JPH0649949A - Concrete structure enclosed in steel pipe - Google Patents
Concrete structure enclosed in steel pipeInfo
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- JPH0649949A JPH0649949A JP4307193A JP4307193A JPH0649949A JP H0649949 A JPH0649949 A JP H0649949A JP 4307193 A JP4307193 A JP 4307193A JP 4307193 A JP4307193 A JP 4307193A JP H0649949 A JPH0649949 A JP H0649949A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、たとえば、建築構造
物の柱及び杭等に用いる充填鋼管コンクリート構造に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filled steel pipe concrete structure used for, for example, columns and piles of a building structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の充填鋼管コンクリート構
造としては、型枠を兼ねた鋼管を鉛直に設置し、その中
にコンクリートを打設して作ったものが知られている。
この充填鋼管コンクリート構造は、単に、コンクリート
を鋼管の中へ充填しただけのものであるので、鋼管とコ
ンクリートとは接着状態にあり、それらは力学的に一体
挙動する。2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of filled steel pipe concrete structure, there is known a concrete structure in which a steel pipe also serving as a formwork is vertically installed and concrete is placed therein.
Since the filled steel pipe concrete structure is simply filled with concrete in the steel pipe, the steel pipe and the concrete are in a bonded state, and they mechanically behave integrally.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
充填鋼管コンクリート構造においては、鋼管とコンクリ
ートとが接着状態にあり、一体となった構成とされてい
る。そこで、この充填鋼管コンクリート構造に軸方向の
圧縮力が作用した場合、鋼管はコンクリートと一体とな
って挙動する。そのため、充填鋼管コンクリートがその
所定の圧縮強度を超えると、鋼管及びコンクリートの歪
度が非常に大となる。すると、鋼管は局部座屈を生じた
り、ミーゼスの降伏条件で塑性化してしまう。またコン
クリートは圧縮強度を超えて下降域に達してしまう。し
たがって、充填鋼管コンクリート構造は、鋼管によって
もたらされるコンファインド効果でコンクリートの圧縮
耐力が上昇することが十分期待できなくなってしまい、
必要以上に大きな断面積の柱とならざるを得ない。この
発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、充填鋼管コ
ンクリート構造によってもたらさせる圧縮耐力の上昇を
十分に期待でき、従来のものより柱の断面積をより小さ
くすることができる充填鋼管コンクリート構造を提供す
ることを目的としている。However, in the above-mentioned conventional filled steel pipe concrete structure, the steel pipe and the concrete are in an adhered state and integrated. Therefore, when an axial compressive force acts on this filled steel pipe concrete structure, the steel pipe behaves as a unit with the concrete. Therefore, when the filled steel pipe concrete exceeds its predetermined compressive strength, the strain rate of the steel pipe and the concrete becomes extremely large. Then, the steel pipe causes local buckling or becomes plastic under the Mises yield condition. In addition, the concrete exceeds the compressive strength and reaches the descending area. Therefore, in the filled steel tube concrete structure, it is not possible to sufficiently expect that the compressive strength of concrete will increase due to the confined effect brought by the steel tube,
There is no choice but to use a pillar with a larger cross-sectional area than necessary. The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to sufficiently expect an increase in compression strength brought about by a filled steel tube concrete structure, and to reduce the cross-sectional area of the column as compared with the conventional one. It is intended to provide a structure.
【0004】[0004]
【問題を解決するための手段】この発明は、鋼管内にコ
ンクリートが充填された充填鋼管コンクリート構造であ
って、前記鋼管にこの鋼管の周方向に延在する複数のス
リットを設けたことを特徴としている。この発明では、
複数のスリットを千鳥状に配置し、上下のスリットの端
部が周方向においてラップするようにし、又鋼管に充填
されたコンクリートに鉄筋を配筋したり、プレストレス
力を導入したりした場合にその部材耐力を増すことがで
きる。The present invention is a filled steel pipe concrete structure in which concrete is filled in a steel pipe, wherein the steel pipe is provided with a plurality of slits extending in the circumferential direction of the steel pipe. I am trying. In this invention,
When arranging multiple slits in a zigzag pattern so that the ends of the upper and lower slits wrap in the circumferential direction, and when reinforcing bars are reinforced in the concrete filled in the steel pipe or prestressing force is introduced. The member proof stress can be increased.
