（ＬＶＬ）等からなる単材を複数集成した木質材が燃え止まり層３の両側面と下面とを覆うように両側面と下面とに接着剤により取り付けられている。

図２は、接合部材が設けられた耐火構造材梁の一実施例を示す斜視図である。図３は、耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造の一実施例を示し耐火構造材梁の長手方向に破断した縦断面図である。図４は、耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造の一実施例を示し積層方向に沿って破断した縦断面図である。

本実施形態においては、図２〜図４に示すように、上述した耐火構造材でなる耐火構造材梁６には、長手方向に適宜間隔を隔てて複数の接合部材７が耐火構造材梁６の上方に突出させて設けられており、突出している接合部材７の突出部７ｃを埋設して耐火構造材梁６上に鉄筋コンクリート造のコンクリートスラブ８が設けられている。

接合部材７は、耐火構造材梁６の上方に突出部７ｃを突出させて嵌合された鋼板７ａと、突出部７ｃに設けられた貫通孔７ｄに貫通される鋼棒７ｂとを有している。鋼棒７ｂは、係止部材としての番線（不図示）等により鋼板７ａに固定されている。

耐火構造材梁６の、内側木質部６２ｂと隣接する一対の端板部６２ａには各々、内側木質部６２ｂと対向する対向面に内側木質部６２ｂから離れる方向に凹設されるとともに上方が開放され、接合部材７の鋼板７ａが上方から嵌合される凹部６２ｃが形成されている。凹部６２ｃは、当該凹部６２ｃに嵌合される鋼板７ａが内側木質部６２ｂを挟んで両側にて互いに対向する位置にそれぞれ設けられている。各凹部６２ｃの積層方向の幅は、嵌合される鋼板７ａの厚みより僅かに狭く形成されており、嵌合された鋼板７ａが高い強度で嵌合されるように構成されている。

各凹部６２ｃに嵌合された鋼板７ａは、積層方向に対向する２枚の鋼板７ａの突出部７ｃにそれぞれ備えられた貫通孔７ｄに、単一の鋼棒７ｂが貫通可能に配置されている。

耐火構造材梁６の上には、鋼板７ａに固定された鋼棒７ｂの上下にそれぞれ位置させて、耐火構造材梁６に沿う方向と、略直交する方向とに鉄筋９が配筋され、コンクリートが打設されてコンクリートスラブ８が形成されている。このとき、コンクリートスラブ８の下面８ａは耐火構造材梁６の荷重支持層６２、燃え止まり層６３及び燃えしろ層６４の上縁に当接しており、荷重支持層６２は、燃え止まり層６３、燃えしろ層６４、及びコンクリートスラブ８により覆われている。

本実施形態の耐火構造材梁６とコンクリートスラブ８との接合構造によれば、コンクリートスラブ８に鉄筋９とともに埋設される接合部材７は、耐火構造材梁６の荷重支持層６２に設けられた凹部６２ｃに突出させて嵌合されている鋼板７ａと鋼棒７ｂなので、簡単な構成の部材により強固に耐火構造材梁６とコンクリートスラブ８とを接合することが可能である。また、接合部材７を鋼板７ａと鋼棒７ｂとにより構成したので、部材の手配、在庫の管理等も容易である。

また、接合部材７は、鋼板７ａを耐火構造材梁６に嵌合して、嵌合された鋼板７ａに鋼棒７ｂを貫通させて固定するだけで耐火構造材梁６に取り付けられるので、短時間で容易にかつ確実に取り付けることが可能である。また、荷重支持層６２の内側木質部６２ｂの両側にて一対の端板部６２ａに各々設けられた凹部６２ｃに接合部材７の鋼板７ａが２枚嵌合されているので、耐火構造材梁６とコンクリートスラブ８とをより強固に接合することが可能である。

また、接合部材７が鋼板７ａと、鋼板７ａの面と交差する方向に突出する鋼棒７ｂにより構成されているので、例えば、スタッドボルトのみの場合より大きなせん断力に抗することが可能である。

次に、耐火構造材梁６とコンクリートスラブ８との接合方法の一実施例について説明する。図５は、耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合方法を示す図である。

耐火構造材梁６とコンクリートスラブ８とを接合する場合には、凹部６２ｃを備えた耐火構造材梁６を形成し（耐火構造材梁形成ステップＳ１）と、耐火構造材梁６の凹部６２ｃに接合部材７を取り付ける（接合部材取付ステップＳ２）と、耐火構造材梁６の上方に鉄筋９を配置しコンクリートを打設してコンクリートスラブ８を形成する（スラブ形成ステップＳ３）。

