JP5830195B2 - トラスを組み立てて型枠を懸装してフェロセメントスラブを現場打設で製作する方法 - Google Patents

Description

本発明は建築用フェロセメントスラブ（ｓｔｅｅｌ ｗｉｒｅ ｍｅｓｈ ｃｅｍｅｎｔ ｓｌａｂ）工法に関し、具体的にはトラスを組み立てて型枠を懸装してフェロセメントスラブを現場打設で製作する方法に関する。

中国国家標準ＧＢ／Ｔ １６３０８‐２００８で規定されたフェロセメントスラブはプレキャスト床スラブであり、軽量で、材料使用量が少ない利点を有し、平均厚さが僅か３ｃｍ程度で、通常の現場打設による床スラブよりも材料が７０％減少し、普及する価値が極めて高い構造床スラブであり、すべての建設中の建物の床スラブは全部このようなフェロセメントスラブを用いると、一年あたり節約したコンクリートは積めば小さい山になるほどである。しかしながら、フェロセメントスラブはプレキャストが必要で、体積が大きくて運搬に不都合であり、且つプレキャストフェロセメントスラブはさらに梁、柱との接合課題が存在し、建物床（ｆｌｏｏｒ）全体の剛性に極めて大きな影響を及ぼすので、幅広く利用されていない。また、従来の現場製作技術レベルの制限によって、現在、従来の工法でフェロセメントスラブの現場打設製作条件を満たすことはできない。

特表2005-528543号公報

従来技術の欠陥を鑑み、本発明は、直接にフェロセメントスラブについて現場打設製作に変更し、梁、柱と一体に現場打設で形成し、フェロセメントスラブの適用範囲をさまざまな建物床スラブに拡張できる、トラスを組み立てて型枠を懸装してフェロセメントスラブを現場打設で製作する方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の技術方案を採用する。

トラスを組み立てて型枠を懸装してフェロセメントスラブを現場打設で製作する方法であって、具体的には、
工場において、現場施工時に井字状トラス４を組み立てるための、横方向平面トラス梁１、縦方向平面不完全トラス梁２及び縦方向平面不完全トラス３を加工で得る、
床スラブのスパン及び耐荷重条件に応じて、井字状トラス４の幅Ｄ、井字状トラス４の高さＨを選定し、
次に、全自動トラススポット溶接機でそれぞれ高さがＨである横方向平面トラス梁１、縦方向平面不完全トラス梁２及び縦方向平面不完全トラス３を製作し、且つ横方向平面トラス梁１の長さがＤであるステップ１と、
下型枠は耐火及び防音性能に優れた軽量材料からなり、下型枠については施工荷重の要求に配慮すべきであり、施工荷重が比較的に大きな下型枠を補強処理しなければならず、補強については、下型枠の強度を向上させ、或いは下型枠の内部に鉄網を配置することによって行うことが可能である、下型枠を製作するステップ２と、
まず、横方向平面トラス梁１を井字状トラスの間隔条件に基づいて所定の位置に配置し、梁又は壁に固定接合し、各横方向平面トラス梁１を水平に維持させ、
さらに縦方向平面不完全トラス梁２を各横方向平面トラス梁１の上に、横方向平面トラス梁１と直交するように固定し、隣接する縦方向平面不完全トラス梁２の間の間隔が井字状梁の間隔条件に合致し、且つ逐一に梁又は壁に接合し、
次に縦方向平面不完全トラス３を縦方向平面不完全トラス梁２の下に配置し、且つ縦方向平面不完全トラス梁２と縦方向平面不完全トラス３とを組み立て、
最後に横方向平面トラス梁１と、縦方向平面不完全トラス梁２及び縦方向平面不完全トラス３とを接合する交差点を固結する井字状トラス４の現場組立・施工ステップ３と、
接合部品によって下型枠を井字状トラス４の下方に懸装し、且つ下型枠間の目地を目地仕上げ処理し、下型枠間の間隔がフェロセメントスラブの断面条件を満たす、下型枠を懸装するステップ４と、
フェロセメントスラブの構造条件に基づいて床スラブの表層及びリブの両側に補強網を配置し、終了後、設計図に基づいて条件を満たすか否かを検査する、補強網（ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｍｅｓｈ ｐｉｅｃｅｓ）を配置するステップ５と、
補強網、下型枠で囲まれた井字状トラス４内にセルフレベリングモルタル又は自己充填モルタル又は自己充填コンクリートを現場打設することによって、補強網、下型枠及び井字状トラス４を一体に接合すると、フェロセメントスラブを現場打設で製作する現場施工作業が終了する、現場打設のステップ６と、を含むことを特徴とする。

