JP2004232233A - Concrete structure and method of constructing the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はコンクリート構造体に関し、特に、高強度コンクリート構造物が火災などにより激しく加熱されたときにコンクリートが爆発的に破裂する爆裂現象を防止する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
コンクリート造りの建物の床や壁などが火災によって急激に加熱された場合に、コンクリートの爆裂現象が起きて、コンクリート塊が周囲に激しく飛び散り、大きな被害を及ぼすことがある。この爆裂現象は、多くの場合、コンクリート部材に含まれている水分が主因となって発生すると考えられている。つまり、コンクリート部材が局部的に急激に加熱されたとき、内部の水分が蒸発し、膨大な蒸気圧が蓄積されることがある。この蒸気圧とコンクリート自身の熱膨張とが関係し、いわゆる水蒸気爆発のようにコンクリートのかぶりの部分で爆裂が起きる。したがって爆裂現象は、含水率の少ない高強度コンクリートの構造体に生じやすい。そしてこの爆裂現象は、コンクリートのかぶり部分を欠損させ、鉄筋を露出させ、最終的には、コンクリート構造体そのものの強度を低下させて構造的崩壊を招く。
【0003】
爆裂現象を防止するためには、普通、かぶり厚を肉厚にすることで対応することが可能である。かぶり部分が爆裂によって多少欠損しても十分に構造体としての強度を保つのである。また、高強度コンクリートにおける爆裂現象自体を防止するための種々の試みもなされており、例えば、コンクリート構造体内部にヒータを設けてコンクリートを強制乾燥させ、爆裂の主原因となる水分自体をコンクリート内から蒸散放散させたり(例えば、特許文献1参照)、プラスチック繊維が混練された高強度コンクリート打ち込み型枠内にコンクリートを打設してコンクリート構造体を構築したり(例えば、特許文献2参照)する技術が知られている。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−105549号公報
【0005】
【特許文献2】
特開平8−189080号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かぶり部分を厚くして爆裂現象による強度低下を防止しようとすれば、自ずと、構造体の断面が大きくなる。したがって、その構造体により構築された建築物は著しく空間利用効率が低下することになる。また、上述した各種爆裂現象防止技術は、工期の長期化、工費・材料費に係る建築コストの増加が問題となる。
【0007】
したがって本発明は、建築コストを抑えつつ、より空間利用効率の高い建築物を構築できる高強度コンクリート構造体とその構築方法を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、高強度コンクリートの周囲に当該コンクリートより設計基準強度の低い外殻プレキャストコンクリート型枠を配置してなるコンクリート構造体としている。
【0009】
また、このコンクリート構造体の構築方法であって、所定の設計基準強度のプレキャストコンクリートを型枠として用い、当該型枠内に前記所定の基準強度より高い設計基準強度の高強度コンクリートを打設し、前記型枠を当該高強度コンクリートの表層材として残置するコンクリート構造体の構築方法も本発明の範囲とした。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明のコンクリート構造体の実施形態として柱を挙げる。図1にその柱1の一部破断斜視図を示し、図2に柱1の水平断面図を示した。この柱1は、中空角筒状のプレキャストコンクリートによる表層材3と、表層材3の中空部に打設されたコアコンクリート2とから構成されている。この柱1の構築手順としては、まず、プレキャストコンクリート型枠3を建て込み、その型枠3内にコンクリートを打設しコアコンクリート2とする。型枠3はそのまま残置してコアコンクリート2の表層材3として使用する。すなわち、外殻プレキャストコンクリート型枠(外殻PCa)である。
【0011】
なおこの柱1において、外殻PCa3は帯筋5を内蔵し、型枠3の中空内壁面とわずかに離間して主筋4が内壁に沿って立設されている。この例では、外殻PCa3の厚さは約70mmであり、コアコンクリート2のかぶり厚は約10mmである。もちろん、この構成に限らず、主筋に帯筋が環装された形態であってもよいし、主筋と帯筋とが外殻PCaに内蔵された形態であってもよい。
【0012】
そして、この柱における特徴的な点は、外殻PCa3の設計基準強度(Fc)が、例えば50〜70(N/mm2)の一般的なコンクリートであるのに対し、コアコンクリート2が、例えばFc80〜150程度の高強度コンクリートとなっていることにある。本実施例では、外殻PCa3はFc60、コアコンクリート2はFc100である。表1に外殻PCa3の調合比を示し、表2にコアコンクリート2の調合比を示した。
【0013】
【表1】
【表2】
【0014】
表1において、W・C・S・G・Mは、それぞれ、水・セメント・細骨材・粗骨材・減水剤を示している。各調合材料は一般的なコンクリートに使用されるもので構わない。
【0015】
表2において、W・C・S1・S2・G・SFは、それぞれ、水・セメント・細骨材1(市原産山砂)・細骨材2(相模川水系陸砂)・粗骨材・混和剤(粉体シリカフューム)を示している。表中のBは結合材であり、セメントと粉体シリカフュームの総量によって示される。さらに、結合材に対して1.5%の割合で高強度のコンクリートを得るための芳香族系減水剤(高性能AE減水剤)も調合されている。
【0016】
以上の構成を備えた本実施例の柱によれば、建築物からの軸力を高強度コンクリートによるコアコンクリートが受け止めて建築物の高層化を可能としつつ、火災によりこの柱の表面が高温に曝された場合には、爆裂しやすいコアコンクリートが爆裂しにくい強度のコンクリートでできた外殻PCaで覆われているため、コアコンクリートの表面で爆裂が起きたとしても、その被害が柱の外部に及ばないようになっている。また、外殻PCaが実質的に柱表層とコアコンクリート表面との間に介在する断熱材として機能し、外部の熱がコアコンクリートにまで伝わらず、爆裂自体を防止する効果もある。したがって、建築物の高層化と爆裂による被害防止とを低い建築コストで達成することができる。なお当然のことではあるが、本発明は柱に限らず梁など、他のコンクリート構造体に適用することが可能である。
【0017】
【発明の効果】
本発明のコンクリート構造体によれば、高強度コンクリートによる建築物の高層化と、高強度コンクリートによる火災時の爆裂現象による被害防止とをともに達成することができる。また、かぶりを厚くする必要がないので、建築物の空間利用効率も向上する。さらに、この構造体の構築に当たっては、外殻プレキャストコンクリート型枠内に高強度コンクリートを打設し、型枠を残置する工法が採用でき、工期の短縮や建築コストの低減も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るコンクリート構造体である柱の破断斜視図である。
