JP6545058B2 - Construction method of concrete filled double steel pipe column and concrete filled double steel pipe column - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート充填二重鋼管柱およびコンクリート充填二重鋼管柱の構築方法に関する。 The present invention relates to a method of constructing a concrete-filled double steel pipe column and a concrete-filled double steel pipe column.
従来、コンクリート充填鋼管柱の構築方法としては、上方からコンクリートを充填する鋼管柱の柱脚部分まで内部鋼管を下した状態で、当該内部鋼管内に生コンの投入を開始し、その後、上方側に内部鋼管を引き揚げながら外殻鋼管内にコンクリートを充填していた。例えば、特許文献1のコンクリート柱の打設方法では、筒状の型枠内に内部鋼管を配置し、内部鋼管に形成された複数の開口部を通じて型枠内にコンクリートを充填していた。
また、コンクリート充填二重鋼管柱(CFT柱)の構築方法としては、外殻鋼管内に内部鋼管を配置し、内部鋼管に形成された複数の開口部を通じて外殻鋼管内にコンクリートを充填する方法がある(例えば、特許文献2参照)。特許文献2には、梁部材が取付けられる外殻鋼管の内周面に、水平補剛鋼材(ダイヤフラム)が設けられたコンクリート充填二重鋼管柱を構成する外殻鋼管が提案されている。また、外殻鋼管内に水平補剛鋼材を設けることにより、エア溜まりが発生し易くなるので、コンクリートを均一に充填することができず、品質が不安定になる虞があるため、水平補剛鋼材に空気抜き孔が設けられている。
Conventionally, as a method of constructing a concrete-filled steel pipe column, starting of pouring green carbon into the inner steel pipe in a state where the inner steel pipe is lowered from above to the column base portion of the steel pipe column filled with concrete, then to the upper side The outer shell steel pipe was filled with concrete while pulling up the inner steel pipe. For example, in the method of casting a concrete column disclosed in Patent Document 1, an inner steel pipe is disposed in a cylindrical mold, and concrete is filled in the mold through a plurality of openings formed in the inner steel pipe.
In addition, as a method of constructing a concrete-filled double steel pipe column (CFT column), a method of arranging an inner steel pipe in an outer shell steel pipe and filling concrete in the outer shell steel pipe through a plurality of openings formed in the inner steel pipe (See, for example, Patent Document 2). Patent Document 2 proposes an outer shell steel pipe which constitutes a concrete-filled double steel pipe column in which a horizontal stiffening steel (diaphragm) is provided on the inner peripheral surface of an outer shell steel pipe to which a beam member is attached. Also, by providing the horizontal stiffening steel in the outer shell steel pipe, air stagnation is likely to occur, so concrete can not be uniformly filled, and there is a possibility that the quality may become unstable. The steel material is provided with an air vent hole.
コンクリート充填二重鋼管柱の内部鋼管は、コンクリートの供給圧を受けるので、偏心する虞があり、建込み配置にずれが生じると、コンクリート充填二重鋼管柱の強度も偏る虞がある。
本発明は、強度と剛性に優れたコンクリート充填二重鋼管柱およびそのコンクリート充填二重鋼管柱の構築方法を提供することを課題とする。
Since the inner steel pipe of the concrete-filled double steel pipe column receives the supply pressure of concrete, there is a possibility that it may become eccentric, and there is a possibility that the strength of the concrete-filled double steel pipe column may be biased if displacement occurs in the placement arrangement.
An object of the present invention is to provide a concrete-filled double steel pipe column excellent in strength and rigidity and a method of constructing the concrete-filled double steel pipe column.
前記課題を解決する第一の発明は、外殻鋼管と内部鋼管とを備え、コンクリートが充填されたコンクリート充填二重鋼管柱であって、内部鋼管には、複数の開口部が外周面に高さ方向に螺旋状に配置されるとともに、内部鋼管の外周面には、径方向の位置固定用部材が下端側および上端側、または下端側、中間部、上端側に設けられており、コンクリートが開口部を通して、外殻鋼管および内部鋼管の内外に充填されていることを特徴とする。 The first invention for solving the above-mentioned problems is a concrete-filled double steel pipe column including an outer shell steel pipe and an inner steel pipe and filled with concrete, and the inner steel pipe has a plurality of openings high on the outer peripheral surface In the longitudinal direction, they are arranged in a spiral, and on the outer peripheral surface of the inner steel pipe, radial position fixing members are provided at the lower end and the upper end, or at the lower end, the middle portion, and the upper end. It is characterized by being filled up and down with shell steel pipe and inner steel pipe through an opening.
第一の発明の構成によれば、外殻鋼管と内部鋼管で構成されたコンクリート充填二重鋼管柱においては、其々の鋼管内に充填されたコンクリートは、二重鋼管による拘束効果により強度と剛性が其々増加されるために、鋼管及びコンクリートの各材料強度を足し合わせた単純累加強度を上回る高強度コンクリート充填鋼管柱を実現することができる。
また、内部鋼管の外周面の下端部や上端部、或いは中間部に、其々径方向の位置固定用部材を設けたことで、外殻鋼管内で内部鋼管を偏らせることなく、密実にコンクリートが充填された二重鋼管柱を実現することができる。
また、内部鋼管の外周面には、複数の開口部が螺旋状に設けられていることで、内部鋼管の開口部を通して外郭鋼管内に、密実にコンクリートが充填された二重鋼管柱を実現することができる。
According to the configuration of the first invention, in the concrete-filled double steel pipe column composed of the outer shell steel pipe and the inner steel pipe, the concrete filled in each steel pipe has strength and strength due to the restraint effect by the double steel pipe. Since the rigidity is often increased, a high strength concrete-filled steel pipe column can be realized which exceeds the simple cumulative strength obtained by adding the material strengths of the steel pipe and the concrete.
In addition, by providing a position fixing member for each radial direction at the lower end portion, the upper end portion, or the middle portion of the outer peripheral surface of the inner steel pipe, concrete is densely packed without biasing the inner steel pipe in the outer shell steel pipe. Can realize a double steel pipe column filled with.
In addition, by providing a plurality of openings in a spiral on the outer peripheral surface of the inner steel pipe, a double steel pipe column in which concrete is tightly filled in the outer steel pipe through the openings of the inner steel pipe is realized. be able to.
前記課題を解決する第二の発明では、コンクリート充填二重鋼管柱を構成する内部鋼管は、螺旋状に巻かれた長尺鋼板の上下の縁が重なって連続した螺旋状の凹凸状リブを有するスパイラル管であることを特徴とする。 In the second invention for solving the above-mentioned problems, the inner steel pipe constituting the concrete-filled double steel pipe column has a continuous spiral uneven rib in which the upper and lower edges of the spirally wound long steel plate are overlapped. It is characterized in that it is a spiral tube.
第二の発明の構成によれば、内部鋼管は外周面側に凸状リブが形成され、凸状リブに対応した内周面側に凹状リブが其々螺旋状に形成されていることで、内部鋼管と当該内部鋼管の内外に充填されるコンクリートとの間の付着強度が高められるために、内部鋼管とコンクリートを強固に一体化することができる。 According to the configuration of the second aspect of the invention, the inner steel pipe has the convex rib formed on the outer peripheral surface side, and the concave rib is formed in a spiral shape on the inner peripheral surface side corresponding to the convex rib. Since the adhesion strength between the inner steel pipe and the concrete filled inside and outside the inner steel pipe is enhanced, the inner steel pipe and the concrete can be firmly integrated.
