(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022156076
(43)【公開日】2022-10-14
(54)【発明の名称】コンクリート鋼管柱およびその構築方法
(51)【国際特許分類】
E04B 1/30 20060101AFI20221006BHJP
E04C 3/36 20060101ALI20221006BHJP
E04B 1/58 20060101ALI20221006BHJP
【FI】
E04B1/30 C
E04C3/36
E04B1/58 503M
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021059589
(22)【出願日】2021-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100124084
【弁理士】
【氏名又は名称】黒岩 久人
(72)【発明者】
【氏名】宮井 崇
(72)【発明者】
【氏名】小林 大介
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 祐一
(72)【発明者】
【氏名】後藤 めぐみ
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 英義
【テーマコード(参考)】
2E125
2E163
【Fターム(参考)】
2E125AA04
2E125AB12
2E125AC29
2E125BB01
2E125BB22
2E125BD01
2E125BF08
2E125CA90
2E125EA01
2E125EA11
2E163FA02
2E163FD43
2E163FF17
(57)【要約】
【課題】コンクリート鋼管柱の施工効率を向上できるコンクリート鋼管柱を提供すること。
【解決手段】コンクリート鋼管柱1は、下側の鋼管10と、下側の鋼管10に内蔵された下側の柱主筋20と、下側の鋼管10の上に配置された上側の鋼管30と、上側の鋼管30に内蔵された上側の柱主筋40と、下側の鋼管10および上側の鋼管30の内部に跨がって設けられた継手筋50と、下側の鋼管10および上側の鋼管30の内部に充填されたコンクリート体60と、を備える。下側の鋼管10の上端側には、下側の柱主筋20が仮固定された下側の位置決め部材70が取り付けられる。上側の鋼管30の下端側には、上側の柱主筋40が仮固定された上側の位置決め部材80が取り付けられる。下側の柱主筋20と上側の柱主筋40とは、継手筋50を介して連結される。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉄筋が内蔵されてコンクリートが充填されたコンクリート鋼管柱であって、
下側の鋼管と、
当該下側の鋼管に内蔵された下側の柱主筋と、
前記下側の鋼管の上に配置された上側の鋼管と、
当該上側の鋼管に内蔵されて前記下側の柱主筋の直上に配置された上側の柱主筋と、
前記下側の鋼管および前記上側の鋼管の内部に跨がって設けられて、前記下側の柱主筋および前記上側の柱主筋から水平方向に所定距離離れて配置された継手筋と、
前記下側の鋼管および前記上側の鋼管の内部に充填されたコンクリート体と、を備え、
前記下側の鋼管の上端側には、前記下側の柱主筋が仮固定された下側の位置決め部材が取り付けられ、
前記上側の鋼管の下端側には、前記上側の柱主筋が仮固定された上側の位置決め部材が取り付けられ、
前記下側の柱主筋と前記上側の柱主筋とは、前記継手筋を介して連結されることを特徴とするコンクリート鋼管柱。
【請求項2】
前記下側の位置決め部材の上面には、前記継手筋が仮固定された継手筋位置決め部材が取り付けられることを特徴とする請求項1に記載のコンクリート鋼管柱。
【請求項3】
鉄筋が内蔵されてコンクリートが充填されたコンクリート鋼管柱の構築方法であって、
