JP7041588B2 - スラブ支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、鉄骨梁により床スラブを支持するスラブ支持構造に関するものである。

従来、建築物の床構造として、Ｈ形鋼製の鉄骨梁上に、鉄筋コンクリート製の床スラブ、デッキプレート上にコンクリート層を設けた合成の床スラブを設置する床構造が広く用いられている。
このような床構造において、地震等で大きな外力が作用した場合に、Ｈ形鋼が横座屈する現象を生じる。
このような課題を解決するために、特許文献１に示される床構造では、鉄骨梁上に頭付きスタッドを接合し、この頭付きスタッドを床スラブのコンクリート内に埋め込むことでコンクリートと鉄骨梁とを一体化し、横座屈を防止する方法が提案されている。

特開２０１５－２１２８３号公報

建築物の内部では鉄骨梁の両側に床スラブが配置される場合と、外周に設置された梁等のように、鉄骨梁の片方にしか床スラブが配置されない場合とがある。この片方のみに床スラブが配置された構成では、地震等で大きな外力が作用した場合に、Ｈ形鋼が横座屈し、それによりスタッドの、床スラブが無い側のコンクリートが破壊されてしまう虞がある。尚、「Ｈ型鋼が横座屈する」とは、Ｈ型鋼梁の上部が水平に移動すること、もしくはＨ型鋼梁が材軸回転方向に変位することを指す。

具体的には、鉄骨梁の片方のみに床スラブが配置された構成において、大きな外力が作用して梁の横座屈が発生し、床スラブが配置されていない側にＨ形鋼が変位しようとすると、当該Ｈ形鋼に接合されたスタッドも床スラブの配置されていない側に変位しようとする。この際、スタッドと一体化されたコンクリートは、スタッドの変位を妨げるように拘束する。しかしながら、スタッドを変位させようとする力が、スタッドの周囲のコンクリートの耐力より大きい場合には、スタッドの周囲のコンクリートに割れ等の破壊、所謂コーン状破壊が生じ、スタッドがコンクリートから抜けるなどして、スタッドの変位、ひいてはＨ形鋼の横座屈が生じてしまうことがある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、片側にしか床スラブが取り付かない鉄骨梁であっても横座屈を抑制できるスラブ支持構造を提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、本発明の第１の態様のスラブ支持構造は、鉄骨梁により床スラブを支持するスラブ支持構造であって、第１の方向に延び、前記床スラブを支持する第１の鉄骨梁と、前記第１の方向と交差する第２の方向に延び、前記床スラブを支持する第２の鉄骨梁と、前記第１の鉄骨梁の上部において、前記第１の方向に適宜間隔をおいて設けられた複数の第１スタッドと、前記第２の鉄骨梁の上部において、前記第２の方向に適宜間隔をおいて設けられた複数の第２スタッドと、前記第１スタッドと係わり合う第１部位、前記第２スタッドと係わり合う第２部位、及び前記第１部位と前記第２部位との間で延びる第３部位を有し、前記第１スタッド及び前記第２スタッドとともに前記床スラブに埋め込まれる補強筋と、を備える、ことを特徴とする。

本態様によれば、スラブ支持構造は前記第１スタッドと係わり合う第１部位、前記第２スタッドと係わり合う第２部位、及び前記第１部位と前記第２部位との間で延びる第３部位を有し、前記第１スタッド及び前記第２スタッドとともに前記スラブに埋め込まれる補強筋を備えるので、前記第１部位及び前記第２部位が前記第１スタッド及び前記第２スタッドの周囲のコンクリートと一体化される。これにより、前記第１スタッド及び前記第２スタッドの周囲のコンクリートは、前記第１スタッド及び前記第２スタッドだけでなく、前記第１部位及び前記第２部位とも一体化する。更に、前記第１スタッド及び前記第２スタッドの周囲に補強筋を配することにより、前記第１スタッド及び前記第２スタッドの変位を妨げるとともに、例えばコンクリートのコーン状破壊の様な脆性的な破壊を抑制できる。その結果、前記第１の鉄骨梁及び前記第２の鉄骨梁を補強することができ、前記第１の鉄骨梁及び前記第２の鉄骨梁における横座屈を抑制することができる。

さらに、本態様において前記補強筋は、前記第１スタッドと係わり合う第１部位と前記第２スタッドと係わり合う第２部位との間で延びる第３部位を有しているので、前記第３部位が前記床スラブにおける前記ひび割れの成長を抑制することができる。

上述するように、前記補強筋は、前記第１の鉄骨梁及び前記第２の鉄骨梁の横座屈を抑制する補強鉄筋と、前記床スラブを形成する為に打設するコンクリートのひび割れの成長を抑制するひび割れ防止鉄筋とを兼ねることができるので、補強鉄筋とひび割れ防止鉄筋とを積み重ねて配置せずとも良く、高さ方向における鉄筋の積み重ねを低くでき、鉄筋に対する床スラブの厚みを確保することができる。その結果、簡素な構成で鉄骨梁により床スラブを支持するスラブ支持構造を得ることができる。

尚、本態様において、「係わり合う」とは、前記第１スタッドと前記第１部位とが直接接触する関係に限定されず、地震等でスラブ支持構造に外力が作用した場合、前記第１部位が前記第１スタッドからコンクリート等の材料を介して影響力を受ける様な関係を意味する。前記第２スタッド及び前記第２部位における「係わり合う」も同様の意味である。

本発明の第２の態様のスラブ支持構造は、第１の態様において、前記補強筋は、前記第２の方向に延びる第１の鉄筋と、前記第１の方向に延びて前記第１の鉄筋と交差する第２の鉄筋と、を備えてメッシュ状に形成されている、ことを特徴とする。

