JPH10159228A - コンクリート型枠用のワインディングパイプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建造物などの中空スラブ工法に使用するコン
クリート型枠用のワインディングパイプの強化と作業性
の向上が求められている。 【解決手段】 パイプの直管部１上から所定の間隔毎に
管軸方向へ膨出する複数の内リブ２を周設したことを構
成上の特徴とし、さらにワインディングパイプを形成す
るハゼ３の外周面３１を前記直管部１の外周面１１と少
なくとも同径以下に設定し、該ハゼ３の端部３２，３３
からなだらかな曲線を描いて直線部１の外周面１１に繋
ぐ段差面４を形成すれば、なお、課題解決に有効であ
る。鉄筋を配筋したとき、ワインディングパイプの外周
面までの有効鉄筋コンクリート層厚Ｔは、従来技術の外
リブ方式より遥かに大きくなって、より強度を具えた構
造物を形成できる。管端への外キャップの嵌合も容易と
なり作業性が大幅に増進する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は建造物、特に多層ビ
ルディングの床面（天井面）を構築するときに適用する
中空スラブ工法や、装置・機械類などを床面へ据え付け
る工事のときに箱形、円筒形にコンクリート打設面から
抜く場合などに適用されるコンクリート型枠用のワイン
ディングパイプに係る。

【０００２】

【従来の技術】ワインディングパイプとは一定幅の鋼板
などの帯状体を螺旋状にずらして巻き回し、隣接する端
面同士を接合して一定直径の円筒管に成形した管種を指
し、隣接する端面同士の接合には溶接方法も実用化され
ているが、典型的な態様としてはそれぞれの端面を相互
に嵌合し合えるように屈折してハゼ部を形成する方式が
挙げられ、ワインディングパイプといえばハゼによる接
合方式の管種を指すことが多い。さらにハゼ方式のワイ
ンディングパイプを大別すれば、建物内の空調用ダクト
として配設されるフレキシブルチューブと、建設・据え
付け工事などのコンクリート打設用に使用される型枠用
とに分れ、それぞれがその目的に応じて最適の条件で用
役に供するように異なる観点から改良され提供されてい
る。このうち、空調用ダクト用のワインディングパイプ
を対象とした技術改良も多数提供され、たとえば、特公
平２−５８５４３号公報、実公平３−１７１０５号公
報、特公平３−１８０７８号公報、などが認められる。

【０００３】一方、本発明が対象とするのはコンクリー
ト型枠用のワインディングパイプであり、亜鉛鍍金など
で表面処理した鋼板を螺旋状に巻き回して管体を成形
し、高層ビルの床面を形成するときにコンクリート躯体
内へ埋没させて床面総重量の軽量化に大きな貢献を図る
中空スラブ工法を適用するときのコンクリート型枠とし
て使用し、または地下部の基礎梁を検査するための人
孔、床や壁を貫通するために使用するスリーブの円筒型
枠、装置、機材などの床面への据え付けのためにコンク
リート躯体をあらかじめ抜くために使用する箱抜きな
ど、多方面の建築、土木工事の副資材として活用されて
いるものであり、前記の空調用ダクトとの基本的な違い
は、フレキシブルであっては用を為さず、コンクリート
打設時の耐圧性に最大の要件が集約される点にある。

【０００４】型枠用ワインディングパイプはコンクリー
ト躯体内に埋没するから、建物や装置が完成すれば人目
に曝されなくなるが、セメントスラリーを流し込む打設
中においては工法の重要な役割を果す資材であり、その
良否によっては後々まで建物などの信頼性を左右し兼な
い。図３は従来技術における型枠用ワインディングパイ
プの一部断面正面図であり、コンクリート打設時の重量
に耐えて変形しない耐圧力を具えるように、ワインディ
ングパイプを成形時に管の直管部１０１から外周面上に
膨出する外リブ１０２を定間隔毎に設けている。このよ
うな外リブの形成は、ワインディングパイプを製管する
際に薄鋼板の帯板を長手方向からロールにかけて金型
（マンドレル）の基準面から屈曲して長手方向に平行に
凸設した形状通りに複数の外リブ１０２を生成し、同時
に両端を屈折加工してハゼ部１０３も成形していく。ハ
ゼ部１０３は図のように一端は断面コ形となるように直
角に２回屈折した１０３ａとし、他端は断面が切り欠い
た角形となるように直角に３回屈折した１０３ｂに成形
する。ハゼ１０３ａ，１０３ｂが製管機によって帯板を
螺旋条に巻き回して管体とするときに、相互に嵌合し合
って接合し、１本のワインディングパイプとして成形さ
れるのである。したがって通例の従来技術としては帯板
の板幅に相当するピッチ毎にハゼ部１０３が螺旋状に形
成し、ハゼ部とハゼ部の間の直管部１０１内に複数本の
外リブ１０２が同じ傾斜で斜行して管の強度を高め、コ
ンクリート打設時の荷重に耐える耐圧性を向上する作用
を果しているのである。

