JP5601841B2 - フラットスラブ構造、フラットスラブ構造を備えた構造物 - Google Patents

Description

本発明は、フラットスラブ構造、フラットスラブ構造を備えた構造物に関する。

特許文献１に示すように、フラットスラブ構造は、床版、柱、及び柱の上部に設けられ床版を支持する支板で構成されることが多い。梁がないことから、高さ方向の空間が有効に利用できるという長所を有する。

しかし、梁がないため、ラーメン構造や耐力壁と併用して、フラットスラブ構造の床版に地震時の大きな水平力が加わらないようにする必要がある。このため、建物外周部の壁面に十分な開口面積の窓が設けられず、また、階高がラーメン構造部分の天井高さにより決まってしまう。更に、耐力壁を併用する場合にプランの柔軟性が低くなる。

特許文献１のフラットスラブの施工方法によれば、施工性は改良される。しかし、水平力に対する剛性の増加は期待できない。

特開平６−８１４７０号公報

本発明は、上記事実に鑑み、フラットスラブの水平力に対する剛性を増加させることを目的とする。

請求項１に記載の発明に係るフラットスラブ構造は、床版と、前記床版の下面に配置された柱と、隣接する２本の前記柱に跨って設けられ、前記床版を支持する支板と、を有し、前記支板同士は連接されていないことを特徴としている。

請求項1に記載の発明によれば、床版を支持する支板が、隣接する柱に跨って設けられている。これにより、柱と支板でラーメン構造が形成され、地震時の水平力をラーメン構造が負担することができ、フラットスラブの水平力に対する剛性が増加する。

請求項２に記載の発明に係るフラットスラブ構造は、床版と、柱と、隣接する前記柱に跨って設けられ、前記床版を支持する支板と、を有し、前記支板の平面形状は、円形、多角形、又はＬ字形であり、前記支板は、３本以上の前記柱に跨っており、前記支板と前記柱で形成されるラーメン構造が、平面視で互いに交差することを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、円形、多角形、又はＬ字形の支板が３本以上の柱を跨いで設けられ、支板と柱でラーメン構造が形成されている。このとき、１つのラーメン構造を形成する柱の中心を結ぶ線が、他のラーメン構造を形成する柱の中心を結ぶ線と平面視で交差している。
これにより、交差する方向に設けられたラーメン構造に、２方向からの水平荷重を負担させることができ、フラットスラブの水平力に対する剛性が増加する。

請求項３に記載の構造物は、請求項１又は請求項２に記載のフラットスラブ構造を有している。
これにより、フラットスラブ構造を備えた構造物の水平力に対する剛性を増加させることができる。

本発明は、上記構成としてあるので、フラットスラブの水平力に対する剛性を増加させることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るフラットスラブ構造の基本構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るフラットスラブ構造の曲げモーメント特性を示す図である。 従来のフラットスラブ構造の曲げモーメント特性を示す図である。 従来のフラットスラブ構造の基本構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るフラットスラブ構造の他の実施例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るフラットスラブ構造の他の実施例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るフラットスラブ構造の他の実施例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るフラットスラブ構造の基本構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るフラットスラブ構造の他の実施例を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る構造物の基本構成を示す図である。

（第１の実施の形態）
図１に示すように、第１の実施の形態に係るフラットスラブ構造１０は、建物１８の上下階を仕切るスラブがフラットスラブ１４とされ、フラットスラブ１４の下部には梁が設けられていない。フラットスラブ１４は鉄筋コンクリート製とされ、フラットスラブ１４は、建物１８の外周でありＹ軸方向に配置された柱２０と、柱２０に挟まれＸ軸方向に配置された柱１２、１３で支持されている。

柱１２、１３、２０は、いずれも鉄筋コンクリート製で同じ外形寸法ｄに形成されている。柱１２、１３の頭部には支板１６が設けられ、支板１６がフラットスラブ１４を支持している。

支板１６は鉄筋コンクリートで、柱１２、１３、２０の外形寸法ｄより大きい幅Ｄ１、長さＬ１、厚さＨ１に形成され、Ｘ軸方向に隣接する柱１２、１３に跨り、柱１２、１３の頭部との接合が剛接合とされている。
これにより、２本の柱１２、１３及び支板１６で門形ラーメンが構成され、Ｘ軸方向の剛性を増加させている。

