JPH10204994A - 鋼管コンクリート部材 - Google Patents
鋼管コンクリート部材Info
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- JPH10204994A JPH10204994A JP2721097A JP2721097A JPH10204994A JP H10204994 A JPH10204994 A JP H10204994A JP 2721097 A JP2721097 A JP 2721097A JP 2721097 A JP2721097 A JP 2721097A JP H10204994 A JPH10204994 A JP H10204994A
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- reinforcing bars
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外径寸法の大小に拘らず、確実に拘束効果を
高めて耐力および靭性を大幅に増大することができ、延
いては鋼管の厚さをより薄くすることができて経済性に
も優れる鋼管コンクリート部材を得る。 【解決手段】 鋼管１内にコンクリート２が充填され、
かつ少なくとも端部が、コンクリート２の横断面を複数
の拘束域１１…に分割する補強筋１０によって補強され
ていることを特徴とする。
高めて耐力および靭性を大幅に増大することができ、延
いては鋼管の厚さをより薄くすることができて経済性に
も優れる鋼管コンクリート部材を得る。 【解決手段】 鋼管１内にコンクリート２が充填され、
かつ少なくとも端部が、コンクリート２の横断面を複数
の拘束域１１…に分割する補強筋１０によって補強され
ていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種構造物の柱等
に用いられる鋼管コンクリート部材に関するものであ
る。
に用いられる鋼管コンクリート部材に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、鋼管内部にコンクリート
を充填した鋼管コンクリート部材にあっては、コンクリ
ートと鋼管が互いに拘束しあい、この結果コンクリート
が破壊し難くなるとともに、鋼管における局部座屈が防
止されるといった優れた効果が得られるために、各種の
構造物において、特に柱等の圧縮力を受ける構成部材と
して使用されている。ところで、このような鋼管コンク
リート部材を柱等に使用した場合には、剛接合となる両
端部に、圧縮応力に加えて大きな曲げ応力および剪断応
力が作用するために、一般に当該両端部に補強筋を入れ
ることにより、耐力および変形性能を向上させるように
している。
を充填した鋼管コンクリート部材にあっては、コンクリ
ートと鋼管が互いに拘束しあい、この結果コンクリート
が破壊し難くなるとともに、鋼管における局部座屈が防
止されるといった優れた効果が得られるために、各種の
構造物において、特に柱等の圧縮力を受ける構成部材と
して使用されている。ところで、このような鋼管コンク
リート部材を柱等に使用した場合には、剛接合となる両
端部に、圧縮応力に加えて大きな曲げ応力および剪断応
力が作用するために、一般に当該両端部に補強筋を入れ
ることにより、耐力および変形性能を向上させるように
している。
【０００３】図５および図６は、このような鋼管コンク
リート部材の一種である、柱を構成する従来の角形鋼管
コンクリート部材を示すものであり、図中符号１が横断
面方形状に形成された角形鋼管である。この角形鋼管１
の内部には、コンクリート２が充填されており、また梁
３との接合部分である両端部には、それぞれ当該部分を
補強するためのスパイラル鉄筋４が埋設されている。こ
こで、スパイラル鉄筋４は、角形鋼管１にほぼ内接する
外形寸法に形成されており、上記端部において所定の長
さ寸法にわたって埋設されている。
リート部材の一種である、柱を構成する従来の角形鋼管
コンクリート部材を示すものであり、図中符号１が横断
面方形状に形成された角形鋼管である。この角形鋼管１
の内部には、コンクリート２が充填されており、また梁
３との接合部分である両端部には、それぞれ当該部分を
補強するためのスパイラル鉄筋４が埋設されている。こ
