(57)【要約】【課題】路面材、ビルの床材等に広く用いられているスチール材とコンクリート材の合成構造体に関する。【解決手段】鋼板を折り曲げて、下フランジ部と該下フランジ部から突設してなるリブ部３とを一体的に形成してなり、かつ、該リブ部には所望の開孔部２を穿設してなるスチール材１ａ、１ｂと、該スチール部材上に、前記リブ部を埋設し、所望の厚さに敷設してなるコンクリート材４と、を有してなる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板を折り曲げて、下フランジ部と該下フランジ部から突設してなるリブ部とを一体的に形成してなり、かつ、該リブ部には所望の開孔部を穿設してなるスチール材と、
該スチール材上に、前記リブ部を埋設し、所望の厚さに敷設してなるコンクリート材と、
を有してなることを特徴とするスチール材とコンクリート材の合成構造体。
【請求項２】
前記リブ部が、
前記下フランジ部から突設してなり、所望の開孔部を穿設したウェブ部と、
該ウェブ部の上側に係設して、前記鋼板を折り曲げて一体的に形成してなる上フランジ部と、
からなることを特徴とする請求項１に記載のスチール材とコンクリート材の合成構造体。
【請求項３】
前記上フランジ部に、さらに、所望の開孔部を穿設してなることを特徴とする請求項２に記載のスチール材とコンクリート材の合成構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、　スチール材とそれに打設したコンクリート材（単にコンクリートとも呼ぶ。）とが適切に結合されることで一体となって曲げ等の外力に抗することを可能とするスチール材とコンクリート材の合成構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
山形のデッキプレートの上にコンクリートを打設してなる合成構造体は、　合成スラブとも呼ばれ、　路面材、ビルの床材等に広く用いられている。
しかしながら、通常のデッキプレートの上にコンクリートを打設しただけでは、両者の間の接着力が弱く、　曲げ等の力が作用するとたちまち剥離し、　合成構造体として機能しない。
【０００３】
そのため、スチール材とコンクリート材を一体化させ、　強固に固着させるために、様々な工夫がなされてきている。
例えば、　図４に示すように、　デッキプレートの一種である山形スチール材１０にエンボス部１１の加工を施し、打設したコンクリートがこのエンボス部１１に埋め込まれるようにすることで固着させる。なお、このエンボス形状としては、　様々な形状が提案されており、　例えばＸ形状とする例も知られている。
【０００４】
また、図５に示すように、　リブ付スチール板材１２の上側に鉄筋材１３を配筋し、配筋した鉄筋材１３とリブ付スチール板材１２のリブ部とをラチス筋材１４で溶接接合してコンクリートとの合成用のスチール材を形成することが知られている。なお、１５は溶接接合箇所を示す（以下、　同じ）。
こうすることで、打設したコンクリートが鉄筋材１３やラチス筋材１４と３次元的に絡み合い、　合成効果を高めるのである。
【０００５】
図６は、　スチール板材１６上に、　ウェッブ部に開口部２を設けたＩ形スチール材１７を溶接接合して形成し、コンクリートとの合成用のスチール材とする例を示す。なお、この開口部２に図示しない配力筋を貫設することで、より合成効果を高めることができる（例えば、　特許文献５参照）。
また、より簡単には、　図７に例示のように、　山形スチール材１０の山部に棒鋼材１８を渡設して溶接接合することで、　打設したコンクリートのずれ止めを実現して合成効果を高めることも行なわれている。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、　例えば下記のものがある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１０７３１７　号公報
【特許文献２】
特開平３−７６９５６　号公報
【特許文献３】
特開平４−２０６３５　号公報
【特許文献４】
特開平４−２３７７４９号公報
【特許文献５】
