JPH1162050A - 耐熱鋼板コンクリート構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 耐熱鋼板コンクリート構造において、耐火ボ
ード等の被覆材により同鋼板コンクリート構造を被覆し
なくとも済むようにし、熱荷重が作用した際に、コンク
リートのクラックや鋼板の座屈等の不具合が発生するこ
とがないようにし、しかも低コストで耐熱鋼板コンクリ
ート構造を得ることができるようにする。 【解決手段】 耐熱鋼板コンクリート構造において、鋼
板コンクリート構造を構成する鋼板１が、複数の区画に
分割され、隣接する区画の鋼板１が相互に例えばワイヤ
ー等の引張材４を介して結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鋼板コンクリート構
造に関し、特に耐熱性能を有する耐熱鋼板コンクリート
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の鋼板コンクリート構造の通
常時の縦断面図、図６（１）は図５の鋼板コンクリート
構造の通常時の状態を示す縦断面図、図６（２）は図６
（１）の鋼板コンクリート構造の加熱時の状態を示す縦
断面図、図６（３）は図６（１）の鋼板コンクリート構
造にコンクリートクラックが発生した状態を示す縦断面
図、図７（１）は図５の鋼板コンクリート構造の周辺部
が剛に拘束された場合における通常時の状態を示す縦断
面図、図７（２）は図７（１）の鋼板コンクリート構造
の加熱時の状態を示す縦断面図、図７（３）は図６
（１）の鋼板コンクリート構造の鋼板が座屈した状態を
示す縦断面図である。

【０００３】まず図５において、従来の鋼板コンクリー
ト構造（ＳＣ構造とも称される。）は、鋼板１とコンク
リート２とが鋼板１に多数立設されたスタッド３を介在
させて相互に合成された構造を有している。このような
従来の鋼板コンクリート構造において、鋼板１が鋼板コ
ンクリート構造の表面に露出していると、例えば火災時
等において周囲の雰囲気の温度が急激に上昇した際に、
鋼板１も急激に加熱されるため、鋼板１の急激な加熱を
防止するように、鋼板コンクリート構造を耐火ボード８
により覆うようにしていた。

【０００４】図６（１）ないし図６（３）に、図５の鋼
板コンクリート構造が耐火ボード８により覆われていな
い場合に、同鋼板コンクリート構造が、熱荷重の作用の
下で損傷する際の損傷メカニズムを示す。図６（１）に
示すように鋼板コンクリート構造の周辺部が拘束されて
いない場合、図６（２）に示すように鋼板コンクリート
構造が熱１１により加熱されると、鋼板１の熱膨張によ
り鋼板１には圧縮応力４ａが発生するとともに、コンク
リート２には引張応力５ａが発生する。このときの引張
応力５ａがコンクリート２のクラック発生限界に達する
と、図６（３）に示したように、コンクリート２にコン
クリートクラック９が発生する。

【０００５】これに対し、図７（１）ないし図７（３）
に、図５の鋼板コンクリート構造が耐火ボード８により
覆われていない場合であって、しかも鋼板コンクリート
構造の周辺部が拘束されている状態において、熱荷重の
作用の下で同鋼板コンクリート構造が損傷する際の損傷
メカニズムを示す。図７（１）に示すように鋼板コンク
リート構造の周辺部に対する拘束度が高い状態におい
て、図７（２）に示すように鋼板コンクリート構造が熱
１１により加熱された場合には、鋼板１が熱膨張をしよ
うとすることによって鋼板１には圧縮応力４ａが生じる
が、鋼板１が熱膨張をしないように拘束されているた
め、図７（３）に示すように、鋼板１には鋼板座屈が発
生し、鋼板１は鋼板座屈をすることによって圧縮応力４
ａを解放する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上の実情から、従
来、鋼板コンクリート構造において、耐火ボード等の被
覆材により鋼板コンクリート構造を被覆しなくとも、外
部から鋼板コンクリート構造に伝わる熱により鋼板コン
クリート構造に熱荷重が作用した際に、コンクリートク
ラックや鋼板座屈等の不具合が発生することがなく、し
かも耐火ボード等の被覆材を不要とすることによって、
耐火ボード等の被覆材に費用をかけなくとも済むよう
な、耐熱鋼板コンクリート構造が望まれていた。

