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技術 鋼管コンクリート柱の内ダイアフラム用勾配ブロック

出願人 安藤建設株式会社
発明者 立山創一
出願日 2000年3月15日 (20年4ヶ月経過) 出願番号 2000-072135
公開日 2001年9月26日 (18年10ヶ月経過) 公開番号 2001-262704
状態 未査定
技術分野 建築構造一般
主要キーワード くい工 鋳造ダイ 一般構造用炭素鋼鋼管 ダイアフラム位置 一般構造用 圧入速度 中実部材 勾配面
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年9月26日)のものです。
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図面 (10)

課題

鋼管コンクリート柱内へのコンクリート圧入作業時に、コンクリート充填された柱内ダイアフラムの下面に空気が残存しないようにする。

解決手段

鋼管コンクリート柱1の柱梁接合部内2に設けられたダイアフラム3の下面3aの隅角部近傍に、その一部にダイアフラム3に形成されたコンクリート打設孔6に向かって傾斜する勾配面が形成された勾配ブロック10を、ボルト等を介して取り付ける。

概要

背景

鋼管コンクリート柱(以下、CFT柱略記する。)は鋼管の内部にコンクリート充填させることにより得られる鋼管と内部コンクリートとの相互拘束効果コンファインド効果)によって、耐力及び変形性能を高めた柱部材である。このCFT柱では、現場施工条件に応じて鋼管内のコンクリートの充填作業を、鋼管上側からの落とし込み充填工法あるいは鋼管下部からの圧入工法のいずれかを選択して行っている。

ところで、通りダイアフラム形式あるいは内ダイアフラム形式鋼管柱の場合、梁との接合部ごとに鋼管内を仕切ダイアフラムが設けられる。従って、コンクリート打設の際にダイアフラム位置でコンクリートが閉塞したり、ダイアフラムの下面に空隙が生じたりしないように施工することが定められている。

このような問題が生じにくい工法として、上述のうち圧入工法が採用されることが多い。圧入工法では、鋼管の下端部分に設けられた圧入口からコンクリートを連続的に圧送し、管内のコンクリート天端面を連続的に上昇させるようにしてコンクリートを打設するようになっている。このときダイアフラムの下面に空気等が溜まらないように、ダイアフラムの所定位置空気抜き孔を設けることが規定されている。たとえば、空気抜き孔は角形鋼管柱では四隅に、円形鋼管柱では周辺に沿って等間隔になるように4箇所を設けるようになっている。

また、施工上、鋼管柱内に送られるコンクリートの圧入速度を1m/分以下と規定することにより、ダイアフラムの下面等に空隙が残存することを防止することを推奨している。

図8はコンクリート圧工法によって鋼管柱50内の柱梁接合部51にコンクリートを打設している状態を示した部分断面図である。同図に示したように、柱梁接合部51には内ダイアフラム形式のダイアフラム52が梁の上下フランジ53a、53bの位置に相当する高さの鋼管柱50内面溶接接合されている。このダイアフラム52にはその中央位置にコンクリート打設孔54が設けられ、四隅には空気抜き孔55が形成されている。図8には、この鋼管柱の柱梁接合部51に充填されたコンクリート60が併せて示されている。図9はダイアフラムの下面を下方から見た鋼管柱の断面図である。

概要

鋼管コンクリート柱内へのコンクリート圧入作業時に、コンクリートが充填された柱内ダイアフラムの下面に空気が残存しないようにする。

鋼管コンクリート柱1の柱梁接合部内2に設けられたダイアフラム3の下面3aの隅角部近傍に、その一部にダイアフラム3に形成されたコンクリート打設孔6に向かって傾斜する勾配面が形成された勾配ブロック10を、ボルト等を介して取り付ける。

目的

そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、CFT柱の柱梁接合部において内ダイアフラムの下面に空隙が残存しないようにすることを目的として、従来のダイアフラムの下面に直接取り付けることでダイアフラムの下面に空隙が残存しないようにした鋼管コンクリート柱の内ダイアフラム用勾配ブロックを提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

鋼管コンクリート柱構造の柱梁接合部に設けられたダイアフラムの下面の隅角部近傍に固着され、ブロック本体の一部に前記ダイアフラムに形成されたコンクリート打設孔に向かって傾斜する勾配面が形成されたことを特徴とする鋼管コンクリート柱の内ダイアフラム勾配ブロック

請求項2

前記鋼管に形成されたグラウト孔を介して前記ブロック本体と鋼管内面との間にグラウト材充填し、前記ブロックと鋼管内面とを密着させたことを特徴とする請求項1記載の鋼管コンクリート柱の内ダイアフラム用勾配ブロック。

請求項3

前記ブロック本体はプレキャストコンクリート部材からなることを特徴とする請求項1記載の鋼管コンクリート柱の内ダイアフラム用勾配ブロック。

技術分野

0001

本発明は鋼管コンクリート柱内ダイアフラム勾配ブロック係り、特にコンクリート圧入作業において、鋼管柱内に設けられた内ダイアフラムの下面に空気が残存しないようにした鋼管コンクリート柱の内ダイアフラム用勾配ブロックに関する。

