JP2019124045A - 複合材、構造物、及び、複合材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このような複合材によれば、内側軸材に引張外力が作用することによる被覆材のひび割れの発生を抑制することができる。
このような複合材によれば、被覆材のひび割れを抑制でき、また、見た目を良くすることができる。
このような複合材によれば、より確実にひび割れを抑制することができる。
このような複合材によれば、被覆材のひび割れを抑制しつつ、被覆材の形成長さを増大させることができる。
このような複合材によれば、被覆材のひび割れを抑制しつつ、被覆材の形成長さを増大させることができる。
このような複合材によれば、被覆材のひび割れをさらに抑制することができる。
このような構造物によれば、鉛直方向の引張外力を受けることによる被覆材のひび割れを抑制することができる。
このような構造物によれば、水平方向の引張外力を受けることによる被覆材のひび割れを抑制することができる。
このような複合材の製造方法によれば、内側軸材に引張外力が作用することによる被覆材のひび割れの発生を抑制することができる。
このような複合材の製造方法によれば、被覆材のひび割れをさらに抑制することができる。
<<全体構成について>>
図1は、本実施形態にかかる柱20を用いた競技場1の模式図である。また、図2Aは、図1のA−A断面図であり、図2Bは、図2AのB−B断面図である。
図7Aは比較例の柱200の構成を示す図であり、図7Bは柱200に軸方向の引張外力が作用した場合の図であり、図7Cは、柱200の被覆材23が乾燥収縮した場合の図である。
軸材21は、内部が中空で断面円形の鋼製の管状部材(円形鋼管)である。
被覆材23は、コンクリートで形成されており、軸材21の外側を直接被覆している。軸材21を被覆材23で被覆することにより、耐火性の向上を図ることができる。また、型枠の内面形状によって被覆材23の表面に模様を設けることが容易であり意匠性の向上を図ることができる。
本実施形態の柱20は、図2Bに示すように、軸材21(内側軸材に相当)と、緩衝材22(引張外力低減材に相当)と、被覆材23と、ワイヤーメッシュ24(網目状部材に相当)とを備えている。
以下、図面を参照しつつ、本実施形態の柱20の製造方法について説明する。
軸材と被覆材との間に緩衝材を挿入することによる評価(付着応力度及び打継ぎ目地間隔の評価)を行った。
(試験体及び試験方法)
軸材として直径25mmの中実丸棒(丸鋼)を用いて、被覆材(コンクリート)との間に挿入する緩衝材の条件を変えた試験体を作製した。そして、各試験体において、軸材(丸鋼)を引っ張り、付着強度試験(引張試験)を実施した。緩衝材の水準を以下に示す。
・プラスチック製ダンボール(2.5mm)
・ポリエチレンシート(0.02mm、0.05mm、0.2mm)
・無し(比較例)
なお、コンクリートは、実現場で使用予定の調合に合わせたもの(設計基準強度36N/mm2)を使用した。
付着応力度試験結果を表1に示す。
ポリエチレンシートでは載荷と同時にすべりが発生した。厚さdの大きい(厚い)試験体ほど、付着応力度τが小さくなり、縁切り効果が高くなることが確認された。
コンクリートの打ち込み長さ(高さ)が大きいほど、軸材との拘束力が大きくなり、ひび割れが発生しやすくなる。このため、コンクリートに作用する力(軸材から緩衝材を介して伝達される引張外力)が、コンクリートの耐力(引張強度)よりも小さくなるように打ち込み長さを設定することが必要である。そこで、上記の付着応力度の結果を用いて、コンクリートの打継ぎ目地(目地に相当)の間隔の評価を行った。なお、打継ぎ目地は、コンクリートの継ぎ目(境界)部分の外周に形成する溝状の部位であり(図5参照)、溝内にはシーリング材等が配置される。このような打継ぎ目地を形成することで、見た目を良くすることができる。
Ph=φ×π×h×τ ・・・(1)
ここに、φ:軸材の径(mm)
h:被覆材の打継高さ(mm)
τ:付着応力度(N/mm2)
Pc=φ×π×t×ft ・・・(2)
ここに、t:被覆材の厚さ(mm)
ft:被覆材の引張強度(N/mm2)
ft=0.269fc 2/3 ・・・(3)
ft=0.269×362/3=2.93 ・・・(4)
となる。
φ×π×h×τ=φ×π×t×ft
h=t×ft/τ ・・・(5)
h=75×2.93/τ=219.8/τ ・・・(6)
となる。
すなわち、次式(7)にて評価した。
h=219.8/1.5τ ・・・(7)
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
