(57)【要約】【課題】フラットスラブが柱に支持されたフラットスラブ構造において、緊張材にパンチング破壊に対する補強効果を発揮させ、せん断補強材の混在を緩和させることに寄与させる。【解決手段】アンボンドの緊張材３を平面上、柱１の側から見たときに、フラットスラブ２側に凸の曲線を描くように柱１の周りに配置する。  緊張材３を柱１の周りにおいて、鉛直方向の上に凸に、フラットスラブ２の中央、もしくはその付近で下に凸に配置する。  緊張材３を柱１の少なくとも二つの側面を包囲するように配置する。  平面上、曲線状に配置される緊張材３を柱１の各側面の側につき、複数本、並列させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラットスラブが柱に支持されたフラットスラブ構造において、アンボンドの緊張材が前記柱の周りに平面上、前記柱の側から見たときに、前記フラットスラブ側に凸の曲線を描いて配置されていることを特徴とするフラットスラブ構造。
【請求項２】
前記緊張材は前記柱の周りにおいて、鉛直方向の上に凸に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のフラットスラブ構造。
【請求項３】
前記緊張材は前記柱の少なくとも二つの側面を包囲するように配置されていることを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載のフラットスラブ構造。
【請求項４】
平面上、曲線状に配置される前記緊張材は前記柱の各側面の側に付き、複数本、並列していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のフラットスラブ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンボンドの緊張材からスラブ中央において鉛直上向きの力を発生させることによりスラブから梁を不在にしたフラットスラブ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットスラブ構造はアンボンドのＰＣ鋼線等、緊張材を図５に示すようにスラブ中に懸垂線状に配置し、スラブに鉛直上向きの力と面内方向の力を発生させることで、スラブに剛性を付与し、梁型を不在にする特徴を有する（特許文献１、２参照）。
【０００３】
一方、フラットスラブ構造では地震時に柱周りに脆性的なパンチング破壊が起こる可能性があるため、この破壊に対するせん断補強を柱の周りに施すことが不可欠になる。通常はスラブに作用する鉛直せん断力に対する抵抗要素であるせん断補強材を柱の周囲に突設することが行われるが、せん断補強材はスラブ中の主筋と緊張材の合間を縫って配置されるため、せん断補強材が柱の周りに混在する問題を常に抱えることになる。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１９３１７９号公報（段落００１０、図２、図６）
【特許文献２】特開平８−１２０７８１号公報（請求項１、段落００１３、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フラットスラブ中の緊張材は鉛直方向には曲線状に配置されるものの、平面上は直線状に配置されることから、緊張材の曲線配置によるスラブに対する補強効果は鉛直方向に限られるため、緊張材は柱の周りに発生するパンチング破壊に対する補強効果を発揮する余地がない。
【０００６】
従って特許文献１、２のように鉛直面内で曲線状に配置される限り、緊張材がパンチング破壊に対するせん断補強材の混在の問題を解決することに寄与することはない。
【０００７】
本発明は上記背景より、緊張材にパンチング破壊に対する補強効果を発揮させ、せん断補強材の混在の緩和に寄与させるフラットスラブ構造を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載のフラットスラブ構造は、フラットスラブが柱に支持されたフラットスラブ構造において、アンボンドの緊張材が前記柱の周りに平面上、前記柱の側から見たときに、前記フラットスラブ側に凸の曲線を描いて配置されていることを構成要件とする。
【０００９】
緊張材は従来のフラットスラブ構造と同様にフラットスラブに上向きの力を与える機能を兼ね備える場合と、パンチング破壊に対する補強の目的で、上向きの力を与える緊張材とは別に付加される場合がある。前者の場合の緊張材は請求項２に記載のように柱の周りにおいて、鉛直方向の上に凸に配置される。この場合、緊張材はフラットスラブの中央、もしくはその付近で下に凸に配置される。緊張材にはＰＣ鋼線等のＰＣ鋼材の他、繊維強化材料が使用され、請求項１の緊張材は緊張によりフラットスラブ全体に面内方向の圧縮力を加えながら、フラットスラブの柱周辺部分に集中的に圧縮力を加える。
