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発明の名称 フルプレキャストコンクリート床板
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−154618(P2007−154618A)
公開日 平成19年6月21日(2007.6.21)
出願番号 特願2005−355190(P2005−355190)
出願日 平成17年12月8日(2005.12.8)
代理人 【識別番号】100089118
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 宏明
発明者 手塚 武仁
要約 課題
鉄骨大梁の任意のスパン割に対応することができるフルプレキャストコンクリート床板を提供する。

解決手段
基準床板1は、標準幅で生産されることが多く、任意の鉄骨大梁3のスパンに架設すると小さい幅であるが鉄骨大梁3間の架設スパンに亘って空き空間が生じることがある。そこで、標準モデュールで生産された基準床板1を空き空間の幅に幅調整して切断した幅調整床板6を用意する。この結果、鉄骨大梁3の任意のスパン割りに対応する鉄骨構造用のフルプレキャストコンクリート床板とすることができる。そして、幅調整部分を現場打ちとすることや異種部材を使うことなく、一定で同質のフルプレキャストコンクリート床板を実現できる。すなわち、フルプレキャストコンクリート床板の特性を生かして、架設後直ちに施工機械が自由に運行でき施工合理化の効果が大きい。
特許請求の範囲
【請求項1】
一定の幅および長さとしてモデュール化された基準床板を有し、当該基準床板を鉄骨架構の間に架けて複数並設して相互を接合材で接合するフルプレキャストコンクリート床板であって、
前記基準床板を長手方向に沿って切断した所定幅の幅調整床板を形成し、当該幅調整床板を前記基準床板に並設して接合材で接合することを特徴とするフルプレキャストコンクリート床板。
【請求項2】
前記幅調整床板を前記基準床板と共に並設して鉄骨架構のスパンのほぼ中央部に配置したことを特徴とする請求項1に記載のフルプレキャストコンクリート床板。
【請求項3】
前記幅調整床板を切断した端面に、長手方向に沿う複数の凹溝を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載のフルプレキャストコンクリート床板。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄骨構造建物に用いるフルプレキャストコンクリート床板に関するものである。
【背景技術】
【0002】
鉄骨構造建物の床構造を構築する場合は、型枠工事、配筋工事およびコンクリート打ち工事を行うのが一般的である。しかし、コンクリートの養生には一定期間が必要であり、次工程(例えば直ちに建て方施工機械を運行するなど)への移行が円滑にできないなどの問題がある。そこで、近年では、工期短縮や施工の合理化を図るためにフルプレキャストコンクリート床板(以下、フルPCa床板という)が用いられている(例えば、特許文献1〜3参照)。
【0003】
【特許文献1】特開平08−184121号公報
【特許文献2】特開平09−100512号公報
【特許文献3】特開平09−158377号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
フルPCa床板は、一定の形状とした一定の性能でモデュール生産することで合理化の効果が大きい。鉄骨構造建物では、鉄骨大梁のスパンが各階とも統一されることが多いため、一定幅の標準モデュールのフルPCa床板を一定長さとして工事現場に持ち込み、長さ方向を鉄骨大梁間に架けて幅方向に並設することで施工性は向上する。また、工場生産されるフルPCa床板のコンクリートは圧縮強度が高く、乾燥圧縮やクリープが少なく床板の長期たわみも少ないなど床板の性能向上に寄与している。
【0005】
