プレキャスト建築における多種多様な型枠不要の合成床スラブ——どれがより市場性があるか？
WeChat連携 · 小纬 · 2023-09-21
現在、市場で最も多く使われているのは鉄筋トラス合成スラブである。これはドイツのFiligran社が発明したもので、国内で導入され研究が進められ、十数年の歳月を経て、すでに広く普及・応用されている。
しかし、国内の住宅事情の制約もあって、鉄筋トラス合成スラブの利点は十分に生かされていない。
1. スラブはドイツのものより薄い上に、一体性を確保するため四辺から鉄筋を突出させる仕様が、生産と施工の難度を高め、コストを押し上げている。
2. スラブのスパンが小さく、分割される部材数が多いため、生産コストも吊上げコストも低くない。
3. 保管・輸送・吊上げの過程でひび割れが発生しやすく、性能に影響を及ぼす。
4. 国内の住宅は二方向版が多く、合成スラブの一体式継ぎ目の要求が、設計と施工の双方に不便をもたらしている。
5. 配管の事前確保とスラブの一体性を満たすため、総厚さが現浇スラブより明らかに厚くなる。
一般的な合成スラブの四辺出筋 出典：ネット 
一般的な合成スラブの一体式継ぎ目 出典：ネット
プレハブ率を高めるため、政策上、これに対応する生産能力の整備が求められている。プレキャストコンクリート部材は大きくて重く、輸送コストが高いため、通常は300km圏内にしか供給できない。そのため鉄筋トラス合成スラブは、成熟した自動生産ラインを持ち生産能力も十分であることから、プレハブ床スラブの第一候補となっている。
しかし、現在の住宅市場の低迷により、この種の合成スラブは生産能力過剰となり、利益も低下している。こうした中、合成スラブは施工・コスト・性能の面での問題が一層際立ってきている。プレキャストコンクリートと現浇コンクリートの単価を見比べると、コストを下げるには工場でプレキャストするコンクリート量をできるだけ減らすのが確実であり、しかも現場打ちコンクリートの方が性能も優れている。
塗装仕上げがしやすく、ひび割れしにくいことから、コンクリートの素地は国内の居住系建築の第一選択肢である。プレキャストを減らせばコストを抑えられるが、型枠レスは必須である。しかし、圧型鋼板や鉄筋トラス楼承板は、天井面が鋼材の露出した状態になるため、国内住宅の美観上のニーズに合わず、しばしば吊り天井と組み合わせて使用される。
では、鉄筋トラス合成スラブに取って代わるとしたら、コンクリート素地で型枠不要のプレキャスト合成床スラブには、どのような種類を選べるだろうか。
型枠不要・コンクリート素地のプレキャスト床スラブの種類
残存型枠式鉄筋トラス床版（免拆底模楼承板）
底版型枠には小粒径骨材コンクリート（細石混凝土）を用い、鉄筋のかぶりを兼ねる。厚さは一般に18mm以上とする。スラブの最小厚さは105mmまで可能である。
この種のスラブは厚さの70%以上が現場打ちとなるため、設計側は密閉目地（シール目地）を安心して採用できる。
軽量で構造が簡単なため、吊上げ・設置の効率はともに一般的な合成スラブより高い。この床版の生産効率も非常に高く、一般的な合成スラブを生産する自動化ラインの工程とよく似ている。
底版型枠には、ほかにもセメント繊維板やUHPCなどの材料を用いるものがあり、コンクリート素地と同等の仕上がりが得られる。これらのタイプの床スラブについては、以前の記事で紹介している。
PK3スラブ
鋼管トラスのプレストレストコンクリート合成スラブで、大スパンの屋内空間に非常に適している。これは万斯达社の製品であり、以前の記事で詳しく紹介している（文末にリンクがある）。
PH無支保スラブ
底板は厚さ35mmの高強度コンクリートとし、プレストレスト鉄筋を配置する。腹板は単列の中空鋼管とし、上弦はUHPC製のプレキャスト長尺リブとする。これにより4.5mの無支保施工が可能である。
中空鋼管や上弦材の型枠支保を伴う打設の加工効率については、現時点ではまだ明らかでない。大スパンの合成床スラブを無支保化する場合、強度の達成は難しくないが、スパン中央のたわみが外観品質に影響する。特にプレストレスがかかっている場合は、スラブ下面の平坦度の管理が難しい。そのため、一般には仮設の支保を設置する。これは施工の安全のためでもあり、コンクリート打設時にスラブ中央部に過大なたわみが生じるのを防ぐためでもある。たわみが大きいとスラブ下面の美観を損なうばかりか、コンクリートの使用量も増えてしまう。
优肋スラブ
繊維セメント板（圧力板）・冷間成形Z形リブ・タッピングねじを、自動化設備により加工・組み合わせて構成したものである。
このスラブの市場での採用状況は不明で、現在のところこれ以上のプロジェクト適用情報は見つかっていない。スラブの一体性設計の観点から言えば、この種のスラブは多層であれば安心して使える。また、冷間成形Z形リブの鉄鋼使用量は少なくないため、価格も決して安くはないはずだ。
脱着式底型枠床版
実際に使った者にしか分からないが、価格は比較的高く、底型枠の解体・回収に手間と時間がかかるため、プロジェクトでの適用効果は良くない。
その他の種類
ダブルTスラブやプレストレスト中空スラブ（SPスラブ）は、非常に成熟した、大スパン向けで標準化度の高いスラブである。継ぎ目の処理をしっかり行えば、公共建築に用いた際のプレハブ施工効率は非常に高い。
まとめ
住宅・アパート・寮などの居住系建築では、コンクリートは重厚で安定し、温かみのある印象を与える。鉄骨構造を採用する場合でも、最終的な内装仕上げ後には同様の効果が求められる。床スラブのように需要が大きく性能要求の高い構造部材では、生産能力・性能・施工効率が最も重要な要素であり、長期的に普及・応用できるかどうかを左右する。
スラブのスパンと標準化度を踏まえると、型枠不要で、プレキャスト層がより薄く、より多くのコンクリートを現場打ちする合成スラブが、コストと性能の最適な組み合わせを実現する選択肢となるだろう。
プレハブ建築の設計に携わると、往々にしてこうしたことが求められる。設計に加えて、製造・設置・施工にも精通し、さらに各種プレキャスト製品の特徴と性能を理解して、初期段階の技術方案の比較選定に役立てる必要がある。
END
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