JP7051358B2 - プレキャスト合成スラブ、拡幅用プレート、及びプレキャスト合成スラブを用いた床構造、並びに建物 - Google Patents

Description

この発明は、プレキャスト合成スラブの技術分野に属し、さらにいえば、従来から施工現場でコンクリートを打設するために用いられる波形鋼板にエンボスや鍵溝等の合成機構を施した合成スラブ用デッキプレートを用いて実現したプレキャスト合成スラブに関する。

主に鉄骨造で使用される波形鋼板にエンボスや鍵溝等の合成機構を施した合成スラブ用デッキプレートは、デッキプレートが型枠の役割を果たし、また、コンクリート硬化後は引張鉄筋の役割も果たす合理的な施工を実現でき、スラブの軽量化が図れるなどメリットが多いことから、デッキプレートのなかでも６割程度のシェアを占める等、近年も需要が伸び続けている。

その一方、現在実用化されているプレキャストスラブは、鉄筋コンクリート板やＡＬＣパネル（軽量気泡コンクリート）が一般的であり、前記合成スラブ用デッキプレートを用いて実現したプレキャスト合成スラブの実施例は無い。せいぜい特許文献１に記載したような、前記合成スラブ用デッキプレートを用いてハーフ型のプレキャスト合成スラブを施工し、現場でコンクリートを打設する技術に止まる（同文献１の図１等参照）。

特開平０７－２０７７９４号公報

前記合成スラブ用デッキプレートを用いたプレキャスト合成スラブは、現場でコンクリートを打設する手間が省け、施工性が良いにもかかわらずこれまで実用化されていない。
その理由の１つして考えられるのは、前記合成スラブ用デッキプレートは、山部と谷部とが傾斜部を介して交互に連なる波形鋼板からなる形状的特性故に、スラブが等厚にならないほか、山部と谷部のトップ（平面部）の幅寸が１１５～１２５ｍｍ程度と狭く、集合住宅等のスラブ（床）に要求される設備配管用の貫通孔（縦孔）を適正に設けることができない点が挙げられる。

すなわち、仮に、前記合成スラブ用デッキプレートをそのまま用いてプレキャスト合成スラブを実現できたとしても、以下の点で、設備配管の設置に難渋することは明らかであった。
（１）先ず、設備配管用の孔径には、φ１２５～１５０ｍｍ程度が要求され、これを満たす貫通孔を穿設するには、どうしても、山部と谷部との間の傾斜部も含めて穿設する必要があり、施工に手間がかかり、非常に煩雑であった。
（２）仮に、貫通孔を穿設できたとしても、貫通孔を通すスラブ厚は耐火性能の観点から通常１００ｍｍ以上必要とされ、デッキの山部のスラブ厚が薄くなる部分（通常５０～８０ｍｍ程度）を貫通させると、配管を塩ビ管から不燃材に変更しなければならない等、配管仕様の変更または配管サイズの限定等、大幅な仕様変更となり実用的でなく、不経済であった。

本発明は、上述した背景技術の課題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、前記合成スラブ用デッキプレートに工夫を施した上でコンクリートを打設してプレキャスト合成スラブを実現することにより、設備配管用の貫通孔が要求される集合住宅等の床であってもスムーズに対応可能な、施工性、経済性に優れたプレキャスト合成スラブ、拡幅用プレート、及びプレキャスト合成スラブを用いた床構造、並びに建物を提供することにある。

上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係るプレキャスト合成スラブは、山部と谷部とが傾斜部を介して交互に連なり波形断面をなす合成スラブ用デッキプレートの幅方向両端部の谷部に、設備配管通し用の孔が穿設された水平部と前記山部よりも高い高さ寸法を有する立ち上がり部とから成る断面略Ｌ字形の拡幅用プレートが、前記水平部を前記谷部に掛け留めることにより、当該合成スラブ用デッキプレートの全長にわたって設けられ、前記合成スラブ用デッキプレート及び前記拡幅用プレートの表面にコンクリートが打設されると共に、前記穿設された孔を通るコンクリート貫通孔が形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載したプレキャスト合成スラブにおいて、前記拡幅用プレートの水平部の幅方向端縁部には、前記合成スラブ用デッキプレートの継手部に掛け留めて幅方向へのずり動きを防止する掛け留め部が形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載したプレキャスト合成スラブにおいて、前記拡幅用プレートの立ち上がり部は、隣接する他の拡幅用プレートの立ち上がり部と噛み合い可能な凹凸形状に形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、請求項１～３のいずれか１項に記載したプレキャスト合成スラブにおいて、前記拡幅用プレートの水平部の幅寸は、１５０ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする。