特開２００１−２４８１１３　号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に例示のエンボスを有するスチール材の構造は、コンクリートの単なるずれ止めとしては有効であるが、　強固な固着を達成しているとは言いがたい。また、火災時などの異常昇温時には、　下面側のスチール材全体が加熱され、　スチール材の材料（鋼材）の降伏点（ＹＰ）が著しく低下して大きな変形を引き起こす危険性が高い。さらに、熱膨張による変形で、　コンクリートとの乖離を起こし易く、　全く合成効果が得られなくなってしまう危険性も高い。
【０００９】
また、図５〜７に例示のスチール材の構造においては、　コンクリートと３次元的に絡み合わせることで高い合成効果を期待することができるが、　それぞれのスチール材の構造を実現するには、溶接による組み立てが必須であり、大きな手間と工数がかかるという問題がある。
本発明は、　火災時などの異常昇温時における耐熱性に優れ、　かつ、簡単な構造で安価に製造可能であって合成効果の高い合成構造体を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、　下記の各項記載の合成構造体によって上記課題を解決した。
▲１▼　鋼板を折り曲げて、下フランジ部と該下フランジ部から突設してなるリブ部とを一体的に形成してなり、かつ、該リブ部には所望の開孔部を穿設してなるスチール材と、該スチール材上に、前記リブ部を埋設し、所望の厚さに敷設してなるコンクリート材と、を有してなることを特徴とするスチール材とコンクリート材の合成構造体。
▲２▼　前記リブ部が、　前記下フランジ部から突設してなり、所望の開孔部を穿設したウェブ部と、　該ウェブ部の上側に係設して、前記鋼板を折り曲げて一体的に形成してなる上フランジ部と、からなることを特徴とする上記▲１▼に記載のスチール材とコンクリート材の合成構造体。
▲３▼　前記上フランジ部に、さらに、所望の開孔部を穿設してなることを特徴とする上記▲２▼に記載のスチール材とコンクリート材の合成構造体。
【００１１】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の合成構造体に適用するスチール材の代表的な構造を図２に例示して説明する。
図２（ａ）は、鉄板を折り曲げて下フランジ部３ｃと、その下フランジ部３ｃから突設したリブ部３を一体的に形成してなるスチール材１ａを示す。なお、リブ部３には、所望の開孔部２を穿設してなる。この開孔部２は、後述のコンクリートと３次元的に合成して強固に結合させるものであるが、　その形状、大きさ、　設置数等を特に限定するものではない。
【００１２】
次に、　図２（ｂ）は、前記リブ部３として、上フランジ部３ａとウェブ部３ｂを一体的に形成してなる構造とするものである。なお、ウェブ部３ｂに開口部２を設けることは、　上述と同様である。こうすることで、上フランジ部３ａによる更なる合成効果の向上を達成できる。
本発明のスチール材とコンクリート材の合成構造体は、図１に示すように、　スチール材１ａ、１ｂ上に、そのリブ部３を埋設し、所望の厚さにコンクリート材４を敷設してなる構造とすることで、高い合成効果を得るものである。
【００１３】
なお、本発明の合成構造体に適用するスチール材の別の好適な実施の形態を、図３に示す。
図３（ａ）は、　上フランジ部３ａにも所望の開口部２を穿設し、コンクリートとの合成効果を更に高めるようにしたものである。ここで、上フランジ部３ａに穿設した開口部の直下となるウェブ部側も開口するので、　コンクリート打設時のコンクリートの流動を良好とし、合成を更にスムーズにすることができる。
【００１４】
図３（ｂ）は、複数の鉄板をかぎ型に折り曲げて、勘合部６で互いに嵌合し、本発明の合成構造体に適用するスチール材１ｄを構成したものである。ここでは、ウェブ部３ｂの開口部２を三角形状とした例を示す。なお、かぎ型の替わりにＬ字型に折り曲げ、上フランジ部３ａがない形状とすることもできる（図示せず）。
図３（ｃ）は、複数の鉄板をかぎ型に折り曲げて形成した上フランジ部３ａとウェブ部３ｂの両方に開口部２を設けて形成したスチール材１ｅを示す。
【００１５】
【実施例】