【0005】[0005]
【作用】この発明によれば、上述の構造により鋼管は軸
方向に伸縮自由となる。したがって、充填鋼管コンクリ
ート構造に軸方向の圧縮力が作用して、コンクリートが
圧縮され、それが所定の圧縮強度を超えると、コンクリ
ートは大きな軸歪を生じるとともに、横歪が急激に増加
しはじめる、また鋼管は軸歪をほとんど生じず、コンク
リートの横歪に抵抗するコンファインド効果を発揮す
る。すなわち、あくまでも軸力はコンクリート断面で受
け、鋼管はコンクリートにコンファインド効果を与える
反作用としてコンクリートからリングテンションを受け
ることとなる。According to the present invention, the above structure allows the steel pipe to freely expand and contract in the axial direction. Therefore, when the compressive force in the axial direction acts on the filled steel pipe concrete structure, the concrete is compressed, and when it exceeds a predetermined compressive strength, the concrete causes a large axial strain and the lateral strain starts to increase sharply. In addition, the steel pipe produces almost no axial strain and exhibits the confined effect of resisting lateral strain of concrete. That is, the axial force is received only by the concrete cross section, and the steel pipe receives the ring tension from the concrete as a reaction that gives the concrete a confined effect.
【0006】[0006]
【実施例】以下、この発明を図1から図9を参照して説
明する。図1、図2はこの発明の第1の実施例を示す図
であり、充填鋼管コンクリート構造を示すものである。
図3、図4はこの発明の第2の実施例を示す図であり、
図5、図6はこの発明の第3の実施例を示す図である。
図7ないし図9はこの発明の第4の実施例を示す図であ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 and FIG. 2 are views showing a first embodiment of the present invention, showing a filled steel pipe concrete structure.
3 and 4 are diagrams showing a second embodiment of the present invention,
5 and 6 are diagrams showing a third embodiment of the present invention.
7 to 9 are views showing a fourth embodiment of the present invention.
【0007】まず、図1、図2について説明すると、符
号Aは充填鋼管コンクリート構造の柱(以下、柱と略
す)を示す。この柱Aは、枠体である鋼管1と、その内
側面に取り付けられた紙葉類で作られた隔膜2と、その
中へ充填されたコンクリート3と、その端部に形成され
た円筒状の空間部4とから構成されている。First, referring to FIGS. 1 and 2, reference numeral A indicates a column (hereinafter, abbreviated as column) of a filled steel pipe concrete structure. This pillar A is made up of a steel tube 1 as a frame, a diaphragm 2 made of paper sheets attached to its inner surface, concrete 3 filled therein, and a cylindrical shape formed at its end. And the space portion 4 of
【0008】ここで、鋼管1には、周方向に延在する線
状のスリット1a,1a…が形成されている。スリット
1a,1a…は、千鳥状に配置されており、上下のスリ
ット1a,1a…の端部は周方向において、寸法lだけ
ラップしており、またスリット1a,1a…が形成され
ていない部分は円周方向に連続している。このスリット
1a,1a…は、鋼管1の円周方向に延在する線状切り
欠きを、鋼管1を矢印p方向へ引張って鋼管1に伸びを
与えることにより線状スリットとしたものである。ま
た、紙葉類で作られた隔膜2は、施工時に充填したコン
クリート3がスリット1a,1a…から漏れないように
するためのものである。さらに、鋼管1の端部に形成さ
れた円筒状の空間部4は、鋼管1を他の鋼管と接続する
際、その中へコンクリートまたはモルタルをグラウトす
るためのものである。Here, the steel pipe 1 is formed with linear slits 1a, 1a ... Which extend in the circumferential direction. The slits 1a, 1a ... Are arranged in a staggered pattern, and the ends of the upper and lower slits 1a, 1a ... Wrap in the circumferential direction by a dimension l, and the slits 1a, 1a. Are continuous in the circumferential direction. The slits 1a, 1a ... Are linear slits formed by extending the notches extending in the circumferential direction of the steel pipe 1 by pulling the steel pipe 1 in the direction of arrow p to extend the steel pipe 1. The diaphragm 2 made of paper sheets is for preventing the concrete 3 filled during construction from leaking from the slits 1a, 1a. Further, the cylindrical space 4 formed at the end of the steel pipe 1 is for grouting concrete or mortar into the steel pipe 1 when the steel pipe 1 is connected to another steel pipe.
