JP4427495B2 - Ｓｃ構造体およびその施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば原子力発電プラントの建屋構造体に適用されるＳＣ構造体およびその施工方法に関するものである。

原子力発電プラントのように放射線を遮蔽することが必要となる建物の壁体や床などの建屋構造体には、一般に放射線遮蔽性の高い鋼板とコンクリートを組み合わせたＳＣ構造体が多く採用されている。ＳＣ構造体を壁体に適用する場合は、壁体両側面を鋼板としたフルＳＣ構造体が採用され、床に適用する場合は、床下が鋼板で床上は鉄筋が配置されるハーフＳＣ構造体が採用されている。フルＳＣ構造体は、壁体両側面の鋼板を連結するために４００ｍｍ程度のピッチでタイバーが配設され、床を構成するハーフＳＣ構造体にはタイバーが配設されていない。

一方、タービン発電機基礎台のような梁柱構造にもＳＣ構造が適用されている。タービン発電機基礎台の例では、柱は断面の一辺が２〜４ｍ程度あり、四面が板厚２０ｍｍ前後の鋼板で囲まれたフルＳＣ構造である。ＳＣ構造柱には対面する鋼板を連結するタイバーが配設されている。

タービン発電機基礎台の最上部の梁は、タービンおよび発電機が設置され、幅２〜４ｍ、梁せい３〜５ｍ程度の断面で、梁側面と底面は鋼板とし、梁上部は鉄筋が配設されるハーフＳＣ梁構造と称される構造が採用されている。ハーフＳＣ梁構造の場合にも、両側面については鋼板があることから、その間にタイバーが配設されている。なお梁には柱同様、フルＳＣ構造体が採用されることもある。

ＳＣ構造体で構成される壁体や床あるいは梁には、内部に電線管をはじめ、他の配管類を含む機器埋設品が設けられる。この機器埋設品の施工にあたっては、建物の床を構成するハーフＳＣ構造体の場合には、タイバーが配設されないことから、従来のＲＣ構造におけるデッキプレート構造と同様に、現地で機器埋設品の施工を実施することができるが、両側面に鋼板が配設されたフルＳＣ構造体またはハーフＳＣ梁構造では、一対の鋼板の間に配設されたタイバーやスタッドの存在によりジャングルジムのような状況になっており、機器埋設品を配設することが困難な状態となっている。

ＳＣ構造体における機器埋設品の施工方法として、特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１には、工場において、壁体両側面を構成する一対のスタッド付き鋼板を多数のタイバーで連結して鋼板ブロックを製作し、現地において、その鋼板ブロックの内部空間部にコンクリートを充填して構成するＳＣ構造体への機器埋設品埋設工法が開示されている。

特許文献１に開示された従来のＳＣ構造体は、片面に多数のスタッドを溶接したスタッド付き鋼板を対向させ、この一対のスタッド付き鋼板を、その間に配設した多数のタイバーをスタッド溶接または詮溶接により連結して鋼板ブロックを製作し、現地において、基礎上に鋼板ブロックを設置しかつ縦横方向に連結した後、内部空間部にコンクリートを充填して施工される。

鋼板ブロックを構成している一対のスタッド付き鋼板には、それぞれ直角方向に延びる鍔体が設けられており、隣接する鋼板ブロックは、これら鍔体を溶接することにより連結される。このスタッド付き鋼板の鍔体の一部を切り欠くことにより開口部を形成し、鍔体と開口部を利用して、二分割された単位接続箱をそれぞれ溶接等により取り付けている。この単位接続箱には、横壁に貫通孔が形成されるとともに開口部側の上下に、蓋体を取り付けるための取付片がそれぞれ設けられている。

隣接する鋼板ブロックは、互いに接触させた状態で鍔体部分を溶接等により連結して構成されるが、その接続状態において、対向する単位接続箱も互いに密着されて一つの接続箱が形成される。

接続箱における横壁に形成された貫通孔には、それぞれ電線管が接続されており、接続箱に安定かつ確実に固定されている。なお、鋼板ブロックの他方の接続部も同様に構成し、電線管の他端部が同様にしてその接続箱に接続される。

これら鋼板ブロックにおける電線管および電線管を接続するための単位接続箱の製作は、鋼板ブロックを工場において製作する段階で実施される。壁体の場合には、鋼板ブロックは、一対のスタッド付き鋼板にダイバーが詮溶接またはスタッド溶接などによる溶接により連結されることにより製作される。電線管および単位接続箱は、このタイバーをスタッド付き鋼板に連結する前に配設され固定される。そして鋼板ブロックを現地に搬送し、現地において、多数の鋼板ブロックを縦横方向に連結し、隣接する鋼板ブロック同士を接続して接続箱を構成し、しかる後、鋼板ブロックの内部空間部にコンクリートを充填して電線管および接続箱を埋設したＳＣ構造体が構成される。
特開２００２−２８１６３９号公報

