(57)【要約】【課題】コンクリート打設時に生じる側圧による鋼板の広がりを抑えるとともに、鋼板に対するコンクリートの付着強度を向上させて躯体の強度向上を図る。【解決手段】複数の柱鋼板１１を組み合わせて外面に繊維シートＦを被覆した複数の柱鋼板ユニット１０により永久的な柱型枠１Ａを構築し、この柱型枠１Ａの内部にコンクリートＣを打設して柱１を建造する。柱鋼板１１の端縁には第１突出部８１，９１、第２突出部９１，９２を有する縦リブ８および横リブ９が形成され、また、主板部１２の内面１３に補強材として鉄筋を固着させる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートによる躯体を建造または補強するにあたり、コンクリートの永久型枠として用いられる鋼板であって、コンクリートが接触する内面に、該内面から突出する補強材が設けられていることを特徴とするコンクリート型枠用鋼板。
【請求項２】
前記補強材は鉄筋であって、複数の該鉄筋が前記内面に沿って水平方向および／または鉛直方向に延びる状態に前記鋼板に固着されていることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート型枠用鋼板。
【請求項３】
前記補強材は棒状あるいは板状であって、前記内面に立設される状態に該内面に固着されていることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート型枠用鋼板。
【請求項４】
コンクリートによる躯体を建造または補強するにあたり、複数を組み合わせることでコンクリートの永久型枠として用いられる鋼板であって、
主板部と、該主板部の端部に形成されたリブとを有し、
前記リブは、前記主板部から内側に突出する第１突出部と、該第１突出部からさらに内側に突出する第２突出部とを有することを特徴とするコンクリート型枠用鋼板。
【請求項５】
前記第１突出部は前記主板部に対し略直角に屈曲して突出し、前記第２突出部は前記第１突出部に対し略直角に屈曲して突出していることを特徴とする請求項４に記載のコンクリート型枠用鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にビル等のコンクリート建造物の躯体を建造する際に用いて好適なコンクリート型枠用鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリートあるいは鉄骨・鉄筋コンクリート造のビルにおける柱や梁等の躯体は、現場において躯体の外形に応じた型枠をコンクリート合板によって構築するとともに、型枠の内部に必要に応じて鉄筋や鉄骨を配設し、この状態から型枠の内部にコンクリートを打設してコンクリート養生後に型枠のコンクリート合板を除去するといった建造方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
しかし、このような従来工法では、型枠の除去が必要なため施工面において手間がかかるとともに工費の上昇を招き、また、コンクリート合板は通常ラワン材であり、原木を伐採して使用するため地球環境面で問題を有する。そこで、複数の鋼板を型枠として用い、コンクリート打設後はその鋼板を除去することなく永久的な型枠として躯体内に残すという工法が考えられた。このように鋼板をコンクリート型枠として用いれば、コンクリート合板の場合に生じていた上記問題はクリアされるとともに、鋼板が強度部材の一部となるため躯体強度の向上につながるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０９４４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、鋼板を用いて構築した型枠の内部にコンクリートを打設した際には、コンクリートの圧力が内側から外側に押す側圧となって鋼板を外側に押し広げるように働き、鋼板が外側に変形するふくれが生じるという不具合が生じやすい。また、鋼板の内面に対するコンクリートの付着力が低いことからコンクリートが鋼板から剥離するおそれがあり、鋼板による躯体の強度向上を阻害する面があった。