JP2004316294A

JP2004316294A - 鉄筋コンクリート構造物用柱

Info

Publication number: JP2004316294A
Application number: JP2003113153A
Authority: JP
Inventors: Tatsumi Sato; 立美佐藤; Hideki Ikeda; 秀樹池田
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】鋼管内配筋の柱１０において、その配筋のかぶり厚さを容易に得る。
【解決手段】鉄筋２配設のスパイラル鋼管１内にコンクリートを充填固化し、その鋼管１と外側管３の間にコンクリート、モルタル、産廃グラスウール等のかぶり担保材Ｃを充填する。外側管３は捨て枠となり、その径を任意に設定すれば、所要厚さのかぶりを柱全域に均等に得る。両管１、３の両端に段差Ｓを形成すれば、大地震時などの大変形に追従し易く、外側管３による鋼管１の変形が抑制されず、不意の亀裂などが防止されて高靭性の柱となる。高靭性の柱は壊れにくく高強度である。また、この段差は、柱をスラブなどにセッティングし易い。その両管端間にはリング状弾性材製アタッチメント５をその管の長さ方向に移動可能に嵌め込んで、押し潰し力を吸収する。管３には紙管、樹脂管などを使用してその表面の模様をバリエーションに富んだものとする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄筋コンクリート構造物として用いる柱に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄筋コンクリート構造物用柱は、一般に、柱の軸線方向に延在する主筋（軸方向筋）およびこの主筋と直交するフープ筋等から成る鉄筋かごを所定位置に配置するとともに、その鉄筋かごを画成する型枠を組み立て、この型枠内にコンクリートを打設（充填）して固化させた後、前記型枠を解体することにより構築される（ＲＣ造柱）。このＲＣ造柱には、上記フープ筋をスパイラル状としたり、型枠を鋼板で構成して捨て枠としたものがある（特許文献１、２参照）。
【０００３】
また、上記スパイラル状のフープ筋を上下方向に密着させて筒体とし、その筒体を鋼管と同様に捨て型枠とし、さらにその外周面にコンクリートを吹き付けてかぶりコンクリート部を形成したものもある（特許文献２、３）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１２９６５３号公報
【特許文献２】
特開平９−１５８１１６号公報請求項４，５
【特許文献３】
特開平８−１８４０９９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記捨て枠に鋼板を使用したものは施工性が良い利点があるが、鉄筋の劣化を防止する十分なかぶり厚さを担保できない場合がある。
【０００６】
この場合、特許文献２、３記載技術のように、型枠をなす鋼板表面にコンクリートを吹き付けてかぶり厚さを担保することが考えられる。しかし、コンクリートの吹き付けはその作業が煩雑であるうえに、コンクリートは、吹き付けによって鋼板表面上に十分に付着しにくく、柱全面に亘って所要厚のかぶり厚さを均一に得ることができない。
【０００７】
この発明は、かぶり厚さを容易かつ均一に得るようにすることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、この発明は、捨て枠をなす鋼管のさらに外周に管を設け、その両管間にかぶり担保材となるコンクリートなどを充填することにより、かぶり厚を得るようにしたのである。
【０００９】
このようにすれば、外側の管が捨て枠となり、その鋼管の径を任意に設定して、その枠の内側にコンクリート等を充填固化すれば、所要厚さのかぶりを得ることができる。すなわち、かぶり用の捨て型枠を使用することにより、かぶり厚を全面に亘って均一厚さに容易に得ることができて、かぶり効果を柱全域に均等に得ることができるとともに、コンクリートの耐久性能、耐火性能が確実に確保される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態は、鋼管内に鉄筋を配設してコンクリートを充填固化した鉄筋コンクリート構造物用柱において、前記鋼管の外周にさらに管を嵌め込み、その両管間にかぶり担保材を充填した構成を採用することができる。
【００１１】
そのかぶり担保材には、コンクリート、モルタルなどの周知の材料の他、かぶり機能を発揮するものであれば何れでもよく、例えば、産廃グラスウールなどを採用して、資源の有効利用を図るとよい。
【００１２】
また、外側の管を紙管、樹脂管などとすれば、その表面仕上げに凹凸などの模様を容易に形成することができるなどのバリエーションに富んだ表面の柱とすることができる。
【００１３】
上記両管の長さは同一でもよいが、例えば、地震等において、柱に水平力が働いて傾むくと、その傾き方向一側の柱端部には押し潰し力が働き、このとき、両管の長さが同一の場合、外側管の存在により、内側鋼管の変形が抑制されてその抑制により、柱全体に変形力が伝わって不意の亀裂等が生じる恐れがある。このため、外側の管を内側の管より短くし、その両管の両端にその長さ方向に段差を形成したものとすれば、大地震時などの大変形に追従し易く、かつ外側管の存在による内側鋼管の変形が抑制されることがなくなり、前記不意の亀裂などを防止できる。このため、高靭性の柱となり、高靭性の柱は壊れにくく高強度のものとなる。また、この段差があることにより、柱を梁やスラブなどにセッティングし易くなる。
【００１４】
このとき、両管の両端間に、その内側管の端縁に至るリング状アタッチメントをその管の長さ方向に移動可能に嵌め込んだり、その内側管の端縁に至る弾性体からなるリング状アタッチメントを嵌め込めば、その両管の両端間のかぶりをそのアタッチメントで担保できるとともに、そのアタッチメントの長さ方向への移動又は弾性による撓みでその押し潰し力を吸収するため、高靭性の効果も担保できる。アタッチメントを設けない場合には、両管の端部にはかぶり材を露出状態で設けることができる。弾性材からなるアタッチメントも管の長さ方向に移動可能に嵌め込むことができる。
【００１５】
