床スラブ構造
【課題】梁上にコンクリート床版を備えた床スラブ構造において、柱に無理な力が加わることを抑制できる床スラブ構造を提供する。
【解決手段】鋼製の柱５に鋼製の梁１を連結し、この梁１上に現場打ちコンクリートによりコンクリート床版６を設けた床スラブ構造において、梁１が上下フランジ部２，３と、これら上下フランジ部２，３を連結するウエブ部４とを有し、コンクリート床版６の端部たる端面６Ａと柱５との間に隙間１２を設け、コンクリート床版６と梁１との間に縁切り部たるシート材１１を設ける。鋼製梁１とコンクリート床版６とが一体とならず、地震や台風などに対して鋼製梁１の塑性変形によりエネルギーを吸収することができる。また、鋼製梁１が変形しても、隙間１２により、コンクリート床版６から柱５に荷重が加わることがなく、曲げ降伏強度は梁１の本来の強度となる。
【解決手段】鋼製の柱５に鋼製の梁１を連結し、この梁１上に現場打ちコンクリートによりコンクリート床版６を設けた床スラブ構造において、梁１が上下フランジ部２，３と、これら上下フランジ部２，３を連結するウエブ部４とを有し、コンクリート床版６の端部たる端面６Ａと柱５との間に隙間１２を設け、コンクリート床版６と梁１との間に縁切り部たるシート材１１を設ける。鋼製梁１とコンクリート床版６とが一体とならず、地震や台風などに対して鋼製梁１の塑性変形によりエネルギーを吸収することができる。また、鋼製梁１が変形しても、隙間１２により、コンクリート床版６から柱５に荷重が加わることがなく、曲げ降伏強度は梁１の本来の強度となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼製の梁の上に床スラブを設けた床スラブ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼構造建築物の耐震性では、鋼製梁の上下端部の塑性変形によるエネルギー吸収効果が期待されている。図２〜図４に示すように、Ｈ型鋼などからなる鋼製の梁１は、上下フランジ部２，３と、これら上下フランジ部２，３を連結するウエブ部４とを有し、柱５，５間に前記梁１を設け、この梁１上にコンクリートを打設してコンクリート床版６を設けた床スラブ構造が知られている。
【０００３】
前記床スラブ構造では、地震などにより梁１に曲げモーメントが加わると、本来、コンクリート床版６がなければ、上下フランジ部２，３が塑性変形すべきであるが、上フランジ２とコンクリート床版６とが一体化しているため、コンクリート床版６の圧縮耐力により床スラブ構造の中立軸Ｃが上方に移動（図３）し、下フランジ部３の塑性変形が構造設計と異なる挙動を示し、下フランジ部３に大きな応力が発生する。また、コンクリート床版６と一体となった鋼製梁１の降伏曲げ強度が大きくなるため、柱５が先に崩壊する柱降伏型の破壊モードが発生する可能性が高くなる。
【０００４】
尚、各図面に説明のため記載したモーメント図に示すように、上フランジ部２側は圧縮により圧縮応力が発生し、下フランジ部３側は引張により引張応力が発生する。
【０００５】
そして、このような柱と梁の構造に関するものとして、接合金物とボルトを用いた鋼製柱と鋼製梁のボルト接合構造において、接合金物や梁に局部的な強度低下部を作ることにより、大地震や強風による被害を接合金物と梁部材の先端部範囲に止め、鉄骨構造物の決定的な崩壊を抑止可能な鋼製柱と鋼製梁のボルト構造（例えば特許文献１）が提案され、また、柱と梁との接合部が補強部材により補強される柱と梁との接合構造において、上記柱は、柱ウエブ部と、この柱ウエブ部と直交するとともに、柱ウエブ部を挟んで設けられた互いに平行な一対の柱フランジ部を有し、上記補強部材は、補強ウエブ部と、この補強ウエブ部と直交すると共に、補強ウエブ部を挟んで設けられた互いに平行な一対の補強フランジ部を有し、上記梁は、上記柱フランジ部を挟んで上記補強フランジ部に対向する位置に接合された柱と梁との接合構造（例えば特許文献２）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６４５１６号公報
【特許文献２】特開２００４−２６３３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１の構造では、強度低下部が降伏することにより、柱の崩壊を抑止することができ、また、上記特許文献２の構造では、補強部材により接合構造を補強することができるが、両特許文献とも、構造が複雑になるため、コストアップを招き易く、さらに、いずれも梁上に設けるコンクリート床版の影響について何等考慮されていなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題点を考慮してなされたものであり、梁上にコンクリート床版を備えた床スラブ構造において、柱に無理な力が加わることを抑制できる床スラブ構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の床スラブ構造は、鋼製の柱に鋼製の梁を連結し、この梁上に現場打ちコンクリートによりコンクリート床版を設けた床スラブ構造において、前記梁が上下フランジ部と、これらフランジ部を連結するウエブ部とを有し、前記コンクリート床版の端部と前記柱との間に隙間を設け、前記コンクリート床版と前記梁との間に縁切り部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