また、第三の発明では、コンクリート充填二重鋼管柱を構成する外殻鋼管は、外殻鋼管は、内周面側に溶接された水平補剛鋼材を備え、水平補剛鋼材は空気孔を有しており、内部鋼管に設けられた開口部は、少なくとも水平補剛鋼板に対向した箇所に配置されていることを特徴とする。
第三の発明の構成によれば、外殻鋼管内に溶接された水平補剛鋼材が、空気孔を有するとともに、内部鋼管に設けられた開口部が、当該水平補剛鋼板に対向した高い位置に設けられていることで、水平補剛鋼材の上面および下面に空気溜まりが形成されることなく、密実にコンクリートが充填された二重鋼管柱を実現することができる。
In the third invention, the outer shell steel pipe constituting the concrete-filled double steel pipe column, the outer shell steel pipe is provided with a horizontal stiffening steel welded to the inner circumferential surface side, and the horizontal stiffening steel is an air hole It is characterized in that the opening portion provided in the inner steel pipe is disposed at least at a position opposed to the horizontal stiffening steel plate.
According to the configuration of the third invention, the horizontal stiffening steel welded in the outer shell steel pipe has an air hole, and the opening provided in the inner steel pipe is at a high position facing the horizontal stiffening steel plate As a result, it is possible to realize a double steel pipe column densely filled with concrete, without forming an air pool on the upper surface and the lower surface of the horizontal stiffening steel.
前記課題を解決する第四の発明は、上記の第一から第三の発明によるコンクリート充填二重鋼管柱の構築方法であって、前記外殻鋼管を基部上に立設し、立設した前記外殻鋼管の内側に前記内部鋼管を挿入して配置し、前記内部鋼管の上方にコンクリート受け用ホッパーを設置し、前記水平補剛鋼板の取り付け高さ位置において、前記外殻鋼管の外周面に振動を付与しながら、フレッシュコンクリートを前記内部鋼管側から供給し、前記内部鋼管の開口部を通して、前記外殻鋼管内までコンクリートを充填することを特徴とする。 A fourth invention for solving the above-mentioned problems is the method for constructing a concrete-filled double steel pipe column according to the first to third inventions, wherein the outer shell steel pipe is erected on the base and erected The inner steel pipe is inserted and disposed inside the outer shell steel pipe, and a hopper for receiving a concrete is installed above the inner steel pipe, and the outer circumferential surface of the outer shell steel pipe is mounted at the mounting height position of the horizontal stiffening steel plate. Fresh concrete is supplied from the inner steel pipe side while vibration is applied, and the concrete is filled into the outer shell steel pipe through the opening of the inner steel pipe.
第四の発明の構成によれば、外郭鋼管内に、外周面に開口部が螺旋状に設けられた内部鋼管を配置し、その内部鋼管の下端部、中間部および上端部に径方向の位置固定用部材を設けることで、内部鋼管の位置ずれを防止しつつ、外殻鋼管内に内部鋼管の開口部を通してコンクリートを万遍なく充填させることができる。
また、水平補剛鋼材が溶接された外殻鋼管の外周面に外部振動を加えることで、水平補剛鋼材の上面または下面に空気溜まりを形成させることなく、外殻鋼管内にコンクリートを密実に打設することができる。或いは、バイブレータを内部鋼管の上方から水平補剛鋼材の周辺まで下ろし、フレッシュコンクリートに直接、外部振動を加えてもよい。
また、コンクリート充填二重鋼管柱のコンクリートは、ホッパーから供給ホースを通じて内部鋼管内に供給してもよい。この場合には、コンクリートが自由落下する距離を短くすることができるため、内部鋼管内にてコンクリートの材料が分離するのを防ぐことができる。
According to the configuration of the fourth aspect of the present invention, the inner steel pipe whose opening is provided spirally on the outer peripheral surface is disposed in the outer steel pipe, and the radial position is provided at the lower end, middle and upper end of the inner steel pipe. By providing the fixing member, concrete can be uniformly filled in the outer shell steel pipe through the opening of the inner steel pipe while preventing positional deviation of the inner steel pipe.
In addition, by applying external vibration to the outer peripheral surface of the outer shell steel pipe to which the horizontal stiffening steel is welded, concrete is concentrated in the outer shell steel pipe without forming an air pool on the upper surface or the lower surface of the horizontal stiffening steel. It can be driven. Alternatively, the vibrator may be lowered from above the inner steel pipe to the periphery of the horizontal stiffening steel to apply external vibration directly to fresh concrete.
Alternatively, the concrete-filled double steel pipe column concrete may be supplied from the hopper through the supply hose into the inner steel pipe. In this case, since the distance over which the concrete freely falls can be shortened, separation of the material of the concrete within the inner steel pipe can be prevented.
本発明によれば、外殻鋼管内に内部鋼管を埋設し、その内部鋼管を通じて外殻鋼管内に密実なコンクリートに打設することで、強度と剛性に優れたコンクリート充填二重鋼管柱を実現することができる。 According to the present invention, a concrete-filled double steel pipe column excellent in strength and rigidity is obtained by embedding the inner steel pipe in the outer shell steel pipe and placing the inner steel pipe through the inner steel pipe on solid concrete in the outer shell steel pipe. It can be realized.
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態のコンクリート充填二重鋼管柱1は、図1に示すように、外殻鋼管10の中心部に内部鋼管20を仮固定し、内部鋼管20を通じて外殻鋼管10内にコンクリート30を打設して形成したCFT柱である。
本実施形態のコンクリート充填二重鋼管柱1は、外殻鋼管10と、外殻鋼管10内に仮固定された内部鋼管20と、を備え、外殻鋼管10内および内部鋼管20内にはコンクリート30が打設されている。
本実施形態のコンクリート充填二重鋼管柱1の第一の特徴は、外殻鋼管10内にコンクリート3を打設する際に、内部鋼管20の外周面に螺旋状に設けた開口部27を通して外殻鋼管10内にコンクリート30を放射状に一様に充填することができる点である。また、第二の特徴は、コンクリート充填二重鋼管柱1を構成するコンクリート30は、外殻鋼管10と内部鋼管20の二重鋼管による拘束効果により、鋼管10,20およびコンクリート30の其々の材料強度を足し合わせた単純累加強度を上回る高強度なコンクリート充填鋼管柱1を実現することができる点である。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
As shown in FIG. 1, the concrete-filled double steel pipe column 1 of the present embodiment temporarily fixes the inner steel pipe 20 at the center of the outer shell steel pipe 10 and strikes the concrete 30 in the outer steel pipe 10 through the inner steel pipe 20. It is a CFT pillar set up and formed.
The concrete-filled double steel pipe column 1 of the present embodiment includes an outer shell steel pipe 10 and an inner steel pipe 20 temporarily fixed in the outer shell steel pipe 10, and the concrete in the outer shell steel pipe 10 and the inner steel pipe 20 is concrete. There are 30 in force.
The first feature of the concrete-filled double steel pipe column 1 of the present embodiment is that, when placing the concrete 3 in the outer shell steel pipe 10, the concrete is inserted outside through the opening 27 spirally provided on the outer peripheral surface of the inner steel pipe 20. Concrete 30 can be radially uniformly filled in the shell steel pipe 10. The second feature is that the concrete 30 constituting the concrete-filled double steel pipe column 1 is made of the steel pipes 10 and 20 and concrete 30 by the restraint effect of the outer steel pipe 10 and the inner steel pipe 20 by the double steel pipe. It is a point which can realize a high-strength concrete-filled steel pipe column 1 exceeding the simple accumulated strength which is the sum of the material strengths.
