JPH0617613B2 - 充填円筒体コンクリート柱 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、たとえば、建築構造物の柱等に用いる充填
円筒体コンクリート構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、建築構造物の柱等に用いる構造としては、型枠で
ある鋼管を鉛直に設置し、その中にコンクリートを打設
して作つた充填鋼管コンクリート構造が知られている。

この充填鋼管コンクリート構造は、単にコンクリートを
鋼管の中へ充填しただけのものであるので、鋼管とコン
クリートとは接着状態にあり、それらは互いに一体とな
つている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記従来の充填鋼管コンクリート構造におい
ては、鋼管とコンクリートとが接着状態にあり、一体と
なつた構成とされている。そこで、この充填鋼管コンク
リート構造に軸方向の圧縮力が作用した場合、鋼管はコ
ンクリートと一体となつて挙動する。また、コンクリー
トはその所定の圧縮強度を超えると、その歪度が非常に
大となる。コンクリートが大きく歪むと、それと一体と
なつている鋼管は、ミーゼスの降伏条件を超えたり、局
部的な座屈が発生する。

したがつて、充填鋼管コンクリート構造は、鋼管によつ
てもたらされるコンフアインド効果でコンクリートの耐
力が上昇することが十分に期待できず、必要以上に大き
な断面積の柱とならざるを得ない。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、充填コ
ンクリート構造によつてもたらされる軸方向の圧縮耐力
の上昇を十分に保証し、従来のものより柱の断面積をよ
り小さくすることができる充填コンクリート柱を提供す
ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、円筒状の枠体にコンクリートを充填したコ
ンクリート柱であつて、上記枠体は薄膜で形成されたそ
の軸方向に伸縮可能な円筒体と、この円筒体の中に内包
されかつ円筒体の周方向に延在してコンクリートを囲繞
する鉄筋とを有してなることを特徴としている。

この発明では、枠体に充填するコンクリートに鉄筋を配
筋したり、プレストレスを導入したりした場合にその部
材耐力を増すことができる。

〔作 用〕

この発明によれば、上述の構造により円筒体は軸方向に
伸縮可能であり、その円筒体の中に内包された鉄筋もコ
ンクリートを囲繞するように設けられているため、軸方
向に対しては自由に移動もしくは変形可能である。した
がつて、充填コンクリート構造に軸方向の圧縮力が働い
てコンクリートが圧縮され、それが所定の圧縮強度を超
えてコンクリートに大きな歪が発生した場合、枠体はそ
れに追従して軸方向に自由に変形すると共に、その中の
鉄筋はコンクリートの周方向の変形に対しては鉄筋の軸
方向に発生する引張応力によつてコンクリートの周方向
の変形を阻止しようとする。

すなわち、あくまでも軸力はコンクリートに作用させ、
枠体はコンクリートにコンフアインド効果を与える反作
用としてコンクリートから引張力を受けることになる。

〔実施例〕

以下、この発明を第１図ないし第８図を参照して説明す
る。第１図、第２図はこの発明の第１の実施例を示す図
であり、充填円筒体コンクリート構造を示すものであ
る。第３図、第４図はこの発明の第２の実施例を示す図
であり、第５図、第６図はこの発明の第３の実施例を示
す図であり、第７図、第８図はこの発明の第４の実施例
を示す図である。

まず、第１図、第２図について説明すると、符号Ａは充
填円筒体コンクリート構造の柱（以下、柱と略す）を示
す。この柱Ａは枠体１と、枠体１の中に充填されたコン
クリート３とからなる。枠体１の端部には円筒状の空間
部４が形成されている。また、枠体１は円筒体１ａと、
この円筒体１ａに内包され、かつその側面に沿つて螺旋
状に巻かれた鉄筋１ｂとから構成されている。

