JPH0536587B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、柱が鉄筋コンクリート造、梁が鉄
骨造の建築物に用いられる柱用構造部材に関する
ものである。

「従来の技術」 従来、建築物の骨組みとして、柱を鉄筋コンク
リート造、梁を鉄骨造とする鉄筋鉄骨複合化構造
が知られている。これによれば、建築物全体を鉄
骨造する場合に比して工費がかからず、また全体
を鉄筋コンクリート造とする場合に比して工期を
短縮できる等、両者の利点を生かして建築物を構
築することができる。

そのような構造の建築物における柱には、現場
における鉄筋の組立て作業を省くことによつてさ
らに工期短縮を図るために、予めかご状に組み立
てられた柱用鉄筋かご（先組鉄筋）を用いること
が多い。

その柱用鉄筋かごを用いて鉄筋鉄骨複合化構造
の建築物を構築する場合の作業手順について説明
すると、まず最下階にその階の階高に相当する長
さ（高さ）の柱用鉄筋かごを建て、その鉄筋かご
相互間に鉄骨梁を架け渡し、その後、鉄筋かごの
外側に型枠を組み立ててその内部にコンクリート
を打設する。そして、コンクリートが硬化したら
鉄筋かごの上端にその上階分の鉄筋かごを継ぎ足
し、各階ごとに以上の手順を繰り返すことにより
建築物を構築するようにしている。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、上記のような手段では、柱用型
枠については従来と同様に現場施工であるから、
型枠の組み立ておよび解体作業の手間は何等軽減
されるるものではない。したがつて、柱に鉄筋か
ごを用いたとしても工期を大幅に短縮することは
難しいという問題があつた。

また、上記のようにして構築される柱は、従来
の鉄筋コンクリート造の柱と全く同様の構成であ
るから、その軸耐力および剪断耐力も従来の鉄筋
コンクリート柱と同程度であり、それ以上の耐力
は望めないものであつた。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、鉄筋鉄骨複合化構造の建築物を構築する際に
用いて、充分に工期の短縮を図ることができ、ま
た柱の構造耐力を高めることのできる柱用構造部
材を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、複数の柱主筋とフープ筋によつて
組も立てられた柱用鉄筋かごと、この鉄筋かごの
所定の位置に取り付けられた鉄骨梁接合用の仕口
構成体と、前記鉄筋かごをその下端部を除いて内
包する状態で配設されて、その内部にコンクリー
トが打設されるとともに、その打設されたコンク
リートの径方向の変形を阻止する型枠兼用補強部
材とを有し、前記型枠兼用補強部材の下端より突
出している前記鉄筋かごの各柱主筋の下端がそれ
ぞれ他の鉄筋に対して接合されることによつて立
設されて用いられ、かつ、前記型枠兼用補強部材
の下端部には、前記柱主筋と他の鉄筋どうしの接
続部を覆うべく軸方向に移動自在とされた接続部
用の型枠兼用補強部材が取り付けられていること
を特徴としている。

上記の型枠兼用補強部材として、高強度補強繊
維を固化材により固めて筒状に形成したものを用
いたり、あるいは鋼管を用いることが考えられ
る。また、鋼管を用いる場合には、鋼管の軸方向
の変形を吸収する変形吸収部を形成したり、内部
に打設されたコンクリートと鋼管とをアンボンド
状態とするアンボンド処理層を鋼管内面に形成す
ることが望ましい。

「作用」 この発明の柱用構造部材は、型枠兼用補強部材
の下端より突出している鉄筋かごの各柱主筋の下
端をそれぞれ他の鉄筋に対して接合することによ
つて所定位置に立設され、それらの接続部が、型
枠兼用補強部材の下端部にその軸方向に移動自在
に取り付けておいた接続部用の型枠兼用補強部材
により覆われる。そして、鉄筋かごに取り付けら
れている仕口構成体に鉄骨梁を接合し、この柱用
構造部材の内側にコンクリートを打設することに
より、建築物の骨組みが構築される。また、型枠
兼用補強部材は柱用捨型枠として作用するととも
に、建設後には内部に打設されたコンクリートが
外側に膨らむように変形することを阻止し、その
圧縮強度および剪断強度を増大させるように作用
する。

