JP2005146601A - Reinforced column structure - Google Patents

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英義 渡辺
Kazumasa Imai
和正 今井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reinforced column (RC column) structure which can prevent crushing/separation of cover concrete, and contributes to reduction of material costs. <P>SOLUTION: According to the RC column structure, cover concrete 3a arranged at a lower end of the RC column 10 is formed of a PCa cylinder body 30 made of super-high-strength high-tenacity concrete, and cover concrete 3b arranged over an area other than the lower end is made of super-high-strength concrete and formed in one body with core concrete 4. Thus only the cover concrete 3a at the lower end of the RC column 10, at which the cover concrete 3 is susceptible to crushing/separation at the time of an earthquake or the like, is made of the super-high-strength high-tenacity concrete. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、鉄筋コンクリート柱構造、特に、非常に大きな軸方向圧縮力を受ける鉄筋コンクリート柱の構造に関する。   The present invention relates to a reinforced concrete column structure, and more particularly to a reinforced concrete column structure that receives a very large axial compressive force.

近年、鉄筋コンクリート構造物(以下、「RC構造物」という。)の高層化、大スパン化が盛んに進められている。このようなRC構造物の下層階の柱には非常に大きな軸方向圧縮力が作用するため、設計基準強度が100N/mm2以上の高強度コンクリート(以下、「超高強度コンクリート」という。)を使用することが多くなってきている。 In recent years, reinforced concrete structures (hereinafter referred to as “RC structures”) have been actively promoted to increase the height and span. Since a very large axial compressive force acts on the lower floor pillar of such an RC structure, high strength concrete (hereinafter referred to as “ultra high strength concrete”) having a design standard strength of 100 N / mm 2 or more. There is a lot to use.

図7は、コンクリートの圧縮応力とひずみの関係を模式的に表したグラフである。
無拘束状態の超高強度コンクリートは、図7に示すように、最大圧縮強度が大きくなるほど最大圧縮応力到達後の応力低下が急激になり、小さなひずみで破壊に至る傾向がある(図7中a、b、c参照)。一方、拘束状態にある超高強度コンクリートは、最大圧縮応力到達後の応力低下がなだらかで、破壊時のひずみも大きい(図7中d参照)。このため、全体が超高強度コンクリートで作製されたRC柱(以下、「超高強度RC柱」と適宜略称する。)に非常に大きな圧縮軸力が作用している状態で、さらに地震等による水平力が作用すると、帯筋に拘束されているコアコンクリートは健全であるにもかかわらず、帯筋に拘束されていないかぶりコンクリートが、設計値よりも小さなひずみ(変形)で圧壊、剥離してしまうという超高強度RC柱特有の現象がみられる。かぶりコンクリートの圧壊、剥離は、鉄筋の耐久性、耐火性の観点から好ましくなく、超高強度コンクリートを用いているため補修も困難である。また、かぶりコンクリートが圧壊、剥離すると、RC柱の有効せいが減少し、曲げ耐力が低下してしまうという問題が生じていた。
FIG. 7 is a graph schematically showing the relationship between compressive stress and strain of concrete.
As shown in FIG. 7, the unconstrained ultra-high-strength concrete has a tendency that the stress decrease after reaching the maximum compressive stress becomes sharper as the maximum compressive strength becomes larger, and it tends to break with a small strain (a in FIG. 7). B, c). On the other hand, the ultra-high strength concrete in a restrained state has a gentle stress drop after reaching the maximum compressive stress and a large strain at the time of failure (see d in FIG. 7). For this reason, an extremely large compressive axial force is acting on an RC column made entirely of ultra high strength concrete (hereinafter abbreviated as “ultra high strength RC column” where appropriate), and further due to an earthquake or the like. When horizontal force is applied, the core concrete constrained by the reinforcing bars is healthy, but the cover concrete not constrained by the reinforcing bars collapses and peels with a strain (deformation) smaller than the design value. There is a phenomenon peculiar to ultra high strength RC pillars. The crushing and peeling of the cover concrete is not preferable from the viewpoint of the durability and fire resistance of the reinforcing bars, and repair is difficult because of the use of ultra high strength concrete. Further, when the cover concrete is crushed and peeled off, there is a problem that the effective cause of the RC column is reduced and the bending strength is lowered.

一方、従来のRC柱構造としては、内部のコンクリートに比べて表層部のコンクリートが高強度、高耐久性となっている傾斜構造コンクリート部材が考案されている(例えば特許文献1参照)。かかる傾斜構造コンクリート部材の表層部は、最大圧縮強度が100N/mm2を越え、かつ、通常の(最大圧縮強度が80N/mm2を越えない)高強度コンクリートと同程度の破壊時ひずみを有するコンクリート(以下、「超高強度高靭性コンクリート」という。(図7中d’参照))で形成されているため、局部的な衝撃によって表面部にひび割れや欠け等が生じにくい構造となっている。 On the other hand, as a conventional RC column structure, an inclined structure concrete member has been devised in which the surface layer concrete has higher strength and higher durability than the inner concrete (see, for example, Patent Document 1). The surface layer portion of such an inclined structure concrete member has a maximum compressive strength exceeding 100 N / mm 2 and a strain at the same time as that of normal high-strength concrete (the maximum compressive strength does not exceed 80 N / mm 2 ). Since it is made of concrete (hereinafter referred to as “ultra-high-strength high-toughness concrete” (see d ′ in FIG. 7)), it has a structure in which cracks, chips, etc. are unlikely to occur on the surface due to local impact. .