本態様によれば、前記補強筋は、前記第２の方向に延びる第１の鉄筋と、前記第１の方向に延びて前記第１の鉄筋と交差する第２の鉄筋とを備えてメッシュ状に形成されているので、一の補強筋により、前記第１の鉄骨梁及び前記第２の鉄骨梁における前記第１スタッド及び前記第２スタッドの両方を補強することができ、床スラブにおける配筋も簡素化できる。

本発明の第３の態様のスラブ支持構造は、第１の態様において、前記補強筋は、前記第１の鉄骨梁から前記第２の鉄骨梁に向けて延びる第１の鉄筋と、前記第１の方向と前記第２の方向とが合成された方向に延びて前記第１の鉄筋と交差する第２の鉄筋と、を備えてメッシュ状に形成されている、ことを特徴とする。

本態様によれば、前記補強筋において前記第１の鉄筋が前記第１の鉄骨梁から前記第２の鉄骨梁に向けて延びているので、例えば前記第１の鉄骨梁に外力が作用した場合、前記第１の鉄筋に加え、前記第２の鉄骨梁も前記第１の鉄骨梁を支えることができ、前記第１の鉄骨梁の横座屈に対する耐力を高めることができる。同様に、前記第２の鉄骨梁に外力が作用した場合も、前記第１の鉄筋及び前記第１の鉄骨梁が前記第２の鉄骨梁を支えるので前記第２の鉄骨梁の横座屈に対する耐力を高めることができる。

さらに、前記第１の鉄筋が前記第１の鉄骨梁から前記第２の鉄骨梁に向けて延びているので、前記第１の方向と前記第２の方向とが合成された方向に生じるひび割れを前記第１の鉄筋が横切る形となり、前記ひび割れの成長を確実に抑制することができる。

本発明の第４の態様のスラブ支持構造は、第２または第３の態様において、前記第１の鉄筋と前記第２の鉄筋とは交差する部位において溶接されていることを特徴とする。

本態様によれば、前記第１の鉄筋と前記第２の鉄筋とは交差する部位において溶接されているので、例えば前記第１の鉄筋に外力が加わった場合において、前記外力は前記第２の鉄筋にも分散される。これにより前記補強筋は、簡素な構成であっても補強筋全体の耐力を高めることができる。

本発明の第５の態様のスラブ支持構造は、第１の態様において、前記補強筋の第１部位は、前記第１スタッドを囲う様なフック形状で形成され、前記補強筋の第２部位は、前記第２スタッドを囲う様なフック形状で形成され、前記補強筋の第３部位は、前記第１部位と前記第２部位とを結ぶ方向に延びる、ことを特徴とする。

本態様によれば、前記補強筋の第１部位は、前記第１スタッドを囲う様なフック形状で形成され、前記補強筋の第２部位は、前記第２スタッドを囲う様なフック形状で形成され、前記補強筋の第３部位は、前記第１部位と前記第２部位とを結ぶ方向に延びている。前記補強筋の第１部位及び第２部位がフック形状で形成されているので、前記補強筋の第１部位と前記第１スタッドとの係わり合い、及び前記補強筋の第２部位と前記第２スタッドとの係わり合いをより確実にすることができる。その結果、前記補強筋は前記第１の鉄骨梁及び前記第２の鉄骨梁を補強し、前記第１の鉄骨梁及び前記第２の鉄骨梁における横座屈の抑制を確実にすることができる。

加えて、前記第３部位は前記第１部位と前記第２部位とを結ぶ方向に延びているので、前記第１の方向と前記第２の方向とが合成された方向に生じるひび割れを横切ることになる。その結果、前記第３部位は前記床スラブにおける前記ひび割れの成長を抑制することができる。

本発明の第６の態様のスラブ支持構造は、第５の態様において、前記補強筋は、前記第１部位を備えるとともに、前記第３部位が、前記第１部位から前記第２部位に向かう途中で途切れる第１補強筋と、前記第２部位を備えるとともに、前記第３部位が、前記第２部位から前記第１部位に向かう途中で途切れる第２補強筋と、を備え、前記第１補強筋が備える前記第３部位と、前記第２補強筋が備える前記第３部位とが、前記第１部位と前記第２部位とを結ぶ方向においてオーバーラップしている、ことを特徴とする。

本態様によれば、前記第１補強筋が備える前記第３部位と、前記第２補強筋が備える前記第３部位とが、前記第１部位と前記第２部位とを結ぶ方向においてオーバーラップしているので、前記床スラブにおけるひび割れ発生部分における耐力を高めることができ、ひび割れの成長をより確実に抑制できる。

本発明に係るスラブ支持構造を備える鉄骨構造物の斜視図。 第１実施形態に係るスラブ支持構造を示す斜視図。 第１実施形態に係るスラブ支持構造を示す平面図。 第１実施形態に係るスラブ支持構造を示す側断面図。 第１実施形態の一の変更形態に係るスラブ支持構造を示す側断面図。 第１実施形態の他の変更形態に係るスラブ支持構造を示す側断面図。 第２実施形態に係るスラブ支持構造を示す平面図。 第３実施形態に係るスラブ支持構造を示す平面図。 従来技術におけるスラブ支持構造とひび割れとの関係を示す平面図。 従来技術におけるスラブ支持構造を示す側断面図。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施例において同一の構成については、同一の符号を付し、最初の実施例においてのみ説明し、以後の実施例においてはその構成の説明を省略する。

