JP6300228B2

JP6300228B2 - フラットスラブ構造

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Publication number: JP6300228B2
Application number: JP2013263546A
Authority: JP
Inventors: 克己中山; 幹雄児玉; 典雄元古
Original assignee: Shinko Wire Co Ltd
Current assignee: Kobelco Wire Co Ltd
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2018-03-28
Anticipated expiration: 2033-12-20
Also published as: JP2015117562A

Description

この発明は、高い耐震性を確保し、施工時の作業効率を向上させるとともにコストを抑制することが可能なフラットスラブ構造に関するものである。

例えば複数の階層を有する倉庫等を構築する場合には、建造物の各柱頭を接続する梁を省略して床スラブを支えるフラットスラブ工法がある（例えば、特許文献１参照）。このような床構造を用いる場合には、鉄筋コンクリート造の耐震壁を適当な位置に設けて耐震性を向上させている。
また、上記の床スラブを構築する際に、鉄筋とともにアンボンドＰＣ鋼線を配置してコンクリートを打設し、コンクリート硬化後にアンボンドＰＣ鋼線を緊張させ、床強度を高めるとともに作業の簡素化を図ることも行われている（例えば、特許文献２参照）。

図１は、従来のフラットスラブ構造を示す説明図である。この図は、フラットスラブ構造を用いた建造物の一部分を表しており、図１（ａ）は、建造物の床スラブ１０１等を上方視したときの配置構成を表し、図１（ｂ）は二つの階層の床スラブ１０１を側方視したときの配置構成を表している。
図１に例示した建造物は、複数の柱１０２が等間隔で配置されており、各柱１０２の柱頭に床スラブ１０１を支えるキャピタル１０３が設けられている。
床スラブ１０１は、鉄筋を格子状に配置して、さらに適当な本数のアンボンドＰＣ鋼線を上記の格子状の鉄筋間に配線し、これにコンクリートを打設した鉄筋コンクリート造であり、フラットスラブ構造を成すように平板状に形成されている。

柱１０２は、高さ方向に主鉄筋を配筋した鉄筋コンクリート造であり、また柱１０２の柱頭であるキャピタル１０３は、柱１０２の高さ方向に直交する水平方向に主鉄筋を配筋し、これにコンクリートを打設した鉄筋コンクリート造である。
キャピタル１０３の主鉄筋は、床スラブ１０１の主鉄筋と重ね継ぎされており、これらにコンクリートを打設したとき、キャピタル１０３が床スラブ１０１を支持するように設置されている。
床スラブ１０１を施工するときには、型枠を設置した後、前述のように各鉄筋を配置してコンクリートを打設し、コンクリートが硬化した後、図示されないアンボンドＰＣ鋼線を緊張させて当該床スラブ１０１の強度を高める。

また、図１に示した従来のフラットスラブ構造は、建造物の耐震性を高めるため、特に水平方向の震動に対抗するように適当な位置の柱間に耐震壁１０４を設けている。
耐震壁１０４は、例えば柱１０２の高さ方向に設置された格子状の鉄筋にコンクリートを打設したものである。
耐震壁１０４の主鉄筋は、上下方向に設置されている二つの床スラブ１０１の主鉄筋と重ね継ぎされている。また複数の柱１０２ならびにキャピタル１０３の一部分の主鉄筋とも重ね継ぎされており、例えば２本の柱１０２間を補強するように設けられている。

前述のようにフラットスラブ構造は、建造物の梁型枠を設置する必要がないことから施工作業が容易になる。また、床面積の大きな建造物では、上記のように床面内部に梁が設置されないことから、例えばフライングショアを使用して同一型枠を転用する工法も可能になり、作業効率や均一性などを向上させることが可能になる。
また、フラットスラブ構造は、比較的水平方向の震動に弱いとされているが、上記のように適当な位置の柱間に鉄筋コンクリート造の耐震壁１０４を設けることによって耐震性を向上させている。

