JP7162828B2

JP7162828B2 - 繊維強化プラスチック製床パネル

Info

Publication number: JP7162828B2
Application number: JP2017184997A
Authority: JP
Inventors: 嵩之湯淺; 正一池端; 昌信宮田; 俊之森; 英伸岸邉; 大樹川越; 寛越智; 俊英関戸
Original assignee: Kanazawa Institute of Technology (KIT); Toray Industries Inc; Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Kanazawa Institute of Technology (KIT); Toray Industries Inc; Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2017-09-26
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2022-10-31
Anticipated expiration: 2037-09-26
Also published as: JP2019060117A

Description

本発明は、床パネルに関し、特に、繊維強化プラスチック製床パネルに関する。

従来より、建築物の材料として、繊維強化プラスチック（ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ：ＦＲＰ）が使用されている。繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）は、安価かつ軽量で、耐久性及び耐荷重性が良好であることから、住宅設備等の建築物において、広く使用されている。

建築物に使用される材料には、変形性能が求められる。これは、建築物の構造体に外力が入力された際の構造体のエネルギー吸収量が、力と変形量との積で求められるためである。したがって、構造体のエネルギー吸収量を高めることで、材料の変形性能を高め、建築物の突然の破壊を防ぐことができる。

しかしながら、ＦＲＰ材料は、脆性材料であり塑性域がない。そのため、変形性能の低いＦＲＰ材料は、建築物の材料への適用範囲が限定される、という問題があった。

そこで、ＦＲＰの脆性を補い、建築物の材料への適用範囲を広げるものとして、パネルに、補強部材を組み込んだ床パネルが、例えば、特開平９－１７０２６３号公報（特許文献１）に記載されている。

特許文献１に記載の床パネルでは、ＦＲＰ製の略平板状のパネル本体の内部に、周囲に折り返し部が形成された金属板が挟み込まれて、一体的に形成されている。

係る床パネルでは、ＦＲＰ製のパネルの内部に、金属板を挟み込んで一体化した構造とすることにより、ＦＲＰ製のパネルを補強してその耐荷重性を良好なものとするとともに、長期使用によっても、折り返し部のアンカー効果並びに曲げ強度の向上効果によって、補強材とパネルとが剥離しにくく、かつ耐荷重性を備えるようになっている。

特開平９－１７０２６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の床パネルでは、別部材として補強金属を組み込むものであって、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）そのものの脆性的な破壊挙動を改善することについては、全く考慮されていない、という問題があった。

そこで、本発明は、斯かる実情に鑑み、別部材を必要とせず、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の脆性的な破壊挙動を改善することができ、建築物の材料への適用範囲を広げることのできる繊維強化プラスチック製床パネルを提供することを目的とする。

本発明に係る繊維強化プラスチック製床パネルは、裏面に突条を有する、ことを特徴とする。

上述のように、線維強化プラスチック（ＦＲＰ）は、脆性材料であり塑性域がないため、変形性能に乏しい。そのため、例えば、線維強化プラスチックが床パネルに使用される場合、載荷荷重が床パネルに付与されると、通常、荷重が最大荷重に達した後、床パネルの裏面が完全に破断してしまい、荷重はそのまま低下するようになる。

上記構成の繊維強化プラスチック製床パネルによれば、裏面に突条を有するため、繊維強化プラスチック製床パネルに、載荷荷重が付与されると、線維強化プラスチックの繊維束が徐々に破断していく、逐次破壊が生じる。すなわち、載荷荷重の付与に対して、裏面の突条が、逐次破壊の起点となり、裏面の突条が初めに破壊される。そして、荷重が最大荷重に達した後でも、床パネルがある程度の変形性能を有するため、エネルギー吸収量を増加させることによって、床パネルの変形量を増加させることができる。

すなわち、床パネルが裏面に突条を有することで、突条に逐次破壊が起こった後に、裏面の破断が起こることになるため、脆性材料でありながら、荷重低下をほとんど起こさずに、床パネルの変形量が増すことになる。