請求項５に記載した発明は、請求項１～４のいずれか１項に記載したプレキャスト合成スラブにおいて、前記拡幅用プレートの立ち上がり部の高さは、６０ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする。

請求項６に記載した発明に係る拡幅用プレートは、山部と谷部とが傾斜部を介して交互に連なり波形断面をなす合成スラブ用デッキプレートの幅方向へ連設可能で、かつ設備配管通し用の孔が穿設された水平部と、当該水平部の一端部から立ち上がる前記山部よりも高い高さ寸法を有する立ち上がり部とで断面略Ｌ字形に形成され、当該合成スラブ用デッキプレートの全長と略等しい長さを備えており、
前記合成スラブ用デッキプレートに連設された状態で表面にコンクリートが打設されて、前記穿設された孔を通るコンクリート貫通孔が形成されて成るプレキャスト合成スラブが構築されることを特徴とする。
請求項７に記載した発明に係る床構造は、請求項１～５のいずれかに記載のプレキャスト合成スラブを用いて成ることを特徴とする。
請求項８に記載した発明に係る建物は、請求項７に記載の床構造を用いて構築されることを特徴とする。
［発明の効果］

本発明に係るプレキャスト合成スラブ、拡幅用プレート、及びプレキャスト合成スラブを用いた床構造、並びに建物によれば、以下の効果を奏する。
（１）合成スラブ用デッキプレート自体を一切損傷等することなく、その両端部に付設（敷設）した拡幅用プレートに簡単かつ確実に設備配管用の貫通孔を形成することができる。よって、施工性、経済性、および品質性に優れたプレキャスト合成スラブを構築することができる。また、設備配管等の耐火仕様は従来から実用化されているプレキャストスラブ（鉄筋コンクリート板やＡＬＣパネル）と同様の仕様で済むので経済的、かつ合理的である。
（２）拡幅用プレートの水平部の幅寸を調整することで、合成スラブ用デッキプレート、ひいてはプレキャスト合成スラブの幅調整も簡易に柔軟に行うことができる。よって、自在性、融通性に富むスラブの構造設計を実現することができる。
（３）拡幅用プレートは、型枠の役割を果たすほか、運搬時等のプレキャスト合成スラブを保護する役割も果たす。

Ａ、Ｂは、本発明にかかるプレキャスト合成スラブの実施例を示した立面図である。 Ａは、図１Ａ、Ｂの左側拡大図であり、Ｂは、同右側拡大図であり、Ｃは、Ａの拡幅用プレートを示した正面図であり、Ｄは、Ｂの拡幅用プレートを示した正面図である。 Ａは、図１Ａに示したプレキャスト合成スラブを平面方向からみた概略図であり、Ｂは、ＡのＢ－Ｂ線矢視端面図である。なお、Ａについて、コンクリート（３）は図示の便宜上省略した。 Ａ～Ｃは、本発明に係るプレキャスト合成スラブに用いる拡幅用プレートの立ち上がり部のバリエーションを示した立面図である。 Ａ、Ｂは、図１とは異なる形態の合成スラブ用デッキプレートを用いて製造したプレキャスト合成スラブの実施例を示した立面図である。 本発明にかかるプレキャスト合成スラブの異なる実施例（ハーフ型のプレキャスト合成スラブ）を示した立面図である。

次に、本発明に係るプレキャスト合成スラブの実施例を図面に基づいて説明する。

本発明に係るプレキャスト合成スラブ１０は、図１、図２に示したように、山部と谷部とが傾斜部を介して交互に連なり波形断面をなす合成スラブ用デッキプレート１の幅方向両端部の谷部に、設備配管通し用の孔（通し孔）２ｃが穿設された水平部２ａと前記山部よりも高い高さ寸法を有する立ち上がり部２ｂとから成る断面略Ｌ字形の拡幅用プレート２が、前記水平部２ａを前記谷部に掛け留めることにより、当該合成スラブ用デッキプレート１の全長（スパン長）にわたって設けられ、前記合成スラブ用デッキプレート１及び前記拡幅用プレート２の表面にコンクリート３が打設されると共に、前記穿設された孔２ｃを通るコンクリート貫通孔４が形成されている。
なお、図示の便宜上省略しているが、前記コンクリート３の内部には、ひび割れ防止のため、コンクリート３の上面からかぶり厚さ３０ｍｍ程度の部位に溶接金網、異径鉄筋等のひび割れ拡大防止筋が配設されている。
要するに、本発明に係るプレキャスト合成スラブ１０は、前記合成スラブ用デッキプレート１と、前記拡幅用プレート２と、前記コンクリート３と、前記ひび割れ拡大防止筋で構築される。