図１は本発明に係るスラブ支持構造を備える鉄骨構造物の斜視図であり、図２は第１実施形態に係るスラブ支持構造を示す斜視図であり、図３は第１実施形態に係るスラブ支持構造を示す平面図であり、図４は第１実施形態に係るスラブ支持構造を示す側断面図である。

図５は第１実施形態の一の変更形態に係るスラブ支持構造を示す側断面図であり、図６は第１実施形態の他の変更形態に係るスラブ支持構造を示す側断面図であり、図７は第２実施形態に係るスラブ支持構造を示す平面図であり、図８は第３実施形態に係るスラブ支持構造を示す平面図である。

図９は従来技術におけるスラブ支持構造とひび割れとの関係を示す平面図であり、図１０は従来技術におけるスラブ支持構造を示す側断面図である。

また、各図において示すＸ－Ｙ－Ｚ座標系はＸ方向が第１の方向であり、Ｙ方向が第１の方向と交差する第２の方向であり、Ｚ方向がＸ軸方向及びＹ方向と交差する方向であり、一例として鉛直方向を示している。

＜＜＜第１実施形態＞＞＞
図１を参照して本実施形態に係る鉄骨構造物１０について説明する。鉄骨構造物１０は、Ｚ軸方向に延びる鋼製の鉄骨柱１２と、鋼製の鉄骨柱１２に対してＸ軸方向及びＹ軸方向のいずれか一方に延びる複数の鋼製の鉄骨梁１４とを備えている。鉄骨構造物１０は、鉄骨柱１２に対して鉄骨梁１４を組み合わせて構成されている。本実施形態において鉄骨構造物１０は、例えば、ビルディング等の建築物として構築されている。尚、図１ないし図３、図７及び図８において鉄骨梁１４は、図示を簡略化しているが、一例としてＨ形鋼として形成されている。

図１において、鉄骨構造物１０の各階の床面には、鉄骨柱１２及び鉄骨梁１４に囲まれた領域が形成され、当該領域にコンクリートが打設されて床面を形成する鉄筋コンクリート製の床スラブ１６が形成されている。

図２及び図３において、鉄骨構造物１０の外側に面する鉄骨柱１２、特に鉄骨構造物１０の角部に位置する鉄骨柱１２におけるスラブ床構造を含むスラブ支持構造１８について説明する。図２において鉄骨柱１２には、第１の方向であるＸ軸方向に延びる第１の鉄骨梁２０と、第２の方向であるＹ軸方向に延びる第２の鉄骨梁２２とが接続されている。本実施形態では、一例として第１の鉄骨梁２０及び第２の鉄骨梁２２は鉄骨柱１２に対して溶接されているが、ボルト等の締結部材等で鉄骨柱１２に対して固定してもよい。尚、図２及び図３において、床スラブ１６（コンクリート１０６）の図示を省略している。

第１の鉄骨梁２０の上面には、第１の方向に適宜間隔をおいて複数の第１スタッド２４が設けられている。第２の鉄骨梁２２の上面には、第２の方向に適宜間隔をおいて複数の第２スタッド２６が設けられている。本実施形態において、第１スタッド２４及び第２スタッド２６は、頭付きスタッドとして構成されている。

図２及び図３において、第１の鉄骨梁２０の上部には、Ｙ軸方向に延びる第１スラブ筋２８がＸ軸方向に適宜間隔をおいて第１スタッド２４と係わり合うように配置されている。第２の鉄骨梁２２の上部には、Ｘ軸方向に延びる第２スラブ筋３０がＸ軸方向に適宜間隔をおいて第２スタッド２６と係わり合うように配置されている。本実施形態において第１スラブ筋２８及び第２スラブ筋３０は鉄筋として構成されている。Ｙ軸方向に延びる第１スラブ筋２８とＸ軸方向に延びる第２スラブ筋３０とは、交差する部位で結束もしくは固定されている。尚、図２及び図３において、第１スラブ筋２８と第１スタッド２４、第２スラブ筋３０と第２スタッド２６は各々が１対１で係わり合うよう示されているが、これは必ずしも１対１である必要はない。

本実施形態においてスラブ支持構造１８は補強筋３２を備えている。補強筋３２は、Ｘ軸方向に適宜間隔をおいてＹ軸方向に延びる複数の第１の鉄筋３４と、Ｙ軸方向に適宜間隔をおいてＸ軸方向に延びる複数の第２の鉄筋３６とを備えている。本実施形態において、第１の鉄筋３４と第２の鉄筋３６とはメッシュ状（網目状）に形成されており、第１の鉄筋３４と第２の鉄筋３６とが交差する部位は、一例として溶接されている。

尚、補強筋３２は、第１の鉄筋３４と第２の鉄筋３６とが交差する部位を結束もしくは固定、一例として溶接してメッシュ状に形成する構成であるが、例えば、鉄骨構造物１０の建設現場において第１の鉄筋３４と第２の鉄筋３６とを交差させて、交差部位を結束もしくは固定、一例として溶接して補強筋３２を形成（現場施工）してもよく、あるいは、予め第１の鉄筋３４と第２の鉄筋３６とを交差させて交差部位を結束もしくは固定、一例として溶接して補強筋３２を形成（工場施工）した上で鉄骨構造物１０の建設現場に運び込み、スラブ支持構造１８に設置してもよい。尚、補強筋３２の施工形態は、後述する第２実施形態及び第３実施形態においても適用可能である。

尚、本実施形態において、第１スラブ筋２８及び第２スラブ筋３０の直径はｄ１としており、第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６の直径はｄ２としている。一例として直径ｄ１は直径ｄ２よりも大きい。