特公昭６１−３９４５５号公報特公平１−２３６１５号公報

従来のフラットスラブ構造は以上のように構成されているので、耐震性を向上させるために中柱等に耐震壁を設置する必要があり、この耐震壁の施工に相当の工程を要するために工期が長くなってコストを押し上げてしまうという問題点があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、耐震壁を設置することなく十分な耐震性を確保し、工期短縮を可能にするとともに建設コストを抑制することができるフラットスラブ構造を提供することを目的とする。

この発明に係るフラットスラブ構造は、複数の階層からなる建造物を形成する鉄筋コンクリート造の複数の柱と、前記各階層の前記柱に設置した鉄筋コンクリート造または鉄骨造の各キャピタルと、前記各キャピタルによって支持固定され、鉄筋間にアンボンドＰＣ鋼線を配線して形成した鉄筋コンクリート造の複数の床スラブと、前記建造物の異なる階層のキャピタル間に設置した鉄骨ブレースと、を有し、前記鉄骨造のキャピタルは、複数の鉄骨を接続固定した枠体を有し、該枠体の枠内部に前記柱の主鉄筋を貫通させ、該鉄骨造のキャピタル上端を前記床スラブ下端と接合して該床スラブを下方から支持し、前記複数の柱は、第１の階層の床スラブを支持する前記鉄骨造のキャピタルを設置した第１の柱と、第２の階層の床スラブを支持する前記鉄筋コンクリート造のキャピタルを設置した第２の柱と、を有し、前記鉄骨ブレースは、前記各柱の軸線および前記床スラブの一辺部によって形成される四辺形の軸組に対角線状に設置され、一端部を前記第１の階層の床スラブを支持する鉄骨造のキャピタルに接続し、他端部を前記第２の階層の床スラブを支持する前記鉄筋コンクリート造のキャピタルに接続する、ことを特徴とする。

この発明によれば、ブレースを柱や床スラブ等に固定することによって耐震性を高めるようにしたので、工場等で製造したブレースを建設現場に搬送して設置施工することから、建設現場での工程を簡易にするとともに工期を短縮することができる。

従来のフラットスラブ構造を示す説明図である。実施例によるフラットスラブ構造を有する建造物の一部分を示した説明図である。図２のフラットスラブ構造に用いる鉄骨造のキャピタルの構成を示す説明図である。実施例によるフラットスラブ構造の施工工程を示す説明図である。実施例によるフラットスラブ構造の施工工程を示す説明図である。

以下、この発明の実施の一形態を図に基づいて説明する。
（実施例）
図２は、この発明の実施例によるフラットスラブ構造を有する建造物の一部分を示した説明図である。図２（ａ）は、建造物の床部分を正面視したときの各部の配置等を表し、図２（ｂ）は、上記の建造物を側方視したときの各部の配置等を表している。
図示した建造物は複数階層を有するもので、フラットスラブ構造によって各階のフロアを形成している。また、図２（ａ）中において上下左右に等間隔で各柱１１を設置しており、それぞれの柱頭にはキャピタル１２が設けられている。

床スラブ１０は、建造物の床部分を形成するもので、各柱１１の上方において型枠を設置して鉄筋格子を配置固定し、さらにこれら鉄筋の間にアンボンドＰＣ鋼線を配線してコンクリートを打設したものである。具体的には、鉄筋コンクリート造の例えば厚さが一定の四辺形板状に形成したものである。
当該建造物の床部分は、同一寸法形状の型枠によって形成された床スラブ１０を複数並べることによって大部分が形成されている。また、建造物の床面中央部分等には梁等を設置していない。
上記のアンボンドＰＣ鋼線は、例えば７本のＰＣ鋼より線をポリエチレンシース内に収納し、緊張させたときの摩擦を低減するためシース内の間隙にグリースを充填したものである。
柱１１は、断面形状が例えば略四辺形の鉄筋コンクリート造であり、柱頭にキャピタル１２またはキャピタル１３を備えており、床スラブ１０、もしくは各床スラブ１０によって形成されたフロアを支持するように適当な間隔を設けて設置されている。

