JPH08135085A - コンクリート合成部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 衝撃力に対して優れた強度を有するコンクリ
ート合成部材を提供する。 【構成】 一対の上，下の鋼板11，11の間に、略波形を
なす連結鋼板12を配置する。この連結鋼板12の頂部12
Ｔ，12Ｔを、鋼板11，11の内面側に連結する。前記上，
下の鋼板11，11間にコンクリートを充填して中詰めコン
クリート部15を形成し、外側を外側コンクリート部16に
より覆う。 【効果】 一対の鋼板11，11間に充填して形成した中詰
めコンクリート部15は、それら鋼板11，11と連結鋼板12
とに拘束されて圧縮強度が向上する。また、同時に中詰
めコンクリート部15により連結鋼板12が拘束され、該連
結鋼材12の座屈応力が向上する。さらに主桁１の断面一
側に加わる引張力に対しては、引張応力に優れた鋼板11
及び連結鋼板12が有効に作用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンクリートと鋼材を組
み合わせたコンクリート梁やコンクリート柱などのコン
クリート合成部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばこの種のコンクリート合成部材を
用いるものとして、道路、鉄道用軌道並びに家屋、建築
施設などを落石、崩土、雪崩等から保護するシェッド、
キーパー、バリヤ、防護壁、防護柵等の保護構造物が知
られている。例えば保護構造物であるコンクリート製の
シェッドは実公平１−４８９５号公報、特公平１−２７
２２号公報等で開示されているように、複数のコンクリ
ート梁である主桁を道路又は軌道長手方向に向う横締用
ＰＣ鋼材により一体に緊結して屋根を形成し、この屋根
の道路又は軌道方向の両側を柱または壁に剛結して構成
されている。また、この種の保護構造物であるコンクリ
ート製キーパーは、実開昭６２−１９６２２０号公報、
特公平１−２４４００３号公報等で知られているよう
に、複数のコンクリート梁を道路又は軌道長さ方向に向
う横締用ＰＣ鋼材により一体に緊結して屋根を形成し、
この屋根を道路又は軌道方向に山側に斜めに設置して構
成されており、この屋根の支持構造は、屋根を下部工と
柱に定着するものや下部工と山の壁部とに定着するもの
などがある。

【０００３】そしてこのようなコンクリート製保護構造
物にはたくさんのコンクリート梁や柱が用いられ、その
梁は長尺をなし各支点により支えられ、直角あるいは斜
めに曲げの力が働き、その柱には主として圧縮力が加わ
り、それらコンクリート梁と柱を組み合わせた構造によ
り、落石、崩土、雪崩等から道路等を保護するものであ
る。また、これらのコンクリート製の保護構造物におい
ては、コンクリート梁である主桁などの道路幅方向にＰ
Ｃ鋼材を挿通し、このＰＣ鋼材によりコンクリートに緊
張力を付与している。

【０００４】そしてこのようにＰＣ鋼材により緊張力を
付与するプレストレストコンクリート部材を用いること
により、コンクリート梁の引張強度を向上し、もって強
度の向上を図ることができるが、ＰＣ鋼材をコンクリー
ト端面で定着するものでは、その端面に局部的に割裂応
力等が発生するため、コンクリート梁の強度を大幅に向
上することは難しい面があり、それだけでは大きな落石
等を受ける保護構造物において、十分な強度を得ること
が難しい面がある。

