JP2006265960A - Construction method of steel concrete composite structure - Google Patents
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本発明は、例えば、壁、床、屋根(天井)、柱、梁などに使用される鋼コンクリート合成構造の構築方法に関する。 The present invention relates to a method for constructing a steel-concrete composite structure used for, for example, walls, floors, roofs (ceilings), columns, beams and the like.
従来、対向して配置された鋼板の間にコンクリートを打設してなる鋼コンクリート合成構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a steel-concrete composite structure in which concrete is placed between steel plates arranged to face each other is known (see, for example, Patent Document 1).
このような鋼コンクリート合成構造は、一対の鋼板を対峙させてなる鋼殻ユニットを工場等で製作しておき、現場において複数の鋼殻ユニットを連設したうえで、一対の鋼板の間にコンクリートを打設するという手順により構築される。なお、隣り合う鋼殻ユニットは、その鋼板同士を突き合わせたうえで、この突合せ部分に沿って切れ目なく溶接を行うことによって接合されるが、鋼板の厚さが大きいが故に、複数回に亘って溶接を行う必要がある。つまり、鋼板同士の突合せ部分には、その厚さ方向に複数層の溶接ビードが形成されることとなる。 In such a steel-concrete composite structure, a steel shell unit formed by facing a pair of steel plates is manufactured in a factory or the like, and a plurality of steel shell units are connected on site, and then the concrete is placed between the pair of steel plates. It is constructed by the procedure of placing. Adjacent steel shell units are joined by abutting the steel plates together and then performing welding without a break along the abutted portion. It is necessary to perform welding. That is, a plurality of layers of weld beads are formed in the thickness direction at the butt portion between the steel plates.
ところが、鋼板同士の突合せ部分の溶接をコンクリートの打設前(硬化前)に完了してしまうと、溶接熱によって鋼板の突合せ部分に変形が生じてしまうという問題がある。 However, if the welding of the butt portion between the steel plates is completed before the concrete is placed (before hardening), there is a problem that the butt portion of the steel plate is deformed by the welding heat.
なお、このような問題は、鋼殻ユニットを使用しない場合(すなわち、複数の鋼板を現場において建て込む場合)にも共通して当てはまる問題であり、さらには、鋼板がコンクリートの片面のみに配置される所謂オープンサンドイッチタイプの鋼コンクリート合成構造を構築する場合にも共通して当てはまる問題である。 Such a problem is also a problem that applies in common even when the steel shell unit is not used (that is, when a plurality of steel plates are built on site), and further, the steel plates are arranged only on one side of the concrete. This is also a problem that applies to the construction of a so-called open sandwich type steel-concrete composite structure.
このような観点から、本発明は、鋼材の突合せ部分に溶接熱による変形が生じ難い鋼コンクリート合成構造の構築方法を提供することを課題とする。 From such a viewpoint, an object of the present invention is to provide a method for constructing a steel concrete composite structure in which deformation due to welding heat hardly occurs in a butt portion of steel materials.
本発明は、互いに接合された複数の鋼材の一面側にコンクリートを打設してなり、かつ、隣り合う前記鋼材同士の突合せ部分に沿って複数層の溶接ビードを有する鋼コンクリート合成構造を構築する方法であって、隣り合う鋼材同士の突合せ部分に沿って少なくとも一層の溶接ビードを形成して、隣り合う前記鋼材を接合しつつ前記突合せ部分の隙間を閉塞する第一の溶接工程と、前記鋼材の一面側にコンクリートを打設するコンクリート打設工程と、前記コンクリートが硬化した後に、前記鋼材の他面側から残りの溶接ビードを形成する第二の溶接工程と、を備えることを特徴とする。 The present invention constructs a steel-concrete composite structure in which concrete is cast on one surface side of a plurality of steel materials joined together and has a plurality of layers of weld beads along the abutting portion between the adjacent steel materials. A first welding step in which at least one weld bead is formed along a butt portion between adjacent steel materials, and the gap between the butt portions is closed while joining the adjacent steel materials; and the steel material A concrete placing process for placing concrete on one surface side of the steel sheet, and a second welding process for forming a remaining weld bead from the other surface side of the steel material after the concrete is hardened. .