外殻鋼管10は、軸断面が正方形の角筒状の鋼管である(図2(a)参照)。外殻鋼管10は、コンクリート充填二重鋼管柱1の外周壁を構成するものである。外殻鋼管10は、地上面または床面などの基部面2に垂直に立設される。
外殻鋼管10の所定の高さには、二本の梁部材40,40が接続される接続部が設けられている。外殻鋼管10の内部において接続部に対応する位置には、外殻鋼管10の内部を上下に仕切る水平補剛鋼材50(ダイヤフラム)が設けられている。本実施形態では、二枚の水平補剛鋼材50,50が上下方向に間隔を空けて配置されている。
水平補剛鋼材50の中心部には、図2(b)に示すように、円形の挿通孔51が形成されている。挿通孔51は、内部鋼管20が上下方向に挿通される開口部である。
挿通孔51の内径は、内部鋼管20の外径よりも大きく形成されている。したがって、挿通孔51に内部鋼管20を挿通した状態では、挿通孔51の内周縁部と、内部鋼管20の外周面との間には、コンクリート30が外殻鋼管10内に充填されていく際に、コンクリート30が流れていく空間部分(隙間)が形成される。また、水平補剛鋼材50には、四つの空気孔52が四隅に形成されている。
The outer shell steel pipe 10 is a square cylindrical steel pipe having a square axial cross section (see FIG. 2A). The outer shell steel pipe 10 constitutes the outer peripheral wall of the concrete-filled double steel pipe column 1. The outer shell steel pipe 10 is vertically erected on the base surface 2 such as a ground surface or a floor surface.
At a predetermined height of the outer shell steel pipe 10, a connection portion to which two beam members 40, 40 are connected is provided. A horizontal stiffening steel 50 (diaphragm) for dividing the inside of the outer shell steel pipe 10 into upper and lower portions is provided at a position corresponding to the connection portion inside the outer shell steel pipe 10. In the present embodiment, two horizontal stiffening steels 50, 50 are arranged at an interval in the vertical direction.
As shown in FIG. 2 (b), a circular insertion hole 51 is formed at the center of the horizontal stiffening steel 50. The insertion hole 51 is an opening through which the inner steel pipe 20 is inserted in the vertical direction.
The inner diameter of the insertion hole 51 is formed larger than the outer diameter of the inner steel pipe 20. Therefore, when the concrete 30 is filled in the outer shell steel pipe 10 between the inner peripheral edge of the insertion hole 51 and the outer peripheral surface of the inner steel pipe 20 in a state where the inner steel pipe 20 is inserted into the insertion hole 51 In addition, a space portion (gap) in which the concrete 30 flows is formed. Further, in the horizontal stiffening steel 50, four air holes 52 are formed at the four corners.
内部鋼管20は、図1に示すように、上下方向に延びている円筒状の鋼管である(図3参照)。内部鋼管20は、外殻鋼管10内に位置固定用鉄筋61、72、81を介して仮固定されている。
内部鋼管20は、コンクリート30を外殻鋼管10内に打設するための供給管である。また、内部鋼管20は、コンクリート30が外殻鋼管10内に充填された後は、外殻鋼管10内のコンクリート30内に残置される。
内部鋼管20は、上下二本のスパイラルダクト21,22を連結したものである。
スパイラルダクト21,22は、図3に示すように、長尺鋼板(帯状の板)を螺旋状に巻回した周壁を有している。スパイラルダクト21,22の外周面には、上下に配置された長尺鋼板の上下の縁同士が連続して重なった凹凸状のリブ24が形成されている。
第1のスパイラルダクト21の上端部と、第2のスパイラルダクト22の下端部とは、円筒状の連結管25に内嵌されることで連結されている。このように、連結管25を用いることで、上下のスパイラルダクト21,22を縮径することなく連結することができ、両スパイラルダクト21,22の内径を一定の大きさに形成することができる。
また、連結管25は、水平補剛鋼材50の上方に配置され、第1のスパイラルダクト21と第2のスパイラルダクト22の連結部分、または第2のスパイラルダクト22,22同士の連結部分に用いられる。連結管25の内径は、双方のスパイラルダクト21,22の外径より大きく、スパイラルダクト21,22の内径を縮小させないように、ビスや締め付け金具等で接続されている。
The internal steel pipe 20 is a cylindrical steel pipe extending in the vertical direction as shown in FIG. 1 (see FIG. 3). The inner steel pipe 20 is temporarily fixed in the outer shell steel pipe 10 via position fixing rebars 61, 72, 81.
The inner steel pipe 20 is a supply pipe for placing the concrete 30 in the outer steel pipe 10. The inner steel pipe 20 is left behind in the concrete 30 in the outer steel pipe 10 after the concrete 30 is filled in the outer steel pipe 10.
The inner steel pipe 20 is formed by connecting upper and lower two spiral ducts 21 and 22.
As shown in FIG. 3, the spiral ducts 21 and 22 have a peripheral wall formed by spirally winding a long steel plate (strip-like plate). The outer peripheral surface of the spiral ducts 21 and 22 is formed with an uneven rib 24 in which the upper and lower edges of the long steel plates arranged vertically are continuously overlapped.
The upper end portion of the first spiral duct 21 and the lower end portion of the second spiral duct 22 are connected by being fitted to the cylindrical connecting pipe 25. Thus, by using the connecting pipe 25, the upper and lower spiral ducts 21 and 22 can be connected without reducing the diameter, and the inner diameters of both the spiral ducts 21 and 22 can be formed to a certain size. .
Further, the connection pipe 25 is disposed above the horizontal stiffening steel 50 and is used for a connection portion of the first spiral duct 21 and the second spiral duct 22 or a connection portion of the second spiral ducts 22 and 22. Be The inner diameter of the connecting pipe 25 is larger than the outer diameter of both the spiral ducts 21 and 22, and they are connected by screws or clamps so as not to reduce the inner diameter of the spiral ducts 21 and 22.
第1のスパイラルダクト21の外周面の下端部には、上下方向に延びている二つの第1の開口部26,26が形成されている。第1の開口部26は、図1に示すように、側面視で長方形に形成されている。第1の開口部26は、下側のスパイラルダクト21の周壁部を貫通している(図2(c)参照)。
第1の開口部26内のリブ24は切断されておらず、第1の開口部26の両側縁部にリブ24が架け渡されている。このように、第1の開口部26内にリブ24を残すことで、第1のスパイラルダクト21の下端部の強度を十分に確保することができる。
二つの第1の開口部26,26は、図2(c)に示すように、第1のスパイラルダクト21の中心軸を挟んで対峙している。
なお、本実施形態の第1の開口部26は、図1に示すように、第1のスパイラルダクト21の下縁部よりも上方に形成されているが、第1の開口部26を第1のスパイラルダクト21の下縁部に達するように形成してもよい。
At the lower end of the outer peripheral surface of the first spiral duct 21, two first openings 26, 26 extending in the vertical direction are formed. The first opening 26 is formed in a rectangular shape in a side view, as shown in FIG. The first opening 26 passes through the peripheral wall of the lower spiral duct 21 (see FIG. 2C).
The ribs 24 in the first opening 26 are not cut, and the ribs 24 are bridged on both side edges of the first opening 26. Thus, by leaving the rib 24 in the first opening 26, the strength of the lower end portion of the first spiral duct 21 can be sufficiently secured.
The two first openings 26, 26 face each other across the central axis of the first spiral duct 21, as shown in FIG. 2 (c).
Although the first opening 26 of the present embodiment is formed above the lower edge of the first spiral duct 21 as shown in FIG. 1, the first opening 26 is not limited to the first. It may be formed to reach the lower edge of the spiral duct 21 of FIG.
