JP5536988B2 - 鋼板コンクリート構造体の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼板コンクリート構造体の構築方法に関する。

鋼板とコンクリートとを一体化させた鋼板コンクリート構造体を利用して構造物を構築する場合がある。
従来、鋼板コンクリート構造体１００は、図５に示すように、鋼板１２０から突設されたスタッドボルト１２１を巻き込んだ状態でコンクリートを打設することによりコンクリート体１１０と鋼板１２０とが一体に形成されていた。

例えば、特許文献１や特許文献２には、スタッドボルトが突設された一対の鋼板を、スタッドボルトが突設された面を対向させた状態で所定の間隔をあけて平行に配設し、この鋼板間にコンクリートを充填することにより鋼板コンクリートを形成する構築方法が開示されている。

このような、従来の鋼板コンクリート構造体の構築方法では、コンクリートを打設した後に生じる乾燥収縮により鋼板コンクリート構造体１００にそりが生じるなどの初期不整や、乾燥収縮によりひびわれが発生することがあった。

そのため、コンクリートの乾燥収縮ひずみを抑制することを目的として、収縮低減剤が混入されたコンクリートを使用する場合や、コンクリートの乾燥収縮ひずみを吸収させることを目的として、コンクリート体１１０に目地部を形成する場合があった。

特開平５−４４２８２号公報 特開２００７−６３９５４号公報

ところが、収縮低減剤を使用するとコスト増大に繋がり、また、コンクリート体１１０への目地部の導入は、鋼板コンクリート構造体１００の仕上がり面に目地部が現れるため、意匠・構造とも設計の自由度が制限されるという問題点を有していた。

本発明は、前記の問題点を解決するための技術であり、設計の自由度が制限されることなく、安価に高品質かつ高精度な鋼板コンクリート構造体を構築することを可能とした鋼板コンクリート構造体の構築方法を提案する。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、コンクリート体と前記コンクリート体に植設された埋め込みボルトと前記埋め込みボルトを利用して前記コンクリート体と一体化された鋼板とを有する鋼板コンクリート構造体の構築方法であって、埋め込みボルトを型枠内に配置された前記鋼板と平行をなすように配筋された前記コンクリート体の鉄筋に固定した状態で前記型枠内にコンクリートを打設する工程と、固まらない状態で前記コンクリートの打設上面に鋼板を載置し、前記鋼板に設けたボルト孔から前記埋め込みボルトを突出させる工程と、前記コンクリートの打設上面に鋼板を載置した状態で養生し、所定強度の前記コンクリート体を形成する工程と、前記埋め込みボルトに螺合したナットを締め付けて前記鋼板と前記コンクリート体を支圧接合する工程と、を備えることを特徴としている。

かかるコンクリート構造体の構築方法によれば、コンクリートの養生時に、鋼板を上載することで、鋼板がコンクリートに密着した状態を維持することが可能となり、高品質かつ高精度にコンクリート体を形成することが可能となる。そのため、コンクリートには収縮低減剤等の混入材を混入する必要がなく、安価に鋼板コンクリート構造体を構築することが可能である。さらに、目地部を形成する必要も無いため、設計の自由度が制限されることもない。また、鋼板がコンクリートの表面を覆うことで、コンクリートの湿潤状態を維持し、コンクリートの乾燥収縮を抑制することが可能となる。
また、コンクリート体に後施工により鋼板を一体化するため、高品質かつ高精度に構築することができる。

また、請求項２に記載の発明は、コンクリート体と前記コンクリート体に植設された埋め込みボルトと前記埋め込みボルトを利用して前記コンクリート体と一体化された鋼板とを有する鋼板コンクリート構造体の構築方法であって、埋め込みボルトを型枠内に配置された前記鋼板と平行をなすように配筋された前記コンクリート体の鉄筋に固定した状態で前記型枠内にコンクリートを打設する工程と、前記コンクリートの乾燥収縮が安定した後、コンクリートの打設上面に鋼板を配置し、前記鋼板に設けたボルト孔から前記埋め込みボルトを突出させる工程と、前記コンクリート体と前記鋼板との間に充填材を充填する工程と、前記充填材を硬化させる工程と、前記埋め込みボルトに螺合したナットを締め付けて前記鋼板と前記充填材を介して前記コンクリート体を支圧接合する工程と、を備えることを特徴としている。

かかるコンクリート構造体の構築方法によれば、コンクリート体の乾燥収縮が安定した段階でコンクリート体と鋼板との一体化を行うため、コンクリートが一様に収縮してひびわれ等が生じ難くなる。そのため、収縮低減剤等を混入する必要がなく、経済的である。さらに、目地部を形成する必要も無いため、その分鉄筋のかぶり厚を小さくできるとともに、設計の自由度が制限されることもない。