本発明は、隣り合う鋼材同士の突合せ部分に沿って形成される複数層の溶接ビードのうちの何層かをコンクリートの打設前に形成し、残りをコンクリートの硬化後に形成するところに特徴がある。コンクリートが硬化して鋼材と一体になると、硬化したコンクリートによって鋼材が拘束されるので、第二の溶接工程において溶接による入熱があっても、鋼材に変形が生じ難い。つまり、本発明によれば、コンクリートによる拘束がない状態で突合せ部分の溶接を完了する従来の鋼コンクリート合成構造の構築方法の場合よりも、ひずみの少ない鋼コンクリート合成構造を構築することが可能となり、その結果、塗装仕上等に適用し得る平滑な表面を実現することができる。 The present invention is characterized in that several layers of a plurality of layers of weld beads formed along butted portions between adjacent steel materials are formed before placing concrete and the rest are formed after hardening of the concrete. is there. When the concrete is hardened and united with the steel material, the steel material is restrained by the hardened concrete. Therefore, even if there is heat input due to welding in the second welding process, the steel material is hardly deformed. That is, according to the present invention, it is possible to construct a steel-concrete composite structure with less strain than in the case of a conventional method for constructing a steel-concrete composite structure in which welding of a butt portion is completed without being restricted by concrete. As a result, it is possible to realize a smooth surface that can be applied to paint finishing or the like.
なお、本発明に係る鋼コンクリート合成構造は、複数の板状の鋼材(鋼板)を幅方向や縦(高さ)方向に突き合わせて壁や床などの面状な構造物を構築する場合だけでなく、複数の板状の鋼材(鋼板)を所定の角度(例えば90度)をなすように突き合せて柱や梁などの棒状の構造物を構築する場合にも適用することができ、さらには、複数の管状の鋼材(鋼管)をその長手方向に突き合わせて連設し、鋼管の内部にコンクリートを打設して杭や柱を構築する場合にも適用することができる。 The steel-concrete composite structure according to the present invention is used only when a planar structure such as a wall or floor is constructed by abutting a plurality of plate-shaped steel materials (steel plates) in the width direction or the vertical (height) direction. It can also be applied to constructing a rod-like structure such as a column or a beam by butting a plurality of plate-shaped steel materials (steel plates) so as to form a predetermined angle (for example, 90 degrees), Further, the present invention can also be applied to a case where a plurality of tubular steel materials (steel pipes) are continuously arranged in contact with each other in the longitudinal direction and concrete is placed inside the steel pipe to construct a pile or a column.
また、コンクリートは、粗骨材を含んでいるものだけでなく、粗骨材を含んでいないもの(モルタル)であってもよい。また、コンクリートには、鉄筋等を埋設してもよい。 Moreover, the concrete may include not only coarse aggregates but also coarse aggregates (mortar). Moreover, you may embed a reinforcing bar etc. in concrete.
本発明のような手順で鋼コンクリート構造を構築すると、鋼材の突合せ部分において溶接熱による変形が小さい鋼コンクリート合成構造を得ることが可能となる。 When a steel concrete structure is constructed according to the procedure of the present invention, it is possible to obtain a steel concrete composite structure in which the deformation due to welding heat is small at the butt portion of the steel material.
以下、本発明に係る鋼コンクリート合成構造(以下、単に「合成構造」という。)を実施するための最良の形態を、添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下では、合成構造を「壁」に適用した場合を例示するが、床、屋根(天井)、柱、梁などの建築構造物の躯体のほか、道路床版、橋脚、沈埋トンネルの函体、シールドトンネルのセグメントなどの土木構造物の躯体に適用可能であることは言うまでもない。 Hereinafter, the best mode for carrying out a steel-concrete composite structure (hereinafter simply referred to as “composite structure”) according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following, the case where the composite structure is applied to a “wall” is illustrated, but in addition to the frame of a building structure such as a floor, roof (ceiling), pillar, beam, etc., a road floor slab, a bridge pier, and a buried tunnel Needless to say, the present invention can be applied to a structure of a civil engineering structure such as a body or a segment of a shield tunnel.
