JP6823926B2 - プレート構造体 - Google Patents
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Description
このアーチ形状の構造体は、柱や梁が不要なことにより比較的大きな空間を得ることができる(特許文献1を参照)。
そこで、鋼板製プレート等を2枚重ね、これらの間隙にコンクリートや、断熱材を充填して構造体の強度や断熱性能を向上させることが考えられる。
しかしながら、大型で重量も大きい鋼板製プレート等の間隙を所定の間隔に維持することは、従来の鉄筋コンクリート構造に使用されるフォームタイ(登録商標)(型枠締め付け金具)等により両プレート鋼板を締結することのみでは実現することが難しかった。
なお、以下で説明する構成等は、一実施例であり、本発明に係るプレート構造体は、技術思想的に同じであれば、このような構成等に限定されない。
また、細かい構造については、適宜図示を簡略化又は省略している。
また、重複又は類似する説明については、適宜簡略化又は省略している。
図1は、実施の形態1に係るプレート構造体の斜視図である。
図2は、実施の形態1に係るプレート構造体の断面図である。
図3は、実施の形態1に係るプレート構造体の図2におけるA−A断面拡大図である。
図4Aは、実施の形態1に係る第1波形鋼板の3面図である。
図4Bは、実施の形態1に係る第2波形鋼板の3面図である。
プレート構造体1は、図3に示すように、一対の例えば波形鋼板2が離間して略平行に配置されている。波形鋼板2は、第1波形鋼板2a(本発明の第1プレートに相当する)と第2波形鋼板2b(本発明の第2プレートに相当する)とにより構成されている。
第2波形鋼板2bは、図4Bにおいて互いに垂直となるX方向、Y方向、Z方向の3面で示すように、平板状の第1面部20aと第2面部20bとが、平板状の傾斜面部20cにより交互に接続され、連続する凹凸面を形成している。第1面部20aと第2面部20bとは、平行に構成されている。また、傾斜面部20cは、第1面部20aと第2面部20bとに対して所定の角度傾斜して形成されている。
第1間隔保持部材30は、例えば鉄筋を山形形状に曲折して加工したものである。第1間隔保持部材30は、曲折された部分を先端部30aとし、両端部分を端部30bとして有している。第1間隔保持部材30は、端部30bを第1波形鋼板2aの第1面部10a上に溶接等することにより固定されている。また、第1間隔保持部材30の先端部30aは、第1波形鋼板2aの第1面部10aに平面視(Z方向の底面)において格子状に配置されている。
第1間隔保持部材30と第2間隔保持部材40とは、異型鉄筋や、丸綱、鋼板を加工したもの等を採用することができる。
ステップ1においてX−X断面に示すように、プレート構造体1は、第1波形鋼板2aの第1面部10aに立設された第1間隔保持部材30と、第2波形鋼板2bの第2面部20bに立設された第2間隔保持部材40と、が間隔をとって相対的に対向するように配置される。
次に、ステップ2において、第1波形鋼板2aにおける第1間隔保持部材30の先端部30aが、第2波形鋼板2bの第1面部20aに当接し、第2波形鋼板2bにおける第2間隔保持部材40の先端部40aが、第1波形鋼板2aの第2面部10bに当接するように、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとを近接させ、両鋼板同士を仮固定する。
そして、ステップ3において、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとの間の隙間にコンクリートCを打設する。
実施の形態1に係るプレート構造体1は、第1波形鋼板2aにおける第1間隔保持部材30の先端部30aが、第2波形鋼板2bの第1面部20aに当接し、第2波形鋼板2bにおける第2間隔保持部材40の先端部40aが、第1波形鋼板2aの第2面部10bに当接した状態でコンクリートCが打設される。
すると、第1波形鋼板2aと、第2波形鋼板2bとを所定の間隔Lとした状態でコンクリートCが硬化し、両波形鋼板を一体化することができる。すなわち、従来、コンクリート打設時に使用されていた型枠締め付け金具により波形鋼板間の間隔を設定しなくても、第1波形鋼板2aと、第2波形鋼板2bとを重ねるだけで、波形鋼板間の間隔を規定し、コンクリートCを打設することができる。さらに、第1間隔保持部材30と第2間隔保持部材40の高さを変更するだけで、打設するコンクリートCの厚みを変更することができる。
