JP7121640B2 - 床スラブ - Google Patents

Description

本発明は、床スラブに関する。

高層化された建物の建設において、施工の容易化及び工期の短縮を図るため床スラブにプレキャストコンクリート板を適用する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、プレキャストコンクリート板とプレキャストコンクリート板の上方に敷設される床板との間に排水管の設置スペースを形成するとともに、プレキャストコンクリート板とプレキャストコンクリート板の下方に設けられる天井板との間に換気ダクトの設置スペースを形成し、排水管を収容する第１の溝がプレキャストコンクリート板の上面に設けられ、換気ダクトを収容する第２の溝がプレキャストコンクリート板の下面に設けられている多層建物の床スラブが開示されている。

特開２００９－１２７２１４号公報

ところで、高層化された建物では、上部構造の重量増大により地下躯体や基礎に掛かる負担が非常に大きくなる。そのため、軟弱な地盤に建設する場合などでは、地盤の支持力の確保が課題となることが多くある。したがって、高層化された建物の軽量化は大きな課題であり、軽量化が実現できれば施工性の向上も見込まれる。

そこで本発明は、軽量化された床スラブを提供することを目的とする。

本発明は、主に荷重を支持する合成樹脂成型体と、合成樹脂成型体の下方を被覆する耐火部材とを備えた床スラブである。

この構成によれば、コンクリートよりも軽量である合成樹脂成型体により主に荷重が支持されるため、床スラブの軽量化を図ることができる。また、耐火部材により、合成樹脂成型体の下方が被覆されるため、床スラブは下方からの火炎に対して必要な耐火性能を有する。

この場合、合成樹脂成型体は、複数の内部空間部と複数の内部空間部のそれぞれを区画する隔壁とを有することが好適である。

この構成によれば、合成樹脂成型体は、複数の内部空間部と複数の内部空間部のそれぞれを区画する隔壁とを有するため、床スラブの剛性を維持しつつ軽量化を図ることができる。

また、耐火部材は、耐火面材から形成されていてもよい。

この構成によれば、耐火部材は、耐火面材から形成されているため、単純な構成により耐火部材の軽量化を図ることができる。

また、耐火部材は、合成樹脂成型体に取り付けられた合成樹脂パネルと、合成樹脂パネルに積層された耐火面材とから形成されていてもよい。

この構成によれば、耐火部材は、合成樹脂成型体に取り付けられた合成樹脂パネルと、合成樹脂パネルに積層された耐火面材とから形成されているため、単純な構成により耐火部材の高強度化と軽量化とを図ることができる。

一方、耐火部材は、プレキャストコンクリートから形成されていてもよい。

この構成によれば、耐火部材はプレキャストコンクリートから形成されているため、耐火部材が構造部材を兼ねることができ、合成樹脂成型体により殆どの荷重を負担する場合よりもコスト削減を図ることができる。

耐火部材がプレキャストコンクリートから形成されている場合、合成樹脂成型体と耐火部材とが互いに接触する少なくとも一部の部位では凸面部と凹面部とが互いに嵌合することにより、合成樹脂成型体と前記耐火部材とが互いに組み合わされていてもよい。

この構成によれば、合成樹脂成型体とプレキャストコンクリートから形成された耐火部材とが互いに接触する少なくとも一部の部位では凸面部と凹面部とが互いに嵌合することにより、合成樹脂成型体と耐火部材とが互いに組み合わされているため、合成樹脂成型体と耐火部材とが互いに接触する部位へのせん断応力が互いに伝達されることによって、せん断応力に対する耐久性を向上させることができる。

また、耐火部材がプレキャストコンクリートから形成されている場合、合成樹脂成型体の少なくとも一部は、耐火部材の内部に埋設されていてもよい。

この構成によれば、合成樹脂成型体の少なくとも一部は、プレキャストコンクリートから形成された耐火部材の内部に埋設されているため、合成樹脂成型体が引張材として機能し、耐火部材の耐久性及び強度を向上させることができる。

また、合成樹脂成型体の上方を被覆する耐火部材をさらに備えることが好適である。

この構成によれば、合成樹脂成型体の上方を被覆する耐火部材をさらに備えるため、床スラブの上方からの火炎に対する耐火性能を向上させることができる。

本発明の床スラブによれば、床スラブの軽量化を図ることができる。また、床スラブは必要な耐火性能を有する。

第１実施形態に係る床スラブを示す縦断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は合成樹脂成型体の例を示す斜視図である。 第２実施形態に係る床スラブを示す縦断面図である。 第３実施形態に係る床スラブを示す縦断面図である。 第４実施形態に係る床スラブを示す縦断面図である。 図５のα線による縦断面図である。 第５実施形態に係る床スラブを示す縦断面図である。 第６実施形態に係る床スラブを示す縦断面図である。 図８のβ線による縦断面図である。 第７実施形態に係る床スラブを示す縦断面図である。 図１０のγ線による縦断面図である。 第８実施形態に係る床スラブを示す縦断面図である。 図１２のδ線による縦断面図である。 第９実施形態に係る床スラブを示す縦断面図である。 図１３のε線による縦断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１に示す本発明の第１実施形態の床スラブ１Ａは超高層建物に適用され、例えば、従来の超高層建物を超える超超高層建物に適用される。床スラブ１Ａは、主に荷重を支持する合成樹脂成型体２Ａと、合成樹脂成型体２Ａの下方を被覆する耐火部材３Ａとを備える。また、床スラブ１Ａは、合成樹脂成型体２Ａの上方を被覆する耐火部材３Ａをさらに備える。