【０００７】そこで、本発明は、鋼板コンクリート構造
において、耐火ボード等の被覆材により同鋼板コンクリ
ート構造を被覆しなくとも、外部から鋼板コンクリート
構造に伝わる熱により鋼板コンクリート構造に熱荷重が
作用した際に、コンクリートのクラックや鋼板の座屈等
の不具合が発生することがないようにし、耐火ボード等
の被覆材を不要とすることによって、耐火ボード等の被
覆材に費用をかけなくとも済むようにし、さらに全体と
しても低コストで得ることができるような耐熱鋼板コン
クリート構造を提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明の耐熱鋼板コンクリート構造において、同耐
熱鋼板コンクリート構造を構成する鋼板が、複数の区画
に分割され、隣接する区画の鋼板が相互に引張材を介し
て結合されている。

【０００９】また、本発明の耐熱鋼板コンクリート構造
において、上記引張材がワイヤー状引張材により形成さ
れている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の耐熱鋼
板コンクリート構造の実施の形態について説明する。図
１（１）は本発明の１実施の形態に係る耐熱鋼板コンク
リート構造の縦断面図、図１（２）は図１（１）の実施
の形態に係る耐熱鋼板コンクリート構造のＡ−Ａ線に沿
って見た縦断側面図、図２（１）は図１（１）の耐熱鋼
板コンクリート構造に引張応力が作用した状態を示す縦
断面図、図２（２）は図１（１）の実施の形態に係る耐
熱鋼板コンクリート構造に圧縮応力が作用した状態を示
す縦断面図である。

【００１１】まず図１（１）および図１（２）におい
て、耐熱鋼板コンクリート構造は、鋼板１と、鋼板１の
板面上に突設された多数のスタッド３を介して鋼板１と
一体化されたコンクリート２とを有し、鋼板１が、複数
の区画に分割され、隣接する区画の鋼板が相互に引張材
４、例えば相互に間隔を置いて配設された多数本のワイ
ヤー等の材料よりなる引張材４を介して結合され、隣接
する区画の鋼板１の相互間の間隙部には耐火ゴム５が充
填されている。

【００１２】すなわち、図１（１）および図１（２）に
示した耐熱鋼板コンクリート構造は、従来の鋼板コンク
リート構造において連続的な一枚物であった鋼板を、一
定の区画の鋼板１に分割し、各区画の鋼板１の端面部あ
るいは端縁部に高張力を有する引張材４を溶接すること
により各鋼板１を相互に連結した構造を有している。耐
火ゴム５は、引張材４を覆うように取り付けられ、各区
画の鋼板１間に隙間なく充填されている。

【００１３】引張材４の鋼板１への取付け位置以外の鋼
板部は、従来の鋼板コンクリート構造（ＳＣ構造）と同
様のものであり、鋼板１とコンクリート２とは、スタッ
ド３により力学的に合成された構造となっている。

【００１４】引張材４は、例えば図２（１）に示したよ
うに鋼板１に引張応力が作用した場合に、その引張応力
を負担する。この場合、鋼板１および引張材４が引張力
を受け持つ一方、他方ではコンクリート２が圧縮力を受
け持つことから、図１（１）および図１（２）に示した
耐熱鋼板コンクリート構造は、力学的には、従来の鋼板
コンクリート構造と同様である。