また、特許文献2には、繊維補強された硬化材で形成された筒状の柱用プレキャスト埋設型枠(以下、「PCa筒体」という。)が開示されている。このPCa筒体によれば、硬化材の中の繊維の作用により、PCa筒体自体が所定の引張強度やせん断強度を有することとなる。そのため、PCa筒体内部にコンクリートを打設した場合、該コンクリートは、PCa筒体が有する引張強度によって側方へのはらみ出しが拘束されて圧縮強度が増大すると共に、PCa筒体が有するせん断強度によって内部コンクリートのせん断耐力が補強される。そして、その結果、帯筋やスパイラル筋の鉄筋量を減らしたり、場合によっては省略することもできる。
特開2001−233656号公報([0008]−[0012]、[0036]) 特開平11−293764号公報([0007]−[0011]、第1図、第4図)
Patent Document 2 discloses a cylindrical column precast embedded form (hereinafter referred to as “PCa cylinder”) formed of a fiber-reinforced hardener. According to this PCa cylinder, the PCa cylinder itself has a predetermined tensile strength and shear strength by the action of the fibers in the hardened material. Therefore, when concrete is placed inside the PCa cylinder, the concrete is restrained from protruding to the side by the tensile strength of the PCa cylinder and the compressive strength is increased, and the shear strength of the PCa cylinder is increased. This reinforces the shear strength of the internal concrete. As a result, it is possible to reduce the amount of reinforcing bars of the strip or spiral muscle, or to omit it depending on circumstances.
JP 2001-233656 A ([0008]-[0012], [0036]) Japanese Patent Laid-Open No. 11-293964 ([0007]-[0011], FIGS. 1 and 4)

ところで、超高強度RC柱の地震時におけるかぶりコンクリートの圧壊、剥離は、柱の下端部付近に顕著に現れる現象であるため、柱の下端部以外のかぶりコンクリートについては超高強度高靭性コンクリートを用いて施工する必要はない。しかし、前記した特許文献1に記載されたRC柱構造は、柱の下端から上端までのかぶりコンクリートを連続した一つのPCa部材で形成するものであった。このため、下端部以外のコンクリートも超高強度高靭性コンクリート等となってしまい、材料コストが増大するという問題があった。   By the way, the crushing and peeling of the cover concrete during the earthquake of the ultra high strength RC column is a phenomenon that appears prominently near the lower end of the column. Therefore, for the cover concrete other than the lower end of the column, ultra high strength high toughness concrete is used. There is no need to use it for construction. However, the RC column structure described in Patent Document 1 described above is one in which the cover concrete from the lower end to the upper end of the column is formed by one continuous PCa member. For this reason, there is a problem that the concrete other than the lower end portion also becomes ultra-high strength and high toughness concrete and the material cost increases.

また、特許文献2に記載されたRC柱構造は、下部構造物のコンクリートを打設した後にPCa筒体を積み重ねて型枠の代わりにし、PCa筒体の中空部にコンクリートを打設する構造である。このとき、PCa筒体は、下部構造物のコンクリートの上に単に設置されるだけであるため、下部構造物のコンクリートとPCa筒体の一体性が確保されないという問題があった。   In addition, the RC column structure described in Patent Document 2 is a structure in which the concrete of the lower structure is placed and then the PCa cylinder is stacked to replace the formwork, and the concrete is placed in the hollow portion of the PCa cylinder. is there. At this time, since the PCa cylinder is simply installed on the concrete of the lower structure, there is a problem that the integrity of the concrete of the lower structure and the PCa cylinder cannot be ensured.

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、地震時のかぶりコンクリートの圧壊、剥離を防止できると共に、材料費を低減することができるRC柱構造を提供することを目的とする。
また、本発明は、下部構造物とPCa筒体の一体性を確保して、地震に強いRC柱構造を提供することを第2の目的とする。
The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide an RC column structure that can prevent crushing and peeling of cover concrete during an earthquake and reduce material costs. .
A second object of the present invention is to provide an RC column structure that is strong against earthquakes by ensuring the integrity of the lower structure and the PCa cylinder.

請求項1に係る鉄筋コンクリート柱構造は、柱の下端部のかぶりコンクリートと、その他の部分のコンクリートとが異なる配合のコンクリートで形成されている鉄筋コンクリート柱構造であって、前記下端部のかぶりコンクリートは、超高強度高靭性コンクリート製のプレキャスト筒体(以下、「PCa筒体」という。)で形成されており、前記その他の部分のコンクリートは、超高強度コンクリートで形成されていることを特徴とする。   The reinforced concrete column structure according to claim 1 is a reinforced concrete column structure formed of concrete having a different composition from the concrete covered at the lower end of the column and the concrete at the other portion, It is formed of a precast cylinder made of ultra high strength and high toughness concrete (hereinafter referred to as “PCa cylinder”), and the other parts of the concrete are formed of ultra high strength concrete. .

ここで、「超高強度コンクリート」とは、最大圧縮強度が100N/mm2を越えるコンクリートをいう。なお、表1に超高強度コンクリートの配合例を示す。また、「超高強度高靭性コンクリート」とは、最大圧縮強度が100N/mm2を越え、かつ、通常の(最大圧縮強度が80N/mm2を越えない)高強度コンクリートと同程度の破壊時ひずみを有するコンクリートをいう。 Here, “ultra-high-strength concrete” refers to concrete whose maximum compressive strength exceeds 100 N / mm 2 . Table 1 shows an example of blending ultra high strength concrete. “Ultra high strength and high toughness concrete” means that the maximum compressive strength exceeds 100 N / mm 2 and at the same time as normal high strength concrete (the maximum compressive strength does not exceed 80 N / mm 2 ). It refers to concrete with strain.