図１及び図２（Ａ）に示すように、主に荷重を支持する合成樹脂成型体２Ａは、複数の内部空間部２ｓと複数の内部空間部２ｓのそれぞれを区画する隔壁２ｗとを有する。主に荷重を支持するとは、例えば、床スラブ１Ａへの荷重の５０％以上を支持することを意味する。本実施形態では、合成樹脂成型体２Ａが床スラブ１Ａへの荷重の全部を支持し、耐火部材３Ａの剛性及び強度により床スラブ１Ａへの荷重を支持することは期待されていない。耐火部材３Ａは、耐火性能の付与のためだけに備えられている。

図２（Ａ）の例では、内部空間部２ｓのそれぞれは、同一の形状及び大きさの略四角柱状の形状を有する。略四角形状の内部空間部２ｓのそれぞれの底面の法線は同じ水平方向に向いている。略四角形状の内部空間部２ｓのそれぞれの４つの側面の内で互いに対向する一対の側面は水平方向に平行であり、もう一対の側面は垂直方向に平行である。隔壁２ｗは、略四角柱状の内部空間部２ｓの四つの側面を区画し、両方の底面は区画していなくてもよい。隔壁２ｗは、略四角形状の内部空間部２ｓのそれぞれの水平方向に平行な上側の側面を区画する上フランジ２ａと、略四角形状の内部空間部２ｓのそれぞれの水平方向に平行な下側の側面を区画する下フランジ２ｂと、略四角形状の内部空間部２ｓのそれぞれの垂直方向に平行な側面を区画するウェブ２ｃとを含む。

合成樹脂成型体２Ａは、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）により形成することができる。合成樹脂成型体２Ａは、複数の内部空間部２ｓと複数の内部空間部２ｓのそれぞれを区画する隔壁２ｗとを有するように工場や工事現場で炭素繊維強化プラスチックが成型されることにより製造される。なお、合成樹脂成型体２Ａは、一つの内部空間部２ｓと一つの内部空間部２ｓを区画する隔壁２ｗとを有する部材同士が組み合わされて形成されていてもよい。また、圧縮応力がより大きくなる床スラブ１Ａの中央部に近い部位ほど合成樹脂成型体２Ａの隔壁２ｗの上フランジ２ａ及び下フランジ２ｂの厚さを厚くしてもよい。また、圧縮応力がより大きくなる床スラブ１Ａの端部ほど合成樹脂成型体２Ａの隔壁２ｗのウェブ２ｃの間隔を狭めることにより、内部空間部２ｓの大きさを小さくしてもよい。

耐火部材３Ａは、耐火面材３ｆから形成されている。耐火面材３ｆは、例えば、耐火シート、発泡性シート、金属シート、耐火塗料、セラミックファイバー、グラスウール、ロックウール、ケイカル板、ＡＬＣ（Autoclaved Light-weight Concrete）板及びロックウール成型体等により形成することができる。耐火部材３Ａは、例えば、工場で合成樹脂成型体２Ａの上方及び下方に配置された上で、工事現場に搬送されてもよい。

本実施形態では、コンクリートよりも軽量で剛性の高い合成樹脂成型体２Ａにより主に荷重が支持されるため、床スラブ１Ａの軽量化を図ることができる。また、耐火部材３Ａにより、合成樹脂成型体２Ａの下方が被覆されるため、床スラブ１Ａは下方からの火炎に対して必要な耐火性能を有する。つまり、コンクリートに比べて耐火性能に劣る合成樹脂成型体２Ａは耐火部材３Ａの上方で耐火部材３Ａと組み合わされているため、火災時に主に対応が必要な床スラブ１Ａの下方からの火炎に対して床スラブ１Ａとして必要な耐火性能を有する。

今後、建設される可能性がある従来の超高層建物よりも高い超超高層建物は上部構造の重量増大が課題となっており、施工期間の短縮を目的として採用される逆打ち工法が採用できない可能性もある。超超高層建物の軽量化は今後の大きな課題であり、軽量化が実現できれば施工性の向上も見込まれる。また、建設業界においては職人の確保も問題となってきており、施工の自動化や海外人材の登用が進んでいる。しかしながら、それらの対策も限られているため、躯体のフルプレキャスト化に進もうとしている。躯体の中で床スラブは以前からハーフプレキャストスラブ工法及びフルプレキャストスラブ工法と積極的にプレキャスト化が進められた分野であるが、従来のフルプレキャストスラブ工法は、全て工場で製作されたコンクリート板を用いたものであるため、施工期間の短縮が主な目的である。