しかしながら、鉄骨大梁のスパン割の上から標準モデュール幅のフルPCa床板では、適宜割り付けられないことが多い。このため、標準モデュールから外れる寸法調整部分においては、現場打ち工法の床板とすることになる。これでは、部分的であっても型枠工事、配筋工事およびコンクリート打ち工事が必要になるために合理化の足かせとなる。また、上記のごとく部分的でも異種の材料を用いることは床板全体として高い性能を維持することができない。
【0006】
本発明は、上記実情に鑑みて、鉄骨大梁の任意のスパン割に対応することができるフルプレキャストコンクリート床板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項1に係るフルプレキャストコンクリート床板は、一定の幅および長さとしてモデュール化された基準床板を有し、当該基準床板を鉄骨架構の間に架けて複数並設して相互を接合材で接合するフルプレキャストコンクリート床板であって、前記基準床板を長手方向に沿って切断した所定幅の幅調整床板を形成し、当該幅調整床板を前記基準床板に並設して接合材で接合することを特徴とする。
【0008】
本発明の請求項2に係るフルプレキャストコンクリート床板は、上記請求項1において、前記幅調整床板を前記基準床板と共に並設して鉄骨架構のスパンのほぼ中央部に配置したことを特徴とする。
【0009】
本発明の請求項3に係るフルプレキャストコンクリート床板は、上記請求項1または2において、前記幅調整床板を切断した端面に、長手方向に沿う複数の凹溝を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明に係るフルプレキャストコンクリート床板は、基準床板を長手方向に沿って切断した所定幅の幅調整床板を形成し、当該幅調整床板を基準床板に並設して接合材で接合することによって、鉄骨架構の任意のスパン割りにおいて幅調整部分に対応する鉄骨構造用のフルプレキャストコンクリート床板とすることができる。また、幅調整部分を現場打ちとすることや異種部材を使うことなく、一定で同質のフルプレキャストコンクリート床板を実現でき、フルプレキャストコンクリート床板の特性を生かして、架設後直ちに施工機械が自由に運行できるなどの施工合理化の効果を奏する。
【0011】
また、フルプレキャストコンクリート床板に生じる地震慣性力は、並設した基準床板および幅調整床板を順次伝達して、最終的には鉄骨架構に通じて伝達する。生じる地震慣性力は、鉄骨架構のスパンの中央部が最小であり、鉄骨大架構に伝達する直近部分が最大となる。このため、幅調整床板を基準床板と共に並設して鉄骨架構のスパンのほぼ中央部に配置することで、有効な接合とする所要性能を小さくできる。
【0012】
また、局部震度が大きく、有効な接合とする伝達せん断力が大きい場合には、幅調整床板を切断した端面に、長手方向に沿う複数の凹溝を設けることで、接合材を介した接合部を有効な接合とする構造性を満足できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るフルプレキャストコンクリート床板の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0014】
図1は本発明に係るフルプレキャストコンクリート床板の実施の形態を示す平面図、図2は図1におけるII−II断面図、図3はフルプレキャストコンクリート床板の基準床板を示す断面図である。
【0015】
図1および図2に示すようにフルプレキャストコンクリート床板は、モデュール化して工場生産された基準床板1を有している。そして、この基準床板1を柱2とともに鉄骨架構をなす鉄骨大梁3の間に架けて複数並設し、基準床板1の相互を接合材としてのジョイントコンクリート42(図3参照)で接合してある。なお、本実施の形態において鉄骨大梁3のスパンは短辺Aを6400mm、長辺Bを12800mmとしてある。
【0016】