【０００５】そこで従来の橋梁やビルの梁等に用いられ
ていた合成部材を使用することが検討され、例えばその
合成部材としては、図６に示すように、上，下フランジ
部31，31を有するＩ型鋼鉄32やＨ型鋼をコンクリート33
により覆ったものや、十字型に組んだ鋼材をコンクリー
トにより覆ったもの等が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の合成部材
は、車両等の走行荷重や、風荷重及び地震荷重等に対し
ては十分な強度を得ることができるものの、橋梁やビル
などに用いるものであるため、大きな落石荷重を受ける
ような保護構造物に用いることは難しく、例えば図６に
示したように、大きな荷重Ｋを受けると、下フランジ部
31とコンクリート33との付着面に剪断付着破壊によって
ひびわれ面34が発生するなどの問題があり、また、コン
クリートは鋼材に比較して圧縮強度に優れてはいるが、
図７に示すコンクリート部材35のように、許容応力を越
える荷重Ｋが加わると、コンクリート部材35は荷重交叉
方向に膨脹する歪みを生じ、破壊してしまうなどの問題
があり、従来のように単に鋼材の外側をコンクリートで
覆った合成部材をそのまま使用するだけでは、落石等の
衝撃力に対して十分な強度を得ることは難しかった。

【０００７】そこで本発明は、衝撃力に対して優れた強
度を有するコンクリート合成部材を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、間隔
をおいて配置した一対の鋼板を、横方向に連結鋼板によ
り一体に連結し、それら一対の鋼板間にコンクリートを
充填してなるものである。

【０００９】また請求項２の発明は、前記一対の鋼板を
コンクリートにより覆い、前記連結鋼板は、前記一対の
鋼板の一方に少なくとも２箇所で連結されているもので
ある。

【００１０】さらに請求項３の発明は、前記コンクリー
トに縦方向のＰＣ鋼材により緊張力を付与したものであ
る。

【００１１】

【作用】請求項１の構成では、一対の鋼板間に充填した
コンクリートは、それら鋼板と連結鋼板とに拘束されて
圧縮強度が向上する。また、同時にその充填したコンク
リートにより連結鋼板が拘束され、該連結鋼材の座屈応
力が向上する。また部材の断面一側に加わる引張力に対
しては、引張応力に優れた鋼材が有効に作用してこれに
抗する。

【００１２】また請求項２の構成では、一対の鋼板がコ
ンクリートにより拘束されるため、圧縮力に対する鋼板
の座屈応力が向上する。また、鋼板及び連結鋼板がコン
クリートにより覆われるため、防錆性及び耐久性の向上
が図られる。

【００１３】さらに請求項３の構成では、コンクリート
の縦方向に加わる引張力に対し、ＰＣ鋼材の緊張力が作
用して引張応力が向上する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。図１ないし図３は本発明の第１実施例を示
し、この例ではコンクリート製シェッドの屋根上に衝撃
力緩衝構造を備えたものを示しており、複数のコンクリ
ート合成梁部材である主桁１を道である道路Ｍ又は軌道
長手方向に並べて山Ｙに沿う屋根２を形成し、この屋根
２の上面で落石などを受ける。前記屋根２の道路Ｍ又は
軌道方向の両側を支持体である柱３および壁４上に載置
し縦締用鋼材５，５Ａによって剛結一体化し、さらに前
記壁４の底部には道路Ｍ又は軌道幅方向のコンクリート
製の平板状基礎板部６が一体に形成され、すなわち前記
壁４と基礎板部６とがコンクリートにより一体に形成さ
れており、また、その基礎板部６の上面に前記道路Ｍを
形成し、さらに、その基礎板部６の谷Ｔ側上面に、下部
を該基礎板部６に固定した縦締用ＰＣ鋼材８により前記
柱３を一体に立設してシェッドを構成している。尚、図
中７は現場打ちコンクリートによる裏込めコンクリート
である。