まず、従来例として、図８（ａ）に示すエンボスを施した山形スチール材とコンクリートの合成構造体を準備した。なお、コンクリート材４の内部には、　耐火補強用鉄筋材２０を配筋した。ここで、スチール材の材料には「冷延鋼板（ＳＰＣＣ）−板厚１ｍｍ」を用い、補強用鉄筋材は、「鉄筋コンクリート用異形棒材（ＳＤ２９５−Ｄ１３　）」を用いた。
【００１６】
一方、　本発明例として、図８（ｂ）に示すリブ部に所望の開口部２を有するスチール材とコンクリート材の合成構造体を準備した。なお、ここでスチール材の材料には、従来材と同じ「冷延鋼板（ＳＰＣＣ）−板厚１ｍｍ」を用いた。
そして、上記２つの試料を、床耐火２時間の評価を行い、ｍａｘ　１０４０℃となる炉内に２時間放置してＡ〜Ｅ点での昇温状況を調査した。その結果を表１に示す。また、スチール材を構成する材料について、温度上昇に伴うＹＰの低下を、各温度におけるＹＰの常温（２０℃）時のＹＰに対する百分率、すなわち、「｛（各温度でのＹＰ）／（常温（２０℃）時のＹＰ）｝×１００　（％）」で表し、図９に示す。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
表１から明らかなように、　従来例では、　山形スチール材１０のＡ点、Ｂ点の両方が　７５０〜９００　℃の高温となった。これは、山形スチール材１０の全面が炉内に暴露した状態となっているからである。また、Ｃ点の耐火補強用鉄筋材２０の温度も４５０　℃にまで昇温している。そのため、図９に示すようにスチール材のＹＰ率が大幅に低下し、　合成構造体を維持することが困難となる。
【００１９】
一方、　本発明例においては、炉内に暴露したＤ点では、　従来例と同等レベルの７５０〜９００　℃の高温となるものの、コンクリート材４内部に位置する上フランジ部のＥ点では　２５０℃程度の昇温に収まり、図９からも明らかなようにＹＰの低下も小さく、　この上フランジ部によってスチール材の強度を維持することが可能である。これは、スチール材のウェブ部に係設した上フランジ部がコンクリート内部の奥深くに位置し、　しかもウェブ部には開口部が施されていることから、　加熱された下フランジ部から上フランジへの熱伝達を最小に抑えることができるからである。
【００２０】
なお、本発明例では、　スチール材だけでコンクリート材との合成効果を維持できることから、従来例で配筋してなる耐火補強用鉄筋材２０を不要にできることも確認できた。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によって、　火災時などの異常昇温時における耐熱性に優れ、　かつ、簡単な構造で安価に製造可能な合成効果の高い合成構造体を提供可能とできた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の合成構造体を説明する模式断面図である。
【図２】本発明の合成構造体に適用するスチール材の好適な実施の形態を示す模式図である。
【図３】本発明の合成構造体に適用するスチール材の別の好適な実施の形態を示す模式図である。
【図４】従来の合成構造体に適用するスチール材の例を示す模式図である。
【図５】従来の合成構造体に適用するスチール材の例を示す模式図である。
【図６】従来の合成構造体に適用するスチール材の例を示す模式図である。
【図７】従来の合成構造体に適用するスチール材の例を示す模式図である。
【図８】合成構造体における加熱時の温度状況を説明するための模式断面図であり、　（ａ）は従来例、　（ｂ）は本発明例を示す。
【図９】合成構造体に適用するスチール材の材料の温度上昇に伴うＹＰの低下について例示するグラフである。
【符号の説明】
１ａ〜１ｅ　　　　スチール材
２　　　　開口部
３　　リブ部
３ａ　　　　上フランジ部
３ｂ　　ウェブ部
３ｃ　　下フランジ部
４　　　　コンクリート材
６　　嵌合部
１０　　山形スチール材
１１　　エンボス部
１２　　リブ付スチール板材
１３　　鉄筋材
１４　　ラチス筋材
１５　　溶接接合箇所
１６　　スチール板材
１７　　Ｉ形スチール材
１８　　棒鋼材
２０　　耐火補強用鉄筋材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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