(57)【要約】【課題】トラス筋の設置作業を軽減することが可能な床スラブを提供する。【解決手段】金属製の下板１２と、下板１２の一部と対向するように下板１２の上方へ配置された金属製の上板１４、１６とが、トラス筋１８により接合され、コア材Ｕによりトラス筋１８と一体とされる。よって、トラス筋１８の数を少なくすることができ、トラス筋１８の設置作業を軽減することができる。【選択図】図３
2012007348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の下板と、
前記下板の一部と対向するように該下板の上方へ配置された金属製の上板と、
前記下板と前記上板とを接合するトラス筋と、
前記下板と前記上板との間に打設され、前記下板、前記トラス筋及び前記上板を一体とするコア材と、
を有する床スラブ。
【請求項２】
前記コア材は、軽量気泡コンクリート、軽量コンクリート、発泡性モルタル又は発泡性樹脂である
請求項１に記載の床スラブ。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下面に鋼板が設けられたコンクリート製の床スラブに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、トラス筋を有するデッキスラブが、建物の床スラブとして広く普及している。特許文献１のコンクリートスラブは、図２０に示すように、吊り筋５０２やトラス５０４が配置された基盤５００の上にコンクリートを打設することによって製造される。しかし、トラス筋を有する一般的なデッキプレートでは、トラス筋が数多く配置されるので、基盤の上にトラス筋を設置する作業が煩雑となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２７６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は係る事実を考慮し、トラス筋の設置作業を軽減することが可能な床スラブを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、金属製の下板と、前記下板の一部と対向するように該下板の上方へ配置された金属製の上板と、前記下板と前記上板とを接合するトラス筋と、前記下板と前記上板との間に打設され、前記下板、前記トラス筋及び前記上板を一体とするコア材と、を有する床スラブである。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、金属製の下板の一部と対向するように、下板の上方へ金属製の上板が配置されている。下板と上板とは、トラス筋により接合され、コア材によりトラス筋と一体とされる。よって、トラス筋が下板の上面の一部にのみ配置されるのでトラス筋の数を少なくすることができ、トラス筋の設置作業を軽減することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記コア材は、軽量気泡コンクリート、軽量コンクリート、発泡性モルタル又は発泡性樹脂である。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、コア材を、軽量気泡コンクリート、軽量コンクリート、発泡性モルタル又は発泡性樹脂とすることにより、床スラブの軽量化を図ると共に、下板、上板及びトラス筋がコア材により一体となったサンドイッチ構造により得られる面外剛性と併せて床スラブに所定の面外剛性を与えることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は上記構成としたので、トラス筋の設置作業を軽減することが可能な床スラブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る床スラブを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る床スラブを示す平面図である。
【図３】図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る床スラブの製造方法を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る床スラブの製造方法の変形例を示す説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る床スラブの変形例を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る床スラブの変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る床スラブの変形例を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る上板の座屈防止方法を示す断面図及び平面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る上板の座屈防止方法を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る床スラブの変形例を示す側面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る床スラブの変形例の作用を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る床スラブの変形例を示す断面図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る床スラブの変形例を示す斜視図である。
