試験・研究

工事用床開口部補強筋セルボン工法の構造性能確認実験

岡 村

信 也*1

1．はじめに

潔*2

益 尾

工事用床開口部補強筋セルボン（以下、床開口RC床スラブの施工では、施工性の向上を意図

補強筋セルボンと略す）は、施工性を高め、かし、上下階での資材運搬用の工事用仮設開口部を設けることが多い。仮設開口部の開口補強筋

Lcx,Lcy：X,Y方向のセルボン筋位置寸法
Lox,Loy：X,Y方向の仮設開口有効寸法

は、日本建築学会「鉄筋コンクリート造配筋指針・同解説」等においても取り扱われていないので、通常、無開口スラブの場合と同等の構造性能を確保することを原則として様々な配筋詳細によって施工されている。しかし、そのような配筋詳細の妥当性は、いずれも実験で確認されていない。これに対して図-1および写真-1に示すように、セルボン筋、セルボン主筋およびスライド筋をセットにした㈱アクスが製造する
セルボン筋の前面に型枠メッシュを配置する

写真-1

床開口補強筋セルボンの組立状況

Experimental Study on
Opening
*1*2

12

図-1

床開口補強筋セルボンの構成

Celbon Pre-assembled Reinforcement of R/C Slab for Temporary

OKAMURA Nobuya ：ú日本建築総合試験所
MASUO Kiyoshi：
同構造部構造物試験室 室長代理
構造部長 工博

つ、長期荷重下での構造性能を確保することを意図して開発されている。
セルボン筋は、呼び名がD6の異形鉄筋を積み重ね、その前面にプラスチック製角目ネットを用いた型枠メッシュを配置することで型枠として用いられ、かつ、開口部周囲コンクリートのひび割れ抑制と開口で分断されるスラブ筋の補強を兼ねた鉄筋である。プラスチック製角目ネ
ットは、予め打設された先打ちコンクリートの

写真-2

先打ちコンクリートの打設面状況

仮設開口部周囲に凹凸を付けて、その後に打設される仮設開口部内の後打ちコンクリートとの打ち継ぎ強度を高めることを意図し、セルボン筋相互の隙間を縫うように配置される。写真-2に、先打ちコンクリート打設直後の打設面状況
を示す。
セルボン主筋は、仮設開口部で分断されるスラブ筋を補うために配置される補強筋であり、仮設開口部周囲のスラブ筋と重ね継ぎによって、両鉄筋間の応力伝達がなされる。
スライド筋は、仮設開口部跡に作用する鉛直荷重時の曲げモーメントに抵抗させるための補強筋である。なお、仮設開口部は、スライド筋

図-2

開口補強筋セルボンの配置を均等に配置した後、後打ちコンクリートによって閉塞される。すなわち、図-1に示すように、Lcx×Lcyの範囲が後打ちコンクリートが打設される範囲であり、Lox×Loyが仮設開口有効範囲である。
本実験では、床開口補強筋セルボンが工事用

図-3

本実験での荷重条件

開口部周囲コンクリートのひび割れ抑制効果を有し、本工法を用いて後打ちコンクリートによいる。L xは床スラブの短辺方向内法スパン長をって閉塞された工事完了後の鉄筋コンクリート示す。

床スラブが、一体打ちされた無開口の鉄筋コン

このように配置された床開口補強筋セルボン

クリート床スラブと同等の長期許容耐力およびの開口際の床スラブ短辺方向に作用する曲げモ終局耐力を有することを確認する。

ーメントは、材端部およびスパン中央に作用する床スラブ短辺方向の最大曲げモーメントに比2．実験計画
2.1 床開口補強筋セルボンを配置する床スラブの荷重条件べて一般に小さい。
本実験計画では、セルボン筋およびセルボン主筋と開口際のスラブ筋との応力伝達能力なら

床開口補強筋セルボンは、図-2に示すように、びに開口部周囲床スラブコンクリートのひび割鉛直荷重を受ける周辺固定床スラブにおいて、れ抑制効果を確認することを意図し、図-3に示で示した隅角部を除いて、床開口補強筋セすように、通常よりも厳しい荷重条件となる純ルボンの長辺の中心が材端部からL x/4離れた位曲げ区間内に床開口補強筋セルボンを配置した1置に一致するように配置することを原則として方向床スラブを実験対象とした。