下側の位置決め部材に下側の柱主筋を仮固定して、当該下側の位置決め部材を下側の鋼管の上端面に取り付けることで、下側の鋼管の内部に下側の柱主筋を配置し、当該下側の柱主筋が内蔵された下側の鋼管を建て込む工程と、
継手筋位置決め部材に継手筋を仮固定して、当該継手筋位置決め部材を下側の位置決め部材に取り付ける工程と、
上側の位置決め部材に柱主筋を仮固定して、当該上側の位置決め部材を上側の鋼管の下端面に取り付けることで、上側の鋼管の内部に上側の柱主筋を配置し、当該上側の柱主筋が内蔵された上側の鋼管を前記下側の鋼管の上に建て込む工程と、
前記下側の鋼管と前記上側の鋼管とを溶接接合する工程と、
少なくとも前記下側の鋼管の内部にコンクリートを打設する工程と、を備えることを特徴とするコンクリート鋼管柱の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄筋が内蔵されてコンクリートが充填されたコンクリート鋼管柱、および、このコンクリート鋼管柱の構築方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、鋼管の内部に柱主筋を配筋してコンクリートを打設したコンクリート鋼管柱(RCFT柱)がある(特許文献1~3参照)。
特許文献1には、鋼管と、この鋼管の内部に配筋された鋼管の軸方向に延びるねじ鉄筋と、鋼管内に充填された充填コンクリートと、を備える充填鋼管コンクリート構造柱が示されている。
特許文献2には、上下の鋼管の内部に軸方向に延びる鉄筋が配置されて、コンクリートが充填される鉄筋内蔵コンクリート充填鋼管が示されている。各鋼管内には、それぞれ、リング板が固着されている。リング板には、鉄筋を通す複数の通し孔が形成されている。鋼管同士を連結するにあたり、リング板の通し孔には、各鋼管の鉄筋が挿通される。
【0003】
特許文献3には、鋼管内に鉄筋籠が配設され、鋼管同士を長手方向に接続した後に、鋼管内部にコンクリートが打設される鋼管コンクリート柱の継手構造が示されている。鉄筋籠は、鋼管同士の接続の際、鉄筋籠同士の端部を重ね合わせ可能とするように所定長だけ鋼管よりも長く形成されているとともに、鉄筋籠の一端部の外径は、他端部の内径よりも小さくなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平10-204995号公報
【特許文献2】特開2008-69570号公報
【特許文献3】特開2001-132103号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、コンクリート鋼管柱の施工効率を向上できる、コンクリート鋼管柱およびその構築方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、鋼管内に柱主筋が内蔵された鉄筋コンクリート鋼管柱の構築方法として、柱主筋同士を、鉄筋継手治具や重ね継手を用いて接合するのではなく、上下の鋼管内に跨がってかつ柱主筋から離れた位置に継手筋を設けることで、あき重ね継手で接合することで、柱主筋や継手筋の周囲のコンクリートの充填性を十分に確保しつつ、コンクリート鋼管柱を効率的に構築できる点に着眼して、本発明に至った。
第1の発明のコンクリート鋼管柱(例えば、後述のコンクリート鋼管柱1)は、鉄筋が内蔵されてコンクリートが充填されたコンクリート鋼管柱であって、下側の鋼管(例えば、後述の下側の鋼管10)と、当該下側の鋼管に内蔵された下側の柱主筋(例えば、後述の下側の柱主筋20)と、前記下側の鋼管の上に配置された上側の鋼管(例えば、後述の上側の鋼管30)と、当該上側の鋼管に内蔵されて前記下側の柱主筋の直上に配置された上側の柱主筋(例えば、後述の上側の柱主筋40)と、前記下側の鋼管および前記上側の鋼管の内部に跨がって設けられて、前記下側の柱主筋および前記上側の柱主筋から水平方向に所定距離離れて配置された継手筋(例えば、後述の継手筋50)と、前記下側の鋼管および前記上側の鋼管の内部に充填されたコンクリート体(例えば、後述のコンクリート体60)と、を備え、前記下側の鋼管の上端側には、前記下側の柱主筋が仮固定された下側の位置決め部材(例えば、後述の下側の位置決め部材70)が取り付けられ、前記上側の鋼管の下端側には、前記上側の柱主筋が仮固定された上側の位置決め部材(例えば、後述の上側の位置決め部材80)が取り付けられ、前記下側の柱主筋と前記上側の柱主筋とは、前記継手筋を介して連結されることを特徴とする。