その後、突条が完全に破断しても、パネルの裏面は破断を起こしていないため、剛性は低下するが、荷重は低下することなく、変形量がさらに増加していく。やがては、パネルの裏面も破断し、荷重が低下するが、通常の床パネルに比し、荷重が低下するまでの変形量は大きくなっている。

その結果、別部材を必要とせず、繊維強化プラスチック材に変形性能を持たせることで、繊維強化プラスチック材の脆性的な破壊挙動を改善することができ、建築材料への適用範囲を広げることができる。

また、突条によって裏面に形成された床下空間は、例えば、配管等を配置するスペースとして、活用することができる。

本発明の他態様として、前記繊維強化プラスチック製床パネルは、二つの短辺と二つの長辺とで囲まれた四角形状を有し、前記突条は、前記長辺と平行に延びている、のが好ましい。

上記構成の繊維強化プラスチック製床パネルによれば、繊維強化プラスチック製床パネルは、二つの短辺と二つの長辺とで囲まれた四角形状を有し、突条は、長辺と平行に延びているため、載荷荷重が床パネルに付与されると、突条における逐次破壊が、長辺と平行に延びた突条に効率的に生じ、床パネルの長辺方向の脆性破壊を防ぐことができ、突条の逐次破壊が起こった後に、裏面の破断が生じるまでの裏面の長辺方向の変形量をさらに増加させることができる。

本発明のさらに他の態様として、前記突条は、間隔をあけて複数個設けられている、のが好ましい。

上記構成の繊維強化プラスチック製床パネルによれば、突条は、間隔をあけて複数個設けられているため、突条における逐次破壊を、床パネルの全体に亘ってより効率的に生じさせることができ、裏面の破断が生じるまでの裏面の変形量をさらに増加させることができ、床パネルの脆性破壊を効率的に防ぐことができる。

本発明のさらに別の態様として、前記繊維強化プラスチック製床パネルは、前記裏面を有する前記裏面層と、前記裏面層と間隔をあけて設けられた表面層と、前記裏面層と前記表面層との間に設けられた中間層と、を備え、前記中間層は、格子状に形成されたリブ部と、前記リブ部間に形成されたコア部と、を有する、のが好ましい。

上記構成の繊維強化プラスチック製床パネルは、裏面を有する裏面層と、裏面層と間隔をあけて設けられた表面層と、裏面層と表面層との間に設けられた中間層と、を備え、中間層は、格子状に形成されたリブ部と、リブ部間に形成されたコア部と、を有するため、外曲げ荷重が、表面層から裏面層に向けて付与されると、リブ部及びコア部が、荷重を効率よく吸収するとともに、表面層から裏面層に、荷重を効率よく伝えることができ、床パネルの脆性破壊をさらにより効果的に防ぐことができる。

本発明のさらに別の態様として、前記表面層は、ガラス繊維強化プラスチック又は炭素繊維強化プラスチックを含み、前記リブ部は、炭素繊維強化プラスチックを含み、前記コア部は、発泡アクリルを含み、前記裏面層は、炭素繊維強化プラスチックを含む、のが好ましい。

上記構成の繊維強化プラスチック製床パネルによれば、表面層は、ガラス繊維強化プラスチック又は炭素繊維強化プラスチックを含むため、安価かつ軽量で、耐久性及び耐荷重性が良好な床パネルを形成することができる。また、炭素繊維強化プラスチックに比し、ガラス繊維強化プラスチックは安価であるため、さらにコストを削減することができる。また、リブ部は、炭素繊維強化プラスチックを含むため、外曲げ荷重が、表面層から裏面層に向けて付与されると、リブ部が、曲げ荷重を効率よく吸収するとともに、表面層から裏面層に、曲げ荷重を効率よく伝えることができる。また、コア部は、発泡アクリルを含むため、コア部が曲げ荷重をより効率的に吸収するとともに、表面層から裏面層に、曲げ荷重をより効率的に伝えることができる。また、裏面層は、炭素繊維強化プラスチックを含むため、安価かつ軽量で、耐久性及び耐荷重性が良好な床パネルを形成することができる。