基準床板1は、乾燥収縮やクリープが少ない高強度コンクリート(例えば圧縮強度が50N/mm2)を主体として形成してあり、材料的に優れた床板性能を有する。基準床板1は、一定の幅および一定の長さとして矩形状に形成してあり、図3に示すように長手方向に沿って配置したPC鋼材11を用いてプレストレスが導入してある。また、基準床板1は、長手方向に沿って開設した空洞部12を有している。空洞部12は、上部が弧状の断面形状の内面をなし、かつ、上部に繋がる下部が下方に向けて窄まりつつ平坦な底を有する内面をなしている。この空洞部12は、基準床板1の幅方向に所定間隔で複数(図3では8個)設けてあり、両端の空洞部12が他と比較して幅方向に潰れた形状としてある。さらに、基準床板1は、長手方向に沿う長辺の端面が下方に向けて末広がりに形成してあり、当該端面に長手方向に沿って延在する凹凸溝13を有している。
【0017】
この基準床板1は、工場でライン生産され、任意長さに切断することで鉄骨大梁3のスパンに架設し得る長さに設定される。すなわち、基準床板1は、高強度コンクリートおよびPC鋼材11によって支保工なしで鉄骨大梁スパンの短辺A(6400mm)内に架設することが可能であり、かつ、空洞部12によって軽量化が図られ施工性を著しく向上することが可能である。
【0018】
なお、本実施の形態において基準床板1は、図3に示すように幅(短辺)Cを1200mm(精確にはC=1198mm)とし、長さ(長手方向)を鉄骨大梁3の短辺スパンA(6400mm)方向に架かる寸法に切断してある。さらに、基準床板1は、その底面からPC鋼材11に至る寸法Dを38mmとしてある。さらにまた、基準床板1は、長辺から端部の空洞部12中央までの寸法Eを102mmとし、各空洞部12の中央間の間隔Fを142mmとしてある。
【0019】
上記構成の基準床板1は、図1および図2に示すように鉄骨大梁3の長辺の方向に沿って複数並設して、その間に図3に示すようにジョイントコンクリート42を充填して隣接する相互の基準床板1を接合してある。本実施の形態においては、図3に示すように各基準床板1の対向する長辺における末広がりの下部の間隔Gを20mmとしてあり、当該最小間隔の間をシール材41で塞ぎつつ、ジョイントコンクリート42を充填してある。
【0020】
また、基準床板1は、長辺側の鉄骨大梁3の上部において、鉄骨大梁3および相互の対向する短辺側同士を接合してある。具体的には、図4に示すように鉄骨大梁3のフランジ上面に基準床板1の短辺側端部をオーバーラップ(オーバーラップ寸法H=30mm)させて載置し、各基準床板1の間において鉄骨大梁3のフランジ上面に設けたスタッドボルト31の上にワイヤメッシュ5を設けて、ジョイントコンクリート42を充填する。一方、基準床板1は、短辺側の鉄骨大梁3の上部において、鉄骨大梁3および相互の対向する長辺側同士を接合してある。具体的には、図5に示すように鉄骨大梁3のフランジ上面に基準床板1の長辺側端部をオーバーラップ(オーバーラップ寸法H=30mm)させて載置し、各基準床板1の間において鉄骨大梁3のフランジ上面に設けたスタッドボルト31の上にワイヤメッシュ5を設けて、ジョイントコンクリート42を充填する。
【0021】
すなわち、基準床板1を並設した形態においては、面外せん断力(長期荷重)に対しては、凹凸溝13が凹凸コッターの働きをして、基準床板1の許容せん断力、およびジョイントコンクリート42の突出部の許容せん断力により伝達する。一方、面内せん断力(床板の地震慣性力)に対しては、基準床板1とジョイントコンクリート42との付着強度により伝達する。また、鉄骨大梁3に基準床板1を架設した形態においては、面外せん断力(長期荷重)に対しては、鉄骨大梁3のフランジへの基準床板1の架かり代で伝達する。一方、面内せん断力(地震慣性力)に対しては、基準床板1の短辺側では空洞部12に充填されたジョイントコンクリート42(図4参照)、長辺側では凹凸溝13に充填されたジョイントコンクリート42(図5参照)によって伝達する。
【0022】