本実施形態に係る合成構造は、図1の(a)に示すように、互いに接合された複数の板状の鋼材(以下、「鋼板」という。)1,1,…の一面側(内面1a側)にコンクリート2を打設してなり、かつ、図1の(b)に示すように、隣り合う鋼板1,1同士の突合せ部分に沿って複数層(本実施形態では、三層)の溶接ビード31,32,33を有している。
As shown in FIG. 1A, the composite structure according to the present embodiment has a plurality of plate-shaped steel materials (hereinafter referred to as “steel plates”) 1, 1,. 1), and a plurality of layers (in this embodiment, three layers) along the abutting portion between the
なお、本実施形態に係る合成構造は、コンクリート2の両面に鋼板1が付着された所謂フルサンドイッチタイプの合成構造である。
The composite structure according to this embodiment is a so-called full sandwich type composite structure in which the
鋼板1は、鉄を主成分とする板材やアルミニウム合金製の板材からなり、その内面1a(コンクリート2との付着面)には、複数のシアコネクタ11,11,…が固着されている。シアコネクタ11は、軸部の一端に頭部が形成された鋼製の頭付きスタッドからなり、スタッド溶接等により鋼板1の内面1aに固着されている。なお、鋼板1の小口(開先)の形状は、特に限定されることはないが、例えば、他の鋼板1の縁端と突き合わせたときの形状が、I形、V形、U形等になるように成形することができる。
The
コンクリート2は、セメントと骨材(細骨材、粗骨材)と水とを主成分とするものであるが、高炉スラグ、フライアッシュ、鋼繊維などの混和材料、減水剤や流動化剤などの混和剤を混練してもよいことは言うまでもない。なお、コンクリート2は、粗骨材が含まれていないモルタルであってもよい。
Concrete 2 is mainly composed of cement, aggregate (fine aggregate, coarse aggregate) and water, but admixtures such as blast furnace slag, fly ash, steel fiber, water reducing agent, fluidizing agent, etc. It goes without saying that these admixtures may be kneaded. The
溶接ビード31,32,33は、鋼板1の厚さ方向に積層されている。三層の溶接ビード31,32,33のうち、鋼板1の内面1a側(コンクリート2との付着面側)に形成された溶接ビード31は、コンクリート2を打設する前に形成されたものであり、溶接ビード31上に形成された残りの溶接ビード32,33は、コンクリート2を打設した後に形成されたものである。
The
次に、合成構造の構築方法を詳細に説明する。なお、本実施形態では、図2に示すように、一対の鋼板1,1を対峙させてなる鋼殻ユニットUを工場等で製作しておく場合を例示する。なお、鋼板1には、シアコネクタ11,11,…が固着されている。
Next, a method for constructing a synthetic structure will be described in detail. In addition, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the case where the steel shell unit U formed by facing a pair of
<建込み工程>
まず、現場において複数の鋼殻ユニットU,U,…を連設し、幅方向あるいは高さ(縦)方向に隣り合う鋼板1,1を突き合わせる。
<Building process>
First, a plurality of steel shell units U, U,... Are connected at the site, and the
<第一の溶接工程>
次に、図3の(a)に示すように、隣り合う鋼板1,1の突合せ部分に沿って一層目となる溶接ビード31(図3の(b)参照)を形成して、隣り合う鋼板1,1を接合しつつ突合せ部分の隙間を閉塞する。より詳細には、図3の(b)に示すように、鋼板1,1の突合せ部分に、その一面側(内面1a側)から裏当材12をあてがったうえで、鋼板1の他面側(外面1b側)から鋼板1の板厚の3分の1程度の厚さとなるように溶接を行って、溶接ビード31を形成する。
<First welding process>
Next, as shown in FIG. 3 (a), a weld bead 31 (see FIG. 3 (b)), which is the first layer, is formed along the abutting portion of the
<コンクリート打設工程>
続いて、図4に示すように、鋼板1の内面1a側にコンクリート2を打設する。本実施形態では、対向する一対の鋼板1,1間にフレッシュなコンクリート2を打設して、鋼板1,1間にある空間を密実にする。
<Concrete placing process>