また、第1波形鋼板2aと、第2波形鋼板2bとの間隙にコンクリートCを打設することで、高強度のプレート構造体1となるため、火山活動による噴石や火山灰等に対するシェルターとして利用することもできる。また、コンクリートCは、放射線遮断力の高い材料であるため、プレート構造体1を放射性汚染物質の保管庫や外部からの放射線を遮断するシェルターの部材として利用することもできる。
また、第1波形鋼板2aと、第2波形鋼板2bとの間隙にコンクリートCを充填する例を示したが、コンクリートCに代えて断熱材を充填することで断熱性能を有するプレート構造体1を得ることができる。
さらに、コンクリートCに代えて土壌や砂、放射性遮断シート等を充填することで放射線遮断能力を有するプレート構造体1を得ることができる。
実施の形態1に係るプレート構造体1では、第1間隔保持部材30の先端部30aが、第1波形鋼板2aの第1面部10aに平面視(Z方向の底面)において格子状に配置されている。また、第2間隔保持部材40の先端部40aは、第2波形鋼板2bの第2面部20bに平面視(Z方向の上面)において格子状に配置されている。
これに対して実施の形態2に係るプレート構造体1では、第1間隔保持部材30と第2間隔保持部材40の配置が実施の形態1に係るプレート構造体1と異なっている。
図6Bは、実施の形態2に係る第2波形鋼板の3面図である。
プレート構造体1は、図6A、図6Bに示すように第1波形鋼板2aの第1面部10a及び第2面部10bに立設された第1間隔保持部材30と、第2波形鋼板2bの第1面部20a及び第2面部20bに立設された第2間隔保持部材40と、を有している。
第1間隔保持部材30は、例えば鉄筋を山形形状に曲折して加工したものである。第1間隔保持部材30は、曲折された部分を先端部30aとし、両端部分を端部30bとして有している。第1間隔保持部材30は、端部30bを第1波形鋼板2aの第1面部10a及び第2面部10b上に溶接等することにより固定されている。また、第1間隔保持部材30の先端部30aは、第1波形鋼板2aの第1面部10a及び第2面部10bに平面視(Z方向の底面)において千鳥状に配置されている。
第1間隔保持部材30と第2間隔保持部材40とは、異型鉄筋や、丸綱、鋼板を加工したもの等を採用することができる。
ステップ1において、プレート構造体1は、第1波形鋼板2aの第1面部10a及び第2面部10bに立設された第1間隔保持部材30と、第2波形鋼板2bの第1面部20a及び第2面部20bに立設された第2間隔保持部材40と、が対向するように配置される。
次に、ステップ2において、第1波形鋼板2aにおける第1間隔保持部材30の先端部30aが、第2波形鋼板2bの第1面部20a及び第2面部20bに当接し、第2波形鋼板2bにおける第2間隔保持部材40の先端部40aが、第1波形鋼板2aの第1面部10a及び第2面部10bに当接するように、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとを近接させ、両鋼板同士を仮固定する。
そして、ステップ3において、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとの間の隙間にコンクリートCを打設する。
実施の形態2に係るプレート構造体1は、実施の形態1に係るプレート構造体1の効果に加えて、第1間隔保持部材30及び第2間隔保持部材40が互いに千鳥状に配置されている。すると、第1間隔保持部材30及び第2間隔保持部材40が鋼板上にバランスよく配置されることで、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとをより強固に一体化することができる。よって、より強度の高い波形鋼板2とコンクリートCとの合成構造を得ることができる。
実施の形態1に係るプレート構造体1では、第1間隔保持部材30と第2間隔保持部材40とにより、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとの離間距離を規定している。