本実施形態において、補強筋３２は、第１部位３２ａ、第２部位３２ｂ及び第３部位３２ｃを備えている。第１部位３２ａはメッシュ状に形成された補強筋３２の－Ｙ方向側の端部に形成されている。第１部位３２ａは、第１スタッド２４と係わり合うように構成されている。具体的には、補強筋３２は、第１部位３２ａにおけるメッシュ部分に第１スタッド２４が入り込むように第１の鉄骨梁２０の上部に配置されている。尚、本実施形態においてスラブ支持構造１８は、一例として第１の鉄骨梁２０、第２の鉄骨梁２２、第１スタッド２４、第２スタッド２６及び補強筋３２とを備えている。

ここで、第１スタッド２４は、第１部位３２ａのメッシュ部分を形成する第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６が形成するメッシュ内に受け入れられていることが望ましい。

図示を省略しているが、スラブ支持構造１８にコンクリート１０６（図４及び図９参照）を打設した際、第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６が形成するメッシュ内に受け入れられている第１スタッド２４と第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６との間にコンクリート１０６が入り込む。コンクリート１０６が乾燥すると、第１スタッド２４と第１スタッド２４が受け入れられている第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６が形成するメッシュ部分とは、コンクリート１０６を介して一体化され、第１部位３２ａの一体性を高めることができる。

同様に、第２部位３２ｂはメッシュ状に形成された補強筋３２の－Ｘ方向側の端部に形成されている。第２部位３２ｂは、第２スタッド２６と係わり合うように構成されている。具体的には、補強筋３２は、第２部位３２ｂにおけるメッシュ部分に第２スタッド２６が入り込むように第２の鉄骨梁２２の上部に配置されている。

第２スタッド２６も、第２部位３２ｂのメッシュ部分を形成する第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６が形成するメッシュ内に受け入れられていることが望ましい。これにより、スラブ支持構造１８にコンクリート１０６を打設した際、第２スタッド２６と第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６との間にコンクリートが入り込み、コンクリート１０６が乾燥することで、第２スタッド２６と、第２スタッド２６が受け入れられている第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６が形成するメッシュ部分とがコンクリート１０６を介して一体化され、第２部位３２ｂの一体性を高めることができる。

本実施形態において、第３部位３２ｃは第１部位３２ａと第２部位３２ｂとの間で延びている。本実施形態における第３部位３２ｃは具体的には、第１部位３２ａと第２部位３２ｂとを繋ぎ、Ｘ軸方向に延びる第１の鉄骨梁２０とＹ軸方向に延びる第２の鉄骨梁２２との間の領域（具体的にはＸＹ方向の領域）を覆うように配置されている。本実施形態において、補強筋３２は、鉄骨柱１２を避けるようにＬ字状に形成されている。

＜＜＜補強筋の役割について＞＞＞
ここで、補強筋３２の役割について説明する。一例として、建築物の外壁側に配置された鉄骨梁では、鉄骨梁の片側にのみ床スラブが配置されることから、単に頭付きスタッドを設けた構成において地震等による大きな荷重が作用した場合、鉄骨梁が床スラブの配置されていない側に横座屈しようとすると頭付きスタッドも床スラブの配置されていない側に変位しようとする。その結果、頭付きスタッドを変位させようとする力がコンクリート１０６の耐力より大きい場合、頭付きスタッド周囲のコンクリートが破壊されるコーン状破壊が生じ、床スラブの耐力低下が生じる場合がある。

本実施形態において補強筋３２の第１部位３２ａと第１スタッド２４とはコンクリート１０６がスラブ支持構造１８に打設されることで、一体化される。ここで、例えば、第１の鉄骨梁２０が床スラブの無い側である－Ｙ軸方向に横座屈しようとする場合、第１スタッド２４が第１の鉄骨梁２０とともに－Ｙ軸方向側に変位しようとする。

この際、第１スタッド２４は、第１部位３２ａと一体化されているので、補強筋３２も－Ｙ軸方向側に引っ張られる。しかしながら、本実施形態において、第１部位３２ａの＋Ｙ方向側には第３部位３２ｃが形成されている。具体的には、第１部位３２ａから、＋Ｙ軸方向に向けて複数の第１の鉄筋３４が延びている。これら第１の鉄筋３４の周囲にはコンクリートが打設されており、第１の鉄筋３４には、コンクリート１０６との間に付着力が発生する。尚、ここで、付着力とは、例えば、鉄筋の周囲のコンクリート１０６に対して鉄筋を引き抜こうとする場合、鉄筋の引抜を妨げるように作用する力である。

本実施形態では、第１の鉄筋３４は、第１部位３２ａから第３部位３２ｃまで延びているので、第１の鉄筋３４とコンクリート１０６との接触面積が増大し、第１の鉄筋３４とコンクリート１０６との間に生じる付着力が大きい。その結果、第１の鉄筋３４におけるコンクリート１０６に対する付着強度を高めることができる。したがって、第１の鉄骨梁２０が床スラブの無い側である－Ｙ軸方向に横座屈を生じさせようとする場合、補強筋３２の第１部位３２ａから延びる第１の鉄筋３４が、第１の鉄骨梁２０を－Ｙ軸方向側に横座屈させようとする力に抗する。その結果、第１スタッド２４の周囲のコンクリートの耐力を高めることができ、第１スタッド２４の周囲のコンクリートにおけるコーン状破壊を抑制し、第１の鉄骨梁２０の横座屈を抑制できる。

一方、第１の鉄骨梁２０が＋Ｙ軸方向に横座屈を生じさせようとする場合、スラブ支持構造１８に打設されたコンクリート１０６を圧縮させる方向となる。ここで、コンクリート１０６は、引張強度よりも圧縮強度の方が高いという特性を有している。したがって、補強筋３２及びコンクリート１０６が第１の鉄骨梁２０の横座屈を抑制する。

