JP2766854B2 - Concrete structure - Google Patents

Concrete structure

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    • C04B24/26Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、土木構造物や建築構造物等のコンクリート
構造物に関する。
The present invention relates to a concrete structure such as a civil engineering structure or a building structure.

(ロ)従来技術 従来、土木、建築分野におけるコンクリート構造物に
おいて、構造物の要部に耐震壁を設けたものがある。か
かる耐震壁は、通常、内部に補強鉄筋や補強鉄骨を配筋
した厚肉のコンクリート板からなり、垂直方向に伸延す
る柱と水平方向に伸延する梁とを組み合わせて形成した
矩形空間内に嵌め込むことによって、コンクリート構造
物に取付けられる。
(B) Conventional technology Conventionally, in concrete structures in the fields of civil engineering and construction, there is a concrete structure provided with an earthquake-resistant wall at a main part of the structure. Such a seismic wall is usually made of a thick concrete plate with reinforcing steel bars and reinforcing steel frames inside, and is fitted in a rectangular space formed by combining columns extending vertically and beams extending horizontally. By mounting, it is attached to a concrete structure.

また、かかる構成によって、コンクリート構造物に、
水平左右・前後方向あるいは垂直方向の地震力がかかっ
た場合であっても、柱や梁と協働して、コンクリート構
造物の倒壊を防止することができる。
In addition, with such a configuration,
Even in the case where horizontal, horizontal, front-rear or vertical seismic force is applied, the collapse of the concrete structure can be prevented in cooperation with the columns and beams.

(ハ)発明が解決しようとする問題点 しかし、かかる耐震壁については、最大応力以後の耐
力低下が著しい等、靭性と柔軟性に問題があり、梁や柱
の変形に耐震壁が追随できず、ひび割れを生じ、ひいて
は、耐震壁としての機能を著しく減殺することになって
いた。
(C) Problems to be solved by the invention However, such earthquake-resistant walls have problems in toughness and flexibility, such as a marked decrease in proof stress after the maximum stress, and the earthquake-resistant walls cannot follow the deformation of beams and columns. , Causing cracks and, consequently, severely diminishing its function as a shear wall.

本発明は、上記問題点を解決することができるコンク
リート構造物を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a concrete structure that can solve the above problems.

(ニ)問題点を解決するための手段 本発明は、要部に耐震壁を具備するコンクリート構造
物において、同耐震壁の少なくとも一部を、表面に接着
層を形成した補強用鉄筋又は補強鉄骨を配筋埋設した補
強用コンクリート部によって形成するとともに、同補強
用コンクリート部と前記接着層とを、アクリル酸エステ
ル共重合体を主成分とする複合ポリマーエマルジョンを
酸化珪素、酸化カルシウム、酸化鉄を主成分とした主
剤、又はセメント、砂、砂利を主成分としたコンクリー
トに混合して生成し、しかも、接着層における複合ポリ
マーエマルジョンの主剤又はコンクリートに対する混合
割合を、補強用コンクリート部における複合ポリマーエ
マルジョンの主剤又はコンクリートに対する混合割合よ
りも高いものとしたことを特徴とするコンクリート構造
物に係るものである。
(D) Means for Solving the Problems The present invention relates to a concrete structure having an earthquake-resistant wall in a main part, at least a part of the earthquake-resistant wall is replaced with a reinforcing steel bar or a reinforcing steel frame having an adhesive layer formed on the surface. Is formed by a reinforcing concrete part embedded with reinforcement, and the reinforcing concrete part and the adhesive layer are formed by mixing a composite polymer emulsion containing an acrylate ester copolymer as a main component with silicon oxide, calcium oxide, and iron oxide. It is produced by mixing with the main component as the main component, or concrete containing cement, sand or gravel as the main component, and the mixing ratio of the composite polymer emulsion in the adhesive layer with respect to the main component or concrete is determined as the composite polymer emulsion in the concrete portion for reinforcement. The mixing ratio is higher than the mixing ratio to the main agent or concrete. It relates to a cleat structure.

