JP2000291145A - コンポジット構造部材およびそれを用いた躯体構造 - Google Patents
コンポジット構造部材およびそれを用いた躯体構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鉄骨梁とスラブとを完全に一体化し、また、
メガストラクチャーの構成部材として適したコンポジッ
ト構造部材およびそれを用いた躯体構造を提供すること
を課題とする。 【解決手段】 梁１を、その上面に現場打ちコンクリー
トによって形成されるスラブ２に一体化させて合成梁と
する構成とし、梁１は、一方向に延在する構造部材本体
３と、これに沿って一体に形成された板状の補強部４と
からなる構造部材５によって構成する。そして、補強部
４およびその上面に形成する突条（凸部）６を、例えば
コンパクト強化複合材のような鋼繊維補強超高強度モル
タル／コンクリートで形成する構成とした。
メガストラクチャーの構成部材として適したコンポジッ
ト構造部材およびそれを用いた躯体構造を提供すること
を課題とする。 【解決手段】 梁１を、その上面に現場打ちコンクリー
トによって形成されるスラブ２に一体化させて合成梁と
する構成とし、梁１は、一方向に延在する構造部材本体
３と、これに沿って一体に形成された板状の補強部４と
からなる構造部材５によって構成する。そして、補強部
４およびその上面に形成する突条（凸部）６を、例えば
コンパクト強化複合材のような鋼繊維補強超高強度モル
タル／コンクリートで形成する構成とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビル等の躯体に用
いて好適なコンポジット構造部材およびそれを用いた躯
体構造に関するものである。
いて好適なコンポジット構造部材およびそれを用いた躯
体構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉄骨構造の躯体において、建物の
高層化に伴って躯体を構成する柱や梁等も強度向上が求
められ、その結果、柱や梁の部材断面が大きくなり、躯
体の重量増を招く等、種々の問題が発生している。
高層化に伴って躯体を構成する柱や梁等も強度向上が求
められ、その結果、柱や梁の部材断面が大きくなり、躯
体の重量増を招く等、種々の問題が発生している。
【０００３】このような問題の解決につながる手段の一
つとして、梁とその上面に打設するスラブコンクリート
の一体化を図り、梁とスラブとを応力に対して一体に働
かせる、いわゆる合成梁がある。合成梁とする場合に
は、梁の天端にはスタッドジベルが設けられており、ス
ラブと鉄骨梁とが一体化されることによる合成効果も、
スタッドのせん断強度で決定されていた。
つとして、梁とその上面に打設するスラブコンクリート
の一体化を図り、梁とスラブとを応力に対して一体に働
かせる、いわゆる合成梁がある。合成梁とする場合に
は、梁の天端にはスタッドジベルが設けられており、ス
ラブと鉄骨梁とが一体化されることによる合成効果も、
スタッドのせん断強度で決定されていた。
【０００４】また、近年の超高層ビル等において、メガ
ストラクチャーと称される架構構造も用いられている。
メガストラクチャーとは、通常の柱梁等に比較して大型
の軸組み材を使用した大型架構体である。
ストラクチャーと称される架構構造も用いられている。
メガストラクチャーとは、通常の柱梁等に比較して大型
の軸組み材を使用した大型架構体である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の技術には以下のような問題が存在する。
まず、スタッドジベルを介して鉄骨梁とスラブとを一体
化させる構造においては、鉄骨梁とスラブとが完全に一
体化して完全合成梁となるには、相当数のスタッドジベ
ルが必要となるため現実的ではなく、したがって、通常
このような構造において、鉄骨梁を完全な合成梁として
取り扱うことはできなかった。
たような従来の技術には以下のような問題が存在する。
まず、スタッドジベルを介して鉄骨梁とスラブとを一体
化させる構造においては、鉄骨梁とスラブとが完全に一
体化して完全合成梁となるには、相当数のスタッドジベ
ルが必要となるため現実的ではなく、したがって、通常
このような構造において、鉄骨梁を完全な合成梁として
取り扱うことはできなかった。
【０００６】一方、メガストラクチャーにおいては、架
構を構成する部材に非常に大きな力が働くため、それに
抗するために多大の鉄骨を使用する必要があり、施工
面、コスト面で問題が残されていた。また、多大な鉄骨
を用いるために、特に柱梁の接合部分等の構造が複雑な
ものとなり、この点においてもコスト面および施工の面
で問題があった。また、鉄骨材は、鉄筋コンクリート造
等に比較して耐火性や耐久性においても問題があり、従
来よりこのようなメガストラクチャーにおいて、より低
コストで、しかも容易に施工を行うことができ、かつ耐
火性や耐久性に優れる構造が求められていた。