ところで、上述の例で示したように、ＳＣ構造体に電線管などの機器埋設品を配設する場合には、工場において、単位接続箱や電線管などをスタッド付き鋼板に予め取り付けておき、現地において、接続箱を構成し、この接続箱を利用して鋼板ブロック毎にケーブル延伸作業を行なうことになる。また電線管を工場で取り付けた場合でも、鋼板ブロック毎に現地での電線管の接続部が発生し、その接続のための作業孔が必要となる。

さらに鋼板ブロックを現地まで車両輸送とすることが条件となった場合、鋼板ブロックの幅は、道路の関連法規上２．５ｍ以内とする必要があるが、この場合、上記接続箱および作業孔が２．５ｍピッチで存在することになり、埋設される電線管や他の配管類も２．５ｍ毎に現地接続部が発生し、従来のＲＣ構造体よりも製作物量および現地接続作業量が増加する。

また鋼板ブロックは、何箇所かの工場に分けて製作することがある。この場合、工場製作段階で電線管などの機器埋設品を取り付けるために、各工場へ電線管や配管類の資材を輸送することが必要となるが、工場が分散されていると、その資材輸送も分散され、資材管理面で複雑になることや輸送費が高くなるなどコストアップ要因になる。さらに機器埋設品の取り付けるための作業員を各工場へ派遣する必要があり、作業員の確保、管理面でも複雑化することになる。

一方、鋼板ブロックへの機器埋設品の取り付けを工場で実施することを止めて現地で取り付けられるように、従来のＲＣ構造体における木製の型枠と同様に、現地で機器埋設品を取り付けた後タイバーを取り付ける作業を実施する工法を採用すると、現地での施工期間が長くなり、ＳＣ構造体を採用するメリットがなくなることになる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、タイバーを含む鋼板ブロックは予め製作しておき、機器埋設品は現地で容易に配設できるようにして、施工が容易で、製作物量および現地接続作業量を低減することのできるＳＣ構造体およびその施工方法を得ることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明によるＳＣ構造体は、対向する一対のスタッド付き鋼板の間に複数のタイバーを配設してこれら鋼板を連結して鋼板ブロックを製作し、この鋼板ブロックの内部空間部に機器埋設品を配設してコンクリートを充填してなるＳＣ構造体において、前記複数のタイバーの少なくとも一部を前記スタッド付き鋼板に着脱自在に連結し、前記スタッド付き鋼板が前記複数のタイバーの一部によって連結された状態を維持しながら前記複数のタイバーの他の一部を外して前記鋼板ブロックの内部空間部に前記機器埋設品を配設できるように構成されていることを特徴とする。

また本発明によるＳＣ構造体の施工方法は、対向する一対のスタッド付き鋼板を、その間に配設された着脱可能な複数のタイバーを用いて連結して鋼板ブロックを製作する鋼板ブロック製作工程と、前記鋼板ブロック製作工程の後に前記鋼板ブロックを現地に搬送する搬送工程と、前記搬送工程の後に、前記スタッド付き鋼板を前記複数のタイバーの一部によって連結した状態を維持しながら前記複数のタイバーの他の一部を取り外すタイバー取り外し工程と、前記タイバー取り外し工程の後に前記鋼板ブロックの内部空間部に機器埋設品を配設する埋設品配設工程と、前記埋設品配設工程の後に、前記タイバー取り外し工程で取り外したタイバーを再び締結することによって前記鋼板ブロックを再生する鋼板ブロック再生工程と、前記鋼板ブロック再生工程の後に前記鋼板ブロック内にコンクリートを充填するコンクリート充填工程と、を有することを特徴とする。

本発明のＳＣ構造体およびその施工方法によれば、施工が容易になり、しかも機器埋設品を予め取り付けることによる製作物量や現地での接続作業量を低減することができる。

以下本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明における第１の実施の形態に係るＳＣ構造体を示す断面図である。図２は図１のＡ部を拡大して示す断面図である。図１および図２において、本実施の形態におけるＳＣ構造体は、対向する一対のスタッド付き鋼板１１，１１を、その間に配設した多数のタイバー１２により連結して鋼板ブロック１３を製作し、この鋼板ブロック１３の内部空間部に電線管１４などの機器埋設品を配設してコンクリート１５を充填して構成される。