【0007】
この発明によれば、下側の柱主筋と継手筋との間、および、上側の柱主筋と継手筋との間には、所定の隙間が確保される。よって、下側の鋼管および上側の鋼管の内部にコンクリートを打設することで、継手筋を介したあき重ね継手により、上下の柱主筋を確実に接合できる。このように、あき重ね継手を用いることにより、機械式継手や重ね継手に比べて、作業効率を向上できる。
また、下側の位置決め部材を用いて、下側の鋼管の内部に下側の柱主筋を容易に位置決めでき、上側の位置決め部材を用いて、上側の鋼管の内部に上側の柱主筋を容易に位置決めできる。
また、下側の柱主筋と上側の柱主筋とを、継手筋を介したあき重ね継手で接合するので、鋼管の内部に柱主筋を配置したものをユニット化しても、各柱主筋の鋼管からの突出寸法は小さくなる。したがって、工場にて、鋼管の内部に柱主筋を配置したものをユニット化し、このユニット化した鋼管および柱主筋をトレーラーで現場まで容易に運搬できるから、コンクリート鋼管柱の施工効率を向上できる。
【0008】
第2の発明のコンクリート鋼管柱は、前記下側の位置決め部材の上面には、前記継手筋が仮固定された継手筋位置決め部材(例えば、後述の継手筋位置決め部材90)が取り付けられることを特徴とする。
【0009】
この発明によれば、下側の位置決め部材の上面に、継手筋が仮固定された継手筋位置決め部材を取り付けることで、継手筋を容易に位置決めできる。また、継手筋位置決め部材を、下側の柱主筋位置決め部材の上面に配置したので、継手筋位置決め部材と下側の柱主筋位置決め部材との間にコンクリートを充填できる。よって、継手筋を介したあき重ね継手で、上下の柱主筋を確実に接合できる。
【0010】
第3の発明のコンクリート鋼管柱の構築方法は、鉄筋が内蔵されてコンクリートが充填されたコンクリート鋼管柱の構築方法であって、下側の位置決め部材に下側の柱主筋を仮固定して、当該下側の位置決め部材を下側の鋼管の上端面に取り付けることで、下側の鋼管の内部に下側の柱主筋を配置し、当該下側の柱主筋が内蔵された下側の鋼管を建て込む工程(例えば、後述のステップS1)と、継手筋位置決め部材に継手筋を仮固定して、当該継手筋位置決め部材を下側の位置決め部材に取り付ける工程(例えば、後述のステップS2)と、上側の位置決め部材に柱主筋を仮固定して、当該上側の位置決め部材を上側の鋼管の下端面に取り付けることで、上側の鋼管の内部に上側の柱主筋を配置し、当該上側の柱主筋が内蔵された上側の鋼管を前記下側の鋼管の上に建て込む工程(例えば、後述のステップS3)と、前記下側の鋼管と前記上側の鋼管とを溶接接合する工程(例えば、後述のステップS4)と、少なくとも前記下側の鋼管の内部にコンクリートを打設する工程(例えば、後述のステップS5)と、を備えることを特徴とする。
【0011】
この発明によれば、まず、下側の柱主筋が内蔵された下側の鋼管を建て込む。次に、継手筋が仮固定された継手筋位置決め部材を、下側の鋼管の上端面の下側の位置決め部材に取り付ける。次に、下側の鋼管の上に、上側の柱主筋が内蔵された上側の鋼管を建て込む。次に、少なくとも下側の鋼管の内部にコンクリートを打設する。
よって、継手筋を介したあき重ね継手により、上下の柱主筋を確実に接合できる。このようにあき重ね継手を用いることにより、機械式継手や重ね継手に比べて、作業効率を向上できる。