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、コンクリートの打設時において生じる側圧による鋼板の広がりが抑えられるとともに、鋼板に対するコンクリートの付着強度を向上させて両者の一体化が促進されることによる躯体の強度向上が図られるコンクリート型枠用鋼板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載のコンクリート型枠用鋼板は、コンクリートによる躯体を建造または補強するにあたり、コンクリートの永久型枠として用いられる鋼板であって、コンクリートが接触する内面に、該内面から突出する補強材が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載のコンクリート型枠用鋼板によれば、補強材により鋼板が補強され、これによりコンクリート打設時において生じる側圧による鋼板の広がりが抑えられる。また、補強材がコンクリート内に埋設されることで補強材を介してコンクリートが鋼板に固着するアンカー効果が得られ、結果として鋼板に対するコンクリートの付着強度が向上して両者の一体化が促進され、躯体の強度向上が図られる。
【０００９】
請求項１に記載の鋼板においては、前記補強材は鉄筋であって、複数の該鉄筋が前記内面に沿って水平方向および／または鉛直方向に延びる状態に前記鋼板に固着されている形態を含む（請求項２）。また、前記補強材は棒状あるいは板状であって、前記内面に立設される状態に該内面に固着されている形態を含む（請求項３）。
【００１０】
次に、本発明の請求項４に記載のコンクリート型枠用鋼板は、コンクリートによる躯体を建造または補強するにあたり、複数を組み合わせることでコンクリートの永久型枠として用いられる鋼板であって、主板部と、該主板部の端部に形成されたリブとを有し、前記リブは、前記主板部から内側に突出する第１突出部と、該第１突出部からさらに内側に突出する第２突出部とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載のコンクリート型枠用鋼板によれば、リブにより鋼板が補強され、これによりコンクリート打設時において生じる側圧による鋼板の広がりが抑えられる。また、リブがコンクリート内に埋設されることでリブによるアンカー効果が得られ、結果として鋼板に対するコンクリートの付着強度が向上して両者の一体化が促進され、躯体の強度向上が図られる。特にリブは第２突出部があることで鋼板の内面から離間する方向へのコンクリートの動きが阻止され、コンクリートと鋼板との一体化が強固に保持される。
【００１２】
請求項４に記載の鋼板においては、前記第１突出部は前記主板部に対し略直角に屈曲して突出し、前記第２突出部は前記第１突出部に対し略直角に屈曲して突出している形態を含む（請求項５）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コンクリートの打設時に生じる側圧による鋼板の広がりが抑えられるとともに、鋼板に対するコンクリートの付着強度が向上して両者の一体化が促進されることによる躯体の強度向上が図られるコンクリート型枠用鋼板が提供されるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る躯体である柱を示す側面図である。
【図２】一実施形態の柱の一部破断側面図である。
【図３】一実施形態の柱の横断面図である。
【図４】一実施形態の柱鋼板ユニットを示す横断面図であって、（ａ）は柱鋼板がコ字状の場合、（ｂ）は柱鋼板がＬ字状の場合を示す。
【図５】一実施形態の柱鋼板の縦リブを示す断面図であって、（ａ）縦リブどうしが直接当接している状態、（ｂ）縦リブ間に粘弾性部材を挟んだ状態を示している。
【図６】一実施形態の柱鋼板の横リブを示す断面図であって、（ａ）横リブどうしが直接当接している状態、（ｂ）横リブ間に粘弾性部材を挟んだ状態を示している。
【図７】一実施形態の柱鋼板の内側を示す斜視図である。
