JP6934321B2 - スラブ構造 - Google Patents

Description

本発明は、スラブ構造に関する。

下記特許文献１には、鉄筋コンクリート梁の上方に現場でスラブコンクリートを打設する床工法が開示されている。

特開平７−２０７８００号公報

しかし上記特許文献１のようにスラブを現場打ちコンクリートのみで形成する場合、ＡＬＣパネル等の材料を用いて形成する場合等と比較してスラブの重量が大きく梁に負担がかかる。また、スラブ型枠が必要であり型枠工事の手間がかかる。

本発明は上記事実を考慮して、スラブを軽量化し、型枠工事の手間を削減できるスラブ構造を提供することを目的とする。

請求項１のスラブ構造は、Ｈ形鋼で形成された梁部材と、互いに隣接する前記梁部材の下フランジに両端部がそれぞれ載せられて前記下フランジ間に直接架け渡されたパネル部材と、前記パネル部材の上面に打設され、前記パネル部材よりも重いコンクリート部材と、を有する。

請求項１のスラブ構造によると、スラブがパネル部材とパネル部材よりも重いコンクリート部材とで形成される。すなわち、スラブがコンクリート部材よりも軽いパネル部材とコンクリート部材とで形成される。このため、コンクリート部材のみで形成する場合と比較してスラブを軽量化できる。また、パネル部材は型枠として利用できるため撤去する必要がなく、型枠工事を削減できる。

請求項２のスラブ構造は、前記梁部材のウェブ及び上フランジが前記コンクリート部材で被覆され、前記コンクリート部材と前記ウェブには配管が貫通可能な貫通孔が形成されている。

請求項２のスラブ構造によると、配管が梁部材のウェブとコンクリート部材の貫通孔を貫通する。このため、配管は梁の延設方向へ敷設できるほか、梁の延設方向と交わる方向へ敷設することができる。これにより梁部材の両側の空間に配管を架け渡すことができるため、設備計画が容易である。また、ウェブはコンクリート部材で被覆されているので、コンクリート部材を補強すれば貫通孔の周囲のウェブを補強する必要がない。
請求項３のスラブ構造は、請求項１又は２に記載のスラブ構造において、前記梁部材は、前記コンクリート部材の上面から突出した逆梁構造の架構を形成している。
請求項４のスラブ構造は、請求項１〜３の何れか１項に記載のスラブ構造において、前記パネル部材は、接合部材を介して前記梁部材と接合されている。

本発明に係るスラブ構造によると、スラブを軽量化し、型枠工事の手間を削減できる。

本発明の実施形態に係るスラブ構造が適用される柱梁架構を示す平面図であり、梁及び小梁間にスラブの一部を形成するパネル部材を架け渡した状態を示している。 本発明の実施形態に係るスラブ構造を示した、図１における２−２線断面図である。 本発明の実施形態に係るスラブ構造を示した、図１における３−３線断面図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係る接合部材を鉄筋に代えた変形例を示す部分断面図であり、（Ｂ）は接合部材をアングル材に代えた変形例を示す部分断面図であり、（Ｃ）は接合部材を鉄筋に代えて梁部材に形成した貫通孔へ挿通した変形例を示す部分断面図である。

（架構）
本実施形態に係るスラブ構造は、図１に示す柱梁架構１０に架設される床版の構成である。柱梁架構１０は、鉄骨鉄筋コンクリート製の柱２０と、柱２０に架け渡された鉄骨鉄筋コンクリート製の梁３０と、梁３０に架け渡された鉄骨鉄筋コンクリート製の小梁４０と、を備えた架構（ＳＲＣ造）である。

梁３０は、Ｈ形鋼で形成された梁部材３２と、梁部材３２を被覆するコンクリート３４と、を含んで構成される。同様に小梁４０は、Ｈ形鋼で形成された梁部材４２と、梁部材４２を被覆するコンクリート４４と、を含んで構成される。なお、図１においては、コンクリート３４、４４を打設する前の状態が実線で示されており、コンクリート３４、４４は２点鎖線で示されている。