こで、スパイラル鉄筋４は、角形鋼管１にほぼ内接する
外形寸法に形成されており、上記端部において所定の長
さ寸法にわたって埋設されている。
【０００４】上記構成からなる角形鋼管コンクリート部
材によれば、両端部におけるコンクリート２がスパイラ
ル鉄筋４によって有効に拘束されているために、圧縮応
力を受けた際に、当該端部が上記コンファインド・エフ
ェクト（拘束効果）によって３軸応力状態になり、この
結果耐力および靭性が大幅に増大するといった効果が得
られる。
材によれば、両端部におけるコンクリート２がスパイラ
ル鉄筋４によって有効に拘束されているために、圧縮応
力を受けた際に、当該端部が上記コンファインド・エフ
ェクト（拘束効果）によって３軸応力状態になり、この
結果耐力および靭性が大幅に増大するといった効果が得
られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
角形鋼管コンクリート部材にあっては、端部の補強に角
形鋼管１にほぼ内接するスパイラル鉄筋４を用いている
ので、角形鋼管１の外形寸法が大きくなると、スパイラ
ル鉄筋４で拘束すべきコンクリート２の横断面積が大き
くなり、この結果、上述した拘束効果が減少して所望の
補強効果が得られ難くなるという問題点があった。
角形鋼管コンクリート部材にあっては、端部の補強に角
形鋼管１にほぼ内接するスパイラル鉄筋４を用いている
ので、角形鋼管１の外形寸法が大きくなると、スパイラ
ル鉄筋４で拘束すべきコンクリート２の横断面積が大き
くなり、この結果、上述した拘束効果が減少して所望の
補強効果が得られ難くなるという問題点があった。
【０００６】本発明は、このような従来の鋼管コンクリ
ート部材が有する課題を有効に解決すべくなされたもの
で、外形寸法の大小に拘らず、確実に拘束効果を高めて
耐力および靭性を大幅に増大することができ、延いては
鋼管の厚さをより薄くすることができて経済性にも優れ
る鋼管コンクリート部材を提供することを目的とするも
のである。
ート部材が有する課題を有効に解決すべくなされたもの
で、外形寸法の大小に拘らず、確実に拘束効果を高めて
耐力および靭性を大幅に増大することができ、延いては
鋼管の厚さをより薄くすることができて経済性にも優れ
る鋼管コンクリート部材を提供することを目的とするも
のである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係る鋼管コンクリート部材は、鋼管内にコンクリート
が充填され、かつ少なくとも端部が、上記コンクリート
の横断面を複数の拘束域に分割する補強筋によって補強
されていることを特徴とするものである。
に係る鋼管コンクリート部材は、鋼管内にコンクリート
が充填され、かつ少なくとも端部が、上記コンクリート
の横断面を複数の拘束域に分割する補強筋によって補強
されていることを特徴とするものである。
【０００８】ここで、請求項２に記載の発明は、上記補
強筋が、上記横断面に並列的に配設された複数のスパイ
ラル鉄筋であることを特徴とするものであり、他方請求
項３に記載の発明は、上記補強筋が、互いに交差する方
向に配設された横方向筋からなる複数の井桁状鉄筋を、
それぞれの隅部に配設されて上記鋼管の軸線方向に延在
する補助鉄筋によって連結してなる籠状鉄筋であること
を特徴とするものである。また、請求項４に記載の発明
は、請求項１ないし３のいずれかに記載の鋼管が、角形
鋼管であることを特徴とするものである。
強筋が、上記横断面に並列的に配設された複数のスパイ
ラル鉄筋であることを特徴とするものであり、他方請求
項３に記載の発明は、上記補強筋が、互いに交差する方
向に配設された横方向筋からなる複数の井桁状鉄筋を、
それぞれの隅部に配設されて上記鋼管の軸線方向に延在
する補助鉄筋によって連結してなる籠状鉄筋であること
を特徴とするものである。また、請求項４に記載の発明
は、請求項１ないし３のいずれかに記載の鋼管が、角形
鋼管であることを特徴とするものである。
【０００９】請求項１〜４のいずれかに記載の発明によ
れば、鋼管内の少なくとも端部に、コンクリートの横断
面を複数の拘束域に分割する補強筋を埋設しているの
で、各拘束域におけるスケール・エフェクト（寸法効
果）により、全体として高い拘束効果を得ることがで
き、よって外径寸法の大小に拘らず、確実に拘束効果を
