JP4530350B2

JP4530350B2 - コンクリートスラブ

Info

Publication number: JP4530350B2
Application number: JP2004299501A
Authority: JP
Inventors: 康弘小田
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2004-10-14
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2024-10-14
Also published as: JP2006112094A

Description

本発明は、コンクリートスラブに関するものである。鉄筋コンクリート造のスラブの構築、とくに小梁なしで、スラブスパンを確保する際に有用である。

従来、建築物のコンクリートスラブにおいて小梁なしでスラブスパンを確保するための有用な工法として、ポリスチレンやポリエチレン等の樹脂の発泡体や中空体の埋込材を内蔵した中空スラブを構築する方法が採用されている（例えば、下記特許文献１、２参照）。また、複数の凹部を有し多数の小梁形状を形成させるワッフルスラブも提案され、実施されている（例えば、下記特許文献３，４参照）。

しかし、これらの中空スラブ工法では、中空材をスラブ断面中央に固定するための固定金物や、コンクリート打設時の浮き上がりを防止するための金物を型枠に緊結する手間が必要であり、またそのアンカー部分を型枠の撤去前に撤去する手間も必要であるように、施工上のコストが生じていた。

また、従来のワッフルスラブは、小梁要素を格子状に配置するので、その小梁間隔は１ｍ前後以上の間隔で配置され、小梁部分の鉄筋にはせん断補強筋を要していたため、鉄筋作業が大変であった。

また、下記特許文献５は、大型矩形中空材における薄板部分の共振域を１．４ｋＨ以上とすることで、オクターブバンドでの床衝撃音測定での中心周波数１ｋＨｚでの特性を改善させようとするものである。大型矩形中空材（基準サイズ＝４００〜４３０×１２００ｍｍ）では、この帯域での共振現象で床の衝撃音性能が劣化していた。
特開２００２−２６６４５７号公報特開２００３−１３５３５号公報特開平０７−２５９３３５号公報特開２００２−１２９６８６号公報特許第３３２００２６号公報

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、スラブを軽量化でき、中空材の固定金物や浮き上がり防止の金物を不要にでき、遮音性能を向上できるようにしたコンクリートスラブを提供することを目的とする。

上記目的を達成するためのスラブ用埋込材は、略半球形状であり樹脂材料からなり所定間隔で配置された複数の突起部と、前記樹脂材料から前記複数の突起部と一体に形成され前記複数の突起部を連結する板材と、を備えることを特徴とする。

このスラブ用埋込材によれば、各突起部の先端側を略半球形状とすることで、スラブ薄板部分の固有振動数が高周波数側となり、床衝撃音の共振での弱点部分が生じ難くなり遮音性能が向上する。スラブ用埋込材を樹脂で構成することでスラブの軽量化を達成でき、例えば、発泡性樹脂を用いてスチロール等で５０倍の発泡とすれば、比重０．０２の軽量性を確保でき、ワッフル部分の型枠を存置した場合にも、スラブの軽量性を阻害しない。スラブ中央において基本的スラブ厚さを確保し、スラブ鉄筋の格子間に位置する各突起部でコンクリートをくり抜いたのと同様の構造にできるので、スラブの固定荷重の軽量化を図ることができ、スラブ途中での中空材の固定金物や浮き上がり防止の金物を不要にでき、また、コンクリート材料の節約を達成できる。また、複数の突起部と板材とを一体に形成することで、施工の作業性が向上する。

また、別のスラブ用埋込材は、複数の突起部を縦横それぞれ２００ｍｍ乃至４５０ｍｍの間隔で設置し、前記複数の突起部をそれらの底部で少なくとも５ｍｍ以上の厚さを有する板材で連結したことを特徴とする。

このスラブ用埋込材によれば、スラブの鉄筋の間隔内に突起部が位置し、鉄筋の適切な間隔を得ることができ、従来のワッフルスラブで１ｍ前後以上で配置していた小梁を不要にできる。また、複数の突起部を連結する板材が５ｍｍ以上であることで、スラブの各ユニットの連結作業のときの剛性を確保できかつ最小断熱性能を確保できる。このように、スラブ中央において基本的スラブ厚さを確保し、スラブ鉄筋の格子間に位置する各突起部でコンクリートをくり抜いたのと同様の構造にできるので、スラブの固定荷重の軽量化を図ることができ、スラブ途中での中空材の固定金物や浮き上がり防止の金物を不要にでき、また、コンクリート材料の節約を達成できる。また、ワッフルスラブにおけるワッフルの間隔を通常スラブの鉄筋間隔で実施することで、小梁要素部分に特別なせん断補強筋を不要にできる。