耐火構造材梁形成ステップＳ１では、まず、荷重支持層６２を形成する複数の木質ブロック２１のうちの積層方向において両端に配置されて一対の端板部６２ａをなす木質ブロック２１の、内側木質部６２ｂをなす木質ブロック２１と対向する対向面に鋼板７ａを嵌合するための凹部６２ｃを形成する。このとき、凹部６２ｃは、各端板部６２ａに、その長手方向に沿って適宜間隔を隔てて複数設けておく。また、凹部６２ｃは、鋼板７ａの厚みより僅かに浅く、各端板部６２ａの側面に設けておく。さらに、鋼板７ａを凹部６２ｃに嵌合したときに、耐火構造材梁６の上方に、貫通孔７ｄが設けられている鋼板７ａの上部が突出するように形成しておく。

次に、内側木質部６２ｂを一対の端板部６２ａの間に介在させて一対の端板部６２ａと内側木質部６２ｂとを積層し、凹部６２ｃを避けてビス５により内側木質部６２ｂと端板部６２ａとを一体化して荷重支持層６２を形成する。このとき、一対の端板部６２ａにそれぞれ設けられた凹部６２ｃが積層方向に並ぶように、一対の端板部６２ａと内側木質部６２ｂとを配置しておく。

次に、荷重支持層６２の両側面と下面とに石膏ボードをビスにより固定して燃え止まり層６３を形成する。このとき、側面の石膏ボードと下面の石膏ボードとの間に隙間が生じないように、すなわち側面の石膏ボードと下面の石膏ボードとが互いに当接して石膏ボードが両側面と下面とにわたるように配置する。

次に、燃え止まり層６３の両側面と下面とに木質ブロック２１を接着して燃えしろ層６４を形成する。このとき、側面の木質ブロック２１と下面の木質ブロック２１との間に隙間が生じないように、すなわち側面の木質ブロック２１と下面の木質ブロック２１とが互いに当接して木質ブロック２１が両側面と下面とにわたるように配置する。

接合部材取付ステップＳ２では、まず、接合部材７とともに施工現場に搬入された耐火構造材梁６の凹部６２ｃに、施工現場において接合部材７の鋼板７ａを嵌合する。次に、積層方向に並べて形成された凹部６２ｃに嵌合されて対向する２枚の鋼板７ａの貫通孔７ｄに鋼棒７ｂを貫通させ番線等により鋼棒７ｂを鋼板７ａに固定する。

スラブ形成ステップＳ３では、複数設けられている耐火構造材梁６の間にコンクリートスラブ８を形成するための型（不図示）を配設するとともに、接合部材７の鋼棒７ｂより高い位置及び低い位置を通るように耐火構造材梁６の長手方向及び長手方向と略直交する方向に鉄筋９を配筋する。

次に、配設した型にコンクリートを打設してコンクリートスラブ８を形成する。コンクリートが硬化することにより、接合部材７を介して耐火構造材梁６とコンクリートスラブ８とがより強固に接合される。このとき、各耐火構造材梁６の上部がコンクリートスラブ８により覆われることにより、各耐火構造材梁６の荷重支持層６２が、燃え止まり層６３、燃えしろ層６４、コンクリートスラブ８により覆われる。

本実施形態の耐火構造材梁６とコンクリートスラブ８との接合方法によれば、コンクリートスラブ８に鉄筋９とともに埋設される鋼板７ａは、耐火構造材梁６の荷重支持層６２に設けられた凹部６２ｃに突出させて嵌合するだけなので、容易に取り付けることが可能である。また、凹部６２ｃは、隣接する木質ブロック２１のうちの一対の端板部６２ａをなす木質ブロック２１の、内側木質部６２ｂをなす木質ブロック２１と対向する対向面に内側木質部６２ｂの対向面から離れる方向に凹設されて形成されている。このため、凹部６２ｃは、木質ブロック２１の側面を加工して形成することが可能なので、精度良く加工することが可能であり、高い精度に形成された凹部６２ｃに嵌合された鋼板７ａは高い強度にて耐火構造材梁６に固定される。このため、耐火構造材梁６とコンクリートスラブ８とをより強固に接合することが可能である。

上記実施形態においては、接合部材７を、鋼板７ａと、鋼板７ａに形成された貫通孔７ｄを貫通する鋼棒７ｂとした例について説明したが、これに限るものではない。例えば、図６に示すように、鋼板７ａの一方の面に予め溶接等によりスタッド７ｅ等が設けられている形態であっても構わない。