キャピタル１２は、柱１１の柱頭において床スラブ１０と接する部分を大きくするために当該柱１１の高さ方向と直交する方向に拡げて形成したもので、例えば床面上において正四辺形となるように鉄筋コンクリート造によって形成されている。即ち、柱１１の軸線に直交する断面において、床スラブ１０と接して支持する部分を拡げたものである。
キャピタル１２は、例えば格子状の鉄筋によって形成されており、キャピタル１２の中央部分において上記の格子状の鉄筋間を柱１１の主鉄筋（柱筋）が貫通している。この柱１１の主鉄筋は、キャピタル１２を貫通して上階部分まで延設されている。

また、キャピタル１２は、柱１１の柱筋と接合するとともに、床スラブ１０を形成する主鉄筋（下端筋等）と接合し、床スラブ１０の型枠にコンクリートを打設した後には床スラブ１０と接合するように形成されている。
また、適当な位置に配置された柱１１のキャピタル１２は、後述するブレース１４のウェブ部の端部と接合するアンカー等を備えている。なお、このブレース１４のアンカー等は、全てのキャピタル１２に備えられるものではない。

図３は、図２のフラットスラブ構造に用いる鉄骨造のキャピタルの構成を示す説明図である。図２に示したものと同一部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。なお、図示したキャピタル１３は、鉄骨造キャピタルの一構成例であり、同様な作用効果を有する他の鉄骨構造を有するものでもよい。
図３（ａ）は、鉄骨造のキャピタル１３を上方視したもので、図３（ｂ）は柱１１の柱頭においてキャピタル１３が床スラブ１０を支持している状態を側方視したものである。
キャピタル１３は、複数の鉄骨を略ロの字状に接続固定した枠体１３ａ、枠体１３ａの開口内部において例えば十字状に配置固定されている鉄骨１３ｂと鉄骨１３ｃ、上記の開口部を適当に塞ぐキーストンプレート３０によって構成されている。上記の十字状に固定された鉄骨１３ｂ，１３ｃは、下方（図３（ａ）の奥手方向）から柱１１の主鉄筋（図示省略）が貫通している。また、上記のキーストンプレート３０は、柱１１が貫通したときに生じる開口空間を塞ぐように配置固定されている。

キャピタル１３は、上端部分を図３（ｂ）に示したように例えば床スラブ１０の下端（下端筋）に接合しており、また、例えばこの部分において図示を省略した複数のボルト、ナット、スタッドジベルやアンカー金具等を用いて当該床スラブ１０を固定している。
なお、必要に応じて、後述するブレース１４のウェブ部の端部を固定するアンカー（固定部）等を当該キャピタル１３の鉄骨部分に備える。

フラットスラブ構造は比較的水平方向の震動に弱いことから、図２に示したものは、建造物の適当な位置に、２本の柱１１間や上階の床スラブ１０などによって建造物の高さ方向に形成される四辺形の軸組において、例えば筋交いとなる複数のブレース１４を設置している。
また、鉄筋コンクリート造のキャピタル１２と鉄骨造のキャピタル１３は、建造物各部に生じるストレスや各柱にかかる荷重などに対応させて、即ち各位置において必要な耐力を有するようにそれぞれの柱頭に適したものが設けられる。
なお、上記の軸組みは、隣設した柱間や上下方向に隣設した床スラブによって形成されるものに限定されず、例えば複数階層の床スラブや柱などにわたって形成されたものなど、適宜、様々な大きさの軸組みについて上記のようにブレース１４が設置される。

ブレース１４は、鉄骨からなるもので各階層の床スラブ１０の一辺部や複数の柱１１の軸線によって（建造物の高さ方向に）形成される四辺形において対角線状に設置される。具体的には、複数のブレース１４によって例えばＫ型、Ｖ型などを形成するように各柱１１のキャピタル１２またはキャピタル１３、上下に配置された各階の床スラブ１０等に固定されている。
図２（ｂ）に例示したブレース１４は、４本のブレース１４を建造物の高さ方向において斜めに、もしくは筋交い状に配置固定しており、例えば一端部をキャピタル１２に固定し、他端部を筋交いの交点部分となるように床スラブ１０の側面部に設置されたアンカー等に固定されている。なお、ブレース１４の他端部を、他の柱１１に設けられたキャピタル１２またはキャピタル１３（ブレース１４の一端部が固定されたキャピタル１２またはキャピタル１３に対して斜め上方、あるいは斜め下方に配置されたもの）に固定してもよい。