また、本発明は、補強用コンクリート部は耐震壁の周
辺に形成したこと、耐震壁を全て補強用コンクリート部
としたことにも特徴を有する。
The present invention is also characterized in that the reinforcing concrete portion is formed around the earthquake-resistant wall, and that the entire earthquake-resistant wall is formed as the reinforcing concrete portion.

(ホ)作用及び効果 上記構成を有することによって、本発明は、以下の作
用及び効果を奏する。
(E) Function and effect With the above configuration, the present invention has the following function and effect.

耐震壁の少なくとも一部を、表面に接着層を形成した
補強用鉄筋又は補強鉄骨を配筋埋設した補強用コンクリ
ート部によって形成するとともに、同補強用コンクリー
ト部と前記接着層とを、アクリル酸エステル共重合体を
主成分とする複合ポリマーエマルジョンを酸化珪素、酸
化カルシウム、酸化鉄を主成分とした主剤、又はセメン
ト、砂、砂利を主成分としたコンクリートに混合して生
成し、しかも、接着層における複合ポリマーエマルジョ
ンの主剤又はコンクリートに対する混合割合を、補強用
コンクリート部における複合ポリマーエマルジョンの主
剤又はコンクリートに対する混合割合よりも高いものと
したことにより、耐震壁に靭性と柔軟性を付与すること
ができ、さらに、コンクリート部と補強鉄筋又は補強鉄
骨との接着強度が増強されて一層の信頼性を有するコン
クリート構造物とすることができる。
At least a part of the earthquake-resistant wall is formed by a reinforcing steel having an adhesive layer formed on its surface or a reinforcing concrete part having reinforcing steel laid therein, and the reinforcing concrete part and the adhesive layer are formed by acrylic ester. A composite polymer emulsion containing a copolymer as a main component is formed by mixing it with a main component containing silicon oxide, calcium oxide, or iron oxide as a main component, or concrete containing cement, sand, or gravel as a main component. By setting the mixing ratio of the composite polymer emulsion to the main agent or concrete in the above to be higher than the mixing ratio of the composite polymer emulsion to the main agent or concrete in the reinforcing concrete portion, it is possible to impart toughness and flexibility to the earthquake-resistant wall. In addition, the adhesive strength between the concrete part and the reinforcing steel It has been able to further concrete structure having reliability.

従って、地震力その他の荷重により柱や梁からなるコ
ンクリート構造物が変位しても、耐震壁はその動きに容
易に追随して、耐震壁へのひび割れや崩壊を防止するこ
とができ、耐震壁としての機能、即ち、コンクリート構
造物の倒壊防止機能を長年月にわたって保持することが
できる。
Therefore, even if the concrete structure consisting of columns and beams is displaced by seismic force or other loads, the earthquake-resistant wall can easily follow its movement, preventing cracking and collapse of the earthquake-resistant wall. , That is, the function of preventing the concrete structure from collapsing can be maintained for many months.

(ヘ)実施例 以下、添付図に示す実施例に基づいて、本発明を詳説
する。
(F) Embodiment Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the accompanying drawings.

第1図及び第2図に、コンクリート構造物の一形態と
しての高層建築物Aを示しており、同建築物Aは、その
基本的骨組みを、多数の垂直方向の柱10と多数の水平方
向の梁11とから形成している。
FIGS. 1 and 2 show a high-rise building A as one form of concrete structure, the basic structure of which comprises a number of vertical columns 10 and a number of horizontal columns. And the beam 11.

また、同高層建築物Aは、第2図に示すように、その
要部(本実施例では、その中央部)に、耐震壁構造Bを
具備している。
Further, as shown in FIG. 2, the high-rise building A is provided with an earthquake-resistant wall structure B at a main portion thereof (in the present embodiment, at a central portion thereof).