背景技術

0002

鋼管コンクリート柱(以下、CFT柱略記する。)は鋼管の内部にコンクリート充填させることにより得られる鋼管と内部コンクリートとの相互拘束効果コンファインド効果)によって、耐力及び変形性能を高めた柱部材である。このCFT柱では、現場施工条件に応じて鋼管内のコンクリートの充填作業を、鋼管上側からの落とし込み充填工法あるいは鋼管下部からの圧入工法のいずれかを選択して行っている。

0003

ところで、通りダイアフラム形式あるいは内ダイアフラム形式鋼管柱の場合、梁との接合部ごとに鋼管内を仕切ダイアフラムが設けられる。従って、コンクリート打設の際にダイアフラム位置でコンクリートが閉塞したり、ダイアフラムの下面に空隙が生じたりしないように施工することが定められている。

0004

このような問題が生じにくい工法として、上述のうち圧入工法が採用されることが多い。圧入工法では、鋼管の下端部分に設けられた圧入口からコンクリートを連続的に圧送し、管内のコンクリート天端面を連続的に上昇させるようにしてコンクリートを打設するようになっている。このときダイアフラムの下面に空気等が溜まらないように、ダイアフラムの所定位置空気抜き孔を設けることが規定されている。たとえば、空気抜き孔は角形鋼管柱では四隅に、円形鋼管柱では周辺に沿って等間隔になるように4箇所を設けるようになっている。

0005

また、施工上、鋼管柱内に送られるコンクリートの圧入速度を1m/分以下と規定することにより、ダイアフラムの下面等に空隙が残存することを防止することを推奨している。

0006

図8はコンクリート圧入工法によって鋼管柱50内の柱梁接合部51にコンクリートを打設している状態を示した部分断面図である。同図に示したように、柱梁接合部51には内ダイアフラム形式のダイアフラム52が梁の上下フランジ53a、53bの位置に相当する高さの鋼管柱50内面溶接接合されている。このダイアフラム52にはその中央位置にコンクリート打設孔54が設けられ、四隅には空気抜き孔55が形成されている。図8には、この鋼管柱の柱梁接合部51に充填されたコンクリート60が併せて示されている。図9はダイアフラムの下面を下方から見た鋼管柱の断面図である。

発明が解決しようとする課題

0007

図8において、下方から上昇して柱梁接合部51内がコンクリート60で満たされ、コンクリート60の天端面60aは、さらに上層階の鋼管柱50内に達した状態にある。ところが、上述した規定速度以下でコンクリートを圧入した場合でも、図8図9に示したように、ダイアフラム52の下面に空気61が残存してしまうことが判明した。この空隙61はダイアフラム52に形成された空気抜き孔55の位置より外側に周状に存在している。これは打設されたコンクリート60がダイアフラム52の下面まで到達すると、空気抜き孔55内にも入り込んで空気抜き孔55を閉塞してしまうためである。このように、従来の空気抜き孔55ではダイアフラム52の下面にコンクリート60を完全に充填させることができず、空隙61が残った状態になっていた。

0008

これを解決するために、下面がコンクリート打設孔に向かう所定の曲率をなすように製作された鋳造ダイフラムも提案されている。このダイアフラムは下面に所定の曲率がついた厚みを有するために、空気がコンクリート打設孔側に誘導され、ダイアフラムの下面に空気が残存しないようにすることができる。ところが、このダイアフラムは鋳造製の一体製品であるため、重量が大きくて実用的ではなかった。

0009

そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、CFT柱の柱梁接合部において内ダイアフラムの下面に空隙が残存しないようにすることを目的として、従来のダイアフラムの下面に直接取り付けることでダイアフラムの下面に空隙が残存しないようにした鋼管コンクリート柱の内ダイアフラム用勾配ブロックを提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

上記目的を達成するために、本発明は、鋼管コンクリート柱構造の柱梁接合部に設けられたダイアフラムの下面の隅角部近傍に固着され、ブロック本体の一部に前記ダイアフラムに形成されたコンクリート打設孔に向かって傾斜する勾配面が形成されたことを特徴とする。

0011

前記鋼管に形成されたグラウト孔を介して前記ブロック本体と鋼管内面との間にグラウト材を充填し、前記ブロックと鋼管内面とを密着させることが好ましい。また、前記ブロック本体はプレキャストコンクリート部材とすることが好ましい。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下、本発明の鋼管コンクリート柱の内ダイアフラム用勾配ブロックの一実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の鋼管コンクリート柱の内ダイアフラム用勾配ブロックを取り付けた柱梁接合部を示した部分断面図である。同図に示した鋼管柱1はダイアフラム内蔵(内ダイアフラム)タイプの工場製作された角形鋼管である。柱断面寸法としては1辺500〜650mm(500〜650□)程度のものが多く採用されている。なお、鋼管柱としては図示した角形鋼管の他、円形断面の鋼管柱も使用可能である。使用素材としては一般構造用角形鋼管(STKR400、STKR490)、一般構造用炭素鋼鋼管(STK400、STK490)が一般的であり、この他従来の80K鋼、溶接構造用圧延鋼材SM780)に相当する高強度鋼溶接構造遠心力鋳鋼管等が好適である。