超高強度高靭性コンクリートとしては、例えば、セメントと珪石の粉末、シリカフューム、珪砂、高性能減水剤に水を単位水量(出来上がりコンクリート容積1m3当たり)として180kg程度(水/セメントの比率が22%程度)を加えた高強度コンクリート・マトリックスに、高強度鋼繊維を容積で2%程度混入して得られる圧縮強度200〜220N/mm2、曲げ強度40〜45N/mm2、付着強度10〜90N/mm2、透気係数2.5×10-182、吸水率0.05kg/m3、塩分拡散係数0.02×10-122/sec、弾性係数55KN/mm2の特性を持つ繊維補強型の超高強度高靭性コンクリート等が使用できる。 The ultra high strength and high toughness concrete, for example, powder of cement and silica, silica fume, silica sand, 180 kg of about a water unit water to superplasticizers (finished concrete volume 1 m 3 per) (water / ratio of cement 22% Compressive strength 200-220 N / mm 2 , bending strength 40-45 N / mm 2 , bond strength 10-90 N / Mm 2 , air permeability 2.5 × 10 −18 m 2 , water absorption 0.05 kg / m 3 , salt diffusion coefficient 0.02 × 10 −12 m 2 / sec, elastic coefficient 55 KN / mm 2 Fiber-reinforced ultra-high strength and high toughness concrete can be used.

Figure 2005146601
Figure 2005146601

かかる鉄筋コンクリート柱構造によれば、柱の下端部のかぶりコンクリートは、超高強度高靭性コンクリートで形成されているため、周囲を帯筋で拘束された超高強度コンクリート(図7の符号d)と同程度の耐久性を発揮することができる。また、当該下端部のかぶりコンクリートは、PCa筒体で形成されていることから、柱の下端部のかぶりコンクリート部分のみを超高強度高靭性コンクリートで形成することができる。
なお、柱の下端部のかぶりコンクリートの圧壊、剥離は、柱の下端から、柱の幅と略同程度の高さ寸法の範囲において生じることが経験的に知られており、かかる範囲を超高強度高靭性コンクリートとするのが好ましい。
According to such a reinforced concrete column structure, the cover concrete at the lower end portion of the column is formed of ultra high strength and high toughness concrete. The same level of durability can be demonstrated. Moreover, since the cover concrete of the said lower end part is formed with the PCa cylinder, only the cover concrete part of the lower end part of a pillar can be formed with ultra high strength high toughness concrete.
In addition, it is empirically known that crushing and peeling of the cover concrete at the lower end of the column occurs from the lower end of the column in a range of a height dimension substantially the same as the width of the column. It is preferable to use high-strength and tough concrete.

また、請求項2に係る鉄筋コンクリート柱構造は、請求項1に記載の鉄筋コンクリート柱構造であって、前記プレキャスト筒体の下端部は、下部構造物のコンクリートに埋め込まれていることを特徴とする。   A reinforced concrete column structure according to claim 2 is the reinforced concrete column structure according to claim 1, wherein the lower end portion of the precast cylinder is embedded in the concrete of the lower structure.

かかる構造によれば、柱の下端部に配置されたPCa筒体の下端部は、下部構造物のコンクリートに埋め込まれているため、下部構造物とPCa筒体の一体性を確保することができる。すなわち、地震時において、下部構造物のコンクリートとPCa筒体が一体的な挙動を示すため、かぶりコンクリートの剥離等に対して従来よりも耐久性の高い柱構造とすることができる。   According to such a structure, since the lower end portion of the PCa cylinder arranged at the lower end portion of the column is embedded in the concrete of the lower structure, it is possible to ensure the integrity of the lower structure and the PCa cylinder. . That is, in the event of an earthquake, the concrete of the lower structure and the PCa cylinder show an integral behavior, so that it is possible to provide a column structure that is more durable than conventional in terms of peeling off the covering concrete.

また、RC柱が構築された直下の下部構造物には、RC柱が受ける軸方向圧縮力と同等の圧縮力が作用するため、RC柱のコアコンクリートと同じく超高強度コンクリートを用いて施工する必要がある。一方、下部構造物の梁の部分は、そのような大きな軸方向圧縮力に対抗する必要がないため、RC柱のコアコンクリートよりも圧縮強度の小さいコンクリートを用いて施工するのが経済的である。そのため、梁柱接合部においてコンクリートの配合を打ち分ける必要がある。
このとき、下部構造物のコンクリートを打設する前に、梁柱接合部に組み立てられた鉄筋の上にRC柱の下端部用のPCa筒体を設置すると、コンクリート止めを設置する範囲を削減することができる。
In addition, since the compressive force equivalent to the axial compressive force received by the RC column acts on the substructure directly under the RC column, it is constructed using ultra-high strength concrete like the core concrete of the RC column. There is a need. On the other hand, the beam portion of the substructure does not need to resist such a large axial compressive force, so it is economical to use concrete with a lower compressive strength than the RC column core concrete. . Therefore, it is necessary to conclude the mixing of concrete at the beam-column joint.
At this time, if the PCa cylinder for the lower end of the RC column is installed on the reinforcing bar assembled at the beam column joint before placing the concrete of the lower structure, the range for installing the concrete stopper is reduced. be able to.

