JPH0747862B2 - スラブ材の強化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、建造物の屋根や床などを構成するスラブ材
の強化装置に係り、特に体育館等の大型建造物のスラブ
構造への利用に好適なスラブ材の強化装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

建築物の屋根や床を構成するスラブ材は、一般には、そ
の建築物の用途や大きさ等によって、その材質や形状が
決定されるとされている。

そして、建築物が大型化すればするほど、特に、屋根を
構成するスラブ材には、より一層の軽量化と、これに反
する耐久性とがより厳密に要求されることになる。

ところで、従来から提案されている大型建築物のための
屋根材としてのスラブ材には、所謂PCコンクリート版材
や、鉄骨で補強された鋼板材さらには、所謂エアマット
等が知られている。

そして、PCコンクリート版材や鉄骨で補強された鋼板材
の場合には、耐久性を向上させることができ、またエア
マットの場合には、軽量化を図ることができることとな
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来のPCコンクリート版材や鉄骨で
補強された鋼板材を大型建築物の屋根のためのスラブ材
とするときには、予め決められた設定強度を有するよう
に固定的に形成さえることから、コスト的に不利となり
易い不都合がある。

また、エアマットを大型建築物の屋根のためのスラブ材
とするときには、必要時のみ空気圧を上昇させて、例え
ば、積雪による荷重増大等に対処し得る反面、所定の空
気圧の維持が極めて煩雑となる不都合がある。

さらに、一般のスラブ構造にあっては、その剛性を強化
するためには、他の補強材を用いて強化しなければなら
ないために、スラブ材全体の自重が増え、このため資材
量や経費などが過大となる反面、強化効率が極めて低い
という問題をも有していた。

そこで本発明は、このような従来の問題点に着目し、低
コストで建築物のスラブ構造の強度を所望の強度に変更
できる装置を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、建築物の側壁間に配
設されるスラブ材の下面に、所定間隔をおいて複数本の
杭を直列に複数列配設し、該杭には、外周面に螺旋状の
溝が形成されたスクリュー部材を回転自在に軸支すると
共に、上記直列配置された各杭のスクリュー部材には、
一端がスラブ材または他の固定構造体に固定され、他端
が索条巻き上げ手段に連結された索条を各列毎に巻装
し、上記索条巻き上げ手段で索条を各列毎に独立させて
巻き上げることで、上記スラブ材を所望の湾曲形状に形
成することを特徴とするスラブ材の強化装置を要旨とす
るものである。

〔作用〕

スラブ材を、例えば、建築物の側壁間に架設して屋根を
構築する。屋根としてのスラブ構造の強度を向上させる
必要がある場合は、偏倚手段を作動させてスラブ材下面
に複数本設けられた杭の相隣接する杭間で互いに引き寄
せる。これにより一方向あるいは両方向の杭と杭の先端
間が互いに引き寄せられることになり、スラブ材の湾曲
度が調整され、これにより上記スラブ材に対する垂直荷
重を水平荷重に変換することができると共に、杭と杭と
の間に該荷重を分散負担させることはでき、従って、上
記引き寄せ手段による水平引張力を変更することで所望
の形状並びに荷重負担力に変更することができる。

また、上記引き寄せ手段として索条を用いた場合には、
索条を新繊維、炭素繊維、アミラドなどの大変比重が軽
く、引張力が非常に強い材料で構成することができるの
で、スラブ材の自重を極端に増加させない。

さらに、偏倚手段として前記スクリュー部材を用いた場
合には、後から索条を追加して巻き付けることで、前記
引張力を追加し増加することも可能となる。

〔実施例〕

第１図乃至第６図は、本発明によるスラブ材の強化装置
の一実施例を示す図である。このうち、第１図は本発明
のスラブ構造を構成するスラブ材10についてその構成を
示す図である。

このスラブ材10は、長手方向および短手方向を有する四
角形或はその他の平面形状を呈する版材から成り、建築
物の側壁上部或は支柱上端において、架設されて屋根等
のスラブ構造を形成する。

スラブ材10の下面には、その長手方向および短手方向に
所定の間隔Ｄをおいて複数の杭11が複数列に植設されて
いる。

それぞれの杭11は、スラブ材10の下面から垂直方向下方
に所定の長さｌだけ延びて、その基端はスラブ材10に固
着され、また杭11の先端部分にはスクリュー部材12が取
り付けられている。

スクリュー部材12は略円柱構造を有し、外周面には、第
２図に示すように螺旋状の溝13が形成されている。そし
て、このスクリュー部材12は、スラブ材10の一端部に設
けた端杭11aを残して、それ以外の杭11の先端部分にそ
れぞれ回転自在に取り付けられている。