ここで、一対のスタッド付き鋼板１１，１１は、片面に多数のスタッド１１ａが溶接して設けられており、周縁部には図示しない鍔体が設けられている。またスタッド付き鋼板１１のスタッド１１ａを設けた面には、縦方向に伸びるガセットプレート１１ｂが溶接して設けられている。

一対のスタッド付き鋼板１１，１１を連結するタイバー１２は、本実施の形態では、両端部がそれぞれガセットプレート１１ｂにボルト１６により着脱自在に取り付けられている。なお、タイバー１２の鋼材はフラットバー、アングル材、チャンネル材、丸棒などの使用が可能である。

このような構成を有する鋼板ブロック１３は、複数個が現地に搬送され、基礎上に設置されかつ縦横方向に搭載され、隣接する鋼板ブロック１３の鍔体が溶接されて現地地組みが行なわれる。この現地地組みに際して、鋼板ブロック１３の内部空間部に、電線管１４やその他の配管類などの機器埋設品が配設される。この際、タイバー１２は、その配設作業に影響のある部分に位置するタイバー１２が必要に応じて取外され、機器埋設品の配設作業が容易に行なえる状態が確保される。横引きの機器埋設品は、鋼板ブロック１３の横から配設し、上下方向に走る機器埋設品であれば、鋼板ブロック１３の上から配設する。

このようにして現地地組みで機器埋設品を組み込んだ後は、機器埋設品の配設作業で必要な個所だけ取り外したタイバー１２をボルト１４により再度締結して連結を復旧させる。タイバー１２の連結復旧作業は、機器埋設品の配設作業が複数の鋼板ブロック１３の連結が下から上へと進められることから、同様に下から上へと順に効率的に実施することができる。

なお、埋設する配管類の中には勾配を設ける必要があるものがあり、その設置位置が限定される場合がある。このような場合に対処するためにタイバー１２は、着脱自在に構成するに際して、タイバー１２の配設位置を事前に機器埋設品との干渉が回避できる位置に設定しておくことが必要である。あるいは図１に示すガセットプレート１１ｂのボルト１６を挿通するボルト挿通孔の形状をボルト１６の径よりも大きい長円形（楕円形でもよい）としておき、タイバー１２の配設位置を多少の移動が可能なように構成して対処することもできる。

また機器埋設品の配設位置が事前にわかっていれば、その影響を受ける部分のタイバー１２を工場製作段階から着脱自在な仮留め状態にし、他の部分のタイバー１２を溶接により固定しておくことにより、現地地組み段階での機器埋設品作業の更なる効率化が図れる。そのためには、構造的に鋼板ブロック形状保持のために必要な補強材としてのタイバーと、現地でのコンクリート打設荷重を受けるために追加が必要であるタイバーとを区分して設けておく必要がある。鋼板ブロックとしての形状を保持するための補強材とコンクリート打設荷重を受ける構造材とは兼用して構成されるのが一般的であるが、鋼板ブロックを工場から現地へ輸送し、現地搭載するまでに形状保持すべき必要最小限の補強材としてのタイバー１２を確保しておけば、コンクリート打設荷重受けに必要なタイバーのみを仮留め状態にしておくことが可能であり、機器埋設品との干渉を回避することができる。

また電線管１４および他の配管類には、直線部分と曲がり部分とが存在し、一般的な曲がり部分には接続部を設けることから、必ずしもすべてのタイバー１２を着脱自在な構造にする必要はない。機器埋設品を搭載するときに干渉する部分や接続部の接続作業を行なう部分だけに限定してタイバー１２を着脱自在な構造にすることもできる。

このようにして少なくとも一部を着脱自在に構成したタイバー１２を含む鋼板ブロック１３を工場で製作し、機器埋設品据付けのために必要な鋼板穴あけまでは工場で実施する。その鋼板ブロック１３を現地へ搬送した後、機器埋設品の配設作業を現地地組み段階で実施する。現地地組み段階で、機器埋設品の配設のためにタイバー１２の取外しが必要な個所は、上述した鋼板ブロック１３の製作後でもタイバー１２の着脱自在な構成で対応する。

すなわち、従来のようにタイバーを溶接により連結していると、鋼板ブロック製作後にタイバーの取外しができないので、現地で機器埋設品の配設作業の際に、タイバーとの干渉が生じ、タイバーを取り外したいときには切断することになり、復旧させるにも現地でタイバーを再溶接する手間が発生する。これに対し本実施の形態では、鋼板ブロック１３の製作後においても、タイバー１２の取外しおよび締結復旧が容易にできることにより、ＳＣ構造体の施工が容易になり、施工期間の短縮が図れる。しかも機器埋設品の配設作業が現地で実施できることにより、接続箱を設けたりや作業用開口を構成することが不要となり、製作物量および現地での接続作業量を低減することができる。