構を構成する部材に非常に大きな力が働くため、それに
抗するために多大の鉄骨を使用する必要があり、施工
面、コスト面で問題が残されていた。また、多大な鉄骨
を用いるために、特に柱梁の接合部分等の構造が複雑な
ものとなり、この点においてもコスト面および施工の面
で問題があった。また、鉄骨材は、鉄筋コンクリート造
等に比較して耐火性や耐久性においても問題があり、従
来よりこのようなメガストラクチャーにおいて、より低
コストで、しかも容易に施工を行うことができ、かつ耐
火性や耐久性に優れる構造が求められていた。
【０００７】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、鉄骨梁とスラブとを完全に一体化し、ま
た、メガストラクチャーの構成部材として適したコンポ
ジット構造部材およびそれを用いた躯体構造を提供する
ことを課題とする。
れたもので、鉄骨梁とスラブとを完全に一体化し、ま
た、メガストラクチャーの構成部材として適したコンポ
ジット構造部材およびそれを用いた躯体構造を提供する
ことを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
柱、梁等に用いられる一方向に延びる構造部材であっ
て、前記一方向に延在する鋼製の構造部材本体に沿っ
て、繊維補強硬化材料からなる板状の補強部が一体に設
けられていることを特徴としている。
柱、梁等に用いられる一方向に延びる構造部材であっ
て、前記一方向に延在する鋼製の構造部材本体に沿っ
て、繊維補強硬化材料からなる板状の補強部が一体に設
けられていることを特徴としている。
【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１記載のコ
ンポジット構造部材であって、前記構造部材本体が断面
視略Ｈ型の鉄骨から形成され、前記補強部が、前記鉄骨
の一方のフランジに沿って一体に形成されていることを
特徴としている。
ンポジット構造部材であって、前記構造部材本体が断面
視略Ｈ型の鉄骨から形成され、前記補強部が、前記鉄骨
の一方のフランジに沿って一体に形成されていることを
特徴としている。
【００１０】このような構造部材によれば、鋼製の構造
部材本体に沿って繊維補強硬化材料からなる補強部が一
体に形成されているので、構造部材が非常に高強度、高
靭性なものとなる。
部材本体に沿って繊維補強硬化材料からなる補強部が一
体に形成されているので、構造部材が非常に高強度、高
靭性なものとなる。
【００１１】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載のコンポジット構造部材であって、前記構造部材が
梁として用いられ、前記補強部の上面にスラブが形成さ
れる構成とされ、前記補強部の上面には、前記梁とスラ
ブとの間で応力を伝達するための凸部が形成されている
ことを特徴としている。
記載のコンポジット構造部材であって、前記構造部材が
梁として用いられ、前記補強部の上面にスラブが形成さ
れる構成とされ、前記補強部の上面には、前記梁とスラ
ブとの間で応力を伝達するための凸部が形成されている
ことを特徴としている。
【００１２】これにより、梁とスラブとの間の応力伝達
は補強部に形成された凸部を介して行われる。このと
き、凸部は、補強部を構成する繊維補強硬化材料からな
り、したがって非常に高強度、高靭性を有したものとな
る。
は補強部に形成された凸部を介して行われる。このと
き、凸部は、補強部を構成する繊維補強硬化材料からな
り、したがって非常に高強度、高靭性を有したものとな
る。
【００１３】請求項４に係る発明は、請求項１または２
記載のコンポジット構造部材であって、前記構造部材が
複数本組み合わせられ、かつ前記補強部を外周側に配置
することによって前記補強部でその外表面が形成されて
いることを特徴としている。
記載のコンポジット構造部材であって、前記構造部材が
複数本組み合わせられ、かつ前記補強部を外周側に配置
することによって前記補強部でその外表面が形成されて
いることを特徴としている。
【００１４】構造部材を複数本組み合わせることによっ
て、このような構造部材をメガストラクチャーを構成す
る柱や梁として用いることが可能となる。しかも、補強
部を外周側に配置しているので、これらの構造部材の外
周面が繊維補強硬化材料によって形成されることとな
る。
て、このような構造部材をメガストラクチャーを構成す
る柱や梁として用いることが可能となる。しかも、補強
部を外周側に配置しているので、これらの構造部材の外
周面が繊維補強硬化材料によって形成されることとな
る。
【００１５】請求項５に係る発明は、構造物の躯体を構
成する柱や梁が、一方向に延在する鋼製の構造部材本体
と、該構造部材本体に沿って設けられた繊維補強硬化材
料からなる板状の補強部とから構成されたコンポジット
構造部材によって形成されていることを特徴としてい
る。
成する柱や梁が、一方向に延在する鋼製の構造部材本体