本発明のさらに別の態様として、前記表面層の圧縮弾性係数をＥ、断面２次モーメントをＩとし、前記裏面層の引張強度をσ、断面積をＡとし、前記表面層の厚みをｈ_１とし、前記裏面層の厚みをｈ_２とし、前記表面層及び前記裏面層の幅をｂとし、前記リブ部間の幅をＬ_ｒとした時、前記表面層の座屈荷重は、４×π^２ＥＩ／Ｌ_ｒ ^２（ただし、Ｉ＝ｂｈ_１ ^３／１２）で表されるとともに、前記裏面層の引張荷重は、σ×Ａ（ただし、Ａ＝ｂｈ_２）で表され、４×π^２ＥＩ／Ｌ_ｒ ^２＞σ×Ａである、のが好ましい。

上述のように、炭素繊維強化プラスチックに比し、ガラス繊維強化プラスチックは安価であるため、さらにコストを削減することができる。上記構成の繊維強化プラスチック製床パネルにおいて、表面層の座屈荷重は、４×π^２ＥＩ／Ｌ_ｒ ^２（ただし、Ｉ＝ｂｈ_１ ^３／１２）で表されるとともに、裏面層の引張荷重は、σ×Ａ（ただし、Ａ＝ｂｈ_２）で表され、４×π^２ＥＩ／Ｌ_ｒ ^２＞σ×Ａであるため、表面層の座屈荷重を、裏面層の引張荷重より大きくすることで、裏面層から逐次破壊を発生させることができ、表面層から破壊されることがない。

以上のように、本発明の繊維強化プラスチック製床パネルによれば、別部材を必要とせず、繊維強化プラスチック材の脆性的な破壊挙動を改善することができ、建築材料への適用範囲を広げることができる、といった優れた効果を奏し得る。

本発明の一実施形態に係る繊維強化プラスチック製床パネルの全体構成を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る繊維強化プラスチック製床パネルの分解斜視図である。本発明の一実施形態に係る繊維強化プラスチック製床パネルの比較対象として用いられた建築物の１階用の繊維強化プラスチック製床パネルの概略図である。本発明の一実施形態に係る建築物の２階用の繊維強化プラスチック製床パネルの概略図である。本発明の一実施形態に係る繊維強化プラスチック製床パネルの構造性能確認試験で使用される測定装置の概略図である。図３に示す建築物の１階用の繊維強化プラスチック製床パネルの構造性能確認試験における結果を示す図である。図３に示す建築物の１階用の繊維強化プラスチック製床パネルの構造性能確認試験における破断状況を示す図である。本発明の一実施形態に係る建築物の２階用の繊維強化プラスチック製床パネルの構造性能確認試験における結果を示す図である。本発明の一実施形態に係る建築物の２階用の繊維強化プラスチック製床パネルの構造性能確認試験における破断状況を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る繊維強化プラスチック製床パネルの概略について、添付図面を参照して説明する。

本実施形態に係る繊維強化プラスチック製床パネルは、例えば、住宅、集合住宅、ホテル、ビル、病院、駅等に設置されるためのものである。

本実施形態に係る繊維強化プラスチック製床パネルは、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を含有する。繊維強化プラスチックは、繊維束をプラスチック（樹脂）の中に入れて強度を向上させた複合材料であり、使用される繊維及び樹脂は、特に限定されない。

使用される繊維として、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ザイロン繊維、ボロン繊維等が挙げられる。なお、本実施形態においては、ガラス繊維又は炭素繊維を用いることが、好ましい。また、使用される樹脂として、例えば、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられる。

