合成スラブ（Composite Slab）は、主に鉄骨構造で使用される床構造の一種で、鋼材とコンクリートを組み合わせたスラブ構造です。鉄骨フレームの上にデッキプレート（薄い鋼板）を敷き、その上にコンクリートを打設することで、強度と軽量性、施工性を両立した床構造を実現します。
合成スラブの構造要素
- デッキプレート
- 波形またはリブ形状を持つ鋼板で、主に型枠として機能します。施工中にコンクリートを支える役割を果たします。
- 一部のデッキプレートは、完成後にコンクリートと一体化し、引張力を負担します（構造型デッキプレート）。
- コンクリート
- 圧縮力を負担する主要な構造材。
- 硬化後、スラブ全体の剛性や耐久性を確保します。
- せん断接合材（スタッドジベル）
- デッキプレートとコンクリートを一体化させるための部材。
- デッキプレート表面のリブ形状やスタッドジベルがせん断力を伝達します。
合成スラブの特徴
メリット
- 施工性の向上
- デッキプレートが型枠として機能するため、木製型枠が不要。
- プレートが床作業の足場にもなり、安全性が向上。
- 工期短縮が可能で、経済性に優れる。
- 軽量化
- コンクリートスラブに比べて軽量で、建物全体の自重を軽減。
- 支持構造の負担が減り、柱や梁の断面を小さくできる。
- 高い剛性と強度
- コンクリートとデッキプレートの合成効果で、剛性が向上。
- 耐荷性能が高く、大スパン設計に適している。
- 一体化による耐震性向上
- 鉄骨構造との一体化により、地震時の水平力に対する剛性が向上。
デメリット
- 防錆処理が必要
- デッキプレートの鋼板が腐食しないように、適切な防錆処理が求められる。
- 振動特性の検討が必要
- 軽量な構造のため、人の歩行や機械の振動が問題となる場合がある。
- 遮音性能の課題
- コンクリートスラブと比べて遮音性能が劣る場合がある。
合成スラブの種類
- 構造型デッキスラブ
- デッキプレートが型枠兼補強材として機能。
- デッキプレート自体が引張力を負担。
- 型枠型デッキスラブ
- デッキプレートは施工時の型枠としてのみ機能し、完成後は構造には寄与しない。
- 厚型デッキスラブ
- コンクリートの厚みが厚く、荷重に対する耐久性を向上させたタイプ。
設計上のポイント
- デッキプレートの選定
- 波形やリブ形状、材質を荷重条件に応じて選定。
- 製品の規格や荷重特性を確認。
- コンクリートの品質管理
- 設計時に必要な圧縮強度と耐久性を満たすよう、適切な混合比を選定。
- せん断力の伝達
- スタッドジベルやリブ形状が、コンクリートとデッキプレートを確実に接合する設計が必要。
- 振動の検討
- 人の歩行による床振動や機械振動を考慮し、剛性を適切に確保。
- 防錆処理
- 鋼製デッキプレートは腐食対策が必要。亜鉛メッキなどの防錆処理を行う。
用途
- 商業施設
広い空間を効率的に設計する必要があるショッピングモールや展示場。 - オフィスビル
軽量で施工性が良く、振動対策が施された設計に適用。 - 倉庫・工場
高荷重対応が可能で、耐久性のある床構造を提供。 - 住宅建築
マンションや集合住宅の床構造として採用される場合もある。
合成スラブの設計例
基本設計手順
- 想定荷重（静的荷重、動的荷重）を計算。
- コンクリート厚さとデッキプレートの仕様を決定。
- スタッドジベルやリブ形状によるせん断力伝達を設計。
- 防錆処理と耐久性の確認。
まとめ
合成スラブは、軽量化・施工性向上・経済性を追求した現代の建築構造に適したスラブ形式です。デッキプレートとコンクリートを一体化することで、高い強度と剛性を実現します。
設計時には荷重条件や防錆処理、振動対策を十分に検討する必要がありますが、適切な計画を行えば多用途に活用可能な効率的な構造です。