第1のスパイラルダクト21の外周面において、両第1の開口部26,26よりも上方の位置には、四つの第2の開口部27が形成されている。また、第2のスパイラルダクト22の外周面には、一つの第2の開口部27が形成されている。第2の開口部27は、スパイラルダクト21,22の周壁部を貫通している(図2(a)および(b)参照)。
複数の第2の開口部27は、スパイラルダクト21,22の周壁部の螺旋方向に沿って、螺旋状に間隔を空けて配置されている(図4参照)。すなわち、スパイラルダクト21,22には、複数の第2の開口部27が螺旋状に並設されている。
複数の第2の開口部27は、上下方向に間隔を空けて配置されており、図3に示すように、スパイラルダクト21,22の外周面の一方側および他方側に交互に配置(千鳥配列)されている(図5参照)。すなわち、上下に並ぶ第2の開口部27,27のうち、上側の第2の開口部27は下側の第2の開口部27に対して斜め上方に形成されている。
第2の開口部27は、スパイラルダクト21,22の外周面に形成されたリブ24の上下の間に形成されている。すなわち、第2の開口部27の上縁部および下縁部はリブ24によって形成されている。したがって、第2の開口部27の上縁部および下縁部は、リブ24の傾斜に沿って形成されている。これにより、第2の開口部27は、内部鋼管20の軸方向に対して斜めに延びている。第1の開口部26および第2の開口部27は、スパイラルダクト21,22の突起部(リブ24)を残した矩形孔または楕円形孔とする。
本実施形態の内部鋼管20では、スパイラルダクト21,22のリブ24が連続しているため、スパイラルダクト21,22の外周面に第1の開口部26や第2の開口部27を形成しても、スパイラルダクト21,22の強度を十分に確保することができる。
最下端部の第1の開口部26は、他の第2の開口部27よりも大開口の長孔に形成されている。第1の開口部26を大口径とすることで、コンクリート充填二重鋼管柱1の柱脚部分に、短い時間で根固めコンクリート部を形成させて、内部鋼管20の位置を固定させることができる。
Four second openings 27 are formed on the outer peripheral surface of the first spiral duct 21 at positions above the first openings 26 and 26. In addition, one second opening 27 is formed in the outer peripheral surface of the second spiral duct 22. The second opening 27 penetrates the peripheral wall of the spiral ducts 21 and 22 (see FIGS. 2A and 2B).
The plurality of second openings 27 are helically spaced along the spiral direction of the peripheral wall of the spiral ducts 21 and 22 (see FIG. 4). That is, a plurality of second openings 27 are spirally arranged in parallel in the spiral ducts 21 and 22.
The plurality of second openings 27 are spaced apart in the vertical direction, and are alternately arranged on one side and the other side of the outer peripheral surface of the spiral ducts 21 and 22 as shown in FIG. ) (See FIG. 5). That is, of the second openings 27 and 27 arranged vertically, the upper second opening 27 is formed obliquely upward with respect to the lower second opening 27.
The second opening 27 is formed between the upper and lower sides of the rib 24 formed on the outer peripheral surface of the spiral ducts 21 and 22. That is, the upper and lower edges of the second opening 27 are formed by the ribs 24. Thus, the upper and lower edges of the second opening 27 are formed along the slope of the rib 24. Thus, the second opening 27 extends obliquely with respect to the axial direction of the inner steel pipe 20. The first opening 26 and the second opening 27 are rectangular holes or elliptical holes in which the projections (ribs 24) of the spiral ducts 21 and 22 are left.
In the inner steel pipe 20 of the present embodiment, since the ribs 24 of the spiral ducts 21 and 22 are continuous, the first opening 26 and the second opening 27 are formed in the outer peripheral surface of the spiral ducts 21 and 22. Also, the strength of the spiral ducts 21 and 22 can be sufficiently ensured.
The first opening 26 at the lowermost end is formed in a long hole that is larger than the other second openings 27. By setting the first opening 26 to a large diameter, it is possible to form a rooted concrete portion in a short time in the column base portion of the concrete-filled double steel pipe column 1 and fix the position of the inner steel pipe 20 .
図1に示すように、外殻鋼管10内に内部鋼管20を固定した状態では、第1のスパイラルダクト21の四つの第2の開口部27のうち、最上段の第2の開口部27が上側の水平補剛鋼材50を上下方向に跨ぐとともに、上から二番目の第2の開口部27が下側の水平補剛鋼材50を上下方向に跨ぐように構成されている(図5参照)。すなわち、少なくとも一つの第2の開口部27が水平補剛鋼材50に対向した箇所に配置され、水平補剛鋼材50の上側および下側に開口している。 As shown in FIG. 1, in the state where the inner steel pipe 20 is fixed in the outer shell steel pipe 10, the uppermost second opening 27 of the four second openings 27 of the first spiral duct 21 is The upper horizontal stiffening steel 50 is straddled in the vertical direction, and the second second opening 27 from the top is configured to straddle the lower horizontal stiffening steel 50 in the vertical direction (see FIG. 5). . That is, at least one second opening 27 is disposed at a position opposed to the horizontal stiffening steel 50, and opens at the upper side and the lower side of the horizontal stiffening steel 50.
第1のスパイラルダクト21の下端部には、最下端部の位置固定用鉄筋60が設けられている。最下端部の位置固定用鉄筋60は、内部鋼管20を基部面2に対して垂直に配置するための部材である。最下端部の位置固定用鉄筋60は、図2(c)に示すように、四本の水平鉄筋61を格子状に組み合わせた枠体であり、第1のスパイラルダクト21の外周面を囲んでいる(図3参照)。
最下端部の位置固定用鉄筋60の各水平鉄筋61は、第1のスパイラルダクト21の軸方向に対して垂直に配置されている(図1参照)。最下端部の位置固定用鉄筋60の各水平鉄筋61は、第1のスパイラルダクト21の外周面に接合されている。また、最下端部の位置固定用鉄筋60は、図1に示すように、水平補剛鋼材50の挿通孔51を通過可能な大きさに形成されている。
そして、最下端部の位置固定用鉄筋60が基部面2上に載置されることで、内部鋼管20が基部面2に対して垂直に配置される。
また、最下端部の位置固定用鉄筋60の上部には、第1のスパイラルダクト21を囲むリング鉄筋と、四本の斜め鉄筋とからなるガイド鉄筋62が設けられている。このガイド鉄筋62は、第1のスパイラルダクト21を外殻鋼管10内の中心部に配置するための部材である。
At the lower end portion of the first spiral duct 21, a position fixing reinforcing bar 60 at the lowermost end portion is provided. The position fixing rebar 60 at the lowermost end is a member for arranging the inner steel pipe 20 perpendicularly to the base surface 2. The position fixing rebar 60 at the lowermost end portion is a frame body in which four horizontal rebars 61 are combined in a grid shape, as shown in FIG. 2C, and surrounds the outer peripheral surface of the first spiral duct 21. (See Figure 3).
Each horizontal reinforcing bar 61 of the position fixing rebar 60 at the lowermost end portion is disposed perpendicularly to the axial direction of the first spiral duct 21 (see FIG. 1). Each horizontal reinforcing bar 61 of the position fixing rebar 60 at the lowermost end is joined to the outer peripheral surface of the first spiral duct 21. Further, as shown in FIG. 1, the position fixing rebar 60 at the lowermost end portion is formed in a size that can pass through the insertion hole 51 of the horizontal stiffening steel 50.
Then, the position fixing rebar 60 at the lowermost end is placed on the base surface 2 so that the inner steel pipe 20 is disposed perpendicularly to the base surface 2.
Further, a guide reinforcing bar 62 composed of a ring reinforcing bar surrounding the first spiral duct 21 and four diagonal reinforcing bars is provided above the position fixing reinforcing bar 60 at the lowermost end. The guide rebar 62 is a member for arranging the first spiral duct 21 at the center of the outer shell steel pipe 10.