（スラブ構造）
図２に示すように、互いに隣接する梁３０における梁部材３２と小梁４０における梁部材４２との間には、ＣＬＴ製のパネル部材５２が架け渡されている。具体的には、梁部材３２の下フランジ３２ＦＢ及び梁部材４２の下フランジ４２ＦＢに、パネル部材５２の両端部がそれぞれ載せられている。同様に、互いに隣接する小梁４０における梁部材４２間にも、パネル部材５２が架け渡されている。

図１に示すように、パネル部材５２は小梁４０の材軸方向（矢印Ｙ方向）と直交する方向（矢印Ｘ方向）に長手方向が沿うように架け渡されており、長手方向及び短手方向の両端部（すなわち、パネル部材５２の角に近い部分）が、接合部材６０を介して梁部材３２又は梁部材４２と接合されている。

（接合部材）
図３に示すように、接合部材６０は、断面Ｌ型の不等辺アングル６２をリブ６４で補強して構成されている。

接合部材６０は、不等辺アングル６２の短辺が梁部材３２のウェブ３２Ｗにボルト固定され、不等辺アングル６２の長辺がパネル部材５２にラグスクリューで固定されている。これによりパネル部材５２の端部は梁部材３２に剛接合される。なお、図示は省略するがボルトはリブ６４の両側にそれぞれ１本ずつ設けられ、ラグスクリューはリブ６４の両側にそれぞれ４本ずつ設けられてパネル部材５２に対して斜め打ち（パネル部材５２の表面に対して傾斜して打ち込み）されている。

接合部材６０は、梁部材４２にも同様に固定されている。すなわち、接合部材６０は、不等辺アングル６２の短辺が梁部材４２のウェブ４２Ｗにボルト固定され、不等辺アングル６２の長辺がパネル部材５２にラグスクリューで固定されている。これによりパネル部材５２の端部は梁部材４２に剛接合される。

（コンクリート部材）
図２に示すように、パネル部材５２の上面にはコンクリート５４が打設され、スラブ５０を形成している。コンクリート５４の上方には、梁３０における梁部材３２のウェブ３２Ｗ及び上フランジ３２ＦＵを被覆するコンクリート３４と、小梁４０における梁部材４２のウェブ４２Ｗ及び上フランジ４２ＦＷを被覆するコンクリート４４と、が打設されている。

また、コンクリート５４とコンクリート３４とは一体化され、コンクリート５４とコンクリート４４とは一体化されている。これにより柱梁架構１０は、本実施形態に係るスラブ構造が適用された部分においては、スラブ５０の上面から鉄骨鉄筋コンクリート製の梁３０及び小梁４０が凸状に突出した逆梁構造の架構になっている。なお、以下の説明においてこれらのコンクリート３４、４４、５４が一体化された部材をコンクリート部材７０と称す場合がある。

なお、パネル部材５２の上方には、コンクリート５４の打設に先行して図示しないスラブ筋が配筋され、梁部材３２、４２の周囲には、コンクリート３４、４４の打設に先行して図示しない梁主筋及びあばら筋が配筋される。すなわち、コンクリート部材７０は、コンクリートの内部に鉄筋が配筋された構成とされている。

ここでコンクリート部材７０は、ＣＬＴ製のパネル部材５２より単位体積あたりの重量が大きい。換言すると、コンクリート部材７０はパネル部材５２より高密度とされている。このため、パネル部材５２を用いずにコンクリート部材７０のみを用いてスラブを形成する場合と比較して、スラブ５０は軽量とされている。

（貫通孔）
図２に示すように、梁部材３２のウェブ３２Ｗには貫通孔３２Ｈが形成され、また、コンクリート３４には貫通孔３４Ｈが形成されている。さらに、貫通孔３２Ｈと貫通孔３４Ｈとは互いに連通されており、梁３０の貫通孔３０Ｈを形成している。

同様に、梁部材４２のウェブ４２Ｗには貫通孔４２Ｈが形成され、また、コンクリート４４には貫通孔４４Ｈが形成されている。さらに、貫通孔４２Ｈと貫通孔４４Ｈとは互いに連通されており、小梁４０の貫通孔４０Ｈを形成している。