先ず、本発明に適用される前記合成スラブ用デッキプレート１について説明する。
この合成スラブ用デッキプレート１は、山部と谷部とが傾斜部を介して交互に連なり波形断面をなす鋼板で形成され、さらに谷部に鍵溝を、傾斜部に段部を備えた構成で実施されている。この合成スラブ用デッキプレート１の寸法は、一例として、幅が６００ｍｍ程度（２山タイプ）、高さ（山高）が５０ｍｍ程度、山部と谷部のトップ（平面部）の幅寸が１１５～１２５ｍｍ程度、板厚が１．０～１．６ｍｍ程度、全長（スパン長）が１．８～３．６ｍ程度で実施されている。
なお、前記合成スラブ用デッキプレート１の形態（形状、寸法）はこの限りではなく、設置面積、支持梁の設置間隔、構造上必要な強度等の構造設計に応じて適宜設計変更される。例えば、図１Ｂでは、一側（右側）に、幅が３００ｍｍ程度の１山タイプの合成スラブ用デッキプレート１が用いられている。図５Ａ、Ｂでは、高さ（山高）が７５ｍｍ程度の合成スラブ用デッキプレート１１が用いられている。
上記説明した合成スラブ用デッキプレート１を、単体で、或いは必要に応じ、図示例のように継手部を利用して幅方向に連結した複合体で、図３Ａに概略的に示したような、平面方向からみて矩形状の合成スラブ用デッキプレート１を構成する。
ちなみに、図１Ａでは、幅方向に２体の合成スラブ用デッキプレート１を連結した複合体の合成スラブ用デッキプレート１（幅１．２ｍ程度、スパン２～３ｍ程度）を構成している。
以下、合成スラブ用デッキプレート１と言う場合は、単体で構成した場合と複合体で構成した場合の双方を指す。

次に、前記拡幅用プレート２について説明する。
この拡幅用プレート２は金属製であり、上記したように、前記水平部２ａと前記立ち上がり部２ｂとから成る断面略Ｌ字形に形成され、前記合成スラブ用デッキプレート１の全長（スパン長）と略等しい長さで実施される。
図示例に係る拡幅用プレート２の水平部２ａの幅寸は１５０ｍｍ程度で実施され、立ち上がり部２ｂの高さは１００ｍｍ程度で実施される。なお、当該寸法はこの限りではなく、前者は１５０ｍｍ以上であればよく、後者は６０ｍｍ以上であればよい。ちなみに板厚は、使用する合成スラブ用デッキプレート１の板厚と略同厚とされる。

前記拡幅用プレート２は、その水平部２ａの幅方向端縁部に、前記合成スラブ用デッキプレートの継手部に掛け留めて幅方向へのずり動きを防止する鍵状の掛け留め部５が形成されている。図示例に係る掛け留め部５は、前記合成スラブ用デッキプレート１の左側継手部の上面にぴったり重なり合い、かつ、左右両側の継手部の基端部に良好に掛け留まる鍵状に形成されている。前記掛け留め部５を除いた水平部２ａは、前記掛け留め部５を前記継手部に掛け留めたとき、前記合成スラブ用デッキプレート１の谷部の平面部と略面一となる形状で実施されている。
なお、本実施例では、合成スラブ用デッキプレート１の左右に設ける拡幅用プレート２、２（掛け留め部５、５）を、作業性のほか、荷扱い性、製造コストの観点から、一対（同形同大）の、いわゆる方向性を問わない形態で実施しているがこの限りではない。
また、前記掛け留め部５の形状は、鍵状の限りではなく、合成スラブ用デッキプレート１の継手部に掛け留め可能な形態であれば適宜設計変更可能である。
なお、前記掛け留め部５の位置決めのために点付け溶接する等の作業上の工夫は適宜行われるところである。