これにより鋼製梁とコンクリート床版とが一体とならず、地震や台風などに対して鋼製梁の塑性変形によりエネルギーを吸収することができる。また、鋼製梁が変形しても、隙間により、コンクリート床版から柱に荷重が加わることがなく、曲げ降伏強度は梁本来の強度となる。
【００１１】
また、本発明の床スラブ構造は、前記縁切り部がシート材であることを特徴とする。
【００１２】
このように鋼製梁の上にシート材を敷設することにより、鋼製梁とコンクリート床版との縁を切ることができる。
【００１３】
また、本発明の床スラブ構造は、前記隙間に緩衝材を配置したことを特徴とする。
【００１４】
これによりコンクリート床版による鋼製柱への圧縮力を緩衝材により吸収することができる。
【００１５】
また、本発明の床スラブ構造は、前記緩衝材が不燃性を有することを特徴とする。
【００１６】
これにより緩衝材により柱とコンクリート床版間に不燃性を付与することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の床スラブ構造によれば、鋼製梁とコンクリート床版とが一体とならず、地震や台風などに対して鋼製梁の塑性変形によりエネルギーを吸収することができ、また、曲げ降伏強度は梁本来の強度となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１を示す一部を拡大にした床スラブ構造の一部断面にした正面図である。
【図２】柱と梁の連結箇所の正面図である。
【図３】従来の床スラブ構造の正面図である。
【図４】梁の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる新規な床スラブ構造を採用することにより、従来にない床スラブ構造が得られ、その床スラブ構造について記述する。
【実施例１】
【００２０】
以下、本発明の実施例を、添付図面を参照して説明する。尚、上記図２〜図４と同一部分に同一符号を付して詳述する。
【００２１】
図１は本発明の実施例１を示し、同図に示すように、Ｈ型鋼などからなる鋼製の梁１は、略平行に配置した横方向の上下フランジ部２，３と、これら上下フランジ部２，３の幅方向中央を連結する縦方向のウエブ部４とを有し、鋼製の柱５，５間に前記梁１を設け、この梁１の両端部を前記柱５，５に連結している。この場合、梁１の端部を柱５に溶接により連結したり、ボルトナットなどにより連結したりすることができる。尚、梁１は両端支持梁である。
【００２２】
前記上フランジ部２の上には、現場打ちコンクリートによりコンクリート床版６が形成され、前記上フランジ部２の上面とコンクリート床版６の下面との間には、縁切り部たるシート材１１を設け、このシート材１１はビニールシートなどからなり、絶縁材となる。この場合、施工において、上フランジ部２の上面にシート材１１を敷設した後、コンクリートを打設すればよい。
【００２３】
また、前記コンクリート床版６の端面６Ａと柱５の外面５Ａとの間には、隙間１２を形成し、この隙間１２には難燃性を有する緩衝材１３が設けられている。この緩衝材１３は、圧縮力を受けると収縮するものなどが用いられ、実用の範囲であれば，石膏ボード，ロックウール，ALCなどからなる。
【００２４】
この場合、施工において、コンクリートを打設する前に、柱５の外面５Ａに緩衝材１３を配置し、この後、コンクリートを打設することにより端面６Ａと外面５Ａとの間に緩衝材１３を設けることができる。
【００２５】
上記のような床スラブ構造においては、シート材１１によりコンクリート床版６と梁１の一体化を防止することによって、地震などにより梁１に曲げモーメントが発生しても、コンクリート床版６の影響を除去することができ、梁１が設計通りの挙動を示すことにより、柱５が梁１に先行して崩壊する可能性が無くなる。また、緩衝材１３を設けることにより、コンクリート床版６による圧縮力の柱５への伝達を防ぐことができる。
【００２６】
このように本実施例では、鋼製の柱５に鋼製の梁１を連結し、この梁１上に現場打ちコンクリートによりコンクリート床版６を設けた床スラブ構造において、梁１が上下フランジ部２，３と、これら上下フランジ部２，３を連結するウエブ部４とを有し、コンクリート床版６の端部たる端面６Ａと柱５との間に隙間１２を設け、コンクリート床版６と梁１との間に縁切り部たるシート材１１を設けたから、鋼製梁１とコンクリート床版６とが一体とならず、地震や台風などに対して鋼製梁１の塑性変形によりエネルギーを吸収することができる。また、鋼製梁１が変形しても、隙間１２により、コンクリート床版６から柱５に荷重が加わることがなく、曲げ降伏強度は梁１の本来の強度となり、設計により梁１が先に塑性化し、柱の崩壊を防止することができる。