上記スラブ用埋込材において、前記各突起部とその隣接する突起部との離間距離が縦横それぞれ６０ｍｍ乃至１００ｍｍの間隔であることで、スラブの中空率（軽量化）を最大化するために離間距離をできるだけ短くしながら鉄筋のコンクリート被りを充分に確保できる。

また、前記突起部が略半球形状または先端が略半球形状の円筒形状であることで、スラブ薄板部分の固有振動数が高周波数側となり、床衝撃音の共振での弱点部分が生じ難くなり遮音性能が向上する。

また、前記複数の突起部と前記板材とを樹脂材料から一体に形成することで、施工作業性が向上し、また、スラブ用埋込材を樹脂で構成することでスラブの軽量化を達成でき、例えば、発泡性樹脂を用いてスチロール等で５０倍の発泡とすれば、比重０．０２の軽量性を確保でき、ワッフル部分の型枠を存置した場合にも、スラブの軽量性を阻害しない。

また、前記複数の突起部は、内部が空洞にくり抜かれているとともに、前記空洞の略中央部分に前記各突起部の頂点部と連結し補強する連結補強部が設けられることが好ましい。突起部の内部を空洞にすることでスラブ用埋込材の材料を節約できるとともに、連結補強部で各突起部を補強することができる。

参考例によるコンクリートスラブは、上述のスラブ用埋込材をスラブ中央部分に敷設し、その外周部分には敷設しないことを特徴とする。

このコンクリートスラブによれば、外周部分が曲げモーメント及びせん断力が最も大きくなる部分であり、この部分にスラブ用埋込材がないことで、構造上の断面高さを効率的に確保できる。なお、この外周部分の幅を最小限にすることで、スラブ重量を従来の中空スラブ並（同じ厚さの充実スラブに対して７５〜８０％程度）にすることが可能である。

本発明によるコンクリートスラブは、略半球形状であり樹脂材料からなり所定間隔で配置された複数の突起部と、前記樹脂材料から前記複数の突起部と一体に形成され前記複数の突起部を連結する板材と、を備えるスラブ用埋込材をスラブ中央部分に敷設し、その外周部分には突起のない板材を敷設することを特徴とする。
本発明によるもう１つのコンクリートスラブは、複数の突起部を縦横それぞれ２００ｍｍ乃至４５０ｍｍの間隔で設置し、前記複数の突起部をそれらの底部で少なくとも５ｍｍ以上の厚さを有する板材で連結したスラブ用埋込材をスラブ中央部分に敷設し、その外周部分には突起のない板材を敷設することを特徴とする。

このコンクリートスラブによれば、外周部分の板材を断熱材にすることが可能となり、スラブ全体の断熱性を確保することができ、低コストで界床の断熱性を確保できる。この場合、前記外周部分に敷設した板材の厚さが前記スラブ用埋込材の板材の厚さよりも薄くすることで、周辺で増加する応力に対抗できる。

本発明による別のコンクリートスラブは、略半球形状であり樹脂材料からなり所定間隔で配置された複数の突起部と、前記樹脂材料から前記複数の突起部と一体に形成され前記複数の突起部を連結する板材と、を備えるスラブ用埋込材をスラブ中央部分に敷設し、その外周部分には前記板材の厚さの薄い前記スラブ用埋込材を敷設することを特徴とする。
本発明によるもう１つのコンクリートスラブは、複数の突起部を縦横それぞれ２００ｍｍ乃至４５０ｍｍの間隔で設置し、前記複数の突起部をそれらの底部で少なくとも５ｍｍ以上の厚さを有する板材で連結したスラブ用埋込材をスラブ中央部分に敷設し、その外周部分には前記板材の厚さの薄い前記スラブ用埋込材を敷設することを特徴とする。
これらのコンクリートスラブによれば、鉄筋の格子間における突起部の配置によるスラブ軽量化を更に徹底させることができる。

