特開 2024-154999 ハイブリッドスラブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024154999

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】ハイブリッドスラブ

(51)【国際特許分類】

   E04B 5/40 20060101AFI20241024BHJP

【ＦＩ】

E04B5/40 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023069313

(22)【出願日】2023-04-20

(71)【出願人】

【識別番号】500337266

【氏名又は名称】株式会社富士昭技研

(74)【代理人】

【識別番号】110000796

【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 文太

(72)【発明者】

【氏名】新田 泰生

(72)【発明者】

【氏名】山村 登志久

(57)【要約】

【課題】デッキプレートの基板に火災時の高熱が作用しても、コンクリートに生じる引張応力に抗する耐力を確保できるハイブリッドスラブを提供する。
【解決手段】本発明のハイブリッドスラブ１は、梁１１上に複数のデッキプレート２が連設されて、各デッキプレート２の基板３上にコンクリート４が打設されて硬化したものである。デッキプレート３は、平行な上端筋２０及び下端筋２１が基板３に繋がれた鉄筋付きデッキプレートであり、上端筋２０は、コンクリート４における中立軸Ｎよりも上側に埋設され、下端筋２１は、コンクリート４における中立軸Ｎよりも下側に埋設される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

梁上に複数のデッキプレートが連設されて、各前記デッキプレートの基板上にコンクリートが打設されて硬化したハイブリッドスラブであって、
前記デッキプレートは、平行な上端筋及び下端筋が前記基板に繋がれた鉄筋付きデッキプレートであり、
前記上端筋は、前記コンクリートにおける中立軸よりも上側に埋設され、
前記下端筋は、前記コンクリートにおける中立軸よりも下側に埋設されるハイブリッドスラブ。

【請求項2】

前記鉄筋付きのデッキプレートは、前記基板と、前記コンクリート内に埋設される複数のトラス及び複数の棒鋼製の吊り材とを備えており、
前記複数のトラスは、前記基板上に一定の間隔をあけて並設されるものであって、前記トラスの各々は、平行な前記上端筋及び前記下端筋と、鉛直面に沿った波状を呈し、上側及び下側の各屈曲部が前記上端筋及び下端筋にそれぞれ固着されることで前記上端筋と前記下端筋とを繋ぐラチス筋とを含み、
前記複数の吊り材は、前記各トラスと直交する方向に一定の間隔をあけて前記基板上に配設されるものであって、前記吊り材の各々が、底辺部が前記基板の上面に、頂部が各トラスの前記上端筋にそれぞれ固着されることで、各前記トラスの前記上端筋が前記基板に繋がれる請求項１に記載のハイブリッドスラブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄筋付きデッキプレートの基板上にコンクリートが打設され、基板と鉄筋とコンクリートとが一体になるハイブリッドスラブに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、鉄骨造及び鉄筋コンクリート造の建造物において、床を施工するのに、デッキプレートを用いた工法が採用されている。この種の工法のひとつは、デッキプレートを捨て型枠として使用するものであり、デッキプレートをスラブの構造部材として考慮していない。他の工法として、デッキプレートをスラブの構造部材として考慮し、引張力に強いデッキプレートの基板と圧縮力に強いコンクリートとを一体化させて協働させるものがある。この種の工法によって施工されるスラブとして、特許文献１には、デッキプレートの鋼製基板上にコンクリートが打設されたスラブが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１４３４７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のスラブでは、火災発生時に基板の下面に高熱が作用した際に、基板が高温となって基板の構造耐力が失われることや、基板に大きな膨張が生じて基板がコンクリートから剥離することから、コンクリートに生じる引張応力に抗する耐力が低減する虞がある。

【0005】

本発明は、上記の問題に着目してなされたもので、鉄筋付きデッキプレートの基板上にコンクリートが打設されたハイブリッドスラブであって、鉄筋付きデッキプレートの基板に火災時の高熱が作用しても、コンクリートに生じる引張応力に抗する耐力を確保できるハイブリッドスラブを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のハイブリッドスラブは、梁上に複数の鉄筋付きデッキプレートが連設されて、各前記鉄筋付きデッキプレートの基板上にコンクリートが打設されて硬化したハイブリッドスラブであって、前記鉄筋付きデッキプレートは、平行な上端筋及び下端筋が前記基板に繋がれており、前記上端筋は、前記コンクリートにおける中立軸よりも上側に埋設され、前記下端筋は、前記コンクリートにおける中立軸よりも下側に埋設される。

