JP7052949B2 - フラットスラブ構造 - Google Patents

Description

本発明は、フラットスラブ構造に関する。

特許文献１には、コンクリート層またはモルタル層と、木材層とを接着剤によって結合して構成された建築部材（天井部材、床部材、壁部材）が開示されている。

特許文献２には、床コンクリートスラブ打設用エリアの底板として木製の化粧板を配置した状態で、化粧板にコンクリートを打設して形成された合成床構造が開示されている。

特表２００２－５１１９１０号公報 特開２０１３－０８３１０４号公報

直交集成板（ＣＬＴ）等の木質版を用いた無梁構造の場合、一般的な支持方法では柱等に支持される単純支持として扱われる。このため、木質版の中央に作用する応力又は撓みで支持スパンが決定される。よって、木質版の支持スパンを大きくすることに限界があり、改善の余地がある。

本発明は上記事実を鑑み、木質版の支持スパンを大きくすることが目的である。

第一態様は、柱の柱頭部に設けられたキャピタルと、端部が前記キャピタルに支持された木質版と、を備えたフラットスラブ構造である。

第一態様に記載のフラットスラブ構造では、柱頭部にキャピタルを設けることで、木質版の端部の固定度が大きくなる。固定度が高くなることにより木質版の中央に発生する応力及び撓み量が低減され、この結果、木質版の支持スパンを大きくすることができる。

第二態様は、前記キャピタルは、木質材で構成されている、第一態様に記載のフラットスラブ構造である。

第二態様に記載のフラットスラブ構造では、キャピタルを木質材で構成することで、天井面全体を木質とすることが可能となり、意匠性が向上する。

第三態様には、前記柱は、木質材で構成され、上側の前記柱は、下側の前記柱の前記柱頭部に設けられ、前記木質版及び前記キャピタルよりも上部に突出する支持部材で支持されている、第一態様又は第二態様に記載のフラットスラブ構造である。

第三態様に記載のフラットスラブ構造では、柱を木質材で構成することで、天井面及び柱を木質とすることが可能となり、意匠性が向上する。

本発明によれば、木質版の支持スパンを大きくすることができる。

本発明の一実施形態のフラットスラブ構造のＸ方向に沿った縦断面図である。 図１のスラブを下方から見上げた平面図である。 （Ａ）はキャピタルの斜視図であり、（Ｂ）は分割されるキャピタルの平面図であり、（Ｃ）は分割された状態のキャピタルの平面図である。 第一変形例のフラットスラブ構造の図１に対応する縦断面図である。 第二変形例のフラットスラブ構造のスラブを下方から見上げた図２に対応する平面図である。 木質の柱を構成する耐火集成材を一部断面で示す斜視図である。

＜実施形態＞

本発明の一実施形態のフラットスラブ構造について説明する。なお、各図において、鉛直方向を矢印Ｚで示し、水平方向における直交する２方向を矢印Ｘ及び矢印Ｙで示す。

（構造）
本実施形態に係るフラットスラブ構造１０が適用された建物１２の構造について説明する。

図１に示す本実施形態の建物１２における上下階を仕切るスラブ１００は、下面から突出する梁が設けられていない無梁構造のフラットスラブ構造１０となっている。

図２に示すように、建物１２の内部には、木質の柱５０がＸ方向及びＹ方向に間隔をあけて複数設けられている。

図１に示すように、木質の柱５０は、下側柱５０Ａと上側柱５０Ｂとに分断され、これら下側柱５０Ａと上側柱５０Ｂとの間にスラブ１００と後述するキャピタル１５０が通された構造となっている。なお、本実施形態の木質の柱５０（下側柱５０Ａ及び上側柱５０Ｂ（図１参照））は、耐火集成材で構成されている。

ここで、本実施形態の木質の柱５０（下側柱５０Ａ及び上側柱５０Ｂ（図１参照））を構成する耐火集成材の一例について図６を用いて説明する。

図６に示す本実施形態の耐火集成材で構成された柱５０は、荷重を支持する荷重支持部（心材部）５２と、荷重支持部５２の周囲に設けられた耐火被覆層７０と、を有している。また、耐火被覆層７０は、モルタルバー６０が埋設された燃止層（もえどまりそう）５４と燃代層（もえしろそう）５６とで構成されている。なお、燃止部材の一例としてのモルタルバー６０は、モルタル以外の材料、例えば石こう材等の燃止機能を有する材料で形成されていてもよい。

荷重支持部５２は柱５０の中心部分に設けられ、燃止層５４は荷重支持部５２の外側に荷重支持部５２を取り囲むように設けられ、燃代層５６は燃止層５４の外側に燃止層５４を取り囲むように設けられている。

そして、このような三層構造の耐火集成材で構成された柱５０は、火災時には、外側の燃代層５６が燃焼し炭化して炭化層となることで断熱効果を発揮すると共に、燃止層５４を構成するモルタルバー６０が熱を吸収しながら燃焼を停止させることで、中心部にある荷重を支持する荷重支持部５２が火災から保護されるようになっている。

