特許 7541461 梁スラブ構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-20

(45)【発行日】2024-08-28

(54)【発明の名称】梁スラブ構造

(51)【国際特許分類】

   E04B 5/32 20060101AFI20240821BHJP

【ＦＩ】

E04B5/32 C

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020173472

(22)【出願日】2020-10-14

(65)【公開番号】P2022064690

(43)【公開日】2022-04-26

【審査請求日】2023-09-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】平林 聖尊

(72)【発明者】

【氏名】飯田 正憲

(72)【発明者】

【氏名】田邊 裕介

(72)【発明者】

【氏名】小林 楓子

【審査官】神尾 寧

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－３０５４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０９７３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３２１３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２６１１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１８９４４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｂ ５／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハーフプレキャスト梁と、
前記ハーフプレキャスト梁に支持されるハーフプレキャスト床版と、
設計基準強度が前記ハーフプレキャスト梁及び前記ハーフプレキャスト床版のコンクリートよりも低くされ、前記ハーフプレキャスト梁の上面と前記ハーフプレキャスト床版の上面とに亘って配置されているトップコンクリートと、
を備える梁スラブ構造。

【請求項2】

前記ハーフプレキャスト梁は、軽量コンクリートによって形成されている、
請求項１に記載の梁スラブ構造。

【請求項3】

前記ハーフプレキャスト床版の端部は、前記ハーフプレキャスト梁の前記上面に載置されており、
前記ハーフプレキャスト梁の前記上面には、上方へ突出するとともに前記ハーフプレキャスト床版の前記端部の端面と対向する突出部が設けられている、
請求項１又は請求項２に記載の梁スラブ構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、梁スラブ構造に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄筋コンクリート造の梁とスラブとの接合構造が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第４４１２１９６号明細書

【文献】特許第５１４３２１３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、梁は、一般に、全断面が同じ設計基準強度のコンクリートで形成される。また、梁を形成するコンクリートの設計基準強度は、一般に、スラブを形成するコンクリートの設計基準強度よりも高い。つまり、梁とスラブとは、設計基準強度が異なるコンクリートで形成される。そのため、梁及びスラブの施工時には、梁とスラブとの境界部に、コンクリートを打ち分けるための止め型枠等が必要になるため、施工に手間がかかる。

【0005】

さらに、梁やスラブを現場打ち工法で施工する場合、型枠の仮設や撤去作業が必要になるとともに、型枠を支持する支持工法等が必要になるため、さらに施工に手間がかかる。

【0006】

本発明は、上記の事実を考慮し、梁及びスラブの施工性を向上させることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１態様に係る梁スラブ構造は、ハーフプレキャスト梁と、前記ハーフプレキャスト梁に支持されるハーフプレキャスト床版と、設計基準強度が前記ハーフプレキャスト梁のコンクリートよりも低くされ、前記ハーフプレキャスト梁の上面と前記ハーフプレキャスト床版の上面とに亘って配置されているトップコンクリートと、を備える。

【0008】

第１態様に係る梁スラブ構造によれば、トップコンクリートは、ハーフプレキャスト梁の上面とハーフプレキャスト床版の上面とに亘って配置されている。つまり、ハーフプレキャスト梁のトップコンクリートと、ハーフプレキャスト床版のトップコンクリートとは、同じ設計基準強度のコンクリートで形成されている。そのため、本発明では、ハーフプレキャスト梁のトップコンクリートと、ハーフプレキャスト床版のトップコンクリートとを打ち分ける必要がない。

【0009】

したがって、ハーフプレキャスト梁のトップコンクリートと、ハーフプレキャスト床版のトップコンクリートとの境界部に設ける止め型枠等を省略することができるため、施工性が向上する。

【0010】

また、トップコンクリートの設計基準強度は、ハーフプレキャスト梁のコンクリートの設計基準強度よりも低くされている。したがって、トップコンクリートのコストを合理的に削減することができる。

【0011】

さらに、本発明では、ハーフプレキャスト梁及びハーフプレキャスト床版を用いている。これにより、梁及びスラブの施工時に、梁及びスラブの型枠の仮設及び撤去作業が不要になる。また、型枠を支持する支保工の数が低減される。

【0012】

このように本発明では、梁及びスラブの施工性を向上させることができる。

【0013】

第２態様に係る梁スラブ構造は、第１態様に係る梁スラブ構造において、前記ハーフプレキャスト梁は、軽量コンクリートによって形成されている。

【0014】

第２態様に係る梁スラブ構造によれば、ハーフプレキャスト梁は、軽量コンクリートによって形成されている。これにより、本発明では、例えば、ハーフプレキャスト梁が普通コンクリートによって形成される場合と比較して、ハーフプレキャスト梁の重量が軽くなる。したがって、ハーフプレキャスト梁の揚重性が向上するとともに、揚重機のサイズダウンが可能になる。