前記技術方案において、前記横方向平面トラス梁１は横方向平面トラス梁上弦材１１及び横方向平面トラス梁下弦材１２を備え、横方向平面トラス梁上弦材１１と横方向平面トラス梁下弦材１２は若干の横方向平面トラス梁腹材１３によって接続され、２つの横方向平面トラス梁腹材１３を１組として三角形構造に組み立て、隣接する三角形構造は互いに頂部と底部が結合される。

前記技術方案において、前記縦方向平面不完全トラス梁２は上弦材２１を備え、上弦材２１の下方に若干の腹材２２が設けられ、２つの腹材２２を１組として逆三角形構造に組み立て、隣接する逆三角形構造同士の間隔は１つの逆三角形構造の幅である。

前記技術方案において、前記縦方向平面不完全トラス３は下弦材３１を備え、下弦材３１の上方に若干の腹材３２が設けられ、２つの腹材３２を１組として三角形構造に組み立て、隣接する三角形構造同士の間隔は１つの三角形構造の幅である。

前記技術方案において、前記の下型枠を製作するための耐火及び防音性能に優れた軽量材料は気泡コンクリートである。

前記技術方案において、ステップ４において、前記接合部品は下型枠内に予め埋め込まれる。

本発明に係るトラスを組み立てて型枠を懸装してフェロセメントスラブを現場打設で製作する方法は、以下の利点を有する。

１、工場において横方向平面トラス梁１、縦方向平面不完全トラス梁２及び縦方向平面不完全トラス３をプレキャストすることができる。

２、横方向平面トラス梁１、縦方向平面不完全トラス梁２及び縦方向平面不完全トラス３を組み立てて井字状トラス４を形成する。

３、下型枠は使い捨て軽量専用型枠であり、施工荷重を負荷し、且つフェロセメントスラブの断面形態を形成するとともに、断熱、耐火及び防音の機能を有することができ、施工条件と使用条件を同時に満たす多用途型枠である。

４、下型枠の中に接合部品を予め埋設してもよく、接合部品によって下型枠と井字状トラス４とを容易に接合することができ、且つネジで下型枠と井字状トラス４とを固定することが可能なので、施工精度が確保される。

５、まず、井字状トラスを固定することによって鉄筋の床スラブ内における相対位置が確保され、従来工法に鉄筋の相対位置の精度がフェロセメントスラブの鉄筋精度への要求を満たすことができないことを解決する。

６、組立式井字状トラス４について、工場において単体のトラスを機械化加工することができ、梁の縦方向水平度及び剛性が良く確保され、施工過程に梁端太（井字状トラス４と梁又は壁との固結、そのうち端太が含まれる）を用いることによって、従来工法に端太が不整の課題を解決する。

７、取り外しが不要な下型枠（使い捨て型枠とも呼ばれる）を用いることによって、従来工法の型枠取り外し課題を解決する。

８、鉄筋の相対位置を基準として下型枠を生産することによって、下型枠と下型枠と、及び下型枠と鉄筋との間の相対位置が確保され、フェロセメントスラブ現場打設の型枠精度をプレキャスト型枠の製作精度に達させ、フェロセメントスラブの現場打設が達成される。

