(57)【要約】【課題】本発明は鋼管柱と床（スラブ）の接合が容易なフラットスラブを提供する。【解決手段】隣接する鋼管柱間に掛け渡した鉄骨梁を床コンクリートで埋設するように打設し、コンクリートスラブ内に配置し、鉄骨梁は鋼管柱のダイヤフラムおよびシアプレートを有するブラケットにボルト結合され、ダイヤフラムは必要に応じて鉄骨梁の上下フランジに対応して上ダイヤフラムと下ダイヤフラムを設け、上ダイヤフラムに対し、下ダイヤフラムの面積を広くし、上端筋と下端筋を鋼管柱に結合することなく、鉄骨梁上方に上端筋を配筋し、下端筋はコンクリートスラブ中で梁直交方向下端筋は鉄骨梁のウエブに設けられた鉄筋挿通孔を挿通し、梁直交方向上端筋は鉄骨梁の上方に配筋される。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する鋼管柱間に掛け渡した鉄骨梁をコンクリートスラブ内に配置したフラットスラブ構造であって、フラットスラブから鋼管柱への応力伝達を上端筋と下端筋を鋼管柱に結合することなく、鋼管柱と鉄骨梁との仕口部および／または鋼管柱に接するフラットスラブにより行うことを特徴とするフラットスラブ構造。
【請求項２】
鋼管柱と交差しないように、鉄骨梁上方に上端筋を配筋することを特徴とする請求項１記載のフラットスラブ構造。
【請求項３】
鋼管柱に鉄骨梁をダイヤフラムを用いて接合することを特徴とする請求項１また２記載のフラットスラブ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、倉庫やビルなどに用いるフラットスラブに関し、特に、鋼管柱と床（スラブ）の接合が容易なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フラットスラブは、梁ー床間のデッドスペースや床（スラブ）下面に突出する梁型を除くために用いられる床の一種で、柱に剛接するコンクリート床に梁の機能をもたせることを特徴とする。
【０００３】
床区画が複数となる場合は、隣接する床区画あるいは部材に対し横断的に配置した鉄筋に床コンクリートを打設し構造的に一体として構築するが、隣接する床同士が連続梁として機能し、床の負担モーメントが軽減するため、たわみ量が低減し、床の厚みを薄くすることも可能である。
【０００４】
フラットスラブに関しては、フラットスラブ２０１の床のせん断力を安定的に柱へ伝達させるため柱頭部にキャピタル２０２を設けた構造（図１０）や、施工性の向上に関して種々の提案がなされている。
【０００５】
特許文献１は、床と接合する柱の柱頭部に漏斗状鋼板を設けるもので、漏斗状鋼板はその表面が折り板状のため中心部ほど凹凸が深く、キャピタル部の応力状態に即応して補強が可能となることが記載されている。
【０００６】
特許文献２は、フラットスラブ構造物における鋼管柱とスラブの接合構造に関し、スラブのパンチング破壊を防止するため、せん断応力を支持する補強鉄板２０４を鋼管柱２０３に設け、該補強鉄板にはコンクリートと強固に付着するように鉄筋２０５を上下端に設けることが記載されている（図１１）。
【０００７】
特許文献３は、柱を充填型鋼管柱とした場合の施工性に優れたフラットスラブの構造に関し、隣接する柱間に設けた鉄骨梁で、現場打ちコンクリートで必要となる型枠を支持させ、スラブを形成することにより、スラブからの応力を鉄骨梁を介して柱に伝達し、キャピタルを不要とすることが記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−１８０３１号公報
【０００９】
【特許文献２】特開平６−８８３９２号公報
【００１０】
【特許文献３】特開２０００−２９７４９３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献２に記載の構造では、鋼管柱に補強鉄板を挿通させるための加工が必要で、補強鉄板自体にも鉄筋を挿入し、且つ鋼管柱内で直交させるための加工が必要となるなど施工性の低下が避けられない。