本発明によれば、鋼板による拘束の程度や乾燥の度合いの違いに基づく収縮量の差がないため、コンクリートが一様に収縮してひびわれの発生を抑制できる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。

＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態では、図１に示すように、コンクリート体１０とコンクリート体１０に一端が突出した状態で植設された埋め込みボルト２０とコンクリート体１０の片面に添設された鋼板３０とを有する鋼板コンクリート構造体１の構築方法について説明する。

鋼板コンクリート構造体１は、例えば建物の壁部材として使用されるものであって、鋼板３０側を建物の内側、コンクリート体１０側を建物の外側に面するように配置する。なお、鋼板コンクリート構造体１の使用方法等は限定されるものではない。

本実施形態では、コンクリート体１０の一面側に、鋼板３０が一体化されているものとし、他面側には所定の被りを確保した状態で鉄筋１１，１１，…が配筋されている。
なお、コンクリート体１０に配筋される鉄筋１１の鉄筋径や配筋ピッチは限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。また、鋼板コンクリート構造体１は、コンクリート体１０の一面側と他面側との両面に鋼板３０が固定されていてもよい。

コンクリート体１０には、複数本の埋め込みボルト２０が所定の間隔により植設されており、鋼板３０は、この埋め込みボルト２０，２０，…を介してコンクリート体１０と一体化されている。

埋め込みボルト２０は、図２に示すように、軸部の先端部分がコンクリート体１０から突出した状態で、コンクリート体１０に植設されている。
埋め込みボルト２０の頭部２１側は、コンクリート体１０に配筋された鉄筋１１の同等のコンクリート被りを確保できるように、頭部２１が鉄筋１１と同等の位置（深さ）に埋設されている。

埋め込みボルト１０の配置ピッチは限定されるものではないが、本実施形態では、コンクリート体１０の鉄筋１１の配筋ピッチと同間隔（縦間隔は横筋の配筋ピッチ、横間隔は縦筋の配筋ピッチと同じ間隔）で配置する。

なお、埋め込みボルト２０の設置方法は限定されるものではなく、適宜公知の手段により行えばよい。例えば、結束線を介して埋め込みボルト２０の頭部を鉄筋１１に固定してもよい。

鋼板３０は、図２に示すように、所定の厚みからなる鋼製板材である。鋼板３０には、コンクリート体１０に植設された埋め込みボルト２０の配置に応じて、埋め込みボルト２０を挿通するためのボルト孔（貫通孔）３１が形成されている。

ボルト孔３１の形状は埋め込みボルト２０と鋼板３０との応力の伝達性を向上させることを目的として、ボルト孔３１とボルト２０とのクリアランスがなるべく小さくなるように形成するのが望ましい。

鋼板３０は、コンクリート体１０に植設されて、ボルト孔３１を貫通した埋め込みボルト２０にナット２２を螺合することによりコンクリート体１０に支圧接合されている。

次に、第１の実施の形態に係る鋼板コンクリート部材の構築方法について説明する。
鋼板コンクリート部材１の構築は、コンクリート打設工程と、鋼板載置工程と、支圧接合工程と、を備えている。

打設工程は、図３（ａ）に示すように、埋め込みボルト２０，２０，…を型枠１３内に配置した状態でコンクリート１２を打設する工程である。

型枠１３には、予め鉄筋１１が配筋されており、埋め込みボルト２０は、鉄筋１１に結束線などにより固定されることで配置されている。なお、埋め込みボルト２０の固定方法は限定されるものではなく、適宜公知の手段により行えばよい。

鋼板載置工程は、図３（ｂ）に示すように、打設工程において型枠１３内に打設されたコンクリート１２の表面に鋼板３０を載置する工程である。
鋼板３０のコンクリート１２の表面（打設上面）への載置は、コンクリート１２を打設後、コンクリート表面を均した後に行なう。鋼板３０は、コンクリート１２の表面から突出した埋め込みボルト２０，２０，…を鋼板３０に設けたボルト孔３１，３１，…から突出させた状態で載置する。

なお、ボルト孔３１の形成は、予め所定の位置に形成しておいてもいいし、鋼板３０をコンクリート１２の表面に載置する際に、植設された埋め込みボルト２０の配置に応じて現地にて形成してもよい。
鋼板３０は、コンクリート体１０の表面積と同形状またはやや小さい形状に形成されており、養生時のコンクリート１２に当該鋼板３０の全重量が作用するように構成されている。

支圧接合工程は、図３（ｃ）に示すように、コンクリート１２に強度が発現してから埋め込みボルト２０に螺合したナット２２を締め付けて鋼板３０とコンクリート１２を支圧接合で一体化させる工程である。

