(57)【要約】【課題】３次元ＣＡＤ図面を利用して、配筋を組む前に、予めバイブレータの挿入出可能範囲を把握することで、コンクリートの締固め有効範囲から、締固め有効範囲外を特定し、必要に応じて配筋計画等の見直しに役立てることができるコンクリート締固め有効範囲評価法を提供すること。【解決手段】パーソナルコンピュータ上でのＣＡＤシステムを利用して、配筋図面から３次元ＣＡＤ図面Ａを作成し、ＣＡＤ図面Ａの平面視鉄筋のあきにコンクリートバイブレータの挿入出可能な振動部１を複数重ねることで該コンクリートバイブレータの配置を決定し、各挿入出可能な振動部１の中心に前記各コンクリートバイブレータの締固め能力に応じた締固め有効範囲円２の中心を合わせるように重ねることで該有効範囲外３の範囲を特定することを特徴とするコンクリート締固め有効範囲評価法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーソナルコンピュータ上でのＣＡＤシステムを利用して、
配筋図面から３次元ＣＡＤ図面を作成し、
前記ＣＡＤ図面の平面視鉄筋のあきにコンクリートバイブレータの挿入出可能な振動部を複数重ねることで該コンクリートバイブレータの配置を決定し、
前記各挿入出可能な振動部の中心に前記各コンクリートバイブレータの締固め能力に応じた締固め有効範囲円の中心を合わせるように重ねることで該有効範囲外の範囲を特定することを特徴とするコンクリート締固め有効範囲評価法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートバイブレータのコンクリート締固め有効範囲の評価法に関する。
【背景技術】
【０００２】
練り混ぜ後のフレッシュコンクリートでは、骨材、セメント、水、空気等をできるかぎり均質に混ざり合わせた状態で硬化させることが望ましい。
コンクリート打設において、練り混ぜたフレッシュコンクリートに適度な振動を付与すると、コンクリートが締固めにより密度を高め、不要な空気を排除し、骨材が均質に分布した、強度、耐久性等に優れたコンクリートが得られる。
【０００３】
一般に、コンクリートの締固めには、コンクリートバイブレータ（内部振動機、以下、「バイブレータ」とする。）が用いられる。
例えば、特許文献１や特許文献２には、打設したコンクリート内に挿入されて、打設したコンクリート内から振動を加えることで締固めを行う、棒状バイブレータが開示されている。
【０００４】
バイブレータからフレッシュコンクリートへの振動の伝播によって、細骨材や粗骨材といった骨材の動きは、与えられた振動加速度に比例し、その質量に反比例する。よって、質量の軽い骨材ほどより多く動くことになり、その振幅は距離に応じて減衰する。このため、振動を与えた点を中心として、質量が軽く粒子の細かいセメントペースト及び細骨材は質量が重く粒子の大きい粗骨材の間隙に充填され、フレッシュコンクリートは密実になる。
すなわち、フレッシュコンクリートは、バイブレータから与えられた振動により、バイブレータが発する水平方向の振動による液状化と、各粒子が有する重力によって締固まる。これにより、バイブレータ周辺に近いほど密実になり、その密実な部分を介してさらに周囲に振動が伝播するが、密実になった部分は振幅を吸収するため、振動はバイブレータからの距離に応じて減衰する。
バイブレータの製造販売メーカは、バイブレータの振動部の直径や性能等、様々な条件を勘案して、ある条件下でバイブレータの振動が有効に発揮される範囲を設定し、一応の目安として開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５８−０３９９４２号公報
【特許文献２】実開昭６１−１６６０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
設計上、過密な配筋が存在していながら、事前に配筋計画の見直しを行わず、配筋が完了した後になって、コンクリートの充填が困難であることや、バイブレータ挿入のための鉄筋のあきが十分にないことが発覚した場合は、配筋計画の見直しや配合の変更に伴う関係者間の協議、配筋の組み直し、配合変更に伴う試験練りによるコンクリートの配合調整等、著しい作業遅延を招く恐れがある。