と、該構造部材本体に沿って設けられた繊維補強硬化材
料からなる板状の補強部とから構成されたコンポジット
構造部材によって形成されていることを特徴としてい
る。
【００１６】躯体を構成する柱や梁が、非常に高強度、
高靭性な構造部材によって形成されるので、躯体全体も
高強度、高靭性を有したものとなる。
高靭性な構造部材によって形成されるので、躯体全体も
高強度、高靭性を有したものとなる。
【００１７】請求項６に係る発明は、請求項５記載の躯
体構造であって、前記柱や梁等が、複数本の前記構造部
材を前記補強部が外周側に配置された状態で組み合わせ
たもので構成されていることを特徴としている。
体構造であって、前記柱や梁等が、複数本の前記構造部
材を前記補強部が外周側に配置された状態で組み合わせ
たもので構成されていることを特徴としている。
【００１８】これにより、補強部を外周側に配置してい
るので、柱や梁の外周面が繊維補強硬化材料によって形
成されることとなる。
るので、柱や梁の外周面が繊維補強硬化材料によって形
成されることとなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るコンポジット
構造部材およびそれを用いた躯体構造の第一および第二
の実施の形態について、図１ないし図４を参照して説明
する。
構造部材およびそれを用いた躯体構造の第一および第二
の実施の形態について、図１ないし図４を参照して説明
する。
【００２０】［第一の実施の形態］まず、ここでは、本
発明を、例えば梁をスラブに一体化して合成梁とする場
合の例を用いて説明する。
発明を、例えば梁をスラブに一体化して合成梁とする場
合の例を用いて説明する。
【００２１】図１は、ビル等の構造物の躯体を構成する
梁１と、その上面に現場打ちコンクリートによって一体
に形成されるスラブ２とを示すものである。
梁１と、その上面に現場打ちコンクリートによって一体
に形成されるスラブ２とを示すものである。
【００２２】梁１は、一方向に延在する構造部材本体３
と、これに沿って一体に形成された板状の補強部４とか
らなる構造部材（コンポジット構造部材）５によって構
成されている。
と、これに沿って一体に形成された板状の補強部４とか
らなる構造部材（コンポジット構造部材）５によって構
成されている。
【００２３】構造部材本体３は、Ｈ型鋼を利用して形成
されたもので、ウェブ３ａと、下部フランジ３ｂとを有
し、ウェブ３ａの上部には、下部フランジ３ｂよりも肉
薄でしかも幅が広く設定された底板（フランジ）３ｃが
一体に形成されている。さらに、底板３ｃの両側端部に
は、上方に立ち上がる側壁部３ｄ，３ｄが形成されてい
る。
されたもので、ウェブ３ａと、下部フランジ３ｂとを有
し、ウェブ３ａの上部には、下部フランジ３ｂよりも肉
薄でしかも幅が広く設定された底板（フランジ）３ｃが
一体に形成されている。さらに、底板３ｃの両側端部に
は、上方に立ち上がる側壁部３ｄ，３ｄが形成されてい
る。
【００２４】そして、これら底板３ｃと側壁部３ｄ，３
ｄとに囲まれた部分に、前記補強部４が形成されている
のである。補強部４は、側壁部３ｄと略同一レベルまで
形成されており、さらにその上面には、スラブ２との一
体化を図るための凸部あるいは突条（凸部）６等が複数
形成されている。
ｄとに囲まれた部分に、前記補強部４が形成されている
のである。補強部４は、側壁部３ｄと略同一レベルまで
形成されており、さらにその上面には、スラブ２との一
体化を図るための凸部あるいは突条（凸部）６等が複数
形成されている。
【００２５】この補強部４は、繊維補強硬化材料から形
成されており、この繊維補強硬化材料としては、繊維補
強モルタル／コンクリート等が好適であり、特に、特公
平８−３２５８３号公報に開示されたコンパクト強化複
合材のような鋼繊維補強超高強度モルタル／コンクリー
トを用いるのが好ましい。前記公報に開示されているコ
ンパクト強化複合材（「ＣＲＣ」とも称されている）
は、非常に高い内部一体性を維持したまま、非常に高い
強度および剛性を併せ持ったもので、補強用物体で強化
されたベースマトリックスを含むマトリックスに、補強
材が埋め込まれた構成のものである。ここで、補強物体
としては、例えばガラス繊維、ポリプロピレン繊維、炭
素繊維、酸化アルミニウム繊維、窒化ケイ素繊維及び炭
化ケイ素繊維を含めたセラミック繊維、鋼繊維等からな
る繊維状のものが用いられる。また、ベースマトリック
スとしては、例えば、ポルトランドセメントまたは耐火
セメントに基づくセメントペースト、モルタルまたはコ
ンクリート等が用いられる。さらに、補強材としては、
異形棒やプレストレスワイヤ及びケーブル等を含むコン
クリート補強用の鋼補強材や、繊維−ポリマー複合補強
材等が用いられる。
成されており、この繊維補強硬化材料としては、繊維補
強モルタル／コンクリート等が好適であり、特に、特公
平８−３２５８３号公報に開示されたコンパクト強化複
合材のような鋼繊維補強超高強度モルタル／コンクリー