上記実施形態においては、鋼棒７ｂを鋼板７ａに番線により固定する例について説明したが、これに限らず、例えば、図７に示すように、鋼棒７ｂの外周面に雄ねじを形成し、２枚の鋼板７ａを貫通させた後に、鋼棒７ｂの両端からナット７ｆを螺合することにより鋼棒７ｂを鋼板７ａに固定してもよい。また、鋼板７ａの貫通孔７ｄの内周に雌ねじを形成し、雄ねじが形成された鋼棒７ｂを直接螺合してもよい。

上記実施形態においては、鋼板７ａを配置するための凹部６２ｃを一対の端板部６２ａにそれぞれ設けた例について説明したが、対面する端板部と内側木質部との少なくともいずれか一方に設けられていれば構わない。

また、上記実施形態においては、耐火構造材梁６の荷重支持層６２が、一対の端板部６２ａと内側木質部６２ｂとでなり、一対の端板部６２ａにそれぞれ凹部６２ｃを設けて、内側木質部６２ｂの両側に鋼板７ａを配置した例につて説明したが、これに限るものではない。例えば、図８に示すように、荷重支持層６２をなし隣接する２枚の木質ブロック２１のいずれかに備えられた凹部に嵌合された１枚の鋼板７ａが耐火構造材梁６の長手方向に適宜間隔を隔てて設けられている構成であっても構わない。

上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

１ 耐火構造材
２ 荷重支持層
３ 燃え止まり層
４ 燃えしろ層
５ ビス（綴り材）
６ 耐火構造材梁
７ 接合部材
７ａ 鋼板
７ｂ 鋼棒（棒状部材）
７ｃ 突出部
７ｄ 貫通孔
７ｅ スタッド（棒状部材）
７ｆ ナット
８ コンクリートスラブ
８ａ 下面
９ 鉄筋
２１ 木質ブロック（木質板材）
２１ａ 端板部
２１ｂ 内側木質部
６２ 荷重支持層
６２ａ 端板部
６２ｂ 内側木質部
６２ｃ 凹部
６３ 燃え止まり層
６４ 燃えしろ層

Claims (5)

1. 複数の木質板材が積層されて綴り材により一体化され、隣接する前記木質板材のうちの一方の、他方と対向する対向面に前記他方の対向面から離れる方向に凹設され上方に開放された凹部を有する荷重支持層、
   前記荷重支持層の両側面と下面とにわたって配置される燃え止まり層、及び、
   前記燃え止まり層の両側面と下面とにわたって配置される木質材からなる燃えしろ層、
   を備えた耐火構造材でなる耐火構造材梁と、
   前記凹部に嵌合されて上方に突出する突出部を有する鋼板、及び、前記鋼板の前記突出部に設けられ前記鋼板の面と交差する方向に突出する鋼製の棒状部材、を有する接合部材と、
   前記突出部及び前記棒状部材が埋設されたコンクリートスラブと、を有し、
   前記荷重支持層、前記燃え止まり層及び前記燃えしろ層の上面は、前記コンクリートスラブに覆われていることを特徴とする耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造。
2. 請求項１に記載の耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造であって、
   前記荷重支持層は、互いに対向する前記木質板材でなる一対の端板部と、前記一対の端板部の間に設けられ前記木質板材でなる内側木質部と、を有し、
   前記凹部は、前記内側木質部の両側にて各々、隣接する前記端板部と前記内側木質部とのうちの一方に設けられていることを特徴とする耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造であって、
   前記棒状部材は、前記鋼板に設けられたスタッドであることを特徴とする耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造。
4. 請求項１または請求項２に記載の耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造であって、
   前記鋼板は、前記突出部に貫通孔を有し、
   前記棒状部材は、前記貫通孔に貫通されて係止部材により前記鋼板に係止された鋼棒であることを特徴とする耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合構造。
5. 積層される複数の木質板材を有し互いに対向する２枚の前記木質板材のうちの一方の、他方と対向する対向面に前記他方の対向面から離れる方向に凹設させて上方が開放された凹部を形成し、前記複数の木質板材を積層して綴り材を貫入することにより一体化して荷重を支持するための荷重支持層を形成し、
   前記荷重支持層の両側面と下面とにわたって燃え止まり層を形成し、
   前記燃え止まり層の両側面と下面とにわたって燃えしろ層を形成して耐火構造材梁を形成する耐火構造材梁形成ステップと、
   前記耐火構造材梁の前記凹部に、鋼板と前記鋼板の面と交差する方向に突出する鋼製の棒状部材とを有する接合部材を上方に突出させて嵌合する接合部材取付ステップと、
   前記鉄筋と前記耐火構造材梁上に突出している前記接合部材とを埋設させてコンクリートを打設するスラブ形成ステップと、
   を有することを特徴とする耐火構造材梁とコンクリートスラブとの接合方法。