第２部位３２ｂにおいても、＋Ｘ方向側に複数の第２の鉄筋３６が第３部位３２ｃへ延びている。これにより、第２の鉄筋３６とコンクリートとの間の付着強度を高めることができる。これにより、第２の鉄骨梁２２が－Ｘ方向側へ横座屈を生じさせようとする場合、補強筋３２の第２部位３２ｂから延びる第２の鉄筋３６が、第２の鉄骨梁２２を－Ｘ軸方向側に横座屈させようとする力に抗する。その結果、第２スタッド２６の周囲のコンクリートの耐力を高めることができ、第２スタッド２６の周囲のコンクリートにおけるコーン状破壊を抑制し、第２の鉄骨梁２２の横座屈を抑制できる。

本実施形態において補強筋３２は、第１の鉄筋３４と第２の鉄筋３６とをメッシュ状に交差させて一つの補強筋３２として構成したので、一つの補強筋３２により第１の鉄骨梁２０及び第２の鉄骨梁２２の両方を補強することができ、床スラブ１６における配筋も簡素化できる。

さらに、本実施形態では、第１の鉄筋３４と第２の鉄筋３６とを交差する部位で一例として溶接しているので、第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６の少なくとも一方に外力、例えば、第１の鉄骨梁２０及び第２の鉄骨梁２２に横座屈を生じさせようとする力が加わった場合、第１の鉄筋３４に作用する力は第２の鉄筋３６に分散され、第２の鉄筋３６に作用する力は第１の鉄筋３４に分散されるので、補強筋３２を簡素な構成としつつも補強筋３２全体の耐力を高めることができる。

ところで、鉄骨梁上に床スラブを形成すべく、コンクリートを打設すると、コンクリートが乾燥する際、コンクリートは収縮する。この際、図９において交差する鉄骨梁１００、１０２上に設けられた頭付きスタッド１０４がコンクリート１０６の収縮を拘束するので、コンクリート１０６において交差する鉄骨梁１００、１０２の交差部にひび割れ１０８が生じる。コンクリート１０６の乾燥が進むと、コンクリート１０６はＡ１方向及びＡ２方向に収縮を生じさせる。その結果、コンクリート１０６において、ひび割れ１０８が成長し、床スラブの耐力の低下を引き起こす。このため、ひび割れ１０８を横切る方向にひび割れ防止筋をコンクリート内に配置することが望ましい。

図１０に示すように、床スラブ１１０を形成するスラブ鉄筋１１２、１１４の他に、頭付きスタッド１０４を補強する補強鉄筋１１６、１１８及びひび割れ防止鉄筋１２０を配置すると、これらの鉄筋が鉛直方向に積み重なって配置された状態となる。その結果、鉄骨梁１００、１０２の上方において所定の厚みとなるようにコンクリート１０６を打設した際、積み重なって配置された鉄筋の高さが高くなる。

これにより、最上位に配置された鉄筋（図１０において、例えばひび割れ防止鉄筋１２０）に対して所定のコンクリートの被り量ｈ１（例えば、建築基準法では２０ｍｍ、日本建築学会の鉄筋コンクリート工事標準仕様書では３０ｍｍ以上と規定されている。）となるようにコンクリート１０６を打設すると、ひび割れ防止鉄筋１２０を配置しない場合におけるコンクリートの被り量ｈ２（補強鉄筋１１８を最上位に配置した状態における所定の被り量）に対してひび割れ防止鉄筋１２０を配置した分だけコンクリートの被り量を増やさなければならない。

図１０においては、ひび割れ防止鉄筋１２０を配置した場合における補強鉄筋１１８からコンクリート１０６の上面までの被り量は、ｈ３となる。被り量ｈ３は被り量ｈ１及び被り量ｈ２よりも大きい。したがって、ひび割れ防止鉄筋１２０を配置した場合、必要以上にコンクリート１０６の厚みを確保しなければならない。尚、図１０における二点鎖線は、補強鉄筋１１８を最上位に配置した状態におけるコンクリートの上面の位置を模式的に図示している。

本実施形態において、第３部位３２ｃは、図３に示すように第１の鉄骨梁２０と第２の鉄骨梁２２との間の領域（具体的にはＸＹ方向の領域）を覆うように配置されており、Ｙ軸方向に延びる第１の鉄筋３４とＸ軸方向に延びる第２の鉄筋３６とは、ひび割れ１０８が成長しようとする方向であるＸＹ方向と交差するように配置されている。Ｙ軸方向に延びる第１の鉄筋３４とＸ軸方向に延びる第２の鉄筋３６には、それぞれコンクリートとの間に付着力が発生している。これにより、第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６に生じる付着力が、コンクリートにおいてひび割れ１０８（図９）が成長する方向（図９における矢印Ａ１及びＡ２方向）への収縮を妨げ、ひび割れ１０８の成長を抑制できる。

＜＜＜スラブ筋と補強筋との関係について＞＞＞
図４において、スラブ支持構造１８の高さ方向におけるスラブ筋２８、３０と補強筋３２との関係について説明する。図４において、第１スタッド２４と係わり合うように、Ｙ軸方向に延びる第１スラブ筋２８が配置されている。第１スラブ筋２８の下方には、第１スラブ筋２８と接触するようにＸ軸方向に延びる第２スラブ筋３０が、Ｙ軸方向に適宜間隔をおいて配置されている。