また、下側の位置決め部材を用いて、下側の鋼管の内部に下側の柱主筋を容易に位置決めでき、上側の位置決め部材を用いて、上側の鋼管の内部に上側の柱主筋を容易に位置決めできる。また、継手筋位置決め部材を用いて、継手筋を容易に位置決めできる。
また、上下の柱主筋を、継手筋を介したあき重ね継手で接合するので、鋼管の内部に柱主筋を配置したものをユニット化しても、各柱主筋の鋼管からの突出寸法は小さくなる。したがって、工場にて、鋼管の内部に柱主筋を配置したものをユニット化し、このユニット化した鋼管および柱主筋をトレーラーで現場まで容易に運搬できるから、コンクリート鋼管柱の施工効率を向上できる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、コンクリート鋼管柱の施工効率を向上できる、コンクリート鋼管柱およびその構築方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図1】本発明の一実施形態に係るコンクリート鋼管柱の構造を示す模式図である。
【
図2】コンクリート鋼管柱の構築手順のフローチャートである。
【
図3】コンクリート鋼管柱の構築手順の説明図(その1:下側鋼管ユニットに継手筋ユニットを取り付ける状況)
【
図4】コンクリート鋼管柱の構築手順の説明図(その2:下側鋼管ユニットの上に上側鋼管ユニットを取り付ける状況)
【
図5】コンクリート鋼管柱を構成する下側鋼管ユニットの縦断面図である。
【
図6】
図5の下側鋼管ユニットの上端部の拡大図である。
【
図7】
図5の下側鋼管ユニットのトッププレートに下側の位置決め部材を重ねた状態の平面図である。
【
図9】コンクリート鋼管柱を構成する継手筋ユニットの側面図である。
【
図10】
図9の継手筋ユニットの中央部の拡大図である。
【
図11】
図9の継手筋ユニットの継手筋位置決め部材の平面図である。
【
図12】下側鋼管ユニットに継手筋ユニットを取り付けた状態を示す縦断面図である。
【
図13】
図12の下側の位置決め部材に継手筋位置決め部材を重ねた状態の平面図である。
【
図15】コンクリート鋼管柱を構成する上側鋼管ユニットの縦断面図である。
【
図17】
図15の上側鋼管ユニットのボトムプレートに上側の位置決め部材を重ねた状態の平面図(見上げ図)である。
【
図22】加力試験の試験結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明は、柱主筋同士があき重ね継手で接合された鉄筋コンクリート鋼管柱およびその構築方法である。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るコンクリート鋼管柱1の構造を示す模式図である。
コンクリート鋼管柱1は、鉄筋が内蔵されてコンクリートが充填されたコンクリート鋼管柱1が示されている。下側の鋼管10と、下側の鋼管10に内蔵された下側の柱主筋20と、下側の鋼管10の上に配置された上側の鋼管30と、上側の鋼管30に内蔵されて下側の柱主筋20の直上に配置された上側の柱主筋40と、下側の鋼管10および上側の鋼管30の内部に跨がって設けられて、下側の柱主筋20および上側の柱主筋40から水平方向に所定距離離れて配置された継手筋50と、下側の鋼管10および上側の鋼管30の内部に充填されたコンクリート体60と、を備える。このコンクリート鋼管柱1の全長は、L
1となっている。
なお、後述のように、柱主筋20、40には、それぞれ、閉鎖型の帯筋22、42が設けられているが、
図1~
図4、
図6、
図12、
図16では、理解の容易のため、帯筋22、42の表示を省略している。
【0015】
下側の鋼管10の上端面には、下側の柱主筋20が仮固定された下側の位置決め部材70が取り付けられている。下側の位置決め部材70の上端面には、継手筋50が仮固定された継手筋位置決め部材90が取り付けられる。上側の鋼管30の下端側には、上側の柱主筋40が仮固定された上側の位置決め部材80が取り付けられている。
