(57)【要約】【課題】施工性を低下及びコストの増大を抑えつつ、超高層建物などに適用可能な高強度を有する鉄筋コンクリート柱を提供する。【解決手段】鉄筋コンクリート柱１は、超高強度コンクリートで形成された柱本体２と、柱本体２の表面２ａから所定のかぶり３ａを有して内部に配列された複数の主筋３と、複数の主筋３の少なくとも一部の配列の外側に巻き付きつくように配設された第一の配力筋４と、柱本体２の表面２ａから僅かにかぶりを有して、または露出して、複数の主筋３の少なくとも一部の配列の外側に配設された第二の配力筋７とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超高強度コンクリートで形成された柱本体と、
該柱本体の表面から所定のかぶりを有して内部に配列された複数の主筋と、
複数の該主筋の少なくとも一部の配列の外側に巻き付きつくように配設された第一の配力筋と、
前記柱本体の表面から僅かにかぶりを有して、または露出して、複数の前記主筋の少なくとも一部の配列の外側に配設された第二の配力筋とを備えることを特徴とする鉄筋コンクリート柱。
【請求項２】
請求項１に記載の鉄筋コンクリート柱において、
前記第一の配力筋と第二の配力筋とは、前記主筋の延設方向に交互に複数配設されていることを特徴とする鉄筋コンクリート柱。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の鉄筋コンクリート柱において、
前記第二の配力筋の表面には防錆処理が施されていることを特徴とする鉄筋コンクリート柱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物などに適用される鉄筋コンクリート柱に関し、特に超高層建物などの柱部に適用される超高強度鉄筋コンクリート柱に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物に適用される鉄筋コンクリート柱は、一般的にコンクリートで形成された柱本体内部に、所定のかぶりを有して圧縮応力が作用する鉛直方向に延設された主筋を複数配列するとともに、この主筋の配列の外側に巻き付くように複数の配力筋を配設し構成されている。
ところで、近年、超高層建物などでは、作用する圧縮力が非常に大きいことから高強度の鉄筋コンクリート柱が採用されてきている。より具体的には、配力筋となるフープ筋を柱本体の表面近傍にかぶりがないか、若しくは極僅かにかぶりを設けた状態で配設したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような鉄筋コンクリート柱では、フープ筋が、かぶりがないか、若しくは極僅かにかぶりを設けた状態で配設されていることで、柱全断面を強度の発現に利用できるようにし、高強度を実現しているとされている。
また、柱本体の外周面に鋼管を巻き付けた構造や、柱本体を形成するコンクリート内部に鋼繊維等を混入させる構造などが提案されている。これらでは、鋼管や鋼繊維等によって鉄筋コンクリート柱全体の強度を高めるとともに、柱本体を形成するコンクリートが脆性破壊してしまうことを防止することができるとされている。
【特許文献１】特開平１０−２６６４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の鉄筋コンクリート柱では、主筋を必要なかぶりを有して配設することで、外側に配設された配力筋との間に隙間が生じてしまい、配力筋によって主筋を有効に拘束することができず、結果柱全体の強度を効果的に向上させるには至らなかった。
また、鋼管を巻き付けたものでは、鋼管を設置する工程が増えるとともに、鋼管自体の防食を行う必要も生じ、施工性、コストの点で問題があった。さらに、コンクリートに鋼繊維などを混入したものでは、特殊なコンクリートを使用することとなり、製造上技術的に、また、コスト的に問題があった。
【０００４】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、施工性の低下及びコストの増大を抑えつつ、超高層建物などに適用可能な高強度を有する鉄筋コンクリート柱を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の鉄筋コンクリート柱は、超高強度コンクリートで形成された柱本体と、該柱本体の表面から所定のかぶりを有して内部に配列された複数の主筋と、複数の該主筋の少なくとも一部の配列の外側に巻き付きつくように配設された第一の配力筋と、前記柱本体の表面から僅かにかぶりを有して、または露出して、複数の前記主筋の少なくとも一部の配列の外側に配設された第二の配力筋とを備えることを特徴としている。