【0009】柱Aを製作するためには、まず、周方向に
延在する複数の線状切り欠き1a,1a…を有する鋼管
1を矢印p方向へ引張ってそれに伸びを与える。次に、
伸びが与えられた鋼管1の内側面に隔膜2を取付ける。
隔膜2を取付けた鋼管1の中へコンクリート3を充填す
る。このとき鋼管1の端部に他の鋼管を接続する際のグ
ラウト用の空間部4を形成する。In order to manufacture the column A, first, the steel pipe 1 having a plurality of linear notches 1a, 1a ... next,
The diaphragm 2 is attached to the inner surface of the steel pipe 1 to which elongation has been given.
Concrete 3 is filled into the steel pipe 1 to which the diaphragm 2 is attached. At this time, a space portion 4 for grout when connecting another steel pipe is formed at the end of the steel pipe 1.
【0010】この様にして製作された柱Aは、鋼管1が
事前に軸方向(矢印p方向)へ伸びを与えてあるため、
柱Aに軸方向の圧縮力が作用してコンクリート3に大き
な歪が生じても、鋼管1がそれに追従して自由に縮むだ
けであって、座屈を起すことがない。したがって、鋼管
1は軸力をほとんど受けないでコンクリート3に対して
コンファインド効果を期待でき、その反作用としてリン
グテンションのみを受ける。すなわち、柱Aは圧縮に対
して強いコンクリート3で軸力を受け、引張に対して強
い鋼管でリングテンションを受ける。その結果、鋼管1
とコンクリート3とは、各々引張に強い鋼管1と、圧縮
に強いコンクリート3との材料の特性が生かされ、鋼管
1はコンクリート3にコンファインド効果を与え、コン
クリート3は鋼管1にリングテンションを与える。In the pillar A thus manufactured, the steel pipe 1 is stretched in the axial direction (direction of arrow p) in advance,
Even if a great amount of strain is generated in the concrete 3 due to an axial compressive force acting on the pillar A, the steel pipe 1 only shrinks freely following it, and buckling does not occur. Therefore, the steel pipe 1 can be expected to have a confined effect on the concrete 3 with almost no axial force, and as a reaction thereof, receives only the ring tension. That is, the pillar A receives the axial force by the concrete 3 which is strong against compression, and the ring tension by the steel pipe which is strong against tension. As a result, steel pipe 1
The concrete and the concrete 3 make use of the characteristics of the steel pipe 1 which is strong against tension and the concrete 3 which is strong against compression. The steel pipe 1 gives the concrete 3 a confined effect, and the concrete 3 gives the steel pipe 1 a ring tension. .
【0011】したがって、柱Aは、鋼管1とコンクリー
ト3との相乗効果により、従来のものに比べはるかに高
い圧縮耐力が確実に保証されることになり、その断面積
を数倍小さくすることが可能となる。Therefore, the column A will surely ensure a much higher compression strength than the conventional one due to the synergistic effect of the steel pipe 1 and the concrete 3, and the cross-sectional area can be made several times smaller. It will be possible.