本発明のコンクリートスラブによれば、スラブを軽量化でき、コンクリート材料の節約を達成できるとともに、中空材の固定金物や浮き上がり防止の金物を不要にでき、遮音性能を向上できる。これにより、低コストで小梁のないロングスパンのコンクリートスラブを構築可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図１は本実施の形態によるスラブ用埋込材の例を示す平面図である。図２は図１のスラブ用埋込材を用いた本実施の形態によるコンクリートスラブの断面構成を示す図である。

図１，図２に示すように、スラブ用埋込材１０は、略正方形状に構成された板材１２の上に複数の突起部１１が縦横に規則正しく配置されている。各突起部１１は、略半球状に構成された先端部１１ａと、先端部１１ａと連続し板材１２まで延びる円筒部１１ｂとを有する。

複数の突起部１１と板材１２とは、樹脂材料から成形等により一体に形成されており、施工作業性を向上できる。樹脂材料としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の各種樹脂を用いることができ、型抜き材や発泡体から構成でき、スラブ用埋込材１０を軽量化できる。特に、スラブ用埋込材１０を発泡性樹脂で形成し、スチロール等で５０倍の発泡とすれば、比重０．０２の軽量性を確保でき、ワッフル部分の型枠を存置した場合にも、スラブの軽量性を阻害しない。

また、図１のように、スラブ用埋込材１０の板材１２は、ａ×ａの寸法で縦横４等分されたｂ×ｂの寸法の各升目（１６個）内に直径ｃの突起部１１が配置されており、各突起部１１と隣接の突起部１１とは距離ｄだけ離間している。

図１の破線及び図２に示すように、スラブ用埋込材１０の各突起部１１とその隣接する突起部１１との間に互いに直交するように鉄筋２１ａと２１ｂとが配置され、更にその上方に同様の配置で別の鉄筋２２ａと２２ｂとが配置されるようにして、スラブ用埋込材１０が施工対象の建築物の床等において必要なユニット数だけ配置されてから、コンクリートによりコンクリートスラブ２０が形成される。

上述のように、スラブ用埋込材１０では各突起部１１が間隔ｂで設置されており、この間隔ｂは２００ｍｍ乃至４５０ｍｍの範囲内であることが好ましく、図１の例では、例えば２２５ｍｍである。これにより、コンクリートスラブ２０における鉄筋２１ａ、２１ｂの間隔内に各突起部１１が位置し、鉄筋２１ａ、２１ｂを適切な間隔で配置することができ、従来のワッフルスラブで１ｍ前後以上で配置していた小梁を不要にできる。また、ワッフルスラブにおけるワッフルの間隔を通常のスラブの鉄筋間隔にすることで、小梁要素部分に特別なせん断補強筋を必要としないものにできる。

また、例えば、板材１２の寸法ａは９００ｍｍであり、突起部１１の直径ｃは１４５ｍｍである。更に、各突起部１１同士の離間距離ｄは、６０〜１００ｍｍが望ましく、図１の例では、例えば、８０ｍｍである。離間距離ｄを６０〜１００ｍｍの範囲とすることで、スラブの中空率（軽量化）を最大化するために突起部１１の直径ｃをできるだけ大きくするように離間距離ｄを短くできるとともに、突起部１１とその隣接の突起部１１との間の部分（鉄筋２１ａ，２１ｂが設置される部分）に、例えばＤ１３サイズの鉄筋２１ａ，２１ｂのジョイントが形成される際に、耐久性確保及び耐火性能確保のために鉄筋２１ａ，２１ｂの両側に２０ｍｍ前後のコンクリート被りを確実に確保できる。

また、スラブ用埋込材１０の板材１２の厚さｔは、少なくとも５ｍｍであり、スラブ用埋込材１０の各ユニットの連結作業のときの剛性を確保できかつ最小断熱性能を確保できる。

図１，図２のスラブ用埋込材１０によれば、スラブ用埋込材を樹脂で構成することでスラブの軽量化を達成でき、スラブ中央において基本的スラブ厚さを確保し、スラブの鉄筋２１ａ、２１ｂの格子間に位置する各突起部１１でコンクリートをくり抜いたと同様の構造にできるので、スラブの固定荷重の軽量化を図ることができ、スラブ途中での中空材の固定金物や浮き上がり防止の金物を不要にでき、また、コンクリート材料の節約を達成できる。このようにして、低コストで小梁のないロングスパンのスラブを構築可能となる。