第1のスパイラルダクト21の高さ方向の略中間部には、図1に示すように、中間部の位置固定用鉄筋70が設けられている。中間部の位置固定用鉄筋70は、内部鋼管20の上下方向の位置を定めるための部材である。中間部の位置固定用鉄筋70は、図2(b)に示すように、四本の水平鉄筋71を格子状に組み合わせた枠体であり、第1のスパイラルダクト21の外周面を囲んでいる(図3参照)。
中間部の位置固定用鉄筋70の各水平鉄筋71は、第1のスパイラルダクト21の軸方向に対して垂直に配置されている。中間部の位置固定用鉄筋70の各水平鉄筋71は、第1のスパイラルダクト21の外周面に接合されている。
そして、図1に示すように、中間部の位置固定用鉄筋70が上段の水平補剛鋼材50の上面に載置されることで、内部鋼管20の上下方向の位置が定まる。
また、中間部の位置固定用鉄筋70の上部には、第1のスパイラルダクト21を囲むリング鉄筋と、四本の斜め鉄筋とからなるガイド鉄筋72が設けられている。このガイド鉄筋72は、第1のスパイラルダクト21を外殻鋼管10内の中心部に配置するための部材である。具体的には、ガイド鉄筋72の下端側は、上側の第2のスパイラルダクト22の外周面に接合され、ガイド鉄筋72の上端側は、外殻鋼管10の内周面の四隅にそれぞれ当接させて、スパイラルダクト21,22(内部鋼管10)の位置を固定させることが好ましい。
As shown in FIG. 1, a reinforcing bar 70 for fixing the position of the middle portion is provided at a substantially middle portion in the height direction of the first spiral duct 21. The position fixing rebar 70 at the middle part is a member for determining the position of the inner steel pipe 20 in the vertical direction. The position fixing rebar 70 in the middle part is a frame body in which four horizontal rebars 71 are combined in a grid shape, as shown in FIG. 2 (b), and surrounds the outer peripheral surface of the first spiral duct 21. (See Figure 3).
Each horizontal reinforcing bar 71 of the intermediate position fixing bar 70 is disposed perpendicularly to the axial direction of the first spiral duct 21. Each horizontal reinforcing bar 71 of the intermediate position fixing bar 70 is joined to the outer peripheral surface of the first spiral duct 21.
Then, as shown in FIG. 1, the position fixing rebar 70 of the middle portion is placed on the upper surface of the upper horizontal stiffening steel member 50, whereby the position of the inner steel pipe 20 in the vertical direction is determined.
Further, a guide reinforcing bar 72 including a ring reinforcing bar surrounding the first spiral duct 21 and four diagonal reinforcing bars is provided on the upper portion of the position fixing reinforcing bar 70 in the middle portion. The guide reinforcing bar 72 is a member for arranging the first spiral duct 21 at the center of the outer shell steel pipe 10. Specifically, the lower end side of the guide reinforcing bar 72 is joined to the outer peripheral surface of the upper second spiral duct 22, and the upper end side of the guide reinforcing bar 72 is in contact with the four corners of the inner peripheral surface of the outer shell steel pipe 10 respectively. Preferably, the positions of the spiral ducts 21 and 22 (inner steel pipe 10) are fixed.
第2のスパイラルダクト22の上端部には、最上端部の位置固定用鉄筋80が設けられている。最上端部の位置固定用鉄筋80は、内部鋼管20を外殻鋼管10内の中心部に位置決めするための部材である。最上端部の位置固定用鉄筋80は、図2(a)に示すように、同じ長さの四本の斜め鉄筋81によって構成されている(図3参照)。
最上端部の位置固定用鉄筋80の各斜め鉄筋81の内端部は、上側の第2のスパイラルダクト22の外周面に接合され、最上端部の位置固定用鉄筋80の各斜め鉄筋81の外端部は、外殻鋼管10の内周面の四隅にそれぞれ当接させて、スパイラルダクト21,22(内部鋼管10)の位置を固定している。
そして、図1に示すように、最上端部の位置固定用鉄筋80の各斜め鉄筋81が、上側のスパイラルダクト22の外周面と、外殻鋼管10の内周面の四隅との間に介設されることで、上側のスパイラルダクト22が外殻鋼管10内の中心部に位置固定される。また、中間部のガイド鉄筋72と最上端部の位置固定用鉄筋80の其々の上端側を共に、外殻鋼管10の内周面の四隅にそれぞれ当接させれば、外殻鋼管内に配置されるスパイラルダクト21,22(内部鋼管10)の位置を中間部と最上端部の異なる高さ位置にて強固に固定させることができる。
At the upper end of the second spiral duct 22, a position fixing rebar 80 at the top end is provided. The position fixing rebar 80 at the top end is a member for positioning the inner steel pipe 20 at the center of the outer shell steel pipe 10. The position fixing rebar 80 at the top end portion is constituted by four diagonal rebars 81 having the same length as shown in FIG. 2A (see FIG. 3).
The inner end of each diagonal rebar 81 of the top end position fixing rebar 80 is joined to the outer peripheral surface of the upper second spiral duct 22, and each of the diagonal rebar 81 of the top end position fixing rebar 80. The outer end portions are respectively brought into contact with the four corners of the inner peripheral surface of the outer shell steel pipe 10 to fix the positions of the spiral ducts 21 and 22 (inner steel pipe 10).
Then, as shown in FIG. 1, each diagonal rebar 81 of the position fixing rebar 80 at the top end is interposed between the outer peripheral surface of the upper spiral duct 22 and the four corners of the inner peripheral surface of the outer shell steel pipe 10. By being provided, the upper spiral duct 22 is fixed in position at the center of the outer shell steel pipe 10. In addition, if both upper ends of the guide rebar 72 in the middle part and the rebar 80 for fixing the position of the uppermost end are brought into contact with the four corners of the inner peripheral surface of the outer shell steel pipe 10 respectively, The positions of the spiral ducts 21 and 22 (inner steel pipe 10) to be arranged can be firmly fixed at different height positions of the middle portion and the top end.
本実施形態のコンクリート充填二重鋼管柱1では、内部鋼管20を用いて外殻鋼管10内にコンクリート30が打設されている。すなわち、内部鋼管20の外周面と外殻鋼管10の内周面との間にコンクリート30が打設されている。また、内部鋼管20内にもコンクリート30が打設されている(図2(a)参照)。コンクリート30は、外殻鋼管10の上端縁部よりも下げた位置(例えば、300mm以上)まで打設されている。本実施形態では、最上端部の位置固定用鉄筋80の下端部までコンクリート30が打設されている。また、内部鋼管20の上端縁部の高さは、コンクリート30の上端面の高さに合わせて設定されている。すなわち、内部鋼管20の上端縁部の位置は、外殻鋼管10の上端縁部よりも下げた位置であり、最上端部の位置固定用鉄筋80の下端部と同じ高さである。 In the concrete-filled double steel pipe column 1 of the present embodiment, concrete 30 is cast in the outer shell steel pipe 10 using the inner steel pipe 20. That is, the concrete 30 is cast between the outer peripheral surface of the inner steel pipe 20 and the inner peripheral surface of the outer shell steel pipe 10. Further, concrete 30 is also cast in the inner steel pipe 20 (see FIG. 2 (a)). Concrete 30 is cast to a position (for example, 300 mm or more) lower than the upper end edge of outer shell steel pipe 10. In the present embodiment, the concrete 30 is cast to the lower end of the position fixing rebar 80 at the uppermost end. Further, the height of the upper end edge portion of the inner steel pipe 20 is set in accordance with the height of the upper end surface of the concrete 30. That is, the position of the upper end edge of the inner steel pipe 20 is a position lower than the upper end edge of the outer shell steel pipe 10, and has the same height as the lower end of the position fixing rebar 80 at the uppermost end.
次に、前記したコンクリート充填二重鋼管柱1の構築方法について説明する。
図5に示すように、外殻鋼管10を基部面2に対して垂直に立設する。続いて、外殻鋼管10の上端開口部から外殻鋼管10内に内部鋼管20を挿入する。
なお、内部鋼管20には、最下端部の位置固定用鉄筋60、中間部の位置固定用鉄筋70および最上端部の位置固定用鉄筋80が予め接合されている。最下端部の位置固定用鉄筋60は、内部鋼管20に予め接合した状態で、外殻鋼管10内の柱脚部の略中央位置に配置する。
内部鋼管20の下端部を基部面2に当接させ、内部鋼管20全体を外殻鋼管10内に設置させる。
最下端部の位置固定用鉄筋60を基部面2に当接させると、内部鋼管20は、基部面2に対して垂直に配置される。また、中間部の位置固定用鉄筋70を上側の水平補剛鋼材50の上面に当接させると、内部鋼管20が上下方向に位置決めされる。さらに、最上端部の位置固定用鉄筋80を外殻鋼管10の内周面の四隅に当接させると、内部鋼管20が外殻鋼管10内の略中心部に位置が固定される。
Next, a method of constructing the above-described concrete-filled double steel pipe column 1 will be described.