トを用いるのが好ましい。前記公報に開示されているコ
ンパクト強化複合材（「ＣＲＣ」とも称されている）
は、非常に高い内部一体性を維持したまま、非常に高い
強度および剛性を併せ持ったもので、補強用物体で強化
されたベースマトリックスを含むマトリックスに、補強
材が埋め込まれた構成のものである。ここで、補強物体
としては、例えばガラス繊維、ポリプロピレン繊維、炭
素繊維、酸化アルミニウム繊維、窒化ケイ素繊維及び炭
化ケイ素繊維を含めたセラミック繊維、鋼繊維等からな
る繊維状のものが用いられる。また、ベースマトリック
スとしては、例えば、ポルトランドセメントまたは耐火
セメントに基づくセメントペースト、モルタルまたはコ
ンクリート等が用いられる。さらに、補強材としては、
異形棒やプレストレスワイヤ及びケーブル等を含むコン
クリート補強用の鋼補強材や、繊維−ポリマー複合補強
材等が用いられる。
【００２６】以下に、繊維補強硬化材料のより具体的な
一例を示す。結合材としては、セメント、マイクロシリ
カ、およびナフタレン系の高性能減水剤（粉体）をプレ
ミックスしたものである。細骨材には、石英質であり、
粒径の異なる３種類の細骨材を所定の割合で混合して使
用する。粒径は、例えば０〜０．２５ｍｍ、０．２５〜
１ｍｍ、１〜４ｍｍである。また、補強材としては鋼繊
維を用いる。例えば直径０．４ｍｍ程度で、長さが１２
ｍｍ（アスペクト比４０）のストレート形状のスチール
ファイバー等が用いられ、その混入率は例えば３〜９％
程度である。
一例を示す。結合材としては、セメント、マイクロシリ
カ、およびナフタレン系の高性能減水剤（粉体）をプレ
ミックスしたものである。細骨材には、石英質であり、
粒径の異なる３種類の細骨材を所定の割合で混合して使
用する。粒径は、例えば０〜０．２５ｍｍ、０．２５〜
１ｍｍ、１〜４ｍｍである。また、補強材としては鋼繊
維を用いる。例えば直径０．４ｍｍ程度で、長さが１２
ｍｍ（アスペクト比４０）のストレート形状のスチール
ファイバー等が用いられ、その混入率は例えば３〜９％
程度である。
【００２７】上記材料の配合を、例えば水結合材比：
０．１６、砂結合材比：１．２９、単位水量：１５０ｋ
ｇ／ｍ3、結合材：９５７ｋｇ／ｍ3、細骨材：１１８６
ｋｇ／ｍ3、鋼繊維混入率：４７７ｋｇ／ｍ3（６ｖｏｌ
％）とした場合、スランプ：１３．７ｃｍ、温度：２
５．０℃で、材齢２８日（７日）では、圧縮強度：１２
９（１００）Ｎ／ｍｍ2、単位容積質量：２．７５
（２．７５）ｔ／ｍ3、ヤング係数：４９．１ｋＮ／ｍ
ｍ2、曲げ強度：２０．９Ｎ／ｍｍ2、換算曲げ強度：１
４．０Ｎ／ｍｍ2、となる。
０．１６、砂結合材比：１．２９、単位水量：１５０ｋ
ｇ／ｍ3、結合材：９５７ｋｇ／ｍ3、細骨材：１１８６
ｋｇ／ｍ3、鋼繊維混入率：４７７ｋｇ／ｍ3（６ｖｏｌ
％）とした場合、スランプ：１３．７ｃｍ、温度：２
５．０℃で、材齢２８日（７日）では、圧縮強度：１２
９（１００）Ｎ／ｍｍ2、単位容積質量：２．７５
（２．７５）ｔ／ｍ3、ヤング係数：４９．１ｋＮ／ｍ
ｍ2、曲げ強度：２０．９Ｎ／ｍｍ2、換算曲げ強度：１
４．０Ｎ／ｍｍ2、となる。
【００２８】もちろん、上記コンパクト強化複合材の配
合比や、用いる繊維の種類、骨材の大きさと種類を変更
（アレンジ）したものを採用することも可能であるし、
上記コンパクト強化複合材以外の、他の繊維補強モルタ
ル／コンクリート等や高強度コンクリート等の材料を用
いることも可能である。
合比や、用いる繊維の種類、骨材の大きさと種類を変更
（アレンジ）したものを採用することも可能であるし、
上記コンパクト強化複合材以外の、他の繊維補強モルタ
ル／コンクリート等や高強度コンクリート等の材料を用
いることも可能である。
【００２９】上記したような梁１を構成する構造部材５
は、補強部４を予めプレキャストして構造部材本体３と
一体化させた状態で製作される。そして、現場におい
て、この構造部材５を所定位置に設置して梁１を架設し
た後、その上面にコンクリートを現場打ちしてスラブ２
を形成する。これにより梁１がスラブ２に一体化され、
合成梁として機能することとなる。そして、梁１とスラ
ブ２との間では、突条６を介して応力の伝達がなされ
る。
は、補強部４を予めプレキャストして構造部材本体３と
一体化させた状態で製作される。そして、現場におい
て、この構造部材５を所定位置に設置して梁１を架設し
た後、その上面にコンクリートを現場打ちしてスラブ２
を形成する。これにより梁１がスラブ２に一体化され、
合成梁として機能することとなる。そして、梁１とスラ
ブ２との間では、突条６を介して応力の伝達がなされ
る。
【００３０】このような構成によれば、例えばコンパク
ト強化複合材のような鋼繊維補強超高強度モルタル／コ
ンクリートからなる補強部４によって、梁１自体が、従
来の鉄骨梁等に比較して、より高強度、あるいは同じ強
度でより断面積を細くして軽量なものとすることが可能
となり、したがって、軽量でしかも高耐力および高靭性