【0012】次に、図3、図4について説明する。図
3、図4において、図1、図2に示す構成要素と同一の
要素については同一符号が付してある。図3、図4にお
いて符号Bは鉄筋コンクリートを内在させた充填鋼管コ
ンクリート構造の柱(以下柱と略す)であり、符号5は
鉄筋である。鉄筋5,5…は、鋼管1の中にコンクリー
ト3を充填する前に鋼管1の内部に円周方向に沿って配
筋したものである。鉄筋5,5…が配筋された鋼管1の
中へコンクリート3を充填して鉄筋コンクリートを作
る。したがって、柱Bは上記柱Aに比べ部材耐力の大き
いものとすることができる。Next, FIGS. 3 and 4 will be described. 3 and 4, the same components as those shown in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals. In FIGS. 3 and 4, reference symbol B is a column (hereinafter abbreviated as column) of a filled steel pipe concrete structure in which reinforced concrete is contained, and reference symbol 5 is a reinforcing rod. The reinforcing bars 5, 5 ... Are arranged inside the steel pipe 1 along the circumferential direction before the concrete 3 is filled into the steel pipe 1. Concrete 3 is filled into the steel pipe 1 in which the reinforcing bars 5, 5 ... Therefore, the pillar B can have a higher member proof stress than the pillar A.
【0013】さらに、図5、図6について説明する。図
5、図6において図3、図4に示す構成要素と同一の要
素については、同一符号を付してある。図5、図6にお
いて符号Cはプレストレストコンクリートを内在させた
充填鋼管コンクリート構造の柱(以下柱と略す)であ
り、符号6はシース管である。Further, FIGS. 5 and 6 will be described. 5 and 6, the same elements as those shown in FIGS. 3 and 4 are designated by the same reference numerals. 5 and 6, symbol C is a column of a filled steel pipe concrete structure (hereinafter abbreviated as column) in which prestressed concrete is contained, and symbol 6 is a sheath pipe.
【0014】柱Cを製作するには、コンクリート3が鋼
管1に充填される前に、鉄筋5,5…と同時にシース管
6,6…を鋼管1の中に設置する。5,5…とシース管
6,6…とが設置された鋼管1の中にコンクリート3を
充填する。次にコンクリートに埋め込まれたシース管
6,6…の中に図示しないPC鋼材を通す。コンクリー
ト3が硬化した後に通したPC鋼材にテンションを与え
ることにより、柱Cに軸方向のプレストレス力を導入す
る。In order to manufacture the pillar C, before the concrete 3 is filled in the steel pipe 1, the reinforcing pipes 5, 5, ... Simultaneously with the sheath pipes 6, 6 ,. The steel pipe 1 in which the sheath pipes 5, 5 ... And the sheath pipes 6, 6 are installed is filled with concrete 3. Next, a PC steel material (not shown) is passed through the sheath tubes 6, 6 ... Embedded in concrete. A prestressing force in the axial direction is introduced into the column C by applying tension to the PC steel material passed through after the concrete 3 has hardened.
【0015】したがって、構造物が地震力を受けて、転
倒モーメントが生じて、柱Cに引張力が作用すると、実
際に発生する引張応力はプレストレス力分だけ差し引い
た値となる。すなわち、この柱Cは、上記柱A、Bに比
べ、さらに部材耐力の大きな充填鋼管コンクリート構造
とすることができる。Therefore, when the structure receives a seismic force to generate a falling moment and a tensile force acts on the column C, the tensile stress actually generated is a value obtained by subtracting the prestressing force. That is, the column C can be a filled steel pipe concrete structure having a higher member proof strength than the columns A and B.