As shown in FIG. 5, the outer shell steel pipe 10 is erected perpendicularly to the base surface 2. Subsequently, the inner steel pipe 20 is inserted into the outer steel pipe 10 from the upper end opening of the outer steel pipe 10.
In the inner steel pipe 20, the position fixing rebar 60 at the lowermost end, the position fixing rebar 70 at the middle portion, and the position fixing rebar 80 at the top end are joined in advance. The position fixing rebar 60 at the lowermost end portion is disposed at a substantially central position of the column base portion in the outer shell steel pipe 10 in a state of being joined to the inner steel pipe 20 in advance.
The lower end portion of the inner steel pipe 20 is brought into contact with the base surface 2, and the entire inner steel pipe 20 is installed in the outer shell steel pipe 10.
When the position fixing rebar 60 at the lowermost end is brought into contact with the base surface 2, the inner steel pipe 20 is disposed perpendicularly to the base surface 2. Further, when the position fixing rebar 70 at the middle portion is brought into contact with the upper surface of the upper horizontal stiffening steel 50, the inner steel pipe 20 is positioned in the vertical direction. Further, when the position fixing rebar 80 at the uppermost end is brought into contact with the four corners of the inner peripheral surface of the outer shell steel pipe 10, the position of the inner steel pipe 20 is fixed substantially at the center of the outer shell steel pipe 10.
内部鋼管20を外殻鋼管10内に仮固定した後に、外殻鋼管10の上方にホッパー4を配置する。ホッパー4に、一旦、フレッシュコンクリート(生コンクリート)を投入した後、ホッパー4の排出口4aから内部鋼管20内にコンクリート30を落下させる。
なお、柔軟な樹脂製(ポリ塩化ビニル製)の供給ホース4bをホッパー4の排出口4aに接続し、供給ホース4bの先端部から内部鋼管20内にコンクリート30を落下させている。これにより、フレッシュコンクリートが落下する距離を小さくすることができるため、内部鋼管20内でフレッシュコンクリートの材料が分離するのを防ぐことができる。
After temporarily fixing the inner steel pipe 20 in the outer shell steel pipe 10, the hopper 4 is disposed above the outer shell steel pipe 10. Once fresh concrete (fresh concrete) is introduced into the hopper 4, the concrete 30 is dropped into the internal steel pipe 20 from the outlet 4 a of the hopper 4.
A flexible resin (polyvinyl chloride) supply hose 4b is connected to the outlet 4a of the hopper 4, and the concrete 30 is dropped from the tip of the supply hose 4b into the inner steel pipe 20. Thereby, since the distance which fresh concrete falls can be made small, it can prevent that the material of fresh concrete separates within internal steel pipe 20.
内部鋼管20内に供給されたコンクリート30は、内部鋼管20の両第1の開口部26,26から外殻鋼管10内の放射状に充填される。さらに、順次に上方の第2の開口部27から外殻鋼管10内にコンクリート30が流れ出ていき、内部鋼管20内および外殻鋼管10内にコンクリート30が充填される。
コンクリート30が上下の水平補剛鋼材50,50に達すると、両水平補剛鋼材50,50の取り付け高さ位置において、外殻鋼管10の外周面にバイブレータなどの振動装置によって外部振動を与える。これにより、コンクリート30内の空気を水平補剛鋼材50の上面または下面に沿って空気孔付近まで移動させて、空気孔から排出させる。
そして、最上端部の位置固定用鉄筋80の下端部まで外殻鋼管10の内部にコンクリート30を充填し、コンクリート30を硬化させる。このようにして、コンクリート充填二重鋼管柱1を構築する。
外殻鋼管10にコンクリート30を打設した後は、外殻鋼管10の上部に最上端部の位置固定用鉄筋80が露出しているため、他の内部鋼管20を継ぎ足すときには、次の内部鋼管20は、最上端部の位置固定用鉄筋80の中央部を通過し、外殻鋼管10の中央部に配置される。このように、最上端部の位置固定用鉄筋80内部鋼管20のガイド部材の役割を果たしている。
The concrete 30 supplied into the inner steel pipe 20 is radially filled from the first openings 26, 26 of the inner steel pipe 20 in the outer shell steel pipe 10. Furthermore, concrete 30 flows out from the upper second opening 27 into the outer shell steel pipe 10 sequentially, and the concrete 30 is filled in the inner steel pipe 20 and the outer shell steel pipe 10.
When the concrete 30 reaches the upper and lower horizontal stiffening steels 50, 50, the outer circumferential surface of the outer shell steel pipe 10 is externally vibrated by a vibrator such as a vibrator at the mounting height position of both horizontal stiffening steels 50, 50. Thereby, the air in the concrete 30 is moved along the upper surface or the lower surface of the horizontal stiffening steel 50 to the vicinity of the air hole, and is discharged from the air hole.
Then, the inside of the outer shell steel pipe 10 is filled with concrete 30 up to the lower end of the position fixing rebar 80 at the uppermost end, and the concrete 30 is hardened. Thus, a concrete-filled double steel pipe column 1 is constructed.
After concrete 30 is cast in outer shell steel pipe 10, reinforcing bar 80 for fixing the position of the uppermost end is exposed at the upper part of outer shell steel pipe 10, so when joining other inner steel pipes 20, The steel pipe 20 passes through the center of the position fixing rebar 80 at the top end and is disposed at the center of the outer shell steel pipe 10. Thus, it plays the role of a guide member of the rebar 80 internal steel pipe 20 for position fixing of the uppermost end.
以上のようなコンクリート充填二重鋼管柱1では、図1に示すように、内部鋼管20の第2の開口部27が水平補剛鋼材50を上下方向に跨ぐように構成されている。また、外殻鋼管10内にコンクリート30を充填するときに、水平補剛鋼材50に対応する位置で外殻鋼管10に外部振動を与えている。
そして、コンクリート充填二重鋼管柱1では、外殻鋼管10内にコンクリート30を充填したときに、コンクリート30内の空気が内部鋼管20を通じて上方に排出される。これにより、コンクリート充填二重鋼管柱1では、水平補剛鋼材50の上面側および下面側でコンクリート30に空気溜まりが生じるのを抑制することができるため、外殻鋼管10内にコンクリートを密実に打設することができる。
また、コンクリート充填二重鋼管柱1では、外殻鋼管10および内部鋼管20の二重鋼管による拘束効果により、強度と剛性が其々増加される。鋼管10,20およびコンクリート30各材料強度を足し合わせた単純累加強度を上回る高強度なコンクリート充填二重鋼管柱1を実現することができる。
また、コンクリート充填二重鋼管柱1では、内部鋼管20の外周面の下端部、中間部、および上端部に、其々径方向の位置固定用鉄筋60,70,80を設けたことで、外殻鋼管20内で内部鋼管10を偏らせることなく、密実にコンクリート30が充填されたコンクリート充填二重鋼管柱1を実現することができる。
In the concrete-filled double steel pipe column 1 as described above, as shown in FIG. 1, the second opening 27 of the inner steel pipe 20 is configured to straddle the horizontal stiffening steel 50 in the vertical direction. In addition, when concrete 30 is filled in the outer shell steel pipe 10, the outer shell steel pipe 10 is externally vibrated at a position corresponding to the horizontal stiffening steel 50.
Then, in the concrete filled double steel pipe column 1, when the outer shell steel pipe 10 is filled with the concrete 30, the air in the concrete 30 is discharged upward through the inner steel pipe 20. As a result, in the concrete-filled double steel pipe column 1, it is possible to suppress the occurrence of air accumulation in the concrete 30 on the upper surface side and the lower surface side of the horizontal stiffening steel 50, so It can be driven.