これに対して実施の形態3に係るプレート構造体1では、第1間隔保持部材30の構成が実施の形態1に係るプレート構造体1と異なっている。
図8Bは、実施の形態3に係る第2波形鋼板の3面図である。
プレート構造体1は、図8A、図8Bに示すように第1波形鋼板2aの第2面部10bに溶接等で取り付けられた位置決め棒体31aと、第2波形鋼板2bの第2面部20bに立設された第2間隔保持部材40と、を有している。
位置決め棒体31aは、例えば鉄筋を直線状態のまま第1波形鋼板2aの第2面部10bに溶接等で固定したものである。位置決め棒体31aは、第1波形鋼板2aの第1面部10a上に平面視(Z方向の底面)において、波形鋼板2の凹凸形状を跨がるように平行に複数本が配置されている。
位置決め棒体31aと第2間隔保持部材40とは、異型鉄筋や、丸綱、鋼板を加工したもの等を採用することができる。
ステップ1において、プレート構造体1は、第1波形鋼板2aの第2面部10bに固定された位置決め棒体31aと、第2波形鋼板2bの第2面部20bに立設された第2間隔保持部材40と、が対向するように配置される。
次に、ステップ2において、第2間隔保持部材40の先端部40aが、第1波形鋼板2aの第2面部10bに当接するように、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとを近接させ、両鋼板同士を仮固定する。このとき、第1波形鋼板2aにおける位置決め棒体31aに、第2波形鋼板2bにおける第2間隔保持部材40の先端部40a側が当接する。
そして、ステップ3において、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとの間の隙間にコンクリートCを打設する。
実施の形態3に係るプレート構造体1は、実施の形態1に係るプレート構造体1の効果に加えて、第2間隔保持部材40が位置決め棒体31a、31bに当接して第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとがずれることを防止する。よって、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとを強固に一体化することで、強度の高い波形鋼板2とコンクリートCとの合成構造を得ることができる。また、位置決め棒体31a、31bは、鉄筋等の曲げ加工が不要であり、鉄筋等をそのまま波形鋼板2に溶接すれば良いためコストを抑えることができる。
図10Aは、実施の形態3に係る変形例1における第1波形鋼板の3面図である。
図10Bは、実施の形態3に係る変形例1における第2波形鋼板の3面図である。
図11は、実施の形態3に係る変形例1のプレート構造体の組み立てステップ図である。
この変形例1は、第2間隔保持部材40の端部40bを第2波形鋼板2bの第1面部20a上に固定した点のみが上記実施の形態3と相違している。よって、第2間隔保持部材40の先端部40aは、第1波形鋼板2aの第1面部10aに当接する。また、第1波形鋼板2aにおける位置決め棒体31aは、第2波形鋼板2bにおける第2間隔保持部材40の端部40b側の近傍に当接する。その他の構成は実施の形態3と同様なため説明を省略する。
実施の形態3に係る変形例1のプレート構造体1は、実施の形態3に係るプレート構造体1の効果に加えて、位置決め棒体31a、31bが第2間隔保持部材40の端部40b側の近傍に当接するため、位置決め棒体31a、31bの掛かりが先端部40aに掛かるよりも良くなり、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとがさらにずれにくくなる。よって、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとを強固に一体化することで、強度の高い波形鋼板2とコンクリートCとの合成構造を得ることができる。
図12Aは、実施の形態3に係る変形例2における第1波形鋼板の3面図である。
図12Bは、実施の形態3に係る変形例2における第2波形鋼板の3面図である。
図13は、実施の形態3に係る変形例2のプレート構造体の組み立てステップ図である。
この変形例2は、第2間隔保持部材40の両側に一対の位置決め棒体31a、31bが当接した状態で第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとが一体化される点が上記実施の形態3の変形例1と相違している。その他の構成は実施の形態3と同様なため説明を省略する。