【図８】他の実施形態の柱鋼板の斜視図である。
【図９】さらに他の実施形態の柱鋼板の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係るコンクリート型枠用鋼板を用いて建造された躯体である柱１を示している。以下、柱１の建造後の構造と、それら構造を得る施工方法について説明する。
【００１６】
［１］柱の構造
図２および図３に示すように、柱１は横断面が正方形状であって、複数の柱鋼板ユニット１０が下から上に積層されてなる永久的な柱型枠１Ａの内部に、上下に延びる補強用の鉄筋篭１００が配筋されるとともにコンクリートＣが打設された構造を有している。鉄筋篭１００は、柱型枠１Ａの内面に近接して設けられて上下に延びる複数の主筋１０１と、これら主筋１０１の外側に上下方向に等間隔をおいて緊結される複数の帯筋１０２とから構成される。
【００１７】
柱型枠１Ａを構成する柱鋼板ユニット１０は、図４（ａ）に示すように、柱１の外形形状に対応した形状の複数の柱鋼板（コンクリート型枠用鋼板）１１が組み合わされ、これら柱鋼板１１の外面全面に繊維シートＦが巻かれて被覆されてなるものである。柱鋼板１１は、長方形状の鋼板素材の長手方向両端側の２箇所を同じ方向に直角に折り曲げ加工してコ字状に形成した主板部１２を主体とするもので、２枚１組で、両端どうしを対向させることで矩形状の柱の断面形状に対応した上下方向に開口する平面視正方形の箱状に組み合わされる。
【００１８】
柱鋼板１１の寸法は柱１の寸法に応じて適宜に設定されるが、例えば厚さが１.６〜３.２ｍｍ程度、上下方向の高さが例えば３００〜６００ｍｍ程度のものが用いられる。図５（ａ）に示すように、柱鋼板１１における主板部１２の幅方向（水平方向）の両端側縁には、内側に突出する縦リブ８が、その側端部の全長にわたって形成されている。また、図６（ａ）に示すように、柱鋼板１１の上下の端縁には、内側に突出する横リブ９が、それら端縁の全長にわたって形成されている。
【００１９】
縦リブ８は、主板部１２から内側に直角に屈曲して突出形成された第１突出部８１と、第１突出部８１からさらに内側に直角に屈曲して突出形成された第２突出部８２とを有する２段屈曲構造である。一方、横リブ９も同様の２段屈曲構造であって、主板部１２から内側に直角に屈曲して形成された第１突出部９１と、第１突出部９１からさらに内側に直角に屈曲して形成された第２突出部９２とを有する。
【００２０】
縦リブ８および横リブ９の各突出部８１・８２、９１・９２は、主板部１２の端部を折り曲げ加工することによって形成される。縦リブ８および横リブ９の幅は、例えば２０〜１００ｍｍ程度である。各突出部８１・８２、９１・９２の幅は、図示例ではそれぞれ第１突出部８１，９１の方が第２突出部８２，９２よりもやや大きい寸法となっているが、寸法はこれに限定されず、必要に応じて適宜に設定される。
【００２１】
図３および図７に示すように、柱鋼板１１の主板部１２の内面１３には、内面１３に沿って複数の鉄筋５１が固着されている。鉄筋５１は、真っ直ぐな素材鉄筋を直角に折り曲げ加工して得られ、この場合、柱鋼板１１の幅方向と平行に延び、かつ、主板部１２の内面１３の両端にわたる長さを有しており、上下に等間隔をおいて複数本が内面１３に例えばスポット溶接等の手段で固着されている。鉄筋５１は、その外径分が内面１３から突出していることになる。鉄筋５１の径は適宜に洗濯されるが、例えば直径が１０〜２５ｍｍ程度のものが用いられる。
【００２２】
２枚の柱鋼板１１を箱状に組み合わせて柱鋼板ユニット１０を構成する際には、縦リブ８の第１突出部８１どうしを直接当接させ、この状態をクリップ等によって互いに摺動可能な程度に仮止めして接合状態を保持する。
【００２３】
なお、図３、図４（ａ）、図７に示した柱鋼板１１はコ字状に形成され、２枚１組で柱鋼板ユニット１０が構成されるが、図４（ｂ）に示すように、柱鋼板１１をＬ字状のものとし、これを４枚１組で柱１の断面形状に組んで柱鋼板ユニット１０を構成してもよい。このようなＬ字状の柱鋼板１１の場合も、第１突出部８１、第２突出部８２を有する縦リブ８、および第１突出部９１、第２突出部９２を有する横リブ９が形成されるとともに、主板部１２の内面１３に複数の水平方向に延びる鉄筋５１が固着される。