【００２７】
また、このように本実施例では、前記縁切り部がシート材１１であるから、鋼製梁１の上にシート材１１を敷設することにより、鋼製梁１とコンクリート床版６との縁を切ることができる。
【００２８】
また、このように本実施例では、隙間１２に緩衝材１３を配置したから、コンクリート床版６による鋼製柱５への圧縮力の衝撃を緩衝材１３により吸収し、緩和することができる。
【００２９】
また、このように本実施例では、緩衝材１３が不燃性を有するから、緩衝材１３により柱５とコンクリート床版６間に不燃性を付与することができる。
【００３０】
また、実施例上の効果として、鋼製の柱５に鋼製の梁１を連結し、この梁１の上フランジ部２の上に縁切り部たるシート材１１を敷設し、床版６に対応する位置で柱５の外面５Ａに緩衝材１３を配置した後、上フランジ部２の上にコンクリートを打設する施工方法であるから、縁切り部と緩衝材１３の施工を簡便に行うことができる。
【００３１】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、実施例では、縁切り部として可撓性を有するシート材を例示したが、上フランジ部の上面と床版の下面の一方又は両方と一体化しないで両者の縁を切れるものであれば、硬質なシート材など各種のものを用いることができる。また、柱間に設けた梁の一方の端部のみに隙間又は緩衝材を設けるようにしても良いし、梁の両方の端部に隙間又は緩衝材を設けるようにしても良い。
【符号の説明】
【００３２】
１ 梁
２ 上フランジ部
３ 下フランジ部
４ ウエブ部
５ 柱
５Ａ 外面
６ コンクリート床版
６Ａ 端面
Ｃ 中立軸
１１ シート材（縁切り部）
１２ 隙間
１３ 緩衝材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼製の梁の上に床スラブを設けた床スラブ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼構造建築物の耐震性では、鋼製梁の上下端部の塑性変形によるエネルギー吸収効果が期待されている。図２〜図４に示すように、Ｈ型鋼などからなる鋼製の梁１は、上下フランジ部２，３と、これら上下フランジ部２，３を連結するウエブ部４とを有し、柱５，５間に前記梁１を設け、この梁１上にコンクリートを打設してコンクリート床版６を設けた床スラブ構造が知られている。
【０００３】
前記床スラブ構造では、地震などにより梁１に曲げモーメントが加わると、本来、コンクリート床版６がなければ、上下フランジ部２，３が塑性変形すべきであるが、上フランジ２とコンクリート床版６とが一体化しているため、コンクリート床版６の圧縮耐力により床スラブ構造の中立軸Ｃが上方に移動（図３）し、下フランジ部３の塑性変形が構造設計と異なる挙動を示し、下フランジ部３に大きな応力が発生する。また、コンクリート床版６と一体となった鋼製梁１の降伏曲げ強度が大きくなるため、柱５が先に崩壊する柱降伏型の破壊モードが発生する可能性が高くなる。
【０００４】
尚、各図面に説明のため記載したモーメント図に示すように、上フランジ部２側は圧縮により圧縮応力が発生し、下フランジ部３側は引張により引張応力が発生する。
【０００５】
そして、このような柱と梁の構造に関するものとして、接合金物とボルトを用いた鋼製柱と鋼製梁のボルト接合構造において、接合金物や梁に局部的な強度低下部を作ることにより、大地震や強風による被害を接合金物と梁部材の先端部範囲に止め、鉄骨構造物の決定的な崩壊を抑止可能な鋼製柱と鋼製梁のボルト構造（例えば特許文献１）が提案され、また、柱と梁との接合部が補強部材により補強される柱と梁との接合構造において、上記柱は、柱ウエブ部と、この柱ウエブ部と直交するとともに、柱ウエブ部を挟んで設けられた互いに平行な一対の柱フランジ部を有し、上記補強部材は、補強ウエブ部と、この補強ウエブ部と直交すると共に、補強ウエブ部を挟んで設けられた互いに平行な一対の補強フランジ部を有し、上記梁は、上記柱フランジ部を挟んで上記補強フランジ部に対向する位置に接合された柱と梁との接合構造（例えば特許文献２）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６４５１６号公報