そして、かかる耐震壁構造Bは、第2図〜第4図に示
すように、高層建築物Aの中央部の4隅に立設した4本
の柱10と、同柱10の上端同士及び下端同士を連結すべく
水平方向に延設し、平面視で矩形枠を形成する四本の梁
11と、左右若しくは前後柱10,10と上下梁11,11とで区画
される空間に嵌め込まれ上記柱10,10及び梁11,11と一体
化する4個の耐震壁12とから形成される。
As shown in FIGS. 2 to 4, the earthquake-resistant wall structure B includes four pillars 10 erected at four corners at the center of a high-rise building A, and upper ends of the pillars 10 and lower ends thereof. Four beams extending horizontally to connect each other and forming a rectangular frame in plan view
11 and four earthquake-resistant walls 12 fitted into the space defined by the left and right or front and rear columns 10, 10 and the upper and lower beams 11, 11, and integrated with the columns 10, 10 and the beams 11, 11 .

上記構成において、本実施例は、第3図に示すよう
に、上記耐震壁12の少なくとも一部を補強用コンクリー
ト部Cによって形成し、同補強用コンクリート部Cを、
アクリル酸エステル共重合体を主成分とする複合ポリマ
ーエマルジョンを酸化珪素、酸化カルシウム、酸化鉄を
主成分とした主剤またはセメント、砂、砂利を主成分と
したコンクリートに混合して生成し、かつ、内部に補強
鉄筋又は補強鉄骨を配筋して形成したことを特徴とす
る。
In the above configuration, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, at least a part of the earthquake-resistant wall 12 is formed by a reinforcing concrete part C, and the reinforcing concrete part C is
A composite polymer emulsion mainly composed of an acrylate copolymer is formed by mixing silicon oxide, calcium oxide, a main ingredient mainly composed of iron oxide or cement, sand, concrete mainly composed of gravel, and It is characterized in that it is formed by arranging reinforcing steel or reinforcing steel inside.

即ち、第3図において、耐震壁12は、矩形形状を有す
る通常のコンクリート製の中央部Dの廻りに補強用コン
クリート部Cを形成している。
That is, in FIG. 3, the earthquake-resistant wall 12 forms a reinforcing concrete portion C around a central portion D made of a normal concrete having a rectangular shape.

しかし、補強用コンクリート部Cは、耐震壁12の全体
とすることもできる。
However, the reinforcing concrete portion C may be the whole of the shear wall 12.

ここに、補強用コンクリート部Cを形成する組成成分
である複合ポリマーエマルジョンとは、例えば、特願昭
57−33499号や特願昭59−92112号において開示したもの
とすることができる。
Here, the composite polymer emulsion which is a composition component forming the concrete part C for reinforcement is described in, for example,
57-33499 and Japanese Patent Application No. 59-92112.

かかる複合ポリマーエマルジョンの配合例を2例挙げ
ると、 例1) (重量) カルボキシ変性スチレンブタジエン 13% メタクリル酸シクロヘキシルースチレン共重合体 56% 脂肪酸ソーダ石鹸 1% 水 30% 例2) (重量) カルボキシ変性スチレンブタジエン 13% スチレン 28% メタクリル酸シクロヘキシル 28% 脂肪酸ソーダ石鹸 1% 水 30% また、上記複合ポリマーエマルジョンに混合する主剤
は以下の成分構成を有するものとすることができる。
Two examples of the composition of such a composite polymer emulsion are as follows: Example 1) (weight) carboxy-modified styrene butadiene 13% cyclohexyl styrene methacrylate copolymer 56% fatty acid soda soap 1% water 30% Example 2) (weight) carboxy Modified styrene butadiene 13% Styrene 28% Cyclohexyl methacrylate 28% Fatty acid soda soap 1% Water 30% In addition, the main component to be mixed with the composite polymer emulsion may have the following components.