【図１６】本発明の実施例に係る床スラブの実験結果を示す線図である。
【図１７】本発明の実施例に係る床スラブの実験に用いた試験体を示す正面図である。
【図１８】本発明の実施例に係るトラス筋付きデッキプレートに対する比較例としての従来のトラス筋付きデッキプレートを示す説明図である。
【図１９】本発明の実施例に係るトラス筋付きデッキプレートを示す説明図である。
【図２０】従来のコンクリートスラブを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
まず、本発明の床スラブの構成について説明する。図１の斜視図、図２（ａ）、（ｂ）の平面図、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である図３、及び図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である図４に示すように、建物に設けられる床スラブ１０は、一方向スラブであり、金属製の下板としての平板状の鋼板１２、金属製の上板としての平板状の鋼板１４、１６、トラス筋１８、及びコア材としての軽量気泡コンクリートＵを有するプレキャストコンクリート部材である。図２（ａ）は、床スラブ１０を上方から見た平面図であり、図２（ｂ）は、床スラブ１０を下方から見た平面図である。
【００１２】
鋼板１４、１６は、床スラブ１０の上面に設けられ、床スラブ１０の短辺方向に所定の間隔をあけて、床スラブ１０の長辺方向に帯状に配置されている。すなわち、鋼板１４、１６は、鋼板１２の一部と対向するように鋼板１２の上方へ配置されている。
【００１３】
トラス筋１８は、上部鉄筋２０、下部鉄筋２２、及び上部鉄筋２０と下部鉄筋２２とをつなぐウェブ筋２４を有し、吊り筋２６の屈曲した頂部内側にトラス筋１８の上端部（上部鉄筋２０）が接合されている。そして、鋼板１２の上面と吊り筋２６の下端部、及び鋼板１４、１６の下面と吊り筋２６の上端部とが、溶接等により接合されている。すなわち、トラス筋１８により、鋼板１２と鋼板１４、１６とが接合されている。
【００１４】
鋼板１２、１４、１６、及びトラス筋１８は、鋼板１２と鋼板１４、１６との間に打設され硬化した軽量気泡コンクリートＵにより、一体となっている。以下、トラス筋１８により、鋼板１２と鋼板１４、１６とが接合されている鋼板１２をトラス筋付きデッキプレート２８と呼ぶ。
【００１５】
図５（ａ）〜（ｃ）には、床スラブ１０の製造方法の一例が示されている。まず、図５（ａ）に示すように、トラス筋付きデッキプレート２８を床３０上に設置された台座３２上に配置し、軽量気泡コンクリートＵを打設するための側型枠３４、３６を設置する。
次に、図５（ｂ）に示すように、鋼板１２の上面から鋼板１４、１６の上面の高さまで軽量気泡コンクリートＵを打設する。
次に、図５（ｃ）に示すように、軽量気泡コンクリートＵが半硬化状態になった後に側型枠３４、３６を脱型し、オートクレーブ養生により軽量気泡コンクリートＵを完全に硬化させる。
【００１６】
次に、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。本発明の実施形態の床スラブ１０は、図３に示すように、鋼板１２、１４、１６、及びトラス筋１８が軽量気泡コンクリートＵにより一体となったサンドイッチ構造を構成する。このサンドイッチ構造の床スラブ１０に曲げ荷重が作用すると、床スラブ１０の上部には圧縮力が発生し、床スラブ１０の下部には引張力が発生する。そして、これらの力に対して主に鋼板１２、１４、１６が抵抗することにより、床スラブ１０は、所定の面外剛性を得ることができる。
【００１７】
また、金属製の鋼板１２、１４、１６は強度及び剛性が大きいので、鋼板１２、１４、１６を薄くすることができる。これにより、床スラブ１０を軽くすることができる。また、床スラブ１０に作用する鉛直荷重に対して金属製の鋼板１２が存在するので、一般の鉄筋コンクリート系の床スラブで問題となっているクリープ変形が発生しない。
【００１８】
軽量気泡コンクリートＵによって鋼板１２と鋼板１４、１６とが一体化されたサンドイッチ構造の断面２次モーメントは、鋼板１２、１４、１６の単体の断面２次モーメントを単純に足し合わせた値よりも遥かに大きくなる。これによって、床スラブ１０が、効率よく大きな面外剛性を得ることができる。そして、床スラブ１０が大きな面外剛性を確保することによって床振動を低減することが可能になり、これにより居住性を向上させることができる。
【００１９】
このように、床スラブ１０は高い面外剛性を有するので、トラス筋１８は、鋼板１２と鋼板１４、１６とを接合するために、床スラブ１０の上面の一部を構成する鋼板１４、１６の直下に最低限配置するだけでよい。
よって、トラス筋１８は鋼板１２の上面の一部のみに配置されることになるので、鋼板１２の上面に設置するトラス筋１８を削減することができ、鋼板１２上をシンプルな配筋にできる。これにより、トラス筋１８を鋼板１２の上面に配置する作業や、トラス筋１８を鋼板１２に溶接等によって固定する作業などのトラス筋１８の設置作業を軽減することが可能となる。さらに、床スラブ１０の軽量化が期待できる。
【００２０】
