特許 7550621 鉄骨コンクリート梁構造、及び鉄骨コンクリート梁構造の施工方法

(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】2024-09-05

(45)【発行日】2024-09-13

(54)【発明の名称】鉄骨コンクリート梁構造、及び鉄骨コンクリート梁構造の施工方法

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/16 20060101AFI20240906BHJP

【ＦＩ】

E04B1/16 D

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020198978

(22)【出願日】2020-11-30

(65)【公開番号】P2022086781

(43)【公開日】2022-06-09

【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】山本 耕司

(72)【発明者】

【氏名】天野 周平

【審査官】家田 政明

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－１６４６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３５２１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３１１７７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｂ １／１６

Ｅ０４Ｂ ５／３２－５／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄骨梁と、
前記鉄骨梁のウェブ部に設けられる取付部材と、
前記鉄骨梁の側方に配置され、前記鉄骨梁の前記ウェブ部と対向するとともに、前記ウェブ部に前記取付部材を介して取り付けられ、前記鉄骨梁との間にコンクリートが打設される捨て型枠と、
を備える鉄骨コンクリート梁構造。

【請求項2】

前記捨て型枠の上端部は、前記鉄骨梁の側方に配置される床板を支持する、
請求項１に記載の鉄骨コンクリート梁構造。

【請求項3】

鉄骨梁の側方に、前記鉄骨梁と対向する捨て型枠が設けられた前記鉄骨梁を建て方する建て方工程と、
前記捨て型枠内にコンクリートを打設するコンクリート打設工程と、
を備える鉄骨コンクリート梁構造の施工方法。

【請求項4】

前記コンクリート打設工程において、前記捨て型枠内にコンクリートを打設するとともに、前記鉄骨梁の側方に配置された床板上にコンクリートを打設する、
請求項３に記載の鉄骨コンクリート梁構造の施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄骨コンクリート梁構造、及び鉄骨コンクリート梁構造の施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄骨梁に支持されるスラブの底型枠上にコンクリートを打設する際に、鉄骨梁の両側に仮設された在来型枠内にコンクリートを打設する鉄骨鉄筋コンクリート梁の施工方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平６－３０６９６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、鉄骨梁をコンクリートで被覆した鉄骨コンクリート梁（以下、「ＳＣ梁」ともいう）が知られている。一般に、ＳＣ梁の施工では、先ず、工場や現場サイトにおいて、鉄骨梁の上下のフランジ間に仮設された型枠内にコンクリートを打設し、コンクリートの硬化後に型枠を脱型してＳＣ梁を製作する。次に、コンクリートが一体化されたＳＣ梁を建て方する。

【0005】

しかしながら、上記の施工方法では、ＳＣ梁を建て方する際に、鉄骨梁にコンクリートが一体化されているため、ＳＣ梁が重く、大型の揚重機が必要になるなどＳＣ梁の施工に手間がかかる可能性がある。

【0006】

本発明は、上記の事実を考慮し、鉄骨コンクリート梁の施工性を向上することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１態様に係る鉄骨コンクリート梁構造は、鉄骨梁と、前記鉄骨梁の側方に設けられ、前記鉄骨梁と対向するとともに、前記鉄骨梁との間にコンクリートが打設される捨て型枠と、を備える。

【0008】

第１態様に係る鉄骨コンクリート梁構造によれば、鉄骨梁と、鉄骨梁の側方に設けられる捨て型枠とを備える。捨て型枠は、鉄骨梁と対向するとともに、鉄骨梁との間にコンクリートが打設される。

【0009】

ここで、鉄骨コンクリート梁の施工時には、例えば、先ず、鉄骨梁を建て方する。次に、鉄骨梁と、鉄骨梁の側方に設けられた捨て型枠との間にコンクリートを打設する。これにより、鉄骨コンクリート梁が形成される。

【0010】

このように鉄骨梁を建て方した後に、鉄骨梁と捨て型枠との間にコンクリートを打設することにより、鉄骨梁を建て方する際に、鉄骨梁の重量が軽くなるため、鉄骨梁の揚重性が高められる。したがって、鉄骨コンクリート梁の施工性が向上する。

【0011】

また、捨て型枠は、鉄骨コンクリート梁に存置されるため、脱型（解体）の手間が低減される。したがって、鉄骨コンクリート梁の施工性がさらに向上する。

【0012】

第２態様に係る鉄骨コンクリート梁構造は、第１態様に係る鉄骨コンクリート梁構造において、前記捨て型枠の上端部は、前記鉄骨梁の側方に配置される床板を支持する。

【0013】

第２態様に係る鉄骨コンクリート梁構造によれば、捨て型枠の上端部は、鉄骨梁の側方に配置される床板を支持する。これにより、床板の施工時に、床板を支持するサポート（支保工）の数を低減することができる。