請求項1に係るRC柱構造によれば、柱の下端部のかぶりコンクリートが、超高強度高靭性コンクリートを用いて構築されているため、帯筋で拘束されたコアコンクリート部分と同程度の耐久性を発揮することができる。すなわち、帯鉄筋で拘束されたコアコンクリート部分が健全であるにもかかわらず、かぶりコンクリート部分が圧壊、剥離することを防止することができる。また、本発明に係るRC柱構造によれば、PCa筒体によって曲げ応力が集中する箇所に選択的に超高強度高靭性コンクリートを使用することができるので、かぶりコンクリートの圧壊、剥離を防止しつつ、超高強度コンクリートに比べて材料コストの高い超高強度高靭性コンクリートの使用量を少なくして、材料費の低減を図ることができる。   According to the RC column structure according to claim 1, since the cover concrete at the lower end of the column is constructed using ultra-high-strength and high-toughness concrete, it is as durable as the core concrete portion restrained by the strip. Can demonstrate its sexuality. That is, it is possible to prevent the cover concrete portion from being crushed and separated even though the core concrete portion constrained by the band reinforcing bar is healthy. Further, according to the RC column structure according to the present invention, the super high strength and toughness concrete can be selectively used at the location where the bending stress is concentrated by the PCa cylinder, so that the cover concrete is prevented from being crushed and peeled off. On the other hand, it is possible to reduce the material cost by reducing the amount of ultra-high-strength and high-toughness concrete that has higher material costs than ultra-high-strength concrete.

また、請求項2に係るRC柱構造によれば、RC柱の下端部に設置されたPCa筒体の下端部が下部構造物のコンクリートに埋め込まれているため、下部構造物のコンクリートとPCa筒体との一体性を確保することができる。また、コンクリート止めを設置する範囲が削減されることから、施工性の向上を図ることができる。   According to the RC column structure according to claim 2, since the lower end portion of the PCa cylinder installed at the lower end portion of the RC column is embedded in the concrete of the lower structure, the concrete of the lower structure and the PCa cylinder Unity with the body can be ensured. Moreover, since the range which installs a concrete stopper is reduced, workability | operativity can be improved.

<第1の実施形態>
はじめに、本発明に係る鉄筋コンクリート柱構造の第1の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。参照する図面において、図1は、第1の実施形態に係るRC柱を示す斜視図である。また、図2は、図1に示す矢視A−AにおけるRC柱の水平断面図である。
<First Embodiment>
First, a first embodiment of a reinforced concrete column structure according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings to be referred to, FIG. 1 is a perspective view showing an RC pillar according to the first embodiment. FIG. 2 is a horizontal cross-sectional view of the RC pillar taken along the line AA shown in FIG.

(RC柱10の構造)
RC柱10は、図1及び図2に示すように、主筋2aと帯筋2bからなる柱鉄筋2と、この柱鉄筋2の外周を覆うかぶりコンクリート3(3a、3b)と、かぶりコンクリート3の内側に打設充填されるコアコンクリート4とから構成されている。
(Structure of RC pillar 10)
As shown in FIGS. 1 and 2, the RC column 10 is composed of a column reinforcement 2 composed of a main reinforcement 2 a and a strip reinforcement 2 b, a cover concrete 3 (3 a, 3 b) covering the outer periphery of the column reinforcement 2, and a cover concrete 3. It is comprised from the core concrete 4 cast and filled inside.

柱鉄筋2は、RC柱10の構築位置において、柱の四隅部に対応させて立設された主筋2a、2a、・・・の周囲に、フープ状の帯筋2bが上下方向に所定間隔を空けて取り付けられて構成されている(図4参照)。   The column rebar 2 has a hoop-shaped strip 2b vertically spaced around the main bars 2a, 2a,... It is configured to be installed in a space (see FIG. 4).

かぶりコンクリート3は、図2に示すように、柱鉄筋2の外周部を囲むコンクリートである。本実施形態においては、下端部のかぶりコンクリート3aは、超高強度高靭性コンクリート製のPCa筒体30で構成されており、下端部以外のかぶりコンクリート3bは、超高強度コンクリートを用いて後記するコアコンクリート4と一体的に形成されている。すなわち、地震によってかぶりコンクリート3の圧壊、剥離が生じ易い下端部のみが、超高強度高靭性コンクリートで形成されている。   As shown in FIG. 2, the cover concrete 3 is concrete that surrounds the outer periphery of the column reinforcement 2. In the present embodiment, the cover concrete 3a at the lower end is composed of a PCa cylinder 30 made of ultra high strength and high toughness concrete, and the cover concrete 3b other than the lower end is described later using ultra high strength concrete. It is formed integrally with the core concrete 4. That is, only the lower end portion where the cover concrete 3 is likely to be crushed and peeled off by an earthquake is formed of ultra high strength and high toughness concrete.

コアコンクリート4は、かぶりコンクリート3よりも内側部分のコンクリートであり、本実施形態では超高強度コンクリートによって打設されて形成されている。コアコンクリート4及び下端部以外のかぶりコンクリート3bとして打設された超高強度コンクリートが硬化することにより、柱鉄筋2及びPCa筒体30と一体化してRC柱10が形成される。コアコンクリート4は、柱鉄筋2の帯筋2bに周囲を拘束されることにより、地震時の変形に対して脆性的な破壊を生じることがなくなり、粘り強く抵抗することができる。   The core concrete 4 is concrete on the inner side of the cover concrete 3 and is formed by being cast with ultra high strength concrete in this embodiment. The super high strength concrete cast as the cover concrete 3b other than the core concrete 4 and the lower end portion is cured, so that the RC column 10 is formed integrally with the column rebar 2 and the PCa cylinder 30. Since the core concrete 4 is constrained by the reinforcing bars 2b of the column reinforcing bars 2, the core concrete 4 does not cause brittle fracture with respect to deformation at the time of an earthquake and can resist tenaciously.