こうして各杭11に取り付けられたスクリュー部材12の溝
13にはロープ部材14が巻装される。

ロープ部材14は、例えば新繊維、炭素繊維、アミラドな
どの大変比重が軽く、引張力が非常に強い部材で構成さ
れており、第１図乃至第３図に示すように、スクリュー
部材12の溝13内に設置され、且つこの溝13に沿って巻き
付けられると共に、一つのスクリュー部材12から次の隣
接するスクリュー部材12へと一本が連続して巻装され、
その先端部分14aは端杭11aに結合される一方、基端部分
14bはロープ巻き上げ手段15に連結される。

因に、ロープ部材14を炭素繊維またはアミラドで構成し
た場合の引張力は、ピアノ線ロープの引張力が約90〜12
0kg/m²であるのに比べ約300kg/m²以上であり、その比重
は極めて軽い。

ロープ巻き上げ手段15は、ウインチ或はジャッキのよう
な引張装置から構成され、建築物の側壁やスラブ材10の
他端部に取付けられる。そしてスクリュー部材12、ロー
プ部材14及びロープ巻き上げ手段15によって、互いに隣
り合う杭11を引き寄せる偏倚手段を構成している。

尚、第２図及び第３図中符号16,17は、杭11に回転自在
に取付けられたスクリュー部材12が、杭11から抜け落ち
たり、或は杭11に沿って上方へ移動したりしないよう規
制する保持部材で、Ｅリング等から成る。

かかる構成を有するスラブ材の強化装置について、その
作用を説明する。

先ず、スラブ構造を強化する必要性がない時は、ロープ
巻き上げ手段15はオフ作動され、ロープ部材14は緩めら
れるから、スラブ材10は、第１図に示すように略水平な
板状に保持される。その結果、建築物の屋根上面は水平
に形成される。

次いで、スラブ構造を強化する必要が生じると、ロープ
巻き上げ手段15がオン作動せしめられ、ロープ部材14を
巻き上げる。すると、ロープ部材14は、各杭11に取付け
られたスクリュー部材12を回転させながらロープ巻き上
げ手段15にたぐり寄せられ、互いに隣接する杭11を所定
の力Ｆで引き寄せようとする。この力Ｆを受けた杭11
は、スラブ材との結合点Ｃにおいて、当該スラブ材10に
対して第２図中矢印で示されたモーメントＭを及ぼす。

ここで、 Ｍ＝Fl である。

このモーメントＭは、互いに隣接した杭11（端杭11aを
含む）によって挟まれたスラブ材10の全てのセグメント
について作用するから、スラブ材10は結果的に第４図に
示すように断面アーチ型に湾曲する。そして、隣接する
杭11の先端部11b間の距離は、先に述べた杭11の取付け
間隔寸法Ｄよりも小さな値ｄとなる。

以上のような湾曲をスラブ材10の長手方向あるいは短手
方向のいずれか一方向、又は両方向に対して実現させる
ことにより、アーチ型及びドムーム型のスラブ構造たる
屋根が構築される。

第５図及び第６図はそのようなスラブ構造の実現例を示
す図である。

即ち、第５図は、側壁20の上部に複数のスラブ材10を互
いに平行に架設して方形状の屋根を構成するようにした
スラブ構造に対して本発明に係る強化措置を施した例を
示すもので、この強化措置によってアーチ型の屋根を構
成するスラブ構造が実現される。

また第６図は、側壁20の上部にスラブ材10を架設して方
形状の屋根を構成するようにしたスラブ構造に対して本
発明に係る強化措置を施した例を示すもので、このスラ
ブ構造に対する強化措置によってドーム型の屋根を構成
するスラブ構造が実現される。尚、このスラブ構造は円
形の平面屋根を有するように形成された建築物に対して
適用することもできる。

また、上記のようにスラブ材10を湾曲せずに、ロープ部
材自体を引張強度の強い材料で構成し、杭11の取付け間
隔寸法Ｄ間のスラブ材10の張力D₁とロープ部材の引張強
度F₁、垂直荷重M₁が全て同じである場合には、 D₁＝F₁＝M₁ となり、スラブ材10を水平に保つことができる。

さらに垂直荷重が小さい場合であっても、前記取付け間
隔寸法Ｄ間の杭11が平行となるようにロープ部材を設定
しておいた場合、 D₁＝F₁＞M₁ となり、スラブ材10を水平に保つことができる。

従って、一定の長さのスラブ材10を、杭11によって分割
することで、当該スラブ材10が負担できる荷重の杭分割
数の倍数乗の荷重に近いスラブ材10の強化が可能とな
る。

また、当該スラブ材10の杭11により分割した間のスラブ
強度に対応させてロープ部材14の引張強度を増加させる
ことで、それ以上の荷重を担って、かつスラブ材10自体
を水平に保つこともできる。