【0015】

また、ハーフプレキャスト梁の上面とハーフプレキャスト床版の上面に亘るトップコンクリートを普通コンクリートとすることにより、重量床衝撃音に対する性能を確保することができる。

【0016】

第３態様に係る梁スラブ構造は、第１態様又は第２態様に係る梁スラブ構造において、前記ハーフプレキャスト床版の端部は、前記ハーフプレキャスト梁の前記上面に載置されており、前記ハーフプレキャスト梁の前記上面には、上方へ突出するとともに前記ハーフプレキャスト床版の前記端部の端面と対向する突出部が設けられている。

【0017】

第３態様に係る梁スラブ構造によれば、ハーフプレキャスト床版の端部は、ハーフプレキャスト梁の上面に載置されている。このハーフプレキャスト梁の上面には、上方へ突出するとともにハーフプレキャスト床版の端部の端面と対向する突出部が設けられている。この突出部によって、ハーフプレキャスト梁の上面に対するハーフプレキャスト床版の端面の位置が規制される。したがって、ハーフプレキャスト梁の上面にハーフプレキャスト床版の端部を載置し易くなる。したがって、ハーフプレキャスト床版の施工性が向上する。

【発明の効果】

【0018】

以上説明したように、本発明によれば、梁及びスラブの施工性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第一実施形態に係る梁スラブ構造が適用されたハーフプレキャスト梁、ハーフプレキャスト床版、及びトップコンクリートを示す立断面図である。

【図2】第二実施形態に係る梁スラブ構造が適用されたハーフプレキャスト梁、ハーフプレキャスト床版、及びトップコンクリートを示す立断面図である。

【図3】第二実施形態におけるシア筋の変形例を示す図２に対応する立断面図である。

【図4】第一実施形態に係る梁スラブ構造の変形例が適用されたハーフプレキャスト梁を示す図１に対応する立断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

（第一実施形態）
先ず、第一実施形態について説明する。

【0021】

（梁スラブ構造）
図１には、第一実施形態に係る梁スラブ構造が適用されたハーフプレキャスト梁２０、ハーフプレキャスト床版４０、及びトップコンクリート５０が示されている。なお、各図に示される矢印Ｘは、ハーフプレキャスト梁２０の梁幅方向を示している。また、矢印Ｚは、ハーフプレキャスト梁２０の梁成方向、及びハーフプレキャスト床版４０の厚み方向を示している。

【0022】

（ハーフプレキャスト梁）
ハーフプレキャスト梁２０は、プレキャストコンクリートによって形成されており、図示しない一対の柱に架設されている。また、ハーフプレキャスト梁２０の断面形状は、矩形状とされている。このハーフプレキャスト梁２０は、その上に打設されるトップコンクリート５０と共に鉄筋コンクリート造の梁１０を形成している。なお、本実施形態では、ハーフプレキャスト梁２０の断面形状が矩形状とされたが、ハーフプレキャスト梁２０の断面形状は、例えば、上面２０Ｕに凸部が形成された断面形状であってもよい。

【0023】

梁１０の断面形状は、矩形状とされている。また、梁１０には、複数の下端梁主筋１２、複数の上端梁主筋１４、及び複数のせん断補強筋１６が埋設されている。複数の下端梁主筋１２及び上端梁主筋１４は、梁１０の材軸方向に沿って配筋されるとともに、梁１０の梁幅方向に間隔を空けて配筋されている。

【0024】

複数の下端梁主筋１２は、梁１０の下端側、すなわちハーフプレキャスト梁２０の下端側に埋設されている。一方、複数の上端梁主筋１４は、梁１０の上端側、すなわちトップコンクリート５０の上端側に埋設されている。これらの下端梁主筋１２及び上端梁主筋１４の周囲には、複数のせん断補強筋１６が配筋されている。なお、下端梁主筋１２及び上端梁主筋１４は、梁主筋の一例である。

【0025】

複数のせん断補強筋１６は、梁１０の材軸方向に間隔を空けて配筋されている。また、複数のせん断補強筋１６は、ハーフプレキャスト梁２０とトップコンクリート５０に亘って配筋されている。