図４および図５は、この実施例によるフラットスラブ構造の施工工程を示す説明図である。図４（ａ）〜図５（ｃ）は、各柱１１（柱１１ａ〜１１ｄ）を設けるとともに上階の床スラブ１０を設置する手順の一例を示したもので、フライングショア（支保工：型枠支持装置）２１を使用して施工した場合を表している。このフライングショア２１には、床スラブ１０の複数の型枠等が配置固定されており、フライングショア２１を移動することによって、複数の床スラブ１０の床面配置と同様な状態で各型枠を移動することができる。
図４（ａ）は、図中左端の工区にフライングショア２１を設置し、このフライングショア２１によって隠れた位置に図示を省略した柱１１ａ、キャピタル１２等を構築し、さらにブレース１４を固定した後、柱１１ｂ〜１１ｄの構築を開始する状態を示している。なお、図中下側の床スラブ１０ａは、既にコンクリート打設が終了し、型枠等が取り除かれた後であり、その側面には例えば４本のブレース１４と接合するアンカー１５が固定されている。

ここで、上記の床スラブ１０ａは、前述の床スラブ１０と同等なものである。また、上記のように床スラブ１０ａの例えば側面部分に、ブレース１４を固定するアンカー１５等を設ける場合には、床スラブ１０ａの型枠等にコンクリートを打設する前に、アンカー１５等を所定位置に設置し、当該床スラブ１０ａを構成する鉄筋等と接合しておく。この後、床スラブ１０ａの型枠にコンクリートを打設し、このコンクリートを凝固させることによって当該床スラブ１０ａにアンカー１５等を固定する。

図４〜図５に示した状態は、フライングショア２１が配置されている位置まで、図中上側の床スラブ１０が柱１１ａの上部まで構築され、当該柱１１ａや図示されない柱等によって床スラブ１０が支持されており、床スラブ１０ａの下方に設置されている柱１１、キャピタル１２等についても構築施工が済んだ状態である。

フラットスラブ構造の各フロアを下階から順に施工し、前述のようにフライングショア２１を設置した位置に柱１１ａを構築し、この柱１１ａの上方まで床スラブ１０を構築した後、柱１１ａと同一フロアに柱１１ｂ〜１１ｄを構築するとき、床スラブ１０ａを貫通している下階の各柱１１の主鉄筋に帯鉄筋（ｈｏｏｐ）を取り付ける。
また、予め地組により、柱１１ｂ〜１１ｄを成す主鉄筋に、下端から柱頭に設けるキャピタル１２またはキャピタル１３の位置まで帯鉄筋を取り付けて柱筋１６を組み上げておき、これら柱筋１６を前述の床スラブ１０を貫通している主鉄筋に、例えば機械式継手によって接続固定し、下階の各柱１１を延設するように建て込む。

次に、図４（ｂ）に示したように、建て込んだ柱１１ｂ〜１１ｄの各柱筋１６にシステム型枠１７を建て込む。システム型枠１７は、柱１１ｂ〜１１ｄの各柱頭に、これから設けるキャピタル１２，１３の下端となる位置まで設置する。
上記のように設置した各システム型枠１７にコンクリートを打設し、例えば２日程度養成して、コンクリート凝固後に各システム型枠１７を、例えばクレーン等を用いて上方へ引き抜く。