Subsequently, as shown in FIG. 4,
<第二の溶接工程>
そして、図5の(a)に示すように、コンクリート2が硬化した後に、鋼板1の外面1b側から残りの溶接ビード32,33を形成する。より詳細には、図5の(b)に示すように、鋼板1,1の突合せ部分において、一層目の溶接ビード31の外面に鋼板1の板厚の3分の1程度の厚さとなるように鋼板1の外面1b側から溶接を行って二層目の溶接ビード32を形成し、さらに、二層目の溶接ビード32の外面に鋼板1の板厚の3分の1程度の厚さとなるように鋼板1の外面1b側から溶接を行って三層目の溶接ビード33を形成する。
<Second welding process>
Then, as shown in FIG. 5A, after the
以上説明したように、隣り合う鋼板1,1の突合せ部分に沿って形成される複数層の溶接ビード31,32,33のうちの何層か(本実施形態では1層)をコンクリートの打設前に形成し、残りをコンクリート2の硬化後に形成すると、コンクリートによる拘束がない状態で突合せ部分の溶接を完了する従来の鋼コンクリート合成構造の構築方法の場合よりも、ひずみの少ない合成構造を構築することが可能となり、その結果、塗装仕上等に適用し得る平滑な表面を実現することができる。つまり、コンクリート2が硬化して鋼板1と一体になると、硬化したコンクリート2によって鋼板1が拘束されるので、第二の溶接工程において溶接による入熱があっても、鋼板1に変形が生じ難い。
As described above, several layers (in this embodiment, one layer) of the multiple layers of
なお、本実施形態では、鋼板1,1の突合せ部分に三層の溶接ビード31,32,33を形成したが、これに限定されることはなく、図示は省略するが、二層の溶接ビードを形成してもよいし、四層以上の溶接ビードを形成してもよい。
In the present embodiment, the three layers of
また、本実施形態では、コンクリート2の打設前に一層の溶接ビード31を形成し、コンクリート2の硬化後に残り二層の溶接ビード32,33を形成したが、これに限定されることはなく、コンクリート2の打設前に二層の溶接ビード31,32を形成し、コンクリート2の硬化後に残り一層の溶接ビード33を形成してもよい。なお、図示は省略するが、四層以上の溶接ビードを形成する場合には、コンクリート2の打設前に少なくとも一層の溶接ビードを形成し、コンクリート2の硬化後に残りの溶接ビードを形成すればよい。コンクリート2の打設前に何層の溶接ビードを形成するかは、鋼板1の板厚やコンクリート2の側圧の大きさなどを考慮して決定すればよい。
In the present embodiment, one layer of
なお、本実施形態では、コンクリート2の両面のそれぞれに複数の鋼板1,1,…が連設されてなるフルサンドイッチタイプの合成構造を例示したが、これに限定されることはなく、図示は省略するが、コンクリート2の片面のみに複数の鋼板が連設されてなるオープンサンドイッチタイプの合成構造を構築する場合にも、前記した構築方法を適用することができる。
In this embodiment, a full sandwich type composite structure in which a plurality of
1 鋼板
2 コンクリート
31,32,33 溶接ビード
1
Claims (1)
隣り合う鋼材同士の突合せ部分に沿って少なくとも一層の溶接ビードを形成して、隣り合う前記鋼材を接合しつつ前記突合せ部分の隙間を閉塞する第一の溶接工程と、
前記鋼材の一面側にコンクリートを打設するコンクリート打設工程と、
前記コンクリートが硬化した後に、前記鋼材の他面側から残りの溶接ビードを形成する第二の溶接工程と、を備えることを特徴とする鋼コンクリート合成構造の構築方法。 A method of constructing a steel-concrete composite structure in which concrete is cast on one side of a plurality of steel materials joined to each other and having a plurality of layers of weld beads along the abutting portion between the adjacent steel materials. ,
A first welding step of forming at least one weld bead along the abutting portion between adjacent steel materials, and closing the gap between the abutting portions while joining the adjacent steel materials;
A concrete placing step of placing concrete on one side of the steel material;
And a second welding step of forming a remaining weld bead from the other surface side of the steel material after the concrete is hardened.
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