0013

図1には、柱梁接合部2のダイアフラム3の下面に、プレキャストコンクリート製の勾配ブロックがダイアフラム3の上面から貫通して取り付けられたボルト4によって固着された状態が示されている。このプレキャストコンクリート成形品からなる勾配ブロック10は図3概略形状を示したように、上面10aが略直角2等辺三角形で直角部から伸び一辺10bは鋼管の隅角線1aに沿う三角錐である。また、上面10aの三角形から下方に位置する側面のひとつ10cはコンクリート打設孔に向いて所定の勾配がつけられている。上面10aにはナット5が埋設された雌ねじ部11が設けられている。この勾配ブロック10はこの雌ねじ部11にボルト4を螺合させてダイアフラム3に取り付けられている。

0014

この勾配ブロック10は、ダイアフラム下面3aに取り付ける際に、鋼管柱1内面との隙間Cが3〜5mm程度生じる程度の寸法に設定されている。隙間が3mm未満の場合、グラウトの充填が十分行えず、取り付け精度は5mm以下とすることができるため、特に広く設定する必要はない。この隙間Cは図1図2に示したように鋼管柱に形成されたグラウト孔7を介して充填されるセメントミルク等のグラウト材によって満たされるようになっている。また、この勾配ブロック10はパネルゾーン内において所定のせん断耐力が確保されれば中実部材の他、中空部材として製造してもよい。なお、グラウト孔7は、勾配ブロック10の背面のみならず、必要に応じて柱1の幅方向の中央位置に設けることも好ましい。グラウト孔7は勾配ブロック10の背面に位置する鋼管柱1に1個の勾配ブロック10に対して角部を挟んで2個設けられており、一方を送り孔、他方を戻り孔とし、戻り孔からグラウトの一部が排出されることで裏込めが確実に行われたことを確認することができる。グラウト材としてはセメント主材とし、耐火性のある無機質系グラウト材を使用することが好ましい。

0015

このような形状の勾配ブロック10をダイアフラム3の下面3aの四隅に取り付けることにより、コンクリート圧入時に鋼管柱1内を上昇するコンクリート天端面が勾配ブロック10の下端にさしかかると、この勾配ブロック10の所定勾配面10cに沿ってコンクリート天端面の面積が小さくなり、ダイアフラム3の下面3aの空気は最終的にコンクリート打設孔6から完全に押し出されるようになる。これによりダイアフラム3の下面3aに空気が残らないようにすることができる。

0016

図4図5は隣接する勾配ブロック10間を連結部材15で繋ぎ、ダイアフラム3と鋼管柱1内面との境界部分に空気が残存しないようにした変形例を示したものである。この変形例において、勾配ブロック10の形状は図1のものと同一形状である。各勾配ブロック10を連結する部材15としてはプレキャストコンクリート部品でもよいし、あらかじめ勾配ブロック10と一体化させた形鋼材でもよい。その場合には、上述したグラウトで部材と鋼管柱との間の隙間を確実に充填することが必要となってくる。図6に示したように、連結部材15を勾配ブロック10間に配置することにより勾配ブロック10間に回り込んだ空気はコンクリート打設孔6側に押し出され、ダイアフラム3で仕切られた空間から確実に排出される。

0017

図7は、勾配ブロック10に代えて所定の勾配を形成できるプレート16をダイアフラム3の下面3aの所定位置に溶接接合した例を示した概略構成図である。同図に示したように、プレート16の背面側には三角錐状スペース17が空くのでグラウトによる裏込めを行うようにする。

発明の効果

0018

以上に説明したように、本発明によれば、コンクリート圧入作業において、柱梁接合部のダイアフラムが取り付けられた部分におけるコンクリートの充填を確実に行うことができ、従来1m/分以下に規定されていたコンクリート打設速度も可能な条件の下で高めることができ、施工の迅速化を図ることができる。

図面の簡単な説明

0019

図1本発明による鋼管コンクリート柱の内ダイアフラム用勾配ブロックの一実施の形態を示した柱梁接合部の断面図。
図2図1に示した柱梁接合部における勾配ブロックの配置例を示した平断面図。
図3図1に示した勾配ブロックの概略形状を示した概略斜視図。
図4鋼管コンクリート柱の内ダイアフラム用勾配ブロックの変形例を示した柱梁接合部の断面図。
図5図3に示した柱梁接合部における勾配ブロックの配置例を示した平断面図。
図6図1に示した勾配ブロックの概略形状を示した概略斜視図。
図7勾配ブロックの他の変形例を示した概略斜視図。
図8従来の鋼管コンクリート柱の内ダイアフラム形式の柱梁接合部におけるコンクリート充填状態を示した説明図。
図9図8に示した柱梁接合部のダイアフラムの下面を下方から見た断面図。

--

0020

1鋼管柱
2柱梁接合部
3ダイアフラム
3a ダイアフラム下面
3b ダイアフラム上面
6コンクリート打設孔
7グラウト孔
10勾配ブロック
15連結部材
16 プレート

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