(57)【要約】      （修正有）【課題】合成スラブ用デッキプレートの形状、構造を利用して簡易な断熱空間を形成し、その遮熱作用又は効果を活用し、火災時における合成スラブ用デッキプレート及びコンクリートの温度上昇を抑制し、温度上昇による耐力低下を遅延させ又は抑制する、合成床スラブの耐火構造を提供する。【解決手段】合成スラブ用デッキプレート１を梁上に架設し、その上にコンクリート４を打設して成る合成床スラブ構造において、前記合成スラブ用デッキプレート下面に平坦な鋼製蓋板１０を張り付けて凸型部１Ａの下部を全面的に閉鎖した断熱空間１１が形成される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成スラブ用デッキプレートを梁上に架設し、その上にコンクリートを打設して成る合成床スラブ構造において、
前記合成スラブ用デッキプレートの下面に平坦な鋼製蓋板を張り付けて凸型部の下部を全面的に閉鎖した断熱空間が形成されており、前記断熱空間の遮熱効果により、火災時における前記デッキプレート及びコンクリートの温度上昇を抑制し、温度上昇による耐力低下を遅延させ又は抑制することを特徴とする、合成床スラブの耐火構造。
【請求項２】
合成スラブ用デッキプレートを梁上に架設し、その上にコンクリートを打設して成る合成床スラブ構造において、
前記合成スラブ用デッキプレートの隣り合う二つの凹型部の間へ各凹型部の壁面に密着する溝形状に構成された鋼製蓋板を嵌め込んで凸型部の下部を全面的に閉鎖した断熱空間が形成されており、前記断熱空間の遮熱効果により、火災時における前記デッキプレート及びコンクリートの温度上昇を抑制し、温度上昇による耐力低下を遅延させ又は抑制することを特徴とする、合成床スラブの耐火構造。
【請求項３】
合成スラブ用デッキプレートの上に打設したコンクリート中にはひび割れ防止筋のみが埋設され、デッキプレートの凸型部頂面からコンクリート天端までのコンクリート厚さは６０ｍｍ以上８０ｍｍ未満とされていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した合成床スラブの耐火構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、合成スラブ用デッキプレートを梁上に架設し、その上にコンクリートを打設してデッキプレートと一体化して成る合成床スラブの耐火構造の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、合成スラブ用デッキプレート、及びこれを利用した合成床スラブ構造は、例えば代表的に図４、図５に例示したものが、下記の非特許文献１に開示されて公知である。或いは下記特許文献１及び２にも技術的に類似する合成床スラブ構造が開示されている。
【０００３】
【非特許文献１】
合成スラブ工業会が平成１４年１２月に改訂発行した「合成スラブの設計・施工マニュアル」
【特許文献１】
特開平５−３１１７９４号公報
【特許文献２】
特開２０００−１４４９９６号公報
【０００４】
代表的に図示した図４と図５の合成床スラブ構造について、以下説明する。
先ず図４の合成床スラブ構造は、断面が略台形の凸型部と、略倒立台形状の凹型部とが交互に連なり、凹型部の底面中央と、両側壁の上部とにコンクリートの拘束部ａ、ｂ（ズレ止め）を備えた合成スラブ用デッキプレート１を使用している。該合成スラブ用デッキプレート１の上には、前記凹型部の長手方向に耐火補強筋２が配筋され、その上方のコンクリート天端近くに適度なコンクリート被りを確保して溶接メッシュ形状のひび割れ防止筋３が配筋され、コンクリート４が打設されて合成床スラブ構造が構成されている。前記拘束部ａ、ｂがコンクリート４を拘束するので、デッキプレート１に引張応力を負担させ、コンクリート４に圧縮応力を負担させる合成床スラブ構造となっている。因みに、合成スラブ用デッキプレート１の凸型部頂面から天端までのコンクリート厚さＴは、無被覆耐火構造の１時間耐火で通例８０ｍｍ以上とされる。デッキプレート１の高さＨは５０ｍｍ程度である。
【０００５】
図５に示す合成床スラブ構造に使用した合成スラブ用デッキプレート１’の形状、構造は、断面が略台形で幅寸が少し大きい凸型部と、幅寸が少し小さい略倒立台形状の凹型部とが交互に連なり、凹型部の両側壁にコンクリートの拘束部ｃを有する。前記合成スラブ用デッキプレート１’の上に、溶接メッシュ形状の耐火補強筋５及びひび割れ防止筋６がそれぞれ平行にダブル配筋され、コンクリート４が打設された構成である。この場合にも、合成スラブ用デッキプレート１’の凸型部頂面から天端までのコンクリート厚さＴは、無被覆耐火構造の１時間耐火で通例８０ｍｍ以上とされる。デッキプレート１’の高さＨは５０ｍｍ程度である。