【００１２】
また、特許文献３には、スラブ構造における鉄筋の配筋に関して記載がなく、施工性やフラットスラブとしての利便性の観点から検討する余地が残されている。
【００１３】
そこで本発明ではフラットスラブとしての特質を損なうことなく、且つ、柱への複雑な加工を要せずに、スラブからの応力が柱に伝達されるフラットスラブ構造を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は以下の手段により達成される。
１．隣接する鋼管柱間に掛け渡した鉄骨梁をコンクリートスラブ内に配置したフラットスラブ構造であって、フラットスラブから鋼管柱への応力伝達を上端筋と下端筋を鋼管柱に結合することなく、鋼管柱と鉄骨梁との仕口部および／または鋼管柱に接するフラットスラブにより行うことを特徴とするフラットスラブ構造。
２．鋼管柱と交差しないように、鉄骨梁上方に上端筋を配筋することを特徴とする１記載のフラットスラブ構造。
３．鋼管柱に鉄骨梁をダイヤフラムを用いて接合することを特徴とする１また２記載のフラットスラブ構造。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るフラットスラブ構造を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るフラットスラブ構造の仕口部を示す斜視図で、コンクリートスラブ１２中に鉄骨梁２と上端筋４、下端筋８を有することを特徴とする。図１（ａ）は上端筋の配筋を、図１（ｂ）は下端筋の配筋を説明する図である。
【００１６】
図１（ａ），（ｂ）において鋼管柱１と鉄骨梁２はダイアフラム３を介して固着され、鉄骨梁２はその鉄骨梁下フランジ７で床コンクリートが打設される型枠５を支持する。
【００１７】
鋼管柱１は円形または角型鋼管や内部にコンクリートが充填された充填型コンクリート柱（ＣＦＴ柱）であれば良く本発明では特に限定しない。
【００１８】
鉄骨梁２は隣接する鋼管柱１に掛け渡され、図１（ａ）（ｂ）は四方に配設されている状態を示す。
【００１９】
図１（ａ）において、鉄骨梁２の上方に上端筋４を配筋する。本発明では床コンクリートの荷重が鉄骨梁２により鋼管柱１に伝達されるため、鋼管柱１と交差する位置に上端筋４を配筋する必要がなく、上端筋４を鋼管柱１に接合または挿通しないため施工性が大幅に向上する。
【００２０】
図１（ｂ）において、鉄骨梁２を挿通して下端筋８を配筋する。本発明では床コンクリートの荷重が鉄骨梁２により鋼管柱１に伝達されるため、鋼管柱１と交差する位置に下端筋８を配筋する必要がなく、下端筋８を鋼管柱１に接合または挿通しないため施工性が大幅に向上する。
【００２１】
図２は下端筋の配筋を示し、コンクリートスラブ１２中で梁直交方向下端筋１１は鉄骨梁２のウエブに設けられた鉄筋挿通孔１０を挿通し、梁直交方向上端筋９は鉄骨梁２の上方に配筋される。
【００２２】
コンクリートスラブ１２中で、梁直交方向下端筋１１は圧縮鉄筋となるため、梁直交方向上端筋９の鉄筋量の半分以下とすることが可能で、鉄筋本数も少なくてすみ鉄筋挿通孔１０の加工による施工能率の低下は小さい。
【００２３】
下端筋８の配筋は、鋼管柱１と交差する部分の配筋を省略したり、配筋後、鋼管柱１に交差する部分を切断除去して行う。
【００２４】
図３は本発明に係るフラットスラブ構造の仕口部の一例を示すもので、鉄骨梁２は鋼管柱１のダイヤフラム３およびシアプレート２１を有するブラケット２０にボルト結合され、梁直交方向上端筋９は鉄骨梁上フランジ６の上方に、鋼管柱１と交差しないように配筋され、床コンクリート１３は鉄骨梁２を埋設するように打設されている。
【００２５】