また鋼板ブロック１３を何個所かの工場で製作する場合においても各工場への機器埋設品資材を輸送するコストの削減が図れるとともに作業員の派遣が不要となることから人件費の削減を図ることができる。

図３は本発明における第２の実施の形態に係るＳＣ構造体に用いる鋼板ブロックを示す断面図である。図４は図３のＢ部を拡大して示す断面図である。図５は図３のＣ部を拡大して示す平面図である。図３ないし図５において、本実施の形態は、図１に示すボルト１６による締結に代えて、鋼板ブロック２３のタイバーを、分割タイバー１２ａ，１２ｂからなる二分割構成とし、各分割タイバー１２ａ，１２ｂの一端部をそれぞれスタッド付き鋼板１１のガセットプレート１１ｂにピン１７により回転自在に連結し、各分割タイバー１２ａ，１２ｂの他端部を、例えば連結板を介してボルトにより着脱自在に連結するような機械継手１８により連結する構造としたもので、分割タイバー１２ａ，１２ｂの分離、移動および締結復旧ができるように構成したものである。

図６は本発明における第３の実施の形態に係るＳＣ構造体に用いる鋼板ブロックを示す断面図である。図７は図６のＤ部を拡大して示す断面図である。図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って切断し矢印の方向にみた断面図である。図６ないし図８において、本実施の形態は、コンクリートの打設荷重が比較的小さい場合を対象とし、鋼板ブロック３３のガセットプレート１１ｂの一部にＬ字状の切り欠き１１ｃを設け、この切り欠き１１ｃにタイバー１２に設けた孔１２ｃをフックさせるようにして、タイバー１２の分離作業が容易に行なえるようにタイバー１２を単純に引っ掛けるだけの構造としたものである。

本発明における第１の実施の形態に係るＳＣ構造体を示す断面図である。 図１のＡ部を拡大して示す断面図である。 本発明における第２の実施の形態に係るＳＣ構造体に用いる鋼板ブロックを示す断面図である。 図３のＢ部を拡大して示す断面図である。 図３のＣ部を拡大して示す平面図である。 本発明における第３の実施の形態に係るＳＣ構造体に用いる鋼板ブロックを示す断面図である。 図６のＤ部を拡大して示す断面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って切断し矢印の方向にみた断面図である。

符号の説明

１１…スタッド付き鋼板
１１ａ…スタッド
１１ｂ…ガセットプレート
１１ｃ…切り欠き
１２…タイバー
１２ａ，１２ｂ…分割タイバー
１２ｃ…孔
１３，２３，３３…鋼板ブロック
１４…電線管
１５…コンクリート
１６…ボルト
１７…ピン
１８…機械継手

Claims (3)

1. 対向する一対のスタッド付き鋼板の間に複数のタイバーを配設してこれら鋼板を連結して鋼板ブロックを製作し、この鋼板ブロックの内部空間部に機器埋設品を配設してコンクリートを充填してなるＳＣ構造体において、
   前記複数のタイバーの少なくとも一部を前記スタッド付き鋼板に着脱自在に連結し、前記スタッド付き鋼板が前記複数のタイバーの一部によって連結された状態を維持しながら前記複数のタイバーの他の一部を外して前記鋼板ブロックの内部空間部に前記機器埋設品を配設できるように構成されていることを特徴とするＳＣ構造体。
2. 前記タイバーを前記スタッド付き鋼板にボルトにより着脱自在に連結し、このボルトを挿通するボルト挿通孔をボルト径より大きくしたことを特徴とする請求項１に記載のＳＣ構造体。
3. 対向する一対のスタッド付き鋼板を、その間に配設された着脱可能な複数のタイバーを用いて連結して鋼板ブロックを製作する鋼板ブロック製作工程と、
   前記鋼板ブロック製作工程の後に前記鋼板ブロックを現地に搬送する搬送工程と、
   前記搬送工程の後に、前記スタッド付き鋼板を前記複数のタイバーの一部によって連結した状態を維持しながら前記複数のタイバーの他の一部を取り外すタイバー取り外し工程と、
   前記タイバー取り外し工程の後に前記鋼板ブロックの内部空間部に機器埋設品を配設する埋設品配設工程と、
   前記埋設品配設工程の後に、前記タイバー取り外し工程で取り外したタイバーを再び締結することによって前記鋼板ブロックを再生する鋼板ブロック再生工程と、
   前記鋼板ブロック再生工程の後に前記鋼板ブロック内にコンクリートを充填するコンクリート充填工程と、
   を有することを特徴とするＳＣ構造体の施工方法。

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