以上、本実施形態に係る鋼板コンクリート構造体１の構築方法によれば、コンクリート１２に強度が発現する前に、鋼板３０を載置することにより、表面を覆うことでコンクリート１２の乾燥収縮を抑制することが可能となる。そのため、コンクリート１２の乾燥収縮に伴う鋼板コンクリート構造体１のソリや収縮ひずみによるひび割れの発生等を低減し、高品質な鋼板コンクリート構造体１を構築することが可能となる。
また、コンクリート１２は、鋼板３０が密着した状態で養生されているため、コンクリート体１０と鋼板３０との間に隙間が形成されることがなく、高品質に鋼板コンクリート構造体１が形成される。

また、鋼板３０は、埋め込みボルト２０を介して支圧接合されているため、コンクリート体１０と強固に一体化されている。鋼板３０に引張力Ｔが生じた場合、ボルトと鋼板との接触面に生じる支圧応力Ｔａと埋め込みボルト２０とコンクリート体１０との間に生じる支圧応力Ｔｂがせん断応力Ｓに抵抗することで、鋼板３０からコンクリート体１０に力が伝達される（図２参照）。

また、収縮目地等を表面に設ける必要がないので、目地の分だけ鉄筋のかぶり厚が小さくなり、薄い壁板状のコンクリート体を作ることも可能になる。
また、コンクリートに収縮低減剤を投入する必要がないため、製造コストが安価である。

なお、埋め込みボルト２０の先端部分に、鋼板３０を水平に載置するためにレベル調整用ナットが固定されていてもよい。このとき、レベル調整用ナットの上面（鋼板３０との当接面）は、コンクリート１２の表面と一致あるいはわずかにコンクリート１２の表面よりも低くなるように設置されており、鋼板３０がコンクリート１２の表面に密着するように構成する。これにより、コンクリート１２の湿潤状態を維持し、コンクリート１２の乾燥収縮を抑制する。

＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態では、図４に示すように、コンクリート体１０とコンクリート体１０に一端が突出した状態で植設された埋め込みボルト２０とコンクリート体１０の片面に添設された鋼板３０とを有する鋼板コンクリート構造体２の構築方法について説明する。

本実施形態では、コンクリート体１０の一面側に鋼板３０が一体化されているものとし、他面側には所定の被りを確保した状態で鉄筋１１，１１，…が配筋されている。
なお、コンクリート体１０の構成は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

埋め込みボルト２０は、図４（ｂ）に示すように、軸部の先端部分がコンクリート体１０から突出した状態で、コンクリート体１０に植設されている。埋め込みボルト２０の先端部分には、レベル調整用ナット２３が固定されている。この他の埋め込みボルト２０の構成は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

鋼板３０は、グラウト材４０を介してコンクリート体１０に接した状態で、コンクリート体１０に植設された埋め込みボルト２０，２０，…を介してコンクリート体１０に支圧接合されている。
この他の鋼板３０に関する事項は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

グラウト材４０は、コンクリート体１０の表面と鋼板３０との間の隙間に充填されている。グラウト材４０の配合等は限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。本実施形態では、充填材としてグラウト材４０を採用したが、コンクリート体１０と鋼板３０との隙間に充填される充填材を構成する材料は限定されるものではなく、適宜公知の材料から選定して採用すればよい。

次に、本実施形態に係る鋼板コンクリート部材の構築方法について説明する。
鋼板コンクリート部材２の構築は、コンクリート打設工程と、鋼板配置工程と、充填工程と、支圧接合工程と、を備えている。

打設工程は、図４（ａ）に示すように、埋め込みボルト２０，２０，…を型枠１３内に配置した状態でコンクリート１２を打設する工程である。
埋め込みボルト２０の先端部分には、予めレベル調整用ナット２３が設置されている。
この他打設工程に関する事項は第１の実施の形態で示した内容と同様なため詳細な説明は省略する。

鋼板載置工程は、図４（ｂ）に示すように、打設工程において型枠１３内に打設されたコンクリート１２の乾燥収縮が安定した後、コンクリート体１０（コンクリート１２）の表面に沿って鋼板３０を配置する工程である。

鋼板３０は、コンクリート体１０の表面（打設上面）から突出した埋め込みボルト２０，２０，…を鋼板３０に設けたボルト孔３１，３１，…から突出させるとともに、埋め込みボルト２０の先端部分に固定されたレベル調整用ナット２３の上面に載置されることにより、コンクリート体１０の表面から所定の隙間を空けた位置に配置されている。

充填工程は、コンクリート体１０と鋼板３０との間に形成された隙間に、グラウト材４０を充填する工程である。
グラウト材４０の充填は、鋼板３０に予め形成された充填孔からグラウト材４０を注入することにより行う。なお、グラウト材４０の充填方法は限定されるものではなく、適宜公知の方法から選定して行えばよい。