高めて耐力および靭性を大幅に増大することができる。
また、上記補強筋による拘束効果によって、従来のもの
よりも耐力等を一層増大させることができるため、コン
クリートの全体を拘束する鋼管の厚さをより薄くするこ
とができ、この結果当該鋼管コンクリート部材全体とし
てのコストダウンを図ることが可能になる。
れば、鋼管内の少なくとも端部に、コンクリートの横断
面を複数の拘束域に分割する補強筋を埋設しているの
で、各拘束域におけるスケール・エフェクト（寸法効
果）により、全体として高い拘束効果を得ることがで
き、よって外径寸法の大小に拘らず、確実に拘束効果を
高めて耐力および靭性を大幅に増大することができる。
また、上記補強筋による拘束効果によって、従来のもの
よりも耐力等を一層増大させることができるため、コン
クリートの全体を拘束する鋼管の厚さをより薄くするこ
とができ、この結果当該鋼管コンクリート部材全体とし
てのコストダウンを図ることが可能になる。
【００１０】ここで、上記補強筋としては、例えば請求
項２に記載の発明のように、コンクリートの横断面に並
列的に配設された複数のスパイラル鉄筋を用い、各々の
スパイラル鉄筋によってコンクリートを拘束することに
より、その横断面を複数の拘束域に分割するようにして
もよく、あるいは請求項３に記載の発明のように、複数
の井桁状鉄筋を補助鉄筋によって連結した籠状鉄筋を用
いて、各々の井桁部分によってコンクリートを拘束する
ことにより、その横断面を複数の拘束域に分割するよう
にしてもよい。
項２に記載の発明のように、コンクリートの横断面に並
列的に配設された複数のスパイラル鉄筋を用い、各々の
スパイラル鉄筋によってコンクリートを拘束することに
より、その横断面を複数の拘束域に分割するようにして
もよく、あるいは請求項３に記載の発明のように、複数
の井桁状鉄筋を補助鉄筋によって連結した籠状鉄筋を用
いて、各々の井桁部分によってコンクリートを拘束する
ことにより、その横断面を複数の拘束域に分割するよう
にしてもよい。
【００１１】ところで、この種の鋼管コンクリート部材
のうち、丸形鋼管コンクリート部材においては、圧縮応
力が作用した際に、鋼管には、円周方向に沿う均一な引
張り応力のみが作用するために３軸応力状態になり、よ
って比較的上述した拘束効果が得やすい傾向にある。こ
れに対して、横断面形状が方形である角形鋼管コンクリ
ート部材にあっては、これに圧縮応力が作用すると、角
形鋼管には、幅方向に沿う引張り応力のみならず、曲げ
応力およびこれに起因する剪断応力が作用する。このた
め、丸形鋼管を用いた場合と比較して拘束効果が得難く
なり、よって剛性や変形性能が低くなるとともに、さら
にこれら応力は、外周に沿って不均一に作用するため
に、所望の強度を確保するために、いきおい外形寸法の
大小に拘らず鋼管の厚さ寸法を大きめに設定する必要が
ある。
のうち、丸形鋼管コンクリート部材においては、圧縮応
力が作用した際に、鋼管には、円周方向に沿う均一な引
張り応力のみが作用するために３軸応力状態になり、よ
って比較的上述した拘束効果が得やすい傾向にある。こ
れに対して、横断面形状が方形である角形鋼管コンクリ
ート部材にあっては、これに圧縮応力が作用すると、角
形鋼管には、幅方向に沿う引張り応力のみならず、曲げ
応力およびこれに起因する剪断応力が作用する。このた
め、丸形鋼管を用いた場合と比較して拘束効果が得難く
なり、よって剛性や変形性能が低くなるとともに、さら
にこれら応力は、外周に沿って不均一に作用するため
に、所望の強度を確保するために、いきおい外形寸法の
大小に拘らず鋼管の厚さ寸法を大きめに設定する必要が
ある。
【００１２】したがって、請求項１〜３のいずれかに記
載の発明は、請求項４に記載の発明のように、これを角
形鋼管コンクリート部材に適用した場合に、特に顕著な
効果を奏する。
載の発明は、請求項４に記載の発明のように、これを角
形鋼管コンクリート部材に適用した場合に、特に顕著な
効果を奏する。
【００１３】
（実施の形態１）図１および図２は、本発明に係る鋼管
コンクリート部材を、柱を構成する角形鋼管コンクリー
ト部材に適用した第１の実施形態を示すものである。な
お、図５および図６に示したものと同一構成部分につい
ては、同一符号を付してその説明を省略する。図１およ
