(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部をコンクリート充填用の中空部とした横断面長方形状の環状壁部を備え、この横断面長方形状の環状壁部内が、補強用仕切り壁にて、長辺方向に複数の室に区画されて、長辺部同士が該補強用仕切り壁にて連接され、かつ、補強用仕切り壁に、隣り合う室を連通する孔が形成された壁柱用鉄骨材を下端閉塞の立てた姿勢状態にし、
いずれか一つの室にコンクリートを供給していくことによって、コンクリートを充填すべき他の室にも、前記連通孔を通じて、コンクリートを供給していくコンクリート充填鉄骨壁柱の施工方法であって、
前記連通孔が、補強用仕切り壁に対し、上下方向に間隔的に複数備えられ、
前記壁柱用鉄骨材の下端の側面部において、横断面長方形状の環状壁部に、いずれか一つの室に対応して、コンクリート圧入孔が設けられ、
この圧入孔を通じて、内部にコンクリートを圧入していくことを特徴とするコンクリート充填鉄骨壁柱の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート充填鉄骨壁柱及びその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び課題】
壁式ラーメン構造建物は、スパン方向が耐震壁、桁行き方向が壁柱からなっており、この構造物を鉄筋コンクリート造りにて構成すると、型枠工事や鉄筋工事などに多くの手間を要し、工期が長くかかってしまう。
【０００３】
そこで、この壁式ラーメン構造建物において、壁柱に、鋼管材の内部にコンクリートを充填して構成されるコンクリート充填鉄骨構造を採用することが、型枠省略による工期短縮や、型枠損料減少などの利点を発揮できることから、有力候補として考えられる。
【０００４】
この場合、壁式ラーメン構造建物では、一方向耐震壁、一方向ラーメン構造で構成されるため、壁柱の横断面は長方形状とすることが効果的であるとされていることから、上記のようなコンクリート充填鉄骨構造の壁柱の採用においても、同様に、鋼管材として横断面長方形状のものを用い、その内部にコンクリートを充填した構造とするのがよい。
【０００５】
しかしながら、これには、次のような問題がある。即ち、コンクリート充填鉄骨構造による柱材は、充填コンクリートを鋼管材による拘束で３軸応力状態にし、このコンファインド効果で充填コンクリートの耐力を高めるという利点を有するのであるが、鋼管材の横断面を長方形状とした場合、充填コンクリートが鋼管材によってうまく拘束されず、そのため、コンファインド効果による充填コンクリートの圧縮強度上昇をあまり見込むことができず、コンクリート充填鉄骨構造にすることの利点の一つが充分には発現されないのである。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点に鑑み、コンクリート充填鉄骨構造の壁柱において、コンファインド効果による充填コンクリートの圧縮強度上昇を大きなものにすることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、壁柱用鉄骨材が、内部をコンクリート充填用の中空部とした横断面長方形状の環状壁部を備え、
この横断面長方形状の環状壁部内が、補強用仕切り壁にて、長辺方向に複数の室に区画されて、長辺部同士が該補強用仕切り壁にて連接されており、
この長方形状環状壁部内の各室にコンクリートが充填されていることを特徴とするコンクリート充填鉄骨壁柱によって解決される。
【０００８】
即ち、この壁柱では、壁柱用鉄骨材の環状壁部の長辺部同士が補強用仕切り壁にて連接されていることにより、充填コンクリートによる環状壁部の長辺壁がわのはらみ出しが規制ないし抑制される。これにより、鉄骨材の環状壁部が充填コンクリートを充分に拘束できるようになり、コンファインド効果による充填コンクリートの圧縮強度上昇を大きなものにすることができ、強度的に強いコンクリート充填鉄骨壁柱を実現することができる。
【０００９】
上記のコンクリート充填鉄骨壁柱の施工は、壁柱用鉄骨材の補強用仕切り壁に、隣り合う室を連通する孔を形成し、この壁柱用鉄骨材を、下端閉塞の立てた姿勢状態にし、いずれか一つの室にコンクリートを供給していくことによって、コンクリートを充填すべき他の室にも、前記連通孔を通じて、コンクリートを供給していくのがよい。
【００１０】
このような施工方法により、いずれか一つの室にコンクリートを供給していくことにより、他の室にもコンクリートが供給されていき、各室へのコンクリートの充填をスムーズに行っていくことができる。
【００１１】