【0014】

第３態様に係る鉄骨コンクリート梁構造の施工方法は、鉄骨梁を建て方する建て方工程と、前記鉄骨梁の側方に設けられ、前記鉄骨梁と対向する捨て型枠内にコンクリートを打設するコンクリート打設工程と、を備える。

【0015】

第３態様に係る鉄骨コンクリート梁構造の施工方法によれば、先ず、建て方工程において、鉄骨梁を建て方する。次に、コンクリート打設工程において、鉄骨梁の側方に設けられ、鉄骨梁と対向する捨て型枠内にコンクリートを打設する。これにより、鉄骨コンクリート梁が形成される。

【0016】

このように鉄骨梁を建て方した後に、鉄骨梁と対向する捨て型枠内にコンクリートを打設することにより、鉄骨梁を建て方する際に、鉄骨梁の重量が軽くなるため、鉄骨梁の揚重性が高められる。したがって、鉄骨コンクリート梁の施工性が向上する。

【0017】

また、捨て型枠は、鉄骨コンクリート梁に存置されるため、脱型の手間が低減される。したがって、鉄骨コンクリート梁の施工性がさらに向上する。

【0018】

第４態様に係る鉄骨コンクリート梁構造の施工方法は、第３態様に係る鉄骨コンクリート梁構造の施工方法において、前記コンクリート打設工程において、前記捨て型枠内にコンクリートを打設するとともに、前記鉄骨梁の側方に配置された床板上にコンクリートを打設する。

【0019】

第４態様に係る鉄骨コンクリート梁構造の施工方法によれば、コンクリート打設工程において、捨て型枠内にコンクリートを打設するとともに、鉄骨梁の側方に配置された床板上にコンクリートを打設する。これにより、鉄骨コンクリート梁及びスラブが形成される。

【0020】

このように鉄骨コンクリート梁及びスラブのコンクリートを一度に打設することにより、施工性がさらに向上する。

【発明の効果】

【0021】

以上説明したように、本発明によれば、鉄骨コンクリート梁の施工性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】一実施形態に係る鉄骨コンクリート梁構造が適用された鉄骨コンクリート梁、及び鉄骨コンクリート梁に支持されたスラブを示す断面図である。

【図2】図１に示される鉄骨コンクリート梁の施工過程を示す図１に対応する断面図である。

【図3】図１に示される鉄骨コンクリート梁の施工過程を示す図１に対応する断面図である。

【図4】一実施形態に係る鉄骨コンクリート梁構造の変形例が適用された鉄骨コンクリート梁、及び鉄骨コンクリート梁に支持されたスラブを示す図１に対応する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照しながら、一実施形態について説明する。先ず、本実施形態に係る鉄骨コンクリート梁構造が適用された鉄骨コンクリート梁、及び鉄骨コンクリート梁に支持されるスラブの構成について説明する。

【0024】

（鉄骨コンクリート梁）
図１に示されるように鉄骨コンクリート梁１０は、例えば、図示しない一対の柱に架設されている。この鉄骨コンクリート梁１０は、鉄骨梁２０と、一対の捨て型枠４０と、コンクリート６０とを備えている。

【0025】

なお、本実施形態では、鉄骨コンクリート梁１０が大梁とされているが、鉄骨コンクリート梁１０は、小梁であっても良い。

【0026】

（鉄骨梁）
鉄骨梁２０は、Ｈ形鋼によって形成されている。この鉄骨梁２０は、上下方向に互いに対向する上側フランジ部２２及び下側フランジ部２４と、上側フランジ部２２と下側フランジ部２４とを接続するウェブ部２６とを有している。

【0027】

上側フランジ部２２の上面には、複数のスタッド２８が溶接等によって固定されている。複数のスタッド２８は、後述するスラブ５０のコンクリート６０に埋設されている。これらのスタッド２８によって、鉄骨梁２０とスラブ５０との一体性が高められている。

【0028】

鉄骨梁２０のウェブ部２６の両面には、複数のスタッド３０が溶接等によってそれぞれ固定されている。複数のスタッド３０は、コンクリート６０に埋設されている。これらのスタッド３０によって、鉄骨梁２０とコンクリート６０との一体性が高められている。