【００１５】前記主桁１は、図２の斜視図に示すよう
に、道路Ｍ幅方向に長い平面方形の平板状をなし、上，
下に該主桁１の道路Ｍ長さ方向より僅かに狭い一対の
上，下の鋼板11，11を間隔を置いて平行に配置し、それ
ら上，下の鋼板11，11間に横方向に略波形をなす連結鋼
板12を配置し、この連結鋼板12は、上，下の彎曲形状を
なす頂部12Ｔ，12Ｔを真直ぐな斜辺部12Ｓにより連結し
た形状をなし、その連結鋼板12の上，下の頂部12Ｔ，12
Ｔをそれぞれ前記上，下の鋼板11，11の内面側に線状連
結部13によって道路Ｍ幅方向に全長に渡って連結し、そ
の連結部13は溶着などにより構成され、それら上，下の
鋼板11，11及び連結鋼板12を一体に連結して鋼製枠体14
を形成しており、前記上，下の鋼板11，11及び連結鋼板
12間により形成される波形空間にコンクリートを充填し
て中詰めコンクリート部15を形成し、さらにその鋼製枠
体14の外面を外側コンクリート部16により覆ってなる。
さらに前記中詰めコンクリート部15の下部側には、その
全長に渡ってＰＣ鋼材17を挿通し、ポストテンション方
式あるいはプレテンション方式により、該主桁１の道路
Ｍ幅方向全長に渡って緊張力を付与している。

【００１６】また前記柱３は、図３の断面図に示すよう
に、道路Ｍ幅方向に長い断面形状をなし、道路Ｍ幅方向
両側、すなわち左，右の鋼板11Ａ，11Ａを間隔を置いて
配置し、それら左，右の鋼板11Ａ，11Ａ間に横方向に略
波形をなす連結鋼板12Ａを配置し、この連結鋼板12Ａ
は、彎曲形状をなす頂部12Ｔを真直ぐな斜辺部12Ｓによ
り連結した形状をなし、その連結鋼板12Ａの図中央上部
の頂部12Ｔを図上部の前記鋼板11Ａの内面側に、図両側
下部の頂部12Ｔ，12Ｔを図下部の前記鋼板11Ａの内面側
に線状連結部13Ａによって柱３の高さ方向全長に渡って
連結し、その連結部13Ａは溶着などにより構成され、そ
れら左，右の鋼板11Ａ，11Ａ及び連結鋼板12Ａを連結し
て鋼製枠体14Ａを形成し、前記左，右の鋼板11Ａ，11Ａ
及び連結鋼板12Ａ間により形成される波形空間にコンク
リートを充填して１つの中詰めコンクリート部15Ａを形
成し、さらにその鋼製枠体14Ａの外面を外側コンクリー
ト部16Ａにより覆ってなる。また、中詰めコンクリート
部15Ａの両側にそれぞれ前記縦締用ＰＣ鋼材８，８がそ
の全長に渡って挿通され、これら縦締用ＰＣ鋼材８，８
により柱３を前記基礎板部６に固定すると共に、該柱３
に緊張力を付与している。

【００１７】次に前記構成につき、その作用を説明する
と、まず屋根２を構成する主桁１においては、落石など
を受けると、その主桁１の断面上部には圧縮力、断面下
部には引張力が生じる。これに対して、中詰めコンクリ
ート部15は、鋼板11，11と連結鋼板12とにより拘束され
ているため、断面方向の歪みの発生が抑制され、大きな
圧縮強度が得られ、また、鋼製枠体14は中詰めコンクリ
ート部15と外側コンクリート16により拘束されているた
め、座屈応力が向上し、すなわち鋼板11などの薄板状部
材では、座屈や局部的な板座屈が生じ易いものである
が、コンクリート部15，16により拘束することにより、
座屈が生じ難くなるため、比較的薄い板厚に鋼板11を形
成しても十分な強度が得られ、圧縮強度が向上する。ま
た主桁１の断面下部において生じる引張力に対しては、
コンクリート部15，16に比べて引張強度が高い鋼製枠体
14の下部側が作用して高い引張応力が得られる。さらに
中詰めコンクリート部15においては、ＰＣ鋼材17の緊張
力が作用してその引張力に抗する。