「実施例」 以下、この発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

まず、第１図ないし第８図を参照して、第１実
施例の柱用構造部材Ａを説明する。この柱用構造
部材Ａは、３層（３階建）の鉄筋鉄骨複合化構造
の建築物の柱に適用されるものであり、鉄筋かご
１と、仕口構成体２と、型枠兼用補強部材３とを
主な構成要素としている。なお、第１図はこの柱
用構造部材Ａの全体概略構成を示す立面図、第２
図はこの柱用構造部材Ａより型枠兼用補強部材３
を取り外した状態を示す立面図、第３図はその斜
視図である。

これらの図に示すように、鉄筋かご１は、複数
（この実施例では12本）の柱主筋４…と、それら
を取り囲む多数のフープ筋５…とによつて、建築
物の３層分の高さに相当する長さに組み立てられ
た断面円形の先組み鉄筋である。この鉄筋かご１
の内方には、柱主筋４…を内側から支持すること
により柱主筋４…の座屈を防止する枠体６…が所
定の間隔でとりつけられており、また、柱主筋４
…の下端にはスリーブジヨイント７…が取り付け
られている。

この鉄筋かご１には、３つの前記仕口構成体２
が取り付けられている。これらの仕口構成体２
は、後述するように、建築物の鉄骨梁が接合され
るものであり、第１図で鉄筋かご１の最上部に取
り付けられている仕口構成体２には屋上階の床梁
が、また、、中間部に取り付けられている仕口構
成体２，２には、それぞれ３階および２階の床梁
が接合されるものである。

これらの仕口構成体２は、第３図ないし第５図
に示すように、鋼管８の外側に４つのＨ型鋼９…
熔接により接合された構成となつている。この鋼
管８の径は鉄筋かご１の径よりやや大きく、この
柱用構造部材Ａにより形成される柱の外形寸法と
ほぼ等しくされている。この鋼管８は、柱と梁の
仕口を構成するとともに、仕口部における柱型枠
として作用するものである。また、Ｈ型鋼９…は
建築物の鉄骨梁と同一断面のものであり、梁が接
合された後はその端部として作用するものであ
る。

また、鋼管８の上下両端にはそれぞれダイアフ
ラム１０，１０が取り付けられている。このダイ
アフラム１０，１０の中心部には開口部１１，１
１が形成されており、また周囲には空気孔１２…
が形成されている。さらにこのダイアフラム１
０，１０には、上記鉄筋かご１の柱主筋４…が挿
通する挿通孔１３…と、シヤー鉄筋１４…が挿通
する挿通孔１５…が形成されている。上記のダイ
アフラム１０，１０は仕口部を補強するととも
に、この仕口構成体２を鉄筋かご１に取付けるた
めのものである。また、開口部１１はコンクリー
ト打設時にトレミー管を通すためのもの、空気孔
１２はコンクリート打設時の空気の排出口となる
もの、シヤー鉄筋１５…は仕口構成体２とその内
部に打設されるコンクリートとを充分強固に一体
化させるためのものである。

上記のように構成された仕口構成体２は、鉄筋
かご１が鋼管８の内側を通るように配置されてい
る。そして、柱主筋４…が、上記ダイアフラム１
０，１０の挿通孔１３…を挿通して、ここでボル
ト（図示略）あるいは熔接等の手段によつて連結
されことにより、仕口構成体２は鉄筋かご１に所
定の間隔すなわち各階の階高に対応する間隔で固
定されている。

上記の鉄筋かご１には、各仕口構成体２の相互
間、および鉄筋かご１の下部に、前記型枠兼用補
強部材３がそれぞれ取り付けられている。この型
枠兼用補強部材３は、引張り強度の極めて高い高
強度補強繊維１６を、第６図に示すように、固化
材により予め筒状に固めて形成したものであり、
繊維１６はこの型枠兼用補強部材３の周方向に沿
つて並ぶようにされている。高強度補強繊維１６
としては、たとえば炭素繊維、ガラス繊維、アラ
ミド繊維等を用いることが望ましく、また、固化
材としては、繊維１６を一体に固めることができ
るとともに適度の脆弱性を有している材料、たと
えばPEEK樹脂、塩化ビニール等のプラスチツク
材料を用いることが望ましい。