【００２４】
繊維シートＦは、例えば帯状に加工した連続するシート状繊維に接着剤を含浸させたものを柱鋼板ユニット１０の外面にテンションを付与しながら巻き付ける手法が好適である。このようにすると１枚の長い繊維シートＦを柱鋼板ユニット１０の表面全面に容易に張ることができ、含浸する接着剤によって巻き付けと同時に柱鋼板１１の外面に接着させることができる。
【００２５】
繊維シートＦの繊維材料は、例えばポリエチレン、カーボン、ガラス、ビニロン、アラミド等からなるものが挙げられるが、耐アルカリ性に優れたポリエチレンおよびカーボンが好適とされる。
【００２６】
［２］柱の施工方法
次に、柱１を建造する施工方法を説明する。
上記のように、２枚の柱鋼板１１を、両端の縦リブ８の第１突出部８１どうしを当接させて箱状に組み合わせ、これら柱鋼板１１の外面全面に繊維シートＦを巻いて被覆した複数の柱鋼板ユニット１０を、下層階の床スラブ上に順に積層して永久的な柱型枠１Ａを構築する。柱型枠１Ａを構築する際には、図６（ａ）に示すように、下側の柱鋼板１１の横リブ９の第１突出部９１に上側の柱鋼板１１の横リブ９の第１突出部９１を載置して重ね合わせ、上下の横リブ９の第１突出部９１が直接面接触した状態とする。
【００２７】
このように下側の柱鋼板ユニット１０における各柱鋼板１１の上端の横リブ９の第１突出部９１に、上側の柱鋼板ユニット１０における各柱鋼板１１の下端の横リブ９の第１突出部９１を載置して重ねながら、複数の柱鋼板ユニット１０を多段に積層し、柱１の永久的な柱型枠１Ａを構築する。なお、積層した柱鋼板ユニット１０は、重ねた横リブ９どうしをクリップ等で互いに摺動可能な程度に仮止めして保持し、上下の柱鋼板ユニット１０のずれを抑える。
【００２８】
また、柱型枠１Ａ内に、補強用の鉄筋篭１００を配筋する。鉄筋篭１００の配筋は柱鋼板ユニット１０の積層とともに適宜行い、例えば先に主筋１０１を立てるとともに下から帯筋１０２を主筋１０１に緊結するか、予め組み立てた鉄筋篭１００を柱型枠１Ａの中に上から落とし込んで配筋し、柱鋼板ユニット１０を、配筋した鉄筋篭１００の周囲に順次積層させるなどの方法が採られる。
【００２９】
次に、鉄筋篭１００が配筋された柱型枠１Ａ内にコンクリートＣを充填して打設し、コンクリートＣを養生させる。コンクリートＣは柱鋼板１１の内面１３に接触し、また、鉄筋５１はコンクリートＣ内に埋設される。
【００３０】
［３］実施形態の作用効果
上記のようにして建造された柱１においては、柱鋼板１１を永久型枠として残すためこれら柱鋼板１１が強度部材となり、また、柱鋼板１１の外面に繊維シートＦが接着されているため、曲げ抵抗、剪断抵抗、靱性といった各種強度が向上するとともに、軸方向耐力が向上する。
【００３１】
特に、柱鋼板１１においては、主板部１２の内面１３に複数本の鉄筋５１が固着されたことにより補強され、これによりコンクリートＣの打設時において生じる側圧による外側への広がりが抑えられる。また、鉄筋５１がコンクリートＣ内に埋設されることで、鉄筋５１を介してコンクリートＣが柱鋼板１１に固着するアンカー効果が得られ、結果として柱鋼板１１に対するコンクリートＣの付着強度が向上して両者の一体化が促進され、柱１の強度向上が図られる。
【００３２】
また、柱鋼板１１は縦リブ８および横リブ９によっても補強され、コンクリートＣの打設時において生じる側圧による柱鋼板１１の広がりが抑えられる。また、縦リブ８および横リブ９がコンクリートＣ内に埋設されることで縦リブ８および横リブ９によるアンカー効果が得られ、結果として柱鋼板１１に対するコンクリートＣの付着強度が向上して両者の一体化が促進され、柱１の強度向上が図られる。特に横リブ９に第２突出部９２があることで柱鋼板１１の内面１３から離間する方向へのコンクリートＣの動きが阻止され、コンクリートＣと柱鋼板１１との一体化が強固に保持される。
【００３３】