Further, in the concrete-filled double steel pipe column 1, strength and rigidity are often increased by the restraint effect of the outer steel pipe 10 and the inner steel pipe 20 by the double steel pipe. It is possible to realize a high-strength concrete-filled double steel pipe column 1 exceeding the simple cumulative strength in which the material strengths of the steel pipes 10 and 20 and concrete 30 are added.
Further, in the concrete-filled double steel pipe column 1, the reinforcing bars 60, 70, 80 for fixing the position in the radial direction are provided at the lower end, middle and upper end of the outer peripheral surface of the inner steel pipe 20, respectively. The concrete-filled double steel pipe column 1 in which the concrete 30 is densely filled can be realized without biasing the inner steel pipe 10 in the shell steel pipe 20.
コンクリート充填二重鋼管柱1では、外殻鋼管10内から内部鋼管20を引き抜く必要がなく、内部鋼管20内のコンクリート30の上面の高さ位置により、コンクリート30の充填量を把握することができるため、コンクリート30の充填作業を容易に管理することができる。
また、コンクリート充填二重鋼管柱1では、内部鋼管20を位置固定用鉄筋60,70,80によって、外殻鋼管10内に仮固定した状態で、内部鋼管20内にコンクリート30を充填することができるため、コンクリート30を充填するときの作業性を良くすることができる。
In the concrete-filled double steel pipe column 1, it is not necessary to pull out the inner steel pipe 20 from the inside of the outer shell steel pipe 10, and the filling amount of the concrete 30 can be grasped by the height position of the upper surface of the concrete 30 in the inner steel pipe 20. Therefore, the filling operation of the concrete 30 can be easily managed.
Further, in the concrete-filled double steel pipe column 1, filling the concrete 30 in the inner steel pipe 20 in a state where the inner steel pipe 20 is temporarily fixed in the outer steel pipe 10 by the position fixing rebars 60, 70, 80 Since it can be done, the workability at the time of filling the concrete 30 can be improved.
[性能確認実験]
次に、本発明の効果を確認する目的で、実建物の1階〜3階分までの縮小コンクリート充填二重鋼管柱モデルを対象に、内部鋼管を用いたコンクリートの充填性試験を実施した。以下、試験方法と、コンクリートの充填結果について述べる。
試験方法は、先ず、図6に示すように、開口部26,27を設けた内部鋼管20を用いて外殻鋼管10内にコンクリートを充填させた。コンクリートが硬化した後に、コンクリート充填二重鋼管柱1の複数個所を水平方向に切断し、その水平切断面を画像処理して、コンクリート充填二重鋼管柱1のコンクリート中に存在する空気溜まり(気泡部)を計測し、コンクリートの充填性能を確認した。
[Performance confirmation experiment]
Next, for the purpose of confirming the effect of the present invention, a concrete filling test of concrete using internal steel pipes was performed on a reduced concrete-filled double steel pipe column model for the first floor to the third floor of a real building. The test method and the result of filling concrete will be described below.
In the test method, first, as shown in FIG. 6, concrete was filled in the outer shell steel pipe 10 using the inner steel pipe 20 provided with the openings 26 and 27. After the concrete hardens, multiple locations of the concrete-filled double steel pipe column 1 are cut in the horizontal direction, and the horizontal cut surface is subjected to image processing, and the air pool (air bubbles present in the concrete of the concrete-filled double steel pipe column 1 Section) was measured to confirm the filling performance of the concrete.
実験試験体の外殻鋼管10は、図6に示すように、レベル調整モルタル3の上面に立設されている。外殻鋼管10は、周壁の一辺が418mm、周壁の厚さが12mm、高さは5990mmの角筒状の鋼管である。
外殻鋼管10内には、実建物のコンクリート充填二重鋼管柱に設けられるダイヤフラムを模擬して三枚の水平補剛鋼材50A〜50Cを設置した。各水平補剛鋼材50A〜50Cの厚さは24mmである。各水平補剛鋼材50A〜50Cの中央部には、直径250mmの挿通孔51が形成されている。
最下段の水平補剛鋼材50Aは、レベル調整モルタル3の上面から上方に3160mm離れて配置されている。また、中段の水平補剛鋼材50Bは、最下段の水平補剛鋼材50Aの上面から上方に176mm離れて配置されている。また、最上段の水平補剛鋼材50Cは、中段の水平補剛鋼材50Bの上面から上方に652mm離れて配置されている。
As shown in FIG. 6, the outer shell steel pipe 10 of the test specimen is provided upright on the upper surface of the level adjustment mortar 3. The outer shell steel pipe 10 is a square tubular steel pipe having a side wall of 418 mm on one side, a thickness of 12 mm on the side wall, and a height of 5990 mm.
In the outer shell steel pipe 10, three horizontal stiffening steels 50A to 50C were installed to simulate a diaphragm provided on a concrete-filled double steel pipe column of a real building. The thickness of each horizontal stiffening steel 50A to 50C is 24 mm. An insertion hole 51 having a diameter of 250 mm is formed at the center of each of the horizontal stiffening steels 50A to 50C.
The lowermost horizontal stiffening steel member 50 </ b> A is disposed at a distance of 3160 mm from the upper surface of the level adjustment mortar 3. The middle stage horizontal stiffening steel 50B is disposed 176 mm above the top surface of the lowermost horizontal stiffening steel 50A. In addition, the uppermost horizontal stiffening steel 50C is disposed 652 mm above the top surface of the middle horizontal stiffening steel 50B.
実験試験体の内部鋼管20は、三本のスパイラルダクト21,22,23を連結したものである。内部鋼管20は、直径が115mmで高さが5690mmの円筒状の鋼管である。
内部鋼管20の下端部には、高さが690mm、幅が115mmの第1の開口部26が形成されている。また、内部鋼管20には、複数の第2の開口部27が螺旋状に所定間隔おきに形成されている。第2の開口部27は、高さが135mm、幅が115mmに形成されている。実験試験体の内部鋼管20では、10個の第2の開口部27が上下方向に間隔を空けて千鳥状に配置されている。
また、各第2の開口部27のうち三つの第2の開口部27は、各水平補剛鋼材50A〜50Cをそれぞれ上下方向に跨いでいる。
The inner steel pipe 20 of the experimental test body is obtained by connecting three spiral ducts 21, 22, 23. The inner steel pipe 20 is a cylindrical steel pipe having a diameter of 115 mm and a height of 5690 mm.
At the lower end of the inner steel pipe 20, a first opening 26 having a height of 690 mm and a width of 115 mm is formed. Further, in the inner steel pipe 20, a plurality of second openings 27 are formed spirally at predetermined intervals. The second opening 27 is formed to have a height of 135 mm and a width of 115 mm. In the inner steel pipe 20 of the experimental test body, ten second openings 27 are arranged in a staggered manner at intervals in the vertical direction.
Further, three second openings 27 of the second openings 27 respectively extend over the horizontal stiffening steels 50A to 50C in the vertical direction.