（作用・効果）
本実施形態に係るスラブ構造によると、図２に示すように、スラブ５０がＣＬＴ製のパネル部材５２と、パネル部材５２よりも重いコンクリート部材７０とで形成されている。このため、パネル部材５２を用いずにコンクリート部材７０のみを用いてスラブを形成する場合と比較して、スラブ５０は軽量とされ、小梁４０又は梁３０にかかる負担が小さい。

また、パネル部材は型枠として利用できるため撤去する必要がなく、型枠工事を削減できる。このため施工性が高い。

また、本実施形態に係るスラブ構造は、スラブ５０の上面から、鉄骨鉄筋コンクリート製の梁３０及び小梁４０が凸状に突出した逆梁構造の架構とされている。このため、梁３０及び小梁４０の上方に、束材等を介して床仕上げ材８２（図２において床仕上げ面をＦＬで示す）を敷設することにより、床仕上げ材８２とスラブ５０との間には床下空間Ｖが形成される。この床下空間Ｖへ、給配水管、電気配線、ガス管等を敷設できる。

また、この床下空間Ｖは、スラブ５０の表面から梁３０及び小梁４０が凸状に突出しない順梁構造と比較して、懐寸法（床仕上げ材８２の下面からスラブ５０の上面までの距離）が大きい。このため配管の横引き距離を長くしても水勾配を確保しやすく、水廻りの設備計画が容易である。

また、梁３０には貫通孔３０Ｈが形成され、小梁４０には貫通孔４０Ｈが形成されている。このため、これらの貫通孔３０Ｈ、４０Ｈへ配管を貫通させることできる。これにより、配管は小梁４０の延設方向（図１におけるＹ方向）へ敷設できるほか、梁３０の両側の空間及び小梁４０の両側の空間に亘って架け渡すことができるため、設備計画がさらに容易になっている。

また、貫通孔３０ＨはＨ形鋼である梁部材３２の貫通孔３２Ｈと、コンクリート３４の貫通孔３４Ｈとを連通した貫通孔である。貫通孔３２Ｈの周囲の梁部材３２はコンクリート３４によって被覆されるため、梁部材３２を補強する補強リングなどを省略することができる。貫通孔４０Ｈについても同様である。

また、梁部材３２、４２がそれぞれコンクリート３４、４４で被覆される。このコンクリート３４、４４が耐火被覆として機能することにより、火災時などにおいて梁３０、４０の上下間で熱が伝播しにくくなり延焼を抑制できる。

また、本実施形態に係るスラブ構造は逆梁構造の架構とされているため、スラブ５０の下面から梁３０、小梁４０が突出しにくい。具体的には図２に示すように、スラブ５０のパネル部材５２の下面から、梁３０、４０の下フランジ３２ＦＢ、４２ＦＢが、それぞれの厚み分のみ突出した構成とされている。

これによりスラブ５０の下方には、電気配線などのために必要な懐寸法（天井仕上げ材８４の上面からスラブ被覆板５６の下面までの距離）のみを確保して天井仕上げ材８４を敷設することにより、天井面から梁３０、４０が下向きに突出しない居住空間を形成することができる。このため、例えば天井面ＣＬまで開口部を形成して採光を得やすくすることができる。また、梁３０、４０と厨房設備やユニットバス等との干渉に留意する必要がないため、設備計画が容易である。なお、スラブ被覆板５６は、プラスターボードとケイ酸カルシウム板とを積層させた不燃被覆である。

また、本実施形態に係るスラブ構造によると、図３に示すように、スラブ５０を形成するパネル部材５２が、接合部材６０、ボルト及びラグスクリューを用いて梁部材３２又は梁部材４２に「剛接合」されている。このため、パネル部材５２が梁部材３２又は梁部材４２に接合されない場合と比較して、パネル部材５２のスパン中央部に発生する曲げモーメントを小さくすることができる。これにより、スラブ５０の撓みを抑制できる。また、スラブ５０のコンクリート５４における鉄筋量を少なくすることができる。