なお、合成床スラブ構造に使用する合成スラブ用デッキプレートの形状、構造は、例えば上記の特許文献１、２に開示されているように、多種多様な構造例が公知であり、使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように合成スラブ用デッキプレートを使用した合成床スラブ構造の場合は、デッキプレートに引張応力を負担させるので、火災時の火炎に焼かれるなどして温度が上昇したデッキプレート及びコンクリートの耐力が、ひいては合成床スラブ構造自体の耐力が急激に低下することが問題点である。そのため図４、図５に例示したように、耐火補強筋２、５及びひび割れ防止筋３、６の両者が不可欠であり、大断面で重く、高コストの合成スラブ構造物になっている。
よって本発明の目的は、合成床スラブ構造の下面部を形成する合成スラブ用デッキプレートの形状、構造を利用して簡易な断熱空間を形成し、断熱空間による遮熱作用又は効果を積極的に活用し、もって火災時における合成スラブ用デッキプレート及びコンクリートの温度上昇を抑制し、温度上昇による耐力低下を遅延させ又は抑制することを可能にした合成床スラブの耐火構造を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る合成床スラブの耐火構造は、
合成スラブ用デッキプレートを梁上に架設し、その上にコンクリートを打設して成る合成床スラブ構造において、
前記合成スラブ用デッキプレートの下面に平坦な鋼製蓋板を張り付けて凸型部の下部を全面的に閉鎖した断熱空間が形成されており、前記断熱空間の遮熱効果により、火災時における前記デッキプレート及びコンクリートの温度上昇を抑制し、温度上昇による耐力低下を遅延させ又は抑制することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載した発明に係る合成床スラブの耐火構造は、
合成スラブ用デッキプレートを梁上に架設し、その上にコンクリートを打設して成る合成床スラブ構造において、
前記合成スラブ用デッキプレートの隣り合う二つの凹型部の間へ各凹型部の壁面に密着する溝形状に構成された鋼製蓋板を嵌め込んで凸型部の下部を全面的に閉鎖した断熱空間が形成されており、前記断熱空間の遮熱効果により、火災時における前記デッキプレート及びコンクリートの温度上昇を抑制し、温度上昇による耐力低下を遅延させ又は抑制することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した合成床スラブの耐火構造において、
合成スラブ用デッキプレートの上に打設したコンクリート中にはひび割れ防止筋のみが埋設され、デッキプレートの凸型部頂面からコンクリート天端までのコンクリート厚さは６０ｍｍ以上８０ｍｍ未満とされていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施形態】
以下に、図面に示した本発明の実施形態を説明する。
先ず図１は、請求項１及び３に記載した発明に係る合成床スラブの耐火構造の断面図を示している。
【００１１】
使用した合成スラブ用デッキプレート１は、図４の従来例と同様に、断面が略台形の凸型部１Ａと、略倒立台形状の凹型部１Ｂとが交互に連なり、凹型部１Ｂの底面中央、および両側壁の上部にコンクリートの拘束部ａ、ｂ（ズレ止め）を備えた形状、構造である。凹型部１Ｂの底面中央の拘束部ａは、下向きに開口する蟻溝形状の溝形部１Ｃとして形成され、凹型部１Ｂの長手方向に均等断面で連続するものとして形成されている。凸型部１Ａの側壁上部の拘束部ｂは、両外側へくの字状に屈曲して拡がる段部（凹型部１Ｂとして見ると内方へ食い込んでコンクリート４を拘束する段部）として形成されている。
この合成スラブ用デッキプレート１の上方のコンクリート天端近くには、適度なコンクリート被りを確保した位置に、溶接メッシュ形状のひび割れ防止筋３が配筋され、コンクリート４が打設されて合成床スラブ構造が構築されている。耐火補強筋は省かれているが、デッキプレート１に引張応力を負担させ、コンクリート４に圧縮応力を負担させる合成床スラブ構造であることに変わりない。因みに、合成スラブ用デッキプレート１の凸型部１Ａの頂面から天端までのコンクリート厚さＴは、無被覆耐火構造の１時間耐火で６０ｍｍ以上８０ｍｍ未満とされる。デッキプレート１の高さＨは通例の５０ｍｍ程度である（請求項３に記載した発明）。