(重量%) 白色セメント 28.0% 珪砂(SiO2) 71.0% 鉄粉(Fe2O3) 0.2% 亜鉛華(ZnO) 0.1% チタン白(TiO2) 0.1% グリシン他 0.6% であり、上記白色セメントの成分重量比は、 (重量%) CaO 65.4% SiO2 23.1% 鉄粉(Fe2O3) 0.2% Igloss 2.7% Insol 0.2% Al2O3 4.3% MgO 0.6% SO3 2.8% その他 0.7% であり、この白色セメントに代えて、ポルトランドセメ
ントを用いることができる。
(Wt%) White cement 28.0% Silica sand (SiO 2 ) 71.0% Iron powder (Fe 2 O 3 ) 0.2% Zinc white (ZnO) 0.1% Titanium white (TiO 2 ) 0.1% Glycine and other 0.6% component weight ratio of (weight%) CaO 65.4% SiO 2 23.1 % iron powder (Fe 2 O 3) 0.2% Igloss 2.7% insol 0.2% Al 2 O 3 4.3% MgO 0.6% SO 3 2.8% other 0.7% Yes, Portland cement can be used in place of this white cement.

なお、上記補強用コンクリート部Cを形成する主剤と
複合ポリマーエマルジョンの混合割合は、6〜20:1とす
るのが好ましい。
In addition, the mixing ratio of the main agent and the composite polymer emulsion forming the reinforcing concrete portion C is preferably 6 to 20: 1.

そして、かかる複合ポリマーエマルジョンと主剤とか
らなる補強用コンクリート部Cは、優れた物理及び化学
特性を有するものであり、以下の効果を得ることができ
る。
The reinforcing concrete portion C composed of the composite polymer emulsion and the main component has excellent physical and chemical properties, and can obtain the following effects.

即ち、主剤やコンクリート中に、高い付着力、引張強
度、曲げ強度を有するアクリル酸エステル共重合体を主
成分とする複合ポリマーエマルジョンを混合して耐震壁
12の一部である補強用コンクリート部Cを形成したの
で、耐震壁12に十分な靭性と柔軟性を付与することがで
きる。
That is, a composite polymer emulsion containing an acrylic ester copolymer having high adhesive strength, tensile strength, and bending strength as a main component is mixed with a base material or concrete, and the earthquake-resistant wall is mixed.
Since the reinforcing concrete portion C, which is a part of the concrete wall 12, is formed, the tough wall 12 can be given sufficient toughness and flexibility.

従って、地震力その他の荷重により、コンクリート部
材等である柱10や梁11からなる高層建築物Aが変位して
も、耐震壁12は、その動きに容易に追随しつつ、地震力
その他のエネルギを吸収して、耐震壁12のひび割れを防
止することができ、ひいては、長年月にわたって、高層
建築物A等のコンクリート構造物の倒壊を防止すること
ができる。
Therefore, even if the high-rise building A composed of the pillars 10 and the beams 11 such as concrete members is displaced by seismic force or other load, the seismic wall 12 easily follows the movement, and Can be absorbed to prevent the earthquake-resistant wall 12 from cracking, which can prevent a concrete structure such as a high-rise building A from collapsing for many months.

また、第5図に、本実施例に係る変容例を示してお
り、図示するように、耐震壁12を囲繞する柱10及び梁11
の隅部Eも、同様に、主剤やコンクリート中に、高い付
着力、引張強度、曲げ強度を有するアクリル酸エステル
共重合体を主成分とする複合ポリマーエマルジョンを混
合することによって形成している。
FIG. 5 shows a modified example according to this embodiment. As shown in FIG. 5, the columns 10 and the beams 11 surrounding the earthquake-resistant wall 12 are shown.
Similarly, the corner E is formed by mixing a composite polymer emulsion mainly composed of an acrylate ester copolymer having high adhesive strength, tensile strength and bending strength in a base material or concrete.

従って、耐震壁12を囲繞する柱10及び梁11も、上記し
た耐震壁12と同様に十分な靭性と柔軟性を有することが
でき、耐震壁12と協働して、さらに高層建築物A等のコ
ンクリート構造物の倒壊を防止することができる。
Therefore, the columns 10 and the beams 11 surrounding the earthquake-resistant wall 12 can also have sufficient toughness and flexibility similarly to the above-mentioned earthquake-resistant wall 12, and in cooperation with the earthquake-resistant wall 12, further increase the height of the high-rise building A or the like. Of the concrete structure can be prevented.