また、鋼板１２の上面に設置されるトラス筋１８が少ないので、軽量気泡コンクリートＵを打設する際に軽量気泡コンクリートＵが流し込み易くなり、打設手間を軽減することができる。
【００２１】
また、鋼板１４、１６が配置されていない部分は開口部となるので、軽量気泡コンクリートＵをこの開口部から投入して打設を行うことができる。すなわち、軽量気泡コンクリートＵを投入する開口部を別途設ける必要がない。また、鋼板１４、１６の上面が打設ラインの目印となるため、施工管理や品質管理が行ない易い。
【００２２】
また、コア材を軽量気泡コンクリートＵとすることにより、硬化したコア材の必要とするせん断剛性を、容易に確保することが可能となる。これにより、床スラブ１０の軽量化を図ると共に、床スラブ１０に所定の面外剛性を与えることができる。
【００２３】
また、トラス筋１８により鋼板１２と鋼板１４、１６とが一体化されたサンドイッチ構造によって、軽量気泡コンクリートＵが設けられていない状態においても大きな面外剛性が付与されるので、軽量気泡コンクリートＵを鋼板１２上へ投入して打設する際に生じる撓みを低減することができる。
【００２４】
また、オートクレーブ養生時において、鋼板１４、１６が設けられていない部分を介して蒸気を流通させることができる。すなわち、軽量気泡コンクリートＵの上下に上板及び下板が設けられている状態で、オートクレーブ養生を効果的に行うことができる。
【００２５】
また、実際の施工現場においては、床スラブ１０を設置した後に設備・配管用の開口部を床スラブ１０に形成する必要が生じることがあるが、トラス筋付きデッキプレートを用いた従来の床スラブの場合には、トラス筋が床スラブの内部の全域に配置されているので、この床スラブに開口部を形成するのが難しい。また、トラス筋を切断してデッキスラブに開口部を形成する場合には、強度計算や補強方法の検討等についての面倒な作業を行なわなければならない。
これに対して、本発明の床スラブ１０では、床スラブ１０の内部に配置されるトラス筋１８が少ないので、床スラブ１０が構築された後においても、比較的容易にトラス筋１８を避けて開口部を形成することができる。すなわち、設計変更に対して柔軟に対応することができる。
【００２６】
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の実施形態では、床スラブ１０をプレキャストコンクリート部材とした例を示したが、床スラブ１０は、現場打ちコンクリートによって形成してもよい。この場合には、例えば、図６（ａ）〜（ｃ）に示す方法により床スラブを製造することができる。
まず、図６（ａ）に示すように、建物に設けられた梁３８の上にトラス筋付きデッキプレート２８を複数敷設し、隣り合った鋼板１２の端部に鋼板４０を溶接等により接合して目地を塞ぐ。
次に、図６（ｂ）に示すように、鋼板１２の上面から鋼板１４、１６の上面の高さまで軽量気泡コンクリートＵを打設する。
次に、図６（ｃ）に示すように、軽量気泡コンクリートＵが半硬化状態になった後に型枠を脱型し、軽量気泡コンクリートＵを完全に硬化させる。
【００２７】
また、本発明の実施形態では、トラス筋１８を、上部鉄筋２０、下部鉄筋２２、及びウェブ筋２４によって構成した例を示したが、図７に示す床スラブ４４のように、ウェブ筋のみによって構成されたトラス筋４２としてもよい。
【００２８】
また、図８、９に示すように、上面の中央部や端部のみに上板としての鋼板５０、５２が設けられた床スラブ４６、４８を複数敷設してもよい。床スラブ１０、４６、４８を複数敷設する場合、隣り合った床スラブの下板同士を溶接、勘合、機械的かしめ等によって接合すれば、床スラブ間での面内せん断力の伝達が可能になる。また、隣り合った床スラブの上板同士を、鋼板等を用いて接合すれば、複数の床スラブ１０、４６、４８の一体化の度合いがより高められる。
【００２９】
また、図１０（ａ）の側断面図、及び図１０（ｂ）、（ｃ）の平面図に示す床スラブ５４、５６のように、上板としての鋼板１４、１６の座屈を防ぐリブ５８、６０を設けてもよい。説明の都合上、床スラブ５４、５６に設けられているトラス筋は省略されている。鋼板１４、１６の座屈は、軽量気泡コンクリートＵの上面と、鋼板１４、１６の下面との一体化を高めることによっても防ぐことができる。例えば、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、鋼板１４、１６を縞鋼板や穴あき鋼板としてもよいし、鋼板１４、１６の下面にエンボス加工を施したり、スタッド等の突起部材を設けたりしてもよい。
【００３０】
また、本発明の実施形態では、下板としての鋼板１２を平板とした例を示したが、図１２（ａ）〜（ｃ）に示す床スラブ６２、６４、６６のように、鋼板１２を下方に凸の形状としてもよい。
図１３（ａ）に示す床スラブ６８のモデルにおいて、床スラブ６８の上面全体に鉛直荷重（鉛直方向の等分布荷重ω０）が作用して床スラブ６８に曲げ荷重が作用した場合、図１３（ｂ）に示すように、鋼板１２には、鋼板１２の両端を斜め上方へ引き上げる引張力Ｐが発生する。そして、引張力Ｐによって床スラブ６８全体を上方向に押し上げる効果（押し上げ力ω１）が生じ、図１３（ｃ）の曲げモーメント図に示すように、床スラブ６８に生じた曲げモーメントが軽減される。図１３（ｃ）の横軸は、床スラブ６８の左端部からの距離が示され、図１３（ｃ）の縦軸には、床スラブ６８に生じる曲げモーメントが示されている。点線部分が、軽減された曲げモーメントとなっている。