【0016】最後に、図7ないし図9について説明す
る。図7ないし図9において図1、図2に示す構成要素
と同一の要素については同一符号が付してある。これら
の図において符号Dは階間の略中央部(建築物が地震等
を受けて転倒モーメントが生じたとき、柱Dに作用する
モーメントの反曲点)Mのみに周方向に延在する複数の
スリットを設けた充填鋼管コンクリート構造の柱(以下
柱と略す)である。また、鋼管1とコンクリート3との
間にはそれらをアンボンドの状態にするための分離体
(グリス、オイル等の塗付、又はプラスチック被膜等)
10が設けられている。図9は柱Dが実際の建築物の柱
として使用されている状態を示す図である。この構成に
おいて柱Dは柱Aと同様の作用、効果を有する。Finally, FIGS. 7 to 9 will be described. 7 to 9, the same elements as those shown in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals. In these figures, reference numeral D indicates a plurality of portions extending in the circumferential direction only in the substantially central portion between floors (inflection point of moment acting on pillar D when a building experiences a fall moment due to an earthquake etc.) It is a column of a filled steel pipe concrete structure provided with a slit (hereinafter abbreviated as a column). In addition, a separator (an application of grease, oil, etc., or a plastic film, etc.) between the steel pipe 1 and the concrete 3 to make them unbonded.
10 are provided. FIG. 9 is a diagram showing a state in which the pillar D is used as a pillar of an actual building. In this structure, the pillar D has the same action and effect as the pillar A.
【0017】以上の各実施例において、充填鋼管コンク
リート構造の柱は、その断面積を小さくすることができ
ることから、柔構造の柱として使用可能である。その応
用範囲としては、従来の軽くて、柔な構造とは全く異な
った重くして柔な構造の超高層ビルディング等が考えら
れる。なお、鋼管に軸方向の応力をほとんど生じさせず
に円周方向にのみ応力を生ずる構造形成を達成するため
に、スリットだけでは不十分な場合には、鋼管内側面に
グリス等を塗布する。In each of the above embodiments, the column of the filled steel pipe concrete structure can be used as the column of the flexible structure because the cross-sectional area thereof can be reduced. Its application range is considered to be a super high-rise building with a heavy and flexible structure, which is completely different from the conventional light and flexible structure. In addition, in order to achieve the structure formation in which the stress in the circumferential direction is generated in the steel pipe with almost no stress in the axial direction, when the slit alone is insufficient, grease or the like is applied to the inner surface of the steel pipe.
【0018】[0018]
【発明の効果】上述したように、この発明は鋼管にその
周方向に延在する複数のスリットを設け、軸方向の圧縮
力が働いたときに鋼管が軸方向に自由に縮むようにした
ものであるので、軸力が働いてコンクリートが軸方向に
大きく歪んでも、それに伴って鋼管が局部座屈や降伏を
起こすことがなくなる。あくまでも、軸力は圧縮に強い
コンクリートに作用させ、引張に強い鋼管にはコンクリ
ートにコンファインド効果を発生させた反作用としての
リングテンションのみを働かせるようにしたものであ
る。したがって、従来の充填鋼管コンクリート構造で
は、コンファインド効果によってコンクリートの圧縮耐
力が上昇することが十分期待できなかったが、この発明
では、それを十分に期待することが可能となり、柱の断
面積を小さくすることができる。As described above, according to the present invention, the steel pipe is provided with a plurality of slits extending in the circumferential direction thereof so that the steel pipe can freely shrink in the axial direction when an axial compressive force is exerted. Therefore, even if the concrete is largely distorted in the axial direction by the axial force, the steel pipe is not locally buckled or yielded. Ultimately, the axial force acts on the concrete which is strong against compression, and the steel tube which is strong against tension is made to exert only the ring tension as a reaction which causes the confined effect on the concrete. Therefore, in the conventional filled steel pipe concrete structure, it was not possible to sufficiently expect that the compressive strength of the concrete would increase due to the confined effect, but in the present invention, it becomes possible to expect that sufficiently, and the cross-sectional area of the column Can be made smaller.
【図1】本発明の充填鋼管コンクリート構造の第1実施
例を示す正断面図である。FIG. 1 is a front sectional view showing a first embodiment of a filled steel pipe concrete structure of the present invention.
【図2】図1におけるXーX線視断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line XX in FIG.
【図3】本発明の充填鋼管コンクリート構造の第2実施
例を示す正断面図である。FIG. 3 is a front sectional view showing a second embodiment of the filled steel pipe concrete structure of the present invention.