G B R C 120 2005・413

実験では、床スラブ上面側が曲げ引張側とな力筋方向では0.3%程度となるように16本-D10とる曲げモーメントが発生するように、スパン中した。

央下部2箇所を支持し、スパンの両端部に鉛直荷開口試験体SN-C-1の主筋方向については、ス重を加えるとともに、試験体の床スラブ上面は、ラブ筋、開口際スラブ筋およびセルボン主筋のスラブ筋のコンクリートに対する付着応力の条合計本数と無開口試験体SN-N-0のスラブ筋の合件が厳しいコンクリート打設面とした。

計本数を同じにした。この場合、セルボン筋を2.2含めず、開口際のスラブ筋とセルボン主筋によ実験因子および試験体実験因子は、表-1に示すように、開口部の有る長期許容曲げモーメントと開口によって分断無、開口部寸法および追加補強筋の有無であり、されるスラブ筋による長期許容曲げモーメント試験体数は計4体である。試験体SN-C-1と試験を等しくした。

体SW-C-2試験体の形状寸法を図-4に示す。また、配力筋方向については、引張側および圧縮側使用材料の強度試験結果を表-2に示す。以下に、ともに、スラブ筋、セルボン主筋およびセルボ試験体に関する特記事項を示す。

ン筋の合計断面積と無開口試験体SN-N-0のスラ（1）試験体の形状寸法

ブ筋の合計断面積をほぼ同じにした。主筋方向各試験体ともに、スラブ厚さを150mm、両側の開口辺には、ひび割れ防止筋を配置しなかっ加力点間のスパン長を2500mmとし、開口長さがたが、開口部で分断される2本のスラブ筋の先端スパン中央の純曲げ区間内に含まれるように、を跨ぐ1組のかんざし筋を配置した。ただし、配純曲げ区間を1200mmとした。スラブ幅は、開口力筋方向の開口辺には、ひび割れ防止筋および部幅の2.6〜2.7倍となるように、開口試験体SN-かんざし筋ともに配置しなかった。

C-1では1300mm、開口試験体SW-C-1、SW-C-2②スラブ幅が2300mmの場合では2300mmとした。なお、比較のための無開口開口試験体SW-C-1では追加補強筋を配置せ試験体SN-N-0のスラブ幅は、試験体SN-C-1と同ず、開口試験体SW-C-2では主筋方向に追加補強じ1300mmとした。

筋を配置した。

（2）配筋量両試験体ともに、主筋方向の開口辺には、両①スラブ幅が1300mmの場合側のセルボン主筋に隣接する位置にそれぞれ開無開口試験体SN-N-0のスラブ筋は、鉄筋全断口部で分断される2本のスラブ筋を寄せて配置

面積のコンクリート全断面積に対する割合が主し、かつ、同スラブ筋を跨ぐかんざし筋を配置

筋方向では0.5%程度となるように8本-D13、配するとともに、開口辺の中央部にひび割れ防止

表-1
試験体

実験計画一覧

開口の セルボン筋位置寸法 セルボン有無 ［短辺×長辺］（mm）
主筋

セルボン筋追加補強 スラブ幅筋（mm）

SN-N-0無────SN-C-1

有506×1021

2×2-D132×8-D6

無有856×856

2×2-D132×8-D6

SW-C-1
SW-C-21300

無2×2-D132300（注）鉄筋の鋼種は、いずれもSD295Aである。

表-2

使用材料の強度試験結果（b）鉄筋（a）コンクリート打設
箇所

σB
εcoEc
σt（N/mm2） （×10−3）（kN/mm2）（N/mm2）

使用箇所

呼び名σsyσsu（N/mm2） （N/mm2）

伸び（%）

床スラブ本体

23.5

1.60

28.4

2.59

セルボン主筋D13341485

28

開口部

21.2

1.39

28.1

2.12

セルボン筋

D633349627

スラブ主筋

D1333847728

スラブ配力筋D1035149930

σB ： 圧縮強度、εco ：σB時ひずみ度、Ec ： ヤング係数、σt ： 割裂強度

σsy ： 降伏点、σsu ： 引張強度14筋を配置した。一方、配力方向の開口辺には、ピン・ローラ支持し、床スラブ上面が引張側に開口部以外の範囲に配置したスラブ筋の間隔となるように試験体両端部に鉛直荷重を加えて行ほぼ同間隔でスラブ筋を配置し、ひび割れ防止う。