【００１０】
緊張材が柱の周りに平面上、柱側が凹となる曲線状に配置されることで、アンボンドであることと併せ、緊張材はフラットスラブに対し、曲線の区間において曲線の凸側から凹側へ向かって圧力を作用させる。この圧力は柱とその周辺のスラブに対し、スラブから柱の中心に向かって作用するため、柱の外周から内周へ向かう圧縮力を付与する。
【００１１】
柱とその周辺のスラブが柱の中心に向かう圧縮力を受けることで、柱周辺のスラブは柱の中心から外周側へ向かう引張力に対して拘束されるため、スラブと柱間に作用する引張力によってスラブに発生し得るひび割れが抑制される。
【００１２】
パンチング破壊時のスラブにおけるひび割れは、柱際のスラブ下端より上方に向かってスラブ断面内を４５°の角度を持ってずれるように発生する。これに対し、緊張材からのスラブへの圧縮力が柱の外周から内周へ向かうことで、スラブの柱周辺の領域が外周から柱側へ向かって拘束されるため、緊張材から柱に作用する圧縮力はひび割れの抑制に有効に機能することになる。
【００１３】
緊張材がパンチング破壊時のスラブのひび割れに対する補強効果を発揮することで、柱周辺のスラブ中に配置されるべきせん断補強材を低減することが可能になり、せん断補強材の混在を緩和することが可能になる。せん断補強材数の低減により、スラブ構築時のコンクリートの充填性が向上する利益も得られる。
【００１４】
柱が鋼管、もしくは鋼管コンクリート（コンクリート充填鋼管柱）である場合には、スラブから柱への圧縮力によりスラブのコンクリートと鋼管表面との間の摩擦力が増大するため、鋼管とコンクリートとの間のずれ変形が抑制される。
【００１５】
柱が鋼管、もしくは鋼管コンクリートの場合、スラブのコンクリートと鋼管との一体性を確保するために、鋼管の表面にはスタッドボルト等のジベル（機械的ずれ止め）及びせん断補強材が突設される。
【００１６】
ジベルはスラブからのせん断力を鋼管に伝達し、スラブが柱から抜け出す事態を防止する機能を発揮するが、緊張材から柱に向かって作用し、柱周辺のコンクリートを拘束する圧縮力はこの伝達性状の向上に寄与する。また緊張材からの圧縮力はコンクリートと鋼管表面との間の摩擦力を増大させる働きもするため、緊張材からの圧縮力の作用によりスラブのコンクリートと鋼管との一体化の効果が高まり、パンチング破壊に対する安全性が向上することになる。
【００１７】
緊張材から柱周りのスラブに作用する圧縮力は柱の周りに配置される緊張材が複数本、曲線状に配置されることで増大し、スラブ及び柱のコンクリートに対する拘束効果、並びにスラブコンクリートのひび割れの発生に対する安全性が向上する。この場合、請求項４に記載のように平面上、曲線状に配置される緊張材が柱の各側面の側に付き、複数本、並列する。平面上、曲線状に配置される複数本の緊張材は水平方向に並列する場合と、鉛直方向に並列する場合がある。
【００１８】
請求項４では複数本の緊張材が曲線状に配置されることで、複数方向に配置される緊張材の組み合わせにより柱に２方向（四方）から圧縮力を加えることができるため、コンクリートに対する拘束効果とそれによるひび割れの抑制効果が増大することになる。特にスラブの柱に近い領域程、各緊張材からの圧力が加算されるため、ひび割れに対する安全性が高まる。
【００１９】
請求項４において複数本の緊張材が水平方向に並列して配置される場合には、フラットスラブの広い範囲に緊張材から圧縮力を加えることができるため、フラットスラブにおけるひび割れ発生の抑制効果が広範囲に亘って得られることになる。また複数本の緊張材による圧力の和が柱に作用するため、柱に対する拘束効果も向上する。
【００２０】
緊張材から柱周りのスラブに作用する圧縮力の大きさは曲線状に配置された区間の曲率の大きさによって変化し、緊張材の曲率が大きい程、緊張材からスラブと柱に作用する圧縮力を大きくすることが可能である。また緊張材が柱を回り込むように配置されれば、１本の緊張材によって１本の柱の複数の側面に圧縮力を与えることができるため、柱に圧縮力を付与する緊張材の配置本数を削減することが可能になる。
【００２１】