ここで、円筒体１ａはプラスチツク等の薄膜で成形され
た筒状のものであり、軸方向に対して伸縮自在である。
鉄筋１ｂは、円筒体１ａの側面に沿つて螺旋状に内包さ
れており、コンクリート３を囲繞するものである。ま
た、鉄１ｂは円筒体１ａの中に螺旋状に内包されている
ため、枠体１の軸方向に対して自由に変形可能である。
柱Ａの端部に形成された円筒状の空間部４は、柱Ａを他
の柱（図示せず）と接続する際、その中へモルタルをグ
ラウトするためのものである。

柱Ａを製作するには、まず、型枠である枠体１を軸方向
に伸ばし、所定の長さに切断する。つぎに、所定の長さ
に切断された枠体１の中にコンクリート３を充填する。
このとき、柱Ａの端部に他の柱を接続する際のグラウト
用の空間部４を形成する。

この様にして製作された柱Ａは、枠体１が軸方向に対し
て自由に伸縮可能であるため、柱Ａに軸方向の圧縮力が
作用してコンクリート３に大きな歪が生じても、枠体１
は軸方向に自由に縮むだけとなる。しかし、円筒体１ａ
に内包された鉄筋１ｂは、コンクリート３の周方向への
変形に対し、鉄筋１ｂの軸方向に発生する引張応力によ
つてそれを阻止する。

したがつて、枠体１はその軸方向の圧縮力をほとんど受
けず、コンクリート３にコンフアインド効果を与える。
コンクリート３にコンフアインド効果を与える反作用と
して、鉄筋１ｂはコンクリート３から鉄筋１ｂの軸方向
の引張力を受ける。柱Ａは、圧縮に対して強いコンクリ
ート３で軸力を受け、引張に対して強い鉄筋１ｂで引張
力を受ける。

したがつて、柱Ａは枠体１とコンクリート３との相乗効
果により、従来のものに比べはるかに高い軸方向圧縮耐
力が確実に保証されることになり、その断面積を小さく
することが可能となる。

次に、第３図、第４図について説明する。第３図、第４
図において、第１図、第２図に示す構成要素と同一の要
素については同一符号が付してある。第３図、第４図に
おいて符号Ｂは鉄筋コンクリートを内在させた充填円筒
体コンクリート構造の柱（以下柱と略す）であり、符号
５は鉄筋である。鉄筋５，５…は枠体１の中にコンクリ
ート３を充填する前に枠体１の内部に円周方向に沿つて
鉄筋されたものである。鉄筋５，５…が配筋された枠体
１の中へコンクリート３を充填して鉄筋コンクリートを
作る。したがつて、この柱Ｂは、上記の柱Ａに比べさら
に部材耐力の高いものとすることができる。

さらに、第５図、第６図について説明する。第５図、第
６図において、第３図、第４図に示す構成要素と同一の
要素については、同一符号を付してある。第５図、第６
図において符号Ｃは、プレストレストコンクリートを内
在させた充填円筒体コンクリート構造の柱（以下、柱と
略す）であり、符号６はシース管である。

柱Ｃを製作するには、コンクリート３が枠体１に充填さ
れる前に鉄筋５，５…と同時にシース管６，６…を枠体
１の中に配置する。鉄筋５，５…とシース管６，６…と
が配置された枠体１の中にコンクリート３を充填し、硬
化させる。次に、コンクリートに埋め込まれたシース管
６，６…の中に図示しないＰＣ鋼材を通す。コンクリー
ト３が硬化した後、通したＰＣ鋼材にテンシヨンを加え
ることにより、柱Ｃに軸方向の圧縮力を導入する。軸方
向の圧縮力を導入した柱Ｃは、プレストレス力が作用し
た充填円筒体コンクリート構造となる。

したがつて、柱Ｃに引張力が作用すると、実際に発生す
る引張応力はプレストレスの圧縮応力分だけ差し引いた
値となる。すなわち、この柱Ｃは、上記柱Ａ，Ｂに比
べ、さらに部材耐力の大きな充填円筒体コンクリート構
造とすることができる。