【0007】

本発明のハイブリッドスラブによれば、中立軸よりも下側のコンクリート内に下端筋が埋設されるため、鉄筋付きデッキプレートの基板に火災時の高熱が作用して、基板の構造耐力が失われたり基板がコンクリートから剥離したとしても、コンクリートに生じる引張応力に抗する耐力を確保できる。

【0008】

好ましくは、前記鉄筋付きデッキプレートは、前記基板と、前記コンクリート内に埋設される複数のトラス及び複数の棒鋼製の吊り材とを備えた鉄筋トラス付きデッキプレートであり、
前記複数のトラスは、前記基板上に一定の間隔をあけて並設されるものであって、前記トラスの各々は、平行な前記上端筋及び前記下端筋と、鉛直面に沿った波状を呈し、上側及び下側の各屈曲部が前記上端筋及び下端筋にそれぞれ固着されることで前記上端筋と前記下端筋とを繋ぐラチス筋とを含み、
前記複数の吊り材は、前記各トラスと直交する方向に一定の間隔をあけて前記基板上に配設されるものであって、前記吊り材の各々が、底辺部が前記基板の上面に、頂部が各トラスの前記上端筋にそれぞれ固着されることで、各前記トラスの前記上端筋が前記基板に繋がれる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、鉄筋付きデッキプレートの基板に火災時の高熱が作用しても、コンクリートに生じる引張応力に抗する耐力を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係るハイブリッドスラブの幅方向に沿う断面図である。

【図2】本発明の実施形態に係るハイブリッドスラブが備える鉄筋付きデッキプレートを示す斜視図である。

【図3】本発明の実施形態に係るハイブリッドスラブの一部を示す幅方向に沿う断面図である。

【図4】本発明の実施形態に係るハイブリッドスラブの一部を示す長さ方向に沿う断面図である。

【図5】本発明の変形例のハイブリッドスラブの一部を示す断面図であり、（Ａ）は幅方向に沿う断面を示し、（Ｂ）は長さ方向に沿う断面を示す。

【図6】本発明の変形例のハイブリッドスラブの一部を示す断面図であり、（Ａ）は幅方向に沿う断面を示し、（Ｂ）は長さ方向に沿う断面を示す。

【図7】本発明の変形例のハイブリッドスラブの一部を示す断面図であり、（Ａ）は幅方向に沿う断面を示し、（Ｂ）は長さ方向に沿う断面を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るハイブリッドスラブ１の幅方向Ｗに沿う断面図である。図２は、本発明の実施形態に係るハイブリッドスラブ１が備える鉄筋付きデッキプレート２を示す斜視図である。図３は、本発明の実施形態に係るハイブリッドスラブ１の一部を示す幅方向Ｗに沿う断面図である。図４は、本発明の実施形態に係るハイブリッドスラブ１の一部を示す長さ方向Ｌに沿う断面図である。

【0012】

本発明の実施形態に係るハイブリッドスラブ１は、梁１１上に複数の鉄筋付きデッキプレート２が連設されて、各鉄筋付きデッキプレート２の基板３上にコンクリート４が打設されて硬化したものである。当該ハイブリッドスラブ１は、鉄筋付きデッキプレート２を構造部材として考慮し、引張力に強い基板３と圧縮力に強いコンクリート４とを一体化させて協働させるものである。なお基板３は、コンクリート４の打設後、それ程の時間が経過していないときに発生し易い乾燥収縮ひび割れを分散させることで、乾燥収縮ひび割れを微小化する機能も有する。ハイブリッドスラブ１では、複数の鉄筋付きデッキプレート２からなる連結体１２の外周の端部が四方の梁１１上に支持される。本願では、鉄筋付きデッキプレート２が連設される方向を「幅方向Ｗ」といい、幅方向Ｗと直交する方向、すなわち、鉄筋付きデッキプレート２の長手方向を「長さ方向Ｌ」という。

