JPH09310405A - 鉄筋コンクリート柱およびプレキャスト型枠 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 施工性に優れ、地震等に対する破壊耐力の大
きい高品質の鉄筋コンクリート柱およびその構築に用い
るプレキャスト型枠を提供する。 【解決手段】 かぶりコンクリート部２の内面側に鋼板
１を一体化した水平断面がＬ字状のプレキャスト型枠７
を２個、鋼板１端部の接合部８を利用してボルト１０で
接合し、柱主筋４のを取り巻く矩形断面の柱型枠を構成
する。幅留め鉄筋等を配筋し、柱型枠の内部にコンクリ
ート６を打設する。順次、高さ方向にプレキャスト型枠
７を継ぎ足し、所定の高さまで施工を繰り返すことで高
層の鉄筋コンクリート柱を構築する。プレキャスト型枠
７どうしの継手を構成する接合部８の外面にはコンクリ
ート３を充填し、間隙を塞ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、プレハブ化施工
法による比較的大型の鉄筋コンクリート柱およびその鉄
筋コンクリート柱の構築に用いるプレキャスト型枠に関
するものであり、高架橋下部構造体としての鉄筋コンク
リート柱脚や高層鉄筋コンクリート柱等に利用される。

【０００２】

【従来の技術】

(1) 従来の一般的な鉄筋コンクリート柱の構築における
作業手順は、仮設足場の組立て、主筋の配筋、帯
鉄筋および幅留め鉄筋の配筋、柱型枠の組立て、柱
型枠内へのコンクリートの打設、コンクリートの養
生、柱型枠の解体、仮設足場の解体である。

【０００３】２次サイクルの作業手順は、上記、の
工程が完了している場合、〜の工程の繰り返しであ
り、順次、上方へ柱が構築されて行く。

【０００４】(2) また、比較的高層の柱の場合には、ス
ライディング型枠工法が用いられることも多い。スライ
ディング型枠工法の場合、前記した作業手順のの手順
で養生した構造体を反力にとる移動式仮設構造体を構築
し、逐次上方へ作業を移行して行く。

【０００５】(3) この他、柱型枠の組立てに関しては大
型パネル型枠工法があり、クレーン車で普通大の型枠を
集合した大型パネル型枠の吊り込み、組み払いを行うこ
ととで、作業効率の向上を図っている。

【０００６】(4) さらに、日経コンストラクション１９
９６年９月８日号、日経ＢＰ社発行、第８０頁〜第８５
頁には、主筋、帯鉄筋、ジベル筋等を組み込んだ２０ｃ
ｍ厚のプレキャスト型枠を、鉄筋コンクリート柱脚の断
面外周部に配置し、これを順次、高さ方向に組み上げ、
その内部に現場打ちコンクリートを打設することで橋脚
を構築した事例が記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術の(1)
〜(3) は、比較的低中高さの柱の施工に適した技術であ
る。しかし、今後、規模の大きい高層柱や超高層の柱高
さが求められ、著しく高所作業が増加する傾向にあるた
め、下記のような解決すべき課題がある。

【０００８】(a) 前記の仮設足場の組立て、柱型枠
の組立て、柱型枠の解体、仮設足場の解体等の仮設
作業において、従来の施工法における仮設足場は高さ３
０ｍ程度で部材強度や安定性が限界に達する。そのた
め、柱の中層位置において、コンクリートの養生の済ん
だ部分にブラケットを設置して支持部を構築し、その上
に再び仮設足場を組立てる等の補助工法が必要となる。

【０００９】(b) 高所足場上での作業は、手摺、足元、
強風、視覚等の点で作業が不安定になり、非効率的で不
安全なものとなっている。特に、高所足場上での柱型枠
の組立解体作業は、高さが低中程度の柱の場合に比較し
て著しく効率が悪く、安全性の面でも問題が多い。