実施の形態3に係る変形例1のプレート構造体1は、実施の形態3の変形例2に係るプレート構造体1の効果に加えて、一対の位置決め棒体31a、31bが第2間隔保持部材40の両側から当接するため、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとがY方向の両方向からの力に対してずれにくくなる。よって、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとを強固に一体化することで、強度の高い波形鋼板2とコンクリートCとの合成構造を得ることができる。
実施の形態1〜3に係る第1間隔保持部材30及び第2間隔保持部材40の変形例について説明する。
図14Aは、実施の形態1〜3に係る第1間隔保持部材30及び第2間隔保持部材40のY方向側面図である。
実施の形態1〜3に係る第1間隔保持部材30及び第2間隔保持部材40は、図10Aに記載のような鉄筋を山形形状に曲折して加工したものを例に説明した。
この例に対して、以下に実施の形態1〜3に係る間隔保持部材の変形例1〜6について説明する。
図14Bは、実施の形態1〜3に係る間隔保持部材の変形例1のY方向側面図である。
変形例1に係る間隔保持部材50は、長尺の鉄筋を図10Bに示すように部分的に山形形状に曲折し、先端部50aを有する山形部50bと直線部50cとで構成したものである。
変形例1に係る間隔保持部材50は、直線部50cを第1波形鋼板2aまたは第2波形鋼板2bに溶接等で固定することで溶接面積が増大し、両部材を強固に固定することが可能になる。
図14Cは、実施の形態1〜3に係る間隔保持部材の変形例2のY方向側面図である。
変形例2に係る間隔保持部材51は、長尺の鉄筋を図10Cに示すように曲折し、先端部51aを有する山形部51bを連続して形成したものである。
変形例2に係る間隔保持部材51は、複数の山形部50bが連続して先端部51aを形成するため、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとをより強固に一体化する。よって、高強度の合成構造とすることができる。
図14Dは、実施の形態1〜3に係る間隔保持部材の変形例3のY方向側面図である。
変形例3に係る間隔保持部材52は、鉄筋を山形形状に曲折して加工し、先端部52aにサブスペーサ52bを配置したものである。
サブスペーサ52bは、鉄筋や鋼板等で構成されており、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bの一方に溶接等で取り付けられる。
間隔保持部材52の先端部52aは、サブスペーサ52bに当接して第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとの離間距離を所定の間隔Lに設定する。
変形例3に係る間隔保持部材52は、サブスペーサ52bを間隔保持部材52の先端部52aと、第1波形鋼板2a及び第2波形鋼板2bの一方との間に介在させることで、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとの離間距離を微調整することが可能となる。
図14Eは、実施の形態1〜3に係る間隔保持部材の変形例4のY方向側面図である。
変形例4に係る間隔保持部材53は、鉄筋を山形形状に曲折して加工し、先端部53aにサブスペーサ53bを配置したものである。そして、サブスペーサ53bには、ボルト53cを回転自在に取り付けている。
サブスペーサ53bは、鋼板等で構成されており、間隔保持部材53の先端部53aに溶接等で取り付けられる。そして、サブスペーサ53bに取り付けられたボルト53cは、回動されてその突出長さが調整され、第1波形鋼板2aに当接し、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとの離間距離を所定の間隔Lに設定する。
変形例4に係る間隔保持部材53は、サブスペーサ53bとボルト53cとを介して第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとの離間距離を設定するため、第1波形鋼板2aと第2波形鋼板2bとの離間距離を変形例3よりもさらに細かく微調整することが可能となる。