図3は、PCa筒体30を示した斜視図である。
PCa筒体30は、図3に示すように、四角筒状に形成されたプレキャストコンクリート部材であり、中空部31を有している。中空部31は上下端が開口しており、この中空部31に柱鉄筋2を挿通するようにしてRC柱10の下端部3aにPCa筒体30が設置される。
FIG. 3 is a perspective view showing the PCa cylinder 30.
As shown in FIG. 3, the PCa cylinder 30 is a precast concrete member formed in a square cylinder shape and has a hollow portion 31. The hollow portion 31 is open at the upper and lower ends, and the PCa cylinder 30 is installed at the lower end portion 3 a of the RC column 10 so that the column rebar 2 is inserted into the hollow portion 31.

PCa筒体30は、かぶりコンクリート3の圧壊、剥離を防止するため、超高強度高靭性コンクリートを用いて製造される。超高強度高靭性コンクリートは高い靭性を有することから、PCa筒体30に補強筋を配置する必要がなく、PCa筒体30の肉厚を薄くすることができる。したがって、PCa筒体30の肉厚をRC柱10の設計かぶり厚さと等しく、或いはそれよりも若干小さくすることができる。   The PCa cylinder 30 is manufactured using ultra high strength and high toughness concrete in order to prevent the cover concrete 3 from being crushed and peeled off. Since ultra high strength and high toughness concrete has high toughness, it is not necessary to arrange reinforcing bars in the PCa cylinder 30 and the thickness of the PCa cylinder 30 can be reduced. Therefore, the wall thickness of the PCa cylinder 30 can be made equal to or slightly smaller than the design cover thickness of the RC pillar 10.

なお、かぶりコンクリート3の圧壊、剥離は、RC柱10の幅と同程度の高さ寸法の範囲に生じ易いことから、PCa筒体30の高さ寸法は、RC柱10の幅と同程度の高さ寸法に形成するのが好ましい。   In addition, since the crushing and peeling of the cover concrete 3 are likely to occur in the range of the same height as the width of the RC column 10, the height of the PCa cylinder 30 is about the same as the width of the RC column 10. It is preferable to form in a height dimension.

このように、RC柱10は、下端部のかぶりコンクリート3aが超高強度高靭性コンクリート製のPCa筒体30で形成されているため、比較的小さなひずみ(変形)で地震時に下端部のかぶりコンクリート3aが圧壊、剥離することを防止できる。   Thus, the RC pillar 10 has the cover concrete 3a at the lower end formed of the PCa cylinder 30 made of ultra-high strength and high toughness concrete. Therefore, the cover concrete at the lower end at the time of an earthquake with a relatively small strain (deformation). It can prevent crushing and peeling of 3a.

(RC柱10の施工)
図4は、RC柱10の構築状況を模式的に示した斜視図である。
はじめに、プレキャスト部材作製工場或いはプレキャスト部材作製ヤードにおいて、例えば所要の寸法に形成した型枠(図示省略)に超高強度高靭性コンクリートを打設して、硬化後に脱枠することにより、PCa筒体30を作製する。
(Construction of RC pillar 10)
FIG. 4 is a perspective view schematically showing the construction status of the RC pillar 10.
First, in a precast member manufacturing factory or a precast member manufacturing yard, for example, by placing ultra-high strength and high toughness concrete on a formwork (not shown) formed to a required size and removing the frame after curing, the PCa cylinder 30 is produced.

次に、RC柱10の構築位置において、柱の四隅部に対応させて主筋2a、2a、・・・を立設して、その周囲にフープ状の帯筋2bを上下方向に所定間隔を空けて取り付けて柱鉄筋2を組み立てる。   Next, at the construction position of the RC pillar 10, the main bars 2a, 2a,... Are erected in correspondence with the four corners of the pillar, and hoop-like band bars 2b are provided at predetermined intervals in the vertical direction. Assemble and assemble the column rebar 2.

そして、図4に示すように、PCa筒体30をクレーンC等の揚重機によって吊り上げて、中空部31に柱鉄筋2を挿通するようにして、PCa筒体30をRC柱10の下端部に設置する。   Then, as shown in FIG. 4, the PCa cylinder 30 is lifted by a lifting machine such as a crane C and the column rebar 2 is inserted into the hollow portion 31, and the PCa cylinder 30 is attached to the lower end of the RC column 10. Install.

なお、PCa筒体30は、コンクリートにひび割れが生じたりしないように、部材に曲げ応力を生じさせない吊り具を用いて吊り上げるのが好ましい。このような吊り具の一例としては、図4に示すように、水平部材HTにPCa筒体30の幅と略等しい間隔を離して取り付けられた2本のワイヤWからなる吊り具等が好適である。また、このような吊り具を用いると、ワイヤWと帯筋2bが接触することなく、柱鉄筋の下端までPCa筒体30を吊り下ろすことができる。   The PCa cylinder 30 is preferably lifted using a lifting tool that does not cause bending stress on the member so that the concrete is not cracked. As an example of such a hanger, as shown in FIG. 4, a hanger made of two wires W attached to the horizontal member HT at a distance substantially equal to the width of the PCa cylinder 30 is suitable. is there. Moreover, when such a hanging tool is used, the PCa cylinder 30 can be suspended to the lower end of the column reinforcing bar without the wire W and the reinforcing bar 2b contacting each other.