また、各突起部１１の先端部１１ａを略半球形状に構成することで、スラブ薄板部分の固有振動数が高周波数側となり、床衝撃音の共振での弱点部分が生じ難くなり遮音性能が向上する。

次に、図１，図２のスラブ用埋込材１０を用いたコンクリートスラブの好ましい施工例について図３乃至図６を参照して説明する。

図３、図４の例は、図１，図２のスラブ用埋込材１０による複数のユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃを配置し鉄筋２１ａ，２１ｂを配置して梁２１と２２との間にコンクリートスラブ２３を施工したものである。複数のユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃがコンクリートスラブ２３の中央部分２３ａに敷設されており、その中央部分２３ａの周囲の外周部分２３ｂにはスラブ用埋込材１０が敷設されていない。

図３、図４のコンクリートスラブ２３によれば、外周部分２３ｂは曲げモーメント及びせん断力が最も大きくなる部分であり、この外周部分２３ｂにスラブ用埋込材がないことで、構造上の断面高さを効率的に確保できる。中央部分２３ａのコンクリートをくり抜くようにした段差スラブは従来より知られているが、図３、図４では、スラブ用埋込材１０をそのままフラットなせき板上にセットでき、せき板自体に段差を設定する必要がなく便利である。この外周部分２３ｂの幅を最小限にすることで、コンクリートスラブ２３の重量を従来の中空スラブ並（同じ厚さの充実スラブに対して、７５〜８０％程度）にすることが可能である。

図５の例は、図３、図４の例と基本的に同じ構造であるが、中央部分２３ａの周囲の外周部分２３ｂには、図１，図２のスラブ用埋込材１０の板材１２よりも厚さの薄い断熱材２９を敷設したものである。

図５によれば、外周部分２３ｂに板材である断熱材２９を敷設することで、複数のユニット１０ａ〜１０ｃの断熱効果と相俟ってスラブ全体の断熱性を確保することができ、低コストで界床の断熱性を確保できる。また、板材２９の厚さをスラブ用埋込材１０の板材１２の厚さよりも薄くすることで、周辺で増加する応力に対抗できる。

なお、図５において、外周部分２３ｂに、スラブ用埋込材１０の板材１２（複数の突起部１１のない）を配置してもよく、スラブ全体の断熱性を確保することができ、低コストで界床の断熱性を確保できる。

図６の例は、図３、図４の例と基本的に同じ構造であるが、中央部分２３ａの周囲の外周部分２３ｂには、図１，図２のスラブ用埋込材１０の板材１２よりも厚さの薄いスラブ用埋込材３０を敷設したものである。

このスラブ用埋込材３０は、図１，図２のスラブ用埋込材１０と基本的に同じ構造であるが、板材３２が板材１２よりも薄く、複数の突起部３１が突起部１１よりも高さが短くなっており、全体として高さが低く構成されている。

図６のように、鉄筋２１ａをスラブ用埋込材３０まで延長し、各突起部３１の間に鉄筋２１ｂを配置している。

図６によれば、外周部分２３ｂにおいて、板材３２を配置することで断熱効果を得ることができ、その板材３２の厚さをスラブ用埋込材１０の板材１２の厚さよりも薄くすることで、周辺で増加する応力に対抗できるとともに、鉄筋２１ａ、２１ｂの格子間における突起部３１の配置によるスラブ軽量化を更に徹底させることができる。

図５，図６のコンクリートスラブによれば、スラブ用埋込材１０の複数ユニット１０ａ〜１０ｃの周囲に断熱材を迫加することで、低コストで界床の断熱性を確保でき、非常に有用である。

以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図１，図２のスラブ用埋込材１０の板材１２の外形寸法ａは、適宜設定することができ、その形状も長方形状としてもよいことは勿論である。