を有したものとなる。そして、このような梁１を現場打
ちコンクリートからなるスラブ２に一体化することによ
って、軽量で耐力と耐久性とに優れた躯体を構成するこ
とが可能となる。
ト強化複合材のような鋼繊維補強超高強度モルタル／コ
ンクリートからなる補強部４によって、梁１自体が、従
来の鉄骨梁等に比較して、より高強度、あるいは同じ強
度でより断面積を細くして軽量なものとすることが可能
となり、したがって、軽量でしかも高耐力および高靭性
を有したものとなる。そして、このような梁１を現場打
ちコンクリートからなるスラブ２に一体化することによ
って、軽量で耐力と耐久性とに優れた躯体を構成するこ
とが可能となる。
【００３１】しかも、梁１とスラブ２との間で応力伝達
を図る突条６が、補強部４と一体に、例えばコンパクト
強化複合材のような鋼繊維補強超高強度モルタル／コン
クリートによって形成されているので、非常に高強度を
有し、梁１をスラブ２に完全に一体化した合成梁として
機能させることができる。
を図る突条６が、補強部４と一体に、例えばコンパクト
強化複合材のような鋼繊維補強超高強度モルタル／コン
クリートによって形成されているので、非常に高強度を
有し、梁１をスラブ２に完全に一体化した合成梁として
機能させることができる。
【００３２】なお、上記第一の実施の形態において示し
たような、補強部４を有した梁１とスラブ２との一体化
構造を適用する躯体については、その構造を何ら限定す
るものではなく、いかなる構成のものであっても良い。
たような、補強部４を有した梁１とスラブ２との一体化
構造を適用する躯体については、その構造を何ら限定す
るものではなく、いかなる構成のものであっても良い。
【００３３】また、突条６については、その断面形状や
設置する数等、いかなるものとしても良く、また突条６
ではなく、適宜形状の凸部を形成するようにしても良
い。
設置する数等、いかなるものとしても良く、また突条６
ではなく、適宜形状の凸部を形成するようにしても良
い。
【００３４】［第二の実施の形態］次に、本発明をメガ
ストラクチャー構造の躯体に適用する場合の例を示す。
以下に説明する第二の実施の形態において、前記第一の
実施の形態と共通する構成については同符号を付し、そ
の説明を省略する。
ストラクチャー構造の躯体に適用する場合の例を示す。
以下に説明する第二の実施の形態において、前記第一の
実施の形態と共通する構成については同符号を付し、そ
の説明を省略する。
【００３５】図２に示すものは、超高層ビル等の躯体を
構成する、メガストラクチャー構造を適用した架構体
（躯体）１０である。この架構体１０は、例えば３０メ
ートルといったスパンで配置された複数本のメガ柱
（柱）１１と、これらのメガ柱１１，１１間に例えば上
下方向３０メートル間隔で架設されたメガ梁（梁）１２
と、これら上下のメガ梁１２間に適宜間隔で配置された
スラブ１３とを有して構成されている。
構成する、メガストラクチャー構造を適用した架構体
（躯体）１０である。この架構体１０は、例えば３０メ
ートルといったスパンで配置された複数本のメガ柱
（柱）１１と、これらのメガ柱１１，１１間に例えば上
下方向３０メートル間隔で架設されたメガ梁（梁）１２
と、これら上下のメガ梁１２間に適宜間隔で配置された
スラブ１３とを有して構成されている。
【００３６】このような架構体１０において、メガ梁１
２は、以下に示すような構造部材（コンポジット構造部
材）１４によって構成されている。
２は、以下に示すような構造部材（コンポジット構造部
材）１４によって構成されている。
【００３７】図３に示すように、構造部材１４は、一方
向に延在する構造部材本体３と、これに沿って一体に形
成された補強部１５とから構成されている。
向に延在する構造部材本体３と、これに沿って一体に形
成された補強部１５とから構成されている。
【００３８】構造部材本体３は、前記第一の実施の形態
で示したとおり、ウェブ３ａと、下部フランジ３ｂと、
底板３ｃと、側壁部３ｄ，３ｄとを有して形成されてい
る。
で示したとおり、ウェブ３ａと、下部フランジ３ｂと、
底板３ｃと、側壁部３ｄ，３ｄとを有して形成されてい
る。
【００３９】そして、これら底板３ｃと側壁部３ｄ，３
ｄとに囲まれた部分に、前記補強部１５が形成されてお
り、この補強部１５は、前記第一の実施の形態における
補強部４（図１参照）と同様、例えばコンパクト強化複
合材のような鋼繊維補強超高強度モルタル／コンクリー
トから形成されているのである。
ｄとに囲まれた部分に、前記補強部１５が形成されてお
り、この補強部１５は、前記第一の実施の形態における
補強部４（図１参照）と同様、例えばコンパクト強化複
合材のような鋼繊維補強超高強度モルタル／コンクリー
トから形成されているのである。
【００４０】一方、図４に示すように、メガ柱１１は、
メガ梁１２と同様の構成の構造部材１４を、例えば４本
組み合わせたものである。より具体的には、４本の構造
