JP2001090193A - 鉄骨コンクリート構造物及び鉄骨鉄筋コンクリート構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】表面に突起を有する鉄骨の最大配置間隔を明確
化することによって鉄骨の最大配置間隔を従来より広げ
鋼材量を低減することが可能な経済的な鉄骨コンクリー
ト構造体及び鉄骨鉄筋コンクリート構造体を提供する。 【解決手段】鉄骨コンクリート構造体１は、フランジ２
ｂの表面２ｃに突起を設けた長手方向に延びる複数のＨ
形鋼２と、Ｈ形鋼２の周囲に設けられたコンクリート３
とからなっている。Ｈ形鋼２は、Ｈ形鋼２の長手方向に
延びる中心線ＣＬの間隔ｄがフランジ２ｂの幅の１．１
５倍以上、６倍以下の範囲内に位置するように配置され
る。鉄骨鉄筋コンクリート構造物２１は、鉄骨コンクリ
ート構造物にＨ形鋼２２の長手方向と略平行に延びる主
筋２３を配置してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄骨コンクリート
構造物及び鉄骨鉄筋コンクリート構造物に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鉄骨コンクリート構造物及び鉄
骨鉄筋コンクリート構造物は、鉄筋コンクリート構造物
に比べて同一断面内に配置できる鋼材量が多いことか
ら、例えば、床版橋の桁高さを低く押さえることができ
るといったように、コンクリート構造物の断面積を小さ
くすることができるなどの利点がある。

【０００３】このため、従来より鉄骨コンクリート構造
物及び鉄骨鉄筋コンクリート構造物の施工が数多く行わ
れている。これら鉄骨及び鉄骨鉄筋コンクリート構造物
では、複数の鉄骨をコンクリート構造物内に配置する際
に、鉄骨の配置間隔を広げて鋼材量を低減したいという
要請がある。しかし、鉄骨の配置間隔を広げると、コン
クリートのひび割れが分散し難くなってひび割れ幅が拡
大し、構造物の耐久性が低下する。このため、従来にお
いては、例えば、一般のＨ形鋼を用いた「下路ＳＲＣ
桁」の床スラブ（鉄骨鉄筋コンクリート構造物）に配置
されるＨ形鋼の最大間隔は、「Ｈ形鋼の高さの４倍かつ
１００ｃｍまでとするのを標準とする」と規定されてい
る（（財）鉄道総合技術研究所：「鉄骨鉄筋コンクリー
ト構造物設計指針」、１９８７年）。

【０００４】一方、鉄骨コンクリート構造物におけるひ
び割れ幅の拡大を抑制する提案として、特開平９- ７８
７６２号公報に開示された鉄骨コンクリート構造物があ
る。この鉄骨コンクリート構造物は、プレキャスト型枠
と、このプレキャスト型枠の内側に設けた鉄骨と、プレ
キャスト型枠内に打設されたコンクリートとからなって
いる。そして、プレキャスト型枠はモルタル製であっ
て、スチールファイバー、ステンレスファイバー、アラ
ミド、ビニロン、炭素繊維、及びガラス繊維の群から選
択される一又は二以上の補強材が混入され、鉄骨には表
面に突起が形成されている。この鉄骨コンクリート構造
物にあっては、プレキャスト型枠に補強材を混入するこ
とにより、プレキャスト型枠の引張強度を増加させるこ
とができ、さらに表面に突起を形成した鉄骨を使用する
ことによりコンクリートと鉄骨の付着性及び一体性を向
上させて構造物のひび割れ幅の抑制を行うことができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の特開平９- ７８７６２号公報に開示された鉄骨コン
クリート構造体にあっては、前述のように、表面に突起
を形成した鉄骨を使用することによりコンクリートと鉄
骨の付着性及び一体性を向上させて構造物のひび割れ幅
の抑制を行うことができるものの、コンクリート構造体
内における鉄骨の配置、即ち、隣接する鉄骨の中心線の
間隔については明らかにされていない。このため、複数
の鉄骨をコンクリート構造物内に配置する際に、鉄骨の
配置間隔を広げて（Ｈ形鋼の最大間隔をＨ形鋼の高さの
４倍以上として）鋼材量を低減することができるとは限
らない。