【0026】

（ハーフプレキャスト床版）
ハーフプレキャスト床版４０は、プレキャストコンクリートによって、矩形の板状（版状）に形成されている。また、ハーフプレキャスト床版４０の端部は、ハーフプレキャスト梁２０の上面２０Ｕの端部に載置されている。これにより、ハーフプレキャスト床版４０の施工時に、ハーフプレキャスト床版４０を支持する支保工（サポート）の数が低減される。このハーフプレキャスト床版４０は、その上に打設されるトップコンクリート５０と共に鉄筋コンクリート造のスラブ３０を形成している。

【0027】

スラブ３０には、複数のスラブ筋３２が配筋されている。複数のスラブ筋３２は、スラブ３０の面内方向に沿って配筋されており、トップコンクリート５０に埋設されている。

【0028】

なお、ハーフプレキャスト床版４０の構成は、適宜変更可能である。したがって、ハーフプレキャスト床版４０の内部には、例えば、図示しないスラブ筋や、ハーフプレキャスト床版４０にプレストレスを導入するＰＣ鋼材（図示しない）が埋設されても良い。また、ハーフプレキャスト床版４０には、例えば、ハーフプレキャスト床版４０の上面４０Ｕから突出するトラス筋等が埋設されても良い。さらに、本実施形態では特に説明しなかったが、ハーフプレキャスト床版４０については、上面４０Ｕに凸状のリブが形成されていてもよく、また、内部にボイド等が形成されていてもよい。

【0029】

（トップコンクリート）
トップコンクリート５０は、ハーフプレキャスト梁２０の上面２０Ｕとハーフプレキャスト床版４０の上面４０Ｕとに亘って設けられており、ハーフプレキャスト梁２０及びハーフプレキャスト床版４０と一体化されている。

【0030】

ここで、ハーフプレキャスト梁２０には、例えば、高強度コンクリートが用いられる。一方、スラブ３０のトップコンクリート５０には、例えば、普通コンクリートが用いられる。そのため、ハーフプレキャスト梁２０の設計基準強度は、スラブ３０のトップコンクリート５０の設計基準強度よりも高くされている。換言すると、スラブ３０のトップコンクリート５０の設計基準強度は、ハーフプレキャスト梁２０の設計基準強度よりも低くされている。また、梁１０及びスラブ３０には、同じ設計基準強度のトップコンクリート５０が用いられる。そのため、梁１０は、設計基準強度が異なる二種類のコンクリートによって形成されている。

【0031】

なお、梁１０は、設計基準強度が異なる二種類のコンクリートを使用した場合の設計手法によって適宜設計される。

【0032】

また、ハーフプレキャスト床版４０には、例えば、高強度コンクリートが用いられる。そのため、ハーフプレキャスト床版４０の設計基準強度は、トップコンクリート５０の設計基準強度よりも高くされている。換言すると、トップコンクリート５０の設計基準強度は、ハーフプレキャスト床版４０の設計基準強度よりも低くされている。そのため、スラブ３０は、設計基準強度が異なる二種類のコンクリートによって形成されている。

【0033】

なお、ハーフプレキャスト梁２０の設計基準強度は、一例として、Ｆｃ６０（Ｎ／ｍｍ^２）とされ、トップコンクリート５０の設計基準強度は、一例として、Ｆｃ３０（Ｎ／ｍｍ^２）とされる。また、ハーフプレキャスト床版４０の設計基準強度は、一例として、Ｆｃ５０（Ｎ／ｍｍ^２）とされる。さらに、梁１０の上方部分のコンクリート（トップコンクリート５０）と、梁１０の下方部分のコンクリート（ハーフプレキャスト梁２０）との強度差は、一例として３倍以下とされている。

【0034】

また、ハーフプレキャスト梁２０及びハーフプレキャスト床版４０の設計基準強度は、トップコンクリート５０の設計基準強度よりも高ければ良い。したがって、ハーフプレキャスト梁２０及びハーフプレキャスト床版４０には、高強度コンクリートに限らず、普通コンクリート等を用いても良い。また、トップコンクリート５０の設計基準強度は、ハーフプレキャスト梁２０及びハーフプレキャスト床版４０の設計基準強度よりも低ければ良い。したがって、トップコンクリート５０には、普通コンクリートに限らず、例えば、高強度コンクリートを用いても良い。

【0035】

また、ハーフプレキャスト梁２０の設計基準強度とハーフプレキャスト床版４０の設計基準強度との大小関係には特に制約はなく、ハーフプレキャスト梁２０の設計基準強度は、ハーフプレキャスト床版４０の設計基準強度よりも高くても良いし、低くても良い。また、ハーフプレキャスト梁２０の設計基準強度と、ハーフプレキャスト床版４０の設計基準強度とは、同じでも良い。