内側鋼管内に配設する軸方向鉄筋は、その鋼管内面全周に沿って管軸方向の鉄筋を所要間隔に配設して構成するが、その各鉄筋の内周に一つ割り開き勝ってのリングを設ければ、そのリングがフープ筋となるとともに、そのリングの拡径力により各鉄筋の位置決め及び固定が行われるため、各鉄筋を鋼管に溶接するなどの固定手段を施さなくてもよく、作業性が向上する。
【００１６】
【実施例】
この発明の一実施例を図１〜図４に示し、その図において、１は型枠兼剪断補強筋としてのスパイラル鋼管、２はスパイラル鋼管１内に配設した主鉄筋（軸方向筋）、３はスパイラル鋼管１の外周面に嵌めたスパイラル鋼管であり、鋼管１内及び両鋼管１、３間にコンクリートＣを打設する。このスパイラル鋼管１、３は、帯状鉄板をらせん状に巻回し、その鉄板のスパイラル状継目１ａを溶接したものである。
【００１７】
外側の管３は、内側の管１より短く設定され、その両端には段差（クリアランス）Ｓが形成されている。この段差Ｓは、後述の図５に示す柱１０に水平力が働いてその端部に押し潰し力が働く際、外側管３の端部が内側管１の変形に支障がない様な長さを実験などで適宜に決定すればよいが、例えば、鋼管１の直径の１／６０程度（直径３００ｍｍの場合、５ｍｍ程度）とする。その段差Ｓ部分の両管１、３の両端間には、その内側管１の端縁に至るゴム等の弾性体からなるリング状アタッチメント５がその管１の長さ方向に移動可能に嵌め込まれている。このアタッチメント５は、下側のものを嵌めてかぶり担保材Ｃを両管１、３間に充填後に上側のものを嵌めたり、上下の物を嵌めて外側管３の適宜位置の穿孔からかぶり担保材を両管１、３間に充填するなどの手段により取付ける。
【００１８】
主鉄筋２は、その鋼管１内面全周に沿って等間隔に配設され、その各鉄筋２の内周に一つ割り開き勝っての鋼製リング６が設けられている。このリング６により、各鉄筋２の位置決め及び固定が行われる。
【００１９】
この実施例の柱１０は図４に示すごとくスラブ４や梁７間に立設する。これによりスパイラル鋼管１、３の連続性が保て、剪断補強筋として使用することが可能となる。また、外側のスパイラル鋼管３は捨て型枠として使用する。スパイラル鋼管１、３には、図７に示すように、スパイラル状の継目をハゼ折りにより接合したものを採用でき、そのハゼ折りには、内方に突出する内ハゼ構造（同図（ａ））と、外方に突出する外ハゼ構造（同図（ｂ））のものが考えられる。また、一枚の鉄板を円筒状に屈曲したロール鋼管を採用することができ、実施例のスパイラル管１、３を加えて、それらの組み合わせ、例えば、外側鋼管３に内ハゼスパイラル構造鋼管、内側鋼管１に外ハゼスパイラル構造鋼管、外側鋼管３にロール鋼管、内側鋼管１に内ハゼスパイラル鋼管などと１６通りの組み合わせが考えられる。
【００２０】
スパイラル鋼管１を利用することで、現場打ち鉄筋コンクリート柱の施工、すなわち主筋（縦筋）の配筋、剪断補強筋としての帯筋の配筋、型枠の建て込み、コンクリート打設の工程のうち、剪断補強筋としての帯筋配筋および型枠の建て込みが同時に行え施工工程の合理化、簡略化が図れる。
【００２１】
また、構造性能として、柱自体が拘束効果を持つコアコンクリート構造となり、地震時での柱の脆性破壊が確実に回避される。その地震時、図５矢印のように、この構造物に水平力が働き、スラブ４に対し柱１０が傾く際、押し潰し力の働く端部では、アタッチメント５が自身の撓み及び管軸方向の移動によりその押し潰し力を吸収し、また、鋼管１が座屈して膨出してもその膨出１ｂを吸収してその端部の破壊を極力抑える。
【００２２】
さらに、コア柱自体を鉄筋コンクリートの柱に使用することで、鋼管１と鋼管１内に配設した主鉄筋２および充填したコンクリートＣが一体となって変形することから、その変形性能が向上し、さらに、外側鋼管３とその内側のコンクリート層Ｃによってもその変形性能等が向上する。また、両鋼管１、３間のコンクリート層Ｃにより、鉄筋２のかぶり厚さを十分に得ることができる。
【００２３】
柱断面寸法はスパイラル鋼管１の口径で担保され、その口径は、例えば４００ｍｍ〜１２００ｍｍとする。また、一般のスパイラルダクトがこの発明における剪断補強筋（帯筋）の効果を発揮するためには、板厚：０．４ｍｍ〜３．２ｍｍの薄肉鋼管が好ましい。
【００２４】
両鋼管１、３間には、コンクリートＣに代えて、モルタル、産廃グラスウール等の不燃材料等を採用でき、この層によって断熱性、遮音性などの機能が付加される。
【００２５】
すなわち、産廃用のグラスウール等を使用することにより、環境に配慮した工法となる。また、両鋼管１、３間に不燃性があり且つ軟粘性のある材料を使用すれば、地震に対する変形を緩和する作用が働き、建物の耐震性が向上する。さらに、不燃性があり且つ断熱性のある材料を使用すれば、建物の断熱性が向上する。
【００２６】
外側管３には、かぶり担保材Ｃの型枠としての機能を発揮し得るものであれば何れでも良く、例えば、鋼管に代えて、紙管、プラスチック管などの種々の材質のものを使用し得る。
【００２７】
アタッチメント５は、かぶり担保材Ｃがグラスウール等の収縮材の場合、図６（ａ）に示すように、薄肉鋼板製ボックスリング５ａ内にグラスウール５ｂ等を充填したものすることができ、かぶり担保材Ｃがモルタルなどの剛性材の場合には弾性材とするとよい。ボックスリング５ａは図６（ｂ）に示す構成などとし得る。
【００２８】
【発明の効果】
この発明は、以上のように二重の管構造としたので、従来の柱の型枠組立、撤去の作業を省力化することができる効果のみならず、十分なかぶり厚さを柱全面に亘って均一に確保することができるとともに、コンクリートの耐久性能、耐火性能が確実に確保される。また、環境に配慮したものとし得るうえに、内側の鋼管（型枠）と外側の管（型枠）の間に注入する材料を選択することにより、多くの用途に適した建物の構築が可能となるとともに、コンクリートの品質向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の右半分切断正面図
【図２】同切断平面図
【図３】同実施例のコンクリート打設前の一部切欠斜視図
【図４】同実施例を使用した施工状況概略図
【図５】同実施例の作用説明図
【図６】同実施例のアタッチメントの各例の断面図
【図７】スパイラル鋼管の各例の切断正面図
【符号の説明】
１スパイラル鋼管
１ａ継目
２主鉄筋（軸方向筋）
３スパイラル鋼管
５アタッチメント
Ｃコンクリート（かぶり担保材）