前記拡幅用プレート２の水平部２ａの幅寸を１５０ｍｍ以上に設定した意義は、当該部位に集合住宅等のスラブ（床）に要求される設備配管通し用のコンクリート貫通孔（以下、「貫通孔」と略す場合がある。）４を適正に設けるためである（図３参照）。さらに言えば、前記拡幅用プレート２の存在意義は、当該拡幅用プレート２に前記設備配管通し用の貫通孔４を集中配置させることにより、所要の強度・剛性を保有するプレキャスト合成スラブ１０を施工性及び経済性よく至極合理的に構築するためにある。
すなわち、拡幅用プレート２が存在しない合成スラブ用デッキプレート１であれば、設備配管通し用の貫通孔４の孔径に、φ１２５～１５０ｍｍ程度が要求され、これを満たす貫通孔４を穿設するには、どうしても、山部と谷部との間の傾斜部も含めて穿設する必要があり、施工に手間がかかり、非常に煩雑であった。また、なにより、このような煩雑な施工により構築したプレキャスト合成スラブは、当該デッキプレート１自体に比較的大きい貫通孔４を複数穿設したことによる断面欠損等を考慮すると、品質に悪影響を及ぼす虞があった。この点、本発明では、前記合成スラブ用デッキプレート１に付設した拡幅用プレート２の水平部２ａの幅寸を１５０ｍｍ以上に設定しているので、当該水平部２ａに前記設備配管通し用の貫通孔４を簡単かつ良好に設けることができる。
具体的には、拡幅用プレート２の所定の水平部２ａに設備配管通し用の通し孔２ｃを穿設しておき、当該通し孔２ｃに予め、形成する貫通孔４を象（かたど）った所定の高さ（前記立ち上がり部２ｂの高さ以上）のボイド管や発泡スチロール等の脱着可能な詰め部材を装着して（立て込んで）コンクリート３を打設し、コンクリート３養生後に前記詰め部材を引き抜くと、当該部位にコンクリート貫通孔４を簡単に形成することができる。
なお、前記設備配管通し用の貫通孔４の数量及び設置間隔は、もちろん図示例の限りでなく、構造設計に応じて適宜設計変更可能である。

前記拡幅用プレート２の立ち上がり部２ｂの高さを６０ｍｍ以上に設定した意義は、構造設計上、プレキャスト合成スラブ１０を構築するに際し、通常、コンクリート厚を少なくとも５０ｍｍ確保する必要があることによる。
すなわち、図１に係る合成スラブ用デッキプレート１に用いる拡幅用プレート２の立ち上がり部２ｂは、少なくとも１００ｍｍ程度は必要となり、図５に係るプレキャスト合成スラブ２０の合成スラブ用デッキプレート１１に用いる拡幅用プレート１２の立ち上がり部１２ｂは、少なくとも１２５ｍｍ程度は必要となる。前記６０ｍｍと設定したのは、プレキャスト合成スラブ１０がいわゆるハーフ型のプレキャスト合成スラブの場合を考慮したことによる（図６参照）。

したがって、前記プレキャスト合成スラブ１０の構築方法は、工場等において、先ず合成スラブ用デッキプレート１を構造設計に応じて所要の数量敷き並べて要所を連結し、所定の大きさの矩形状の合成スラブ用デッキプレート１を形成する。
次に、前記合成スラブ用デッキプレート１の幅方向両端部に一対の拡幅用プレート２、２を当該合成スラブ用デッキプレート１の全長（スパン長）にわたって配置し、その掛け留め部５を当該デッキプレート１の継手部に掛け留めて連結（接続）する。その際に、前記拡幅用プレート２の水平部２ａに穿設した孔（通し孔）２ｃに前記詰め部材を装着しておく。
次に、溶接金網等のひび割れ拡大防止筋を適宜配設した後、当該デッキプレート１の長手方向両端部に型枠を配設した上でコンクリート３を打設する。拡幅用プレート２における前記掛け留め部５を除いた水平部２ａと前記合成スラブ用デッキプレート１の谷部の平面部とは略面一状態にあるので、安定した状態でコンクリートの打設作業を行うことができる。また、前記デッキプレート１の幅方向両端部は拡幅用プレート２、２の立ち上がり部２ｂ、２ｂが型枠の役割を果たすので、良好なコンクリート打設作業を行うことができる。
次に、コンクリート養生後に前記型枠を取り外し（脱型し）、前記詰め部材を引き抜く。そうすると、幅方向両端部の所要の部位に設備配管通し用のコンクリート貫通孔４が穿設されたプレキャスト合成スラブ１０が構築される。

前記プレキャスト合成スラブ１０によれば、合成スラブ用デッキプレート１自体を一切損傷等することなく、その両端部に付設（敷設）した拡幅用プレート２（の水平部２ａ）に、簡単かつ確実に設備配管通し用の貫通孔４を形成することができる。よって、施工性、経済性、および品質性に優れたプレキャスト合成スラブ１０、ひいては床構造、さらには建物を構築することができる。
梁部材との接合は、プレキャスト合成スラブ内にインサートを埋め込むことで、梁とボルト接合とすることにより、現場でのコンクリート打設作業を不要にできる。