【図2】上記柱における水平面での断面図である。
【符号の説明】
1 柱
2 コアコンクリート
3 外殻プレキャストコンクリート型枠[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a concrete structure, and more particularly to a technique for preventing a burst phenomenon in which concrete explosively bursts when a high-strength concrete structure is heated violently by a fire or the like.
[0002]
[Prior art]
When a floor or a wall of a concrete building is rapidly heated by a fire, a concrete explosion phenomenon occurs, and a concrete mass splatters violently around, which may cause serious damage. It is considered that this explosion phenomenon is often caused mainly by moisture contained in the concrete member. That is, when the concrete member is rapidly heated locally, the internal moisture may evaporate and an enormous vapor pressure may be accumulated. This vapor pressure is related to the thermal expansion of the concrete itself, and explosion occurs at the cover portion of the concrete as in a so-called steam explosion. Therefore, the explosion phenomenon tends to occur in a high-strength concrete structure having a low water content. This explosion phenomenon causes the cover portion of the concrete to be lost, exposing the reinforcing steel, and ultimately lowering the strength of the concrete structure itself, resulting in structural collapse.
[0003]
In order to prevent the explosion phenomenon, it is usually possible to cope by increasing the cover thickness. Even if the fogging part is somewhat lost due to the explosion, the strength of the structure is sufficiently maintained. In addition, various attempts have been made to prevent the explosion phenomenon itself in high-strength concrete.For example, a heater is provided inside a concrete structure to forcibly dry the concrete, and water itself, which is the main cause of the explosion, is removed from the concrete. (For example, refer to Patent Document 1), or cast concrete into a high-strength concrete driving form in which plastic fibers are kneaded to construct a concrete structure (for example, refer to Patent Document 2). The technology is known.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-5-105549
[Patent Document 2]
JP-A-8-189080
[Problems to be solved by the invention]
However, if the fogging portion is made thick to prevent the strength from being reduced by the explosion phenomenon, the cross section of the structure naturally increases. Therefore, a building constructed by the structure has a significantly reduced space utilization efficiency. Further, the various explosion phenomena prevention techniques described above have problems in that the construction period is prolonged and construction costs related to construction costs and material costs are increased.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a high-strength concrete structure capable of constructing a building having higher space utilization efficiency while suppressing construction costs, and a method of constructing the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a concrete structure comprising a high-strength concrete and an outer shell precast concrete formwork having a design standard strength lower than that of the concrete.