下側の柱主筋20と上側の柱主筋40とは、継手筋50を介してあき継手で連結されている。
【0016】
以下、コンクリート鋼管柱1の構築手順について、
図2のフローチャートを参照しながら説明する。
ステップS1では、
図3に示すように、全長L
2の下側鋼管ユニット2を建て込む。具体的には、工場にて、下側の位置決め部材70に下側の柱主筋20を仮固定して、下側の位置決め部材70を下側の鋼管10の上端面に取り付けることで、下側の鋼管10の内部に下側の柱主筋20を配置し、下側鋼管ユニット2とする。そして、この下側鋼管ユニット2をトレーラー等の車両に積載して、工場から施工現場まで運搬して建て込む。
ステップS2では、
図3に示すように、全長L
3の継手筋ユニット3を下側鋼管ユニット2に取り付ける。具体的には、工場にて、継手筋位置決め部材90に継手筋50を仮固定して、継手筋ユニット3とする。そして、この下側鋼管ユニット2をトレーラー等の車両に積載して、工場から施工現場まで運搬する。次に、継手筋ユニット3をクレーン等の揚重機で吊り上げて、継手筋ユニット3の継手筋位置決め部材90を、下側鋼管ユニット2の下側の位置決め部材70に取り付ける。この下側鋼管ユニット2に継手筋ユニット3を取り付けた状態では、
図4に示すように、全長がL
4となる。
【0017】
ステップS3では、
図4に示すように、下側鋼管ユニット2の上に上側鋼管ユニット4を建て込む。具体的には、工場にて、上側の位置決め部材80に上側の柱主筋40を仮固定して、上側の位置決め部材80を上側の鋼管30の下端側に取り付けることで、上側の鋼管30の内部に上側の柱主筋40を配置し、上側鋼管ユニット4とする。そして、この上側鋼管ユニット4をトレーラー等の車両に積載して、工場から施工現場まで運搬して建て込む。この下側鋼管ユニット2に継手筋ユニット3および上側鋼管ユニット4を取り付けた状態では、
図1に示すように、全長がL
1となる。
ステップS4では、下側鋼管ユニット2の下側の鋼管10と上側鋼管ユニット4の上側の鋼管30とを溶接で接合する。
ステップS5では、下側鋼管ユニット2の下側の鋼管10および上側鋼管ユニット4の上側の鋼管30の内部に、コンクリートを打設する。なお、この鋼管10、30へのコンクリート打設は、鋼管10、30同士の溶接熱や鋼管10、30と取り合う梁の溶接熱がコンクリートに影響を与えることのないように、これらの溶接熱が冷めた後に、鋼管10、30の下方から圧入工法で行う。
【0018】
以下、下側鋼管ユニット2の構成について、詳述する。
図5は、下側鋼管ユニット2の縦断面図である。
図6は、
図5の下側鋼管ユニット2の上端部の拡大図である。
図7は、
図5の下側鋼管ユニット2のトッププレート11に下側の位置決め部材70を重ねた状態の平面図である。
図8は、
図7のA-A断面図である。
上述のように、下側鋼管ユニット2は、下側の鋼管10、この下側の鋼管10の上端面に取り付けられた下側の位置決め部材70、下側の位置決め部材70に仮固定された下側の柱主筋20を備える。
下側の鋼管10は、角形鋼管であり、この下側の鋼管10の上端面には、矩形状の板材であるトッププレート11が設けられている。トッププレート11の中央部には、コンクリート打設配管を挿入するための円形の開口12が形成されている。また、トッププレート11の四隅近傍には、高さ50mm程度の嵩上げ部13が設けられており、この嵩上げ部13の上面には、ボルトを挿通するためのボルト挿通孔14が形成されている。
【0019】
下側の位置決め部材70は、矩形状の板材であり、中央部にコンクリート打設配管を挿入するための円形の開口71が形成されている。この開口71の周囲には、下側の柱主筋20を挿通するための柱主筋挿通孔72が所定間隔おきに形成されている。また、下側の位置決め部材70の四隅近傍には、ボルトを挿通するためのボルト挿通孔73が形成されている。また、下側の位置決め部材70の4箇所には、ボルトを挿通するためのボルト挿通孔74が形成されている。