一方、本実施形態では、床スラブ１Ａの構築時に、下側は耐火部材３Ａを用い、耐火性能を耐火面材３ｆで稼いだ上で、上側に合成樹脂成型体２Ａを用いることで躯体の軽量化を図るものである。コンクリート充填鋼管構造（ＣＦＴ：Concrete Filled Steel Tube）の超高層建物の大まかな地震時重量を検討すると、半分弱は床スラブの重量が占めており、床スラブを軽量化することができれば、その効果は非常に大きいと考えられる。また、本実施形態では、合成樹脂成型体２Ａにより構造耐力を確保でき、小梁を省略することが可能である。これにより、一層の軽量化を図ることができる。本実施形態の床スラブ１Ａにより、超高層建物や超超高層建物の上部構造躯体を軽量化することで地下躯体の肥大化を防ぎ、軟弱地盤においても逆打ち工法を可能にし、全体的な施工コストの低減と施工期間の短縮が可能である。

また、合成樹脂成型体２Ａは軽量であるため、輸送の面でもメリットがある。また、床スラブ１Ａに耐火面材３ｆから形成された耐火部材３Ａを適用することにより、施工の自動化及び省力化を図ることができる。

また、本実施形態では、合成樹脂成型体２Ａは、複数の内部空間部２ｓと複数の内部空間部２ｓのそれぞれを区画する隔壁２ｗとを有するため、床スラブ１Ａの剛性を維持しつつ軽量化を図ることができる。また、合成樹脂成型体２Ａは、複数の内部空間部２ｓを有することにより、耐火性能を向上させることができる。また、内部空間部２ｓにより、合成樹脂成型体２Ａの高価な合成樹脂の量を抑えることが可能になる。また、内部空間部２ｓには、建物の配管及び配線等の設備を通すこともできる。

また、本実施形態では、耐火部材３Ａは、耐火面材３ｆから形成されているため、単純な構成により耐火部材３Ａの軽量化を図ることができる。

また、本実施形態では、合成樹脂成型体２Ａの上方を被覆する耐火部材３Ａをさらに備えるため、床スラブ１Ａの上方からの火炎に対する耐火性能を向上させることができる。つまり、合成樹脂成型体２Ａの上方が露出したままの状態に比べて、耐火性能を向上させることができる。このため、本実施形態の床スラブ１Ａは、耐火試験に要求される性能を満たす。

以下、本発明の第２実施形態について説明する。図３に示すように、本実施形態の床スラブ１Ｂでは、耐火部材３Ｂは、合成樹脂成型体２Ａに取り付けられた合成樹脂パネル３ｐと、合成樹脂パネル３ｐに積層された耐火面材３ｆとから形成されている。合成樹脂パネル３ｐは、例えば、合成樹脂成型体２Ａの上面及び下面に接着されている。また、例えば、耐火面材３ｆは、合成樹脂パネル３ｐの合成樹脂成型体２Ａに接着された面とは反対側の面に積層されつつ接着されていてもよい。

なお、合成樹脂成型体２Ａの上方及び下方のいずれもが耐火部材３Ｂにより被覆される必要はない。例えば、合成樹脂成型体２Ａの上方及び下方の一方が上記第１実施形態の耐火部材３Ａにより被覆され、合成樹脂成型体２Ａの上方及び下方の他方が本実施形態の耐火部材３Ｂにより被覆されていてもよい。

本実施形態によれば、耐火部材３Ｂは、合成樹脂成型体２Ａに取り付けられた合成樹脂パネル３ｐと、合成樹脂パネル３ｐに積層された耐火面材３ｆとから形成されているため、単純な構成により耐火部材３Ａの高強度化と軽量化とを図ることができる。

以下、本発明の第３実施形態について説明する。図４に示すように、本実施形態の床スラブ１Ｃでは、耐火部材３Ｃは、プレキャストコンクリートから形成されている。耐火部材３Ｃは、具体的には、プレキャストコンクリート版である。耐火部材３Ｃの内部には、ひび割れ防止のためのメッシュ筋５が配筋されている。なお、図４の例では、耐火部材３Ｃの内部にはメッシュ筋５が配筋されているが、状況に応じて、耐火部材３Ｃでは、メッシュ筋５に替えて鉄筋が配筋されていてもよい。

本実施形態では、耐火部材３Ｃはプレキャストコンクリートから形成されているため、耐火部材３Ｃが構造部材を兼ねることができ、合成樹脂成型体２Ａにより殆どの荷重を負担する場合よりもコスト削減を図ることができる。