【０００５】型枠用ワインディングパイプの改良に対し
ても出願人は従来から真摯に取り組んで価値ある改善を
積み重ねてきた。たとえば、特公平７−１０１０７２号
公報に係る従来技術では、図４のように直管部２０１の
外周面上へ突出する外リブ２０２の成形において、外リ
ブの部分は伸びる方向の内部応力が発生し、直管部では
縮む方向への内部応力が発生する。リブとリブとに挟ま
れた直管部では両側のリブに引張られて応力が残留した
ままでも見掛け上の変化としては現われないが、両側の
ハゼ部２０３では自由端のために応力は拘束されずに開
放されるから、表面へ皺として現われる場合が多い。皺
が大きく発生すると単に見苦しい外観上の商品価値の低
下だけでに留まらず、ハゼの位置や形状にまで変形の影
響が及び、甚だしいときは正常な係合ができなくなって
管の耐圧性を低下する虞れさえ否定できなくなる。この
課題を解決するために、外リブの高さをＨとしたとき、
嵌合したハゼの両側に続く外周面の一部を直線部よりも
ほぼＨ／２拡径した段差２０４を形成し、伸びと縮みと
いう反対方向の応力方向を変換する遷移点に当て、ハゼ
部周辺に発生するはずの応力を消滅させたと謳ってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】直管部の外周面上へ外
リブを形成して管の強度を高めコンクリート打設時に流
入するセメントスラリーの荷重に耐えるように設計した
従来技術では、一般に図５に示すような建造物自体の強
度に与える影響が介入する懸念が残る。すなわち、中空
スラブ工法では床面（下階層の天井面）を形成する合板
製の型枠を敷き並べ、その上の中空部に型枠用のワイン
ディングパイプを配列し、さらにその上に鉄筋Ｓを配筋
して載せた後、セメントスラリーを流し込むという手順
を辿るのであるが、鉄筋が載り得るのはワインディング
パイプの外周面のうち、最も高い位置にある外リブの頂
面であるから、セメントスラリーを流し込んだときでも
鉄筋Ｓを巻き込んだ、いわゆる鉄筋コンクリート構造Ｃ
としての強度を保証できる有効鉄筋コンクリート層の層
厚は、図５のＴ0 が最高でしかない。それだけ鉄筋コン
クリート強度を割引いて設計しなければならないという
構造物としてのハンディを背負う結果となる。

【０００７】また、図３でも示すように、中空スラブ工
法ではセメントスラリーを流し込む前にワインディング
パイプの開口した両端に外キャップ１０４を被せ、スラ
リーがワインディングパイプ内に流入しないように密閉
しているが、図のように外リブ１０２が直管部１０１か
ら突出し、さらに１ピッチ毎に角形にハゼ部１０３も突
出しており、床面など工事面積に合せて適宜ワインディ
ングパイプを切断して全長を揃えれば、螺旋状の外リブ
またはハゼ部がどこかで中途切断され、直管部から突出
した範囲も含めて外キャップ１０４を被せる作業はきわ
めて煩瑣であり作業性を損う一要因となっている。ま
た、ワインディングパイプの外周面が外キャップに当接
して停止するということは、直管部とワインディングパ
イプの外周の曲面間に形成する隙間の容積が大きくなる
要因とならざるを得ず、そのすべての空間を確実に充填
することはセメントスラリーの流動性を以てしても必ず
しも容易とは言えない。突出したハゼ部に隣接する直管
部の外周面には前記の通り皺の発生が起こり易く、この
点だけに限れば前記図５に係る従来技術を適用すれば解
決可能であるとしても、建造物自体の強度に影響を与え
兼ない有効鉄筋コンクリート層厚の問題や、外キャップ
の被冠作業の問題など中空スラブ工法をさらに効率的に
実施する上での隘路となっている。

【０００８】本発明は以上の課題を解決するために中空
スラブ工法などに使用されるコンクリート型枠用ワイン
ディングパイプを改造し、有効鉄筋コンクリート層厚を
増強して建造物などの強度向上に貢献すると共に、ワイ
ンディングパイプの配列作業自体の生産性の向上も伴う
新規な構成の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るコンクリー
ト型枠用のワインディングパイプは、直管部１上から所
定の間隔毎に管軸方向へ膨出する複数の内リブ２を周設
したことを構成上の特徴とする。