部材１４を、補強部１５側を外周面側に配置し、構造部
材本体３を内側にして断面視矩形に組み合わせたもので
ある。これにより、メガ柱１１はその外周面が補強部１
５によって形成され、つまり軽量で強固な鋼繊維補強超
高強度モルタル／コンクリートによってその外殻が形成
されることとなる。
メガ梁１２と同様の構成の構造部材１４を、例えば４本
組み合わせたものである。より具体的には、４本の構造
部材１４を、補強部１５側を外周面側に配置し、構造部
材本体３を内側にして断面視矩形に組み合わせたもので
ある。これにより、メガ柱１１はその外周面が補強部１
５によって形成され、つまり軽量で強固な鋼繊維補強超
高強度モルタル／コンクリートによってその外殻が形成
されることとなる。
【００４１】このような構造部材１４は、軽量で、しか
も非常に高強度および高靭性を有し、さらには鉄骨に比
べて耐火性にも非常に優れるという利点を有する。した
がって、メガ柱１１やメガ梁１２に構造部材１４を適用
することにより、架構体１０が、従来鉄骨造で組んでい
たものに比較して、より軽量でしかも耐力と耐久性とに
優れたものとなる。さらに、メガ柱１１やメガ梁１２の
部材断面が大きくなったり、構造部材１４どうしの接合
部分が複雑な構造となることもなく、施工性を良好なも
のとすることができる。
も非常に高強度および高靭性を有し、さらには鉄骨に比
べて耐火性にも非常に優れるという利点を有する。した
がって、メガ柱１１やメガ梁１２に構造部材１４を適用
することにより、架構体１０が、従来鉄骨造で組んでい
たものに比較して、より軽量でしかも耐力と耐久性とに
優れたものとなる。さらに、メガ柱１１やメガ梁１２の
部材断面が大きくなったり、構造部材１４どうしの接合
部分が複雑な構造となることもなく、施工性を良好なも
のとすることができる。
【００４２】なお、上記第二の実施の形態において、メ
ガストラクチャー構造を適用した架構体１０について述
べているが、その構造および各部の寸法等については上
記にあげたものに何ら限定するものではない。さらに
は、メガ梁１２にもメガ柱１１と同様の構造を適用する
ことも可能である。
ガストラクチャー構造を適用した架構体１０について述
べているが、その構造および各部の寸法等については上
記にあげたものに何ら限定するものではない。さらに
は、メガ梁１２にもメガ柱１１と同様の構造を適用する
ことも可能である。
【００４３】また、メガストラクチャー構造に限らず、
通常の躯体構造にも上記構造部材１４を適用することが
可能であり、それにより上記と同様、部材断面の縮小
化、軽量化等を図ることが可能となる。
通常の躯体構造にも上記構造部材１４を適用することが
可能であり、それにより上記と同様、部材断面の縮小
化、軽量化等を図ることが可能となる。
【００４４】これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない
範囲内であれば、いかなる構成を採用しても良く、また
上記したような構成を適宜選択的に組み合わせたものと
しても良いのは言うまでもない。
範囲内であれば、いかなる構成を採用しても良く、また
上記したような構成を適宜選択的に組み合わせたものと
しても良いのは言うまでもない。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るコ
ンポジット構造部材によれば、鋼製の構造部材本体に沿
って、繊維補強硬化材料からなる板状の補強部が一体に
形成された構成となっている。また、請求項２に係るコ
ンポジット構造部材によれば、構造部材本体が断面視略
Ｈ型の鉄骨から形成され、補強部が、鉄骨の一方のフラ
ンジに沿って一体に形成された構成となっている。この
ようにして、鋼製の構造部材本体に沿って繊維補強硬化
材料からなる補強部が一体に形成されているので、構造
部材が非常に高強度、高靭性なものとなる。従って、こ
のような構造部材を柱、梁等に用いることにより、柱、
梁等を、より高強度とすることができる、あるいは同じ
強度でより断面積を細くして軽量なものとすることがで
きる。しかも構造がシンプルであることから、構造部材
どうしの接合部分が複雑な構造となることもない。これ
らの結果、施工性を良好なものとすることができる。
ンポジット構造部材によれば、鋼製の構造部材本体に沿
って、繊維補強硬化材料からなる板状の補強部が一体に
形成された構成となっている。また、請求項２に係るコ
ンポジット構造部材によれば、構造部材本体が断面視略
Ｈ型の鉄骨から形成され、補強部が、鉄骨の一方のフラ
ンジに沿って一体に形成された構成となっている。この
ようにして、鋼製の構造部材本体に沿って繊維補強硬化
材料からなる補強部が一体に形成されているので、構造
部材が非常に高強度、高靭性なものとなる。従って、こ
のような構造部材を柱、梁等に用いることにより、柱、
梁等を、より高強度とすることができる、あるいは同じ
強度でより断面積を細くして軽量なものとすることがで
きる。しかも構造がシンプルであることから、構造部材