本構造によれば、床が負担するせん断力は鉄骨梁のウエブ２２によりシアプレート２１を介して鋼管柱１に伝達される。床が負担する曲げによる偶力は、鉄骨梁のフランジよりダイヤフラム３を介して鋼管柱１に伝達される。
【００２６】
鉛直荷重作用時、鉄骨梁上フランジ６の存在応力は引張方向となるため、鉄骨梁上フランジ６とダイヤフラム３をボルト結合する。この際、鉄骨梁下フランジ７の存在応力は圧縮であるが、鉄骨梁下フランジ７とブラケット２０をボルト結合すると接合部の剛性・強度が向上する。
【００２７】
図４は本発明の他の実施形態に係るもので、仕口部の下ダイヤフラム３ｂの下面にキャピタルに相当する補助部材１４を設け、鉄骨梁２は鋼管柱１のブラケット２０にボルト結合する。
【００２８】
鉄骨梁２の上方に梁直交方向上端筋９を配筋し、床コンクリート１３を打設し、鉄骨梁とコンクリートスラブを一体化する。本実施形態によれば鉄骨梁端部の回転が抑制され、鉄骨梁のたわみが低減しスラブ全体のたわみも低減される。
【００２９】
下ダイヤフラム３ｂの上面にスタッドボルト等を取付けると下ダイヤフラム３ｂ，補助部材１４、鋼管柱１および床コンクリート１３の一体化が向上し、フラットスラブと鋼管柱１の接合がより強固となる。補助部材１４は三角形状、矩形状、逆台形状などであれば良く特に規定しない。
【００３０】
図５は本発明の他の実施形態に係るもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図を示す。鋼管柱１に鉄骨梁２を取付けるため仕口部において鉄骨梁の上下フランジに対応して上ダイヤフラム３ａと下ダイヤフラム３ｂを設ける際、上ダイヤフラム３ａに対し、下ダイヤフラム３ｂの面積を広くし、下ダイヤフラム３ｂによって床荷重によるせん断力を鋼管柱１に伝達することを特徴とする。
【００３１】
床荷重によるせん断力に対する接合部耐力は、上ダイヤフラム３ａおよび下ダイヤフラム３ｂが鉛直上方に支えるスラブの厚みと、スラブ支持面の面積に依存するため、下ダイヤフラム３ｂのスラブ支持面積を広くすることで、接合部耐力が向上する。
【００３２】
下ダイヤフラム３ｂの下方に図４の補助部材１４を取付けると、下ダイヤフラム３ｂの垂れ下がりが防止でき、鋼管柱とスラブの接合強度が向上する。
【００３３】
上ダイヤフラム３ａを鉄骨梁のフランジ幅とほぼ等しくするとコンクリートを打設する際に、上ダイヤフラム３ａの下方での空隙発生が抑制される。尚、本発明によれば上ダイヤフラム３ａ，下ダイヤフラム３ｂはコンクリートスラブ１２内に収まるため、これらを設ける際の寸法上の制約が生じない。
【００３４】
図６は本発明の他の実施形態に係るフラットスラブ構造を示すもので、鉄骨梁２をその下フランジ７で型枠５を支持する型枠支持部材とすることを特徴とする。鉄骨梁上フランジ６の上方に梁直行方向上端筋９と上端筋４ａが配筋され、上端筋４ａは鋼管柱１と交差しないように配筋されている。
【００３５】
鉄骨梁２で床コンクリート１３が打設される型枠５を保持し、型枠５の上方に下端筋８ａと梁直行方向下端筋１１を配筋し、梁直交方向下端筋１１は鋼管柱１と交差しない。下端筋８ａを直交する鉄骨梁（図示しない）に挿通させる場合は図２に示すように鉄筋挿通孔を設ける。
【００３６】
図７は本発明の他の実施形態を示し、コンクリートを打設する際の固定荷重を支持するため、型枠としてトラスつき型枠１５を用いた場合を示す。トラス付き型枠１５は鉄筋トラス１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，型枠１５２を有し、鉄骨梁２により支持される。上端筋４ａは鉄骨梁の上方に、下端筋８ａは鉄筋トラス１５１ｂ，１５１ｃに交差して配筋する。本実施例によれば、型枠１５２を支保工（型枠用仮設材）で支持せずにコンクリートの打設が可能である。
【００３７】
図８は本発明の他の実施形態を示し、上端筋４ａ，梁直交方向上端筋９、下端筋８ａ、梁直交方向下端筋１１を配筋後、コンクリートを打設する際の固定荷重を支持するため、型枠５にトラス状の仮設梁１６を設けた場合を示す。