【００１０】(c) 前記の主筋の配筋、帯鉄筋および
幅留め鉄筋の配筋等の鉄筋配筋作業も、高所足場上での
不安定な作業であり、墜落防止設備等が完全には構築で
きないため、非効率的で不安全である。特に、柱水平方
向の帯鉄筋配筋作業は、高所足場上の開口部に位置する
危険な作業であり、最も安全対策を必要とする。

【００１１】(d) 前記の柱型枠内へのコンクリートの
打設、コンクリートの養生等の作業においては、左右
の型枠に不均一な水平荷重が発生するため、型枠を堅固
にする必要がある。しかし、高所になるに従い、不均一
な水平荷重を抑止するためのトラワイヤー設備等の設置
が困難となる。また、コンクリートの養生においては、
コンクリートの表面および内部の温度、湿度、荷重を安
定させる必要から、外気に対する保温・遮蔽設備等を必
要とする。しかし、強風等の悪天候や高所作業等の影響
で、品質管理、安全管理が不十分となるおそれがある。

【００１２】前述した従来技術の(4) は、柱断面の外周
部をプレキャスト鉄筋コンクリート製の型枠で構成した
もので、主として施工性の向上を図ったものであるが、
型枠部分が２０ｃｍと厚くなっており、型枠重量が大き
く、大型のクレーンを必要とする。

【００１３】また、実際の施工面においては、プレキャ
スト製品どうしの接合に高い精度を必要とするにも関わ
らず、型枠重量が大きいため現場での接合に困難を極め
ている。特に、プレキャスト型枠に内蔵した主筋につい
ては、上下のプレキャスト型枠間でスリーブへの挿入を
行い、モルタル注入により固定しているが、多数本の主
筋を同時に対応するスリーブに挿入するのが困難であ
り、かえって施工性が悪くなっている。さらに、高所で
の困難な作業が続くため、安全性の面でも問題がある。

【００１４】一方、品質面について言えば、従来の高層
鉄筋コンクリート柱は、比較的強い地震の影響でかぶり
コンクリート部分にひび割れが生じたときに、異形鉄筋
等からなる帯鉄筋とコンクリートの接着力が切れ、さら
に鉄筋ラップ部分の応力が解放されることで、結果とし
て帯鉄筋の機能がなくなり、柱破壊が生じている。

【００１５】本願発明は、これら従来技術における課題
の解決を図ったものであり、施工性に優れ、地震等に対
する破壊耐力の大きい高品質の鉄筋コンクリート柱およ
びその構築に用いるプレキャスト型枠を提供することを
目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願発明の鉄筋コンクリ
ート柱（請求項１）は、鉄筋コンクリート構造体のかぶ
りコンクリート部とその内面側に一体化した鋼板とから
なるプレキャスト型枠を柱の水平断面外周部に配置し、
プレキャスト型枠内面の鋼板で主筋を取り巻き、その内
側に現場打ちコンクリートを打設して形成されるもので
ある。

【００１７】すなわち、せん断補強筋としての従来の帯
鉄筋に替えて、帯鉄筋の機能を持たせた鋼板をかぶりコ
ンクリート部の内面側に一体化させてなるプレキャスト
型枠を用いることで、品質および施工性の向上を実現し
たものである。

【００１８】請求項２は、請求項１に係る鉄筋コンクリ
ート柱におけるプレキャスト型枠どうしの接合部の構造
を限定したものであり、プレキャスト型枠の鋼板端部を
かぶりコンクリート部の端面より所定長突出させてなる
接合部を形成し、隣り合うプレキャスト型枠の接合部ど
うしを接合するようにしたものである。この接合部は、
主として同じ水平断面内に位置する複数のプレキャスト
型枠間での接合を考えているが、上下方向のプレキャス
ト型枠間の接合にも適用可能である。

【００１９】従来の帯鉄筋に替え鋼板を用いているた
め、ボルト接合や溶接その他の接合方法により強固な接
合が可能であり、かぶりコンクリート部が破壊しても、
せん断補強筋としての機能を損なうことなく、内側のコ
ンクリートを拘束することができる。