なお、本実施形態において接合部材６０は、図１に示すようにパネル部材５２の長手方向（Ｘ方向）の端部と、梁部材３２又は梁部材４２とを接合しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば図１において点線で示した接合部材６０のように、パネル部材５２の短手方向（Ｙ方向）の端部にも接合部材６０を設けてもよい。この場合、Ｘ方向に沿った梁部材３２と隣接するパネル部材５２は、３辺が梁部材（梁部材３２または梁部材４２）へ固定される。これにより梁部材３２とパネル部材５２との間でせん断力を伝えやすくできる。

また、本実施形態においては、パネル部材５２の端部は梁部材３２又は梁部材４２に「剛接合」されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば隣接する梁３０と小梁４０との間のスパン、隣接する小梁４０と小梁４０との間のスパン（以下、支持スパン）が短い場合などは、ラグスクリューの直径を細くしたり長さを短くしたり本数を減らしたりして（例えばリブ６４の両側にそれぞれ３本以下として）、パネル部材５２と梁部材３２（又は梁部材４２）との固定強度を弱くしてもよい（「半剛接」）。

あるいは、パネル部材５２を梁部材３２のウェブ３２Ｗに接合するボルトの本数や配列を調整することによっても、パネル部材５２と梁部材３２（又は梁部材４２）との固定強度をコントロールできる。すなわち、ボルトの本数を増やせば固定強度を大きくすることができ、さらに複数のボルトを鉛直方向に沿って配列すれば、水平方向に沿って配列する場合と比較して固定強度を大きくできる。

また、本実施形態における接合部材６０に代えて、既製の鉄筋や鋼材を用いてもよい。例えば図４（Ａ）に示す鉄筋７２のように、梁部材４２（又は図示しない梁部材３２）のウェブ４２ＷへＬ字形に折り曲げた鉄筋の一方の辺を溶接し、他方の辺をコンクリート４４へ付着させる構成とすることができる。この場合パネル部材５２は、梁部材４２の下フランジ４２ＦＢとコンクリート４４とで挟み込まれて保持される。また、例えばパネル部材５２に積載荷重による曲げモーメントが作用すると、パネル部材５２の端部には上方向の力が加わるが、コンクリート４４、鉄筋７２を介して梁部材４２へ曲げモーメントが伝達される。

なお、ウェブ４２Ｗへ溶接する鉄筋７２の辺は下向きとしてもよいし、図４（Ａ）に点線で示す鉄筋７２Ａのように上向きとしてもよい。下向きの場合は、例えばパネル部材５２を梁部材４２の下フランジ４２ＦＢに載置する前に予め鉄筋７２を部分的にウェブ４２Ｗへ溶接しておき、パネル部材５２の設置後、鉄筋７２を折り曲げる。上向きの場合は、パネル部材５２の設置後、予め折り曲げられた鉄筋７２Ａをウェブ４２Ｗへ溶接する。このように接合部材６０より可撓性のある材料を用いることで、施工方法の選択肢を拡げることができる。

また、図４（Ｂ）に示すアングル材７４のように、２辺の長さが等しい既製の等辺アングルを用いた構成とすることができる。アングル材７４の一方の辺は、ウェブ４２Ｗへボルト又は溶接によって固定する。他方の辺は、パネル部材５２に対して固定してもよいし、固定しなくてもよい。固定する場合はラグスクリューやビス、接着剤等を用いることができる。このように、パネル部材５２側の辺の長さが不等辺アングルである接合部材６０より短いアングル材７４を用いることで、パネル部材５２の固定度を低くすることができる。すなわち、パネル部材５２と梁部材４２（又は図示しない梁部材３２）との固定度は、任意に設定することができる。

なお、既成の鋼材を使用する実施形態としては、ＣＴ鋼材（所謂カットＴ）等を用いることもできる。この場合、ＣＴ鋼材におけるウェブ、フランジの端面を鋼製の板材に溶接し、この板材を梁部材４２のウェブ４２Ｗへボルト等により固定する。そして、ＣＴ鋼材のフランジ下面をパネル部材５２に対向させて、アングル材７４と同様に、パネル部材５２に対して固定あるいは非固定とする。