柱２０の間には、Ｙ軸方向に外壁２２が設けられ、地震時のＹ軸方向の水平力を負担している。一方、建物１８のＸ軸方向には外壁は設けられていない。
しかし、建物１８のＸ軸方向には門形ラーメンが構築され、地震時のＸ方向の水平力を負担する。この結果、フラットスラブ１４の水平力に対する剛性を増加させることができる。また、門形ラーメンが構築されることで、建物１８の外壁を耐力壁としたり、ラーメン構造とする等の剛性を増加させる手段と併用しなくしても、フラットスラブ１４の使用が可能となる。

具体的には、図２に示すように、任意の１フロア分を取り出した立面図に重ねて記載した曲げモーメント図において、建物１８にＸ方向の水平力Ｐが作用したとき、門形ラーメンが構成されている柱１２、柱１３が負担できる曲げモーメントは、特性２８となる。即ち、最大曲げモーメント値Ｍ１まで負担できる。

また、門形ラーメンが構成されている支板１６、及び支板１６の上部のフラットスラブ１４が負担できる曲げモーメントは特性２９となり、同じく、最大曲げモーメント値Ｍ１まで負担できる。
なお、下部に支板１６が設けられていない範囲のフラットスラブ１４における曲げモーメントは、特性３０となる。

これに対し、図３に示すように、支板２４同士を連接せずに独立させた、従来のフラットスラブ１４の構成においては、柱１２、１３の上にそれぞれ支板２４が独立して設けられ、Ｘ方向に門形ラーメンは構成されていない。支板２４の外形寸法Ｄ２は、柱ｄの寸法より大きく、支板２４がそれぞれ独立してＸ軸方向の力Ｐに抵抗する。

具体的には、図３の建物１８の一部を取り出した立面図に、重ねて表示したモーメント図で示したように、Ｘ軸方向に力Ｐが作用した場合、柱１２、１３が負担できる曲げモーメントは、特性３２となる。また、柱１２、１３の間のフラットスラブ１４が負担できる曲げモーメントは、特性３３となる。そして、いずれも最大曲げモーメント値Ｍ２まで負担できる。また、柱１２、１３の間以外のフラットスラブ１４が負担できる曲げモーメントも、特性３３となる。

ここに、従来のフラットスラブ１４の構成において負担できる曲げモーメントの値Ｍ２は、ラーメン構造とされていないため、ラーメン構造とされている上述した曲げモーメントの値Ｍ１より小さい。
この結果、図４に示すように、フラットスラブ１４を採用する従来の建物５４は、開口面積の不足を犠牲にし、Ｘ軸方向の外周にも耐力壁２３を設け、Ｘ方向に作用する水平力に対する強度を確保していた。更に、必要に応じて開口部５２をラーメン構造としていた。

図５に、他の実施の形態のフラットスラブ構造３６を示す。支板２６をＸ軸方向に外壁２２まで延長させ、２本の柱１２、１３を跨ぐのみでなく、両側の外周の柱２０を含めた４本の柱を連続して跨ぐ構成としている。

これにより、柱１２、１３と支板２６の間のみでなく、柱１２、２０と支板２６及び柱１３、２０と支板２６の間の間で、それぞれ門形ラーメンを構成することができる。この結果、Ｘ軸方向の水平力に対する剛性をより強くできる。

また、ラーメン構造として要求される強度に応じて、柱１２、１３及びそのいずれかと隣接する柱２０からなる３本の柱を支板２７が跨ぐ構成としてもよい。更に、柱１２、２０を跨いで支板２５を設けてもよく、柱１３、２０を跨いで支板２５を設けてもよい。

図６に、他の実施の形態のフラットスラブ構造３７を示す。フラットスラブ構造３７は、柱１２、１３の間をＸ軸方向に跨ぐ支板１６と、柱１２、１２の間をＹ軸方向に跨ぐ支板３８と、柱１３、１３の間をＹ軸方向に跨ぐ支板３９を有する構成である。これにより、Ｘ軸方向のみならず、Ｙ軸方向の剛性も強くすることができる。
即ち、交差する２方向の剛性を高めるために、同じ建物１８の内部でも、交差する２方向に複数の柱を跨いで、支板を設けることができる。