図１に示すように、下側柱５０Ａの柱頭部８０Ａに支持部材２００が設けられている。本実施形態では、支持部材２００は、スラブ１００よりも上部に突出し、上側柱５０Ｂを支持している。支持部材２００は、下側のベースプレート２１０と上側のベースプレート２１２と、これら上下のベースプレート２１０、２１２を連結する柱状の支柱部２２０とを含んで構成されている。下側のベースプレート２１０は、下側柱５０Ａの柱頭部８０Ａに図示していないボルト等で接合され、上側のベースプレート２１２は上側柱５０Ｂの下端部８２Ｂに図示していないボルト等で接合され、支柱部２２０はスラブ１００及びキャピタル１５０を貫通している。なお、支持部２００は、スラブ１００よりも上部に突出しておらず、支持部材２２０の上端がスラブ１００の上面と同一面であってもよい。

キャピタル１５０は、各柱５０の下側柱５０Ａの柱頭部８０Ａにそれぞれ接合され支持されている（図２も参照）。なお、本実施形態では、正確には、下側柱５０Ａの柱頭部８０Ａに接合された支持部材２００の下側のベースプレート２１０の上に接合され支持されている。スラブ１００は、キャピタル１５０に支持されている。

図２に示すように、本実施形態のキャピタル１５０は、平面視四角状であり、２ＷＡＹキャピタルとなっている。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、キャピタル１５０には、中央部に貫通孔１６０が形成され、この貫通孔１６０に支持部材２００の支柱部２２０（図１参照）が挿通している。

図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示すように、本実施形態のキャピタル１５０は、端面１５２Ａに平面視半円状の凹部１６２が形成された二枚の分割板１５２を接合して構成されている。そして、分割板１５２の凹部１６２を支持部材２００の支柱部２２０（図１参照）にはめ込み、端面１５２Ａ同士を接合することで、キャピタル１５０となると共に凹部１６２同士が繋がり支柱部２２０（図１参照）が挿入された貫通孔１６０が形成される。

図１に示すように、スラブ１００は、複数の木質版１２０と、この木質版１２０の上面１２０Ａに接合されたコンクリート版１１０と、で構成された合成スラブである。

コンクリート版１１０内には、図示していない主筋及び配力筋が平面視で格子状に配筋されている。コンクリート版１１０は、現場で木質版１２０の上に打設してもよいし、工場や現場で製造するプレキャスト版を接着剤等で接合してもよい。

図１及び図２に示すように、各木質版１２０は、隅部１２２がキャピタル１５０に支持されている、

図１に示すように、本実施形態の木質版１２０は、直交集成材（ＣＬＴ、Ｃｒｏｓｓ Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｔｉｍｂｅｒ）で構成されている。木質版１２０を構成する直交集成材は、ラミナ（ひき板）１２４を並べた複数層をラミナ１２４の木質繊維１２６の繊維方向が層ごとに直交するように重ねて接着したパネル材である。

なお、本実施形態のキャピタル１５０も直交集成材（ＣＬＴ、Ｃｒｏｓｓ Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｔｉｍｂｅｒ）で構成されている。なお、本実施形態では、木質版１２０及びキャピタル１５０は、ラミナ（ひき板）１２４を五層積層した五層構造であるが、これに限定されるものではない。それぞれ４層以下又は六層以上であってもよい。また、木質版１２０とキャピタル１５０とが、異なる層構造、例えば、木質版１２０は五層構造でキャピタル１５０は三層構造であってもよい。

本実施形態では、スラブ１００を構成する木質版１２０は、キャピタル１５０と接着剤によって接合されているが、これに限定されない。接着剤以外の接合手段、例えばビスで接合されていてもよい。また、木質版１２０とキャピタル１５０とは、接合されていなくてもよい。

また、本実施形態では、スラブ１００（木質版１２０）の下面１００Ａ、キャピタル１５０の下面１５０Ａ及び側面１５０Ｂ（図３（Ａ）も参照）は、透明な耐火膜９０で被覆されているが、被覆されていなくてもよい。

＜作用及び効果＞
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

本実施形態のスラブ１００は、木質版１２０の上面１２０Ａにコンクリート版１１０が設けられた合成スラブであるので、鉄筋コンクリートのみで構成されたスラブよりも軽量化されると共に、木質版のみで構成されたスラブよりも耐火性能及び防音性能が向上する。

また、柱５０の下側柱５０Ａの柱頭部８０Ａに２ＷＡＹのキャピタル１５０を設け、このキャピタル１５０にスラブ１００を構成する木質版１２０の隅部１２２が支持されている。よって、木質版１２０の隅部１２２の固定度が大きくなる。隅部１２２の固定度が高くなることにより木質版１２０の中央に発生する応力及び撓み量が低減され、この結果、木質版１２０の支持スパンを大きくすることができる。そして、木質版１２０の支持スパンが大きくなることで、無梁構造における柱５０の間隔が広くなり、大空間を実現できる。