図４は、前記プレキャスト合成スラブ１０の異なる実施例を示している。
この実施例２に係るプレキャスト合成スラブは、上記実施例１に係るプレキャスト合成スラブ１０と比し、その拡幅用プレート２の立ち上がり部２ｂが、ストレート形状ではなく、隣接する他の拡幅用プレートの立ち上がり部と噛み合い可能な凹凸形状に形成されている点が相違する。
すなわち、図４に示した拡幅用プレート２１ａ～２３ａは、隣接する拡幅用プレート２１ｂ～２３ｂと互いに噛み合い可能な凹凸形状で実施しているので、拡幅用プレート２１ａ～２３ａを用いて構築したプレキャスト合成スラブ１０は、隣接する拡幅用プレート２１ｂ～２３ｂを用いて構築したプレキャスト合成スラブ１０と、適宜接着剤を用いて互いに噛み合うように配設できる。よって、上記実施例１の作用効果（前記段落［００２５］参照）に加え、隣接するプレキャスト合成スラブ１０に作用する鉛直方向の荷重に効果的に抵抗できる等、より強度・剛性に優れた床構造、ひいては建物を実現できる。

以上、実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
例えば、図６に示したように、合成スラブ用デッキプレート１の谷部に定着鉄筋９を配設し、図１等に示した拡幅用プレート２等の高さを低く（例えば、６０ｍｍ程度に）設定した拡幅用プレート２４を用いることで、簡単に、ハーフ型のプレキャスト合成スラブを構築することもできる。

１ 合成スラブ用デッキプレート
２ 拡幅用プレート
２ａ 水平部
２ｂ 立ち上がり部
２ｃ 孔（通し孔）
３ コンクリート
４ コンクリート貫通孔（貫通孔）
５ 掛け留め部
９ 定着鉄筋
１０ プレキャスト合成スラブ
１１ 合成スラブ用デッキプレート
１２ 拡幅用プレート
１２ａ 水平部
１２ｂ 立ち上がり部
２０ プレキャスト合成スラブ
２１ａ 拡幅用プレート
２１ｂ 拡幅用プレート
２２ａ 拡幅用プレート
２２ｂ 拡幅用プレート
２３ａ 拡幅用プレート
２３ｂ 拡幅用プレート
２４ 拡幅用プレート

Claims (8)

1. 山部と谷部とが傾斜部を介して交互に連なり波形断面をなす合成スラブ用デッキプレートの幅方向両端部の谷部に、設備配管通し用の孔が穿設された水平部と前記山部よりも高い高さ寸法を有する立ち上がり部とから成る断面略Ｌ字形の拡幅用プレートが、前記水平部を前記谷部に掛け留めることにより、当該合成スラブ用デッキプレートの全長にわたって設けられ、前記合成スラブ用デッキプレート及び前記拡幅用プレートの表面にコンクリートが打設されると共に、前記穿設された孔を通るコンクリート貫通孔が形成されていることを特徴とする、プレキャスト合成スラブ。
2. 前記拡幅用プレートの水平部の幅方向端縁部には、前記合成スラブ用デッキプレートの継手部に掛け留めて幅方向へのずり動きを防止する掛け留め部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載したプレキャスト合成スラブ。
3. 前記拡幅用プレートの立ち上がり部は、隣接する他の拡幅用プレートの立ち上がり部と噛み合い可能な凹凸形状に形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載したプレキャスト合成スラブ。
4. 前記拡幅用プレートの水平部の幅寸は、１５０ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載したプレキャスト合成スラブ。
5. 前記拡幅用プレートの立ち上がり部の高さは、６０ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載したプレキャスト合成スラブ。
6. 山部と谷部とが傾斜部を介して交互に連なり波形断面をなす合成スラブ用デッキプレートの幅方向へ連設可能で、かつ設備配管通し用の孔が穿設された水平部と、当該水平部の一端部から立ち上がる前記山部よりも高い高さ寸法を有する立ち上がり部とで断面略Ｌ字形に形成され、当該合成スラブ用デッキプレートの全長と略等しい長さを備えており、
   前記合成スラブ用デッキプレートに連設された状態で表面にコンクリートが打設されて、前記穿設された孔を通るコンクリート貫通孔が形成されて成るプレキャスト合成スラブが構築されることを特徴とする、拡幅用プレート。
7. 請求項１～５のいずれかに記載のプレキャスト合成スラブを用いて成ることを特徴とする、床構造。
8. 請求項７に記載の床構造を用いて構築されることを特徴とする、建物。

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