筋およびかんざし筋ともに配置しなかった。

載荷履歴は、長期荷重および短期荷重を上限荷重とするそれぞれ3サイクルずつの片振り繰り3．実験方法

返し載荷後の単調漸増載荷とした。長期荷重お（1）載荷方法

よび短期荷重とは、下式によって求めた片側加本実験は、純曲げ区間両側の床スラブ下面を力点での鉛直荷重PEaを指す。ただし、開口試験（a）試験体：SN-C-1（b）試験体：SW-C-2

図-4

G B R C 120 2005・4

試験体の形状寸法および配筋15

体での引張側スラブ筋の断面積a tは、スラブ幅て開口試験体SN-C-1での開口部周囲に配置したが1300mmの場合、無開口試験体SN-N-0の引張セルボン筋のひび割れ抑制効果によって現れた側スラブ筋（8本）の断面積と同じとし、スラブと考えられる。

幅が2300mmの場合、ひび割れ防止筋を除く、引②床スラブ幅が2300mmの場合
開口試験体SW-C-1とSW-C-2については、床張側スラブ筋（12本）の断面積とした。

スラブ幅が1300mmの場合と同様、支持点直上のPEa =（Ma−Md）/a，・a・
Ma =（7/8）
t f・
t d

（1）

危険断面に隣接した開口辺の先打ちと後打ちのコンクリート打ち継ぎ部に曲げひび割れが最初

ここに、at：引張側スラブ筋の断面積に発生し、曲げひび割れ発生時期はほぼ同時期

d ：床スラブの有効せい（d= 110mm）となった。両試験体の長期荷重時の鉛直変位δEft ：スラブ筋の長期許容引張応力度は同程度であるが、追加補強筋ありSW-C-2の短2（200N/mm ）および短期許容引張応力

期荷重時の鉛直変位δEは、追加補強筋なしSW-度（295N/mm2）

C-1の場合よりも小さい。すなわち、追加補強筋

Md ：床スラブ自重による曲げモーメントの効果は長期荷重時以降に現れたと考えられる。

a ：加力点から支持点までの距離（2）実験終了時までのPE−δE関係（a= 650mm）（2）測定方法
本実験では、加力点およびスパン中央の鉛直各試験体の実験終了時までの鉛直荷重PEと鉛直変位δEとの関係を図-6に示す。
①床スラブ幅が1300mmの場合変位を測定し、スラブ筋、セルボン筋、セルボ

無開口試験体SN-N-0と開口試験体SN-C-1につン主筋およびかんざし筋について、図-4に示しいては、スラブ筋の引張降伏時期はほぼ同じでた位置でひずみを測定した。また、実験中、床あるが、SN-C-1のスラブ筋の引張降伏以降でのスラブコンクリートのひび割れ発生状況を観察

耐力上昇分ならびに最大荷重は、SN-N-0の場合し、主要なひび割れ幅を測定した。

4．実験結果および考察
4.1

荷重−変形性状（1）短期荷重に至るPE−δE関係
各試験体の短期荷重に至る鉛直荷重PEと鉛直変位δEとの関係を図-5に示す。PEは両側加力点での鉛直荷重の平均値、δEは両側加力点での鉛直変位の平均値である。同図より得られた知見を以下に示す。

（a）B= 1300mmの場合①床スラブ幅が1300mmの場合
開口試験体SN-C-1については、支持点直上の危険断面に隣接した開口辺の先打ちと後打ちのコンクリート打ち継ぎ部に曲げひび割れが最初に発生し、その発生時期は無開口試験体SN-N-0の場合よりも早かった。ただし、曲げひび割れ発生以降における開口試験体SN-C-1の剛性は、無開口試験体SN-N-0の場合よりもやや高く、開口試験体SN-C-1の長期荷重時および短期荷重時の鉛直変位δEは、それぞれ無開口試験体SN-N-0の場合よりも小さい。これらの現象は、主とし16（b）B= 2300mmの場合