【００２０】請求項３は、請求項２における隣り合うプ
レキャスト型枠どうしの連結をボルト接合により行う場
合を限定したものである。

【００２１】請求項４は、請求項２または３に係る鉄筋
コンクリート柱の接合部において、隣り合うプレキャス
ト型枠どうしのかぶりコンクリート部間に生ずる間隙に
コンクリートを充填する場合を限定したものである。

【００２２】鋼板どうしの接合を行う場合、通常、その
部分に間隙が生ずるので、その部分についてコンクリー
トを充填するようにしたものである。この場合も、鋼板
どうしが強固に接合できるため、外側に簡単な型枠を設
置するだけで容易にコンクリートを充填することができ
る。

【００２３】請求項５は、請求項１、２、３、または４
に係る鉄筋コンクリート柱において、主筋を取り巻くよ
うに配置したプレキャスト型枠内面側の対向する鋼板間
を幅留め鉄筋で連結する場合を限定したものである。

【００２４】幅留め鉄筋は、通常の鉄筋コンクリート柱
の場合も配筋されることが多いが、鋼板に取り付けた係
止金具等を利用して容易に配筋することができる。ま
た、帯鉄筋替わりの鋼板の形態が安定しているため、強
い地震に対しても幅留め鉄筋を確実に機能させることが
できる。

【００２５】本願発明のプレキャスト型枠（請求項６）
は、上記本願発明の鉄筋コンクリート柱の構築に用いる
ものであり、鉄筋コンクリート構造体における主筋を取
り巻くせん断補強筋としての帯鉄筋に替えて配置される
鋼板と、鋼板の外面に予め一体化したかぶりコンクリー
ト部とからなることを特徴とするものである。

【００２６】上述のように鉄筋コンクリート柱を構成し
た場合において、品質の向上、施工性の向上が図れ、ま
た鋼板自体が大きな強度を有するため、かぶりコンクリ
ート部を含めた厚さを薄くすることができ（かぶりコン
クリートとして必要な厚さがあればよい）、従来の主筋
を内蔵した厚肉のプレキャスト型枠に比べ、型枠重量を
大幅に低減することができる。また、内面側については
鋼板で覆われているため、運搬時、施工時の損傷が防げ
る。

【００２７】請求項７は、請求項６に係るプレキャスト
型枠を構成する鋼板について、切込みを外面のかぶりコ
ンクリート部側に押し広げてなる開口部を形成してある
場合を限定したものである。工場等でかぶりコンクリー
ト部と鋼板とからなるプレキャスト型枠を成形するにあ
たり、このような開口部を形成することで付着力を増
し、一体性を高めることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は本願発明に係る鉄筋コ
ンクリート柱脚の概略的な構造を示す斜視図であり、図
２〜図４は具体的な一実施形態における水平断面図と、
そのＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。

【００２９】本願発明では、施工性や品質を重視して、
プレハブ化すべき機能の工種範囲に工夫をこらしてお
り、その結果として、図１に示すように柱主筋４位置と
それを取り巻くせん断補強筋（従来の帯鉄筋に相当し、
本願発明では鋼板１）位置を境に、外側をプレハブ化
し、内側を従来の現場打ちコンクリート６としている。

【００３０】本願発明のプレキャスト型枠７は、かぶり
コンクリート部２とその内面側に一体化した鋼板１とか
らなり、鋼板１としては従来の帯鉄筋の強度に準ずる鋼
板を使用する。

【００３１】また、本実施形態では、図２に示されるよ
うに水平断面においてＬ字状のプレキャスト型枠７を２
個接合することで、矩形断面を形成している。プレキャ
スト型枠７は、その鋼板１部分がかぶりコンクリート部
２の端部から突出しており、図２および図３に示すよう
に突出部分を接合部８として高力ボルト１０で接合し、
高い継手強度を与えている。