本実験では、スランプフロー60cmの高流動コンクリートを、内部鋼管20を通じて外殻鋼管10内に充填している。また、各水平補剛鋼材50A〜50Cの取り付け高さ位置において、外殻鋼管10の外周面にバイブレータなどの振動発生装置によって振動付与している。
このようにして、外殻鋼管10内および内部鋼管20内にコンクリートを打設する。コンクリートが硬化した後に、各水平補剛鋼材50A〜50Cの下面の近傍でコンクリート充填二重鋼管柱1を水平に切断する。
そして、コンクリートの切断面をカメラで撮影し、その画像をコンピュータによって画像処理することで、コンクリートの充填率を算出した。
図7に、縮小コンクリート充填二重鋼管柱モデルを用いたコンクリートの充填性試験における中段の水平補剛鋼材50Bを挟んだコンクリート充填二重鋼管柱1の水平切断面での気泡部の計測結果を示す。
図7(a)は水平補剛鋼材50Bの上端面位置で、図7(b)は水平補剛鋼材50Bの下端面位置である。図中の網掛け部分は気泡部を示しており、略中央付近の二重円形輪郭部において、内側円形輪郭部は内部鋼管20の切断位置を示し、外側円形輪郭部は水平補剛鋼材50Bの内部側に相当し、挿通孔の位置である。
図7(a)および図7(b)の計測結果からは、気泡部は特定の位置に集中的に形成されておらず、水平補剛鋼材50Bを挟んだ柱コンクリート部に形成される気泡部は柱の水平断面積当り、平均値で1.4%である。また、下段側の水平補剛鋼材50Aと、上段側の水平補剛鋼材50Cを挟んだ気泡部の平均は、1.1%と0.5%である。
試験結果によると、本発明の内部鋼管20を使用したコンクリート充填方法では、水平補剛鋼材50A〜50Bの上面および下面の特定の位置に、大きな気泡部が形成されることはなく、コンクリートが密実に充填されることを確認することができた。
In this experiment, high fluidity concrete with slump flow of 60 cm is filled in the outer shell steel pipe 10 through the inner steel pipe 20. Further, at the mounting height positions of the horizontal stiffening steels 50A to 50C, vibration is applied to the outer peripheral surface of the outer shell steel pipe 10 by a vibration generator such as a vibrator.
Thus, concrete is cast in the outer shell steel pipe 10 and in the inner steel pipe 20. After the concrete hardens, the concrete-filled double steel pipe column 1 is horizontally cut in the vicinity of the lower surface of each of the horizontal stiffening steels 50A to 50C.
Then, the cut surface of the concrete was photographed by a camera, and the image was subjected to image processing by a computer to calculate the filling rate of concrete.
FIG. 7 shows the measurement results of the bubble in the horizontal cut surface of the concrete-filled double steel pipe column 1 sandwiching the middle horizontal stiffening steel 50B in the filling test of concrete using the reduced concrete-filled double steel pipe column model Show.
FIG. 7 (a) shows the upper end surface position of the horizontal stiffening steel 50B, and FIG. 7 (b) shows the lower end surface position of the horizontal stiffening steel 50B. The hatched portion in the figure indicates a bubble portion, and in the double circular outline near the center, the inner circular outline indicates the cut position of the inner steel pipe 20, and the outer circular outline indicates the horizontal stiffening steel 50B. It corresponds to the inside and is the position of the insertion hole.
From the measurement results of FIG. 7 (a) and FIG. 7 (b), the bubble portion is not formed intensively at a specific position, and the bubble portion formed in the column concrete portion sandwiching the horizontal stiffening steel 50B. Is the average value of 1.4% per horizontal cross sectional area of the column. Moreover, the average of the bubble part which pinched | interposed the horizontal stiffening steel 50A of a lower side and the horizontal stiffening steel 50C of an upper side is 1.1% and 0.5%.
According to the test results, in the concrete filling method using the inner steel pipe 20 of the present invention, large air bubble portions are not formed at specific positions on the upper surface and the lower surface of the horizontal stiffening steels 50A to 50B, and the concrete is dense It was possible to confirm that it was actually filled.
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態のコンクリート充填二重鋼管柱1は、図1に示すように、角筒状の外殻鋼管10内に円筒状の内部鋼管20が配置されているが、外殻鋼管および内部鋼管の形状は限定されるものではない。
また、本実施形態のコンクリート充填二重鋼管柱1では、外殻鋼管10の所定の高さに梁部材40が接合されているが、梁部材40に連結される接合部材を外殻鋼管10に取り付けてもよい。
また、第2の開口部27の形状や数は限定されるものではなく、コンクリート30の充填量や流動に応じて適宜に設定される。
[Modification]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention can be suitably changed in the range which does not deviate from the meaning, without being limited to the said embodiment.
In the concrete-filled double steel pipe column 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the cylindrical inner steel pipe 20 is disposed in the rectangular cylindrical outer shell steel pipe 10, but in the outer shell steel pipe and the inner steel pipe The shape is not limited.
Further, in the concrete-filled double steel pipe column 1 of the present embodiment, the beam member 40 is joined to a predetermined height of the outer shell steel pipe 10, but the joint member connected to the beam member 40 is used as the outer shell steel pipe 10. You may attach it.
Further, the shape and the number of the second openings 27 are not limited, and are appropriately set in accordance with the filling amount and the flow of the concrete 30.
1 コンクリート充填二重鋼管柱 2 基部面
3 レベル調整モルタル 4 ホッパー
4a 排出口 4b 供給ホース
10 外殻鋼管 20 内部鋼管
21 第1のスパイラルダクト 22 第2のスパイラルダクト
24 リブ 25 連結管 26 第1の開口部
27 第2の開口部 30 コンクリート 40 梁部材
50 水平補剛鋼材 51 挿通孔 52 空気孔
60 内部鋼管の最下端部の位置固定用鉄筋
70 内部鋼管の中間部の位置固定用鉄筋
80 内部鋼管の最上端部の位置固定用鉄筋
61,71 水平鉄筋 81斜め鉄筋
Reference Signs List 1 concrete filled double steel pipe column 2 base surface 3 level adjustment mortar 4 hopper 4a outlet 4b supply hose 10 outer shell steel pipe 20 inner steel pipe 21 first spiral duct 22 second spiral duct 24 rib 25 connecting pipe 26 first Opening 27 Second opening 30 Concrete 40 Beam member 50 Horizontal stiffening steel 51 Insertion hole 52 Air hole 60 Rebar for fixing the lower end of the inner steel pipe 70 Rebar for fixing the middle part of the inner steel pipe 80 Internal steel pipe Retaining rebar 61, 71 horizontal rebar 81 diagonal rebar at the top end of the frame
Claims (4)
前記内部鋼管には、複数の開口部が外周面に高さ方向に螺旋状に配置されるとともに、
前記内部鋼管の外周面には、径方向の位置固定用部材が下端側および上端側、または下端側、中間部、上端側に設けられており、
前記コンクリートが前記開口部を通して、前記外殻鋼管および前記内部鋼管の内外に充填されていることを特徴とするコンクリート充填二重鋼管柱。 A concrete filled double steel pipe column filled with concrete, comprising an outer shell steel pipe and an inner steel pipe,
In the inner steel pipe, a plurality of openings are arranged in a spiral in the height direction on the outer peripheral surface, and
On the outer peripheral surface of the inner steel pipe, radial position fixing members are provided on the lower end side and the upper end side, or on the lower end side, the middle portion, and the upper end side,
A concrete-filled double steel pipe column, wherein the concrete is filled in the inside and the outside of the outer shell steel pipe and the inner steel pipe through the opening.
前記内部鋼管に設けられた前記開口部は、少なくとも前記水平補剛鋼板に対向した箇所に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のコンクリート充填二重鋼管柱。 The outer shell steel pipe includes a horizontal stiffening steel welded to the inner circumferential surface side, and the horizontal stiffening steel has an air hole,
The concrete-filled double steel pipe column according to claim 1 or 2, wherein the opening provided in the inner steel pipe is disposed at least at a location facing the horizontal stiffening steel plate.
前記外殻鋼管を基部上に立設し、
立設した前記外殻鋼管の内側に前記内部鋼管を挿入して配置し、
前記内部鋼管の上方にコンクリート受け用ホッパーを設置し、
フレッシュコンクリートを前記内部鋼管側から供給し、前記内部鋼管の開口部を通して、前記外殻鋼管内までコンクリートを充填することを特徴とするコンクリート充填二重鋼管柱の構築方法。 A method of constructing a concrete-filled double steel pipe column according to any one of claims 1 to 3, which is:
Standing the outer shell steel pipe on the base,
Inserting and arranging the inner steel pipe inside the erected outer shell steel pipe,
Install a concrete receiving hopper above the inner steel pipe,
A method of constructing a concrete-filled double steel pipe column, wherein fresh concrete is supplied from the inner steel pipe side, and concrete is filled into the outer shell steel pipe through the opening of the inner steel pipe.
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