さらに、第6図に耐震壁12の断面構造を示すととも
に、柱10及び梁11の断面構造を第7図及び第8図に示
す。
FIG. 6 shows the cross-sectional structure of the earthquake-resistant wall 12, and FIGS. 7 and 8 show the cross-sectional structures of the columns 10 and the beams 11.

即ち、耐震壁12,柱10及び梁11は、コンクリート本体
a中に補強鉄筋b及び補強鉄骨cを埋設しており、補強
鉄筋b及び補強鉄骨cの表面に、カルボキシ変性スチレ
ンブタジエン、メタクリル酸シクロヘキシルを主成分と
してなる複合ポリマーエマルジョンを酸化珪素、酸化カ
ルシウム、酸化鉄を主成分とした主剤に混和して生成し
た接着層dを形成している。
That is, the reinforcing wall b and the reinforcing steel c are embedded in the concrete body a of the earthquake-resistant wall 12, the column 10 and the beam 11, and carboxy-modified styrene-butadiene and cyclohexyl methacrylate are provided on the surface of the reinforcing reinforcing b and the reinforcing steel c. An adhesive layer d is formed by mixing a composite polymer emulsion mainly composed of silicon oxide, calcium oxide, and iron oxide as a main component.

なお、上記コンクリート接着層dを形成する主剤と複
合ポリマーエマルジョンの割合は、3〜5:1とするのが
好ましい。
It is preferable that the ratio between the main agent forming the concrete adhesive layer d and the composite polymer emulsion is 3 to 5: 1.

そして、かかる複合ポリマーエマルジョンと主剤とか
らなる接着層dは、優れたすぐれた物理及び化学特性を
有するものであり、以下の効果を得ることができる。
The adhesive layer d composed of the composite polymer emulsion and the main agent has excellent physical and chemical properties, and can obtain the following effects.

即ち、コンクリート本体aと補強筋b又は補強鉄骨c
との接着強度を増強でき、上記した複合ポリマーエマル
ジョンを含有する耐震壁12,柱10及び梁11と協働して、
さらに耐震壁12のひび割れを防止して、コンクリート構
造物の倒壊を防止することができる。
That is, the concrete body a and the reinforcing bar b or the reinforcing steel frame c
Can be strengthened, and in cooperation with the shear walls 12, columns 10 and beams 11 containing the composite polymer emulsion described above,
Further, cracking of the earthquake-resistant wall 12 can be prevented, and collapse of the concrete structure can be prevented.

また、本発明にかかる耐震壁12を形成する複合ポリマ
ーエマルジョン混合のコンクリートと、複合ポリマーエ
マルジョンを加えないプレーンコンクリートの強度比較
試験を行ったので、以下にその結果を示す。
In addition, strength comparison tests were performed on concrete mixed with a composite polymer emulsion forming the earthquake-resistant wall 12 according to the present invention and plain concrete without the addition of the composite polymer emulsion. The results are shown below.

なお、ここに用いたコンクリートの配合は第1表に示
す通りである。
In addition, the mixing | blending of the concrete used here is as showing in Table 1.

(試験結果) 試験結果を第2表に示す。なお、試験材令はいずれも
4週とした。
(Test results) Table 2 shows the test results. The test material age was 4 weeks in each case.

また、曲げ応力下における伸び能力について試験した
結果は、曲げ荷重が急激に低下したときの引張歪の大き
さを伸び能力としたとき、プレーンコンクリートが100
μm〜200μmであるのに対して、本発明に係るコンク
リートは700μm〜1000μmであり、コンクリートに比
べて大きい伸び能力を示している。
In addition, the results of the test on the elongation ability under bending stress show that when the magnitude of the tensile strain when the bending load suddenly decreases is defined as the
In contrast to the range of μm to 200 μm, the concrete according to the present invention has a length of 700 μm to 1000 μm, which indicates a greater elongation capacity than concrete.