Claims

鋼管１内に鉄筋２を配設してコンクリートＣを充填固化した鉄筋コンクリート構造物用柱において、
上記鋼管１の外周にさらに管３を嵌め込み、その両管１、３間にかぶり担保材Ｃを充填したことを特徴とする鉄筋コンクリート構造物用柱。
上記外側の管３を紙管としたことを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート構造物用柱。
上記外側の管３を内側の管１より短くし、その両管１、３の両端にその長さ方向に段差を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄筋コンクリート構造物用柱。
上記内外管１、３の両端間にリング状アタッチメント５を両管１、３の長さ方向に移動可能に嵌め込み、そのアタッチメント５は前記内側管１の端縁に至っていることを特徴とする請求項３に記載の鉄筋コンクリート構造物用柱。
上記内外管１、３の両端間に弾性体からなるリング状アタッチメント５を嵌め込み、そのアタッチメント５は前記内側管１の端縁に至っていることを特徴とする請求項３に記載の鉄筋コンクリート構造物用柱。
上記鋼管１内面全周に沿って管軸方向の鉄筋２を所要間隔で配設し、その各鉄筋２の内周に一つ割り開き勝ってのリング６を設けたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の鉄筋コンクリート構造物用柱。
上記かぶり担保材Ｃを産廃グラスウールとしたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の鉄筋コンクリート構造物用柱。