図-5

短期荷重に至るPE-δE関係よりも大きい。これは、前述の短期荷重に至る

ここに、場合と同様、主としてSN-C-1での開口部周囲に

Muo：スラブ筋による曲げ終局モーメント配置したセルボン筋の曲げ終局耐力の寄与分がMsu1,Msu2,Msu3：セルボン主筋、セルボン筋および追加補強筋による曲げ終局モーメント現れたためと考えられる。

ただし、開口試験体のMuoは、開口で分断され②床スラブ幅が2300mmの場合追加補強筋なし開口試験体SW-C-1のスラブ筋るスラブ筋を除いたスラブ筋について算定する。の引張降伏時期は、追加補強筋あり開口試験体

また、セルボン筋による曲げ終局モーメント

SW-C-2の場合よりもやや早く、追加補強筋あり

Msu2は、引張縁側の2箇所に配置した2×4本分をSW-C-2の最大荷重は、追加補強筋なしSW-C-1考慮して算定する。の場合よりも大きい。これらの現象は、前述の（2）検討結果

短期荷重に至る場合と同様、追加補強筋の効果

曲げ終局荷重計算値一覧を表-3に示すとともによって現れたと考えられる。に、図-6中に曲げ終局荷重計算値を併記した。

4.2

ここで、同図表中に示した無開口試験体の曲げ曲げ終局荷重の評価（1）評価方法

終局荷重P muoおよびセルボン筋を考慮した場合セルボン筋を考慮した場合と無視した場合について、開口試験体床スラブの曲げ終局モーメと無視した場合の開口試験体の曲げ終局荷重
Pmu1,Pmu2は、下式によって算定した。

ントを下式によって算定する。

Pmuo =（Muo−Md）/a, Pmu1=（Mu1−Md）/a（セルボン筋考慮の場合）

Pmu2 =（Mu2−Md）/a

Mu1 = Muo＋Msu1＋Msu2＋Msu3

（4）

（2）
図-6によると、いずれの開口試験体も、セルボン筋を考慮した曲げ終局荷重計算値P mu1 は、（セルボン筋無視の場合）
Mu2 = Muo＋Msu1＋Msu3（3）

最大荷重実験値に対して安全側に評価されることがわかる。
表-3

曲げ終局荷重計算値一覧

Pmuo
Mu1
Pmu1
Mu2
Pmu2
Muo
試験体
（kN・m）（kN）（kN・m）（kN）（kN・m）（kN）
SN-N-0────

43.76435.0517452.474

43.7

6188

61.1

88

52.57434.9

51

SW-C-1

52.4

SW-C-2

61.1

SN-C-1（a）B= 1300mmの場合（試験体SW-C-1）（試験体SW-C-2）（b）B= 2300mmの場合

図-6

G B R C 120 2005・4

実験終了までのPE-δE関係

17

B= 1300mmの 場 合 、 開 口 試 験 体 SN-C-1の付した（表-4、図-7参照）。

P Emax/ P mu1は 1 . 1 7 、 無 開 口 試 験 体 S N - N - 0 の①床スラブ幅が1300mmの場合

PEmax/Pmuoは1.27である。

大凡、長期荷重に至るまでの荷重段階においB= 2300mmの場合、同図（b）中には、開口でては、開口試験体SN-C-1と無開口試験体SN-N-0

分断されるスラブ筋を含めたスラブ筋による曲のひび割れ発生状況には、有意な差が認められげモーメントを用いて求めた曲げ終局荷重P muoなかった。

を併記した。このP muoは、セルボン筋を考慮し開口試験体SN-C-1については、短期荷重を超た曲げ終局荷重計算値Pmu1と一致する。ただし、える高荷重下において、セルボン筋のフック先