下側の位置決め部材70のボルト挿通孔73およびトッププレート11の嵩上げ部13のボルト挿通孔14に、ボルトを挿通してナットを締め付けることで、下側の位置決め部材70は、トッププレート11の嵩上げ部13に固定される。このとき、下側の位置決め部材70とトッププレート11との間には、隙間が形成される。
下側の柱主筋20の外周面には、ねじが刻設されている。この下側の柱主筋20を、下側の位置決め部材70の柱主筋挿通孔72に挿通し、ロックナット21で締め付けることで、下側の柱主筋20は下側の位置決め部材70に仮固定される。また、下側の柱主筋20を囲んで、上下方向に所定間隔おきに、帯筋22が設けられている。
【0020】
以下、継手筋ユニット3の構成について、詳述する。
図9は、継手筋ユニット3の側面図である。
図10は、
図9の継手筋ユニット3の中央部の拡大図である。
図11は、
図9の継手筋ユニット3の継手筋位置決め部材90の平面図である。
上述のように、継手筋ユニット3は、継手筋位置決め部材90と、この継手筋位置決め部材90に仮固定された継手筋50と、を備える。この継手筋ユニット3は、継手筋位置決め部材90に取り付けられたシャックル5および吊りワイヤ6を介して、クレーン等の揚重機で吊り下げ支持されている。
継手筋位置決め部材90は、円環状の板材である位置決め鋼板91と、この位置決め鋼板91の周縁部の4箇所に設けられた山形鋼からなる支持部92と、を備える。この支持部92は、略水平な水平部93と、この水平部93の一端側から略鉛直に延びる鉛直部94と、を備える。位置決め鋼板91は、鉛直部94の中間の高さ位置に接合されている。
水平部93には、ボルトを挿通するためのボルト挿通孔95が形成されている。また、鉛直部94の上部には、シャックル5を挿通するための挿通孔96が形成されている。
位置決め鋼板91には、継手筋50を挿通するための継手筋挿通孔97が所定間隔おきに形成されている。
継手筋50の外周面には、ねじが刻設されている。この継手筋50を、継手筋位置決め部材90の継手筋挿通孔97に挿通し、上下からロックナット51で締め付けることで、継手筋50は継手筋位置決め部材90に仮固定される。また、継手筋50の上端側および下端側には、継手筋50同士を連結する形状保持筋52が設けられている。
【0021】
図12は、下側鋼管ユニット2に継手筋ユニット3を取り付けた状態を示す縦断面図である。
図13は、
図12の下側の位置決め部材70に継手筋位置決め部材90を重ねた状態の平面図である。
図14は、
図13のB-B断面図である。
継手筋位置決め部材90のボルト挿通孔95および下側の位置決め部材70のボルト挿通孔74に、ボルトを挿通してナットを締め付けることで、継手筋位置決め部材90は、下側の位置決め部材70に固定される。このとき、継手筋位置決め部材90の位置決め鋼板91と下側の位置決め部材70との間には、隙間が形成される。
【0022】
以下、上側鋼管ユニット4の構成について、詳述する。
図15は、上側鋼管ユニット4の縦断面図である。
図16は、
図15の上側鋼管ユニット4の下端部の拡大図である。
図17は、
図15の上側鋼管ユニット4のボトムプレート31に上側の位置決め部材80を重ねた状態の平面図(見上げ図)である。
図18は、
図17のC-C断面図である。
上述のように、上側鋼管ユニット4は、上側の鋼管30、この上側の鋼管30の下端部に取り付けられた上側の位置決め部材80、上側の位置決め部材80に仮固定された上側の柱主筋40を備える。