【００３８】
上述した本発明のいずれの実施形態においても、鉄骨梁の下フランジ幅を上フランジ幅より広くし、型枠の設置を容易とすることが可能であり、また、部材結合部はボルト結合を溶接とすることも可能である。
【００３９】
図９は本発明に係るフラットスラブ構造を床（スラブ）１７に用いた構造物の構造架構を示すもので、床（スラブ）１７と柱１８なる架構に水平抵抗要素としてブレース１９を配置する。
【００４０】
床（スラブ）１７は鉄骨梁２を有するため、構造架構は全て鉄骨部材となり、床（スラブ）に打設されるコンクリートの硬化を待たず、鉄骨架構の先行組上げが可能で工期が短縮される。鋼管柱がＣＦＴ柱の場合であってもコンクリートの硬化を待たず架構の自立が可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、鉄骨梁を横断して上端筋、下端筋の配筋が可能なため、床区画の構造的一体化が向上し、スパンを大きくしたり、スラブ厚を薄くすることが可能である。
【００４２】
また、構造架橋が全て鉄骨部材となり、床（スラブ）に打設されるコンクリートの効果を待たず、鉄骨架橋の先行組上げが可能で工期が短縮され、鋼管柱がＣＦＴ柱の場合であってもコンクリートの硬化を待たず架構自立が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るフラットスラブ構造を模式的に示す図で（ａ）は上端筋の配筋を（ｂ）は下端筋の配筋を説明する図。
【図２】本発明の一実施形態に係るフラットスラブ構造における下端筋の配置を示す図。
【図３】本発明の一実施形態に係るフラットスラブ構造の仕口部を示す図。
【図４】本発明の他の実施形態に係るフラットスラブ構造の仕口部を示す図。
【図５】本発明の他の実施形態に係るフラットスラブ構造の仕口部を示す図で（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図を示す。
【図６】本発明の他の実施形態に係るフラットスラブ構造のスラブ断面を示す図。
【図７】本発明の他の実施形態に係るフラットスラブ構造のスラブ断面を示す図。
【図８】本発明の他の実施形態に係るフラットスラブ構造のスラブ断面を示す図。
【図９】本発明に係るフラットスラブ構造を用いた構造物の例を示す図。
【図１０】キャピタルを用いた鉄筋コンクリート造の従来例を示す図。
【図１１】補強鉄板を用いた従来例を示す図。
【符号の説明】
１    鋼管柱
２    鉄骨梁
３    ダイヤフラム
３ａ  通しダイヤフラム
３ｂ  外ダイヤフラム
４、４ａ  上端筋
５    型枠
６    鉄骨梁上フランジ
７    鉄骨梁下フランジ
８、８ａ  下端筋
９    梁直交方向上端筋
１０  鉄筋挿通孔
１１  梁直交方向下端筋
１２  コンクリートスラブ
１３  床コンクリート
１４  補助部材
１５  トラスつき型枠
１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ  鉄筋トラス
１５２  型枠
１６  仮設梁
１７  床（スラブ）
１８  柱
１９  ブレース
２０  ブラケット
２１  シアプレート
２２  ウエブ
２０１  フラットスラブ
２０２  キャピタル
２０３  鋼管柱
２０４  補強鉄板
２０５  鉄筋
【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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【図１０】
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【図１１】
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