【特許文献２】特開２００４−２６３３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１の構造では、強度低下部が降伏することにより、柱の崩壊を抑止することができ、また、上記特許文献２の構造では、補強部材により接合構造を補強することができるが、両特許文献とも、構造が複雑になるため、コストアップを招き易く、さらに、いずれも梁上に設けるコンクリート床版の影響について何等考慮されていなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題点を考慮してなされたものであり、梁上にコンクリート床版を備えた床スラブ構造において、柱に無理な力が加わることを抑制できる床スラブ構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の床スラブ構造は、鋼製の柱に鋼製の梁を連結し、この梁上に現場打ちコンクリートによりコンクリート床版を設けた床スラブ構造において、前記梁が上下フランジ部と、これらフランジ部を連結するウエブ部とを有し、前記コンクリート床版の端部と前記柱との間に隙間を設け、前記コンクリート床版と前記梁との間に縁切り部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
これにより鋼製梁とコンクリート床版とが一体とならず、地震や台風などに対して鋼製梁の塑性変形によりエネルギーを吸収することができる。また、鋼製梁が変形しても、隙間により、コンクリート床版から柱に荷重が加わることがなく、曲げ降伏強度は梁本来の強度となる。
【００１１】
また、本発明の床スラブ構造は、前記縁切り部がシート材であることを特徴とする。
【００１２】
このように鋼製梁の上にシート材を敷設することにより、鋼製梁とコンクリート床版との縁を切ることができる。
【００１３】
また、本発明の床スラブ構造は、前記隙間に緩衝材を配置したことを特徴とする。
【００１４】
これによりコンクリート床版による鋼製柱への圧縮力を緩衝材により吸収することができる。
【００１５】
また、本発明の床スラブ構造は、前記緩衝材が不燃性を有することを特徴とする。
【００１６】
これにより緩衝材により柱とコンクリート床版間に不燃性を付与することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の床スラブ構造によれば、鋼製梁とコンクリート床版とが一体とならず、地震や台風などに対して鋼製梁の塑性変形によりエネルギーを吸収することができ、また、曲げ降伏強度は梁本来の強度となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１を示す一部を拡大にした床スラブ構造の一部断面にした正面図である。
【図２】柱と梁の連結箇所の正面図である。
【図３】従来の床スラブ構造の正面図である。
【図４】梁の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる新規な床スラブ構造を採用することにより、従来にない床スラブ構造が得られ、その床スラブ構造について記述する。
【実施例１】
【００２０】
以下、本発明の実施例を、添付図面を参照して説明する。尚、上記図２〜図４と同一部分に同一符号を付して詳述する。
【００２１】
図１は本発明の実施例１を示し、同図に示すように、Ｈ型鋼などからなる鋼製の梁１は、略平行に配置した横方向の上下フランジ部２，３と、これら上下フランジ部２，３の幅方向中央を連結する縦方向のウエブ部４とを有し、鋼製の柱５，５間に前記梁１を設け、この梁１の両端部を前記柱５，５に連結している。この場合、梁１の端部を柱５に溶接により連結したり、ボルトナットなどにより連結したりすることができる。尚、梁１は両端支持梁である。
【００２２】
前記上フランジ部２の上には、現場打ちコンクリートによりコンクリート床版６が形成され、前記上フランジ部２の上面とコンクリート床版６の下面との間には、縁切り部たるシート材１１を設け、このシート材１１はビニールシートなどからなり、絶縁材となる。この場合、施工において、上フランジ部２の上面にシート材１１を敷設した後、コンクリートを打設すればよい。
【００２３】
また、前記コンクリート床版６の端面６Ａと柱５の外面５Ａとの間には、隙間１２を形成し、この隙間１２には難燃性を有する緩衝材１３が設けられている。この緩衝材１３は、圧縮力を受けると収縮するものなどが用いられ、実用の範囲であれば，石膏ボード，ロックウール，ALCなどからなる。
【００２４】
この場合、施工において、コンクリートを打設する前に、柱５の外面５Ａに緩衝材１３を配置し、この後、コンクリートを打設することにより端面６Ａと外面５Ａとの間に緩衝材１３を設けることができる。
【００２５】
上記のような床スラブ構造においては、シート材１１によりコンクリート床版６と梁１の一体化を防止することによって、地震などにより梁１に曲げモーメントが発生しても、コンクリート床版６の影響を除去することができ、梁１が設計通りの挙動を示すことにより、柱５が梁１に先行して崩壊する可能性が無くなる。また、緩衝材１３を設けることにより、コンクリート床版６による圧縮力の柱５への伝達を防ぐことができる。
【００２６】