そこで、請求項３に記載のように緊張材が柱の少なくとも二つの側面を包囲するように配置されていれば、少ない緊張材の本数で柱に外周側から内周側へ向かう圧縮力を与えることができるため、柱周辺スラブに対する補強用の緊張材数の節減が図られる。逆に緊張材の使用本数が一定の場合には、柱の二以上の側面を包囲するように緊張材を配置すれば、そうでない場合より柱とその周辺のスラブに対する補強効果が向上することになる。
【００２２】
請求項３では緊張材が柱の二つ以上の側面を包囲することから、１本の緊張材により、または２本の緊張材が対になることで、一つの側面に面するように配置される場合より少ない本数で、柱に２方向（四方）から圧縮力を加えることができるため、柱とその周辺のスラブに対する補強が効率的に行われる。
【００２３】
ここで言う側面は図１に示すように平面をＸ、Ｙの２方向に分けたときに、Ｘ方向の直線に面する側面と、Ｙ方向の直線に面する側面を指す。側面には平面（柱が角形断面）と曲面（柱が円形断面）が含まれる。緊張材が柱の少なくとも二つの側面を包囲するように配置されるとは、図３−（ａ）、（ｂ）に示すように緊張材の曲線部分が少なくとも柱の二つの側面に面するように緊張材が配置されることを言い、図４に示すように四つの側面に面するように配置されることを含む。
【発明の効果】
【００２４】
アンボンドの緊張材を柱の周りに平面上、曲線状に配置することで、柱とその周辺のスラブに柱の外周から内周へ向かう圧縮力を作用させるため、緊張材にスラブのひび割れ等、パンチング破壊に対する補強効果を発揮させることができる。この結果、スラブ中に配置されるべきせん断補強材の数を低減することができるため、せん断補強材の混在を緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００２６】
図１はフラットスラブ２が柱１に支持されたフラットスラブ構造において、アンボンドの緊張材３が前記柱１の周りに平面上、前記柱１側が凹となる曲線状に配置されているフラットスラブ構造の具体例を示す。柱１は鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造の他、鋼管、もしくは鋼管コンクリートの場合があり、柱１に鋼管を用いた場合には、その表面にスタッドボルト等のせん断補強材を兼ねる機械式ずれ止めが突設される。
【００２７】
柱１の周りで平面上、柱１側が凹となる曲線状に配置される緊張材３は少なくとも、フラットスラブ２の柱１周辺部分と、柱１に対し、柱１の中心に向かう圧縮力を付与するために使用される。
【００２８】
図２に示すように縦断面上、柱１の周辺部分において緊張材３がフラットスラブ２の上端側に位置し、それ以外の部分でフラットスラブ２の下端側に位置するように配置されれば、緊張材３はフラットスラブ２に対して上向きの力を付与するためにも使用される。この場合の緊張材３は柱１の周辺部分において上に凸の曲線を描き、それ以外の部分では下に凸の曲線を描くことによりフラットスラブ構造を成立させるアンボンドの緊張材４を兼ねる。
【００２９】
緊張材３が緊張材４を兼ねない場合には、緊張材３とは別に、フラットスラブ２に上向きの力を付与するための緊張材４が配置される。この場合、緊張材４は柱１に関して緊張材３の外側（柱１から遠い側）に配置される。この緊張材３以外の緊張材４は図１−（ａ）、（ｂ）に示すように平面上、直線状に配置される。
【００３０】
緊張材３（４）にはＰＣ鋼線等のＰＣ鋼材の他、ガラスやグラファイト、アラミド、金属の繊維を用いた繊維強化材料が使用される。緊張材３（４）はそのフラットスラブ２中に位置する区間にグリース等の被覆材が塗布されることによりアンボンドとなる。緊張材３（４）にはフラットスラブ２の構築後に緊張力が導入され、緊張材４はフラットスラブ２に上向きの力と面内方向の圧縮力を付与する。緊張材３はフラットスラブ２に面内方向の圧縮力と柱１側への圧縮力を付与する。
【００３１】
緊張材３（４）はフラットスラブ２中に平面上、２（Ｘ、Ｙ）以上の方向を向き、フラットスラブ２の面内方向に間隔を置いて配置される。緊張材３は柱１の周りでは、柱１の各側面に付き、１本以上、配置され、各方向に付き、すなわち図１におけるＸ方向とＹ方向のそれぞれに付き、柱１を挟むように対になって配置される。
【００３２】
図１−（ａ）は柱１の各側面に最も近い位置に配置される１本の緊張材３を曲線状に配置した場合、（ｂ）は柱１の各側面寄りの３本の緊張材３を曲線状に配置した場合である。柱１は図示するような角形断面の他、円形断面その他の断面形状の場合があり、柱１の側面とは柱１の断面形状に関係なく、柱１に関して緊張材３（４）が並列する側の面を指す。
【００３３】