９、製作した下型枠は防音機能を有し、現場打設して製作したフェロセメントスラブとともに複合材板になり、軽量及び高防音性の効果を兼ね備える。

１０、製作した下型枠は優れた断熱効果を有し、火事が発生する際に、高温による構造への損傷を回避することができ、その耐火性能を向上させる。

１１、下型枠と井字状トラスとは接合部品によって固定接合され、この機械的接合は打設後、フェロセメントスラブと一体になることによって、下型枠が後期使用において緩んだり脱落したりすることがない。

１２、トラス懸装型枠を用いることによって、施工過程において床スラブに打設するセルフレベリングモルタル又は自己充填コンクリートは下型枠によって直接に鉄筋に作用し、端太がないことによって、床スラブは自重による引張応力によってひびが入ることなく、且つ自重作用で下型枠は打設物に密着することができることによって、空気や酸素ガスが鉄筋に接触する時間を遅延し、すなわり、間接に床スラブの寿命を向上させる。

本発明は以下の図面を有する。
横方向平面トラス梁の模式図である。 縦方向平面不完全トラス梁の模式図である。 縦方向平面不完全トラスの模式図である。 組立後の井字状トラスの模式図である。

以下、図面を参照しながら本発明を更に詳しく説明する。

プレキャスト工法と現場工法との相違が極めて大きいので、分析によって、われわれは中国国家標準ＧＢ／Ｔ １６３０８‐２００８に規定されたフェロセメントスラブを現場工法で製作しようとすると、以下のいくつかの技術的なボトルネックに制約される。

１、型枠の製作
中国国家標準ＧＢ／Ｔ １６３０８‐２００８に規定されたフェロセメントスラブは型枠への要求が極めて高く、それはそれ自体の断面が小さい特性によって決められるからであり、型枠への精度条件が現場で製作した型枠よりもはるかに高く、工場におけるプレキャストの場合、鋼製型枠及び蒸気養生法を用いて型枠の回転率を向上させるが、現場の場合、その達成が極めて難しく、達成しても、そのコストが型枠自体のコストよりもはるかに高く、普及する意義がなくなる。

２、型枠の取り外し
従来の現場打設鉄筋コンクリート密リブ床スラブの施工において、型枠の取り外しは常に一つの主要課題であり、この課題はフェロセメントスラブに対してさらに深刻になる。フェロセメントスラブはリブが薄く、バールなどの従来の取り外し方法が不適切であるので、中国国家標準ＧＢ／Ｔ１６３０８‐２００８においては大離型剤を型枠の取り外しに用い、しかしながら、現場施工において大離型剤によって鉄筋が汚染されないことを確保し難く、大離型剤によって鉄筋が汚染されてしまうと、直接にスラブの耐荷重力に影響を及ぼす。

３、端太
従来の現場打設による床スラブの工法として、まず、端太を取り付け、次にブロックボード（blockboard）を敷設し、その後、鉄筋を緊結し、最後、コンクリートを打設するのは一般的である。しかしながら、この施工方式ではスラブの下型枠の水平精度が不十分である課題は存在し、且つ実際の施工において型枠がずれ、局所が凹み又は突起となる可能性があり、それはフェロセメントスラブに対して致命的であり、直接にスラブの断面の高さに影響を及ぼし、すなわち、スラブの耐荷重能力が不均一である課題に影響を及ぼす。

４、鉄筋固定
現場打設による床スラブは通常、型枠に手作業で鉄筋を直接に緊結し、この従来工法は鉄筋同士の相対位置を確保し難いが、フェロセメントスラブの鉄筋の相対位置への要求が極めて厳密であり、それはそれ自体の構造面の断面が小さいからであり、鉄筋の位置精度への要求が当然高いので、従来のプロセスでこの条件を満たすのは困難である。

前記現場打設施工に変更する技術課題以外、中国国家標準ＧＢ／Ｔ１６３０８‐２００８に規定されたフェロセメントスラブの普及について、さらに使用機能面の課題が存在している。