この型枠兼用補強部材３は、繊維１６が引張り
力に極めて強いことから、これを外側に押し広げ
ようとする力（リングテンシヨン）に対しては極
めて強く抵抗して殆んど変形することがなく、か
つ、軸方向（第６図において上下方向）に圧縮力
が加えられた時には、固化材が適度の脆弱性を有
していることから繊維１６同士が互いに若干ずれ
て変形する。したがつてこの型枠兼用補強部材３
は軸方向変形が可能とされており、軸方向の圧縮
力を負担することがないものである。また、この
型枠兼用補強部材３は繊維１６を単に固めて形成
したものであるから極めて軽量であり、運搬時等
の取り扱いは容易である。

この型枠兼用補強部材３の径は、上記仕口構成
体２の鋼管８の径とほぼ同一寸法（すなわちこの
柱用構造部材Ａにより形成される柱の外形寸法）
とされ、また、その長さは、２階用および３階用
のものにあつては仕口構成体２相互間の距離、１
階用のものにあつては、仕口構成体２の下端から
スリーブジヨイント７…の上部に至る長さとされ
ている。そして、この１階用の型枠兼用補強部材
３の下端部には、第１図に示すように、鉄筋かご
接続部用の型枠兼用補強部材１７が上下に移動可
能な状態で取り付けられている。この接続部用の
型枠兼用補強部材１７も、上記の型枠兼用補強部
材３と同様に高強度補強繊維１６により形成され
ている。

これらの型枠兼用補強部材３は、各仕口構成体
２の鋼管８に連続するように、かつ、その内面と
鉄筋かご１との間に所定の間隔を保つた状態で、
鉄筋かご１をその下端部を除いて内包して配設さ
れている。なお、この間隔を保つようにするため
には、適宜の治具（スペーサー）を用いれば良
い。

以上、この柱用構造部材Ａの構成について説明
したが、次に、第７図を参照してこの柱用構造部
材Ａを用いて建築物を施工する手順について説明
する。

まず、柱用構造部材Ａをクレーン（図示せず）
等によつて吊り上げ、先に施工されているかご状
の基礎鉄筋１８にスリーブジヨイント７…により
接続してそれぞれ所定位置に建てる。そして、接
続部用の型枠兼用補強部材１７を下方に押し下げ
て、この接続部を覆うようにする（第７図におけ
る右側の柱用構造部材Ａの接続部参照）。それか
ら、隣接して建てられた柱用構造部材Ａ，Ａのそ
れぞれの仕口構成体２，２相互間に、各階の鉄骨
梁１９を架け渡し、それらの鉄骨梁１９の端部と
仕口構成体２のＨ形鋼９の端部とを熔接またはボ
ルト等により接合する（第７図は２階の梁１９を
取り付けている状態を示している）。

そして、柱用構造部材Ａの最上部より、トレミ
ー管（図示せず）を仕口構成体２のダイアフラム
１０に形成されている開口部１１に通すことによ
り、柱用構造部材Ａの内部に挿入し、トレミー管
を徐々に引き上げながらコンクリートを打設し
て、型枠兼用補強部材３の内側、および仕口構成
体２の鋼管８の内側全体にコンクリート２０を充
填する。第８図はコンクリート２０が硬化して形
成された柱の断面を示す。