び図２に示すように、この角形鋼管コンクリート部材に
おいては、角形鋼管（鋼管）１内にコンクリート２が充
填され、かつその両端部に、横断面に並列的に配設され
た４本のスパイラル鉄筋（補強筋）１０…が埋設されて
いる。これにより、コンクリート２は、全体が角形鋼管
１によって拘束されるとともに、さらにこれらスパイラ
ル鉄筋１０…によって、その内側に位置する４の分割さ
れた拘束域１１…ごとに拘束された状態で補強されてい
る。
コンクリート部材を、柱を構成する角形鋼管コンクリー
ト部材に適用した第１の実施形態を示すものである。な
お、図５および図６に示したものと同一構成部分につい
ては、同一符号を付してその説明を省略する。図１およ
び図２に示すように、この角形鋼管コンクリート部材に
おいては、角形鋼管（鋼管）１内にコンクリート２が充
填され、かつその両端部に、横断面に並列的に配設され
た４本のスパイラル鉄筋（補強筋）１０…が埋設されて
いる。これにより、コンクリート２は、全体が角形鋼管
１によって拘束されるとともに、さらにこれらスパイラ
ル鉄筋１０…によって、その内側に位置する４の分割さ
れた拘束域１１…ごとに拘束された状態で補強されてい
る。
【００１４】（実施の形態２）また、図３および図４
は、本発明の第２の実施形態を示すもので、この角形鋼
管コンクリート部材においては、その端部に、角形鋼管
１の角壁面に沿って方形に組まれた横方向筋１５と、こ
の横方向筋１５内において互いに直交する方向に配設さ
れた各２本の横方向筋１６、１７とからなる複数（図で
は１１組）の井桁状鉄筋１８…が、互いの四隅部に配設
されて角形鋼管１の軸線方向に延在する補助鉄筋１９…
によって連結された籠状鉄筋（補強筋）２０が埋設され
ている。これにより、この角形鋼管コンクリート部材で
は、コンクリート２が、井桁状鉄筋１８の横方向筋１
５、１６、１７によって、９に分割された拘束域２１…
ごとに拘束された状態で補強されている。
は、本発明の第２の実施形態を示すもので、この角形鋼
管コンクリート部材においては、その端部に、角形鋼管
１の角壁面に沿って方形に組まれた横方向筋１５と、こ
の横方向筋１５内において互いに直交する方向に配設さ
れた各２本の横方向筋１６、１７とからなる複数（図で
は１１組）の井桁状鉄筋１８…が、互いの四隅部に配設
されて角形鋼管１の軸線方向に延在する補助鉄筋１９…
によって連結された籠状鉄筋（補強筋）２０が埋設され
ている。これにより、この角形鋼管コンクリート部材で
は、コンクリート２が、井桁状鉄筋１８の横方向筋１
５、１６、１７によって、９に分割された拘束域２１…
ごとに拘束された状態で補強されている。
【００１５】ちなみに、これら第１および第２の実施形
態において、スパイラル鉄筋１０…または籠状鉄筋２０
は、角形鋼管コンクリート部材を製作する際に、それぞ
れの端部が梁３に接合されるダイヤフラム５に溶接され
て固定されることによって、所定位置に配設されてい
る。
態において、スパイラル鉄筋１０…または籠状鉄筋２０
は、角形鋼管コンクリート部材を製作する際に、それぞ
れの端部が梁３に接合されるダイヤフラム５に溶接され
て固定されることによって、所定位置に配設されてい
る。
【００１６】以上の構成からなる角形鋼管コンクリート
部材によれば、角形鋼管１内の端部に、コンクリート２
の横断面を複数の拘束域１１…、２１…に分割するスパ
イラル鉄筋１０または籠状鉄筋２０を埋設しているの
で、各拘束域１１、２１における寸法効果によって、全
体として高い拘束効果を得ることができる。この結果、
特に外形寸法が大きい場合においても、確実に上述した
拘束効果を高めて当該端部における耐力および靭性を大
幅に増大することができる。また、スパイラル鉄筋１０
または籠状鉄筋２０による拘束効果によって、従来のも
のよりも耐力等を一層増大させることができるため、コ
ンクリート２の全体を拘束する角形鋼管１の厚さをより
一層薄くすることができ、よって角形鋼管コンクリート
部材全体としてのコストダウンを図ることができる。
部材によれば、角形鋼管１内の端部に、コンクリート２
の横断面を複数の拘束域１１…、２１…に分割するスパ
イラル鉄筋１０または籠状鉄筋２０を埋設しているの
で、各拘束域１１、２１における寸法効果によって、全
体として高い拘束効果を得ることができる。この結果、
特に外形寸法が大きい場合においても、確実に上述した