以下、本発明の第４実施形態について説明する。図５に示すように、本実施形態の床スラブ１Ｄでは、床スラブ１Ｄは、主に荷重を支持する合成樹脂成型体２Ｂと、合成樹脂成型体２Ｂの下方を被覆する耐火部材３Ｄとを備える。また、床スラブ１Ｄは、合成樹脂成型体２Ｂの上方を被覆する耐火部材３Ｅをさらに備える。本実施形態では、合成樹脂成型体２Ｂと耐火部材３Ｄとが床スラブ１Ｄへの荷重を支持する。

図２（Ｂ）、図５及び図６に示すように、合成樹脂成型体２Ｂでは、内部空間部２ｓのそれぞれは、同じ大きさの略立方体状の形状を有する。隔壁２ｗは、略立方体状の内部空間部２ｓの四つの側面を区画し、上面及び下面は区画していない。そのため、内部空間部２ｓのそれぞれの上方及び下方は開放されている。

床スラブ１Ｄは、図２（Ｂ）に示す合成樹脂成型体２Ｂに替えて、図２（Ｃ）に示す合成樹脂成型体２Ｃ、図２（Ｄ）に示す合成樹脂成型体２Ｄ及び上記の図２（Ａ）に示す合成樹脂成型体２Ａを備えていてもよい。合成樹脂成型体２Ａと同様に、合成樹脂成型体２Ｂ，２Ｃ，２Ｄは、例えば、炭素繊維強化プラスチックにより形成することができる。図２（Ｃ）に示す合成樹脂成型体２Ｃのように、内部空間部２ｓのそれぞれは、同じ大きさで底面を上下方向に向けた略六角柱状の形状を有し、隔壁２ｗは、略六角柱状の内部空間部２ｓの六つの側面を区画し、底面である上面及び下面は区画していなくてもよい。つまり、合成樹脂成型体２Ｃはハニカム構造を有していてもよい。

また、図２（Ｄ）に示す合成樹脂成型体２Ｄのように、内部空間部２ｓのそれぞれは、同じ大きさで底面を上下方向に向けた略三角柱状の形状を有し、隔壁２ｗは、略三角柱状の内部空間部２ｓの三つの側面を区画し、底面である上面及び下面は区画していなくてもよい。

合成樹脂成型体２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄにおいて、隔壁２ｗは、内部空間部２ｓの外面の全てを覆っていなくともよく、内部空間部２ｓの外面の全てを覆っていてもよい。また、合成樹脂成型体２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄのそれぞれは、一つの内部空間部２ｓと一つの内部空間部２ｓを区画する隔壁２ｗとを有する部材同士が組み合わされて形成されていてもよい。

耐火部材３Ｄは、プレキャストコンクリートから形成されたプレキャストコンクリート版である。耐火部材３Ｄの内部には、ひび割れ防止のためのメッシュ筋５が配筋されている。なお、図５及び図６の例では、耐火部材３Ｄの内部にはメッシュ筋５が配筋されているが、状況に応じて、耐火部材３Ｄでは、メッシュ筋５に替えて鉄筋が配筋されていてもよい。耐火部材３Ｄは、プレストレスが導入されていてもよい。本実施形態では、耐火部材３Ｄの内部にシース管６が配置され、シース管６の内部に挿入されたＰＣ鋼材７により、耐火部材３Ｄにプレストレスが導入されている。なお、床スラブ１Ｄが支持されるスパンが短ければ、プレストレスの導入は省略されてもよい。また、プレストレスの導入は、プレテンションでもポストテンションでもよい。本実施形態では、必要な剛性及び強度を有する合成樹脂成型体２Ｂと耐火部材３Ｄとが床スラブ１Ｄへの荷重を支持する。

合成樹脂成型体２Ｂと耐火部材３Ｄとが互いに接触する部位では凸面部８と凹面部９とが互いに嵌合することにより、合成樹脂成型体２Ｂと耐火部材３Ｄとが互いに組み合わされている。本実施形態では、合成樹脂成型体２Ｂの隔壁２ｗの下端部により凸面部８が形成され、耐火部材３Ｄの上面に設けられた溝により凹面部９が形成されている。

なお、合成樹脂成型体２Ｂと耐火部材３Ｄとが互いに接触する部位へのせん断応力がより強くなる床スラブ１Ｄの外周部に近い部位ほど、合成樹脂成型体２Ｂの互いに対向する隔壁２ｗの間隔を狭めることにより、床スラブ１Ｄの単位面積当たりにおける凸面部８及び凹面部９の個数を多くして、凸面部８及び凹面部９の密度を高めてもよい。また、耐火部材３Ｄの凹面部９は、耐火部材３Ｄの上面が粗面化されることにより形成されていてもよい。また、凸面部８と凹面部９とが接着剤により接着されていてもよい。合成樹脂成型体２Ｂと耐火部材３Ｄとは、例えば、工事現場に別個に搬送され、工事現場で互いに組み合わされてもよく、工場で一体に組み合わされた後に工事現場に搬送されてもよい。