上側の鋼管30は、角形鋼管であり、この上側の鋼管30の下端部には、矩形状の板材であるボトムプレート31が設けられている。ボトムプレート31の中央部には、コンクリート打設配管を挿入するための円形の開口32が形成されている。また、ボトムプレート31の四隅近傍には、高さ50mm程度の嵩上げ部33が設けられており、この嵩上げ部33の下面には、ボルトを挿通するためのボルト挿通孔34が形成されている。
【0023】
上側の位置決め部材80は、矩形状の板材であり、中央部にコンクリート打設配管を挿入するための円形の開口81が形成されている。この開口81の周囲には、上側の柱主筋40を挿通するための柱主筋挿通孔82が所定間隔おきに形成されている。また、上側の位置決め部材80の四隅近傍には、ボルトを挿通するためのボルト挿通孔83が形成されている。
上側の位置決め部材80のボルト挿通孔83およびボトムプレート31の嵩上げ部33のボルト挿通孔34に、ボルトを挿通してナットを締め付けることで、上側の位置決め部材80は、ボトムプレート31の嵩上げ部33に固定される。このとき、上側の位置決め部材80とボトムプレート31との間には、隙間が形成される。
【0024】
上側の柱主筋40の外周面には、ねじが刻設されている。この上側の柱主筋40を、上側の位置決め部材80の柱主筋挿通孔82に挿通し、ロックナット41で締め付けることで、上側の柱主筋40は上側の位置決め部材80に仮固定される。また、上側の柱主筋40を囲んで、上下方向に所定間隔おきに、帯筋42が設けられている。
なお、下側鋼管ユニット2の上に上側鋼管ユニット4を建て込んだ状態では、上側鋼管ユニット4の上側の位置決め部材80は、継手筋位置決め部材90の鉛直部94の上端面に当接する。
【0025】
〔あき重ね継手の有効性を確認する重ね継手要素試験〕
鋼管内の柱主筋同士のあき重ね継手について、その有効性を確認するため、加力試験を行った。
図19は、加力試験に用いる試験体の一覧を示す図であり、コンクリート目標圧縮強度、重ね長さ、試験体幅を実験パラメータとした。
図20は、試験体の形状を示す図である。
図21は、試験体の加力方法を示す図である。本加力試験では、2本の鉄筋を所定距離(100mm)だけ離してコンクリート体に埋設したものを試験体とし、この試験体に埋設された2本の鉄筋を反対方向に引っ張って、引張力Pとこの引張力Pにより生じた鉄筋の抜け出し変位δとの関係を測定した。
図22は、加力試験の試験結果の一例(試験体1と試験体5の試験結果)を示す。
図22に示すように、コンクリート目標圧縮強度が60N/mm
2の試験体では、実験時の最大荷重が、既往の文献(藤井栄・森田司郎: 異形鉄筋の付着割裂強度に関する研究 (第1報), 日本建築学会論文報告集, 第319号,pp.47-55, 1982.9.)で提案されている付着割裂強度式による計算値の1.11倍となった。一方、コンクリート目標圧縮強度が100N/mm
2の試験体では、実験時の最大荷重が、前述の算定方法で得られた計算値の1.06倍となった。また、両試験体共、実験時には、柱主筋周りのコンクリートに不自然なひび割れが発生することはなく、鉄筋が抜け出して最大耐力に至った。よって、本重ね継手要素試験により、最大耐力および最大耐力時の破壊形態について、あき重ね継手が有効であることを確認できた。
【0026】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)、下側の柱主筋20と継手筋50との間、および、上側の柱主筋40と継手筋50との間には、所定の隙間が確保される。よって、下側の鋼管10および上側の鋼管30の内部にコンクリートを打設することで、継手筋50を介したあき重ね継手により、上下の柱主筋20、40を確実に接合できる。このように、あき重ね継手を用いることにより、機械式継手や重ね継手に比べて、作業効率を向上できる。
また、下側の位置決め部材70を用いて、下側の鋼管10の内部に下側の柱主筋20を容易に位置決めでき、上側の位置決め部材80を用いて、上側の鋼管30の内部に上側の柱主筋40を容易に位置決めできる。