支圧接合工程は、図４（ｂ）に示すように、コンクリート体１０と鋼板３０との隙間に充填されたグラウト材４０に強度が発現した後、埋め込みボルト２０に螺合したナット２２を締め付けて鋼板３０とコンクリート１２を支圧接合で一体化させる工程である。

以上、第２の実施の形態に係る鋼板コンクリート構造体２の構築方法によれば、コンクリート１２の乾燥収縮が安定した後に、コンクリート体１０と鋼板３０との一体化を行うため、鋼板コンクリート構造体１のソリやコンクリート体１０のひび割れの発生を低減させることが可能となり、高品質な鋼板コンクリート構造体１を構築することが可能となる。

コンクリート１２の乾燥収縮等により、コンクリート体１０の表面が不陸であったとしても、コンクリート体１０と鋼板３０との隙間にグラウト材４０（充填材）が充填されているため、一体化に支障をきたすことがない。

また、鋼板３０は、埋め込みボルト２０を介して支圧接合されているため、コンクリート体１０と強固に一体化されている。鋼板３０に引張力Ｔが生じた場合、ボルトと鋼板との接触面に生じる支圧応力Ｔａと埋め込みボルト２０とコンクリート体１０との間に生じる支圧応力Ｔｂがせん断応力Ｓに抵抗することで、鋼板３０からコンクリート体１０に力が伝達される（図２参照）。

また、目地部等を要することなく高精度、高品質に鋼板コンクリート構造体を製造することが可能なため、設計の自由度が高い。
また、コンクリートに収縮低減剤を投入する必要がないため、製造コストが安価である。

以上、本発明に係る好適な実施の形態について説明したが、本発明は前記の各実施の形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、前記各実施の形態で示したコンクリート構造体は、鋼板と反対側にのみ鉄筋が配筋されたいわゆるシングル配筋により構成されている場合について説明したが、コンクリート体は、いわゆるダブル配筋であってもよく、コンクリート体の構成は、前記の構成に限定されるものではない。

また、本発明の鋼板コンクリート構造体の構築方法により形成された鋼板コンクリート構造体の用途は限定されるものではなく、各種コンクリート構造物のプレキャスト部材として採用可能である。

本発明の好適な実施の形態にかかる鋼板コンクリート構造体を示す斜視図である。 図１に示す鋼板コンクリート構造体を示す拡大断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は第１の実施の形態に係る鋼板コンクリート構造体の構築方法の各段階を示す断面図である。 （ａ）〜（ｂ）は第２の実施の形態に係る鋼板コンクリート構造体の構築方法の各段階を示す断面図である。 従来の鋼板コンクリート構造体を示す断面図である。

符号の説明

１，２ 鋼板コンクリート構造体
１０ コンクリート体
１２ コンクリート
２０ 埋め込みボルト
３０ 鋼板
４０ グラウト材（充填材）

Claims (2)

1. コンクリート体と前記コンクリート体に植設された埋め込みボルトと前記埋め込みボルトを利用して前記コンクリート体と一体化された鋼板とを有する鋼板コンクリート構造体の構築方法であって、
   埋め込みボルトを型枠内に配置された前記鋼板と平行をなすように配筋された前記コンクリート体の鉄筋に固定した状態で前記型枠内にコンクリートを打設する工程と、
   固まらない状態で前記コンクリートの打設上面に鋼板を載置し、前記鋼板に設けたボルト孔から前記埋め込みボルトを突出させる工程と、
   前記コンクリートの打設上面に鋼板を載置した状態で養生し、所定強度の前記コンクリート体を形成する工程と、
   前記埋め込みボルトに螺合したナットを締め付けて前記鋼板と前記コンクリート体を支圧接合する工程と、
   を備えることを特徴とする、鋼板コンクリート構造体の構築方法。
2. コンクリート体と前記コンクリート体に植設された埋め込みボルトと前記埋め込みボルトを利用して前記コンクリート体と一体化された鋼板とを有する鋼板コンクリート構造体の構築方法であって、
   埋め込みボルトを型枠内に配置された前記鋼板と平行をなすように配筋された前記コンクリート体の鉄筋に固定した状態で前記型枠内にコンクリートを打設する工程と、
   前記コンクリートの乾燥収縮が安定した後、該コンクリートの打設上面に鋼板を配置し、前記鋼板に設けたボルト孔から前記埋め込みボルトを突出させる工程と、
   前記コンクリートと前記鋼板との間に充填材を充填する工程と、
   前記充填材を硬化させる工程と、
   前記埋め込みボルトに螺合したナットを締め付けて前記充填材を介して前記鋼板と前記コンクリート体を支圧接合する工程と、
   を備えることを特徴とする、鋼板コンクリート構造体の構築方法。

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