【0029】

なお、スタッド２８，３０は、必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。

【0030】

捨て型枠４０は、例えば、鋼板等の金属板によって形成されており、鉄骨梁２０の全長に亘って設けられている。また、捨て型枠４０は、鉄骨梁２０の側方（梁幅方向の両側）に、ウェブ部２６と対向した状態でそれぞれ設けられている。各捨て型枠４０の下端部は、鉄骨梁２０の下側フランジ部２４の端部に溶接等によって固定されている。

【0031】

また、各捨て型枠４０は、下側フランジ部２４から上方に向かうに従って、鉄骨梁２０の側方に倒れるようにウェブ部２６（上下方向）に対して傾斜されている。これにより、鉄骨梁２０の上側フランジ部２２と捨て型枠４０の上端部との間に、コンクリート６０の打設開口４２が形成されている。また、各捨て型枠４０は、上記のように傾斜した状態で、複数の取付部材４４を介して鉄骨梁２０のウェブ部２６に固定されている。

【0032】

なお、捨て型枠４０とは、コンクリート６０の硬化後に脱型（解体）せず、存置する型枠を意味する。

【0033】

複数の取付部材４４は、例えば、アングル（Ｌ形鋼）によって形成されている。また、複数のウェブ部２６の両側に、上下方向に間隔を空けた状態で配置されている。各取付部材４４の一端部は、ウェブ部２６の表面に突き当てられた状態で、溶接等によって固定されている。また、各取付部材４４の他端部は、捨て型枠４０の内面に突き当てられた状態で、溶接等によって固定されている。これらの取付部材４４によって、捨て型枠４０が支持されるとともに、捨て型枠が補強される。

【0034】

なお、取付部材４４は、アングルに限らず、例えば、他の形鋼や鋼管鋼、フラットバー等であっても良い。

【0035】

捨て型枠４０と鉄骨梁２０のウェブ部２６との間には、コンクリート６０が打設されている。コンクリート６０は、鉄骨梁２０の上側フランジ部２２と下側フランジ部２４との間に充填されており、鉄骨梁２０のウェブ部２６の表面、上側フランジ部２２の下面、及び下側フランジ部２４の上面を耐火被覆している。

【0036】

また、鉄骨梁２０の上側フランジ部２２の上面は、スラブ５０のコンクリート６０によって耐火被覆されている。また、鉄骨梁２０の下側フランジ部２４の下面は、図示しない耐火塗料によって耐火被覆されている。これにより、鉄骨梁２０の耐火性能が高められている。

【0037】

なお、鉄骨梁２０の下側フランジ部２４の下面は、耐火塗料に限らず、例えば、吹き付けロックウールや、巻き付け系耐火被覆材、耐火ボート、コンクリート等の耐火被覆材によって耐火被覆することも可能である。

【0038】

捨て型枠４０の上端部には、横フランジ部４６が設けられている。横フランジ部４６は、例えば、鋼板等の金属板によって形成されている。この横フランジ部４６は、横にした状態で、捨て型枠４０の上端部に溶接等によって固定されている。この横フランジ部４６の上面（載置面）には、後述するスラブ５０の型枠用デッキ５４の端部５４Ｅが載置されている。

【0039】

なお、本実施形態では、捨て型枠４０の上端部に横フランジ部４６が溶接等によって固定されている。しかし、例えば、捨て型枠４０の上端側を屈曲させることにより、横フランジ部を形成することも可能である。また、横フランジ部４６は、必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。

【0040】

（スラブ）
スラブ５０は、鉄筋コンクリート造とされており、その内部に複数のスラブ筋５２が埋設されている。また、スラブ５０は、型枠用デッキ５４と、型枠用デッキ５４上に打設されるコンクリート６０とを有している。

【0041】

型枠用デッキ５４は、例えば、フラットデッキ等の捨て型枠とされている。この型枠用デッキ５４には、例えば、鋼板等の金属板によって形成されている。また、型枠用デッキ５４の下面には、複数のリブ５４Ａが設けられている。

【0042】

なお、リブ５４Ａは、省略可能である。また、型枠用デッキ５４は、床板の一例である。

【0043】

型枠用デッキ５４は、隣り合う鉄骨梁２０の捨て型枠４０に架設されている。具体的には、型枠用デッキ５４の長手方向の端部５４Ｅは、捨て型枠４０の上端部に設けられた横フランジ部４６の上面に載置されている。この型枠用デッキ５４の上に複数のスラブ筋５２を配筋した状態で、コンクリート６０を打設することによりスラブ５０が形成されている。