【００３２】このように、本願発明では、帯鉄筋機能を
鋼板１に求めることにより、高力ボルト１０等による安
定した接合が可能となり、例えかぶりコンクリート部２
にひび割れが生じても、従来の帯鉄筋に比べ、高い継手
強度が維持される。

【００３３】なお、本願発明のプレキャスト型枠７を使
用した場合、従来の施工法に比べ、仮設足場上での作業
量が激減する結果、仮設足場自体、例えばプレキャスト
型枠７どうしの継手位置（接合部８）等で吊り移動可能
な比較的簡単な仮設足場で十分であり、その分作業効率
を上げることができる。

【００３４】この継手部分については、簡単な型枠を設
置してコンクリート３を充填することで間隙を塞いでい
る。

【００３５】また、プレキャスト型枠７については、鋼
板１とかぶりコンクリート部２との一体化の問題、さら
にプレキャスト型枠７とその内側に打設される現場打ち
コンクリート６との一体化の問題がある。

【００３６】本実施形態では、鋼板１に所定間隔で切込
みを設け、これを押し広げる形でかぶりコンクリート部
２側に突起を有する開口部９を形成し、突起のジベル効
果によりかぶりコンクリート部２との一体性を高めてい
る。

【００３７】図中１２はかぶりコンクリート部２内に配
した補強用のメッシュ金網であり、プレキャスト型枠７
の工場制作において、開口部９の突起部分とスペーサー
ブロック１３を利用して留め付けた状態で、かぶりコン
クリート部２のコンクリートが打設される。また、スペ
ーサーブロック１３は溶接、接着剤、あるいは留め金具
等により直接鋼板４に固定することができ、このスペー
サーブロック１３にもジベル効果を期待することができ
る。

【００３８】一方、鋼板１の開口部９部分には、プレキ
ャスト型枠７の制作時に詰め物をしておく等して、内面
側に開口する凹部を形成することができ、その凹部に現
場打ちコンクリート６が侵入することで、内側のコンク
リートとの一体性も高めることができる。もちろん、鋼
板１にジベルを溶植あるいはボルト接合する等しておく
こともできる。

【００３９】図中、５は対向するプレキャスト型枠７の
鋼板１間を連結する幅留め鉄筋であり、図２および図４
に示すように折り曲げた両端部を、予めプレキャスト型
枠７に取り付けた係止金具としてのクリップ１１に差し
込んで固定している。この幅留め鉄筋５は、連結する両
側の鋼板１が内側のコンクリートにより外側に押し出さ
れる形での破壊に抵抗する。

【００４０】本願発明を高層の鉄筋コンクリート柱の構
築に用いる場合の施工手順としては、例えば、主筋配
筋作業用の仮設足場の組立て、主筋４の配筋、クレ
ーン車によるプレキャスト型枠７の吊込みおよび組立
て、幅留め鉄筋５の配筋、プレキャスト型枠７内へ
のコンクリート６の打設、コンクリート６の養生、に
より１段目ブロック（３〜６ｍ程度の高さ）が完成し、
この作業を順次上方へ繰り返して積み上げる方式で、高
層鉄筋コンクリート柱を構築することができる。

【００４１】

【発明の効果】 本願発明の鉄筋コンクリート柱では、従来の帯鉄筋が
鋼板に替わることで、強い地震によりコンクリートにひ
び割れが生じた場合でも、柱全体としての破壊が抑止さ
れ、高い耐震性能を発揮する。また鋼板部分を利用した
幅留め鉄筋やジベル等の取り付けも容易に行うことがで
きる。

【００４２】断面外周部に配置したプレキャスト型枠
は、鋼板接合部のボルト接合等により確実に固定され、
かぶりコンクリート部が大きく損傷した場合でも、柱と
して高強度を維持することができる。