【００１２】
上記合成スラブ用デッキプレート１の下面、特に図１及び図２Ａに示す実施形態の場合は、隣り合う二つの凹型部１Ｂ、１Ｂの下面に跨る配置で、平坦な鋼製の蓋板１０が張り付けられている。蓋板１０は、凹型部１Ｂ、１Ｂの下面中央の長手方向に、打設コンクリート４の拘束部ａとして形成された、下向きに開口する蟻溝形状の溝形部１Ｃには届かず、溝形部１Ｃを塞がない幅寸とされ、この鋼製蓋板１０を凹型部１Ｂの下面へ当てがい、固定点１３を止着して、合成スラブ用デッキプレート１の各凸型部１Ａ…の下部を全面的に閉鎖した断熱空間１１が形成されている。
【００１３】
図２Ａに、上記蓋板１０の張り付け態様を少し拡大して示した通り、鋼製の蓋板１０は、厚さが０．５ｍｍ〜１．６ｍｍ程度に薄い鋼板を加工したものである。その止着手段としては、接着、ビス止め、リベット止め、又はスポット溶接等々の手段を実施することが出来、合成スラブ用デッキプレート１を梁上に架設する以前に鋼製蓋板１０の張り付けを行う。鋼製蓋板１０を、溝形部１Ｃには届かず、溝形部１Ｃを塞がない幅寸で張り付ける理由は、前記溝形部１Ｃを天井の吊り手段に利用する為である。
【００１４】
したがって、前記下向きに開口する蟻溝形状の溝形部１Ｃを天井の吊り手段に利用しない構造の場合には、鋼製蓋板１０の形状、大きさは図示例の限りではない。鋼製蓋板１０は、一つおき又は二つおきに隣り合う凹型部１Ｂ、１Ｂの下面へ広く張り付ける大きさとしたり、場合によっては合成スラブ用デッキプレート１の下面を全面的に覆う大きさの鋼製蓋板を張り付けて、各凸型部１Ａの下部を閉鎖した断熱空間１１を形成する態様で実施することもできる。
【００１５】
或いはまた、図２Ｃに例示したように、鋼製蓋板１０の両端部に溝形部１Ｃの側壁へ引っ掛けて止める鈎形の仮止め部１０ａ、１０ａを形成し、この仮止め部１０ａ、１０ａを、合成スラブ用デッキプレート１の下面の隣り合う二つの凹型部１Ｂ、１Ｂの各溝形部１Ｃ、１Ｃの側壁部へ引っ掛けて仮止めし、その上で、固定点１３を上記した止着手段により固定する方式で張り付けることもできる。
【００１６】
次に、請求項２および３に記載した発明に係る実施形態を、図２Ｂに基づいて説明する。
この発明は、嵌め込み式の蓋板１２を使用することが特徴である。即ち、前記合成スラブ用デッキプレート１の隣り合う二つの凹型部１Ｂ、１Ｂの間へ、各凹型部１Ｂ、１Ｂの壁面へ弾力的に密着する溝形状に薄鋼板を加工して構成された嵌め込み式の鋼製蓋板１２を使用する。前記鋼製蓋板１２を二つの凹型部１Ｂ、１Ｂの間へ嵌め込むと、特に側壁上部の拘束部ｂ、ｂに倣って両外側へくの字状に屈曲して拡がる段部１２ａが強力な掛け止め作用を発揮し、他に格別の止着手段を実行しないでも、安定な取り付け状態を実現できる。そして、溝形状の嵌め込み式鋼製蓋板１２が、凸型部１Ａの下部を全面的に閉鎖して断熱空間１１が形成される。
したがって、前記断熱空間１１の遮熱効果により、火災時における前記デッキプレート及びコンクリートの温度上昇を抑制し、温度上昇による耐力低下を遅延させ又は抑制することができる。
【００１７】
上記した各合成床スラブの耐火構造は、合成スラブ用デッキプレート１の上に打設したコンクリート４中にひび割れ防止筋３のみが埋設された構成である。しかし、上記の鋼製蓋板１０又は１２を取り付けて凸型部１Ａの下部を断熱空間１１に形成した結果、断熱空間１１の遮熱効果により、デッキプレート１の凸型部頂面からコンクリート天端までのコンクリート厚さＴは６０ｍｍ以上８０ｍｍ未満で、後述する耐火性能試験の通り、耐火性能を満たすことができる（請求項３に記載した発明）。
【００１８】
本発明に係る合成床スラブの耐火構造は、上記した通り、蓋板１０又は１２により、合成スラブ用デッキプレート１の凸型部１Ａの下部に断熱空間１１が形成される結果、断熱空間１１の遮熱効果により、火災時における前記デッキプレート１及びコンクリート４の温度上昇が抑制され、温度上昇による耐力低下を遅延させ又は抑制することができる。
とりわけ鋼製蓋板１０又は１２はそれぞれ、合成床スラブ構造において、コンクリート４の厚さが実質約半分に薄くなっている凸型部１Ａの下部を覆って断熱空間１１を形成しているので、同部分のデッキプレート１及びコンクリート４の温度上昇を抑制する作用、効果が格別大きい。その結果、従来不可欠であった耐火補強筋（図４、図５の符号２、５を参照）を省略できるだけでなく、デッキプレート１の凸型部頂面からコンクリート天端までのコンクリート厚さＴが６０ｍｍ以上８０ｍｍ未満でも、１時間耐火性能を充分にクリヤーできる。