図１（ａ），（ｂ）及び図２に示すように、本実施形態に係る繊維強化プラスチック製床パネル１００は、裏面１０ａを有する裏面層１０と、裏面層１０と間隔をあけて設けられた表面層１１と、裏面層１０と表面層１１との間に設けられた中間層１２と、を備える。繊維強化プラスチック製床パネル１００は、全長Ｌの長さを有する。

表面層１１及び裏面層１０は、それぞれ、１層で構成されていてもよく、複数層で構成されていてもよいが、ガラス繊維強化プラスチック及び／又は炭素繊維強化プラスチックで形成された層を有していることが好ましい。表面層１１及び裏面層１０は、例えば、炭素繊維強化プラスチック層とガラス繊維強化プラスチック層とが交互に積層されてもよい。

本実施形態において、表面層１１は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を含む。

本実施形態において、裏面層１０は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）を含む。

ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）に比し、集中荷重に対する耐力が弱い。そのため、ＧＦＲＰが、ＣＦＲＰと同程度の耐久性及び耐荷重性を有するために、ＧＦＲＰの厚みを大きくする必要がある。

本実施形態において、表面層１１がガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）を含む場合、図１に示すように、表面層１１の厚みｈ_１は、裏面層１０の厚みｈ_２より大きい。例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の厚みが２．４ｍｍ程度の場合、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）の厚みを５ｍｍとすることで、強度のバランスを取ることができる。

本実施形態に係る繊維強化プラスチック製床パネル１００は、裏面１０ａに突条１３を有する。本実施形態において、突条１３は、直線状に形成されている。

突条１３は、繊維強化プラスチック製床パネル１００の一端１００ａから他端１００ｂまで連続的に延びるように形成されている。より具体的には、本実施形態において、繊維強化プラスチック製床パネルは、二つの短辺１４ａ，１４ｂと二つの長辺１４ｃ，１４ｄとで囲まれた四角形状を有し、突条１３は、長辺１４ｃ，１４ｄと平行に延びている。

突条１３は、間隔をあけて複数個設けられている。本実施形態において、突条１３は、間隔をあけて二個設けられており、一方の長辺１４ｃに沿って延びる第一の突条１３ａと、他方の長辺１４ｄに沿って延びる第二の突条１３ｂと、を有する。

本実施形態において、突条１３ａ，１３ｂは、短辺１４ａ，１４ｂ方向の端部に形成されている。

中間層１２は、格子状に形成されたリブ部１２ａと、リブ部１２ａ間に形成されたコア部１２ｂを有する。コア部１２ｂは、発泡アクリル等の発泡体を含む。

リブ部１２ａは、繊維強化プラスチックで形成されていることが好ましく、炭素繊維強化プラスチックで形成されていることがより好ましい。コア部１２ｂは、断熱材を含む。

断熱材は、リブ部１２ａの空隙部に設けられており、断熱性能、遮音性能などを有していることが好ましく、また軽量であることが好ましい。断熱材として、例えば、発泡アクリル等の発泡体が用いられる。

なお、表面層１１の圧縮弾性係数をＥ、断面２次モーメントをＩとし、裏面層１０の引張強度をσ、断面積をＡとし、図１及び図４に示すように、表面層１１の厚みをｈ_１とし、裏面層１０の厚みをｈ_２とし、表面層１１及び裏面層１０の幅をｂとし、リブ部１２ａ間の幅をＬ_ｒとした時、表面層１１の座屈荷重は、４×π^２ＥＩ／Ｌ_ｒ ^２（ただし、Ｉ＝ｂｈ_１ ^３／１２）で表されるとともに、裏面層１０の引張荷重は、σ×Ａ（ただし、Ａ＝ｂｈ_２）で表され、４×π^２ＥＩ／Ｌ_ｒ ^２＞σ×Ａである。