この場合、連通孔が、補強用仕切り壁に対し、上下方向に間隔的に複数備えられ、前記壁柱用鉄骨材の下端の側面部において、横断面長方形状の環状壁部に、いずれか一つの室に対応して、コンクリート圧入孔が設けられ、この圧入孔を通じて、内部にコンクリートを圧入していくようにするのがよい。
【００１２】
壁柱用鉄骨材の下端の側面部に設けられたコンクリート圧入孔を通じて、内部にコンクリートを圧入していく方法とすることで、コンクリートを内部に適正状態に充填していくことができる。また、コンクリートは連通孔を通じて他室に供給されるから、室の数より少ない数のコンクリート圧入孔を環状壁部に設けておけばよく、壁柱の強度的な要となる環状壁部に圧入孔を設けることによる強度面での不利を少なくすることができる。また、連通孔は、補強用仕切り壁に対し、上下方向に間隔的に複数備えられているから、コンクリートを隣りの室にスムーズに供給していくことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１に示す第１実施形態において、１はコンクリート充填鉄骨壁柱、２は鉄筋コンクリート造りの耐震壁である。Ａは壁式ラーメン構造建物におけるスパン方向であり、Ｂは桁行き方向である。
【００１５】
コンクリート充填鉄骨壁柱１において、３は壁柱用鉄骨材、４は充填コンクリートである。
【００１６】
壁柱用鉄骨材３は、横断面正方形の角形鋼管材５，５を２本用い、これら角形鋼管材５，５の一辺壁部７ａ，７ａ同士を対面状態に突き合わせて、溶接Ｗなどにて接合一体化して構成されたものである。
【００１７】
即ち、これら２本の角形鋼管材５，５の対面一辺部７ａ，７ａを除く各３辺部、合計６辺部６ａ，６ａ，６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂによって壁柱用鉄骨材３における環状壁部６が構成されており、辺部６ｂと辺部６ｂとでそれぞれ短辺部１１，１１が構成されており、辺部６ａ，６ａと辺部６ａ，６ａとでそれぞれ長辺部１２，１２が構成されている。これにより、環状壁部６は、長辺部１２と短辺部１１との長さの比を２：１とする横断面長方形に構成されている。そして、２本の角形鋼管材５，５の対面一辺部７ａ，７ａによって補強用仕切り壁７に構成されている。
【００１８】
そして、コンクリート４が各鋼管材５，５の内部各室８，９に充填され、コンクリート充填鉄骨壁柱１とされている。
【００１９】
上記構造のコンクリート充填鉄骨壁柱１によれば、壁柱用鉄骨材３の環状壁部６の長辺部１２，１２同士が補強用仕切り壁７にて連接されていることにより、充填コンクリート４による環状壁部６の長辺壁１２がわのはらみ出しが規制ないし抑制され、それにより、鉄骨材３の環状壁部６が充填コンクリート４を充分に拘束できるようになり、コンファインド効果による充填コンクリート４の圧縮強度上昇を大きなものにすることができて、強度的に強いコンクリート充填鉄骨壁柱１が実現される。
【００２０】
また、本実施形態のコンクリート充填鉄骨壁柱１では、複数本の角形鋼管材５，５の一辺部７ａ，７ａ同士を対面接合させて、環状壁部６内の補強仕切り壁７を形成する構成であるから、補強仕切り壁７を容易に備えさせることができる。のみならず、環状壁部６の肉厚の２倍の、厚肉の補強仕切り壁７を得ることができ、コンクリート充填鉄骨壁柱１のより一層の強度向上を実現することができると共に、補強仕切り壁７が耐震壁２からの応力にしっかりと耐えて、鉄骨材３の局部座屈を防ぐことができる。
【００２１】
図２に示す第２実施形態のコンクリート充填鉄骨壁柱１は、横断面正方形の角形鋼管材５を３本用い、これら角形鋼管材５，５，５，を並列状態に並べ、一辺壁部７ａ，７ａ；７ａ，７ａ同士を対面状態に突き合わせて接合Ｗし、壁柱用鉄骨材３としたものである。環状壁部６の横断面形状は、長辺部１２と短辺部１１との長さの比を３：１とする長方形である。環状壁部６内には２つの補強仕切り壁７，７が備えられ、３室８，９，１０のそれぞれにコンクリート４が充填されて、コンクリート充填鉄骨壁柱１が構成されている。このように、壁柱用鉄骨材を複数本の角形鋼管材５…を組み合わせて構成する構造とすることにより、使用する角形鋼管材５の本数を選定するだけで、長辺部１２と短辺部１１との長さの比を異にする様々なサイズの壁柱を形成していくことができる。
【００２２】
図３に示す第３実施形態のコンクリート充填鉄骨壁柱１は、横断面長方形の角形鋼管材１５を用い、これを壁柱用鉄骨材３の環状壁部６としたものである。そして、この環状壁部６内に補強用仕切り板１６が挿入され、この仕切り板１６によって環状壁部６内が長辺方向に複数の室８，９に区画され、仕切り板１６は、角形鋼管材１５の各長辺部１２，１２に例えばエレクトロガス溶接Ｗなどにて接合されて、長辺部１２，１２同士が連接されている。そして、各室８，９にコンクリート４が充填されて、コンクリート充填鉄骨壁柱１とされている。なお、角形鋼管材は、冷間成形であってもよいし、ビルトボックスなどであってもよい。