【００１８】また柱３においては、上，下方向の圧縮力
と主桁１からの曲げモーメントが加わり、その断面の道
路Ｍ幅方向の一側に圧縮力、他側に引張力が生じるが、
主桁１と同様に、中詰めコンクリート部15Ａは、鋼板11
Ａ，11Ａと連結鋼板12Ａとにより拘束されているため、
断面方向の歪みの発生が抑制され、大きな圧縮強度が得
られ、また、鋼製枠体14Ａは中詰めコンクリート部15Ａ
と外側コンクリート16Ａにより拘束されているため、座
屈応力が向上し、圧縮強度が向上する。また柱３の断面
他側において生じる引張力に対しては、コンクリート部
15Ａ，16Ａに比べて引張強度が高い鋼製枠体14Ａが作用
して高い引張応力が得られる。また、中詰めコンクリー
ト部15Ａに加わる引張力に対しては、ＰＣ鋼材８，８の
緊張力が作用して引張応力が向上する。さらに主桁１及
び柱３においては、鋼製枠体14，14Ａをコンクリート部
15，16，15Ａ，16Ａにより覆うことにより、鋼材の防錆
性と耐久性の向上が図られる。さらに壁４と主桁１との
固定の際には、壁４に固定したアンカー（図示せず）を
直接鋼製枠体14に溶着するなどして、両者を剛結するこ
ともできる。

【００１９】このように本実施例では請求項１に対応し
て、間隔をおいて配置した一対の鋼板11，11を、横方向
に略波形をなす連結鋼板12により一体に連結し、それら
一対の鋼板11，11間にコンクリートを充填して中詰めコ
ンクリート部15を形成したものであるから、一対の鋼板
11，11間に充填して形成した中詰めコンクリート部15
は、それら鋼板11，11と連結鋼板12とに拘束されて圧縮
強度が向上し、また、同時に中詰めコンクリート部15に
より連結鋼板12が拘束され、該連結鋼材12の座屈応力が
向上し、さらに主桁１の断面一側に加わる引張力に対し
ては、引張応力に優れた鋼製枠体14が有効に作用してこ
れに抗することができ、従来のコンクリート部材に比べ
て落石などに対する衝撃強度を大幅に向上することがで
きる。また、柱３においても同様な作用，効果を有す
る。さらに、仮に従来のＩ型鋼を複数道路Ｍの長手方向
に並べて用いるものでは、別体のＩ型鋼を複数配置する
ため、製作が煩雑となるが、道路Ｍ長手方向に連続する
略波形の連結鋼板12を用いることにより、部材の道路Ｍ
長手方向の寸法が変わっても製作を容易に行うことがで
きる。

【００２０】またこのように本実施例では請求項２に対
応して、柱３は、一対の鋼板11Ａ，11Ａをコンクリート
部15Ａ，16Ａにより覆い、連結鋼板12Ａは、一対の鋼板
11Ａ，11Ａの一方に少なくとも２箇所の連結部13Ａによ
り連結されているから、少なくとも１つの中詰めコンク
リート部15Ａが形成され、一対の鋼板11Ａ，11Ａがコン
クリート部15Ａ，16Ａにより拘束されるため、圧縮力に
対する座屈応力が向上し、また、鋼板11Ａ，11Ａ及び連
結鋼板12Ａがコンクリート部15Ａ，16Ａにより覆われる
ため、防錆性及び耐久性の向上を図ることができ、ま
た、鋼板11Ａ，11Ａ及び連結鋼板12Ａの座屈応力が向上
する。さらに主桁１においても、連結鋼板12は、一対の
鋼板11，11の一方に少なくとも２箇所の連結部13により
連結されているから、請求項２に対応して、柱３と同様
な作用，効果を有する。

【００２１】さらにこのように本実施例では請求項３に
対応して、横方向に略波形をなす連結鋼板12，12Ａを有
するコンクリート合成部材において、コンクリート部1
5，16，15Ａ，16Ａに縦方向のＰＣ鋼材17，８により緊
張力を付与したものであるから、コンクリート部15，1
6，15Ａ，16Ａの縦方向に加わる引張力に対し、ＰＣ鋼
材17，８の緊張力が作用して引張応力が向上する。