【0013】

鉄筋付きデッキプレート２の各々は、上記の基板３と、複数のトラス５と、複数の棒鋼製の吊り材６とを備えた鉄筋トラス付きデッキプレートである。各トラス５及び各吊り材６は、コンクリート４内に埋設される。

【0014】

基板３は、長さ方向Ｌに延びており、梁１１に支持される。ハイブリッドスラブ１を構成する複数の鉄筋付きデッキプレート２を連結するために、例えば、各鉄筋付きデッキプレート２の基板３における幅方向の両側縁に係合部が形成されて、隣り合う２つの基板３，３の係合部同士を係合させることが行われる。上記の基板３として、耐食性、防錆効果に優れたメッキ鋼板を使用することが好ましく、当該メッキ鋼板として、例えば、ＪＩＳ規格に規定される溶融亜鉛メッキ鋼板および鋼帯（JISG3302）を使用できる。

【0015】

複数のトラス５は、幅方向Ｗに一定の間隔で基板３上に並設される。トラス５の各々は、上下に平行な直線状の上端筋２０及び下端筋２１と、波状を呈するラチス筋２２とを含み、ラチス筋２２は上端筋２０と下端筋２１との間に配置される。

【0016】

上端筋２０および下端筋２１は、断面が円形の鋼材であり、長さ方向Ｌに延びる。上端筋２０および下端筋２１として、例えば、JISG3112規格品の異形棒鋼が用いられる。上端筋２０は、コンクリート４における中立軸Ｎよりも上側に埋設される。下端筋２１は、コンクリート４における中立軸Ｎよりも下側に埋設される。

【0017】

上記の中立軸Ｎは、曲げモーメントがコンクリート４に生じた際に、引張応力及び圧縮応力が生じないコンクリート４の断面の位置に相当する。鉛直下方への荷重による曲げモーメントがコンクリート４に生じた際には、コンクリート４における中立軸Ｎよりも上側に圧縮応力が生じ、コンクリート４における中立軸Ｎよりも下側に引張応力が生じて、中立軸Ｎよりも上側のコンクリート４は圧縮応力を負担し、下端筋２１は引張応力を負担する。上端筋２０は、架設時の圧縮応力（コンクリート４が打設されてからコンクリート４が硬化するまでの圧縮応力）を負担する。

【0018】

また上端筋２０および下端筋２１は、基板３とコンクリート４とを一体化するための定着機構の主材として働く。

【0019】

ラチス筋２２は、長さ方向Ｌに延びる鉛直面に沿った波状を呈する。当該ラチス筋２２は、上側の屈曲部４０と、下側の屈曲部４１と、屈曲部４０，４１間の斜めの直線部４２，４３とが一連に連続しており、上側の屈曲部４０が上端筋２０に固着され、下側の屈曲部４１が下端筋２１に固着されることで、上端筋２０と下端筋２１とを繋ぐ。上記のラチス筋２２として、例えば、ＪＩＳＧ３５３２規格品の鉄線を使用できる。上記の上端筋２０への屈曲部４０の固着及び下端筋２１への屈曲部４１の固着は、例えば、スポット溶接により実現される。

【0020】

複数の吊り材６は、各トラス５と直交する方向Ｌに一定の間隔をあけて基板３上に配設されており、吊り材６の各々は、幅方向Ｗに延びる鉛直平面に沿った波状を呈する。当該吊り材６の各々は、上側の屈曲部５０と、下側の底辺部５１と、屈曲部５０と底辺部５１との間の斜めの直線部５２，５３とが一連に連続する。吊り材６の各々が、上側の屈曲部５０が上端筋２０に固着され、下側の底辺部５１が基板３に固着されることで、各トラス５の上端筋２０が基板３に繋がれる。吊り材６として、例えば、ＪＩＳＧ３５３２規格品の鉄線が用いられる。上記の上端筋２０への屈曲部５０の固着及び基板３への底辺部５１の固着とは、例えばスポット溶接により実現される。各吊り材６に付加される吊り下げ荷重を均等にする観点から、図示例のように、各吊り材６の屈曲部５０の上端筋２０への固着は、ラチス筋２２の屈曲部４０の直上で行われることが好ましい。