【0036】

なお、ここでいう「設計基準強度」とは、構造物の構造計算において、基準としたコンクリートの圧縮強度を意味する。

【0037】

（作用）
次に、第一実施形態の作用について説明する。

【0038】

図１に示されるように、本実施形態に係る梁スラブ構造によれば、トップコンクリート５０は、ハーフプレキャスト梁２０の上面２０Ｕとハーフプレキャスト床版４０の上面４０Ｕとに亘って配置されている。つまり、ハーフプレキャスト梁２０のトップコンクリート５０と、ハーフプレキャスト床版４０のトップコンクリート５０とは、同じ設計基準強度のコンクリートで形成されている。そのため、本実施形態では、ハーフプレキャスト梁２０のトップコンクリート５０と、ハーフプレキャスト床版４０のトップコンクリート５０とを打ち分ける必要がない。

【0039】

したがって、ハーフプレキャスト梁２０のトップコンクリート５０と、ハーフプレキャスト床版４０のトップコンクリート５０との境界部に設ける止め型枠等を省略することができるため、施工性が向上する。

【0040】

また、トップコンクリート５０の設計基準強度は、ハーフプレキャスト梁２０のコンクリートの設計基準強度よりも低くされている。したがって、トップコンクリート５０のコストを合理的に削減することができる。

【0041】

さらに、本実施形態では、ハーフプレキャスト梁２０及びハーフプレキャスト床版４０を用いている。これにより、梁１０及びスラブ３０の施工時に、梁１０及びスラブ３０の型枠の仮設及び撤去作業が不要になる。また、型枠を支持する支保工の数が低減される。

【0042】

このように本実施形態では、梁１０及びスラブ３０の施工性を向上させることができる。

【0043】

（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。なお、第二実施形態において、上記第一実施形態と同じ部材等には同符号を付して説明を適宜省略する。

【0044】

図２には、第二実施形態に係る梁スラブ構造が適用されたハーフプレキャスト梁６０、ハーフプレキャスト床版４０、及びトップコンクリート５０が示されている。

【0045】

（ハーフプレキャスト梁）
ハーフプレキャスト梁６０は、軽量化のために、軽量コンクリートによって形成されている。より具体的には、ハーフプレキャスト梁６０は、人工軽量骨材を用いたコンクリートによって形成されている。

【0046】

一方、トップコンクリート５０は、普通コンクリートによって形成されている。そのため、ハーフプレキャスト梁６０の単位容積当たりの質量が、トップコンクリート５０の単位容積当たりの質量よりも小さくされている。

【0047】

なお、ここでいう「軽量コンクリート」とは、単位容積当たりの質量が普通コンクリートとよりも小さいコンクリートを意味する。

【0048】

また、本実施形態では、上記第一実施形態と同様に、ハーフプレキャスト梁６０の設計基準強度が、トップコンクリート５０の設計基準強度よりも高くされている。換言すると、トップコンクリート５０の設計基準強度が、ハーフプレキャスト梁６０の設計基準強度よりも低くされている。

【0049】

なお、本実施形態では、ハーフプレキャスト梁６０の設計基準強度が、一例として、Ｆｃ３６（Ｎ／ｍｍ^２）とされ、トップコンクリート５０の設計基準強度が、一例として、Ｆｃ３０（Ｎ／ｍｍ^２）とされる。

【0050】

ここで、本実施形態では、ハーフプレキャスト梁６０が軽量コンクリートによって形成されるため、ハーフプレキャスト梁６０が普通コンクリートによって形成される場合よりも、ハーフプレキャスト梁６０の打継面せん断強度が低下する可能性がある。なお、「打継面せん断強度」とは、ハーフプレキャスト梁２０の上面２０Ｕ部分のせん断強度である。

【0051】

この対策として本実施形態では、梁１０にシア筋６２が設けられている。シア筋６２は、Ｕ字形状の鉄筋によって形成されており、Ｕ字形状の開口を下にした状態で配置されている。また、シア筋６２は、ハーフプレキャスト梁６０とトップコンクリート５０とに亘って配置されている。

【0052】

シア筋６２は、４本の上端梁主筋１４のうち、中央の２本の上端梁主筋１４に引っ掛けられた状態で保持されており、その下端側がハーフプレキャスト梁６０に埋設されている。このシア筋６２によって、梁１０がせん断補強されている。