また、下側の柱主筋20と上側の柱主筋40とを、継手筋50を介したあき重ね継手で接合するので、鋼管10、30の内部に柱主筋20、40を配置してユニット化した下側鋼管ユニット2および上側鋼管ユニット4について、各柱主筋20、40の鋼管10、30からの突出寸法は小さくなる。したがって、工場にて、下側鋼管ユニット2および上側鋼管ユニット4を製作し、この下側鋼管ユニット2および上側鋼管ユニット4をトレーラーで現場まで容易に運搬できるから、コンクリート鋼管柱1の施工効率を向上できる。
【0027】
(2)下側の位置決め部材70の上面に、継手筋50が仮固定された継手筋位置決め部材90を取り付けることで、継手筋50を容易に位置決めできる。また、継手筋位置決め部材90を、下側の位置決め部材70の上面に配置したので、継手筋位置決め部材90の位置決め鋼板91と下側の柱主筋位置決め部材70との間にコンクリートを充填できる。よって、継手筋50を介したあき重ね継手で、上下の柱主筋20、40を確実に接合できる。また、下側鋼管ユニット2の上端面のトッププレート11と下側の位置決め部材70との間に隙間が確保されるので、コンクリートを確実に充填できる。
(3)継手筋50を柱主筋20、40から所定距離だけ離しつつ、鋼管10、30の外周側に設けた。よって、継手筋50を鋼管10、30の中心部に設けた場合に比べて、継手筋50の位置によって決定される鋼管柱1の断面2次モーメントを大きく確保できる。
【0028】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、全長L2の下側鋼管ユニット2と全長L3の継手筋ユニット3とを工場から施工現場まで別々に運搬し、施工現場にて、下側鋼管ユニット2に継手筋ユニット3を取り付けたが、これに限らない。すなわち、下側鋼管ユニット2に継手筋ユニット3を取り付けた状態での全長L4が、トレーラー等の車両に積載可能な程度に短い場合には、工場にて、下側鋼管ユニット2に継手筋ユニット3を取り付けて、この状態で施工現場まで運搬してもよい。また、下側鋼管ユニット2に継手筋ユニット3および上側鋼管ユニット4を取り付けた状態での全長L1が、トレーラー等の車両に積載可能な程度に短い場合には、工場にて、下側鋼管ユニット2に継手筋ユニット3および上側鋼管ユニット4を取り付けて、この状態で、施工現場まで運搬してもよい。
また、コンクリート鋼管柱1を、以下の手順で構築してもよい。すなわち、まず、下側の鋼管10を建て込む。次に、下側の柱主筋20と継手筋ユニット3とを一体化した柱主筋ユニットを組み立てておき、この柱主筋ユニットを下側の鋼管10の中に落とし込む。次に、下側の鋼管10の上に上側鋼管ユニット4を取り付けて、下側の鋼管10と上側の鋼管30とを溶接する。
【符号の説明】
【0029】
1…コンクリート鋼管柱 2…下側鋼管ユニット 3…継手筋ユニット
4…上側鋼管ユニット 5…シャックル 6…吊りワイヤ
10…下側の鋼管 11…トッププレート 12…円形の開口 13…嵩上げ部
14…ボルト挿通孔
20…下側の柱主筋 21…ロックナット 22…帯筋
30…上側の鋼管 31…ボトムプレート 32…円形の開口 33…嵩上げ部
34…ボルト挿通孔
40…上側の柱主筋 41…ロックナット 42…帯筋
50…継手筋 51…ロックナット 52…形状保持筋 60…コンクリート体
70…下側の位置決め部材 71…円形の開口 72…柱主筋挿通孔
73…ボルト挿通孔 74…ボルト挿通孔
80…上側の位置決め部材 81…円形の開口 82…柱主筋挿通孔
83…ボルト挿通孔
90…継手筋位置決め部材 91…位置決め鋼板 92…支持部 93…水平部
94…鉛直部 95…ボルト挿通孔 96…挿通孔 97…継手筋挿通孔
L1…コンクリート鋼管柱の全長 L2…下側鋼管ユニットの全長
L3…継手筋ユニットの全長
L4…下側鋼管ユニットに継手筋ユニットを取り付けた状態での全長