【０００６】
この構成によれば、主筋に第一の配力筋が巻き付けられていることにより、主筋は、第一の配力筋に拘束されて圧縮荷重に対して有効に対抗することとなる。また、柱本体は、超高強度コンクリートで形成されていて、自身の強度の向上が図られている。さらに、第二の配力筋が柱本体の表面から僅かにかぶりを有して、または露出して配設されていて、これにより柱本体の主筋の外側のかぶりに該当する部分において第二の配力筋によってコンクリートの脆性的な破壊を抑えることができる。このため、柱本体は、主筋の内部のみならず、かぶりとなる主筋の外側においても有効に強度を得ることができ、全断面において超高強度コンクリートによって与えられる強度を発揮することができ、すなわち主筋と柱本体によって効果的に強度の向上を図ることができる。ここで、第二の配力筋が柱本体表面よりも僅かにかぶりを有している場合には、第二の配力筋の外側に僅かなかぶりでコンクリートが覆うこととなるが、柱本体は、高強度コンクリートを使用することで緻密な組織となり、当該かぶり部分にも好適に充填されることとなる。また、このような鉄筋コンクリート柱の構築手順としては、主筋と第一の配力筋を配筋した後にその外側に第二の配力を配筋し、高強度コンクリートを打設するだけであるので、施工性が低下することはなく、材料コストも最小限に抑えることができる。
【０００７】
また、前記第一の配力筋と第二の配力筋とは、前記主筋の延設方向に交互に複数配設されていることが好ましい。
この構成によれば、第一の配力筋と第二の配力筋とが交互に配設されていることで、主筋を延設方向に均等に拘束するとともに、柱本体のかぶり部分について主筋の延設方向に均等に強度を向上させることができ、柱全体としてより効果的に強度を向上させることができる。また、第一の配力筋と第二の配力筋との鉄筋のあきを有効に確保することができ、施工性を向上させることができる。
【０００８】
また、前記第二の配力筋の表面には防錆処理が施されていることが好ましい。
この構成によれば、防錆処理が施されていることで、最も柱本体の表面近傍に位置する第二の配力筋の耐食性を向上させることができ、特に第二の配力筋を柱表面に露出させるように配設させた場合には有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の鉄筋コンクリート柱によれば、超高強度コンクリートで形成された柱本体と、第一の配力筋及び第二の配力筋とを備えることで、施工性低下及びコストの増大を抑えつつ、超高層建物などに適用可能な高強度を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１から図３は、この発明に係る第１の実施形態を示していて、超高層建物など高強度が要求されるコンクリート構造物の柱部に適用される鉄筋コンクリート柱を示している。なお、図２は、図１における切断線Ａ−Ａでの断面図、図３は、切断線Ｂ−Ｂでの断面図を示している。図１から図３に示すように、本実施形態の鉄筋コンクリート柱１は、例えば、矩形断面を有していて、超高強度コンクリートで形成された柱本体２と、柱本体２に埋設された主筋３、第一の配力筋４である内側フープ筋５及び内側横拘束筋６、並びに、第二の配力筋７である外側フープ筋８及び外側横拘束筋９とを備える。ここで、柱本体２を形成する超高強度コンクリートとは、設計基準強度で１２０Ｎ／ｍｍ２以上のものをいう。
【００１１】
主筋３は、異形棒鋼やＰＣ鋼棒などが使用されていて、柱本体２が延設される鉛直方向に延設されていて、柱本体２の表面２ａから所定のかぶり３ａを有して表面２ａに沿って所定のピッチで複数配列されている。ここで、かぶり３ａの厚さは、使用する外部環境、柱本体２を形成するコンクリートの強度などから決定されるものである。
【００１２】
また、内側フープ筋５、内側横拘束筋６、外側フープ筋８、及び、外側横拘束筋９には異形棒鋼などが使用されている。