このように本実施例では、鋼製の柱５に鋼製の梁１を連結し、この梁１上に現場打ちコンクリートによりコンクリート床版６を設けた床スラブ構造において、梁１が上下フランジ部２，３と、これら上下フランジ部２，３を連結するウエブ部４とを有し、コンクリート床版６の端部たる端面６Ａと柱５との間に隙間１２を設け、コンクリート床版６と梁１との間に縁切り部たるシート材１１を設けたから、鋼製梁１とコンクリート床版６とが一体とならず、地震や台風などに対して鋼製梁１の塑性変形によりエネルギーを吸収することができる。また、鋼製梁１が変形しても、隙間１２により、コンクリート床版６から柱５に荷重が加わることがなく、曲げ降伏強度は梁１の本来の強度となり、設計により梁１が先に塑性化し、柱の崩壊を防止することができる。
【００２７】
また、このように本実施例では、前記縁切り部がシート材１１であるから、鋼製梁１の上にシート材１１を敷設することにより、鋼製梁１とコンクリート床版６との縁を切ることができる。
【００２８】
また、このように本実施例では、隙間１２に緩衝材１３を配置したから、コンクリート床版６による鋼製柱５への圧縮力の衝撃を緩衝材１３により吸収し、緩和することができる。
【００２９】
また、このように本実施例では、緩衝材１３が不燃性を有するから、緩衝材１３により柱５とコンクリート床版６間に不燃性を付与することができる。
【００３０】
また、実施例上の効果として、鋼製の柱５に鋼製の梁１を連結し、この梁１の上フランジ部２の上に縁切り部たるシート材１１を敷設し、床版６に対応する位置で柱５の外面５Ａに緩衝材１３を配置した後、上フランジ部２の上にコンクリートを打設する施工方法であるから、縁切り部と緩衝材１３の施工を簡便に行うことができる。
【００３１】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、実施例では、縁切り部として可撓性を有するシート材を例示したが、上フランジ部の上面と床版の下面の一方又は両方と一体化しないで両者の縁を切れるものであれば、硬質なシート材など各種のものを用いることができる。また、柱間に設けた梁の一方の端部のみに隙間又は緩衝材を設けるようにしても良いし、梁の両方の端部に隙間又は緩衝材を設けるようにしても良い。
【符号の説明】
【００３２】
１ 梁
２ 上フランジ部
３ 下フランジ部
４ ウエブ部
５ 柱
５Ａ 外面
６ コンクリート床版
６Ａ 端面
Ｃ 中立軸
１１ シート材（縁切り部）
１２ 隙間
１３ 緩衝材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製の柱に鋼製の梁を連結し、この梁上に現場打ちコンクリートによりコンクリート床版を設けた床スラブ構造において、前記梁が上下フランジ部と、これらフランジ部を連結するウエブ部とを有し、前記コンクリート床版の端部と前記柱との間に隙間を設け、前記コンクリート床版と前記梁との間に縁切り部を設けたことを特徴とする床スラブ構造。
【請求項２】
前記縁切り部がシート材であることを特徴とする請求項１記載の床スラブ構造。
【請求項３】
前記隙間に緩衝材を配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の床スラブ構造。
【請求項４】
前記緩衝材が不燃性を有することを特徴とする請求項３記載の床スラブ構造。
【請求項１】
鋼製の柱に鋼製の梁を連結し、この梁上に現場打ちコンクリートによりコンクリート床版を設けた床スラブ構造において、前記梁が上下フランジ部と、これらフランジ部を連結するウエブ部とを有し、前記コンクリート床版の端部と前記柱との間に隙間を設け、前記コンクリート床版と前記梁との間に縁切り部を設けたことを特徴とする床スラブ構造。
【請求項２】
前記縁切り部がシート材であることを特徴とする請求項１記載の床スラブ構造。
【請求項３】
前記隙間に緩衝材を配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の床スラブ構造。
【請求項４】
前記緩衝材が不燃性を有することを特徴とする請求項３記載の床スラブ構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２８５８０４（Ｐ２０１０−２８５８０４Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４０５５８（Ｐ２００９−１４０５５８）
【出願日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【出願人】（５０４２３７０５０）独立行政法人国立高等専門学校機構 (656)
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【出願人】（５０４２３７０５０）独立行政法人国立高等専門学校機構 (656)
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