【０００７】
本発明の目的は、３次元ＣＡＤ図面を利用して、配筋を組む前に、予めバイブレータの挿入出可能範囲を把握することで、コンクリートの締固め有効範囲から、締固め有効範囲外を特定し、必要に応じて配筋計画等の見直しに役立てることができるコンクリート締固め有効範囲評価法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のコンクリートバイブレータの締固め有効範囲評価法は、パーソナルコンピュータ上でのＣＡＤシステムを利用して、配筋図面から３次元ＣＡＤ図面を作成し、前記ＣＡＤ図面の平面視鉄筋のあきにコンクリートバイブレータの挿入出可能な振動部を複数重ねることで該コンクリートバイブレータの配置を決定し、前記各挿入出可能な振動部の中心に前記各コンクリートバイブレータの締固め能力に応じた締固め有効範囲円の中心を合わせるように重ねることで該有効範囲外の範囲を特定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の３次元ＣＡＤ図面を利用したコンクリート締固め有効範囲評価法を用いることによって、各鉄筋のあきに挿入出可能なバイブレータの配置計画をすることができ、また、配置した各バイブレータを中心とする、各バイブレータの性能に応じた締固め有効範囲を重ねることで締固め有効範囲外を特定することができ、配筋計画やバイブレータの配置計画の見直し、コンクリート配合の変更等を協議、検討するための有用な資料を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る３次元ＣＡＤ配筋図の俯瞰図である。
【図２】本発明の実施形態に係るコンクリートバイブレータの平面配置図である。
【図３】本発明の実施形態に係るコンクリートバイブレータのコンクリート締固め有効範囲円を重ね、有効範囲外を特定した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態のコンクリート締固め有効範囲評価法に係るパーソナルコンピュータ上でのＣＡＤシステムを利用して作成した３次元ＣＡＤ配筋図Ａの俯瞰図を図１に示す。
３つの構造体に係る配筋Ａ１，Ａ２，Ａ３の輻輳する範囲が、特に過密な配筋状態を呈している。バイブレータの配筋内部への挿入出ができない範囲が広い場合は、締固め不十分となる可能性があり、そのため、密実なコンクリートを確保できず、コンクリートの強度、耐久性その他様々な品質性能に影響を及ぼすことが考えられる。
【００１２】
準拠示方書等に基づき、鉄筋のあきは粗骨材の最大寸法から定められ、他方、バイブレータの仕様は、バイブレータの締固め能力等に応じて選定される。バイブレータの締固め能力は、フレッシュコンクリートのスランプ、骨材の形状や大きさ、混和剤等の様々な条件によって左右される。一般に使用される高周波バイブレータの場合、バイブレータ振動部の直径は、φ３０ｍｍ〜６０ｍｍ程度である。
したがって、配筋が過密な範囲では、バイブレータを挿入出するために必要な鉄筋のあきは、示方書等で決まる寸法より大きな範囲を確保しなければならない場合がある。しかしながら、設計段階では、所定の構造耐力を確保することが優先されるため、バイブレータの締固め計画がその配筋計画に反映されることは少ない。
【００１３】
３つの構造体に係る配筋Ａ１，Ａ２，Ａ３は、種々の径の鉄筋が、異なる高さ、方向からそれぞれ挿入され輻輳している。２次元ＣＡＤ配筋図のみではその３次元的な鉄筋の干渉に気づきにくいため、配筋を組み終わってからバイブレータを挿入出するための所定の鉄筋のあきが確保されていないことが発覚することがある。この場合、対応方法を策定するための関係者間の協議を経て、配筋計画の再検討や、コンクリート配合の変更に伴う試験練り等の配合調整を行うことになり、施工工程の遅延を招来する要因になり得る。
【００１４】