【0044】

なお、本実施形態では、型枠用デッキ５４の天端が、鉄骨梁２０の上側フランジ部２２の天端と同じ又は略同じ高さとされている。しかし、型枠用デッキ５４の天端は、鉄骨梁２０の上側フランジ部２２の天端よりも下側に配置されても良いし、当該天端よりも上側に配置されても良い。

【0045】

（鉄骨コンクリート梁構造の施工方法）
次に、鉄骨コンクリート梁構造の施工方法の一例について説明する。

【0046】

（建て方工程）
図２に示されるように、先ず、建て方工程において、複数のスタッド２８，３０及び捨て型枠４０が取り付けられた鉄骨梁２０を図示しない揚重機等によって吊り上げ、例えば、図示しない一対の柱に架設する。

【0047】

なお、本実施形態では、工場や現場サイトにおいて、複数のスタッド２８，３０、捨て型枠４０、及び横フランジ部４６が鉄骨梁２０に予め取り付けられている。しかし、複数のスタッド２８、捨て型枠４０、及び横フランジ部４６は、鉄骨梁２０を建て方した後に、鉄骨梁２０に取り付けられても良い。

【0048】

（床板設置工程）
次に、図３に示されるように、床板設置工程において、図示しない揚重機等によって型枠用デッキ５４を吊り上げ、建て方された鉄骨梁２０の側方（両側）にそれぞれ設置する。この際、型枠用デッキ５４の端部５４Ｅを、鉄骨梁２０の捨て型枠４０の上端部に設けられた横フランジ部４６の上面に載置する。これにより、捨て型枠４０によって、型枠用デッキ５４が支持される。この状態で、型枠用デッキ５４上にスラブ筋５２を適宜配筋する。

【0049】

（コンクリート打設工程）
次に、図１に示されるように、コンクリート打設工程において、鉄骨梁２０と捨て型枠４０の上端部との間に形成された打設開口４２からコンクリート６０を打設するとともに、型枠用デッキ５４上にコンクリート６０を打設する。つまり、本実施形態では、鉄骨コンクリート梁１０のコンクリート６０と、スラブ５０のコンクリート６０とを一度に打設する。その後、コンクリート６０を硬化させることにより、鉄骨コンクリート梁１０が形成されるとともに、スラブ５０が形成される。

【0050】

なお、捨て型枠４０及び型枠用デッキ５４は、脱型（解体）しない。

【0051】

（効果）
次に、本実施形態の効果について説明する。

【0052】

本実施形態に係る鉄骨コンクリート梁構造によれば、鉄骨梁２０の上側フランジ部２２と下側フランジ部２４との間には、コンクリート６０が充填されている。このコンクリート６０によって、鉄骨梁２０の剛性（曲げ剛性）が高められる。

【0053】

また、コンクリート６０によって、鉄骨梁２０のウェブ部２６の表面、上側フランジ部２２の下面、及び下側フランジ部２４の上面が耐火被覆されている。また、鉄骨梁２０の上側フランジ部２２の上面は、スラブ５０のコンクリート６０によって被覆されている。さらに、鉄骨梁２０の下側フランジ部２４の下面は、耐火塗料によって耐火被覆されている。これにより、鉄骨梁２０の耐火性能が高められる。

【0054】

ここで、本実施形態に係る鉄骨コンクリート梁構造の施工方法によれば、前述したように、鉄骨梁２０を建て方した後に、鉄骨梁２０と対向する捨て型枠４０内にコンクリート６０を打設する。これにより、本実施形態では、工場や現場サイトにおいて鉄骨梁２０にコンクリート６０を予め一体化させる場合と比較して、鉄骨梁２０を建て方する際に、鉄骨梁２０の重量が軽くなる。したがって、鉄骨梁２０の揚重性が高められるとともに、揚重機等の小型化を図ることができるため、鉄骨コンクリート梁１０の施工性が向上する。

【0055】

また、コンクリート打設工程において、捨て型枠４０内にコンクリート６０を打設するとともに、鉄骨梁２０の側方に配置された型枠用デッキ５４上にコンクリート６０を打設する。つまり、本実施形態では、鉄骨コンクリート梁１０及びスラブ５０のコンクリート６０を一度に打設する。これにより、鉄骨コンクリート梁１０及びスラブ５０が形成される。

【0056】

ここで、工場や現場サイトにおいて、鉄骨梁２０にコンクリート６０を予め一体化させる場合、鉄骨コンクリート梁１０及びスラブ５０のコンクリート６０を別々に打設することになるため、鉄骨コンクリート梁１０の施工工数が増加する。