つぎに、図示は省略するが、RC柱10の構築位置に設置したPCa筒体30(下端部のかぶりコンクリート3a)の上端から上方に向かって四角筒状に型枠(木製型枠等)を設置する。このとき、四角筒状の型枠の下端部が、PCa筒体30の上端部を内嵌するように設置するのが好ましい。そして、このように形成された打設空間に超高強度コンクリートを打設充填する。これにより、コアコンクリート4と下端部以外のかぶりコンクリート3bが一体的に打設される(図1参照)。これにより、下端部以外のかぶりコンクリート3bを超高強度コンクリートで製造することができると共に、超高強度高靭性コンクリート製のPCa筒体30の使用範囲を少なくして、RC柱10の製造コスト及び材料コストを低減することができる。   Next, although illustration is omitted, a formwork (wooden formwork or the like) is formed in a rectangular cylinder shape upward from the upper end of the PCa cylinder 30 (the cover concrete 3a at the lower end) installed at the construction position of the RC pillar 10. Install. At this time, it is preferable to install so that the lower end part of a square cylindrical formwork may fit the upper end part of the PCa cylinder 30 inside. Then, ultra high strength concrete is cast and filled in the casting space formed in this way. Thereby, the cover concrete 3b other than the core concrete 4 and the lower end portion is integrally placed (see FIG. 1). As a result, the cover concrete 3b other than the lower end portion can be manufactured with ultra high strength concrete, and the use range of the PCa cylinder 30 made of ultra high strength high toughness concrete can be reduced. Material costs can be reduced.

<第2の実施形態>
つぎに、請求項2に係る鉄筋コンクリート柱構造の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。参照する図面において、図5は、第2の実施形態に係るRC柱と下部構造物の断面図である。また、図6は、第2の実施形態に係るRC柱の下部構造の型枠組立状況を示す断面図である。なお、前記した第1の実施形態と同一の部材については同一の番号を付し、重複する説明は省略する。
<Second Embodiment>
Next, an embodiment of a reinforced concrete column structure according to claim 2 will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings to be referred to, FIG. 5 is a cross-sectional view of the RC pillar and the lower structure according to the second embodiment. Moreover, FIG. 6 is sectional drawing which shows the formwork assembly condition of the lower structure of RC pillar which concerns on 2nd Embodiment. In addition, the same number is attached | subjected about the same member as above-mentioned 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

(RC柱20の構造)
RC柱20は、図5に示すように、かぶりコンクリート3と、このかぶりコンクリート3に覆われたコアコンクリート4と、柱鉄筋2(図6参照)から構成されている。RC柱20は、後記する梁柱接合部Jの上に立設されている。
(Structure of RC pillar 20)
As shown in FIG. 5, the RC column 20 includes a cover concrete 3, a core concrete 4 covered with the cover concrete 3, and a column reinforcing bar 2 (see FIG. 6). The RC column 20 is erected on a beam column joint J described later.

かぶりコンクリート3の下端部は、図5に示すように、高強度高靭性コンクリート製のPCa筒体30で構成されている。また、当該下端部以外のかぶりコンクリート3は、超高強度コンクリートを用いてコアコンクリート4と一体的に打設されて形成されている。
そして、当該PCa筒体30の下端部30aは、下部構造物Dのかぶり厚さに相当する深さtだけ下部構造物Dのコンクリート中に埋設されている。これにより、PCa筒体30と下部構造物Dのコンクリートとの一体性が確保される。また、PCa筒体30がRC柱20の下端部を覆う範囲hは、RC柱20の横幅と同程度の範囲であるのが望ましい。PCa筒体30を下部構造物Dに埋設する工程については、後に詳しく説明する。
As shown in FIG. 5, the lower end portion of the cover concrete 3 is composed of a PCa cylinder 30 made of high strength and high toughness concrete. Further, the cover concrete 3 other than the lower end portion is formed by being cast integrally with the core concrete 4 using ultra high strength concrete.
And the lower end part 30a of the said PCa cylinder 30 is embed | buried in the concrete of the lower structure D only by the depth t equivalent to the cover thickness of the lower structure D. FIG. Thereby, the integrity of the PCa cylinder 30 and the concrete of the lower structure D is ensured. In addition, the range h in which the PCa cylinder 30 covers the lower end portion of the RC column 20 is preferably in the same range as the horizontal width of the RC column 20. The process of embedding the PCa cylinder 30 in the lower structure D will be described in detail later.

下部構造物Dは、RC柱20の下部に構築された構造物(構造物の一部)である。本実施形態では、下部構造物Dは、RC柱20が構築される階の下階に構築されるRC柱Qと、RC梁BL、BRと、梁柱接合部Jとから構成されている。   The lower structure D is a structure (a part of the structure) constructed at the lower part of the RC pillar 20. In the present embodiment, the lower structure D is composed of an RC column Q constructed on the lower floor of the floor on which the RC column 20 is constructed, RC beams BL and BR, and a beam column joint J.

下部構造物DのRC柱Qは、RC柱20の真下に位置し、RC柱20に作用する軸方向圧縮力を支持可能なように、RC柱20のコアコンクリートと同じく超高強度コンクリートを用いて構築されている。   The RC column Q of the lower structure D is located just below the RC column 20 and is made of ultra high strength concrete like the core concrete of the RC column 20 so that the axial compressive force acting on the RC column 20 can be supported. Is built.

一方、RC梁BL、BRは、RC柱20のように大きな軸方向圧縮力が作用しないため、超高強度コンクリートよりも圧縮強度の小さいコンクリートで構築されている。
なお、強度の強いコンクリートで施工しなければならない範囲に強度の弱いコンクリートが混入することを防止するために、RC梁BL、BRと梁柱接合部Jとの境界には必要に応じてコンクリート止め(図6参照)が設けられる。
On the other hand, the RC beams BL and BR are constructed of concrete having a compressive strength smaller than that of the ultra high strength concrete because a large axial compressive force does not act like the RC pillar 20.
In addition, in order to prevent low-strength concrete from entering the area that must be constructed with high-strength concrete, a concrete stopper is provided at the boundary between the RC beams BL and BR and the beam-column joint J as necessary. (See FIG. 6).