【0021】

本実施形態に係るハイブリッドスラブ１によれば、中立軸Ｎよりも下側のコンクリート４内に下端筋２１が埋設されるため、基板３に火災時の高熱が作用して、基板３の構造耐力が失われたり基板３がコンクリート４から剥離したとしても、コンクリート４に生じる引張応力に抗する耐力を確保できる。上記の「コンクリート４に生じる引張応力に抗する耐力を確保できる」ことは、「鉛直下方への荷重による曲げモーメントがコンクリート４に生じた際に、コンクリート４の中立軸Ｎよりも下側に生じる引張応力を、下端筋２１によって負担できる」ことを意味する。

【0022】

また、上端筋２０、下端筋２１、及びラチス筋２２によるトラス５が長さ方向Ｌに構成され、各吊り材６が幅方向Ｗに構成されるため、基板３上に打設されたコンクリート４が荷重によって幅方向Ｗおよび長さ方向Ｌに変形することが拘束され、この拘束効果によってコンクリート４と鉄筋付きデッキプレート２との一体化が保持され、ハイブリッドスラブ１の強度が高められる。

【0023】

また幅方向Ｗに延びる複数の吊り材６が長さ方向Ｌに一定の間隔で配設されて、各吊り材６の底辺部５１が基板３に固着されることで、火災で基板３に高熱が作用したときに基板３の幅方向Ｗ及び長さ方向Ｌの熱膨張が抑制されて、基板３とコンクリート４との一体化が損なわれない。

【0024】

本発明は、上記実施形態に限定されず、種々改変され得る。

【0025】

例えば、本発明のハイブリッドスラブが備える鉄筋付きデッキプレートの構造は、上記実施形態に示した構造に限定されない。例えば上記実施形態では、各トラス５でラチス筋２２が上端筋２０と下端筋２１とを繋ぎ、吊り材６の各々が各トラス５の上端筋２０を基板３に繋ぐことで、上下に平行な上端筋２０及び下端筋２１の各組を基板３に繋いだ例を示したが、本発明のハイブリッドスラブが備える鉄筋付きデッキプレートは、コンクリート４内に埋設される「ラチス筋２２及び吊り材６以外の部材（鉄筋等）」によって、平行な上端筋２０及び下端筋２１を基板３に繋いだ様々な鉄筋付きデッキプレートとされ得る。なお上端筋２０及び下端筋２１の数は、ハイブリッドスラブの寸法等に応じて一又は任意の複数に設定され得る。

【0026】

例えば、本発明のハイブリッドスラブが備える鉄筋付きデッキプレートは、図５～図７に示すように変更され得る。

【0027】

図５に示す鉄筋付きデッキプレート２００は、基板３と、基板３上で幅方向Ｗに並設される複数の鉄筋群７とを備えており、当該複数の鉄筋群７がコンクリート４に埋設される。各鉄筋群７には、上端筋２０と、上端筋２０に平行な一対の下端筋２１Ａ，２１Ｂと、一対のラチス筋８Ａ，８Ｂとが含まれており、これらの鉄筋２０，２１Ａ，２１Ｂ，８Ａ，８Ｂは長さ方向Ｌに延びる。デッキプレート２００を幅方向Ｗに視る側面視において、ラチス筋８Ａ，８Ｂは、それぞれ、波状を呈しており（図５（Ｂ）参照）、上側の屈曲部８０と、下側の底辺部８１と、屈曲部８０と底辺部８１との間を斜めに延びる直線部８２，８３とが一連に連続している。図５（Ａ）に示すようにラチス筋８Ａ，８Ｂは、上端筋２０を挟む両側位置で逆方向に傾いた姿勢で対向配置される。鉄筋付きデッキプレート２００では、ラチス筋８Ａ，８Ｂの各屈曲部８０が上端筋２０に固着され、ラチス筋８Ａ，８Ｂの各底辺部８１が基板３に固着され、ラチス筋８Ａの各直線部８２及び各直線部８３（図示せず）が下端筋２１Ａに固着され、ラチス筋８Ｂの各直線部８２及び各直線部８３が下端筋２１Ｂに固着されることで、上端筋２０がラチス筋８Ａ，８Ｂを介して基板３に繋がれ、下端筋２１Ａがラチス筋８Ａを介して基板３に繋がれ、下端筋２１Ｂがラチス筋８Ｂを介して基板３に繋がれる。