耐火部材３Ｅは、例えば、プレキャストコンクリートや発泡性シートにより形成されている。耐火部材３Ｅの内部には、ひび割れ防止のためのメッシュ筋５が配筋されていてもよい。耐火部材３Ｅは、例えば、工事現場に合成樹脂成型体２Ｂと耐火部材３Ｅとは別個に搬送され、工事現場で合成樹脂成型体２Ｂの上方に配置される。なお、図５及び図６の例では、耐火部材３Ｅの内部にはメッシュ筋５が配筋されているが、状況に応じて、耐火部材３Ｅでは、メッシュ筋５に替えて鉄筋が配筋されていてもよい。また、耐火部材３Ｅは、コンクリートを工事現場で打設することにより、形成されていてもよい。

耐火部材３Ｄと同様に、合成樹脂成型体２Ｂと耐火部材３Ｅとが互いに接触する部位では凸面部８と凹面部９とが互いに嵌合することにより、合成樹脂成型体２Ｂと耐火部材３Ｅとが互いに組み合わされている。本実施形態では、合成樹脂成型体２Ｂの隔壁２ｗの上端部により凸面部８が形成され、耐火部材３Ｅの下面に設けられた溝により凹面部９が形成されている。

本実施形態では、耐火部材３Ｄはプレストレスが付与されているため、床スラブ１Ｄへの荷重を支持するために必要な剛性及び強度を有する。また、床スラブ１Ｄにプレキャストコンクリートから形成された耐火部材３Ｄを適用することにより、施工の自動化及び省力化を図ることができる。

また、本実施形態では、合成樹脂成型体２Ｂと耐火部材３Ｄ，３Ｅとが互いに接触する部位では凸面部８と凹面部９とが互いに嵌合することにより、合成樹脂成型体２Ｂと耐火部材３Ｄ，３Ｅとが互いに組み合わされているため、合成樹脂成型体２Ｂと耐火部材３Ｄ，３Ｅとが互いに接触する部位へのせん断応力が互いに伝達されることによって、せん断応力に対する耐久性を向上させることができる。したがって、必要な強度、耐火性能及び耐久力を有し、且つ軽量化された床スラブ１Ｄを提供することができる。

また、本実施形態では、合成樹脂成型体２Ｂと耐火部材３Ｄ，３Ｅとが互いに接触する部位へのせん断応力がより大きくなる床スラブ１Ｄの外周部に近い部位ほど、合成樹脂成型体２Ｂの互いに対向する隔壁２ｗの間隔を狭めることにより、床スラブ１Ｄの単位面積当たりにおける凸面部８及び凹面部９の密度を多くして、凸面部８及び凹面部９の密度を高めることにより、床スラブ１Ｄのせん断応力に対する耐久性をより向上させることができる。また、本実施形態では、圧縮応力がより大きくなる床スラブ１Ｄの端部ほど合成樹脂成型体２Ｂの互いに対向する隔壁２ｗの間隔を狭めることにより、内部空間部２ｓの大きさを小さくすることにより、床スラブ１Ｄの圧縮応力に対する耐久性をより向上させることができる。

また、本実施形態では、耐火部材３Ｄは、プレストレスが導入されているため、同じ重量の床スラブ１Ｄの引張応力に対する強度及び耐久力を向上させることができ、同じ引張応力に対する強度及び耐久力を有する床スラブ１Ｄを軽量化することができる。

以下、本発明の第５実施形態について説明する。図７に示すように、本実施形態の床スラブ１Ｅでは、主に荷重を支持する合成樹脂成型体２Ａの少なくとも一部は、耐火部材３Ｆの内部に埋設されている。図７の例では、合成樹脂成型体２Ａの底面を同じ横方向に向けた略四角柱状の内部空間部２ｓのそれぞれの四つの側面の中で上側及び下側の側面を区画する隔壁２ｗが、耐火部材３Ｆの内部に埋設されている。

耐火部材３Ｆには、メッシュ筋５や鉄筋は配筋されておらず、耐火部材３Ｆの内部に埋設された合成樹脂成型体２Ａが引張材として機能する。図７の例では、耐火部材３Ｆには、プレストレスは導入されていないが、合成樹脂成型体２Ａを緊張することによりプレストレスが導入されていてもよい。本実施形態の床スラブ１Ｅは、工場において、合成樹脂成型体２Ａが内部に埋設されるように耐火部材３Ｆが打設されることにより製造される。つまり、本実施形態では、工場で製造され、予め一体化された床スラブ１Ｅが工事現場に搬送され、そのまま設置される。

本実施形態では、合成樹脂成型体２Ａの少なくとも一部は、耐火部材３Ｆの内部に埋設されているため、合成樹脂成型体２Ａが引張材として機能し、耐火部材３Ｆの耐久性及び強度を向上させることができる。また、耐火部材３Ｆの内部に埋設された合成樹脂成型体２Ａが引張材として機能し、鉄筋は不要となるため、床スラブ１Ｅの軽量化をさらに図ることができる。また、耐火部材３Ｆへの配筋を省略することができるため、製造がより容易になる。また、工場で製造され、予め一体化された床スラブ１Ｅが工事現場に搬送され、そのまま設置されるため、施工が容易となる。