補強筋３２の第１の鉄筋３４は、Ｘ軸方向に間隔をおいて配置された複数の第１スラブ筋２８の間に入り込むように配置されている。第１の鉄筋３４も高さ方向において第１スタッド２４と係わり合うように配置されている。第１の鉄筋３４の下方には、第１の鉄筋３４と接触するようにＸ軸方向に延びる第２の鉄筋３６が、Ｙ軸方向に適宜間隔をおいて配置されている。

本実施形態では、図４に示すように、高さ方向において第１スラブ筋２８及び第２スラブ筋３０が配置された領域Ｒ１と、補強筋３２（第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６）が配置された領域Ｒ２とがオーバーラップするように構成されている。具体的には、高さ方向において第１スラブ筋２８及び第２スラブ筋３０が配置された領域Ｒ１内に補強筋３２（第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６）が配置された領域Ｒ２が位置している。

本実施形態では、補強筋３２が第１の鉄骨梁２０及び第２の鉄骨梁２２の横座屈を抑制する補強鉄筋と、コンクリート１０６のひび割れ１０８（図９）の成長を抑制するひび割れ防止鉄筋とを兼ねるように構成している。これにより、本実施形態において床スラブ１６を構成する際、積み重ねる鉄筋の数を減らすことができ、複数の鉄筋を積み重ねた高さを低くすることができるので、最上位の鉄筋（図４において第１スラブ筋２８）に対するコンクリート１０６の被り量をｈ４とすることができる。本実施形態において被り量ｈ４は、所定の被り量ｈ１（図１０）よりも大きい量である。その結果、床スラブを構造上必要な厚さに抑えることができる。

＜＜＜第１実施形態の変更形態＞＞＞
（１）本実施形態では、高さ方向において第１スラブ筋２８及び第２スラブ筋３０が配置された領域Ｒ１内に補強筋３２（第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６）が配置された領域Ｒ２が位置するように配筋したが、この構成に代えて、図５に示すように、第１スラブ筋２８及び第２スラブ筋３０が配置された領域Ｒ１の少なくとも一部と補強筋３２（第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６）が配置された領域Ｒ２の少なくとも一部とが高さ方向においてオーバーラップするとともに補強筋３２をスラブ筋２８、３０の上側に配置するように構成してもよい。

本変更形態では、第１スラブ筋２８及び第２スラブ筋３０の配筋は第１実施形態と同じである。第１の鉄筋３４は高さ方向において第１スタッド２４と係わり合うように配置されている。第１の鉄筋３４の上方には、第１の鉄筋３４と接触するようにＸ軸方向に延びる第２の鉄筋３６が、Ｙ軸方向に適宜間隔をおいて配置されている。これにより、第１スラブ筋２８及び第２スラブ筋３０が配置された領域Ｒ１と補強筋３２（第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６）が配置された領域Ｒ２とが高さ方向においてオーバーラップし、鉄筋を積み重ねた高さを低くできる。

本変更形態では、最上位の鉄筋（図５において第２の鉄筋３６）に対するコンクリート１０６の被り量をｈ５とすることができる。本実施形態において被り量ｈ５は、所定の被り量ｈ１（図１０）よりも大きい量である。その結果、鉄筋に対してコンクリートの被りを所定量の被りｈ１以上とすることができ、床スラブを構造上必要な厚さに抑えることができる。

（２）本実施形態では、高さ方向において第１スラブ筋２８及び第２スラブ筋３０が配置された領域Ｒ１内に補強筋３２（第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６）が配置された領域Ｒ２が位置するように配筋したが、この構成に代えて、図６に示すように、第１スラブ筋２８及び第２スラブ筋３０が配置された領域Ｒ１の少なくとも一部と補強筋３２（第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６）が配置された領域Ｒ２の少なくとも一部とが高さ方向においてオーバーラップするとともに補強筋３２をスラブ筋２８、３０の下側に配置するように構成してもよい。

本変更形態では、第１スラブ筋２８及び第２スラブ筋３０の配筋は第１実施形態と同じである。補強筋３２の第２の鉄筋３６は、Ｙ軸方向に間隔をおいて配置された複数の第２スラブ筋３０の間に入り込むように配置されている。Ｙ軸方向に延びる第１の鉄筋３４は、第２スラブ筋３０及び第２の鉄筋３６と接触するように、第２スラブ筋３０及び第２の鉄筋３６の下方に配置されている。これにより、第１スラブ筋２８及び第２スラブ筋３０が配置された領域Ｒ１と補強筋３２（第１の鉄筋３４及び第２の鉄筋３６）が配置された領域Ｒ２とが高さ方向においてオーバーラップし、鉄筋を積み重ねた高さを低くできる。

本変更形態においても、最上位の鉄筋は、第２の鉄筋３６であるのでコンクリート１０６の被り量はｈ５である。本実施形態において被り量ｈ５は、所定の被り量ｈ１（図１０）よりも大きい量である。その結果、鉄筋に対してコンクリートの被りを所定量の被りｈ１以上とすることができ、床スラブを構造上必要な厚さに抑えることができる。

尚、上記、第１実施形態の変更形態（１）及び（２）の構成は、後述する第２実施形態及び第３実施形態に適用可能である。

＜＜＜第２実施形態＞＞＞
図７においてスラブ支持構造の第２実施形態について説明する。第２実施形態はスラブ支持構造３８において補強筋４０の構成が異なる点で第１実施形態と相違する。尚、第１の鉄骨梁２０、第２の鉄骨梁２２、第１スタッド２４、第２スタッド２６、第１スラブ筋２８及び第２スラブ筋３０の構成は第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。本実施形態においてスラブ支持構造３８は、一例として第１の鉄骨梁２０、第２の鉄骨梁２２、第１スタッド２４、第２スタッド２６及び補強筋４０とを備えている。尚、図７において、床スラブ１６（コンクリート１０６）の図示を省略している。