拘束効果を高めて当該端部における耐力および靭性を大
幅に増大することができる。また、スパイラル鉄筋１０
または籠状鉄筋２０による拘束効果によって、従来のも
のよりも耐力等を一層増大させることができるため、コ
ンクリート２の全体を拘束する角形鋼管１の厚さをより
一層薄くすることができ、よって角形鋼管コンクリート
部材全体としてのコストダウンを図ることができる。
【００１７】なお、上記実施の形態の説明においては、
本発明に係る鋼管コンクリート部材を、角形鋼管コンク
リート部材に適用した場合についてのみ説明したが、こ
れに限るものではなく、もともと拘束効果が高い丸形鋼
管コンクリート部材に対しても、特にその外径寸法の大
きなものに適用すれば、補強筋によってより小さな拘束
域に分割することにより、その寸法効果によって一層拘
束効果を高めることができ、当該部分における剛性等を
一段と増加させることができる。また、補強筋について
も、上述したスパイラル鉄筋１０または籠状鉄筋２０に
限定されるものではなく、他の形状のものであっても、
コンクリート２の横断面を複数の拘束域に分割するよう
なものであれば同様に適用可能である。
本発明に係る鋼管コンクリート部材を、角形鋼管コンク
リート部材に適用した場合についてのみ説明したが、こ
れに限るものではなく、もともと拘束効果が高い丸形鋼
管コンクリート部材に対しても、特にその外径寸法の大
きなものに適用すれば、補強筋によってより小さな拘束
域に分割することにより、その寸法効果によって一層拘
束効果を高めることができ、当該部分における剛性等を
一段と増加させることができる。また、補強筋について
も、上述したスパイラル鉄筋１０または籠状鉄筋２０に
限定されるものではなく、他の形状のものであっても、
コンクリート２の横断面を複数の拘束域に分割するよう
なものであれば同様に適用可能である。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜４のい
ずれかに記載の発明によれば、鋼管内の少なくとも端部
に、コンクリートの横断面を複数の拘束域に分割する補
強筋を埋設しているので、各拘束域における寸法効果に
より、全体として高い拘束効果を得ることができ、よっ
て外径寸法の大小に拘らず、確実に拘束効果を高めて耐
力および靭性を大幅に増大することができるとともに、
さらに上記補強筋による拘束効果によって従来のものよ
りも耐力等を一層増大させることができるため、コンク
リートの全体を拘束する鋼管の厚さをより薄くすること
ができ、当該鋼管コンクリート部材全体としてのコスト
ダウンを図ることが可能になる。したがって、請求項４
に記載の発明のように、特に丸形鋼管コンクリート部材
に比較して、拘束効果が得難い角形鋼管コンクリート部
材に適用した場合に、顕著な効果を奏する。
ずれかに記載の発明によれば、鋼管内の少なくとも端部
に、コンクリートの横断面を複数の拘束域に分割する補
強筋を埋設しているので、各拘束域における寸法効果に
より、全体として高い拘束効果を得ることができ、よっ
て外径寸法の大小に拘らず、確実に拘束効果を高めて耐
力および靭性を大幅に増大することができるとともに、
さらに上記補強筋による拘束効果によって従来のものよ
りも耐力等を一層増大させることができるため、コンク
リートの全体を拘束する鋼管の厚さをより薄くすること
ができ、当該鋼管コンクリート部材全体としてのコスト
ダウンを図ることが可能になる。したがって、請求項４
に記載の発明のように、特に丸形鋼管コンクリート部材
に比較して、拘束効果が得難い角形鋼管コンクリート部
材に適用した場合に、顕著な効果を奏する。
【図１】本発明の鋼管コンクリート部材の第１の実施形
態を示す横断面図である。
態を示す横断面図である。
【図２】図１の端部の縦断面図である。
【図３】本発明の鋼管コンクリート部材の第２の実施形
態を示す横断面図である。
態を示す横断面図である。
【図４】図３の端部の縦断面図である。
【図５】従来の鋼管コンクリート部材を示す横断面図で
ある。
ある。
【図６】図６の縦断面図である。
１ 角形鋼管（鋼管） ２ コンクリート １０ スパイラル鉄筋（補強筋） １１、２１ 拘束域 １５、１６、１７ 横方向筋 １８ 井桁状鉄筋 １９ 補助鉄筋 ２０ 籠状鉄筋（補強筋）
Claims (4)