すなわち、４×π^２Ｅｂｈ_１ ^３／１２Ｌ_ｒ ^２＞σ×ｂｈ_２であり、表面層１１の座屈荷重は、表面層１１の厚みｈ_１の３乗に比例する。これにより、強度の観点から、表面層１１の圧縮弾性係数Ｅを高めるより、表面層１１の厚みｈ_１を厚くする方が、有効であることが分かる。なお、表面層１１の座屈荷重及び裏面層１０の引張荷重は、基本的に、繊維強化プラスチック製床パネル１００の全長Ｌを用いて計算されるが、繊維強化プラスチック製床パネル１００にリブ部１２ａを設ける場合、全長Ｌをリブ部１２ａ間の幅Ｌ_ｒに代えて、計算されることができる。

また、裏面層１０は、薄い方が好ましく、全体の曲げ強度を低下させないために、裏面層１０として、引張強度の高い材質を使用することが好ましい。

さらに、中間層１２のリブ部１２ａは、圧縮方向と垂直な方向に配置されることにより、表面層１１の座屈荷重及び裏面層１０の引張荷重を、リブ部１２ａ間の幅Ｌ_ｒを用いて計算することができるため、表面層１１の座屈荷重を大きくすることができる。

次に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜繊維強化プラスチック製床パネルを用いた実大曲げ試験＞
（試験目的）
繊維強化プラスチック製床パネル（以下「床パネル」）の構造耐力性能（自重と積載荷重の保持能力）を、実施品（試験体）による載荷試験により確認する。

床パネルとして使用するためには、遮音性能、防耐火性能を初めとした各種の性能確認が必要であるが、本試験は、必要な構造耐力試験のうち最もベーシックな常時荷重に対する強度試験であり、実大試験と剛性・強度設計の相関関係を把握するためのデータを取得することが目的である。

（試験体）
試験体として、図３及び以下の表１に示す幅９１０ｍｍ、長さ１８２０ｍｍの１階用床パネル２００（厚さ１００ｍｍで一様）（以下、試験体１Ｆ（１）～（３）という）を３枚と、図４及び以下の表１に示す同じ幅及び長さを有する２階用床パネル１００（厚さ５０ｍｍ＋長辺方向の突条付き）（以下、試験体２Ｆ（１）～（３）という）３枚と、を用いた。なお、図３及び図４においては、便宜上、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）製の表面層１１等を除いた状態を示している。

（試験方法）
図５に示す測定装置を用いて、ＪＩＳＡ１４１４‐２「建築用パネルの性能試験方法」に準拠した曲げ試験（スパン１７００ｍｍ、ロードスパン８５０ｍｍ）を実施し、載荷荷重と変位との確認を行った。具体的には、試験体１Ｆ（１）～（３），試験体２Ｆ（１）～（３）のそれぞれを、長さＬの間隔で配置された支点ローラ上に載置し、載荷梁の上部から、支点ローラより長さＬ／４離れて配置された加力点ローラを介して、各試験体のそれぞれの中央に、２点曲げ荷重として、設計荷重（固定荷重相当＋積載荷重相当）まで荷重を載荷した後に除荷し、その後、最大荷重まで載荷した。なお、変位は、スパン中央部３点、両支点３点ずつの計９点で測定した。試験結果を、以下の表１に示す。なお、試験体として、設計荷重時のたわみが１０ｍｍ以下、かつ設計荷重時のたわみ／スパン≦１／３００のものを採用した。

（試験結果）

（試験体１Ｆ（１）～（３）の試験結果）
表１に示すように、試験体１Ｆ（１）～（３）では、設計荷重時のたわみが１．８７ｍｍ～２．０３ｍｍであり、設計荷重時のたわみ／スパンが１／９０９～１／８５４であった。