なお、本実施の形態においては、柱１２、１３及び２０はすべて同じ外形寸法ｄとして例示したが、それぞれの柱が異なる外形寸法であってもよい。また、柱１２、１３及び２０の断面形状は正方形で説明したが、それぞれの柱形状は正方形に限定されることはなく、図７（Ａ）に例示するように柱６２、６３の断面形状を円形としてもよい。また、図７（Ｂ）に例示するように柱６４、６５の断面形状を扁平な四角形としてもよい。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態のフラットスラブ構造４０は、図８（Ａ）に示すように、支板４２はＬ字形に形成され３本の柱１２、１３、１３の頭部に跨って設けられている。即ち、Ｘ軸方向に隣接する柱１２、１３と、Ｙ軸方向に隣接する柱１３、１３に同時に跨っている。

このとき、Ｘ軸方向に隣接する柱１２、１３の中心を結ぶ線Ｋ１と、Ｙ軸方向に隣接する柱１３、１３の中心を結ぶ線Ｋ２が交差している。
これにより、Ｘ軸方向に隣接する柱１２、１３と支板４２で構成される門形ラーメン（図８（Ｂ））により、Ｘ軸方向の水平力に対する剛性を強くすることができる。また、Ｙ軸方向に隣接する柱１３、１３と支板４２で構成される門形ラーメン（図８（Ｃ））により、Ｙ軸方向の水平力に対する剛性を強くすることができる。

他の構成は、第１の実施の形態と同じであり、詳細な説明は省略する。
他の応用例のフラットスラブ構造４８を図９（Ａ）に示す。支板４４は、多角形（六角形）に形成され、３本の柱１２、１３、１５の頭部に跨って設けられている。そして、Ｘ軸方向に隣接する柱１２、１３の中心を結ぶ線Ｋ１と、千鳥配置とされＹ軸方向に隣接する柱１３、１５の中心を結ぶ線Ｋ２が交差している。

これにより、Ｘ軸方向に隣接する柱１２、１３と支板４４で構成される門形ラーメンと、線Ｋ２方向に隣接する柱１３、１５と支板４４で構成される門形ラーメンにより、Ｘ軸方向、及び線Ｋ２方向の水平力に対する剛性を強くすることができる。

また、他の応用例のフラットスラブ構造５０は、図９（Ｂ）示すように、支板４６は円形とされ、４本の柱１２、１３、１２、１３に跨っている。Ｘ軸方向に隣接する柱１２、１３の中心を結ぶ２本の線Ｋ１と、Ｙ軸方向に隣接する柱１２、１３の中心を結ぶ２本の線Ｋ２が、それぞれ交差している。

この結果、柱１２、１２と支板４６で構成されるラーメン構造、及びこれに交差する方向に設けられた柱１２、１３と支板４６で構成されるラーメン構造に、２方向からの水平荷重を負担させることができ、フラットスラブ１４の水平力に対する剛性を強くすることができる。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係る構造物６０は、図１０に示すように、上下階が鉄筋コンクリート製のフラットスラブ１４で区画されている。そして、フラットスラブ１４は、構造物６０のＹ軸方向の外周部に連続して設けられた柱２０と、柱２０の間に設けられた内部の柱１２、１３で支持されている。構造物６０のＹ軸方向には、柱２０の間に外壁２２が設けられ、Ｙ軸方向の地震時の水平力を負担する。

柱１２、１３の頭部には、Ｘ軸方向に隣接する柱１２、１３に跨って鉄筋コンクリート製の支板１６が設けられ、柱１２、１３の頭部と支板１６の接合が剛接合とされている。これにより、柱１２、１３及び支板１６で門形ラーメンが形成され、Ｘ軸方向の地震時の水平力を負担する。

この結果、フラットスラブ１４を備え、水平力に対する剛性を増加させた構造物６０を提供できる。

１０ フラットスラブ構造
１２ 柱
１３ 柱
１４ フラットスラブ（床版）
１６ 支板
２０ 外周の柱
４２ 支板（Ｌ字形）
４４ 支板（多角形）
４６ 支板（円形）
６０ 建物（構造物）

Claims (3)

1. 床版と、
   前記床版の下面に配置された柱と、
   隣接する２本の前記柱に跨って設けられ、前記床版を支持する支板と、
   を有し、
   前記支板同士は連接されていないフラットスラブ構造。
2. 床版と、
   柱と、
   隣接する前記柱に跨って設けられ、前記床版を支持する支板と、
   を有し、
   前記支板の平面形状は、円形、多角形、又はＬ字形であり、前記支板は、３本以上の前記柱に跨っており、前記支板と前記柱で形成されるラーメン構造が、平面視で互いに交差するフラットスラブ構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載のフラットスラブ構造を備えた構造物。

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