【００４３】プレキャスト型枠の内面が鋼板であるた
め、プレハブ製品として堅固であり、運搬、組立て時の
損傷が少なく、品質面、施工面における信頼性が高い。

【００４４】高層柱の施工で最も複雑な部分をプレハ
ブ製品化しており、その地上面または工場での製作が可
能になったことで、品質の向上が図れる。

【００４５】プレキャスト型枠を工場等で事前に製作
できるため、現場施工の工期が短縮でき、工期に関わる
費用が軽減される。

【００４６】柱に水平荷重が作用した場合、外周部ほ
ど大きな応力が発生するが、本願発明の場合、工場製作
等によるプレキャスト型枠のかぶりコンクリート部の強
度を、その内側に打設される現場打ちコンクリートより
大きくすることで、耐震性能に優れた経済的な鉄筋コン
クリート柱を得ることができる。

【００４７】高層柱の施工で最も不安全作業となる帯
鉄筋部分と型枠部分がプレキャスト型枠の形でプレハブ
化されたことで、作業員の安全性が向上する。

【００４８】プレキャスト型枠部分については、接合
部を除きコンクリート養生の必要がなく、柱断面中央部
の現場打ちコンクリートの養生も容易であるため、養生
に関する高所作業の負担も小さい。

【００４９】以上から、地震に強い高品質の鉄筋コンク
リート柱を効率よく、経済的に施工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る鉄筋コンクリート柱脚の構造の
概要を示す斜視図である。

【図２】本願発明に係る鉄筋コンクリート柱脚の具体的
な一実施形態を示す水平断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１…鋼板、２…かぶりコンクリート部、３…充填コンク
リート、４…主筋、５…幅留め鉄筋、６…現場打ちコン
クリート、７…プレキャスト型枠、８…接合部、９…開
口部、１０…高力ボルト、１１…クリップ、１２…金
網、１３…スペーサーブロック、

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄筋コンクリート構造体のかぶりコンク
   リート部と、前記かぶりコンクリート部の内面側に一体
   化した鋼板とからなるプレキャスト型枠を断面外周部に
   配置することにより、せん断補強筋としての帯鉄筋に替
   えて前記鋼板で構造体長手方向に延びる主筋を取り巻
   き、前記プレキャスト型枠で囲まれる内部に現場打ちコ
   ンクリートを打設してなることを特徴とする鉄筋コンク
   リート柱。
2. 【請求項２】 前記プレキャスト型枠には、前記鋼板の
   端部をかぶりコンクリート部の端面より所定長突出させ
   た接合部が形成されており、隣り合うプレキャスト型枠
   の前記接合部どうしを接合することにより複数のプレキ
   ャスト型枠を連結してある請求項１記載の鉄筋コンクリ
   ート柱。
3. 【請求項３】 隣り合うプレキャスト型枠どうしの連結
   を前記接合部どうしのボルト接合により行う請求項２記
   載の鉄筋コンクリート柱。
4. 【請求項４】 前記接合部において隣り合うプレキャス
   ト型枠どうしのかぶりコンクリート部間に生ずる間隙に
   コンクリートを充填してなる請求項２または３記載の鉄
   筋コンクリート柱。
5. 【請求項５】 主筋を取り巻くように配置した前記プレ
   キャスト型枠内面側の対向する鋼板間を幅留め鉄筋で連
   結してある請求項１、２、３、または４記載の鉄筋コン
   クリート柱。
6. 【請求項６】 鉄筋コンクリート構造体における主筋を
   取り巻くせん断補強筋としての帯鉄筋に替えて配置され
   る鋼板と、前記鋼板の外面に予め一体化したかぶりコン
   クリート部とからなることを特徴とするプレキャスト型
   枠。
7. 【請求項７】 前記鋼板には、切込みを外面の前記かぶ
   りコンクリート部側に押し広げてなる開口部を形成し、
   かぶりコンクリートとの一体性を高めている請求項６記
   載のプレキャスト型枠。