表１及び図６に示すように、試験体１Ｆ（１）～（３）における最大荷重は、それぞれ、４３．４ｋＮ，４０．３ｋＮ及び４７．０ｋＮであった。図６に示すように、初期剛性（図６中の点線で示す）は、試験体２Ｆ（１）～（３）より高いが、載荷荷重が最大荷重に到達した直後に、図７に示すように、裏面層１０（裏面１０ａ）が、完全に破断し、載荷荷重がそのまま低下していることが分かる。

（試験体２Ｆ（１）～（３）の試験結果）
表１に示すように、試験体２Ｆ（１）～（３）では、設計荷重時のたわみが３．４３ｍｍ～３．６５ｍｍであり、設計荷重時のたわみ／スパンが１／４９６～１／４６６であった。

表１及び図８に示すように、試験体２Ｆ（１）～（３）における最大荷重は、それぞれ、４７．６ｋＮ，５０．５ｋＮ及び３９．９ｋＮであった。図８に示すように、初期剛性（図８中の点線で示す）は、試験体１Ｆ（１）～（３）の１／２程度と低いが、靭性および最大荷重は高くなっている。載荷荷重が最大荷重に到達した後に、まず、裏面層１０（裏面１０ａ）の突条１３で、ＦＲＰの繊維束が徐々に破断していく、逐次破壊が生じる。

すなわち、載荷荷重の付与に対して、裏面層１０（裏面１０ａ）の突条１３が、逐次破壊の起点となり、裏面層１０（裏面１０ａ）の突条１３が初めに破壊される。そして、荷重が最大荷重に達した後でも、試験体２Ｆ（１）～（３）（床パネル１００）がある程度の変形性能を有するため、エネルギー吸収量を増加させることによって、床パネル１００の変形量を増加させることができる。

すなわち、床パネル１００が裏面層１０（裏面１０ａ）に突条１３を有することで、突条１３に逐次破壊が起こった後に、裏面層１０（裏面１０ａ）の破断が起こることになるため、脆性材料でありながら、荷重低下をほとんど起こさずに、床パネル１００の変形量が増すことになる。

その後、突条１３が完全に破断しても、パネルの裏面層１０（裏面１０ａ）は破断を起こしていないため、剛性は低下するが、荷重は低下することなく、変形量がさらに増加していく。図９に示すように、突条１３は破断しているが、裏面層１０（裏面１０ａ）は一部が破断しているのみであり、変形性能が向上されているのが分かる。

やがては、パネルの裏面層１０（裏面１０ａ）も破断し、荷重が低下するが、通常（１Ｆ（１）～（３））の床パネル２００に比し、荷重が低下するまでの変形量は大きく、図８における荷重変位曲線では、延性材料のような変形挙動を見せている。

以上のように、本実施形態に係る繊維強化プラスチック製床パネル１００によれば、床パネルが裏面層１０（裏面１０ａ）に突条を有することで、突条１３に逐次破壊が起こった後に、裏面層１０（裏面１０ａ）の破断が起こることになるため、脆性材料でありながら、荷重低下をほとんど起こさずに、床パネル１００の変形量が増すことになる。

その後、突条１３が完全に破断しても、床パネル１００の裏面層１０（裏面１０ａ）は破断を起こしていないため、剛性は低下するが、荷重は低下することなく、変形量がさらに増加していく。やがては、床パネル１００の裏面層１０（裏面１０ａ）も破断し、荷重が低下するが、通常の床パネルに比し、荷重が低下するまでの変形量は大きくなっている。

また、突条１３によって裏面層１０（裏面１０ａ）に形成された床下空間は、例えば、配管等を配置するスペースとして、活用することができる。

また、突条１３における逐次破壊が直線状に効率的に生じるようになり、突条１３の逐次破壊が起こった後に、裏面層１０（裏面１０ａ）の破断が生じるまでの裏面層１０（裏面１０ａ）の変形量をさらに増加させることができる。