【００２３】
図４に示す第３実施形態のコンクリート充填鉄骨壁柱１は、３本のＨ型鋼１８，１８，１８を用い、フランジ１８ａ，１８ａ，１８ａ；１８ａ，１８ａ，１８ａを直線状にするように並列状態に突き合わせ、隣り合うフランジ部の端縁部同士を溶接Ｗなどにて接合して、壁柱用鉄骨材３としたものである。左右のＨ型鋼１８，１８のウェブ１８ｂ，１８ｂと、３本のＨ型鋼１８，１８，１８のフランジ１８ａ，１８ａ，１８ａ，１８ａ，１８ａ，１８ａとで環状壁部６が形成されており、中央のＨ型鋼１８のウェブ１８ｂを補強用仕切り壁７とし、補強用仕切り壁７を挟む各室８，９にコンクリート４が充填されて、コンクリート充填鉄骨壁柱１とされている。第１、第２実施形態の場合と同様、角形鋼管５かＨ型鋼１８かの差異はあるものの、使用するＨ型鋼１８の本数を選定するだけで、長辺部１２と短辺部１１との長さの比を異にする様々なサイズの壁柱を形成していくことができる。なお、Ｈ型鋼は、ビルトＨなどであってもよい。
【００２４】
上記の各コンクリート充填鉄骨壁柱１において、コンクリート充填の施工方法に特段の制限はないが、例えば、次のような施工方法を採用することができる。
【００２５】
即ち、図１に示すコンクリート充填鉄骨壁柱１の場合、図５（イ）（ロ）に示すように、コンクリート充填前の壁柱用鉄骨材３を次のような構造に形成しておく。
【００２６】
２本の角形鋼管材５，５の対面接合される一辺壁部７ａ，７ａのそれぞれに、対応配置関係において孔２１ａ，２１ａを形成し、これら孔２１ａ，２１ａにて、隣り合う室８，９を連通する連通孔２１とする。孔２１ａ，２１ａの形成は、接合前の各角形鋼管材５，５に対して行えばよく、鋼管材５，５同士を接合することによって連通孔２１が得られる。この連通孔２１は、図示するように、補強用仕切り壁７に対し、上下方向に間隔的に複数備えさせておくとよい。
【００２７】
更に、壁柱用鉄骨材３に、その下端の側面部において、いずれか一方の室８に開口するコンクリート圧入孔２２を形成しておく。コンクリート圧入孔２２は一つでよい。
【００２８】
そして、この壁柱用鉄骨材３の下端を閉塞板２３にて閉塞して立てた姿勢状態で、図５（ハ）に示すように、圧入孔２２にコンクリート圧入用の配管２４の先端部を挿入して、その口を上向きにし、ポンプ車からコンクリートを圧送して壁柱用鉄骨材３内の室８，９にコンクリート４を圧入して行く。
【００２９】
これにより、一方の室８にコンクリート４が下端から上方に向けて充填されていき、その過程で、この室８内のコンクリート４の上面が連通孔２１の高さ位置を越えると、連通孔２１を通じてコンクリート４が隣室９に圧入供給されていき、隣室９にもコンクリート４が充填されていく。そして、圧入孔２２の設けられている室８のコンクリート４が順次連通孔２１…を越えて、隣室９にもコンクリートが充填されていき、最終的に両室８，９にコンクリート４が充填される。連通孔２１を上下方向に間隔的に備えさせておくことにより、隣室９にコンクリート４をスムーズに充填していくことができる。以上のようにして、壁柱用鉄骨材３の環状壁部６内の両室８，９にコンクリート４が充填され、図１に示すコンクリート充填鉄骨壁柱１が得られる。このように、補強用仕切り壁７に連通孔２１を設けておくことで、一方の室８にコンクリート４を供給していくことにより、もう一方の室９にもコンクリート４が供給されていき、各室８，９へのコンクリートの充填をスムーズに行っていくことができる。また、コンクリート圧入孔２２は一方の室８に対応して一つ設けるだけでよく、壁柱用鉄骨材３に対する加工量を少なくすることができる。
【００３０】
図２に示すコンクリート充填鉄骨壁柱１の場合、図６（イ）（ロ）に示すように、コンクリート充填前の壁柱用鉄骨材３における２つの補強仕切り壁７，７のそれぞれに連通孔２１を形成しておく。コンクリート圧入孔２２については、中央の室９に開口するように、１つ設けておく。この場合、図６（ハ）に示すように、圧入孔２２を通じて、コンクリート４の充填を行っていくと、コンクリート４は、中間の室９から、連通孔２１，２１を通じて、左右の室８，１０にも送られていき、一つの圧入孔２２にてコンクリート４を同時に３室８，９，１０に充填していくことができる。
【００３１】
図３に示すコンクリート充填鉄骨壁柱１の場合は、図示しないが、第１実施形態の場合と同様に行えばよい。
【００３２】