以下、本発明の第６実施形態について説明する。図８及び図９に示すように、本実施形態の床スラブ１Ｆは、主に荷重を支持する合成樹脂成型体２Ｅと、合成樹脂成型体２Ｅの下方を被覆し、鉄筋１０が配筋された耐火部材３Ｇとを備える。耐火部材３Ｇは、プレキャストコンクリートから形成されたプレキャストコンクリート版である。また、床スラブ１Ｆは、合成樹脂成型体２Ｅの上方を被覆する耐火部材３Ｈをさらに備える。

合成樹脂成型体２Ｅと耐火部材３Ｇとが互いに接触する部位では凸面部８と凹面部９とが互いに嵌合することにより、合成樹脂成型体２Ｅと耐火部材３Ｇとが互いに組み合わされている。本実施形態では、合成樹脂成型体２Ｅの上フランジ２ａの下面に複数の凸面部８であるウェブ２ｃが形成され、耐火部材３Ｇの上面に複数の凹面部９が形成されている。図８及び図９の例では、複数の凸面部８であるウェブ２ｃのそれぞれは凹面部９に対応して合成樹脂成型体２Ｅの下面において格子状に延在する線状の突起の形状を有し、複数の凹面部９のそれぞれは凸面部８であるウェブ２ｃに対応して耐火部材３Ｇの上面において格子状に延在する溝状の形状を有している。合成樹脂成型体２Ｅの上フランジ２ａ及び凸面部８は、複数の内部空間部２ｓのそれぞれを区画する隔壁２ｗとして機能する。ただし、内部空間部２ｓはなくてもよい。

なお、例えば、複数の凸面部８のそれぞれは凹面部９に対応して板状部材である合成樹脂成型体２Ｅの下面における一方向に延在する線状の突起の形状を有し、複数の凹面部９のそれぞれは凸面部８に対応して耐火部材３Ｇの上面における一方向に延在する溝状の形状を有していてもよい。また、合成樹脂成型体２Ｅと耐火部材３Ｇとが互いに接触する部位へのせん断応力がより強くなる床スラブ１Ｆの外周部に近い部位ほど、合成樹脂成型体２Ｅの下面及び耐火部材３Ｇの上面の単位面積当たりにおける凸面部８であるウェブ２ｃ及び凹面部９の個数を多くして、凸面部８であるウェブ２ｃ及び凹面部９の密度を高めてもよい。また、凸面部８であるウェブ２ｃと凹面部９とが接着剤により接着されていてもよい。

合成樹脂成型体２Ｅは、例えば、炭素繊維強化プラスチックにより形成されていてもよい。合成樹脂成型体２Ｅは、上フランジ２ａの下面に凸面部８であるウェブ２ｃを有するように工場や工事現場で炭素繊維強化プラスチックが成型されることにより製造される。なお、圧縮応力がより大きくなる床スラブ１Ｆの中央部に近い部位ほど合成樹脂成型体２Ｅの上フランジ２ａの厚さを厚くしてもよい。

本実施形態の床スラブ１Ｆは、合成樹脂成型体２Ｅの上フランジ２ａの上方を被覆する耐火部材３Ｈをさらに備える。耐火部材３Ｈは、例えば、コンクリートや発泡性シートにより形成されている。耐火部材３Ｈは、例えば、工事現場に合成樹脂成型体２Ｅと耐火部材３Ｇとは別個に搬送され、工事現場で合成樹脂成型体２Ｅの上フランジ２ａの上方に配置される。なお、図８の例では、耐火部材３Ｈは、メッシュ筋５や鉄筋１０が配筋されていないが、状況に応じて、メッシュ筋５や鉄筋１０が配筋されていてもよい。また、耐火部材３Ｈは、コンクリートを工事現場で打設することにより、形成されていてもよい。

耐火部材３Ｇは下面に突出した複数のリブ１１を有する。リブ１１は耐火部材３Ｇの下面における一方向に延在する線状の突起の形状を有する。本実施形態では、合成樹脂成型体２Ｅの凸面部８である格子状のウェブ２ｃの一辺が延在する方向と、耐火部材３Ｇの格子状の凹面部９の一辺が延在する方向と、耐火部材３Ｇのリブ１１が延在する方向とは互いに平行である。例えば、平面視で、合成樹脂成型体２Ｅの凸面部８である格子状のウェブ２ｃの互いに対向する二辺の中間及び耐火部材３Ｇの格子状の凹面部９の互いに対向する二辺の中間にリブ１１は位置していてもよい。なお、リブ１１は省略されてもよい。