なお、上記の手順において、床スラブや壁につ
いては、従来一般に用いられている適宜の手段に
より、上記の手順と並行してあるいは前後して施
工すれば良い。

以上の手順によれば、鉄骨柱を建てる場合と同
様に３層分の柱用鉄筋かご１を一度に建てること
ができ、工期を短縮することができる。また、鉄
骨梁１９を容易にかつ確実に仕口構成体２に接合
することができ、鉄骨梁１９と柱主筋４…とが仕
口構成体２を介して充分強固に接合される。ま
た、この柱用構造部材Ａを用いることにより、型
枠兼用補強部材３が予め鉄筋かご１に取り付けら
れているので、型枠の現場施工（組み立ておよび
解体作業）を省略することができ、したがつて、
この点においても工期短縮に寄与できる。また、
トレミー管を用いてコンクリートを打設するよう
にし、さらに仕口構成体２のダイアフラム１０に
は空気孔１２を設けたから、柱用構造部材Ａ内の
隅々にまで充分コンクリートを充填することがで
きる。。

そして、この柱用構造部材Ａを用いることによ
り、型枠兼用補強部材３が内部に打設されたコン
クリート２０を補強してその強度を高めることが
できる。すなわち、コンクリート２０に軸方向の
圧縮力および剪断力が加わつた時には、コンクリ
ート２０は外側に膨らむように変形しようとする
が、この時に型枠兼用補強部材３がコンクリート
２０を外側から締め付けていわゆるコンフアイン
ド効果を発揮し、その変形を阻止する。この結
果、コンクリート２０の圧縮耐力および剪断耐力
を従来の同一断面の鉄筋コンクリート柱に比して
著しく高くすることができ、あるいは、同程度の
耐力を得るためのコンクリート２０の断面を小さ
くすることができる。

なお、型枠兼用補強部材３は、高強度補強繊維
１６を固めた構成であつて軸方向の変形は可能で
あることから、この型枠兼用補強部材３自体が座
屈したり降状してしまうことはなく、常にかつ確
実にコンフアインド効果を発揮することが可能な
ものである。また、鉄筋かご１の下端部は型枠兼
用補強部材３の下端より突出させておくので、柱
主筋４と基礎鉄筋１９との接合作業を容易に行な
い得るとともに、型枠兼用補強部材３の下端部に
はそれら鉄筋どうしの接続部を覆う接続部用の型
枠兼用補強部材１７を予め軸方向に移動自在に取
付けておくので、これを押し下げることのみで接
続部での型枠作業も不要となり、しかも、接続部
においても他の部分と全く同様の強度を得ること
ができる。

以上、第１実施例の柱用構造部材Ａについて説
明したが、次に第９図ないし第１１図を参照し
て、第２実施例の柱用構造部材Ｂについて説明す
る。この柱用構造部材Ｂが上述の柱用構造部材Ａ
と異なるところは型枠兼用補強部材のみであり、
その他の構成要素については同様であるのでその
説明は省略する。

この柱用構造部材Ｂにおいては、型枠兼用補強
部材として、上述の柱用構造部材Ａにおけ型枠兼
用補強部材３と同一形状、同一寸法の鋼管２１が
用いられる。この鋼管２１には、第１０図に示す
ように、その長さ方向のほぼ中央部に変形吸収部
２２が形成されている。この変形吸収部２２は、
鋼管２１に軸力が加えられた場合に容易に伸縮し
て鋼管２１の変形を吸収し、鋼管２１がその軸力
に抵抗することなく軸方向に対しては自由に変形
できるようにするものである。この変形吸収部２
２の具体的な構成としては、たとえば、鋼管２１
を上下に縁切りしてリング状の間隙を形成してそ
こにゴム等の柔性材を充填したもの、鋼管２１の
内面または外面にリング状溝を形成してその部分
を積極的に弱部として座屈しやすいようにしたも
の、鋼管２１に周方向に延在する複数の長穴を形
成しその部分に軸方向の伸縮性を持たせたもの
等、種々の形態が考えられる。

また、この鋼管２１の内面にはアンボンド処理
層２３が形成されている。このアンボンド処理層
２３は、建築物２１とその内部に打設されるコン
クリート２０との付着を無くしてアンボンド状態
を保つためのものである。このアンボンド処理層
２３は、たとえば、パラフイン、グリース、ワセ
リン、アスフアルト等を鋼管２１内面に予め塗布
しておくことにより形成することができる。