【００３１】
また、図１４（ａ）の側断面図に示すように、床スラブ７０の内部に孔７２、７４を形成して中空化し、床スラブ７０の軽量化を図ってもよい。また、図１４（ｂ）の側断面図に示すように、下端部が下板１２に達する中空部１０８を床スラブ１０６の内部に形成して中空化し、床スラブ１０６の軽量化を図ってもよい。孔７２、７４や中空部１０８を形成することにより床スラブ７０、１０６の振動減衰効果が低下してしまうことが危惧されるような場合には、孔７２、７４や中空部１０８にウレタン樹脂Ｗ等を充填してもよい。
【００３２】
また、本発明の実施形態では、床スラブ１０を一方向スラブとした例を示したが、二方向スラブとしてもよい。また、図１５の斜視図に示すように、床スラブ１０の支持スパン方向７６の両端にＣ型鋼材７８等の枠部材を設けるようにしてもよい。
【００３３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００３４】
（実施例）
図１６のグラフには、図１７（ａ）〜（ｃ）の試験体８０、８２、８４に対して実施した４点曲げ試験の実験結果（計測値）が示されている。横軸には、試験体８０、８２、８４の支持スパン方向中央の変位が示され、縦軸には、試験体８０、８２、８４に加えた荷重の値が示されている。図１６の値８６、８８、９０は、それぞれ試験体８０、８２、８４の値である。
【００３５】
試験体８０は、軽量気泡コンクリートによって形成された、長さ３，０００ｍｍ、幅６００ｍｍ、厚さ１５０ｍｍを有する一方向の床スラブである。内部には、鉄筋９２が設けられている。試験体８２は、試験体８０の下面に厚さ１．２ｍｍの鋼板９４を貼り付けたものであり、試験体８４は、試験体８０の上下面に厚さ１．２ｍｍの鋼板９４を貼り付けたものである。
【００３６】
図１６から、鋼板を有さない試験体８０よりも鋼板９４を有する試験体８２、８４の方が面外剛性（計測値の初期の傾き）が大きくなっており、一般のデッキスラブ（試験体８２）よりも、上板を有する試験体８４の方が面外剛性が大きくなっていることがわかる。
【００３７】
次に、図１８に示す、一般的なトラス筋付きデッキプレート９６と、図１９に示す、本発明を構成するトラス筋付きデッキプレート９８との単位幅Ｓ当たりの断面２次モーメントを比較する。
【００３８】
トラス筋付きデッキプレート９６において、上部鉄筋１００を直径Ｒが１．３ｃｍの異形棒鋼とし、下板１０２を厚さｔ２が０．０８ｃｍの鋼板とすると、単位幅Ｓ（下板１０２の幅）は６０ｃｍ、４本分の上部鉄筋１００の断面積Ａｒは１．２７ｃｍ２×４、下板１０２から上部鉄筋１００の中心までの距離ｄｒは１１ｃｍ、下板１０２の断面積Ａｐ２はＳ×ｔ２なので、式（１）により、下板１０２から中立軸までの距離ｘｎは５．６６ｃｍになる。
【００３９】
【数１】
2012007348.tif 000003
よって、断面２次モーメントＩｅは、式（２）により、２９９．２ｃｍ４になる。
【００４０】
【数２】
2012007348.tif 000004
一方、本発明を構成するトラス筋付きデッキプレート９８において、上板１０４を厚さｔ１が０．１６ｃｍ、幅Ｌが１５ｃｍの鋼板とすると、２本分の上部鉄筋１００の断面積Ａｒは１．２７ｃｍ２×２、２枚分の上板１０４の断面積Ａｐ１はｔ１×Ｌ×２、下板１０２から上部鉄筋１００の中心までの距離ｄｒは１４．２ｃｍ、下板１０２から上板１０４までの距離ｄｐ１は１５．０ｃｍ、下板１０２の断面積Ａｐ２はＳ×ｔ２なので、式（３）により、下板１０２の上面から中立軸までの距離ｘｎは８．９ｃｍになる。
【００４１】
【数３】
2012007348.tif 000005
さらに、断面２次モーメントＩｅは、式（４）により、６３０．３ｃｍ４になる。
【００４２】
【数４】
2012007348.tif 000006
よって、本発明を構成するトラス筋付きデッキプレート９８は、一般的なトラス筋付きデッキプレート９６よりも面外剛性（断面２次モーメントＩｅ）が大きく、本計算例では２．１倍程度になっていることがわかる。
【符号の説明】
【００４３】
１０  床スラブ
１２  鋼板（下板）
１４、１６、５０、５２  鋼板（上板）
１８、４２  トラス筋
４４、４６、４８、５４、５６、６２、６４、６６、７０  床スラブ
Ｕ  軽量気泡コンクリート（コア材）
【図１】
2012007348.tif 000007
【図２】
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【図３】
2012007348.tif 000009
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012007348.tif 000013
【図８】
2012007348.tif 000014
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2012007348.tif 000019
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2012007348.tif 000022
【図１７】
2012007348.tif 000023
【図１８】
2012007348.tif 000024
【図１９】
2012007348.tif 000025
【図２０】
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