【０００６】従って、本発明は上記問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的は、表面に突起を有
する鉄骨の最大配置間隔を明確化することによって鉄骨
の最大配置間隔を従来より広げ、鋼材量を低減すること
が可能な経済的な鉄骨及び鉄骨鉄筋コンクリート構造体
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明のうち請求項１に係る鉄骨コンクリート構造
物は、長手方向に延びる鉄骨本体の表面に突起を設けて
なる複数の鉄骨と、該鉄骨の周囲に設けられたコンクリ
ートとを有し、前記鉄骨を、前記鉄骨本体の前記長手方
向に延びる中心線の間隔が、前記鉄骨本体の前記長手方
向に直交する方向の幅の１．１５倍以上、６倍以下の範
囲内に位置するように配置したことを特徴としている。

【０００８】又、本発明のうち請求項２に係る鉄骨コン
クリート構造物は、フランジの表面に突起を設けた長手
方向に延びる複数のＨ形鋼と、該Ｈ形鋼の周囲に設けら
れたコンクリートとを有し、前記Ｈ形鋼を、前記Ｈ形鋼
の前記長手方向に延びる中心線の間隔が前記フランジの
幅の１．１５倍以上、６倍以下の範囲内に位置するよう
に配置したことを特徴としている。

【０００９】更に、本発明のうち請求項３に係る鉄骨鉄
筋コンクリート構造物は、請求項１又は２記載の鉄骨コ
ンクリート構造物に、前記長手方向と略平行に延びる主
筋を配置したことを特徴としている。本発明のうち請求
項４に係る鉄骨コンクリート構造物は、スチールファイ
バー、ステンレスファイバー、アラミド、ビニロン、炭
素繊維、及びガラス繊維の群から選択される一又は二以
上の補強材を混入したプレキャスト型枠と、該プレキャ
スト型枠の内側に設けられ、長手方向に延びる鉄骨本体
の表面に突起を設けてなる複数の鉄骨と、前記プレキャ
スト型枠内に打設されたコンクリートとを有し、前記鉄
骨を、前記鉄骨本体の前記長手方向に延びる中心線の間
隔が、前記鉄骨本体の前記長手方向に直交する方向の幅
の１．１５倍以上、１０倍以下の範囲内に位置するよう
に配置したことを特徴としている。

【００１０】本発明のうち請求項５に係る鉄骨コンクリ
ート構造物は、スチールファイバー、ステンレスファイ
バー、アラミド、ビニロン、炭素繊維、及びガラス繊維
の群から選択される一又は二以上の補強材を混入したプ
レキャスト型枠と、該プレキャスト型枠の内側に設けら
れ、フランジの表面に突起を設けた長手方向に延びる複
数のＨ形鋼と、前記プレキャスト型枠内に打設されたコ
ンクリートとを有し、前記Ｈ形鋼を、前記Ｈ形鋼の前記
長手方向に延びる中心線の間隔が前記フランジの幅の
１．１５倍以上、１０倍以下の範囲内に位置するように
配置したことを特徴としている。

【００１１】加えて、本発明のうち請求項６に係る鉄骨
鉄筋コンクリート構造物は、請求項４又は５記載の鉄骨
コンクリート構造物に、前記長手方向と略平行に延びる
主筋を配置したことを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を図面を参
照して説明する。図１は本発明に係る鉄骨コンクリート
構造物の第１実施形態を示し、（ａ）は鉄骨コンクリー
ト構造物の正面図、（ｂ）は（ａ）の１ｂ- １ｂ線に沿
った断面図である。図２は図１の鉄骨コンクリート構造
物に使用されるＨ形鋼を示し、（ａ）はＨ形鋼の正面
図、（ｂ）は（ａ）の部分左側面図である。