過密配筋に対するバイブレータの挿入出の可否に関する検討は、設計や施工計画の段階から行うことが望ましく、特に、本実施形態に示すような複数の構造体が輻輳するような箇所では、３次元ＣＡＤ図面を利用した確認が望ましいと言える。
【００１５】
本発明の実施形態に係るコンクリートバイブレータの平面配置図を図２に示す。
同図は、図１に示す３つの構造体に係る配筋Ａ１，Ａ２，Ａ３が輻輳する過密配筋部を上方から平面視した平面図に、挿入出可能なバイブレータの振動部１を重ねて表記している。本実施形態で使用するバイブレータは、一般に用いられる振動部が円筒形の棒状の高周波バイブレータである。本実施形態に示すようなスラブや梁といった構造物にバイブレータを適用する場合は、上筋のあきから鉛直下向きに挿入し、所定の時間、加振した後、引き抜かなければならないため、円滑な上下方向の動きに加えて、施工誤差を考慮した鉄筋のあきが確保されていなければならない。
【００１６】
同じ条件下におけるバイブレータの締固めの有効範囲は、バイブレータ振動部の直径が大きいほど大きく見込めることが分かっており、バイブレータの挿入出の箇所数を減じるためには、その振動部の直径が太いものを使用する方が望ましい。
【００１７】
構造体Ａ２，Ａ３は、φ５０ｍｍの振動部１ｂを有するバイブレータの挿入出可能な鉄筋のあきが確保できるが、構造体Ａ１は、細径のφ３０ｍｍの振動部１ａを有するバイブレータが挿入出できる程度の鉄筋のあきしか確保できない。３つの構造体Ａ１，Ａ２，Ａ３が輻輳する箇所では、係る細径の振動部１ａのバイブレータも挿入出するあきが確保できない過密な配筋が広い範囲で存在する。
【００１８】
本発明の実施形態に係るバイブレータによるコンクリートの締固め有効範囲円を重ね、有効範囲外を特定した平面図を図３に示す。
前述のとおり、一般に同じ条件下でのバイブレータによるコンクリートの締固め能力は、バイブレータの振動部の直径が大きいほど高いことが分かっている。振動数２００／２４０（Ｈｚ）の高周波バイブレータのコンクリートの締固め有効範囲の直径として、スランプ８ｃｍのフレッシュコンクリートで振動部の直径の約１０倍程度をその目安として開示されているものがある。
【００１９】
本実施形態では、コンクリートの配合、試験練の結果や、バイブレータの振動数及び振動部の直径等を勘案して、異なる振動部の直径を有するバイブレータごとに、コンクリートの締固め有効範囲円の直径を決定した。図２に示すバイブレータの挿入出可能な振動部１（１ａ，，，１ｂ，，，）の中心に、各バイブレータの締固め能力に応じた締固め有効範囲円２（２ａ，，，２ｂ，，，）の中心を合わせるように重ねることで、有効範囲が及ばない有効範囲外の範囲３を特定した。
【００２０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、当該発明によれば、配筋を組み立てる前の設計や施工計画段階のみならず、配筋の組立後であっても、特定した有効範囲外の範囲３をもとに、必要に応じて配筋計画や配合の変更、高流動コンクリートの適用等に伴う関係者間協議を的確に実施することができ、仕様変更のための重要な基礎資料とすることができる。
【符号の説明】
【００２１】
Ａ           配筋図
Ａ１         構造１の配筋
Ａ２         構造２の配筋
Ａ３         構造３の配筋
１           コンクリートバイブレータの振動部
１ａ         直径φ３０ｍｍの振動部
１ｂ         直径φ５０ｍｍの振動部
２           締固め有効範囲円
２ａ         直径φ３０ｍｍの締固め有効範囲円
２ｂ         直径φ５０ｍｍの締固め有効範囲円
３           有効範囲外の範囲
【図１】
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【図２】
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【図３】
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