【0057】

これに対して本実施形態では、前述したように、鉄骨コンクリート梁１０及びスラブ５０のコンクリート６０を一度に打設する。これにより、本実施形態では、前述したように、鉄骨コンクリート梁１０及びスラブ５０のコンクリート６０を別々に打設する場合と比較して、施工工数が低減される。したがって、施工コストを削減することができる。

【0058】

また、本実施形態では、捨て型枠４０が鉄骨コンクリート梁１０に存置されるため、脱型の手間が低減される。したがって、鉄骨コンクリート梁１０の施工性がさらに向上する。

【0059】

さらに、本実施形態では、捨て型枠４０の上端部に型枠用デッキ５４の端部５４Ｅが載置され、捨て型枠４０の上端部によって型枠用デッキ５４が支持される。これにより、型枠用デッキ５４の施工時に、型枠用デッキ５４を支持するサポート（支保工）の数を低減することができる。

【0060】

しかも、捨て型枠４０の上端部には、横フランジ部４６が設けられている。これにより、横フランジ部４６の上端部に型枠用デッキ５４の端部５４Ｅを載置し易くなるとともに、型枠用デッキ５４が安定する。したがって、型枠用デッキ５４の施工性がさらに向上する。

【0061】

また、捨て型枠４０は、取付部材４４によって補強されている。したがって、捨て型枠４０等の重量による型枠用デッキ５４の破損等が抑制される。

【0062】

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。

【0063】

上記実施形態では、床板が型枠用デッキ５４とされている。しかし、床板は、型枠用デッキ５４に限らず、例えば、ハーフプレキャストコンクリート部材や、スパンクリート等であっても良い。

【0064】

例えば、図４に示される変形例では、床板がスパンクリート７０とされている。スパンクリート７０は、鉄骨梁２０の側方に配置されており、その長手方向の端部７０Ｅが捨て型枠４０の上端部に設けられた横フランジ部４６に載置されている。このスパンクリート７０の上にスラブ筋５２を配筋した状態でコンクリート６０を打設することにより、スラブ５０が形成されている。

【0065】

鉄骨梁２０の上側フランジ部２２は、その両側に設置されたスパンクリート７０の間に配置されている。そして、スパンクリート７０の下面は、鉄骨梁２０の上側フランジ部２２の上面よりも下側に配置されている。そのため、本変形例では、鉄骨梁２０の上側フランジ部２２が、スラブ５０のコンクリート６０に埋設されている。これにより、本変形例では、鉄骨梁２０の上側フランジ部２２をスラブ５０のコンクリート６０内に埋設しない場合と比較して、鉄骨梁２０下の階高を高くすることができる。

【0066】

なお、鉄骨梁２０の上側フランジ部２２の上面は、スラブ５０の上面と同じ又は略同じ高さに配置されても良い。換言すると、鉄骨梁２０の上側フランジ部２２の上面と、スラブ５０の上面とは面一又は略面一であっても良い。この場合、鉄骨梁２０下の階高をさらに高くすることができる。

【0067】

また、本変形例では、スパンクリート７０の下面が鉄骨梁２０の上側フランジ部２２の上面よりも下側に配置されているが、スパンクリート７０の下面は、鉄骨梁２０の上側フランジ部２２の上面と同じ又は略同じ高さに配置されても良い。

【0068】

次に、上記実施形態の捨て型枠４０は、上方に向かうに従って鉄骨梁２０の側方に倒れるようにウェブ部２６（上下方向）に対して傾斜されている。しかし、鉄骨梁２０と捨て型枠４０の上端部との間にコンクリート６０の打設開口４２を確保可能であれば、必ずしも捨て型枠４０を傾斜させる必要はなく、例えば、捨て型枠４０を鉛直に立てても良い。

【0069】

また、上記実施形態では、捨て型枠４０の上端部によって型枠用デッキ５４の端部５４Ｅが支持されている。しかし、型枠用デッキ５４は、必ずしも捨て型枠４０によって支持する必要はなく、サポート（支保工）等によって支持しても良い。

【0070】

また、上記実施形態において、鉄骨コンクリート梁１０に捨て型枠４０を一体化させることにより、鉄骨コンクリート梁１０をせん断補強することも可能である。

【0071】

また、上記実施形態では、鉄骨梁２０がＨ形鋼によって形成されている。しかし、鉄骨梁は、例えば、Ｈ形鋼に限らず、Ｉ形鋼やトラス梁、ラチス梁等であっても良い。

【0072】

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】

【0073】

２０ 鉄骨梁
４０ 捨て型枠
５４ 型枠用デッキ（床板）
６０ コンクリート
７０ スパンクリート（床板）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】