次に、柱１１ｂ〜１１ｄの柱頭にそれぞれキャピタル１２またはキャピタル１３を設置する。ここで例示する工区では、柱１１ｃに鉄骨造のキャピタル１３を設置し、柱１１ｂおよび柱１１ｄに鉄筋コンクリート造のキャピタル１２を設置する。また、柱１１ｂ〜１１ｄの中では柱１１ｂのキャピタル１２のみにブレース１４を接続固定する。
柱１１ｂと柱１１ｄの柱頭には、キャピタル１２の型枠を設置して格子状の鉄筋を組み上げ、各柱筋１６と接合して固定する。このとき、柱１１ｂのキャピタル１２の鉄筋には、ブレース１４のウェブ部の端部を固定するアンカー（図示省略）を組み込む。また、このアンカーにブレース１４のウェブ部の端部を建方用ボルトを用いて固定する。この後、各柱１１ｂ，１１ｄの柱頭の型枠にコンクリートを打設し、適宜、コンクリート硬化後に型枠を取り除いてキャピタル１２を形成する。

柱１１ｃの柱頭には、鉄骨造の例えば図３に示したキャピタル１３を設置固定する。キャピタル１３は、工場または建設現場において、溶接またはボルトナット等を用いて枠体１３ａに鉄骨１３ｂと鉄骨１３ｃとを固定し、また、鉄骨１３ｂと鉄骨１３ｃとを固定して、図３に示した構造に組み立てる。また、キャピタル１３は、鉄骨１３ｂと鉄骨１３ｃとの接合部分、即ち十字の中央部分の適当な位置に複数の貫通穴が設けられている。この貫通穴は、柱１１ｃの各柱筋１６（主鉄筋）の配置に対応して設けられており、当該キャピタル１３を柱１１ｃの柱頭に設置する際には、これらの貫通穴に柱１１ｃの柱筋１６（主鉄筋）が挿通され、これらの柱筋１６がキャピタル１３を貫通して上方へ突出する。なお、上記の貫通している柱筋１６はキャピタル１３、詳しくは鉄骨１３ｂ，１３ｃ等と接合され、この部分にはさらにコンクリートが打設される。また、このようにコンクリートを打設する前にキャピタル１３の開口空間を防ぐキーストンプレート３０を取り付けておく。
なお、キャピタル１３にブレース１４を接合する場合には、キャピタル１３にブレース１４のウェブ部の端部と接合するアンカー等を設けておき、キャピタル１３を柱１１ｃへ設置する際に適宜、ブレース１４のウェブ部の端部を上記のアンカー等に接続固定する。

柱１１ｂ〜１１ｄの柱頭にキャピタル１２およびキャピタル１３を設置した後、図５（ａ）に示したようにフライングショア２１を当該柱１１ｂ〜１１ｄの設置位置へ移動させ、床スラブ１０の型枠等を柱１１ｂ〜１１ｄの上方へ移動・配置する。
次に、図５（ｂ）のように柱１１ｂ〜１１ｄの上方に床スラブ１０を構築する。詳しくは、前述のようにフライングショア２１を移動することによって他の工区（図中柱１１ａの左側の工区）から床スラブ１０の型枠が柱１１ｂ〜１１ｄの上方の工区へ移動する。このように移動してきた床スラブ１０の型枠に沿って主鉄筋等の配筋を行う。
床スラブ１０の各下端筋（図示省略）を柱１１ｂ〜１１ｄの各キャピタル１２，１３の上面等に配筋し、アンボンドＰＣ鋼線３１を所定間隔を空けて上記の下端筋の間に配置する。その後、前述の下端筋の上側に上端筋を配筋し、さらに所定の懸垂曲線が得られるようにアンボンドＰＣ鋼線３１を配置して各鉄筋に結束する。

前述のように各型枠に配筋を行った後、これらの型枠にコンクリートを打設し、床スラブ１０を形成する。このとき、例えば床スラブ１０の型枠に打設したコンクリートの保水養成を３日程度行い、さらに５日程度の凝固期間をおいてコンクリート強度を確認する。その後、アンボンドＰＣ鋼線３１に張力を加え、さらに１日程度経過後に後述するようにフライングショア２１を移動させる。
上記の床スラブ１０の型枠に打設したコンクリートが凝固した後、例えば柱１１ｂのキャピタル１２に建方用ボルトによって固定されているブレース１４の一端部と、床スラブ１０ａの側面に設けられているアンカー１５に建方用ボルトによって固定されているブレース１４の他端部にそれぞれ溶接接合を施し、詳しくはブレース１４のウェブ部をそれぞれ溶接して、ブレース１４を所定のキャピタル１２（またはキャピタル１３）とアンカー１５の間に配置固定する。