ここで、上述した鉄骨大梁3の長辺スパンB(12800mm)において、短辺C(1198mm)の基準床板1を、間隔G(20mm)をおいて並設する場合、10個の基準床板1が割り付けられる(図2参照)。しかし、基準床板1と基準床板1との間には、調整幅J=355mm(図6参照)が必要となる。そこで、本実施の形態では、図1、図2および図6に示すように調整幅J(355mm)に対応して幅調整床板6を有している。
【0023】
幅調整床板6は、上記基準床板1を長手方向に沿って切断して所定幅(調整幅J)としたものである。図6および図7に示すように幅調整床板6は、一側に基準床板1の長辺を残して切断してある。また、幅調整床板6の他側は、基準床板1の空洞部12の位置で切断することで、その端面に長手方向に沿って延在する凹凸溝61を有している。
【0024】
この幅調整床板6は、鉄骨大梁3の長辺の方向に沿って基準床板1に並設して、基準床板1との間にジョイントコンクリート42を充填して両側の基準床板1に接合してある。本実施の形態においては、図6に示すように基準床板1の長辺と、当該長辺に対向する幅調整床板6の長辺(一側および他側)との間隔Gを20mmとして、当該間隔Gの間をシール材41で塞ぎつつ、ジョイントコンクリート42を充填してある。また、幅調整床板6は、図1および図2に示すように基準床板1と共に並設してあって、鉄骨架構をなす鉄骨大梁3の長辺スパンB(12800mm)のほぼ中央部に配置してある。なお、幅調整床板6の短辺側においては、基準床板1の短辺側と同様に鉄骨大梁3に接合する(図4参照)。
【0025】
すなわち、幅調整床板6を基準床板1に接合した形態においては、図8に示すように面外せん断力(長期荷重)に対しては、凹凸溝61が凹凸コッターの働きをして、幅調整床板6の許容せん断力、およびジョイントコンクリート42の突出部の許容せん断力により伝達する。一方、図9に示すように面内せん断力(床板の地震慣性力)に対しては、幅調整床板6とジョイントコンクリート42との付着強度により伝達する。
【0026】
このように構成したフルプレキャストコンクリート床板では、基準床板1を長手方向に沿って切断した所定幅の幅調整床板6を形成し、当該幅調整床板6を基準床板1に並設してジョイントコンクリート42で接合した。この結果、鉄骨大梁3の長辺スパンBに基準床板1を割り付けて並設した際に生じる調整幅J(355mm)を調整することができる。
【0027】
また、幅調整床板6を鉄骨架構のスパンのほぼ中央部に配置していれば、伝達せん断力が小さく、接合部の所要強度も小さくて済む。ここで、フルプレキャストコンクリート床板の自重と積載荷重の合計を7.84kN/m2として、局部震度を1.0とした時に幅調整床板6の支配幅で生じる切断端面の面内せん断応力度τは下記のようになる。
【0028】
τ=7.84kN/m2×0.355m×6.4m×1.0/(6050mm×155mm)=0.02N/mm2
【0029】
なお、コンクリートの付着強度は少なくとも0.5N/mm2程度は期待できることから、幅調整床板6の切断した端面にジョイントコンクリート42を打ち込めば、基準床板1を含むフルプレキャストコンクリート床板の地震慣性力を伝達できる。
【0030】
しかし、場合によっては局部震度が大きくなる場合もある。このような場合には、図10に示すように切断した幅調整床板6の端面に、長手方向に沿って複数の凹溝7を設ける。凹溝7は、図11に示すように凹溝7のピッチK(例えば140mm)でダイヤモンド刃71が複数連で配置されて隣接するダイヤモンド刃71が対称回転する切削機(コア型ドリル)によって形成することができる。切削機の動力は電気などである。そして、ダイヤモンド刃71が必要深さ〈例えば10mm〜15mm〉食い込んだところで回転を止め、ダイヤモンド刃71を抜いて切り込み部をこじることで凹溝7が成形される。すなわち、幅調整床板6を鉄骨大梁3に架設して、基準床板1との間にジョイントコンクリート42が打ち込まれた強度を発現すれば、ジョイントコンクリート42の噛み合いによって面内せん断力を凹溝7によって伝達できる。なお、凹溝7は、図12に示すように幅調整床板6において基準床板1の長辺を残した一側(凹凸溝13を有する端面)に設けてもよく、さらに基準床板1の凹凸溝13を有する端面にも設けてもよい。なお、凹溝7の大きさと数は荷重に対応する設計事項であり、直接せん断の耐力が確保される面積を確保するように設計すればよい。