以上のように構成された鋼管２１は、第９図に
示すように、上述の柱用構造部材Ａ同様の鉄筋か
ご１に、仕口構成体２とともに取り付けられて用
いられ、これにより柱用構造部材Ｂが形成されて
いる。なお、１階用の鋼管２１の下端部には、鉄
筋かご接続部用の鋼管２４が、上下に移動可能に
取り付けられている。

そして、この柱用構造部材Ｂによれば、鋼管２
１が上述の柱用構造部材Ａにおける型枠兼用補強
部材３と同様に、柱用型枠として作用して内部に
コンクリート２０が打設されるとともに、そのコ
ンクリート２０を補強してコンフアインド効果を
発揮する。第１１図はコンクリート２０が打設さ
れて形成された柱を示す断面図である。

そして、この柱用構造部材Ｂでは、鋼管２１が
アンボンド処理層２３によりコンクリート２０と
非付着状態を保ち、構造的には別体として挙動す
る。したがつて、コンクリート２０に軸力が加わ
つた時にも鋼管２１にはその影響が及ぶことがな
い。また、鋼管２１に直接軸力が加えられた時に
は、変形吸収部２２が変形することにより鋼管２
１に軸応力は生じることがない。したがつて、鋼
管２１は座屈を生じたり降状したりすることがな
く、常にかつ確実にコンフアインド効果を発揮す
ることができ、コンクリート２０の圧縮耐力およ
び剪断耐力を充分に高めることができる。

以上、この発明の実施例について説明したが、
この発明は上記に限定されるものではない。たと
えば、型枠兼用補強部材としては上記実施例で示
したものの他にも、それらと同等程度以上の強度
を有するものであれば用いることができる。ま
た、上記実施例ではいずれも柱用構造部材の断面
形状を円形としたが、これに限らずたとえば四角
形や八角形その他の多角形であつても良い。

また、上記実施例の柱用構造部材は３層の建築
物に対して適用するものとしたが、さらに高層の
建築物に対しても勿論適用できる。この場合には
上記実施例のような３層分程度の柱用構造部材
を、順次継ぎ足していくようにすれば良い。

また、仕口構成体の形状でも、建築物の形態
や、この仕口構成体に接合される梁の形状や本数
に対応させて、適宜変更して良い。たとえば、特
に平屋建ての建築物に適用する場合のように、コ
ンクリート打設にトレミー管を用いる必要がない
場合には、第１２図および第１３図に示すような
仕口構成体３０を用いることができる。この仕口
構成体３０は、十字状に交差しているＨ型鋼３
１，３１の中心部を取り囲むようにして曲げ加工
した鉄板３２…を取り付けたもので、この鉄板３
２…をスチフナとして作用させるとともに、仕口
部の型枠として用いるようにしたものである。こ
の仕口構成体３０にも、空気孔３３や、シヤー鉄
筋３４を設けるようにすれば良い。

なお、上記実施例において、接続部用の型枠兼
用補強部材を先に施工された基礎に対して取り付
けておき、基礎鉄筋と鉄筋かごを接続した後にそ
れを上方に引き上げて接続部を覆うようにするこ
とも考えられようが、そのようにする場合には、
接続部用の型枠兼用補強部材の取り扱い、つまり
その搬送作業や取り付け作業を柱用構造部材とは
別個に行なわねばならず、作業工程が繁雑化して
しまう。これに対し、上記のように、下端部に接
続部用の型枠兼用補強部材が予め取付けられた柱
用構造部材を用いることにより、接続部用の型枠
兼用補強部材を柱用構造部材とともに取り扱うこ
とができ、作業工程の繁雑化を回避することがで
きる。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれ
ば、柱用鉄筋かごに鉄骨梁接合用の仕口構成体
と、型枠兼用補強部材を取り付けた構成としたの
で、鉄筋かごに鉄骨梁を容易にかつ強固に接合す
ることができるとともに、型枠の現場施工を省略
でき、大幅な工期の短縮を図ることができるとい
う効果を奏する。