また、突条１３における逐次破壊が、床パネル１００の一端１００ａから他端１００ｂまで全体に亘ってより効率的に生じるようになり、突条１３の逐次破壊が起こった後に、裏面層１０（裏面１０ａ）の破断が生じるまでの裏面層１０（裏面１０ａ）の変形量をさらにより増加させることができる。

また、突条１３における逐次破壊が、長辺１４ｃ、１４ｄと平行に延びた突条１３に効率的に生じ、床パネル１００の長辺１４ｃ、１４ｄ方向の脆性破壊を防ぐことができ、突条１３の逐次破壊が起こった後に、裏面層１０（裏面１０ａ）が生じるまでの裏面層１０（裏面１０ａ）の長辺１４ｃ、１４ｄ方向の変形量をさらに増加させることができる。

また、突条１３における逐次破壊を、床パネル１００の全体に亘ってより効率的に生じさせることができ、裏面層１０（裏面１０ａ）の破断が生じるまでの裏面層１０（裏面１０ａ）の変形量をさらに増加させることができ、床パネル１００の脆性破壊を効率的に防ぐことができる。

また、一方の長辺１４ｃの周辺領域（端部）及び他方の長辺１４ｄの周辺領域（端部）に亘って、突条１３における逐次破壊を、より効率的に生じさせることができ、裏面層１０（裏面１０ａ）の破断が生じるまでの裏面層１０（裏面１０ａ）の長辺１４ｃ、１４ｄ方向の変形量をさらに増加させることができ、床パネル１００の長辺１４ｃ、１４ｄ方向の脆性破壊をより効率的に防ぐことができる。

また、リブ部１２ａ及びコア部１２ｂが、荷重を効率よく吸収するとともに、表面層１１から裏面層１０に、荷重を効率よく伝えることができ、床パネル１００の脆性破壊をさらにより効果的に防ぐことができる。

また、表面層１１として、ガラス繊維強化プラスチックを使用すると、炭素繊維強化プラスチックに比し、ガラス繊維強化プラスチックは安価であるため、さらにコストを削減することができる。

また、リブ部１２ａが、曲げ荷重を効率よく吸収するとともに、表面層１１から裏面層１０に、曲げ荷重を効率よく伝えることができる。

また、コア部１２ｂが曲げ荷重をより効率的に吸収するとともに、表面層１１から裏面層１０に、曲げ荷重をより効率的に伝えることができる。

また、表面層１１の座屈荷重を、裏面層１０の引張荷重より大きくすることで、裏面層１０から逐次破壊を発生させることができ、表面層１１から破壊されることがない。

尚、本発明の繊維強化プラスチック製床パネルは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更し得ることは勿論のことである。

上記実施形態において、突条１３は、直線状に形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、曲線状に形成されてもよい。要は、載荷荷重が付与されると、突条１３が逐次破壊の起点となり、突条１３が破壊された後でも、裏面層１０がある程度の変形性能を有し、床パネル１００の脆性破壊を防ぐことができるような構成であればよい。

上記実施形態において、突条１３は、短辺１４ａ，１４ｂ方向の端部に形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、長辺１４ｃ，１４ｄ方向の端部に形成されていてもよい。或いは、突条１３は、短辺１４ａ，１４ｂ方向及び長辺１４ｃ，１４ｄ方向の端部に形成されていてもよい。要は、突条１３は、載荷荷重が付与されると、突条１３が逐次破壊の起点となり、突条１３が破壊された後でも、裏面層１０がある程度の変形性能を有し、床パネル１００の脆性破壊を防ぐことができるような構成であればよい。

上記実施形態において、繊維強化プラスチック製床パネル１００は、二つの短辺１４ａ，１４ｂと二つの長辺１４ｃ，１４ｄとで囲まれた四角形状を有しているが、これに限定されるものではない。例えば、繊維強化プラスチック製床パネル１００は、円形形状、多角形形状等を有してもよい。