図１−（ｂ）に示すように柱１の各側面に対向する複数本の緊張材３が平面上、曲線状に配置された場合には、フラットスラブ２の広範囲に亘って圧縮力を付与することができるため、ひび割れの抑制効果が増大する利点がある。またフラットスラブ２の、柱１に近い領域程、各緊張材３からの柱１側への圧縮力が加算されて作用するため、ひび割れに対する安全性が高まる。
【００３４】
緊張材４は縦断面上、図２に示すように柱１寄りの区間がフラットスラブ２の上端側に位置し、それ以外の区間がフラットスラブ２の下端側に位置するような曲線を描いて配置される。前記のように緊張材３が緊張材４を兼ねる場合には、緊張材３も図２に示すような曲線を描いて配置される。
【００３５】
緊張材４（３）は柱１の周辺部分においてフラットスラブ２の上端側に位置し、その区間では上に凸になる。柱１の周辺部分から遠ざかる程、緊張材４（３）はフラットスラブ２の下端側に位置し、その区間では下に凸になる。図２−（ａ）は柱１周りの下に支板、またはキャピタル５がある場合、（ｂ）はない場合の例を示す。
【００３６】
図１−（ａ）、（ｂ）に示すように柱１の各側面に面する緊張材３が各方向（Ｘ方向とＹ方向）に付き、柱１を挟み込むように配置される場合、緊張材３は柱１の周辺において緩い（小さい）曲率の曲線を描くため、緊張材３に与えられた緊張力の柱１を向く圧力は柱１とその周辺のフラットスラブ２に分散して作用する。
【００３７】
図３−（ａ）、（ｂ）は１本の緊張材３が柱１の二以上の側面と対向する（面する）ように、緊張材３を柱１の周りに配置した場合の例を示す。（ａ）は角形断面である柱１の隅角部の延長線上で緊張材３を湾曲させ、１本の緊張材３が９０°の角度をなす（Ｘ方向とＹ方向を向く）ように配置した場合、（ｂ）は１本の緊張材１が互いに平行になるように柱１の一側面と対向する位置で折り返すように湾曲させ、柱１の三つの側面に面するように配置した場合である。図３−（ａ）、（ｂ）のいずれも、１本の緊張材３では柱１の全側面を包囲しないため、基本的に緊張材３は少なくとも２本で対になって配置される。
【００３８】
図４−（ａ）、（ｂ）は１本の緊張材３が柱１の周りで環状に閉じた形に湾曲し、柱１の全側面を包囲するように緊張材３を配置した場合である。（ａ）は環状部分を除いて緊張材３が直線状に配置された場合、（ｂ）は環状部分を除いて緊張材３が直交するように配置された場合である。これらの場合は１本の緊張材３が柱１の全側面を包囲する形になるため、必ずしも２本で対になる必要はないが、対になって配置されることもある。
【００３９】
緊張材３が緊張材４を兼ねる場合、柱１の周辺位置では縦断面上、図２に示すように上に凸の曲線を描き、フラットスラブ２の上端寄りに配置されることから、図３、図４のいずれの場合も、緊張材３は鉛直方向に複数本、配列することもある。
【００４０】
図１、図３、図４に示すいずれの例においても、緊張材３、３が柱１を挟んで配置されることで、その柱１を挟んだ緊張材３、３間の間隔がその他の緊張材３、４間の間隔より大きくなる。この関係から、フラットスラブ２の全体に均等に上向きの力を付与できるようにする上では、柱１寄りに配置される緊張材３（４）間の間隔が、柱１から遠い側に配置される緊張材３（４）間の間隔より密になるように各緊張材３（４）間の間隔が調整される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】（ａ）は柱の各側面に付き、１本の緊張材を曲線状に配置した様子を示した平面図、（ｂ）は複数本の緊張材を曲線状に配置した様子を示した平面図である。
【図２】（ａ）は柱周辺のスラブがキャピタルを有するフラットスラブを示した縦断面図、（ｂ）はキャピタルを有しないフラットスラブを示した縦断面図である。
【図３】（ａ）は１本の緊張材が柱の二つの側面と対向するように柱の周りに配置された様子を示した平面図、（ｂ）は１本の緊張材が柱の三つの側面と対向するように柱の周りに配置された様子を示した平面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は１本の緊張材が柱の周りで環状に閉じた形に湾曲して配置された様子を示した平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１………柱
２………フラットスラブ
３………緊張材
４………緊張材（上向きの力用）
５………キャピタル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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