また、図４（Ｃ）に示す鉄筋７６のように、直線状の鉄筋をウェブ４２Ｗに形成した貫通孔へ挿通する構成とすることができる。鉄筋７６はウェブ４２Ｗへ直接固定されないが、貫通孔へ係止されることにより上下方向の動きが拘束される。このようにすることで、図４（Ａ）に示す鉄筋７２のような溶接を用いずに、パネル部材５２に作用する曲げモーメントを梁部材４２へ伝達させることができる。このため施工性が高い。

支持スパンが短ければパネル部材５２及びスラブ５０には撓みが生じにくいため、パネル部材５２の端部の固定度を小さくしても問題が生じにくい。

また、本実施形態に係るスラブ構造ではパネル部材５２をＣＬＴ製としているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えばＬＶＬ等を用いた木質床版としてもよい。木質床版としてＬＶＬを用いる際は、木材の繊維方向を、架設方向（小梁４０の延設方向と直交方向）に沿うように架設するのが好適である。

または、木質床版のほか、ＡＬＣパネル、中空構造のプレキャストコンクリート板などのコンクリート系の板材を用いてもよい。コンクリート系の板材を用いる場合は、板材の重量が、同体積の密実なコンクリートの重量より軽いものを用いればよい。

また、本実施形態に係るスラブ構造では、梁３０、小梁４０における梁部材３２、４２をコンクリート３４、４４で被覆して構成したが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えばパネル部材５２の上方に、パネル部材５２を被覆するコンクリート５４のみを打設して、梁部材３２のウェブ３２Ｗ、上フランジ３２ＦＵ又は梁部材４２のウェブ４２Ｗ、上フランジ４２ＦＵを露出させてもよい。このようにすることで、コンクリート工事を簡略化することができる。この場合、コンクリート５４が本発明におけるコンクリート部材に相当する構成となる。

また、本実施形態においては床仕上げ材を梁３０及び小梁４０の上方に敷設しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。スラブ５０のコンクリート５４の上方に、配管を配置するために必要な懐寸法を確保できれば、床仕上げ材は梁３０、小梁４０の上面より低い位置に形成してもよい。この場合、梁３０、小梁４０において床仕上げ材から突出した部分は、壁体（腰壁や手すりを含む）として利用する。又は床材に段差を設ける。これにより、床仕上げ材の上方の居住空間の天井高さを高くすることができる。

また、本実施形態において、柱梁架構１０はＳＲＣ造とされているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えばパネル部材５２が架設される梁３０、４０のみを逆梁構造とし、その他の梁を順梁構造とする場合、この順梁構造の部分の梁はコンクリートで被覆する必要はない。また、柱２０についても、コンクリートを用いない鉄骨製の柱とすることができる。すなわち、パネル部材５２が架設される部分以外の部分においては、柱梁架構１０は鉄骨造とすることができる。

３２、４２ 梁部材
３２ＦＢ、４２ＦＢ 下フランジ
５２ パネル部材
５４ コンクリート（コンクリート部材）
７０ コンクリート部材
３２Ｗ、４２Ｗ ウェブ
３２ＦＵ、４２ＦＵ 上フランジ
３０Ｈ、３２Ｈ、３４Ｈ 貫通孔

Claims (4)

1. Ｈ形鋼で形成された梁部材と、
   互いに隣接する前記梁部材の下フランジに両端部がそれぞれ載せられて前記下フランジ間に直接架け渡されたパネル部材と、
   前記パネル部材の上面に打設され、前記パネル部材より重いコンクリート部材と、を有するスラブ構造。
2. 前記梁部材のウェブ及び上フランジが前記コンクリート部材で被覆され、前記コンクリート部材と前記ウェブには配管が貫通可能な貫通孔が形成されている、請求項１に記載のスラブ構造。
3. 前記梁部材は、前記コンクリート部材の上面から突出した逆梁構造の架構を形成している、請求項１又は２に記載のスラブ構造。
4. 前記パネル部材は、接合部材を介して前記梁部材と接合されている、請求項１〜３の何れか１項に記載のスラブ構造。

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