１、スラブは極めて薄いので、防音効果が悪く、国家規範に規定する防音効果への使用機能条件を満たすことができない。

２、耐火性能が悪く、断面が極めて薄すぎて断熱性が悪い。

そのため、この構造を普及するために、一連の革新を行わなければならない。

立体トラスは立体トラス又は３次元トラス又は立体鋼製トラスとも呼ばれ、スパンの大きい屋根構造に広く適用され、多くのガソリンスタンドや体育館のルーフなどはこの構造を用いているが、現場打設鉄筋コンクリート構造に適用されておらず、その要因は以下のとおりである。

１、立体トラスはいずれも一体製作、一体取り付けを用いるので、多階建物の梁、柱との結合がそれほど容易ではなく、小スパンの建物屋根に適しない。

２、立体トラス自体は剛性が極めて大きく、耐荷重力が高く、コンクリートの自重の負担を増加する必要がなく、この点から見れば、立体トラスをコンクリートに打設することは資源の浪費であり、耐荷重力を向上できないだけでなく、多くの自重が増加し、かえって立体トラスの使用荷重レベルが低下する。

３、立体トラスの製作条件が高く、特に立体トラスの節点（ボール節点）は応力集中の課題を克服しなければならない。

そのため、従来の立体トラスは国内外において、負荷構造の形態として独立して使用されている。

本発明では創造的に立体トラスを組立トラスに変更して現場打設による床スラブに適用し、この適用によって、前記浪費は生じることがなく、大量の型枠の端太を節約し、且つフェロセメントスラブのプレキャスト技術を統合してさまざまな現場打設による床スラブに適用することを達成する。

本発明に係るトラスを組み立てて型枠を懸装してフェロセメントスラブを現場打設で製作する方法は、図１、２、３、４に示すように、具体的には、以下のステップを含む。

ステップ１、
工場において、現場施工時、井字状トラス４を組み立てるための横方向平面トラス梁１、縦方向平面不完全トラス梁２及び縦方向平面不完全トラス３を加工で得る、
床スラブのスパン及び耐荷重条件に応じて、井字状トラス４の幅Ｄ、井字状トラス４の高さＨを選定し、前記井字状トラス４の幅Ｄ及び高さＨは図４を参照し、井字状トラス４の長さは実際の需要に応じて選択され、井字状トラス４は高さがＨ、辺長がＤである正方形であってもよく、
次に、全自動トラススポット溶接機でそれぞれ高さがＨである横方向平面トラス梁１、縦方向平面不完全トラス梁２及び縦方向平面不完全トラス３を製作し、且つ横方向平面トラス梁１の長さがＤであり、
前記横方向平面トラス梁１は横方向平面トラス梁上弦材１１及び横方向平面トラス梁下弦材１２を備え、横方向平面トラス梁上弦材１１と横方向平面トラス梁下弦材１２は若干の横方向平面トラス梁腹材１３によって接続され、２つの横方向平面トラス梁腹材１３を１組として三角形構造に組み立て、隣接する三角形構造は互いに頂部と底部が結合され
前記縦方向平面不完全トラス梁２は上弦材２１を備え、上弦材２１の下方に若干の腹材２２が設けられ、２つの腹材２２を１組として逆三角形構造に組み立て、隣接する逆三角形構造同士の間隔は１つの逆三角形構造の幅であり、
前記縦方向平面不完全トラス３は下弦材３１を備え、下弦材３１の上方に若干の腹材３２が設けられ、２つの腹材３２を１組として三角形構造に組み立て、隣接する三角形構造同士の間隔は１つの三角形構造の幅であり、
２つの腹材３２から構成される三角形構造の幅は２つの腹材２２から構成される逆三角形構造の幅と同様であり、
上下弦材は異形棒鋼が好ましく、腹材は熱間圧延線材鋼が好ましい。