【0031】
ところで、現場打ちの鉄筋コンクリート構造床板と異なり、鉄骨大梁3とフルプレキャストコンクリート床板とは一体構造ではない。このため、鉄骨架構に曲げ塑性ヒンジが形成される最終局面までは、鉄骨大梁3とフルプレキャストコンクリート床板との接合部が耐力を保つ構造性が必要とされる。つまり、フルプレキャストコンクリート床板に生じる長期荷重に対する面外せん断力、地震荷重に対する面内せん断力を、フルプレキャストコンクリート床板(基準床板1)間の接合部、およびフルプレキャストコンクリート床板と鉄骨大梁3との間で伝達する必要があり、基準床板1が有効な接合となることが構造性を確保する上で必要である。
【0032】
基準床板1は、1000mmや1500mmなどの標準幅で生産されることが多く、任意の鉄骨大梁3のスパンに架設すると500mm幅や300mm幅など小さい幅であるが鉄骨大梁3間の架設スパンに亘って空き空間となってしまうことが多い。そこで、上述した実施の形態では、鉄骨大梁3の任意のスパン割に対応するため、標準モデュールで生産された基準床板1を500mm幅や300mm幅に幅調整して切断した幅調整床板6を用いた。この結果、鉄骨大梁3の任意のスパン割りに対応する鉄骨構造用のフルプレキャストコンクリート床板とすることができる。そして、幅調整部分を現場打ちとすることや異種部材を使うことなく、一定で同質のフルプレキャストコンクリート床板を実現できる。すなわち、フルプレキャストコンクリート床板の特性を生かして、架設後直ちに施工機械が自由に運行でき施工合理化の効果が大きい。
【0033】
また、幅調整床板6は、鉄骨大梁3のスパンのほぼ中央部に配置して用いる。フルプレキャストコンクリート床板に生じる地震慣性力は、並設した基準床板1および幅調整床板6を順次伝達して、最終的には鉄骨大梁3にスタッドボルト31を通じて伝達する。地震慣性力は、鉄骨大梁3のスパンの中央部が最小であり、鉄骨大梁3に伝達する直近部分が最大となる。このため、幅調整床板6を鉄骨大梁3のスパンのほぼ中央部に配置することで、有効な接合とする所要性能を小さくできる。
【0034】
しかし、局部震度が大きく、有効な接合とする伝達せん断力が大きい場合には、幅調整床板6の切断した端面に、長手方向に沿う複数の凹溝7形成することで、ジョイントコンクリート42を介した接合部を有効な接合とする構造性を満足できる。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明に係るフルプレキャストコンクリート床板の実施の形態を示す平面図である。
【図2】図1におけるII−II断面図である。
【図3】フルプレキャストコンクリート床板の基準床板を示す断面図である。
【図4】鉄骨大梁の長辺側との接合構造を示す断面図である。
【図5】鉄骨大梁の短辺側との接合構造を示す断面図である。
【図6】フルプレキャストコンクリート床板の幅調整床板を示す断面図である。
【図7】フルプレキャストコンクリート床板の幅調整床板を示す斜視図である。
【図8】幅調整床板の面外せん断力の伝達を示す図である。
【図9】幅調整床板の面内せん断力の伝達を示す図である。
【図10】凹溝を設けた状態の幅調整床板を示す斜視図である。
【図11】凹溝を形成する工程を示す斜視図である。
【図12】凹溝を設けた状態の基準床板(幅調整床板)を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0036】
1 基準床板
11 鋼材
12 空洞部
13 凹凸溝
2 柱
3 鉄骨大梁
31 スタッドボルト
41 シール材
42 ジョイントコンクリート
5 ワイヤメッシュ
6 幅調整床板
61 凹凸溝
7 凹溝
71 ダイヤモンド刃




 

 


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