内側フープ筋５は、柱本体２の断面形状と対応する略矩形を呈していて、主筋３の配列の外側に巻き付くようにして水平方向に配設されていて、主筋３を柱本体２の内側に拘束している。また、内側横拘束筋６は、略矩形を呈していて、柱本体２の内部に埋設されるとともに、対向する主筋３の配列の各一部の外側に巻き付くようにして配設されている。そして、内側横拘束筋６は、対向する主筋３同士を内側に拘束するように対をなして配設されている。
【００１３】
また、外側フープ筋８は、柱本体２の断面形状と対応する略矩形を呈していて、柱本体２の表面２ａから僅かにかぶり８ａを有して主筋３の配列を囲むようにして、かぶり３ａ部分に水平方向に配設されている。また、外側横拘束筋９は、略矩形を呈していて、柱本体２の内部に埋設されるとともに、対向する主筋３の配列の各一部の外側を囲むようにして主筋３のかぶり３ａ部分に配設されている。そして、外側横拘束筋９は、対向する主筋３同士を内側に拘束するように対をなして配設されている。また、外側横拘束筋９において、かぶり３ａ部分に配設されている部分は、外側フープ筋８同様に柱本体表面２ａから僅かにかぶり９ａを有している。
【００１４】
ここで、第一の配力筋４である内側フープ筋５と内側横拘束筋６とは、組をなして略同一水平断面内に配設され、鉛直方向に所定のピッチで複数組配設されている。さらに、第二の配力筋７である外側フープ筋８と外側横拘束筋９とも、組をなして略同一水平断面内に配設されて鉛直方向に複数組配設されており、第一の配力筋４の組と第二の配力筋７の組とは、鉛直方向に交互に配設されている。また、第一の配力筋４同士及び第二の配力筋７同士のピッチは、各鉄筋量が第二の配力筋７を配設しない場合において配力筋として設計上最小限必要とされる鉄筋量より少なくなるピッチに設定されているとともに、隣り合う第一の配力筋４と第二の配力筋７との鉛直方向の間隔は、第一の配力筋４と第二の配力筋７を合計した鉄筋量が上記必要とされる鉄筋量以上となる間隔に設定されていることが好ましい。より具体的には、例えば、第一の配力筋４及び第二の配力筋７に同径の異形棒鋼を使用したとして、第二の配力筋７を配設しない場合に設計上必要とされるピッチが１００ｍｍであったとすれば、第一の配力筋４同士及び第二の配力筋７同士のピッチがそれぞれ１５０ｍｍに設定されている。
【００１５】
なお、内側フープ筋５、内側横拘束筋６、外側フープ筋８、及び、外側横拘束筋９は、上記において略矩形とされているが、組立上略コノ字形の鉄筋を重ね継手等によって組み合わせたものである。また、外側フープ筋８及び外側横拘束筋９の内側には、鉛直方向に添え筋１０が配設されているが、添え筋１０は、複数の外側フープ筋８及び外側横拘束筋９を鉛直方向に所定ピッチで組み立てるためのものであり、構造計算上考慮されるものではない。
【００１６】
以上のような鉄筋コンクリート柱１によれば、主筋３に第一の配力筋４である内側フープ筋５及び内側横拘束筋６が巻き付けられていることにより、主筋３は、これらの第一の配力筋４に拘束されて圧縮荷重に対して有効に対抗することとなる。また、柱本体２は、超高強度コンクリートで形成されていて、自身の強度の向上が図られている。さらに、第二の配力筋７である外側フープ筋８及び外側横拘束筋９が柱本体２の表面２ａから僅かにかぶり８ａ、９ａを有して配設されていて、これにより柱本体２の主筋３の外側のかぶり３ａに該当する部分において外側フープ筋８及び外側横拘束筋９によってコンクリートの脆性的な破壊を抑えることができる。このため、柱本体２は、主筋３の内部のみならず、かぶり３ａとなる主筋３の外側においても有効に強度を得ることができ、全断面において超高強度コンクリートによって与えられる強度を有効に発揮することができ、すなわち主筋３と柱本体２によって効果的に強度の向上を図ることができる。特に、第一の配力筋４である内側フープ筋５及び内側横拘束筋６の組と第二の配力筋７である外側フープ筋８及び外側横拘束筋９の組とが交互に配設されていることで、主筋３を延設方向に均等に拘束するとともに、柱本体２のかぶり３ａ部分について主筋３の延設方向に均等に強度を向上させることができ、柱全体としてより効果的に強度を向上させることができる。さらに、第一の配力筋４同士のピッチと第二の配力筋７同士のピッチを、第二の配力筋７を配設しない場合に配力筋として設計上必要となされる鉄筋量を基準として上記のように設定することで、第一の配力筋４及び第二の配力筋７の鉄筋量を最小限としつつ有効に柱全体の強度を向上させることができる。