梁柱接合部Jは、下部構造物DにおいてRC梁BL、BRとRC柱Qが接合する部分であり、RC柱20に作用する軸方向圧縮力を支持可能なように、超高強度コンクリートを用いて構築されている。
また、RC柱20は、この梁柱接合部Jの直上に構築されており、RC柱20の下端部を構成するPCa筒体30の下端部30aは、RC柱20と梁柱接合部Jの一体性を高めるために、梁柱接合部Jのコンクリート中に埋設されている。
The beam-column joint portion J is a portion where the RC beams BL, BR and the RC column Q are joined in the lower structure D, and is made of ultra-high-strength concrete so that the axial compressive force acting on the RC column 20 can be supported. It is built using.
The RC column 20 is constructed immediately above the beam column joint J, and the lower end portion 30a of the PCa cylinder 30 constituting the lower end portion of the RC column 20 is formed between the RC column 20 and the beam column junction J. In order to improve the unity, it is embedded in the concrete of the beam-column joint J.

(RC柱20の施工)
RC柱20の施工、特に、PCa筒体30を下部構造物Dに埋設する工程について詳しく説明する。PCa筒体30は、図6に示すように、下部構造物Dのコンクリートを打設する直前の状態、すなわち、梁鉄筋BSと型枠K及び柱鉄筋2の一部を組み立てた時点で設置される。
(Construction of RC pillar 20)
The construction of the RC pillar 20, particularly the process of embedding the PCa cylinder 30 in the lower structure D will be described in detail. As shown in FIG. 6, the PCa cylinder 30 is installed just before placing the concrete of the lower structure D, that is, when the beam reinforcement BS, the formwork K, and part of the column reinforcement 2 are assembled. The

はじめに、RC柱Qの上端部までコンクリートが打設されて硬化した状態で、RC梁BL’、BR’の梁鉄筋BS(梁主筋BSa、帯筋BSb)を組み立てる。また、柱鉄筋2(主筋2a、帯筋2b)についても、必要な高さまで組み立てる。梁鉄筋BSと柱鉄筋2とは、梁柱接合部J’において交差する。   First, in the state where the concrete is cast up to the upper end portion of the RC column Q and hardened, the beam reinforcing bars BS of the RC beams BL ′ and BR ′ (beam main bars BSa and band bars BSb) are assembled. Also, the column reinforcing bars 2 (the main reinforcing bars 2a and the band reinforcing bars 2b) are also assembled to the required height. The beam reinforcement BS and the column reinforcement 2 intersect at the beam-column joint J ′.

次に、梁柱接合部J’の上部にPCa筒体30を設置する。具体的には、PCa筒体30は、鉛直方向に配筋された主筋2aを中空部31に挿通するようにして、水平方向に配筋された梁鉄筋BSの上に載置される。PCa筒体30は、コンクリートの打設時に、コンクリートの圧力によって動かないように適当な方法で固定される。   Next, the PCa cylinder 30 is installed on the upper part of the beam-column joint portion J ′. Specifically, the PCa cylinder 30 is placed on the beam reinforcing bar BS arranged in the horizontal direction so that the main reinforcing bar 2a arranged in the vertical direction is inserted into the hollow portion 31. The PCa cylinder 30 is fixed by an appropriate method so as not to move due to the pressure of the concrete when the concrete is placed.

そして、RC梁BL’、BR’の構築寸法にしたがって型枠Kを組み立てる。具体的には、RC梁BL’、BR’の下面及び側面に相当する位置に合板Gを設置し、その周囲を単管パイプPで補強する。対向する側面に設置された合板G及び単管パイプPはセパレータで連結して固定する(図示省略)。また、RC梁BL’、BR’の下部に、例えばパイプサポートPSや枠組足場等を設置して、打設されるコンクリートの重量を支持させる。   Then, the formwork K is assembled according to the construction dimensions of the RC beams BL ′ and BR ′. Specifically, the plywood G is installed at positions corresponding to the lower and side surfaces of the RC beams BL ′ and BR ′, and the periphery thereof is reinforced with a single pipe P. The plywood G and the single pipe P installed on the opposite side surfaces are connected and fixed by a separator (not shown). Further, for example, a pipe support PS or a frame scaffold is installed below the RC beams BL ′ and BR ′ to support the weight of the concrete to be placed.

次に、梁柱接合部J’とRC梁BL’、BR’との境界位置にコンクリート止めEを設置する。コンクリート止めEは、例えばエキスパンドメタルなどを加工して形成されており、RC梁BL’、BR’に打設される強度の低いコンクリートが、梁柱接合部J’に流れ込むのを防止する役割を果たす。コンクリート止めEの上端はPCa筒体30の下端に当接している。すなわち、下部構造物Dのかぶりコンクリートに相当する範囲(図5、符号t参照)では、PCa筒体30がコンクリート止めEの役割を果たしている。そのため、コンクリート止めEを削減することができる。   Next, a concrete stopper E is installed at the boundary position between the beam-column joint portion J ′ and the RC beams BL ′ and BR ′. The concrete stopper E is formed by processing expanded metal, for example, and plays a role of preventing low-strength concrete cast on the RC beams BL ′ and BR ′ from flowing into the beam-column joint J ′. Fulfill. The upper end of the concrete stopper E is in contact with the lower end of the PCa cylinder 30. That is, the PCa cylinder 30 plays the role of the concrete stopper E in the range corresponding to the cover concrete of the lower structure D (see t in FIG. 5). Therefore, the concrete stopper E can be reduced.