耐火部材３Ｇは、プレストレスが導入されている。本実施形態では、耐火部材３Ｇの下面に突出したリブ１１の内部にシース管６が配置され、シース管６の内部に挿入されたＰＣ鋼材７により、耐火部材３Ｇの下部にプレストレスが導入されている。なお、床スラブ１Ｆが支持されるスパンが短ければ、プレストレスの導入は省略されてもよい。また、プレストレスの導入は、プレテンションでもポストテンションでもよい。

耐火部材３Ｇは、鉄筋１０が配筋され、上面に凹面部９を有し、下面にシース管６が配置されたリブ１１を有するように工場でコンクリートを打設される。合成樹脂成型体２Ｅと耐火部材３Ｇとは、例えば、工事現場に別個に搬送され、工事現場で互いに組み合わされる。なお、耐火部材３Ｇの上に合成樹脂を埋め込んでコンクリートを工事現場で打設することにより、床スラブ１Ｆを構築してもよい。この場合、合成樹脂は床スラブ１Ｆの外側だけに配置すればよい。

本実施形態では、耐火部材３Ｇは下面に突出したリブ１１を有するため、同じ重量の床スラブ１Ｆの強度及び耐久力を向上させることができ、同じ強度及び耐久力の床スラブ１Ｆを軽量化することができる。また、本実施形態では、耐火部材３Ｇの下面に突出したリブ１１の内部にシース管６が配置され、シース管６の内部に挿入されたＰＣ鋼材７により、耐火部材３Ｇの下部にプレストレスが導入されているため、引張応力がより大きくなる耐火部材３Ｇの下部をプレストレスにより強化することができる。また、本実施形態では、圧縮応力がより大きくなる床スラブ１Ｆの中央部に近い部位ほど合成樹脂成型体２Ｅの上フランジ２ａの厚さを厚くすることにより、床スラブ１Ｆの圧縮応力に対する耐久性をより向上させることができる。また、本実施形態では、スパン方向となるリブ１１及びＰＣ鋼材７が延在する方向に直交する方向にも、合成樹脂成型体２Ｅの凸面部８であるウェブ２ｃが延在するため、床スラブ１Ｆの撓みに対する強度を向上させることができる。

以下、本発明の第７実施形態について説明する。図１０及び図１１に示すように、本実施形態の床スラブ１Ｇでは、上記第６実施形態の合成樹脂成型体２Ｅに替えて合成樹脂成型体２Ｆを備える。また、本実施形態の床スラブ１Ｇでは、上記第６実施形態の耐火部材３Ｇに替えて耐火部材Ｉを備える。複数の凸面部８であるウェブ２ｃのそれぞれは凹面部９に対応して合成樹脂成型体２Ｅの下面において十字状に突出した突起の形状を有し、複数の凹面部９のそれぞれは凸面部８であるウェブ２ｃに対応して耐火部材３Ｇの上面において十字状に窪んだ溝状の形状を有している。例えば、平面視で、合成樹脂成型体２Ｆの凸面部８である互いに隣接する二つの十字状のウェブ２ｃの互いに対向する二辺の中間及び耐火部材３Ｉの互いに隣接する十字状の凹面部９の互いに対向する二辺の中間にリブ１１は位置していてもよい。それ以外は、上記第６実施形態と同様である。

本実施形態では、上記第７実施形態に比べてウェブ２ｃが合成樹脂成型体２Ｆの下面に部分的に設けられているため、合成樹脂成型体２Ｆの高価な合成樹脂の量を抑えることが可能になる。従って、コスト削減を図ることができる。

以下、本発明の第８実施形態について説明する。図１２及び図１３に示すように、本実施形態の床スラブ１Ｈでは、耐火部材３Ｊは、プレキャストコンクリートから形成されたプレキャストコンクリート版である。また、本実施形態では、耐火部材３Ｊは上面において一方向に延在しつつ突出した複数のリブ１１を有する。リブ１１は、中央部が窪んでいる。つまり、本実施形態では、リブ１１は中央部に窪んだ凹面部９とその両側の凸面部８とを有する。また、図１３に示すように、リブ１１の凹面部９の両側の凸面部８のそれぞれは、リブ１１が延在する方向の等間隔ごとの互いに対向する位置に凹面部９を有する。

一方、図１２及び図１３に示すように、本実施形態では、合成樹脂成型体２Ｇの下面において、格子状に突出した凸面部８を有する。合成樹脂成型体２Ｇの凸面部８は、耐火部材３Ｊのリブ１１の凹面部９に対応している。合成樹脂成型体２Ｇと耐火部材３Ｊとが互いに接触する部位では凸面部８と凹面部９とが互いに嵌合することにより、合成樹脂成型体２Ｇと耐火部材３Ｊとが互いに組み合わされている。図１２に示すように、本実施形態の床スラブ１Ｈは、複数の内部空間部３ｓと複数の内部空間部３ｓのそれぞれを区画する隔壁である合成樹脂成型体２Ｇの凸面部８と耐火部材３Ｊのリブ１１とを有する。なお、内部空間部３ｓはなくてもよい。