【００１５】また、例えば図２（２）に示したように、
熱応力等により鋼板１に圧縮応力が作用した場合には、
引張材４および耐火ゴム５は耐熱鋼板コンクリート構造
体の外側に向けて面外変形をする。この場合、鋼板１の
圧縮応力は、引張材４および耐火ゴム５の面外変形に伴
って解放されることから、コンクリート２にクラックが
生じたり鋼板１に座屈が生じたりすることがない。

【００１６】図２（２）において、圧縮応力が除去され
ると引張材４と耐火ゴム５は原形状に戻るため、熱荷重
を受けた後の耐熱鋼板コンクリート構造体であっても、
通常の耐熱鋼板コンクリート構造体と同様に使用するこ
とができる。

【００１７】図３（１）は本発明の別の実施の形態に係
る耐熱鋼板コンクリート構造の縦断面図、図３（２）は
図３（１）の実施の形態に係る耐熱鋼板コンクリート構
造のＢ−Ｂ線に沿って見た縦断側面図、図４（１）図は
図３（１）の耐熱鋼板コンクリート構造に引張応力が作
用した状態を示す縦断面図、図４（２）は図３（１）の
実施の形態に係る耐熱鋼板コンクリート構造に圧縮応力
が作用した状態を示す縦断面図である。

【００１８】まず図３（１）および図３（２）におい
て、耐熱鋼板コンクリート構造は、鋼板１と、鋼板１の
板面上に突設された多数のスタッド３を介して鋼板１と
一体化されたコンクリート２とを有し、鋼板１が、複数
の区画に分割され、隣接する区画の鋼板が相互にワイヤ
ーあるいはワイヤー状の引張材６、例えば相互に間隔を
置いて配設された多数本のワイヤー等の材料よりなる引
張材６を介して結合され、隣接する区画の鋼板１の表面
側の相互間には止水膜７が張設されている。

【００１９】すなわち、図３（１）および図３（２）に
示した耐熱鋼板コンクリート構造は、従来連続的な一枚
物であった鋼板を一定の区画に分割し、各区画の鋼板１
の端面部あるいは端縁部に高張力を有するワイヤー等の
引張材６を溶接することにより各鋼板１を連結した構造
である。各区画の鋼板１相互の連結部におけるワイヤー
等の引張材６の取り付け部には、コンクリート打設時の
防水機能を果させるため止水膜７が張設されている。鋼
板１の相互の接合部以外の鋼板部の構造は従来の鋼板コ
ンクリート構造と同様のものであり、鋼板１とコンクリ
ート２とはスタッド３により力学的に合成された構造と
なっている。

【００２０】図３（１）および図３（２）に示した耐熱
鋼板コンクリート構造において、ワイヤー等の引張材６
は、例えば図４（１）に示したように鋼板１に引張応力
が作用した場合に、その引張応力を負担する。鋼板１お
よび引張材６が引張力を受け持ち、コンクリート２が圧
縮力を受け持つことから、図３（１）および図３（２）
に示した耐熱鋼板コンクリート構造は、力学的には、従
来の鋼板コンクリート構造と同様である。

【００２１】図４（２）に示したように、例えば熱応力
等により鋼板１に圧縮応力が作用した場合には、ワイヤ
ー等の引張材６が変形する。この場合、鋼板１の圧縮応
力はワイヤー等の引張材６の変形に伴って解放されるこ
とから、コンクリート２にクラックが生じたり鋼板１に
座屈が生じたりすることがない。