【００１０】内リブとは直管部の管軸方向へ向けて凹設
したリブのことを指し、ワインディングパイプの製造上
の特徴から実質的には直管部から部分的に縮径して半円
形、または半楕円形などの曲面や四角形などの角形の断
面を形成する内側へ膨出した屈曲面、または屈折面から
なる。このような内リブが形成されると、図２に示すよ
うに鉄筋Ｓを配筋したとき、直管部１の外周面１１直接
載せることができるほど接して組立てられるから、この
鉄筋Ｓを巻き込んでセメントスラリーを流し込んで鉄筋
コンクリート構造Ｃを形成したとき、ワインディングパ
イプの外周面までの有効鉄筋コンクリート層厚Ｔを得る
ことができ、直管部の口径Ｄが同一であっても図５の従
来技術における有効鉄筋コンクリート層厚Ｔ0 を遥かに
凌ぐ強度を具えた構造物を形成する作用が発揮される。

【００１１】同時に内リブによる補強に置き換えたの
で、ワインディングパイプの両端へ外キャップを被冠す
るときでも、直管部の外周面上に障害となる突起物がな
く、どの位置であっても自由に、かつ、容易に外嵌する
ことができ、煩瑣で作業性の悪かった被冠作業がほとん
ど１動作で簡単に片付けることができるので所要時間も
著しく短縮する。一方、外キャップの内面とワインディ
ングパイプの外周面間に生じる隙間容積も単に内リブの
凹面と外キャップの内面間の螺旋状のリブ内面だけに限
られるから、セメントスラリーを流し込めば、外キャッ
プ外に開口している内リブの凹面を伝って流動状のセメ
ントスラリーが容易に流れ込んで中空部を自然に充填
し、強度的に弱点となり易い中空箇所が消滅する。

【００１２】この基本構成において、ワインディングパ
イプを形成するハゼ３の外周面３１を前記直管部１の外
周面１１と少なくとも同径以下に設定する。内リブと直
管部とを交互に繰り返す構成は、内リブに引張り方向の
内部応力を発生し、リブとリブ間の直管部に縮み方向の
内部応力を生み、自由端であるハゼ部では応力が変形に
よって開放されて皺を発生することが従来からの課題で
あった。当然この課題は前記図４の従来技術でも解決可
能であるが、直管部の外周面からハゼ部が突出している
限り、外キャップを被冠するときに障害となることは外
リブの条件と変るところはない。皺の発生を防止しなが
らもさらに被冠の作業性を一躍向上することを求めて、
ハゼ部自体の位置を直管部外周面から管軸側へ向けて沈
め、直管部に繋ぐ段差面を形成することにより、縮みの
内部応力を傾斜した連続面で吸収して消滅させ、皺の発
生を未然に防止する機能を与えたのである。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を示す一
部断面の正面図である。ワインディングパイプは亜鉛鍍
金を施した一定幅の帯鋼板を螺旋状に巻き回し、そのと
きに複数の内リブ２を同時に成形する。この図の場合に
は３本の内リブを成形し、同時に鋼板の両端に成形した
雄雌一対のハゼを相互に嵌合しつつ製管機によって所要
口径のワインディングパイプに仕上げる。ワインディン
グパイプは直管部１と内リブ２とを交互に挟んで繰り返
し、ハゼ部３によって区画される１ピッチを形成する
が、ハゼ部３の外周面３１を直管部１の外周面１１と同
レベルか、外周面１１よりも低い位置に沈めて形成し、
ハゼ部の両端３２，３３と直管部の外周面１１を傾斜面
４によって繋いでいる。外キャップ５はワインディング
パイプの切断面が内リブ２またはハゼ部３の何れかを通
過しても、外周面より沈められているから乗り上げるこ
とがなく、単に円筒形の端面に被冠することと変らず、
従来に比べてほとんど瞬間的な１動作で被冠作業が終わ
ると共に、被せた後に残る隙間も内リブ内部の曲面内だ
けに過ぎないから、セメントスラリーが容易に流入して
充填し、強度上の何の懸念にも繋がらない。