図14Fは、実施の形態1〜3に係る間隔保持部材の変形例5の斜視図である。
変形例5に係る間隔保持部材は、鉄筋を山形形状に連続して曲折した1組のラチス筋54bと、1本のトップ筋54c及び2本のボトム筋54dで構成された鉄筋トラス54である。トップ筋54c及びボトム筋54dは、ラチス筋54bの各先端部54aに溶接等で取り付けられている。鉄筋トラス54のボトム筋54dは、第1波形鋼板2aまたは第2波形鋼板2bに溶接等で固定される。
変形例5に係る鉄筋トラス54は、コンクリートCと強固に一体化する。よって、強度の高い波形鋼板2とコンクリートCとの合成構造を得ることができる。
図14Gは、実施の形態1〜3に係る間隔保持部材の変形例6のY方向側面図である。
変形例6に係る間隔保持部材は、頭付きスタッド55を使用したものである。頭付きスタッド55は、円筒形状の軸部55aと、軸部55aの一端に取り付けられ、軸部55aよりも外径の大きい円筒形状の先端部55bとにより構成されている。そして、軸部55aの他端を第1波形鋼板2aまたは第2波形鋼板2bに溶接等で固定する。
変形例6に係る頭付きスタッド55は、その先端部55bがコンクリートCと強固に一体化する。よって、強度の高い波形鋼板2とコンクリートCとの合成構造を得ることができる。
Claims (8)
- 第1プレートと、第2プレートと、を離間させて配置し、当該プレート構造体の断面形状をアーチ型に形成し、
前記第1プレートと前記第2プレートの少なくとも一方には、前記第1プレートと前記第2プレートの他方に当接し、前記第1プレートと前記第2プレートとの距離を規定する間隔保持部材が形成され、
前記間隔保持部材は、前記第1プレートと前記第2プレートの少なくとも一方に立設された山形形状の鉄筋であり、
前記間隔保持部材と、前記第1プレート及び前記第2プレートの他方との間には、サブスペーサが介在し、
前記サブスペーサと、前記第1プレート及び前記第2プレートの他方との間には、ボルトが介在することを特徴とするプレート構造体。 - 前記第1プレートと、前記第2プレートとは、波形鋼板であることを特徴とする請求項1に記載のプレート構造体。
- 前記第1プレートと、前記第2プレートとの間には、コンクリートが充填されることを特徴とする請求項1または2に記載のプレート構造体。
- 前記第1プレートと、前記第2プレートとの間には、断熱材が充填されることを特徴とする請求項1または2に記載のプレート構造体。
- 第1プレートと、第2プレートと、を離間させて配置し、
前記第1プレートと前記第2プレートの少なくとも一方には、前記第1プレートと前記第2プレートの他方に当接し、前記第1プレートと前記第2プレートとの距離を規定する間隔保持部材が形成され、
前記間隔保持部材は、前記第1プレートと前記第2プレートの少なくとも一方に立設された山形形状の鉄筋であり、
前記間隔保持部材と、前記第1プレート及び前記第2プレートの他方との間には、サブスペーサが介在し、
前記サブスペーサと、前記第1プレート及び前記第2プレートの他方との間には、ボルトが介在することを特徴とするプレート構造体。 - 前記第1プレートと前記第2プレートの一方に配置された複数の前記間隔保持部材は、前記第1プレートと前記第2プレートの他方に当接する先端部を有し、
複数の前記先端部は、前記第1プレートと前記第2プレートの前記一方の平面視において格子状となるように配置された請求項1〜5のいずれか1項に記載のプレート構造体。 - 前記第1プレートと前記第2プレートの一方に配置された複数の前記間隔保持部材は、前記第1プレートと前記第2プレートの他方に当接する先端部を有し、
複数の前記先端部は、前記第1プレートと前記第2プレートの前記一方の平面視において千鳥状となるように配置された請求項1〜5のいずれか1項に記載のプレート構造体。 - 前記第1プレートと前記第2プレートの一方に配置された複数の前記間隔保持部材と、前記第1プレートと前記第2プレートの他方に配置された位置決め棒体と、を有し、
前記間隔保持部材は、前記位置決め棒体に当接する請求項1〜5のいずれか1項に記載のプレート構造体。
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