つぎに、第７図、第８図について説明する。第７図、第
８図において第１図、第２図に示す構成要素と同一の要
素については、同一符号を付してある。第７図、第８図
において、符号Ｄは充填円筒体コンクリート構造の柱
（以下柱と略す）を示す。この柱Ｄには型枠である枠体
１の中に、その軸方向に等間隔おきに環状の鉄筋１ｃ，
１ｃ…が内包されている。したがつて、この柱Ｄは枠体
１が軸方向への伸縮が自由であり、上述した柱Ａと同様
の作用、効果を有する。また、この柱Ｄはその内部に鉄
筋を配筋したり、プレストレスを導入することにより、
上述した柱Ｂ，Ｃと同様の作用、効果を有する。

以上、上述した各実施例において、枠体１は軸方向に伸
縮自在であるので、使用前においては、軸方向に圧縮し
折り畳んだ状態で保管、運搬が可能である。また、使用
時には、枠体１は必要に応じて伸ばされ、任意の長さに
切断して使用することができる。枠体１は、鉄筋の軸方
向の間隔を疎状態から密状態まで自由に選択することが
でき、柱の使用状況に応じてその強度を自由に変えるこ
とが可能である。

また、以上の各実施例において、充填コンクリート構造
の柱は、その断面積を小さくすることができることか
ら、柔構造の柱として使用可能である。

その応用範囲としては柔構造の超高層ビルデイング等が
考えられる。これは、地震に対しては従来の柱と同様の
効果が得られる。

〔発明の効果〕

上述したように、この発明は枠体が薄膜で形成されその
軸方向に伸縮可能な円筒体と、この円筒体に内包された
囲繞鉄筋とで構成されているので、軸方向の圧縮力が働
いてコンクリートが軸方向に大きく歪んでも、枠体はそ
れに伴つて軸方向に移動、若しくは変形するだけあつ
て、あくまでも、圧縮力はそれに強いコンクリートで受
ける。この圧縮力によってコンクリートが膨出しようと
するが、鉄筋の引張力によってコンクリートが締め付け
られてこの膨出が防止され、これによってコンクリート
の圧縮耐力が向上し、いわゆるコンファインド効果を十
分に保証することができる。

したがつて、従来の充填鋼管コンクリート構造ではミー
ゼスの降伏条件のためにコンフアインド効果によつて発
生する大きな耐力を十分に生かすことができなかつた
が、この発明ではそれを十分に保証することが可能とな
り、柱の断面積を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は、この発明の実施例を示す図であ
る。第１図、第２図は、この発明の第１の実施例を示す
図であり、第１図はこの発明の要部の一部断面の正面
図、第２図は第１図のＸ−Ｘ線視断面図、第３図、第４
図はこの発明の第２の実施例を示す図であり、第３図は
この発明の要部の一部断面の正面図、第４図は第３図の
Ｙ−Ｙ線視断面図、第５図、第６図はこの発明の第３の
実施例を示す図であり、第５図はこの発明の要部の一部
断面の正面図、第６図は第５図のＺ−Ｚ線視断面図、第
７図、第８図はこの発明の第４の実施例を示す図であ
り、第７図はこの発明の要部の一部断面の正視図、第８
図は第７図のＰ−Ｐ線視断面図である。 １……枠体、１ａ……円筒体、１ｂ……鉄筋、1c……鉄
筋、３……コンクリート、５……鉄筋、６……シース
管。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状の枠体にコンクリートを充填した充
   填コンクリート柱であって、上記枠体は薄膜で形成され
   その軸方向に伸縮可能な円筒体と、この円筒体の中に包
   含されかつ円筒体の周方向に延在してコンクリートを囲
   繞する鉄筋とを有してなることを特徴とする充填円筒体
   コンクリート柱。
2. 【請求項２】枠体に充填するコンクリート中に鉄筋を配
   筋してなることを特徴とする特許請求の範囲第一項記載
   の充填円筒体コンクリート柱。
3. 【請求項３】上記コンクリートにプレストレスを導入し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第一項記載の充填円
   筒体コンクリート柱。