【００１９】
以下に、耐火性能試験の結果を示す。
図３Ａのテーブルには、試験体の概要を示す。試験体▲１▼、▲２▼は既往技術の１時間耐火性能の試験用である。試験体▲１▼は耐火補強筋を有するが蓋板の無いもの、試験体▲２▼は耐火補強筋も蓋板も無いものである。デッキプレート１の凸型部頂面からコンクリート天端までのコンクリート厚さ（山上スラブ厚と表示）Ｔは等しく７０ｍｍとしている。
試験体▲３▼は、本発明の実施品に相当するものの１時間耐火性能の試験用である。鋼製蓋板を有するが、耐火補強筋は有していない。デッキプレート１の凸型部頂面からコンクリート天端までのコンクリート厚さ（山上スラブ厚と表示）Ｔはやはり７０ｍｍとしている。
【００２０】
図３Ｂは、試験体▲１▼と▲３▼の１時間耐火性能試験の結果（各試験体のコンクリート天端（裏面）温度の測定結果）を示す。既往技術の試験体▲１▼よりも、本発明の試験体▲３▼の方が常に優位な耐火性能を示し、共に１時間耐火性能（判定値は１４０℃）をクリヤーしていることが明らかである。
【００２１】
図３Ｃは、撓み量の違いで耐火性能を示している。試験体▲１▼、▲２▼、▲３▼のコンクリート厚さ（山上スラブ厚と表示）Ｔはそれぞれ７０ｍｍで共通しているが、耐火補強筋も蓋板も無い試験体▲２▼は、耐火性能の目標値である撓み量１６３．３ｍｍを試験開始後５０分前後で早々と超過して不合格品であることを示している。本発明の実施品である試験体▲３▼は、１時間耐火の目安である７２分時には、耐火性能の目標値である撓み量１６３．３ｍｍよりも遙かに小さい数値を保ち、およそ９０分前後まで耐火性能の目標値である撓み量１６３．３ｍｍをクリヤーすることを示している。鋼製蓋板１０、１２で形成する断熱空間１１による遮熱効果、耐火効果の大きいことが明らかである。耐火補強筋を有する試験体▲１▼は、更に長時間、耐火性能の目標値である撓み量１６３．３ｍｍ以下を保ち、耐火補強筋の果たす役割の大きいことが確認された。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１〜３に記載した発明に係る合成床スラブの耐火構造は、合成スラブ用デッキプレート１の凸型部１Ａの下部に鋼製蓋板１０、１２で断熱空間１１を形成し、この断熱空間１１による遮熱効果、とりわけ合成床スラブにおいて最もコンクリートが薄い部分の下方を鋼製蓋板で火災時の火炎から遮る遮熱効果により、火災時における前記デッキプレート１及びコンクリート４の温度上昇を抑制し、温度上昇による耐力低下を遅延させ又は抑制することができる。その結果、従来不可欠であった耐火補強筋を省略できるだけでなく、デッキプレート１の凸型部頂面からコンクリート天端までのコンクリート厚さＴを６０ｍｍ以上８０ｍｍ未満と薄く構成しても、１時間耐火性能を楽々クリヤーする。
【００２３】
したがって、鉄筋の使用量、及びコンクリートの使用量を大きく節減でき、経済性が高いことは勿論のこと、合成床スラブ構造自体の軽量化が達成され、梁等の構造躯体の負担が軽減されるので経済設計ができる。また、コンクリート打設の作業時間が短縮され、工期の短縮にも寄与する、等々の優れた効果を奏するのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る合成床スラブ耐火構造の実施形態を示した断面図である。
【図２】Ａ、Ｂ、Ｃは鋼製蓋板の異なる実施形態を拡大して示す断面図である。
【図３】Ａは試験体概要を示すテーブル、Ｂ、Ｃは１時間耐火性能試験の温度測定結果と撓み量の測定結果を示すグラフである。
【図４】従来の合成床スラブ構造例を示す断面図である。
【図５】従来の異なる合成床スラブ構造例を示す断面図である。
【符号の説明】
１    合成スラブ用デッキプレート
１０  鋼製蓋板（張り付け型）
４    コンクリート
１Ａ  凸型部
１１  断熱空間
１２  鋼製蓋板（嵌め込み型）
３    ひび割れ防止筋
Ｔ    コンクリート厚
１Ｂ  凹型部
ａ    コンクリートの拘束部
１Ｃ  溝形部
ｂ    コンクリートの拘束部
【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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