尚、以上の実施例においては、スラブ材の下面に設けら
れた複数の杭に一本のロープ部材を連続的に巻装し、こ
のロープ部材の一端を巻き上げることによってスラブ材
に対する曲げモーメントを発生させているが、必ずしも
このような手法に限定されるものではない。例えば隣接
する杭の間毎にウインチのような杭を引き寄せる装置を
取付け、直接杭と杭を引き寄せるようにしてもよい。こ
の方法を採用すれば、スラブ構造を強化するに際して、
スラブ材について或る杭引き寄せ装置は作動、他の杭引
き寄せ装置は不作動とすることにより、スラブ材を単純
なアーチ型やドーム型のみでなく様々な変化に富んだ形
状に湾曲させることができ、スラブ構造の強化ととも
に、その美観の向上も図ることができる。

また、上記実施例では引き寄せ手段としてロープ部材を
用いる場合を例にとり説明したが、この発明にあっては
これに限定されるものではなく、例えばワイーヤー部材
を用いてもよい。また、前記した実施例は、スラブ材を
建築物の屋根としてのスラブ材として説明したものであ
るが、当該スラブ材を建築物の側壁間に配設される床構
造を構成する床材とされるものであっても本発明の応用
が可能であること勿論である。そして、床材として利用
する場合には、当該建築物の用途によってスラブ材の湾
曲度を変更し、かつ、これを固定的に維持することによ
って、上記建築物を多用途建築物とすることができる効
果が得られる。

さらに、前記した実施例にあっては、スラブ材の下面に
設けられる複数の杭は、長手方向と短手方向とでは別々
の杭とされているが、これに代えて、長手方向及び短手
方向とも共に同一の杭を利用するとするものであっても
よい。この場合には、第７図に示すように、一本の杭11
に上下二段のスクリュー部材12が配設されることとな
り、例えば、上段のスクリュー部材12は長手方向用に、
下段のスクリュー部材12は短手方向用にと、それぞれ別
個に利用される。

またさらに、前記した実施例にあっては、相隣接する杭
11に設けられているスクリュー部材12間にロープ部材14
が巻装されるとしているが、その巻装の方法にあって
は、第８図に示すように、杭11の一本置きにロープ部材
14が巻装されるようにしてもよいこと勿論であり、この
場合にはロープ部材14に作用する張力は、前記実施例の
巻装方法の場合に比較して略半分の張力で足りることと
なる利点がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、スラブ材の下面
に複数の杭を取付け、これを引き寄せることによってス
ラブ材を湾曲させスラブ構造を強化するようにしたた
め、比較的簡単且つ安価な構成で建築物のスラブ部分の
強化が実現できるようになる。また、スラブ材の湾曲の
程度を種々変更することによって屋根等のスラブ構造を
任意の形状に変化させることが可能であり、美観を向上
させることもできる等幾多の優れた効果が得られる。

また、上記引き寄せ手段として索条を用いた場合には、
該索条を新繊維、炭素繊維、アミラドなどの大変比重が
軽く、引張力が非常に強い材料で構成することができる
ので、スラブ材の自重をそれほど増加させることなく過
大な垂直荷重を支えることができる。

さらに、偏倚手段として前記スクリュー部材を用いた場
合には、後からロープ部材を追加して巻き付けること
で、前記引張力を追加し増加することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるスラブ構造の一構成要素であるス
ラブ材の一実施例に係る強化措置前の状態を示す図、第
２図は第１図に示されたスラブ材について隣接する任意
の二つの杭の間の部分を拡大して示す図、第３図は前記
実施例における杭へのスクリュー部材の取付け状態及び
ロープ部材の巻装状態を示す断面図、第４図は第１図に
示すスラブ材の強化措置後の状態を示す図、第５図は複
数のスラブ材を平行に設置して方形状とした屋根に対す
る本発明の強化例を示す図、第６図はスラブ材を架設し
て方形状とした屋根に対する本発明の強化例を示す図、
第７図はスラブ部材下面で隣接する杭を引き寄せる偏倚
手段としての杭及びスクリュー部材の他の実施例を示す
図、第８図は杭を引き寄せる際のロープ部材のスクリュ
ー部材に対する巻装方法の他の実施例を示す図である。 〔符号の説明〕 10……スラブ材 11……杭 12……スクリュー部材 13……溝 14……ロープ部材 15……ロープ巻き上げ手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建築物の側壁間に配設されるスラブ材の下
   面に、所定間隔をおいて複数本の杭を直列に複数列配設
   し、該杭には、外周面に螺旋状の溝が形成されたスクリ
   ュー部材を回転自在に軸支すると共に、上記直列配置さ
   れた各杭のスクリュー部材には、一端がスラブ材または
   他の固定構造体に固定され、他端が索条巻き上げ手段に
   連結された索条を各列毎に巻装し、上記索条巻き上げ手
   段で索条を各列毎に独立させて巻き上げることで、上記
   スラブ材を所望の湾曲形状に形成することを特徴とする
   スラブ材の強化装置。