その場合、突条１３は、載荷荷重が付与されると、突条１３が逐次破壊の起点となり、突条１３が破壊された後でも、裏面層１０がある程度の変形性能を有し、床パネル１００の脆性破壊を防ぐことができるような構成であればよい。

上記実施形態において、突条１３は、長辺１４ｃ，１４ｄと平行に延びているが、これに限定されるものではなく、突条１３は、短辺１４ａ，１４ｂと平行に延びていてもよい。

上記実施形態において、表面層１１と裏面層１０とは同じＦＲＰ材料で形成されてもよく、異なるＦＲＰ材料で形成されてもよい。例えば、種類の異なる炭素繊維を用いた複数のＣＦＲＰ層と、種類の異なるガラス繊維を用いた複数のＧＦＲＰ層とを有してもよい。表面層１１と裏面層１０とが異なるＦＲＰ材料で形成される場合、ＧＦＲＰ層の厚みが、ＣＦＲＰ層の厚みに比し、大きくすることで、強度のバランスを取ることができる。

上記実施形態において、突条は、長辺１４ｃ，１４ｄに沿って延びる二個の突条を有するが、これに限定されるものではなく、突条１３は、短辺１４ａ，１４ｂ及び／又は長辺１４ｃ，１４ｄに沿って、１個又は３個以上形成されてもよい。

中間層１２は、格子状に形成されたリブ部１２ａを有し、リブ部１２ａは、その内部にコア部１２ｂを有するが、リブ部１２ａの形状及び材質は、上記構成に限定されるものではない。

要は、リブ部１２ａは、表面層１１からの載荷荷重を効率よく吸収するとともに、表面層１１から裏面層１０に、載荷荷重を効率よく伝えることができ、床パネル１００の脆性破壊をさらにより効果的に防ぐことができるような構成であればよい。また、コア部１２ｂの形状及び材質も同様である。

本発明の繊維強化プラスチック製床パネルは、住宅、集合住宅、ホテル、ビル、病院、駅等の建物に配置された床パネルに有効に適用される。

１０裏面層、１０ａ裏面、１１表面層、１２中間層、１２ａリブ部、１２ｂコア部、１３突条、１３ａ第一の突条、１３ｂ第二の突条、１４ａ，１４ｂ短辺、１４ｃ，１４ｄ長辺、１００繊維強化プラスチック製床パネル、１００ａ一端、１００ｂ他端。

Claims

突条を有する裏面を含む裏面層と、
前記裏面層の表側に設けられた表面層と、
前記裏面層と前記表面層との間に設けられた中間層とを備え、
前記中間層は、格子状に形成されたリブ部を含む、繊維強化プラスチック製床パネル。
前記中間層は、前記リブ部間に形成されたコア部をさらに含む、請求項１に記載の繊維強化プラスチック製床パネル。
前記表面層は、ガラス繊維強化プラスチック又は炭素繊維強化プラスチックを含み、
前記リブ部は、炭素繊維強化プラスチックを含み、
前記コア部は、発泡アクリルを含み、
前記裏面層は、炭素繊維強化プラスチックを含む、請求項２に記載の繊維強化プラスチック製床パネル。
前記表面層の圧縮弾性係数をＥ、断面２次モーメントをＩとし、前記裏面層の引張強度をσ、断面積をＡとし、前記表面層の厚みをｈ_１とし、前記裏面層の厚みをｈ_２とし、前記表面層及び前記裏面層の幅をｂとし、前記リブ部間の幅をＬ_ｒとした時、
前記表面層の座屈荷重は、４×π^２ＥＩ／Ｌ_ｒ ^２（ただし、Ｉ＝ｂｈ_１ ^３／１２）で表されるとともに、
前記裏面層の引張荷重は、σ×Ａ（ただし、Ａ＝ｂｈ_２）で表され、４×π^２ＥＩ／Ｌ_ｒ ^２＞σ×Ａである、請求項１～３のいずれかに記載の繊維強化プラスチック製床パネル。