【0028】

図６に示す鉄筋付きデッキプレート２０１は、図５に示す鉄筋付きデッキプレート２００から下端筋２１Ｂを省略したものである。当該鉄筋付きデッキプレート２０１では、ラチス筋８Ａ，８Ｂの各屈曲部８０が上端筋２０に固着され、ラチス筋８Ａ，８Ｂの各底辺部８１が基板３に固着され、ラチス筋８Ａの各直線部８２及び各直線部８３（図示せず）が下端筋２１に固着されることで、上端筋２０がラチス筋８Ａ，８Ｂを介して基板３に繋がれ、下端筋２１がラチス筋８Ａを介して基板３に繋がれる（図６に示す下端筋２１は図５に示す下端筋２１Ａに相当する）。

【0029】

図７に示す鉄筋付きデッキプレート２０２は、基板３と、基板３上で幅方向Ｗに並設される複数の鉄筋群９を備えており、上記の複数の鉄筋群９が、コンクリート４に埋設される。各鉄筋群９には、上端筋２０と、上端筋２０に平行な下端筋２１と、上端筋２０と下端筋２１との間に配置されるラチス筋１１と、複数の吊り材１０とが含まれている。上端筋２０、下端筋２１、及びラチス筋１１は長さ方向Ｌに延びる。ラチス筋１１は、長さ方向Ｌに延びる鉛直面に沿った波状を呈しており（図７（Ｂ）参照）、上側の屈曲部１１０と、下側の屈曲部１１１と、屈曲部１１０，１１１間の斜めの直線部１１２，１１３とが一連に連続している。各鉄筋群９では、ラチス筋１１の各屈曲部１１０が上端筋２０に固着され、ラチス筋１１の各屈曲部１１１が下端筋２１に固着されることで、上端筋２０と下端筋２１とがラチス筋１１によって繋がれる。複数の吊り材１０は長さ方向Ｌに並設される。吊り材１０の各々は、幅方向Ｗに延びる鉛直面に沿った略三角状を呈しており（図７（Ａ）参照）、上側の屈曲部１００と、下側の底辺部１０１と、屈曲部１００と底辺部１０１との間の斜めの直線部１０２，１０３とが一連に連続している。各吊り材１０において、各屈曲部１００がラチス筋１１の屈曲部１１１に固着され、各底辺部１０１が基板３に固着されることで、各鉄筋群９が基板３に繋がれる。

【0030】

本発明の鉄筋付きデッキプレートが図５～図７に示すように変更される場合でも、コンクリート４における中立軸Ｎよりも上側に上端筋２０を埋設し、コンクリート４における中立軸Ｎよりも下側に下端筋２１又は２１Ａ，２１Ｂを埋設すれば、下端筋２１又は２１Ａ，２１Ｂに引張応力を負担させ、コンクリートが硬化するまでの間の圧縮応力を上端筋２０に負担させることが可能であり、基板３に火災時の高熱が作用した際に、コンクリート４に生じる引張応力に抗する耐力を下端筋２１によって確保できる。なお上記の図５～図７の例で示した固着は、例えばスポット溶接によって実現される。

【符号の説明】

【0031】

１ ハイブリッドスラブ
２，２００，２０１，２０２ 鉄筋付きデッキプレート
３ 基板
４ コンクリート
５ トラス
６ 吊り材
２０ 上端筋
２１，２１Ａ，２１Ｂ 下端筋
２２ ラチス筋
Ｎ 中立軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】