また、本実施形態のように、スラブ１００を構成する木質版１２０とキャピタル１５０とを接着剤によって接合することによって、これらが一体的に挙動する場合、実質的に隅部１２２（端部）の断面の梁成が大きくなり、隅部１２２（端部）の曲げ耐力及びせん断耐力が向上する。

また、キャピタル１５０を木質材（本実施形態では直交集成材）で構成することで、スラブ１００及びキャピタルで構成する天井面全体を木質とすることが可能となり、意匠性が向上する。

更に、本実施形態では、柱５０を木質材（本実施形態では耐火集成材）で構成することで、天井面全体及び柱５０を木質とすることが可能となり、意匠性が更に向上する。

＜変形例＞
次に、本実施形態の変形例について説明する。

［第一変形例］
第一変形例について説明する。

図４に示す第一変形例では、スラブ１００の木質版１２０とキャピタル１５０との間に接合層１７０を設けている。木質版１２０とキャピタル１５０との間に接合層１７０を設けて接合することで、上記実施形態のようにキャピタル１５０が複数の分割板１５２を接合して構成されている場合、複数の分割板１５２と複数の木質版１２０とが一体化し、木質版１２０の固定度が向上する。

接合層１７０としては、モルタル、コンクリート及びグラウト等の充填材や鉄板等を用いることができる。

［第二変形例］
第二変形例について説明する。

図５に示す第二変形例では、キャピタル２５０は、Ｙ方向に沿った１ＷＡＹのキャピタルである。キャピタル２５０は、柱５０の下側柱５０Ａの柱頭部８０Ａ（図１参照）に掛け渡され接合されている。そして、スラブ１００を構成する木質版１２０のＸ方向の端部１２８がキャピタル２５０に掛け渡され支持されている。

なお、図示は省略するが、本変形例のキャピタル２５０も複数の分割板を接合して一体化した構造である。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態及び変形例に限定されない。

例えば、上記実施形態及び変形例では、木質版１２０は、直交集成材で構成されているが、これに限定されない。例えば、単板の繊維方向を揃えて積層し接着した単板積層材（ＬＶＬ（Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｖｅｎｅｅｒ Ｌｕｍｂｅｒ））であってもよいし、無垢材であってもよい。

また、例えば、上記実施形態及び変形例では、キャピタル１５０、２５０は、直交集成材で構成されているが、これに限定されない。例えば、単板の繊維方向を揃えて積層し接着した単板積層材（ＬＶＬ（Ｌａｍｉｎａｔｅｄ Ｖｅｎｅｅｒ Ｌｕｍｂｅｒ））であってもよいし、無垢材であってもよい。更に、木質材以外の材質で構成されていてもよい。例えば、鉄筋コンクリートで構成されていてもよい。鉄筋コンクリートの場合は、プレキャストコンクリートであってもよい。

また、例えば、上記実施形態及び変形例では、キャピタル１５０、２５０は、複数の分割板を接合して一体化した構造であるが、これに限定されない。キャピタル１５０、２５０は分割しない構造であってもよい。なお、その場合は、支持部材２００が上下に分割され、挿通孔に挿入して接合し一体化すればよい。

また、上記実施系では、スラブ１００は、木質版１２０の上にコンクリート版１１０を接合した合成スラブであったが、これに限定されない。木質版１２０のみでスラブが構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、柱５０は耐火集成材で構成されていたがこれに限定されない。耐火集成材以外の木質の材料で構成されていてもよい。更に木質以外、例えば鉄骨や鉄筋コンクリートで構成されていてもよい。

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

１０ フラットスラブ構造
５０ 柱
８０Ａ 柱頭部
１００ スラブ
１２０ 木質版
１２２ 隅部（端部の一例）
１２８ 端部
１５０ キャピタル
２００ 支持部材
２５０ キャピタル

Claims (4)

1. 木質の下側柱の柱頭部に載せられた木質のキャピタルと、
   前記キャピタルに載せられた木質版の端部と、
   前記木質版の端部の上に設けられた木質の上側柱と、
   を備え、
   前記上側柱は、前記下側柱の前記柱頭部に設けられ、前記木質版及び前記キャピタルよりも上部に突出する支持部材で支持され、
   前記支持部材は、
   前記下側柱の前記柱頭部の上に接合された下側のベースプレートと、前記上側柱の下端部に接合された上側のベースプレートと、前記キャピタルを貫通し上下の前記ベースプレートを連結する柱状の支柱部と、を含んで構成されている、
   フラットスラブ構造。
2. 前記キャピタルは、端面に凹部が形成された二枚の分割板で構成され、
   前記分割板の前記凹部が前記支持部材の前記支柱部にはめ込まれ、前記端面同士が接合され、一体化している、
   請求項１に記載のフラットスラブ構造。
3. 前記木質版と前記キャピタルとの間に接合層が設けられている、
   請求項２に記載のフラットスラブ構造。
4. 前記キャピタルは、一方向に延び、隣り合う前記下側柱の前記柱頭部に掛け渡されている、
   請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のフラットスラブ構造。

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