このP muoは、開口辺中央のひび割れ防止筋を無端からのセルボン筋定着部（F）に、斜めひび割視して算定した。

れが発生した。すなわち、長期荷重下であれば、追加補強筋なし開口試験体SW-C-1のPEmax/Pmu1

セルボン筋およびセルボン主筋の定着部に隣接は1.26、追加補強筋あり開口試験体SW-C-2のする開口隅近傍RC部に斜めひび割れは発生せPEmax/Pmu1は1.19である。

ず、同RC部は無開口床スラブと同様に挙動する

以上より、セルボン筋を考慮した開口試験体の曲げ終局荷重P mu1は、同開口試験体の無開口と考えられる。
②床スラブ幅が2300mmの場合

部スラブ筋と同間隔、同鋼種のスラブ筋を配置

追加補強筋なし開口試験体SW-C-1と追加補強した無開口床スラブの曲げ終局荷重と同等の安筋あり開口試験体SW-C-2のひび割れ発生状況の全率を有すると考えられる。

推移は、B= 1300mmの開口試験体SN-C-1と同様4.3である。ただし、SW-C-1とSW-C-2ともに、長ひび割れ発生状況およびひび割れ幅（1）ひび割れ発生状況

期荷重時を超えるあたりにおいて、それぞれセ各試験体床スラブ上面のひび割れ発生状況を

ルボン筋のフック先端からのセルボン筋定着部

写真-3に示す。これらのひび割れは、スパン中（F）に、斜めひび割れが発生した。すなわち、央に対してほぼ左右対称に発生した。典型的な

同斜めひび割れの発生時期は、B= 1300mmの開ひび割れについては、太線で描くとともに、ひ

口試験体SN-C-1と比較して早い。また、SW-C-1

び割れ幅を測定したひび割れの横に符号A〜FをとSW-C-2のひび割れ発生状況には、有意な差がA：危険断面・打ち継ぎ部（a）B= 1300mmの場合

B：後打ちコンクリート部
C：危険断面・打ち継ぎ延長部
C'：支持点直上部
D：開口隣接スラブ
E：純曲げ区間外スラブ
F：セルボン筋定着部（b）B= 2300mmの場合

写真-318

各試験体床スラブ上面のひび割れ発生状況

表-4

長期荷重時と短期荷重時のひび割れ幅の測定値（単位：mm）

ひび割
SN-N-0れ種別 長期 短期

SN-C-1

SW-C-1

SW-C-2

長期

短期

長期

短期

長期

短期

A

―

―

0.08

0.15

0.15

0.50

0.15

0.40

B――

0.06

0.10

0.08

0.15

0.08

0.15

C（C'） 0.08

0.15

0.04

0.08

0.04

0.15

0.08

0.20

D0.06

0.15

0.06

0.10

0.08

0.15

0.06

0.10

EN

0.06

N0.08N

0.08N

0.08

F

――NNN

＊N

＊

（注）長期：長期荷重時、短期：短期荷重時、N：ひび割れが発生していないことを示す。
―：該当箇所が存在しないことを示す。
＊：微小なひび割れの発生を確認した。ただしひび割れ幅の測定を行っていない。

（a）B= 1300mmの場合認められなかった。
（2）ひび割れ幅
長期荷重および短期荷重のそれぞれ第1回目載荷時点における代表的なひび割れ幅の測定値を表-4に示す。また、純曲げ区間内に発生したひび割れA〜Cのひび割れ幅と鉛直荷重PEとの関係を図-7に示す。
①床スラブ幅が1300mmの場合
図-7（a）によると、開口試験体SN-C-1のA〜Cのひび割れ幅は、短期荷重時まで、無開口試
験体SN-N-0の場合と大差ない。また、危険断面・打ち継ぎ部（A）および危険断面・打ち継（b）B= 2300mmの場合

図-7

ひび割れ幅（A〜C）と鉛直荷重PEとの関係

ぎ延長部（C）のひび割れ幅は、後打ちコンクリート部（B）のひび割れ幅よりも大きいもの

は降伏ひずみを示す。なお、無開口試験体SN-の、長期荷重時のひび割れ幅は、いずれもC-0については、中央と外側のスラブ筋のひずみ0.1mm以下に留まった。

はほぼ同じ値である。

②床スラブ幅が2300mmの場合（1）スラブ幅が1300mmの場合

図-7（b）に示すように、短期荷重時までの危開口試験体SN-C-1の場合、同一荷重下では、険断面・打ち継ぎ部（A）のひび割れ幅は、追セルボン筋のひずみが他の鉄筋のひずみよりも加補強筋の有無に係わらず、危険断面・打ち継大きく、短期荷重時を超えるあたりで引張降伏