そして、梁柱接合部J’に超高強度コンクリートを打設し、RC梁BL’、BR’に所定の強度のコンクリートを打設する。このとき、両者の境界はコンクリート止めE及びPCa筒体30の下端部30aによって仕切られているため、配合が混ざり合うことがなく、どちらからでも打設することができる。
梁柱接合部J’のコンクリートは、RC梁BL’、BR’と同じ高さまで打設される。すなわち、PCa筒体30の内部にも所定高さまで超高強度コンクリートが打設される。これにより、PCa筒体30の下端部30aは、下部構造物Dに埋設される。
Then, ultra high strength concrete is placed in the beam-column joint J ′, and concrete having a predetermined strength is placed in the RC beams BL ′ and BR ′. At this time, since the boundary between the two is partitioned by the concrete stopper E and the lower end 30a of the PCa cylinder 30, the blending does not mix and can be driven from either side.
The concrete at the beam-column joint J ′ is driven to the same height as the RC beams BL ′ and BR ′. In other words, ultra high strength concrete is also poured into the PCa cylinder 30 to a predetermined height. As a result, the lower end 30a of the PCa cylinder 30 is embedded in the lower structure D.

以上、本発明の好適な実施形態について幾つかの例を挙げて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想を同じくする範囲において適宜変更することができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described above with some examples. However, the present invention is not limited to these, and can be appropriately changed within the scope of the same technical idea of the present invention. .

例えば、本実施形態においては、柱の平断面形状を四角形状としたが、円形状や楕円形状でもよいし、三角形、五角形、六角形等の他の多角形状であってもよい。また、PCa筒体の断面形状も、中空部を有している限り、どのような形状であってもよい。   For example, in the present embodiment, the planar cross-sectional shape of the column is a quadrangular shape, but it may be a circular shape or an elliptical shape, or may be another polygonal shape such as a triangle, pentagon, or hexagon. Further, the cross-sectional shape of the PCa cylinder may be any shape as long as it has a hollow portion.

また、超高強度高靭性コンクリート及び超高強度コンクリートの配合は、前記表1等に示したものに限られず、これと同等の性能を有する配合であれば、どのような配合のコンクリートであってもよい。   The blending of ultra-high strength and high-toughness concrete and ultra-high-strength concrete is not limited to those shown in Table 1 and the like. Also good.

また、第2の実施形態においては、下部構造物DのRC柱Qを構築した後に、RC梁BL、BRの鉄筋組み立て、PCa筒体30の設置、型枠の組み立て、を行うこととしたが、RC柱Qの鉄筋及び型枠の組み立て後にこれらの作業を行い、RC柱QとRC梁BL、BR及び梁柱接合部Jのコンクリートを同時に打設してもよい。   In the second embodiment, the RC column Q of the lower structure D is constructed, and then the RC beams BL and BR are assembled, the PCa cylinder 30 is installed, and the formwork is assembled. These operations may be performed after assembling the reinforcing bar and formwork of the RC column Q, and the RC column Q, the RC beams BL and BR, and the beam column joint J may be simultaneously placed.

第1の実施形態に係るRC柱を示す斜視図である。It is a perspective view showing RC pillar concerning a 1st embodiment. 図1に示す矢視A−AにおけるRC柱の水平断面図である。It is a horizontal sectional view of the RC pillar in the arrow AA shown in FIG. PCa筒体の構成を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the PCa cylinder. RC柱1の構築状況を模式的に示した斜視図である。It is the perspective view which showed the construction condition of RC pillar 1 typically. 第2の実施形態に係るRC柱の下端部と下部構造物を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the lower end part and lower structure of RC pillar which concern on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係るRC柱の下部構造物の型枠組立状況を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the formwork assembly condition of the lower structure of RC pillar which concerns on 2nd Embodiment. コンクリートの圧縮応力とひずみの関係を模式的に表したグラフである。3 is a graph schematically showing the relationship between compressive stress and strain of concrete.

符号の説明Explanation of symbols

10 RC柱
2 柱鉄筋
3 かぶりコンクリート
3a 下端部のかぶりコンクリート
3b 下端部以外のかぶりコンクリート
4 コアコンクリート
30 PCa筒体
10 RC pillar 2 Column reinforcement 3 Cover concrete 3a Cover concrete at lower end 3b Cover concrete other than lower end 4 Core concrete 30 PCa cylinder

Claims (2)

柱の下端部のかぶりコンクリートと、その他の部分のコンクリートとが異なる配合のコンクリートで形成されている鉄筋コンクリート柱構造であって、
前記下端部のかぶりコンクリートは、超高強度高靭性コンクリート製のプレキャスト筒体で形成されており、
前記その他の部分のコンクリートは、超高強度コンクリートで形成されていることを特徴とする鉄筋コンクリート柱構造。
It is a reinforced concrete column structure that is formed of concrete with different mix between the cover concrete at the lower end of the column and the other part concrete,
The lower end cover concrete is formed of a precast cylinder made of ultra high strength and high toughness concrete,
Reinforced concrete column structure, wherein the other portion of concrete is made of ultra high strength concrete.
前記プレキャスト筒体の下端部は、下部構造物のコンクリートに埋め込まれていることを特徴とする請求項1に記載の鉄筋コンクリート柱構造。   The reinforced concrete column structure according to claim 1, wherein a lower end portion of the precast cylinder is embedded in concrete of a lower structure.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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