また、地震等で大きな力を受けた場合においては、接触している縦リブ８間および横リブ９間に摩擦が生じ、この摩擦力が振動を抑制するダンパーとなる。このため地震力に対する制震効果が、次のように発揮される。
【００３４】
すなわち、横リブ９間においては、水平方向に揺れる地震力を受けると、柱鋼板１１が横方向に個々に移動したり、変形（剪断変形と呼ばれる）したりし、横リブ９が相対変位して第１突出部９１どうしが擦れ合い、両者の間に摩擦が生じる。この場合の摩擦力は、上側の柱鋼板１１の横リブ９から下側の柱鋼板１１のリブ９にかかる荷重に応じたものとなるが、下側のリブ９はその荷重を上側のリブ９から直接受けるため、下側のリブ９が受ける荷重は大きい。このため地震力に抗する摩擦力も大きなものとなり、その摩擦力がダンパーとなって水平方向への鋼板１１の移動が抑制され、制震効果が顕著に得られる。
【００３５】
一方、地震によって上下方向に揺れる地震力を受けると、柱鋼板１１は上下方向に個々に移動したり、また変形（上記の剪断変形）したりし、縦リブ８が相対変位して第１突出部８１が互いに擦れ合い、両者の間に摩擦が生じる。このように当接する縦リブ８の第１突出部８１間に発生する摩擦力がダンパーとなって上下方向への柱鋼板１１の移動が抑制され、制震効果が顕著に得られる。
【００３６】
また、地震等で大きな力を受け、柱鋼板１１とともに縦リブ８および横リブ９が動く場合においては、縦リブ８とコンクリートＣとの間、あるいは横リブ９とコンクリートＣとの間にも摩擦が生じる場合があり、この摩擦力が、振動を抑制するダンパーとなって地震力に対する制震効果が発揮される。
【００３７】
なお、上記実施形態では、縦リブ８の第１突出部８１どうし、横リブ９の第１突出部９１どうしを直接接触させた状態としているが、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、第１突出部８１間、第１突出部８間に粘弾性部材６を挟んだ状態としてもよい。粘弾性部材６としては、例えば天然ゴム、合成ゴム等のゴムを材料としたものが用いられる。このように縦リブ８間や横リブ９間に粘弾性部材６を挟むと、地震等によって振動を受けた際に、粘弾性部材６によって粘弾性ダンパー効果が生じ、制震性が効果的に発揮される。このため、揺れを減衰させて揺れを早く抑えたり、揺れを小さくしたりする効果を得る。
【００３８】
［４］他の実施形態
上記鉄筋５１は本発明の補強材の一例であってこれに限定されない。例えば同じ鉄筋であっても、図８（ａ）に示すように鉛直方向（上下方向に沿う）に延びる状態に柱鋼板１１の主板部１２の内面１３に複数の鉄筋５１を間隔をおいて固着する形態や、図８（ｂ）に示すように水平方向および鉛直方向に延びる複数の鉄筋５１を格子状に組んで固着する形態が挙げられる。
【００３９】
また、図９（ａ）に示すように、複数の短い棒状の鉄筋５２を補強材とし、複数の鉄筋５２を柱鋼板１１の内面１３に適宜間隔をあけて直角に立設した状態で固着したり、図９（ｂ）に示すように、コ字状に折り曲げ加工した鋼板５５を補強材とし、複数の鋼板５５の一端面を柱鋼板１１の主板部１２の内面１３に合わせて立てた状態で内面１３に固着してもよい。上記鉄筋５１や鋼板５５は柱鋼板１１の内面１３からある程度突出しており、その突出長さは例えば各リブ８，９の幅程度の長さである。
【００４０】
また、本発明の鋼板は柱の建造に限定されることなく、例えば柱と梁が交差する柱・梁接合部や床スラブ、壁等の躯体に適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１…柱（躯体）
１Ａ…柱型枠
８…縦リブ
９…横リブ
１１…柱鋼板（コンクリート型枠用鋼板）
１２…主板部
１３…鋼板の内面
５１…鉄筋（補強材）
５２…鉄筋（補強材）
５５…鋼板（補強材）
８１，９１…第１突出部
８２，９２…第２突出部
Ｃ…コンクリート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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