[0009]
Further, in the method of constructing a concrete structure, a precast concrete having a predetermined design standard strength is used as a mold, and high-strength concrete having a design standard strength higher than the predetermined standard strength is poured into the mold. A method of constructing a concrete structure in which the formwork is left as a surface material of the high-strength concrete is also included in the scope of the present invention.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the concrete structure of the present invention is a pillar. FIG. 1 shows a partially cutaway perspective view of the
[0011]
In this
[0012]
A characteristic point of this pillar is that the design standard strength (Fc) of the outer shell PCa3 is, for example, 50 to 70 (N / mm 2 ) of general concrete, whereas the
[0013]
[Table 1]
[Table 2]
[0014]
In Table 1, W, C, S, G, and M indicate water, cement, fine aggregate, coarse aggregate, and water reducing agent, respectively. Each compounding material may be used for general concrete.
[0015]
In Table 2, W, C, S1, S2, G and SF are water, cement, fine aggregate 1 (mountain sand from Ichigen), fine aggregate 2 (Sagami River water-based land sand), coarse aggregate, Shows an admixture (powder silica fume). B in the table is a binder and is indicated by the total amount of cement and powdered silica fume. Further, an aromatic water reducing agent (high-performance AE water reducing agent) for obtaining high-strength concrete at a ratio of 1.5% with respect to the binder is also prepared.
[0016]
According to the pillar of the present embodiment having the above configuration, the core force of the high-strength concrete receives the axial force from the building, thereby enabling the building to be high-rise. When exposed, the core concrete, which is easy to explode, is covered with an outer shell PCa made of concrete that is hard to explode, so even if an explosion occurs on the surface of the core concrete, the damage will not occur outside the pillar. Less. Further, the outer shell PCa substantially functions as a heat insulating material interposed between the surface layer of the pillar and the surface of the core concrete, so that external heat is not transmitted to the core concrete, and there is also an effect of preventing explosion itself. Therefore, it is possible to achieve high building and prevention of damage due to explosion at a low building cost. Needless to say, the present invention is not limited to columns, but can be applied to other concrete structures such as beams.
[0017]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the concrete structure of this invention, it can achieve both the high-rise building of a building by high-strength concrete, and the damage prevention by the explosion phenomenon at the time of fire by high-strength concrete. In addition, since it is not necessary to increase the cover, the space utilization efficiency of the building is improved. Further, in constructing this structure, a construction method in which high-strength concrete is poured into the outer shell precast concrete formwork and the formwork is left can be adopted, and shortening of the construction period and reduction of construction cost can be expected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cutaway perspective view of a pillar as a concrete structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the column in a horizontal plane.
[Explanation of symbols]
1
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003019060A JP2004232233A (en) | 2003-01-28 | 2003-01-28 | Concrete structure and method of constructing the same |
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ID=32949034
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Country | Link |
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JP (1) | JP2004232233A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012136838A (en) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Takenaka Komuten Co Ltd | Concrete filled steel pipe column |
US20120181343A1 (en) * | 2009-10-14 | 2012-07-19 | Rail.One Gmbh | Prestressed concrete sleeper and method for transporting and installing a switch having prestressed concrete sleepers |
US9145647B2 (en) | 2010-08-27 | 2015-09-29 | Rail.One Gmbh | Folding switch |
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2003
- 2003-01-28 JP JP2003019060A patent/JP2004232233A/en active Pending
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US9145647B2 (en) | 2010-08-27 | 2015-09-29 | Rail.One Gmbh | Folding switch |
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