本実施形態では、合成樹脂成型体２Ｇの下面に格子状に配置された凸面部８を有し、合成樹脂成型体２Ｆの凸面部８が耐火部材３Ｊのリブ１１等の凹面部９及び凸面部８と嵌合することで、合成樹脂成型体２Ｇと耐火部材３Ｊとが一体化される。本実施形態では、スパン方向となるリブ１１及びＰＣ鋼材７が延在する方向に直交する方向にも、合成樹脂成型体２Ｇの凸面部８が延在するため、床スラブ１Ｈの撓みに対する強度を向上させることができる。また、本実施形態では、耐火部材３Ｊは、複数の内部空間部３ｓを有することにより、耐火性能を向上させることができる。また、内部空間部３ｓにより、合成樹脂成型体２Ｇの高価な合成樹脂の量を抑えることが可能になる。また、内部空間部３ｓには、建物の配管及び配線等の設備を通すこともできる。

以下、本発明の第９実施形態について説明する。図１４及び図１５に示すように、本実施形態の床スラブ１Ｉでは、上記第８実施形態の合成樹脂成型体２Ｇに替えて合成樹脂成型体２Ｈを備える。本実施形態では、合成樹脂成型体２Ｈの下面において、十字状に突出した複数の凸面部８を有する。合成樹脂成型体２Ｈの凸面部８は、耐火部材３Ｊのリブ１１の凹面部９に対応している。それ以外は、上記第６実施形態と同様である。

本実施形態では、上記第８実施形態に比べて凸面部８が合成樹脂成型体２Ｈの下面に部分的に設けられているため、合成樹脂成型体２Ｈの高価な合成樹脂の量を抑えることが可能になる。従って、コスト削減を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。例えば、合成樹脂成型体２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈ及び耐火部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ，３Ｈ，３Ｉ，３Ｊの組成は任意に変更することができる。また、内部空間部２ｓ、隔壁２ｗ、凸面部８、凹面部９及びリブ１１の形状、大きさ、位置及び数量は任意に変更することができる。また、耐火部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ，３Ｈ，３Ｉ，３Ｊは、例えば、コンクリート部材と耐火シートとが重ね合わされて形成されるなど、耐火性能を有する複数種類の部材が重ね合わされて形成されてもよい。

上記第１～９実施形態においては、内部空間部２ｓ，３ｓへの吸音材の敷設、合成樹脂成型体２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈ及び耐火面材３ｆに加えて遮音材の積層、または天井を遮音天井とすることにより上階から下階、もしくは下階から上階への遮音性能を向上させることが可能である。

本発明を用いて床スラブ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉの軽量化を実現することにより、柱・梁などの構造部材の断面を小さくすることが可能である。特に梁せいを縮めることができるため、階高を小さくすることが可能である。つまり、高層以上の建物においては各階の階高を小さくできるため、同じ高さの建物であっても場合によっては層を増やせる可能性がある。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ…床スラブ、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈ…合成樹脂成型体、２ｓ…内部空間部、２ｗ…隔壁、２ａ…上フランジ、２ｂ…下フランジ、２ｃ…ウェブ、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ，３Ｈ，３Ｉ，３Ｊ…耐火部材、３ｆ…耐火面材、３ｐ…合成樹脂パネル、３ｓ…内部空間部、５…メッシュ筋、６…シース管、７…ＰＣ鋼材、８…凸面部、９…凹面部、１０…鉄筋、１１…リブ。

Claims (7)

1. 主に荷重を支持する合成樹脂成型体と、
   前記合成樹脂成型体の下方を被覆する第１耐火部材と、
   を備えた床スラブであって、
   前記合成樹脂成型体は、複数の内部空間部と、複数の前記内部空間部のそれぞれを区画する複数の鉛直な隔壁と、を有し、
   前記床スラブの外周部に近い部位ほど前記隔壁同士の間隔が狭い、床スラブ。
2. 前記第１耐火部材は、耐火面材から形成されている、請求項１に記載の床スラブ。
3. 前記第１耐火部材は、前記合成樹脂成型体に取り付けられた合成樹脂パネルと、前記合成樹脂パネルに積層された耐火面材とから形成されている、請求項１に記載の床スラブ。
4. 前記第１耐火部材は、プレキャストコンクリートから形成されている、請求項１に記載の床スラブ。
5. 前記合成樹脂成型体と前記第１耐火部材とが互いに接触する少なくとも一部の部位では凸面部と凹面部とが互いに嵌合することにより、前記合成樹脂成型体と前記第１耐火部材とが互いに組み合わされている、請求項４に記載の床スラブ。
6. 前記合成樹脂成型体の少なくとも一部は、前記第１耐火部材の内部に埋設されている、請求項１に記載の床スラブ。
7. 前記合成樹脂成型体の上方を被覆する第２耐火部材をさらに備えた、請求項１～６のいずれか１項に記載の床スラブ。

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