ステップ２、下型枠製作
下型枠は耐火及び防音性能に優れた軽量材料からなり、下型枠は施工荷重の要求に配慮すべきであり、施工荷重が比較的に大きな下型枠を補強処理しなければならず、補強は、下型枠の強度を向上させ、或いは下型枠の内部に鉄網を配置することによって行うことが可能であり、
前記下型枠を製作する耐火及び防音性能に優れた軽量材料は気泡コンクリートであってもよく、気泡コンクリートは低コストで、普及に有利である。

ステップ３、井字状トラス４の現場組立・施工
まず、横方向平面トラス梁１を井字状トラスの間隔条件に基づいて所定の位置に配置して梁又は壁（梁又は壁によって接合方式が異なり、具体的な接合方式はいずれも従来の公知技術によって実施され、ここで、重複説明を省略する。）に固定接合し、各横方向平面トラス梁１を水平に維持させ、
さらに縦方向平面不完全トラス梁２を各横方向平面トラス梁１の上に横方向平面トラス梁１と直交するように固定し、隣接する縦方向平面不完全トラス梁２の間の間隔が井字状梁の間隔条件に合致し、且つ逐一に梁又は壁に接合し、
次に縦方向平面不完全トラス３を縦方向平面不完全トラス梁２の下に配置し、且つ縦方向平面不完全トラス梁２と縦方向平面不完全トラス３とを組み立て、
最後に横方向平面トラス梁１と、縦方向平面不完全トラス梁２及び縦方向平面不完全トラス３とを接合する交差点を固結する。

ステップ４、下型枠懸装
接合部品によって下型枠を井字状トラス４の下方に懸装し、且つ下型枠間の目地を目地仕上げ処理し、下型枠間の間隔がフェロセメントスラブの断面条件を満たし、
前記接合部品は下型枠内に予め埋め込まれる。

ステップ５、補強網配置
フェロセメントスラブの構造条件に基づいて床スラブ表層及びリブの両側に補強網を配置し、終了後、設計図に基づいて条件を満たすか否かを検査する。

ステップ６、現場打設
補強網、下型枠で囲まれた井字状トラス４内にセルフレベリングモルタル又は自己充填モルタル又は自己充填コンクリートを現場打設することによって、補強網、下型枠及び井字状トラス４を一体に接合すると、フェロセメントスラブを現場打設で製作する現場施工作業が終了する。

この現場打設工法により製作された組立トラス懸装型枠現場打設フェロセメントスラブは、プレキャストフェロセメントスラブの軽量で、材料使用量が少ない特徴を保持するとともに、その防音、耐火性能が悪い欠点を解決し、且つさまざまな梁、柱との節点も確保（節点は梁と板と、柱と板と、梁と柱との交差結合部分であり、構造のうちの非常に重要な部分である）され、さらに複数のスパンの床スラブ（一般的には、一部屋を一スパンとし、複数の隣接する部屋の床スラブは、建築業界において複数のスパンの床スラブと呼ばれる。）の鉄筋を互いに重ね接合して連続双方向スラブを形成することができ、屋根全体の剛性を増加させて耐震性能を向上させ、それにより、さまざまな建物の床スラブによりよく適し、その適用範囲を大幅に拡大し、国家のために大量の建築材料を節約し、自然環境への破壊を減少させる。

本明細書において、詳しく説明されていない内容は当業者に知られていた従来技術に属する。

Claims (4)