- 【請求項１】 鋼管内にコンクリートが充填されてな
り、かつ少なくとも端部が、上記コンクリートの横断面
を複数の拘束域に分割する補強筋によって補強されてい
ることを特徴とする鋼管コンクリート部材。 - 【請求項２】 上記補強筋は、上記横断面に並列的に配
設された複数のスパイラル鉄筋であることを特徴とする
請求項１に記載の鋼管コンクリート部材。 - 【請求項３】 上記補強筋は、互いに交差する方向に配
設された横方向筋からなる複数の井桁状鉄筋を、それぞ
れの隅部に配設されて上記鋼管の軸線方向に延在する補
助鉄筋によって連結してなる籠状鉄筋であることを特徴
とする請求項１に記載の鋼管コンクリート部材。 - 【請求項４】 上記鋼管は、角形鋼管であることを特徴
とする請求項１ないし３のいずれかに記載の鋼管コンク
リート部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2721097A JPH10204994A (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | 鋼管コンクリート部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2721097A JPH10204994A (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | 鋼管コンクリート部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10204994A true JPH10204994A (ja) | 1998-08-04 |
Family
ID=12214752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2721097A Pending JPH10204994A (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | 鋼管コンクリート部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10204994A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001049890A (ja) * | 1999-08-05 | 2001-02-20 | Okumura Corp | 修復限定建物 |
| CN101824878A (zh) * | 2010-04-16 | 2010-09-08 | 北京工业大学 | 多腔钢管混凝土叠合柱及其制作方法 |
| CN102330469A (zh) * | 2011-07-27 | 2012-01-25 | 福州大学 | 一种加强钢管和管内混凝土粘结作用的方法及其结构 |
| CN103741882A (zh) * | 2014-01-15 | 2014-04-23 | 北京工业大学 | 一种带钢筋笼多腔体钢管混凝土柱及实施方法 |
| CN105113713A (zh) * | 2015-08-18 | 2015-12-02 | 刁德斌 | 一种筋肋增强预制件 |
| CN110821044A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-02-21 | 华南理工大学 | 一种双腔式矩形钢管高强混凝土柱和制备方法 |
-
1997
- 1997-01-27 JP JP2721097A patent/JPH10204994A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001049890A (ja) * | 1999-08-05 | 2001-02-20 | Okumura Corp | 修復限定建物 |
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| CN110821044A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-02-21 | 华南理工大学 | 一种双腔式矩形钢管高强混凝土柱和制备方法 |
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