前述の実施形態では、競技場1の柱20に本発明を適用していたが、これには限られず、他の構造物に適用してもよい。例えば、建物の柱や梁に適用してもよい。
図6に示す建物100は、鉛直方向に沿って立設された柱110と、水平方向に沿って設けられて柱110と接続された梁120を備えている。
前述の実施形態では、軸材21として中空の円形鋼管が用いられていたが、これには限られない。例えば、中実円形状のものでもよい。また、角形鋼管やH形鋼であってもよい。また、鋼以外の材料で形成されていてもよい。
また、前述の実施形態では、被覆材23はコンクリートとしていたが、これには限られない。例えば、モルタル等のセメント系硬化体で被覆してもよい。また、セメント系硬化体以外の材料(例えば、プラスチックなどの樹脂材料や、セラミックなどの無機材料)であってもよい。
3 競技フィールド
5 スタンド
10 屋根
20 柱
21 軸材(内側軸材)
22 緩衝材(引張外力低減材)
23 被覆材
24 ワイヤーメッシュ(網目状部材)
30 下部構造
40 打継ぎ目地(目地)
100 建物
110 柱
120 梁
200 柱(比較例)
Claims (10)
- 軸方向に引張外力を受ける内側軸材と、
前記内側軸材の外側を被覆する被覆材と、
前記内側軸材と前記被覆材との間に設けられて、前記内側軸材から前記被覆材への前記引張外力の伝達を抑制する引張外力低減材と、
を備えることを特徴とする複合材。 - 請求項1に記載の複合材であって、
前記被覆材は、前記軸方向に複数回形成されており、
隣接する前記被覆材の境界部分の外周には目地が設けられている、
ことを特徴とする複合材。 - 請求項2に記載の複合材であって、
前記引張外力低減材によって低減された前記引張外力が、前記被覆材の引張強度未満となるように、前記目地の間隔が設定されている、
ことを特徴とする複合材。 - 請求項3に記載の複合材であって、
前記内側軸材と前記引張外力低減材との付着応力度、又は、前記引張外力低減材と前記被覆材との付着応力度の何れか低い方の値が小さいほど、前記目地の間隔が大きい、
ことを特徴とする複合材。 - 請求項4に記載の複合材であって、
前記内側軸材と前記引張外力低減材との付着応力度、又は、前記引張外力低減材と前記被覆材との付着応力度の何れか低い方の値が、0.02N/mm2以上、0.06N/mm2以下である、
ことを特徴とする複合材。 - 請求項1乃至請求項5の何れかに記載の複合材であって、
前記被覆材の内部に、網目状部材が埋め込まれている、
ことを特徴とする複合材。 - 請求項1乃至請求項6の何れかに記載の複合材を柱に適用した、
ことを特徴とする構造物。 - 請求項1乃至請求項6の何れかに記載の複合材を梁に適用した、
ことを特徴とする構造物。 - 軸方向に引張外力を受ける内側軸材と、前記内側軸材の外側を被覆する被覆材と、前記内側軸材と前記被覆材との間に設けられて、前記内側軸材から前記被覆材への前記引張外力の伝達を抑制する引張外力低減材と、を備える複合材の製造方法であって、
前記内側軸材を設置する工程と、
前記内側軸材の外側に前記引張外力低減材を設ける工程と、
前記引張外力低減材の外側に型枠を設置する工程と、
前記引張外力低減材と前記型枠との間に、前記被覆材を打設する工程と、
を有することを特徴とする複合材の製造方法。 - 請求項9に記載の複合材の製造方法であって、
前記被覆材を打設する工程よりも前に、前記引張外力低減材と前記型枠との間の位置に、網目状部材を設置する工程をさらに有する、
ことを特徴とする複合材の製造方法。
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---|---|---|---|---|
JPS57201467A (en) * | 1981-06-02 | 1982-12-09 | Kajima Corp | Cleaning of concrete cast splice part |
JPH0340417U (ja) * | 1989-08-31 | 1991-04-18 | ||
JP2009150166A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Nippon Concrete Ind Co Ltd | コンクリート複合製品 |
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- 2018-01-16 JP JP2018005112A patent/JP7067074B2/ja active Active
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