本実施形態における補強筋４０は、第１の鉄骨梁２０から第２の鉄骨梁２２に向けて、具体的には図７における－Ｘ＋Ｙ方向（又は＋Ｘ－Ｙ方向）に延びる第１の鉄筋４２と、＋Ｘ方向と＋Ｙ方向とが合成された方向、具体的には＋Ｘ＋Ｙ方向に延び、第１の鉄筋４２と交差する第２の鉄筋４４とを備えてメッシュ状に形成されている。第１の鉄筋４２と第２の鉄筋４４とは交差する部位において結束もしくは固定、一例として溶接されている。

補強筋４０は、第１スタッド２４と係わり合う第１部位４０ａと、第２スタッド２６と係わり合う第２部位４０ｂと、第１部位４０ａと第２部位４０ｂとの間で延びる第３部位４０ｃとを備えている。

第１部位４０ａは、補強筋４０の－Ｙ方向側端部に形成されている。第１部位４０ａには、第１スタッド２４が受け入れられ、コンクリート１０６が打設された後は埋め込まれた状態となる。本実施形態においてもスラブ支持構造３８にコンクリート１０６を打設した際、コンクリート１０６を介して第１スタッド２４と第１部位４０ａとは一体化される。

第２部位４０ｂは、補強筋４０の－Ｘ方向側端部に形成されている。第２部位４０ｂには、第２スタッド２６が受け入れられ、コンクリート１０６が打設された後は埋め込まれた状態となる。第２部位４０ｂは、スラブ支持構造３８にコンクリート１０６を打設した際、コンクリート１０６を介して第２スタッド２６と一体化される。

本実施形態において第３部位４０ｃは、第１部位４０ａと第２部位４０ｂとを繋いでいる。さらに、第１の鉄筋４２は、図９におけるひび割れ１０８を横切る方向、具体的にはひび割れ１０８が拡がる方向であるＡ１方向及びＡ２方向に沿って延設されている。この構成では、スラブ支持構造３８においてコンクリート１０６が打設された際、第１の鉄筋４２とコンクリート１０６との付着力がひび割れ１０８の拡がる方向であるＡ１方向及びＡ２方向（図９）に対して作用するので、コンクリート１０６のＡ１方向及びＡ２方向への収縮を妨げ、ひび割れ１０８の成長を抑制できる。

さらに、本実施形態では、第１の鉄筋４２が第１の鉄骨梁２０と第２の鉄骨梁２２とを繋ぐように配置されているので、例えば、第１の鉄骨梁２０に横座屈を生じさせるような外力が作用した場合、第１の鉄筋４２に加え、第２の鉄骨梁２２も第１の鉄骨梁２０を支えることができ、第１の鉄骨梁２０の横座屈に対する耐力を高めることができる。同様に、第２の鉄骨梁２２に横座屈を生じさせるような外力が作用した場合も、第１の鉄筋４２及び第１の鉄骨梁２０が第２の鉄骨梁２２を支えるので第２の鉄骨梁２２の横座屈に対する耐力を高めることができる。

＜＜＜第３実施形態＞＞＞
図８においてスラブ支持構造の第３実施形態について説明する。第３実施形態はスラブ支持構造４６において補強筋４８の構成が異なる点で第１実施形態と相違する。尚、第１の鉄骨梁２０、第２の鉄骨梁２２、第１スタッド２４、第２スタッド２６、第１スラブ筋２８及び第２スラブ筋３０の構成は第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。本実施形態においてスラブ支持構造４６は、一例として第１の鉄骨梁２０、第２の鉄骨梁２２、第１スタッド２４、第２スタッド２６及び補強筋４８とを備えている。尚、図８において、床スラブ１６（コンクリート１０６）の図示を省略している。

本実施形態における補強筋４８は、第１補強筋５０と、第２補強筋５２とを備えている。第１補強筋５０は、第１部位４８ａと、第３部位４８ｃとを備え、第２補強筋５２は、第２部位４８ｂと、第３部位４８ｃとを備えている。本実施形態において第１部位４８ａは、第１スタッド２４を取り囲む様なフック形状に形成されている。第２部位４８ｂも第２スタッド２６を取り囲む様なフック形状に形成されている。第１部位４８ａ及び第２部位４８ｂもスラブ支持構造４６にコンクリート１０６が打設された際、第１部位４８ａはコンクリート１０６を介して第１スタッド２４と一体化され、第２部位４８ｂはコンクリート１０６を介して第２スタッド２６と一体化される。

本実施形態において、第１補強筋５０の第３部位４８ｃは、第１部位４８ａから第２部位４８ｂに向かう途中で途切れるように構成されている。同様に、第２補強筋５２の第３部位４８ｃは、第２部位４８ｂから第１部位４８ａに向かう途中で途切れるように構成されている。

本実施形態において、第１補強筋５０の第３部位４８ｃは第１部位４８ａから第２部位４８ｂに向けて延び、第２補強筋５２の第３部位４８ｃは、第２部位４８ｂから第１部位４８ａに向けて延びており、その経路の途中で、第１補強筋５０の第３部位４８ｃと第２補強筋５２の第３部位４８ｃとはオーバーラップしている。

本実施形態において、第１部位４８ａ及び第２部位４８ｂはフック状に形成されているので、第１部位４８ａと第１スタッド２４との係わり合い及び第２部位４８ｂと第２スタッド２６との係わり合いをより確実にすることができる。その結果、第１補強筋５０は第１の鉄骨梁２０を補強し、第２補強筋５２は第２の鉄骨梁２２を補強することができ、第１の鉄骨梁２０及び第２の鉄骨梁２２における横座屈の抑制を確実にすることができる。