【0053】

なお、シア筋６２は、必要に応じて梁１０に設ければ良く、適宜省略可能である。

【0054】

（作用）
次に、第二実施形態の作用について説明する。

【0055】

図２に示されるように、本実施形態に係る梁スラブ構造によれば、ハーフプレキャスト梁６０は、軽量コンクリートによって形成されている。これにより、本実施形態では、例えば、ハーフプレキャスト梁６０が普通コンクリートによって形成される場合と比較して、ハーフプレキャスト梁６０の重量が軽くなる。したがって、ハーフプレキャスト梁６０の揚重性が向上するとともに、揚重機のサイズダウンが可能になる。

【0056】

また、梁１０及びスラブ３０のトップコンクリート５０は、普通コンクリートによって形成されている。そのため、ハーフプレキャスト梁６０を軽量コンクリートによって形成しても、重量床衝撃音等に対する遮音性能を確保することができる。

【0057】

さらに、梁１０には、シア筋６２が設けられている。このシア筋６２によって、梁１０の打継面がせん断補強されている。したがって、本実施形態では、梁１０の軽量化を図りつつ、梁１０の打継面せん断強度を確保することができる。

【0058】

なお、本実施形態では、シア筋６２がＵ字形状の鉄筋によって形成されている。しかし、シア筋６２は、ハーフプレキャスト梁６０とトップコンクリート５０とに亘って配置され、梁１０の打継面をせん断補強可能であれば良く、その形状は適宜変更可能である。

【0059】

例えば、図３に示される変形例では、シア筋６４がＬ字形状の鉄筋によって形成されている。このシア筋６４は、ハーフプレキャスト梁６０とトップコンクリート５０とに亘って配置されている。このようにシア筋６４の形状は、適宜変更可能である。

【0060】

（変形例）
次に、上記第一実施形態及び上記第二実施形態の変形例について説明する。なお、以下では、上記第一実施形態を例に各種の変形例について説明するが、これらの変形例は、上記第二実施形態にも適宜適用可能である。

【0061】

上記第一実施形態では、ハーフプレキャスト梁２０の上面２０Ｕが平坦面とされている。しかし、例えば、図４に示される変形例のように、ハーフプレキャスト梁２０の上面２０Ｕには、突出部２２が設けられても良い。

【0062】

具体的には、突出部２２は、ハーフプレキャスト梁２０と同じコンクリートによって、ハーフプレキャスト梁２０と一体に形成されている。また、突出部２２は、ハーフプレキャスト梁２０の材軸方向に延びるとともに、ハーフプレキャスト梁２０の上面２０Ｕにおける梁幅方向の中央部から上方へ突出している。さらに、突出部２２の断面形状は、矩形状とされている。この突出部２２は、一対の側面２２Ｓと、上面２２Ｕとを有している。

【0063】

ここで、ハーフプレキャスト梁２０の上面２０Ｕの端部に、ハーフプレキャスト床版４０の端部を載置すると、突出部２２の側面２２Ｓに、ハーフプレキャスト床版４０の端部の端面４０Ｅが対向される。この突出部２２の側面２２Ｓによって、ハーフプレキャスト梁２０に対するハーフプレキャスト床版４０の端面４０Ｅの位置が規制される。

【0064】

このようにハーフプレキャスト梁２０の上面２０Ｕに突出部２２を設けることにより、ハーフプレキャスト梁２０の上面２０Ｕに対するハーフプレキャスト床版４０の端面４０Ｅの位置が規制される。したがって、ハーフプレキャスト梁２０の上面２０Ｕにハーフプレキャスト床版４０を載置し易くなる。したがって、ハーフプレキャスト床版４０の施工性が向上する。

【0065】

なお、突出部２２の側面２２Ｓとハーフプレキャスト床版４０の端面４０Ｅとの間には、トップコンクリート５０が充填される。また、本変形例では、突出部２２にせん断補強筋１６が埋設されている。

【0066】

また、上記第一実施形態では、ハーフプレキャスト床版４０の端部がハーフプレキャスト梁２０の上面２０Ｕに載置されている。しかし、ハーフプレキャスト床版４０の端部は、必ずしもハーフプレキャスト梁２０の上面２０Ｕに載置する必要はなく、例えば、ブラケット等を介してハーフプレキャスト梁２０の上面２０Ｕに支持させても良いし、ハーフプレキャスト梁２０の上面２０Ｕに支持させずに、支保工等によって支持しても良い。

【0067】

以上、本発明の一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限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、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。

【符号の説明】

【0068】

２０ ハーフプレキャスト梁
２０Ｕ 上面（ハーフプレキャスト梁の上面）
２２ 突出部
４０ ハーフプレキャスト床版
４０Ｅ 端面（ハーフプレキャスト床版の端部の端面）
４０Ｕ 上面（ハーフプレキャスト床版の上面）
５０ トップコンクリート
６０ ハーフプレキャスト梁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】