どうしの接合部分が複雑な構造となることもない。これ
らの結果、施工性を良好なものとすることができる。
【００４６】請求項３に係るコンポジット構造部材によ
れば、梁とスラブとの間の応力伝達は補強部に形成され
た凸部を介して行われる。このとき、凸部は、補強部を
構成する繊維補強硬化材料からなり、したがって非常に
高強度、高靭性を有したものとなるので、梁をスラブに
完全に一体化した合成梁として機能させることが可能と
なる。
れば、梁とスラブとの間の応力伝達は補強部に形成され
た凸部を介して行われる。このとき、凸部は、補強部を
構成する繊維補強硬化材料からなり、したがって非常に
高強度、高靭性を有したものとなるので、梁をスラブに
完全に一体化した合成梁として機能させることが可能と
なる。
【００４７】請求項４に係るコンポジット構造部材によ
れば、構造部材を複数本組み合わせることにより、その
強度と靭性を非常に高いものとすることができ、これ
を、メガストラクチャーを構成する柱や梁等として用い
れば、従来より軽量でしかも耐力と耐久性に優れた架構
を実現することができる。また、補強部を外周側に配置
しているので、これらの構造部材の外周面が繊維補強硬
化材料によって形成されることとなり、これをそのまま
柱や梁の外殻とすることができる。
れば、構造部材を複数本組み合わせることにより、その
強度と靭性を非常に高いものとすることができ、これ
を、メガストラクチャーを構成する柱や梁等として用い
れば、従来より軽量でしかも耐力と耐久性に優れた架構
を実現することができる。また、補強部を外周側に配置
しているので、これらの構造部材の外周面が繊維補強硬
化材料によって形成されることとなり、これをそのまま
柱や梁の外殻とすることができる。
【００４８】請求項５に係る躯体構造によれば、躯体を
構成する柱や梁が、非常に高強度、高靭性な構造部材に
よって形成されるので、躯体全体を高強度、高靭性を有
したものとすることができ、その部材断面が大きくなっ
たり、構造部材どうしの接合部分が複雑な構造となるこ
ともなく、施工性を良好なものとすることができる。
構成する柱や梁が、非常に高強度、高靭性な構造部材に
よって形成されるので、躯体全体を高強度、高靭性を有
したものとすることができ、その部材断面が大きくなっ
たり、構造部材どうしの接合部分が複雑な構造となるこ
ともなく、施工性を良好なものとすることができる。
【００４９】請求項６に係る躯体構造によれば、構造部
材を複数本組み合わせて柱や梁等を構成することによ
り、メガストラクチャーを構成する柱や梁の強度と靭性
を非常に高いものとし、より軽量で、耐力と耐久性に優
れた架構を実現することができる。また、補強部を外周
側に配置しているので、これらの構造部材の外周面が繊
維補強硬化材料によって形成されることとなり、これを
そのまま柱や梁の外殻とすることができる。
材を複数本組み合わせて柱や梁等を構成することによ
り、メガストラクチャーを構成する柱や梁の強度と靭性
を非常に高いものとし、より軽量で、耐力と耐久性に優
れた架構を実現することができる。また、補強部を外周
側に配置しているので、これらの構造部材の外周面が繊
維補強硬化材料によって形成されることとなり、これを
そのまま柱や梁の外殻とすることができる。
【図１】 本発明に係るコンポジット構造部材およびそ
れを用いた躯体構造の第一の実施の形態を示す図であ
る。
れを用いた躯体構造の第一の実施の形態を示す図であ
る。
【図２】 本発明に係るコンポジット構造部材およびそ
れを用いた躯体構造の第二の実施の形態を示す図であ
る。
れを用いた躯体構造の第二の実施の形態を示す図であ
る。
【図３】 前記躯体を構成する梁を示す立断面図であ
る。
る。
【図４】 同躯体を構成する柱を示す平断面図である。
１ 梁 ２ スラブ ３ 構造部材本体 ３ｃ 底板（フランジ） ４，１５ 補強部 ５，１４ 構造部材（コンポジット構造部材） ６ 突条（凸部） １０ 架構体（躯体） １１ メガ柱（柱） １２ メガ梁（梁）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩屋 俊幸 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 Ｆターム(参考） 2E163 FA02 FA12 FB02 FB04 FB22 FB31 FD02 FD03 FD04 FD12 FD21 FD23 FD42 FD50 FD52 FE02 FE03 FF12 FF21 FF31 FG01
Claims (6)
- 【請求項１】 柱、梁等に用いられる一方向に延びる構
造部材であって、前記一方向に延在する鋼製の構造部材
本体に沿って、繊維補強硬化材料からなる板状の補強部
が一体に設けられていることを特徴とするコンポジット
構造部材。 - 【請求項２】 請求項１記載のコンポジット構造部材で
あって、前記構造部材本体が断面視略Ｈ型の鉄骨から形
成され、前記補強部が、前記鉄骨の一方のフランジに沿