また、この発明によれば、型枠兼用補強部材が
コンフアインド効果を発揮することにより、コン
クリートの圧縮耐力および剪断耐力を高め、従来
の鉄筋コンクリート造の柱に比して極めて強度の
高い柱を形成することができ、あるいは同一強度
を得るための柱の断面を小さくすることができる
という効果を奏する。

しかも、鉄筋かごの下端部は型枠兼用補強部材
の下端より突出させておくので、柱主筋と他の鉄
筋との接合作業を容易に行ない得ることは勿論の
こと、型枠兼用補強部材の下端部には鉄筋どうし
の接続部を覆うための接続部用の型枠兼用補強部
材を軸方向に移動自在に設けたので、それを押し
下げることのみで接続部における型枠作業も一切
不要となるとともに、接続部においても他の部分
と同等の強度を確保することができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１３図はこの発明の実施例を示
す図である。第１図ないし第８図は第１実施例を
示し、第１図はこの第１実施例の柱用構造部材の
全体概略構成を示す立面図、第２図はその柱用構
造部材より型枠兼用補強部材を取り外した状態を
示す立面図、第３図はその斜視図、第４図は仕口
構成体の平面図、第５図は第４図−線視断面
図、第６図は型枠兼用補強部材の斜視図、第７図
はこの柱用構造部材を用いる建築物の施工手順を
説明するための立面図、第８図は形成された柱の
断面図である。第９図ないし第１１図は第２実施
例を示し、第９図はこの第２実施例の柱用構造部
材の全体概略構成を示す立面図、第１０図は型枠
兼用補強部材として用いる鋼管の斜視図、第１１
図は形成された柱の断面図である。第１２図およ
び第１３図は仕口構成体の他の構成例を示し、第
１２図は斜視図、第１３図は平面図である。 Ａ，Ｂ……柱用構造部材、１……柱用鉄筋か
ご、２……仕口構成体、３……型枠兼用補強部
材、４……柱主筋、５……フープ筋、１６……高
強度補強繊維、１７……接続部用の型枠兼用補強
部材、１８……基礎鉄筋（他の鉄筋）、１９……
鉄骨梁、２０……コンクリート、２１……鋼管
（型枠兼用補強部材）、２２……変形吸収部、２３
……アンボンド処理層、２４……接続部用の型枠
兼用補強部材、３０……仕口構成体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 柱が鉄筋コンクリート造であり梁が鉄骨造で
   ある建築物に用いられる柱用構造部材であつて、
   複数の柱主筋とフープ筋によつて組み立てられた
   柱用鉄筋かごと、この鉄筋かごの所定の位置に取
   り付けられた鉄骨梁接合用の仕口構成体と、前記
   鉄筋かごをその下端部を除いて内包する状態で配
   設されて、内部にコンクリートが打設されるとと
   もに、打設されたコンクリートの径方向の変形を
   阻止する型枠兼用補強部材とを有し、前記型枠兼
   用補強部材の下端より突出している前記鉄筋かご
   の各柱主筋の下端がそれぞれ他の鉄筋に対して接
   合されることによつて立設されて用いられ、か
   つ、前記型枠兼用補強部材の下端部には、前記柱
   主筋と他の鉄筋どうしの接続部を覆うべく軸方向
   に移動自在とされた接続部用の型枠兼用補強部材
   が取り付けられていることを特徴とする柱用構造
   部材。 ２ 前記型枠兼用補強部材は、前記鉄筋かごの周
   方向に沿つて配設された炭素繊維、ガラス繊維、
   アラミド繊維等の高強度補強繊維が、固化材によ
   り筒状に固められて形成されたものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の柱用構造
   部材。 ３ 前記型枠兼用補強部材は鋼管であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の柱用構造部
   材。 ４ 前記鋼管には、その軸方向所定位置に、この
   鋼管に生じる軸方向の変形を吸収する変形吸収部
   が形成されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第３項記載の柱用構造部材。 ５ 前記鋼管の内面には、この鋼管とその内部に
   打設されたコンクリートとの付着を無くすアンボ
   ンド処理層が形成されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項または第４項記載の柱用構造
   部材。