ぎ延長部（C）および後打ちコンクリート部（B）ひずみに達した。すなわち、短期荷重前後までのひび割れ幅に比べて明らかに大きい。ただし、の開口隅近傍RC部のひび割れ進展抑制にセルボ

長期荷重時には、追加補強筋あり開口試験体ン筋が最も寄与している。

SW-C-2の（A）のひび割れ幅は0.2mm以下に留

セルボン主筋および開口際のスラブ筋は、同まったが、追加補強筋なし開口試験体SW-C-1の一荷重下において無開口試験体SN-C-0のスラブ場合は0.25mmとなった。

筋よりも大きなひずみ値を発現した。かんざし

4.4 スラブ筋、セルボン主筋、セルボン筋およ筋のひずみは、長期荷重を超えるあたりから増びかんざし筋のひずみ性状
各試験体の長期荷重時および短期荷重時の各部鉄筋の基準化ひずみ（εsi/εy）と鉛直荷重PE大したが、短期荷重時においても0.2×10−3程度に留まった。この点は、開口隅近傍RC部のひび割れ発生状況と符合する。の関係を図-8に示す。εsiはひずみ測定値、εsy

G B R C 120 2005・419

（試験体SN-C-1）（試験体SW-C-1）（a）B= 1300mmの場合（試験体SW-C-2）（b）B= 2300mmの場合

図-8

各部鉄筋の基準化ひずみ-鉛直荷重PE関係（2）スラブ幅が2300mmの場合
SW-C-1およびSW-C-2ともに、スラブ幅が定着部に隣接する開口隅近傍に斜めひび割れは発生しない。

1300mmの場合と同様、セルボン筋のひずみが他②床開口補強筋セルボンを用いた床スラブ試験の鉄筋のひずみよりも大きく、追加補強筋あり

体においては、危険断面・打ち継ぎ部（A）

SW-C-2では、短期荷重時の到達前に引張降伏ひのひび割れ幅が開口部周囲の中で最も大きい。

ずみに達した。

ただし、長期荷重時には、床スラブ幅B=セルボン主筋および開口際のスラブ筋のひず1300mmの試験体では、0.1mm以下に留まり、みは、セルボン筋のひずみの次に大きい。また、

床スラブ幅B= 2300mmの試験体では、追加補かんざし筋のひずみは、長期荷重を超えるあた強筋を配置すれば0.2mm以下に留まった。

りから増大したが、SW-C-2では、短期荷重時に③セルボン筋およびセルボン主筋は、開口部周おいても0.1×10−3程度に留まった。
以上より、セルボン筋およびセルボン主筋は、開口部周囲のひび割れ抑制効果を有するととも囲のひび割れ抑制効果を有するとともに、開口際のスラブ筋と同程度のひずみ発現能力を有する。に、開口際のスラブ筋と同程度のひずみ発現能④床開口補強筋セルボンを用いた床スラブ試験力を有すると言える。ただし、長期荷重下であ体のセルボン筋を考慮した曲げ終局荷重は、れば、本実験で使用したかんざし筋のひずみの最大荷重実験値に対して、同試験体の無開口発現度合いは小さい。

部スラブ筋と同間隔、同鋼種のスラブ筋を配置した無開口床スラブの曲げ終局荷重と同等5．まとめの安全率を有する。

本実験より得られた知見を以下に示す。
①長期荷重時前には、床開口補強筋セルボンを用いた床スラブ試験体の開口部周囲のひび割れ発生状況は無開口床スラブ試験体と概ね同じであり、セルボン筋およびセルボン主筋の20【参考文献】
1）日本建築学会：鉄筋コンクリート造配筋指針・同解説、
9.7床スラブ、2003、pp.236-247