【００１７】
ここで、外側フープ筋８及び外側横拘束筋９の外側には僅かなかぶり８ａ、９ａでコンクリートが覆われることとなるが、柱本体２は、高強度コンクリートを使用することで緻密な組織となり、当該かぶり８ａ、９ａの部分にも好適に充填されることとなる。また、このような鉄筋コンクリート柱１の構築手順としては、主筋３と内側フープ筋５及び内側横拘束筋６を配筋した後にその外側に添え筋１０を利用して外側フープ筋８及び外側横拘束筋９を配筋し、高強度コンクリートを打設するだけであるので、施工性が低下することはなく、材料コストも最小限に抑えることができる。また、上記のように第一の配力筋４と第二の配力筋７とが交互に配設されていることから、第一の配力筋４と第二の配力筋７との鉄筋のあきを有効に確保することができ、施工性を向上させることができる。また、上記のように第一の配力筋４同士のピッチと第二の配力筋７同士のピッチを設定することで、それぞれの鉄筋のあきをより好適に確保して施工性をさらに向上させることができる
【００１８】
図４及び図５は、この発明に係る第２の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００１９】
この実施形態の鉄筋コンクリート柱２０では、第二の配力筋２１として外側フープ筋２２と、外側横拘束筋２３とを有している。本実施形態において、外側フープ筋２２は、柱本体２の表面２ａから露出して主筋３の配列を囲むようにしてかぶり３ａの部分に水平方向に配設されている。また、外側横拘束筋２３は、柱本体２の内部に埋設されるとともに、対向する主筋３の配列の各一部について外側を囲むようにしてかぶり３ａの部分に配設されており、かぶり３ａに配設される部分は表面２ａから露出している。また、外側フープ筋２２及び外側横拘束筋２３は、少なくとも表面２ａから外部に露出する部分の表面に防錆処理が施されている。
【００２０】
このように第二の配力筋２１の少なくとも一部を表面２ａから露出させるように配設した場合には、第１の実施形態のように僅かなかぶりを有せず、当該かぶりにコンクリートペーストを充填させる必要がないため、施工性をさらに向上させることができる。一方、露出した部分には、防錆処理が施されているため、必要な耐久性を確保することができる。なお、防錆処理は、柱本体２に埋設される部分にも施すものとしても良い。このようにすることで、第二の配力筋３１の耐食性をさらに向上させることができる。また、露出している部分に防錆処理を施す方法としては、柱本体２のコンクリート打設後に表面２ａ全体に防水塗膜等の塗装を施すものとしても良い。
【００２１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００２２】
なお、上記各実施形態において、鉄筋コンクリート柱は、断面形状が略矩形としたが、これに限るものではなく、円形や楕円形など様々な断面形状のものに適用可能である。また、第一の配力筋としては、内側フープ筋と内側横拘束筋を有し、また、第二の配力筋としては、外側フープ筋と外側横拘束筋を有するものとしたが、これに限るものではなく、それぞれいずれか一方を有するものとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の第１の実施形態の鉄筋コンクリート柱の側方視した配筋図である。
【図２】図１の切断線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図３】図１の切断線Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【図４】この発明の第２の実施形態の鉄筋コンクリート柱の側方視した配筋図である。
【図５】図４の切断線Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１、２０  鉄筋コンクリート柱
２  柱本体
２ａ  表面
３  主筋
３ａ  かぶり
４  第一の配力筋
７、２１  第二の配力筋
８ａ、９ａ  かぶり
【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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