【００１４】ワインディングパイプなど外周面に凹凸の
ある管種を総称してコルゲート管と呼び、中空スラブ工
法のコンクリート型枠用ワインディングパイプも、空調
ダクト用のフレキシブルチューブもこの範疇に含まれる
が、このような外周の口径に変動のある管に対しては基
準径という観念を導入する。すなわち図１、または図３
に示したように本発明の対象である型枠用ワインディン
グパイプの基準径は、直管部の直径とリブの直径の平均
径を意味することになる。図３の外リブの場合には、リ
ブの頂面までの外径が基準径の計算対象となるが、図１
の内リブ、すなわち本発明の場合には、リブの凹面の底
部外径が計算の対象となる。出願人は図１に示す本発明
の実施形態と、図３の従来技術について、直管部を同一
径に揃えた２種類のワインディングパイプを試作して強
度実験を行なった。実験の方法は両管共に端面にキャッ
プを被せて密封し、管内の空気を真空ポンプで吸引して
外気による圧力を掛けて外形が変形するまで減圧を強化
していった。結果は本発明の実施形態の方が従来技術の
比較例に比べてほぼ１０％耐圧力が大であることが記録
され、同じ口径のワインディングパイプであっても本発
明の実施例が従来技術の比較例よりも確実に強度が高
く、中空スラブ工法に提供するコンクリート型枠用のワ
インディングパイプとしての信頼性が優越することを明
確に立証した。

【００１５】多岐に亘る産業分野では種々の管類が使用
され、その中には目的に応じて管の内周側にリブを設け
たケースも希有とは言えない。たとえば伝熱管の内面に
螺旋リブを設けて熱交換効率を向上した特開昭６１−１
７２６１６号公報、鋼管杭に内嵌するスリーブの内周面
に螺旋状突条を設けて杭内への土砂の貫入を向上した特
開平１−２３３０１４号公報など枚挙に暇がない。しか
し、同一直径の直管部からなるコンクリート型枠用のワ
インディングパイプにおいて、基準径の小さい内リブの
方が基準径の大きい外リブよりも管体自体の耐圧性が優
越することを発見し、かつ、活用した従来技術は全く見
出すことはできず、本発明の特異な技術的特徴の一つを
形成する要因となっている。

【００１６】

【実施例】現実の設計に当っては、内リブの高さと直管
部の直径との間にはデリケートな平衡関係があり、鋼板
の帯板を成形するときに内リブの高さが過大であれば、
材料である鋼板の塑性変形能を超えた伸びが不規則な皺
の発生となって現われ、また、内リブの高さが過小に失
すると前記の基準径が小さくなって耐圧性が低下し、リ
ブ本来の機能を失う結果となる。実験的に確認した末、
耐圧性の強化と皺発生の防止の両要件を両立させる基準
として以下の表１を設定した。ただしこの表はあくまで
参考値であり、現在実施中のの成形機の作動特性、鋼板
の材料特性に基づいて求めた仮の基準を例示したに過ぎ
ないから、今後、変更する余地は充分あり得る。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】本発明は以上に述べた通り、建造物など
の中空スラブ工法に使用するコンクリート型枠用のワイ
ンディングパイプの改良に係り、従来技術に比べると床
面などを形成する有効鉄筋コンクリート構造層の層厚を
増大し、実質的に建造物自体の強度を高め、信頼性の向
上に貢献する効果がある。また、中空スラブ工法の手順
のうち、ワインディングパイプ内にセメントスラリーが
流入しないように外キャップを管の端面に被せるが、そ
の作業を著しく高能率化して工事の促進、工期の短縮、
労務費の節減に結び付ける効果もある。さらにワインデ
ィングパイプ自体の耐圧性を増大し、同一直径の直管部
をベースとした従来技術に比べても明らかに強化され、
床面成形の工事中の信頼性を高める効果も看過できな
い。

【００１９】請求項２に係る要件を加えると、ハゼ部周
辺に発生し易い成形加工時の皺がほとんど消滅し、製管
機で管体として嵌合するときのハゼ部の係合機能の信頼
性をさらに向上すると共に、現地で埋没するにしても搬
入される副資材としての外観的な価値の低下を抑止する
効果も認められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施形態の一部縦断面の正面図である。

【図２】本発明の作用の一つを示す縦断正面図である。

【図３】従来技術の一部断面の正面図である。

【図４】別の従来技術の要部を示す一部縦断の正面図で
ある。

【図５】従来技術の課題を示す縦断正面図である。

【符号の説明】

１ 直管部 ２ 内リブ ３ ハゼ部 ４ 段差面 ５ 外キャップ 11 外周面 31 外周面 32 ハゼ端部 33 ハゼ端部 Ｔ 本発明の有効鉄筋コンクリート層厚 Ｔ0 従来技術の有効鉄筋コンクリート層厚

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建造物の中空スラブ工法などに適用する
   コンクリート型枠用のワインディングパイプにおいて、
   直管部１上から所定の間隔毎に管軸方向へ膨出する複数
   の内リブ２を周設したことを特徴とするコンクリート型
   枠用のワインディングパイプ。
2. 【請求項２】 請求項１においてワインディングパイプ
   を形成するハゼ３の外周面３１を前記直管部１の外周面
   １１と少なくとも同径以下に設定したことを特徴とする
   コンクリート型枠用のワインディングパイプ。