また、図７（ａ）、（ｂ）に図１，図２のスラブ用埋込材の変形例を示す。図７（ａ）、（ｂ）のスラブ用埋込材４０は図１，図２と同様に複数の突起部４１が板材４２と一体に突き出て形成されているが、複数の突起部４１は内部がくり抜かれた空洞部４１ａを有し、空洞部４１ａの中央部分には各突起部４１を補強する連結補強部４１ｂが設けられている。連結補強部４１ｂは、各突起部４１の頂点部４１ｃと連結し、空洞部４１ａを左右に隔てるように頂点部４１ｃから板材４２側に縦方向に延びるようにして板状に形成されている。

上述のように、スラブ用埋込材４０の各突起部４１の内部を空洞にすることでスラブ用埋込材４０の材料を節約できる。また、空洞部４１ａ内に縦方向に連結補強部４１ｂを設ける構造により、成形金型の構造が簡単となり、金型成形時に離型が容易となるとともに、連結補強部４１ｂで各突起部４１を特に縦方向に補強できるので、スラブ用埋込材４０を用いて図３乃至図６のようなコンクリートスラブを施工する場合、作業現場で作業員が各突起部４１に載ったときに、各突起部４１の変形や破損を防止できる。

本実施の形態によるスラブ用埋込材の例を示す平面図である。図１のスラブ用埋込材を用いた本実施の形態によるコンクリートスラブの側断面構成を示す図である。図１，図２のスラブ用埋込材１０を用いたコンクリートスラブの施工例の側面構成を示す図である。図３のコンクリートスラブの外周部分の側面構成を拡大して示す図である。図１，図２のスラブ用埋込材１０を用いたコンクリートスラブの別の施工例の側面構成を示す図である。図１，図２のスラブ用埋込材１０を用いたコンクリートスラブの更に別の施工例の側面構成を示す図である。図１，図２のスラブ用埋込材の変形例を示す側断面構成を示す図（ａ）及び突起部の横断面図（ｂ）である。

符号の説明

１０スラブ用埋込材
１０ａ〜１０ｃスラブ用埋込材のユニット
１１複数の突起部
１１ａ先端部
１１ｂ円筒部
１２板材
２０コンクリートスラブ
２１ａ，２１ｂ鉄筋
２３コンクリートスラブ
２３ａ中央部分
２３ｂ外周部分
２９断熱材、板材
３０スラブ用埋込材
３１複数の突起部
３２板材
４０スラブ用埋込材
４１複数の突起部
４１ａ空洞部
４１ｂ連結補強部
４１ｃ頂点部
４２板材
ａスラブ用埋込材の外形寸法
ｂ突起部の間隔
ｃ突起部の直径
ｄ突起部とその隣接した突起部との離間距離
ｔ板材の厚さ

Claims

略半球形状であり樹脂材料からなり所定間隔で配置された複数の突起部と、前記樹脂材料から前記複数の突起部と一体に形成され前記複数の突起部を連結する板材と、を備えるスラブ用埋込材をスラブ中央部分に敷設し、その外周部分には突起のない板材を敷設することを特徴とするコンクリートスラブ。
略半球形状であり樹脂材料からなり所定間隔で配置された複数の突起部と、前記樹脂材料から前記複数の突起部と一体に形成され前記複数の突起部を連結する板材と、を備えるスラブ用埋込材をスラブ中央部分に敷設し、その外周部分には前記板材の厚さの薄い前記スラブ用埋込材を敷設することを特徴とするコンクリートスラブ。
複数の突起部を縦横それぞれ２００ｍｍ乃至４５０ｍｍの間隔で設置し、前記複数の突起部をそれらの底部で少なくとも５ｍｍ以上の厚さを有する板材で連結したスラブ用埋込材をスラブ中央部分に敷設し、その外周部分には突起のない板材を敷設することを特徴とするコンクリートスラブ。
複数の突起部を縦横それぞれ２００ｍｍ乃至４５０ｍｍの間隔で設置し、前記複数の突起部をそれらの底部で少なくとも５ｍｍ以上の厚さを有する板材で連結したスラブ用埋込材をスラブ中央部分に敷設し、その外周部分には前記板材の厚さの薄い前記スラブ用埋込材を敷設することを特徴とするコンクリートスラブ。
前記外周部分に敷設した板材の厚さが前記スラブ用埋込材の板材の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１または３に記載のコンクリートスラブ。