【００２２】また実施例上の効果として、中詰めコンク
リート部15は、その断面下部側をＰＣ鋼材17により緊張
力を付与したため、引張応力の向上を図ることができ
る。

【００２３】図４及び図５は本発明の第２実施例を示
し、上記第１実施例と同一部分に同一符号を付し、その
詳細な説明を省略して詳述すると、この例では主桁１に
おいては、外側コンクリート部16の外面の上下及び左右
を、上，下，左，右の鋼板18，18，19，19を一体に形成
した箱型の外装体20により覆って拘束し、また柱３にお
いては、外側コンクリート部16Ａの四側面を、鋼板18
Ａ，18Ａ，19Ａ，19Ａを一体に形成した箱型の外装体20
Ａにより覆って拘束している。

【００２４】そしてこの例においても請求項１、２、３
に対応して、上記第１実施例と同様な作用，効果を有
し、さらにこの例においては、外側コンクリート部16，
16Ａの外面に箱型の外装体20，20Ａを設け、これら外装
体20，20Ａにより覆うことによって、中詰めコンクリー
ト部15，15Ａ及び外側コンクリート部16，16Ａがより効
果的に拘束され、全体強度の向上を図ることができる。

【００２５】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実
施が可能である。例えばコンクリート合成部材は、実施
例で示した梁や柱に限らず、片持ち梁、斜め梁や床版な
どにも適用可能である。また、そのコンクリート合成部
材を用いる保護構造物も、各種タイプに適用可能であ
る。さらに鋼製枠体とコンクリート部とは付着させる場
合と、付着させない場合のどちらでもよい。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明は、間隔をおいて配置し
た一対の鋼板を、横方向に連結鋼板により一体に連結
し、それら一対の鋼板間にコンクリートを充填してなる
ものであり、衝撃力に対して優れた強度を有するコンク
リート合成部材を提供することができる。

【００２７】また請求項２の発明は、前記一対の鋼板を
コンクリートにより覆い、前記連結鋼板は、前記一対の
鋼板の一方に少なくとも２箇所で連結されているもので
あり、衝撃力に対して優れた強度を有するコンクリート
合成部材を提供することができる。

【００２８】さらに請求項３の発明は、前記コンクリー
トに縦方向のＰＣ鋼材により緊張力を付与したものであ
るから、衝撃力に対して優れた強度を有するコンクリー
ト合成部材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す保護構造物の断面図
である。

【図２】本発明の第１実施例を示すコンクリート主桁の
一部切欠き斜視図である。

【図３】本発明の第１実施例を示すコンクリート柱の平
断面図である。

【図４】本発明の第２実施例を示すコンクリート主桁の
一部切欠き斜視図である。

【図５】本発明の第２実施例を示すコンクリート柱の平
断面図である。

【図６】従来例の合成部材を示す断面図である。

【図７】コンクリートに荷重を加えた状態を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１ 主桁（コンクリート合成部材） ３ 柱（コンクリート合成部材） ８ ＰＣ鋼材 11 11Ａ 鋼板 12 12Ａ 連結鋼板 15 15Ａ 中詰めコンクリート部 16 16Ａ 外側コンクリート部 17 ＰＣ鋼材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 間隔をおいて配置した一対の鋼板を、横
   方向に略波形をなす連結鋼板により一体に連結し、それ
   ら一対の鋼板間にコンクリートを充填してなることを特
   徴とするコンクリート合成部材。
2. 【請求項２】 前記一対の鋼板をコンクリートにより覆
   い、前記連結鋼板は、前記一対の鋼板の一方に少なくと
   も２箇所で連結されていることを特徴とする請求項１記
   載のコンクリート合成部材。
3. 【請求項３】 前記コンクリートに縦方向のＰＣ鋼材に
   より緊張力を付与したことを特徴とする請求項１又は２
   記載のコンクリート合成部材。