【図4】図3におけるYーY線視断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line YY in FIG.
【図5】本発明の充填鋼管コンクリート構造の第3実施
例を示す正断面図である。FIG. 5 is a front sectional view showing a third embodiment of the filled steel pipe concrete structure of the present invention.
【図6】図5におけるYーY線視断面図である。6 is a sectional view taken along line YY in FIG.
【図7】本発明の充填鋼管コンクリート構造の第4実施
例を示す正断面図である。FIG. 7 is a front sectional view showing a fourth embodiment of the filled steel pipe concrete structure of the present invention.
【図8】図7における平断面図である。8 is a plan sectional view of FIG.
【図9】図7に示す充填鋼管コンクリート構造を建物に
適用した状態を示す説明図である。9 is an explanatory diagram showing a state in which the filled steel pipe concrete structure shown in FIG. 7 is applied to a building.
1 鋼管 1a スリット 3 コンクリート 5 鉄筋 6 シース管 1 Steel pipe 1a Slit 3 Concrete 5 Reinforcing bar 6 Sheath pipe
Claims (6)
鋼管コンクリート構造であって、前記鋼管にこの鋼管の
周方向に延在する複数のスリットを設けたことを特徴と
する充填鋼管コンクリート構造。1. A filled steel pipe concrete structure in which concrete is filled in a steel pipe, wherein the steel pipe is provided with a plurality of slits extending in the circumferential direction of the steel pipe.
ットが千鳥状に配置され、上下のスリットの端部が周方
向においてラップしていることを特徴とする請求項1記
載の充填鋼管コンクリート構造。2. The filled steel pipe according to claim 1, wherein a plurality of slits extending in the circumferential direction of the steel pipe are arranged in a staggered manner, and ends of the upper and lower slits are wrapped in the circumferential direction. Concrete structure.
配筋してなることを特徴とする請求項1記載の充填鋼管
コンクリート構造。3. The filled steel pipe concrete structure according to claim 1, characterized in that reinforcing bars are arranged in the concrete filled in the steel pipe.
入したことを特徴とする請求項1記載の充填鋼管コンク
リート構造。4. The filled steel pipe concrete structure according to claim 1, wherein a prestressing force is introduced into the concrete.
複数のスリットを設けたことを特徴とする請求項1項記
載の充填鋼管コンクリート構造。5. The filled steel pipe concrete structure according to claim 1, wherein a plurality of slits extending in the circumferential direction are provided only in a substantially central portion between the floors.
くすための分離体を形成してなることを特徴とする請求
項1〜5のいずれかに記載の充填鋼管コンクリート構
造。6. The filled steel pipe concrete structure according to any one of claims 1 to 5, wherein a separator for eliminating adhesion of concrete is formed on the inner surface of the steel pipe.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5043071A JPH07116792B2 (en) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | Filled steel pipe concrete structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5043071A JPH07116792B2 (en) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | Filled steel pipe concrete structure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0649949A true JPH0649949A (en) | 1994-02-22 |
JPH07116792B2 JPH07116792B2 (en) | 1995-12-18 |
Family
ID=12653629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5043071A Expired - Lifetime JPH07116792B2 (en) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | Filled steel pipe concrete structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07116792B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7371291B2 (en) | 2001-01-19 | 2008-05-13 | Jfe Steel Corporation | Grain-oriented magnetic steel sheet having no undercoat film comprising forsterite as primary component and having good magnetic characteristics |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4968526A (en) * | 1972-11-03 | 1974-07-03 |
-
1993
- 1993-03-03 JP JP5043071A patent/JPH07116792B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4968526A (en) * | 1972-11-03 | 1974-07-03 |
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US7371291B2 (en) | 2001-01-19 | 2008-05-13 | Jfe Steel Corporation | Grain-oriented magnetic steel sheet having no undercoat film comprising forsterite as primary component and having good magnetic characteristics |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07116792B2 (en) | 1995-12-18 |
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