1. トラスを組み立てて型枠を懸装してフェロセメントスラブを現場打設で製作する方法であって、
   工場において、現場施工時に井字状トラス（４）を組み立てるための横方向平面トラス梁（１）、縦方向平面不完全トラス梁（２）及び縦方向平面不完全トラス（３）を加工で得る、
   床スラブのスパン及び耐荷重条件に基づいて、井字状トラス（４）の幅Ｄ、井字状トラス（４）の高さＨを選定し、
   次に、全自動トラススポット溶接機でそれぞれ高さがＨである横方向平面トラス梁(１)、縦方向平面不完全トラス梁（２）、縦方向平面不完全トラス（３）を製作し、且つ横方向平面トラス梁（１）の長さがＤである、ステップ１と、
   下型枠は耐火及び防音性能に優れた軽量材料からなり、下型枠については、施工荷重の要求に配慮すべきであり、施工荷重が比較的に大きな下型枠を補強処理しなければならず、補強は、下型枠の強度を向上させ、或いは下型枠の内部に鉄網を配置することによって行うことが可能である、下型枠を製作するステップ２と、
   まず、横方向平面トラス梁（１）を井字状トラスの間隔条件に基づいて所定の位置に配置して梁又は壁に固定接合し、各横方向平面トラス梁（１）を水平に維持させ、
   さらに縦方向平面不完全トラス梁（２）を各横方向平面トラス梁（１）の上に、横方向平面トラス梁（１）と直交するように固定し、隣接する縦方向平面不完全トラス梁（２）の間の間隔が井字状梁の間隔条件に合致し、且つ逐一に梁又は壁に接合し、
   次に縦方向平面不完全トラス（３）を縦方向平面不完全トラス梁(２)の下に配置し、且つ縦方向平面不完全トラス梁（２）と縦方向平面不完全トラス(３)とを組み立て、
   最後に横方向平面トラス梁（１）と、縦方向平面不完全トラス梁(２)及び縦方向平面不完全トラス（３）とを接合する交差点を固結する、井字状トラス（４）を現場組立・施工するステップ３と、
   接合部品によって下型枠を井字状トラス（４）の下方に懸装し、且つ下型枠間の目地を目地仕上げ処理し、下型枠間の間隔がフェロセメントスラブの断面条件を満たす、下型枠を懸装するステップ４と、
   フェロセメントスラブの構造条件に基づいて床スラブの表層及びリブの両側に補強網を配置し、終了後、設計図に基づいて条件を満たすか否かを検査する、補強網を配置するステップ５と、
   補強網、下型枠で囲まれた井字状トラス（４）内にセルフレベリングモルタル又は自己充填モルタル又は自己充填コンクリートを現場打設することで、補強網、下型枠及び井字状トラス（４）を一体に接合すると、フェロセメントスラブを現場打設で製作する現場施工作業が終了する、現場打設のステップ６と、を含み、
   前記縦方向平面不完全トラス梁（２）は上弦材（２１）を備え、上弦材（２１）の下方に若干の腹材（２２）が設けられ、２つの腹材（２２）を１組として逆三角形構造に組み立て、隣接する逆三角形構造同士の間隔は１つの逆三角形構造の幅であることと、
   前記縦方向平面不完全トラス（３）は下弦材（３１）を備え、下弦材（３１）の上方に若干の腹材（３２）が設けられ、２つの腹材（３２）を１組として三角形構造に組み立て、隣接する三角形構造同士の間隔は１つの三角形構造の幅であることと、を特徴とするトラスを組み立てて型枠を懸装してフェロセメントスラブを現場打設で製作する方法。
2. 前記横方向平面トラス梁（１）は横方向平面トラス梁上弦材（１１）及び横方向平面トラス梁下弦材（１２）を備え、横方向平面トラス梁上弦材（１１）と横方向平面トラス梁下弦材（１２）は若干の横方向平面トラス梁腹材（１３）によって接続され、２つの横方向平面トラス梁腹材（１３）を１組として三角形構造に組み立て、隣接する三角形構造は互いに頂部と底部が結合されることを特徴とする請求項１に記載のトラスを組み立てて型枠を懸装してフェロセメントスラブを現場打設で製作する方法。
3. 前記の下型枠を製作する耐火及び防音性能に優れた軽量材料は気泡コンクリートであることを特徴とする請求項１に記載のトラスを組み立てて型枠を懸装してフェロセメントスラブを現場打設で製作する方法。
4. ステップ４において、前記接合部品は下型枠内に予め埋め込まれることを特徴とする請求項１に記載のトラスを組み立てて型枠を懸装してフェロセメントスラブを現場打設で製作する方法。

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