って一体に形成されていることを特徴とするコンポジッ
ト構造部材。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のコンポジット構
造部材であって、前記構造部材が梁として用いられ、前
記補強部の上面にスラブが形成される構成とされ、前記
補強部の上面には、前記梁とスラブとの間で応力を伝達
するための凸部が形成されていることを特徴とするコン
ポジット構造部材。 - 【請求項４】 請求項１または２記載のコンポジット構
造部材であって、前記構造部材が複数本組み合わせら
れ、かつ前記補強部を外周側に配置することによって前
記補強部でその外表面が形成されていることを特徴とす
るコンポジット構造部材。 - 【請求項５】 構造物の躯体を構成する柱や梁が、一方
向に延在する鋼製の構造部材本体と、該構造部材本体に
沿って設けられた繊維補強硬化材料からなる板状の補強
部とから構成されたコンポジット構造部材によって形成
されていることを特徴とする躯体構造。 - 【請求項６】 請求項５記載の躯体構造であって、前記
柱や梁等が、複数本の前記構造部材を前記補強部が外周
側に配置された状態で組み合わせたもので構成されてい
ることを特徴とする躯体構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11095538A JP2000291145A (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | コンポジット構造部材およびそれを用いた躯体構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11095538A JP2000291145A (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | コンポジット構造部材およびそれを用いた躯体構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000291145A true JP2000291145A (ja) | 2000-10-17 |
Family
ID=14140353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11095538A Withdrawn JP2000291145A (ja) | 1999-04-01 | 1999-04-01 | コンポジット構造部材およびそれを用いた躯体構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000291145A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105155774A (zh) * | 2015-08-10 | 2015-12-16 | 河海大学 | 双层槽钢-再生混凝土组合梁 |
| CN105952058A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-09-21 | 南京林业大学 | 一种连续型连接件的竹-混凝土组合梁 |
| CN108999336A (zh) * | 2018-08-30 | 2018-12-14 | 天津大学建筑设计研究院 | 轻钢格栅混凝土叠合梁 |
| JP2021161808A (ja) * | 2020-04-01 | 2021-10-11 | 株式会社フジタ | 構造体とその施工方法 |
-
1999
- 1999-04-01 JP JP11095538A patent/JP2000291145A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105155774A (zh) * | 2015-08-10 | 2015-12-16 | 河海大学 | 双层槽钢-再生混凝土组合梁 |
| CN105952058A (zh) * | 2016-06-21 | 2016-09-21 | 南京林业大学 | 一种连续型连接件的竹-混凝土组合梁 |
| CN108999336A (zh) * | 2018-08-30 | 2018-12-14 | 天津大学建筑设计研究院 | 轻钢格栅混凝土叠合梁 |
| CN108999336B (zh) * | 2018-08-30 | 2023-12-19 | 天津大学建筑设计规划研究总院有限公司 | 轻钢格栅混凝土叠合梁 |
| JP2021161808A (ja) * | 2020-04-01 | 2021-10-11 | 株式会社フジタ | 構造体とその施工方法 |
| JP7312719B2 (ja) | 2020-04-01 | 2023-07-21 | 株式会社フジタ | 構造体とその施工方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060606 |