【００２２】図４（２）において、圧縮応力が除去され
ると引張材６と止水膜７は原形状に戻るため、熱荷重を
受けた後の耐熱鋼板コンクリート構造体であっても、通
常の耐熱鋼板コンクリート構造体と同様に使用すること
ができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の耐熱鋼板コンクリート構造によ
れば、以下のような効果が得られる。 （１）鋼板コンクリート構造において、同鋼板コンクリ
ート構造を構成する鋼板が、複数の区画に分割され、隣
接する区画の鋼板が相互に引張材を介して結合されてい
るので、耐火ボード等の被覆材により同鋼板コンクリー
ト構造を被覆しなくとも、外部から鋼板コンクリート構
造に伝わる熱により鋼板コンクリート構造に熱荷重が作
用した際に、コンクリートのクラックや鋼板の座屈等の
不具合が発生することがなく、耐火ボード等の被覆材が
不要であることによって、耐火ボード等の被覆材に費用
をかけなくとも済み、構造が簡素となり、製作および施
工に要する作業量を削減することができ、低コストで耐
熱鋼板コンクリート構造を提供することができる（請求
項１）。 （２）上記耐熱鋼板コンクリート構造において、上記引
張材がワイヤー状引張材であるので、例えば鋼板に引張
応力が作用した場合には、その引張応力をワイヤー状引
張材が負担し、鋼板および引張材が協同して引張力を受
け持ち、また例えば熱応力等により鋼板に圧縮応力が作
用した場合には、引張材が変形をし、引張材の変形に伴
って鋼板の圧縮応力が解放されることにより、コンクリ
ートにクラックが発生したり鋼板に座屈が生じたりする
ことが防止される（請求項２）。

【図面の簡単な説明】

【図１】（１）図は本発明の１実施の形態に係る耐熱鋼
板コンクリート構造の縦断面図であり、（２）図は図１
（１）の実施の形態に係る耐熱鋼板コンクリート構造の
Ａ−Ａ線に沿って見た縦断側面図である。

【図２】（１）図は図１（１）の耐熱鋼板コンクリート
構造に引張応力が作用した状態を示す縦断面図であり、
（２）図は図１（１）の実施の形態に係る耐熱鋼板コン
クリート構造に圧縮応力が作用した状態を示す縦断面図
である。

【図３】（１）図は本発明の別の実施の形態に係る耐熱
鋼板コンクリート構造の縦断面図であり、（２）図は図
３（１）の実施の形態に係る耐熱鋼板コンクリート構造
のＢ−Ｂ線に沿って見た縦断側面図である。

【図４】（１）図は図３（１）の耐熱鋼板コンクリート
構造に引張応力が作用した状態を示す縦断面図であり、
（２）図は図３（１）の実施の形態に係る耐熱鋼板コン
クリート構造に圧縮応力が作用した状態を示す縦断面図
である。

【図５】従来の鋼板コンクリート構造の通常時の縦断面
図でありる。

【図６】（１）図は図５の鋼板コンクリート構造の通常
時の状態を示す縦断面図であり、（２）図は図６（１）
の鋼板コンクリート構造の加熱時の状態を示す縦断面図
であり、（３）図は図６（１）の鋼板コンクリート構造
にコンクリートクラックが発生した状態を示す縦断面図
である。

【図７】（１）図は図５の鋼板コンクリート構造の周辺
部が剛に拘束された場合における同鋼板コンクリート構
造の通常時の状態を示す縦断面図であり、（２）図は図
７（１）の鋼板コンクリート構造の加熱時の状態を示す
縦断面図であり、（３）図は図７（１）の鋼板コンクリ
ート構造の鋼板が座屈した状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 鋼板 ２ コンクリート ３ スタッド ４ ワイヤー等の引張材 ４ａ 圧縮応力 ５ 耐火ゴム ５ａ 引張り応力 ６ ワイヤー等の引張材 ７ 止水膜 ８ 被覆材としての耐火ボード ９ コンクリートクラック １０ 座屈した鋼板 １１ 熱

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板コンクリート構造において、同鋼板
   コンクリート構造を構成する鋼板が、複数の区画に分割
   され、隣接する区画の鋼板が相互に引張材を介して結合
   されていることを特徴とする、耐熱鋼板コンクリート構
   造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の耐熱鋼板コンクリート
   構造において、上記引張材がワイヤー状引張材であるこ
   とを特徴とする、耐熱鋼板コンクリート構造。