上記のブレース１４は、一端部を接合したキャピタル１２の斜め下方に配置固定されているアンカー１５に他端部を接合しているが、上記キャピタル１２の斜め上方に配置される図示されないアンカー１５、あるいは他の柱のキャピタル１２やキャピタル１３に接合するようにしてもよい。
また、キャピタル１２またはキャピタル１３は、複数のブレース１４のウェブ部と接合できるように構成してもよく、図４〜図５に示したように２〜４本のブレース１４ウェブ部を放射状に接合・固定する構成とすることも可能である。

例えば、柱１１ｂのキャピタル１２は、床スラブ１０ａのアンカー１５と接合する前述のブレース１４の他に、斜め上方、即ち床スラブ１０の上方に設置されるキャピタル１２，１３あるいはアンカー１５等に固定されるブレース１４（図示省略）とも接合可能に構成されている。
この場合、床スラブ１０の上方において設置固定されるブレース１４ウェブ部の端部と接合する例えば柱１１ｂのキャピタル１２に備えられたアンカーを、床スラブ１０の床面から上方へ突出するようにしておく。

前述のように床スラブ１０の型枠に打設したコンクリートを硬化させ、アンボンドＰＣ鋼線３１に張力を導入した後、図５（ｃ）に示したようにフライングショア２１を他の工区へ、例えば他の階層などへ移動させ、上記の他の工区において柱１１、キャピタル１２，１３、床スラブ１０、ブレース１４等の施工を行う。

以上のように、この実施例によれば、柱１１等の柱頭にキャピタル１２またはキャピタル１３を設け、これらにブレース１４を固定するようにしたので、同一の床面上を耐震壁で仕切ることなく耐震性を高めることができ、また、屋内の通気性や照明効率を良好にすることができる。
また、鉄筋コンクリート造の耐震壁を備えていないことから、下階の床スラブ１０等にかかる荷重を軽減することができ、耐性を高めることができる。
また、工場等において製造されたブレース１４を使用することから、建設現場において行う耐震施工の工数等を抑制することができ、また作業を効率良く進行することによって工期を短縮することができる。

１０，１０ａ床スラブ
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ柱
１２キャピタル
１３キャピタル
１３ａ枠体
１３ｂ，１３ｃ鉄骨
１４ブレース
１５アンカー
１６柱筋
１７システム型枠
２１フライングショア
３０キーストンプレート
３１アンボンドＰＣ鋼線
１０１床スラブ
１０２柱
１０３キャピタル
１０４耐震壁

Claims

複数の階層からなる建造物を形成する鉄筋コンクリート造の複数の柱と、
前記各階層の前記柱に設置した鉄筋コンクリート造または鉄骨造の各キャピタルと、
前記各キャピタルによって支持固定され、鉄筋間にアンボンドＰＣ鋼線を配線して形成した鉄筋コンクリート造の複数の床スラブと、
前記建造物の異なる階層のキャピタル間に設置した鉄骨ブレースと、
を有し、
前記鉄骨造のキャピタルは、
複数の鉄骨を接続固定した枠体を有し、該枠体の枠内部に前記柱の主鉄筋を貫通させ、該鉄骨造のキャピタル上端を前記床スラブ下端と接合して該床スラブを下方から支持し、
前記複数の柱は、
第１の階層の床スラブを支持する前記鉄骨造のキャピタルを設置した第１の柱と、
第２の階層の床スラブを支持する前記鉄筋コンクリート造のキャピタルを設置した第２の柱と、を有し、
前記鉄骨ブレースは、
前記各柱の軸線および前記床スラブの一辺部によって形成される四辺形の軸組に対角線状に設置され、一端部を前記第１の階層の床スラブを支持する鉄骨造のキャピタルに接続し、他端部を前記第２の階層の床スラブを支持する前記鉄筋コンクリート造のキャピタルに接続する、
ことを特徴とするフラットスラブ構造。