【００１３】図１において、鉄骨コンクリート構造物１
は、長手方向に延びる複数（本実施形態にあっては２
本）のＨ形鋼２と、これらＨ形鋼２の周囲に設けられた
コンクリート３とからなる直方体形状の構造物である。
そして、各Ｈ形鋼２は、図２に示すように、前記長手方
向と直交する垂直方向に延びるウェブ２ａと、ウェブの
２ａの上下端のそれぞれに設けられ、前記長手方向及び
垂直方向の双方に直交する水平方向に延びる１対のフラ
ンジ２ｂと、それぞれのフランジ２ｂの表面に設けら
れ、前記水平方向に延びる複数の突起２ｃとを備えてい
る。これら突起２ｃは、フランジ２ｂの表面上を水平方
向において一端から他端に至るまで全体にわたって延
び、フランジ２ｂの表面上の長手方向において所定のピ
ッチＰで配置され、フランジ２ｂから所定の高さＨだけ
突出している。本実施形態においては、これら突起２ｃ
は、機械加工によってピッチＰが１５ｍｍ，高さＨが
１．５ｍｍに形成される。そして、鉄骨コンクリート構
造物１において、複数のＨ形鋼２は、Ｈ形鋼２の長手方
向に延びる中心線ＣＬの間隔ｄがフランジ２ｂの幅ｗの
１．１５倍以上、６倍以下の範囲内に位置するように配
置されている。本実施形態においては、中心線ＣＬの間
隔ｄは６００ｍｍ、フランジ２ｂの幅ｗは１００ｍｍで
あり、前記間隔ｄは幅ｗの６倍となっている。このよう
に、本実施形態においては、表面に突起２ｃを有するＨ
形鋼２の最大配置間隔を明確化することによってＨ形鋼
２の最大配置間隔を従来（Ｈ形鋼の最大配置間隔をＨ形
鋼の高さの４倍かつ１００ｃｍまでとする、即ちＨ形鋼
の高さはフランジの幅とほぼ同一であり、Ｈ形鋼の最大
配置間隔はフランジの幅の４倍までである）より広げて
いるので、鋼材量の低減を図ることができる。ここで、
Ｈ形鋼２の配置間隔を従来より広げても、Ｈ形鋼２のフ
ランジ２ｂの表面に長手方向と直交する方向に延びる突
起２ｃを設けてあるので、構造物１に対して表面側及び
裏面側から力が加わった際のコンクリート３の最大ひび
割れ幅を小さくすることができる。これは、後の試験例
を通して検証される。一方、Ｈ形鋼２の最小配置間隔
は、コンクリートの充填性などに配慮して決定する。鉄
筋のあきは、一般に、コンクルートの充填性を考慮して
４０ｍｍ以上とされている。突起２ｃを設けたＨ形鋼２
のフランジ２ｂの最大幅を製造上の制約から３００ｍｍ
と考え、フランジ間のあきを４０ｍｍ以上とすると、Ｈ
形鋼２の最小配置間隔は、フランジ２ｂの幅ｗの１．１
５倍（３４０/ ３００倍）と決定される。

【００１４】図１に示す鉄骨コンクリート構造物１を施
工するには、基礎（図示せず）に複数のＨ形鋼２を建て
込んでおいてから、Ｈ形鋼２の周囲に型枠（図示せず）
を組み、この型枠の内部にコンクリート３を打設し、更
に前記型枠を脱型すればよい。次に、本発明に係る鉄骨
コンクリート構造物の第２実施形態を図３を参照して説
明する。図３は本発明に係る鉄骨コンクリート構造物の
第２実施形態を示し、（ａ）は鉄骨コンクリート構造物
の正面図、（ｂ）は（ａ）の３ｂ- ３ｂ線に沿った断面
図である。