(考察) かかる試験結果から以下のことが判明した。(Discussion) From the test results, the following has been found.

本発明に係る複合ポリマーエマルジョンを混和したコ
ンクリートからなる耐震壁は、柔軟性に富み、付着性能
が上がり、曲げ耐力及び引張耐力が向上することによ
り、地震力その他の荷重により起こるコンクリート部材
等のコンクリート構造体の変位への追随が可能となり、
耐震壁のひび割れの防止も可能となった。
The earthquake-resistant wall made of concrete mixed with the composite polymer emulsion according to the present invention is rich in flexibility, adhesion performance is increased, and bending strength and tensile strength are improved, and concrete such as concrete members caused by seismic force and other loads is improved. It is possible to follow the displacement of the structure,
It has also become possible to prevent cracks in the earthquake-resistant wall.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係るコンクリート構造物の一具体例で
ある高層建築物の正面図、第2図は第1図I−I線によ
る拡大断面図、第3図は第2図II−II線による矢視図、
第4図は耐震壁の要部斜視図、第5図はコンクリート構
造物の変容例の説明図、第6図〜第8図は耐震壁、柱及
び梁の断面構造説明図である。 図中、 10:柱、11:梁 12:耐震壁、A:高層建築物 B:耐震壁構造 C:補強用コンクリート部
FIG. 1 is a front view of a high-rise building which is a concrete example of the concrete structure according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along the line II of FIG. 1, and FIG. Arrow view by line,
FIG. 4 is a perspective view of a main part of the earthquake-resistant wall, FIG. 5 is an explanatory view of a modification of the concrete structure, and FIGS. 6 to 8 are explanatory views of the sectional structure of the earthquake-resistant wall, columns and beams. In the figure, 10: pillar, 11: beam 12: earthquake-resistant wall, A: high-rise building B: earthquake-resistant wall structure C: concrete part for reinforcement

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】要部に耐震壁を具備するコンクリート構造
物において、同耐震壁の少なくとも一部を、表面に接着
層を形成した補強用鉄筋又は補強鉄骨を配筋埋設した補
強用コンクリート部によって形成するとともに、同補強
用コンクリート部と前記接着層とを、アクリル酸エステ
ル共重合体を主成分とする複合ポリマーエマルジョンを
酸化珪素、酸化カルシウム、酸化鉄を主成分とした主
剤、又はセメント、砂、砂利を主成分としたコンクリー
トに混合して生成し、しかも、接着層における複合ポリ
マーエマルジョンの主剤又はコンクリートに対する混合
割合を、補強用コンクリート部における複合ポリマーエ
マルジョンの主剤又はコンクリートに対する混合割合よ
りも高いものとしたことを特徴とするコンクリート構造
物。
In a concrete structure having an earthquake-resistant wall in a main part, at least a part of the earthquake-resistant wall is provided by a reinforcing steel part having an adhesive layer formed on a surface thereof or a reinforcing concrete part in which a reinforcing steel frame is laid and embedded. In addition to forming the reinforcing concrete part and the adhesive layer, a composite polymer emulsion containing an acrylate copolymer as a main component is converted into a main agent containing silicon oxide, calcium oxide, and iron oxide as a main component, cement, or sand. It is produced by mixing with concrete mainly composed of gravel, and the mixing ratio of the composite polymer emulsion to the main agent or concrete in the adhesive layer is higher than the mixing ratio to the main agent or concrete of the reinforcing concrete portion. A concrete structure characterized by the following.
【請求項2】補強用コンクリート部は耐震壁の周辺に形
成したことを特徴とする請求項1記載のコンクリート構
造物。
2. The concrete structure according to claim 1, wherein the reinforcing concrete portion is formed around the shear wall.
【請求項3】耐震壁を全て補強用コンクリート部とした
ことを特徴とする請求項1記載のコンクリート構造物。
3. The concrete structure according to claim 1, wherein all of the earthquake-resistant walls are concrete portions for reinforcement.
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