ここで、図８における符号Ｓ１が付された二点鎖線は、床スラブ１６においてひび割れ１０８（図９）の発生し易い部分を示している。本実施形態では、第１補強筋５０の第３部位４８ｃ及び第２補強筋５２の第３部位４８ｃがひび割れ１０８の発生し易い部分を横切るように配置されている。本実施形態では、第１補強筋５０の第３部位４８ｃと第２補強筋５２の第３部位４８ｃとをひび割れ１０８を横切る方向でオーバーラップさせているので、ひび割れ１０８の成長を抑制できる。

本実施形態では、一例として第１補強筋５０の第３部位４８ｃは、第２補強筋５２の第３部位４８ｃとオーバーラップする領域の長さが第１補強筋５０の直径ｄ３の３０倍から５０倍程度になるように配置されている。同様に、第２補強筋５２の第３部位４８ｃも、第１補強筋５０の第３部位４８ｃとオーバーラップする領域の長さが第２補強筋５２の直径ｄ４の３０倍から５０倍程度になるように配置されている。これにより、第１補強筋５０及び第２補強筋５２は一体として見ることができ、ひび割れ１０８の成長をより確実に抑制できる。

＜＜＜各実施形態における他の変更形態＞＞＞
第１実施形態ないし第３実施形態において鉄骨柱１２は鉄骨として構成したが、この構成に代えて、鉄筋コンクリート、鉄骨鉄筋コンクリート、ＣＦＴ造等の構成であってもよい。

尚、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。

１０ 鉄骨構造物、１２ 鉄骨柱、１４、１００、１０２ 鉄骨梁、１６、１１０ 床スラブ、１８、３８、４６ スラブ支持構造、２０ 第１の鉄骨梁、２２ 第２の鉄骨梁、２４ 第１スタッド、２６ 第２スタッド、２８ 第１スラブ筋、３０ 第２スラブ筋、３２、４０、４８ 補強筋、３２ａ、４０ａ、４８ａ 第１部位、３２ｂ、４０ｂ、４８ｂ 第２部位、３２ｃ、４０ｃ、４８ｃ 第３部位、３４、４２ 第１の鉄筋、３６、４４ 第２の鉄筋、５０ 第１補強筋、５２ 第２補強筋、１０４ 頭付きスタッド、１０６ コンクリート、１１２、１１４ スラブ鉄筋、１１６、１１８ 補強鉄筋、１２０ ひび割れ防止鉄筋、Ａ１、Ａ２ 矢印、Ｒ１、Ｒ２ 領域、ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４、ｈ５ コンクリートの被り量、Ｓ１ ひび割れの発生し易い部分

Claims (6)

1. 鉄骨梁により床スラブを支持するスラブ支持構造であって、
   第１の方向に延び、前記床スラブを支持する第１の鉄骨梁と、
   前記第１の方向と交差する第２の方向に延び、前記床スラブを支持する第２の鉄骨梁と、
   前記第１の鉄骨梁の上部において、前記第１の方向に適宜間隔をおいて設けられた複数の第１スタッドと、
   前記第２の鉄骨梁の上部において、前記第２の方向に適宜間隔をおいて設けられた複数の第２スタッドと、
   前記第１スタッドと係わり合う第１部位、前記第２スタッドと係わり合う第２部位、及び前記第１部位と前記第２部位との間で延びる第３部位を有し、前記第１スタッド及び前記第２スタッドとともに前記床スラブに埋め込まれる補強筋と、を備える、
   ことを特徴とするスラブ支持構造。
2. 請求項１に記載のスラブ支持構造において、前記補強筋は、前記第２の方向に延びる第１の鉄筋と、前記第１の方向に延びて前記第１の鉄筋と交差する第２の鉄筋と、を備えてメッシュ状に形成されている、
   ことを特徴とするスラブ支持構造。
3. 請求項１に記載のスラブ支持構造において、前記補強筋は、前記第１の鉄骨梁から前記第２の鉄骨梁に向けて延びる第１の鉄筋と、前記第１の方向と前記第２の方向とが合成された方向に延びて前記第１の鉄筋と交差する第２の鉄筋と、を備えてメッシュ状に形成されている、
   ことを特徴とするスラブ支持構造。
4. 請求項２又は請求項３に記載のスラブ支持構造において、前記第１の鉄筋と前記第２の鉄筋とは交差する部位において溶接されている、
   ことを特徴とするスラブ支持構造。
5. 請求項１に記載のスラブ支持構造において、前記補強筋の前記第１部位は、前記第１スタッドを囲う様なフック形状で形成され、
   前記補強筋の前記第２部位は、前記第２スタッドを囲う様なフック形状で形成され、
   前記補強筋の前記第３部位は、前記第１部位と前記第２部位とを結ぶ方向に延びる、
   ことを特徴とするスラブ支持構造。
6. 請求項５に記載のスラブ支持構造において、前記補強筋は、前記第１部位を備えるとともに、前記第３部位が、前記第１部位から前記第２部位に向かう途中で途切れる第１補強筋と、
   前記第２部位を備えるとともに、前記第３部位が、前記第２部位から前記第１部位に向かう途中で途切れる第２補強筋と、を備え、
   前記第１補強筋が備える前記第３部位と、前記第２補強筋が備える前記第３部位とが、前記第１部位と前記第２部位とを結ぶ方向においてオーバーラップしている、
   ことを特徴とするスラブ支持構造。
   

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