図４に示すコンクリート充填鉄骨壁柱１の場合は、図７（イ）（ロ）に示すように、コンクリート充填前の壁柱用鉄骨材３における中央のＨ型鋼１８のウェブ１８ｂに連通孔２１を形成しておき、また、コンクリート圧入孔２２は左右いずれか一方のＨ型鋼１８のウェブ１８ｂに形成しておく、コンクリートの充填は、図７（ハ）に示すように、上記の場合と同様に行えばよい。
【００３３】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明は、これに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種変更が可能である。例えば、壁柱用鉄骨材の環状壁部の横断面形状は、補強用仕切り壁がなければ充填コンクリートの有効的なコンファインド効果を得られないような形状のものであればよく、特許請求の範囲における「長方形状」の語はそのような意味において用いられているものであることはいうまでもない。また、補強用仕切り壁の数については、充填コンクリートのコンファインド効果が得られるような配慮のもとに決定されればよく、必ずしも各室を横断面正方形状にするものでなくともよい。また、請求項２における施工方法においては、壁柱用鉄骨材の上端開口部からトレミー管を挿入し、このトレミー管の先端を鉄骨材の下端部近傍に配置して、コンクリートの充填を行うというようなものであってもよい。連通孔が備えられていればコンクリートはいずれから供給されるものであってもよい。また、コンクリート圧入孔を設ける場合は、室の数よりも少ない数設けられていればよく、１つには限定されない。
【００３４】
【発明の効果】
上述の次第で、本発明のコンクリート充填鉄骨壁柱は、壁柱用鉄骨材の環状壁部の長辺部同士が補強用仕切り壁にて連接されているものであるから、充填コンクリートによる環状壁部の長辺壁がわのはらみ出しを規制ないし抑制して、コンファインド効果による充填コンクリートの圧縮強度上昇を大きなものにすることができ、強度的に強いコンクリート充填鉄骨壁柱を実現することができる。
【００３５】
従ってまた、充分な強度を保持しながら、従来の鉄筋コンクリート造りの壁柱に比べて、断面サイズのコンパクトな壁柱を実現することができる。
【００３６】
もとより、壁柱用鉄骨材の環状壁部内にコンクリートを充填して構成されたコンクリート充填鉄骨構造であるため、型枠を省略して工期を短縮でき、また、型枠損料を減少できる利点を有するものであることはいうまでもない。
【００３７】
また、本発明のコンクリート充填鉄骨壁柱の製造方法によれば、いずれか一つの室にコンクリートを供給していくことにより、他の室にもコンクリートが供給されていき、複数の室へのコンクリートの充填をスムーズに行っていくことができる。コンクリート圧入孔を形成する場合も、室の数より少ない数の圧入孔にて各室へのコンクリート圧入施工を実施していくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンクリート充填鉄骨壁柱の第１実施形態を示すもので、図（イ）は水平断面図、図（ロ）は断面斜視図である。
【図２】第２実施形態を示すもので、図（イ）は水平断面図、図（ロ）は断面斜視図である。
【図３】第３実施形態を示すもので、図（イ）は水平断面図、図（ロ）は断面斜視図である。
【図４】第４実施形態を示すもので、図（イ）は水平断面図、図（ロ）は断面斜視図である。
【図５】図１の壁柱の施工方法を示すもので、図（イ）は壁柱用鉄骨材の垂直断面図、図（ロ）は図（イ）のＩ−Ｉ線断面図、図（ハ）はコンクリート充填途中の壁柱用鉄骨材の垂直断面図である。
【図６】図２の壁柱の施工方法を示すもので、図（イ）は壁柱用鉄骨材の垂直断面図、図（ロ）は図（イ）のＩＩ−ＩＩ線断面図、図（ハ）はコンクリート充填途中の壁柱用鉄骨材の垂直断面図である。
【図７】図４の壁柱の施工方法を示すもので、図（イ）は壁柱用鉄骨材の垂直断面図、図（ロ）は図（イ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図（ハ）はコンクリート充填途中の壁柱用鉄骨材の垂直断面図である。
【符号の説明】
１…コンクリート充填鉄骨壁柱
３…壁柱用鉄骨材
４…充填コンクリート
６…環状壁部
７…仕切り壁
８…室
９…室
１０…室
１１…短辺部
１２…長辺部
２１…連通孔
２２…コンクリート圧入孔
【図１】
0004070894.tif 000002
【図２】
0004070894.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004070894.tif 000005
【図５】
0004070894.tif 000006
【図６】
0004070894.tif 000007
【図７】
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