【００１５】図３において、鉄骨コンクリート構造物１
１は、スチールファイバー、ステンレスファイバー、ア
ラミド、ビニロン、炭素繊維、及びガラス繊維の群から
選択される一又は二以上の補強材をモルタルに混入した
中空直方体形状のプレキャスト型枠１２と、このプレキ
ャスト型枠１２の内側に設けられ、図２に示すＨ形鋼２
と同一形状の複数（本実施形態にあっては２本）のＨ形
鋼１３と、プレキャスト型枠１２内に打設されたコンク
リート１４とからなっている。そして、この鉄骨コンク
リート構造物１１において、複数のＨ形鋼１３は、Ｈ形
鋼１３の長手方向に延びる中心線ＣＬの間隔ｄがフラン
ジ１３ｂの幅ｗの１．１５倍以上、１０倍以下の範囲内
に位置するように配置されている。本実施形態において
は、中心線ＣＬの間隔ｄは１０００ｍｍ、フランジ１３
ｂの幅ｗは１００ｍｍであり、前記間隔ｄは幅ｗの１０
倍となっている。このように、本実施形態においては、
図１に示す鉄骨コンクリート構造物と比較してＨ形鋼１
３の最大配置間隔をフランジの幅の６倍以下から１０倍
以下に広げることができた。この理由は、本実施形態の
鉄骨コンクリート構造物１１は、コンクリート１４の外
周にひび割れ抑制効果を有するプレキャスト型枠１２を
設けているからである。これは、後の試験例を通して検
証される。一方、Ｈ形鋼１３の最小配置間隔は、前述し
たのと同様の理由でフランジ１３ｂの幅ｗの１．１５倍
である。

【００１６】図３に示す鉄骨コンクリート構造物１１を
施工するには、基礎（図示せず）に複数のＨ形鋼１３を
建て込んでおいてから、Ｈ形鋼１３の周囲にプレキャス
ト型枠１２を組み、このプレキャスト型枠１２の内部に
コンクリート１４を打設すればよい。次いで、本発明に
係る鉄骨鉄筋コンクリート構造物の第１実施形態を図４
を参照して説明する。図４は本発明に係る鉄骨鉄筋コン
クリート構造物の第１実施形態を示し、（ａ）は正面
図、（ｂ）は（ａ）の４ｂ- ４ｂ線に沿った断面図であ
る。

【００１７】図４において、鉄骨鉄筋コンクリート構造
物２１は、図２に示すＨ形鋼２と同一形状の複数（本実
施形態にあっては２本）のＨ形鋼２２と、これらＨ形鋼
２２を取り囲むように配置され、長手方向に延びる複数
の主筋２３と、これら主筋２３を長手方向において一定
の間隔で水平方向に巻く複数の帯筋２４と、これらＨ形
鋼２２、主筋２３、及び帯筋２４の周囲に設けられたコ
ンクリート２５とからなる直方体形状の構造物である。
そして、この鉄骨鉄筋コンクリート構造物２１におい
て、複数のＨ形鋼２２は、Ｈ形鋼２２の長手方向に延び
る中心線ＣＬの間隔ｄがフランジ２２ｂの幅ｗの１．１
５倍以上、６倍以下の範囲内に位置するように配置され
ている。本実施形態においては、図１に示す鉄骨コンク
リート構造物１に対して、長手方向に延びる主筋２３を
加えているので、構造物２１に対して正面側及び裏面
側、即ち前記長手方向と直交する方向から力が加わった
際のコンクリート２５の最大ひび割れ幅を図１に示す鉄
骨コンクリート構造物１よりも抑制することができる。
このため、Ｈ形鋼２２の最大配置間隔をフランジ２２ｂ
の幅Ｗの６倍以上とすることも可能である。一方、Ｈ形
鋼２２の最小配置間隔は、前述したのと同様の理由でフ
ランジ２２ｂの幅ｗの１．１５倍である。

【００１８】帯筋は、せん断補強材ならびに主筋の座屈
防止材の機能を有するものである。本実施形態において
は、コンクリート構造物の長手方向において１００ｍｍ
ピッチで配置したが、前述の機能を省いても構造物全体
の機能に支障がない範囲であれば、経済面を考慮し帯筋
２４を除いてもよい。図４に示す鉄骨鉄筋コンクリート
構造物２１を施工するには、基礎（図示せず）に複数の
Ｈ形鋼２を建て込んでおいてから、Ｈ形鋼２２の周囲に
複数の主筋２３を立設し、これら主筋２３の周囲を取り
囲むように複数の帯筋２４を固定し、更に主筋２３及び
帯筋２４の周囲に支保工を組んで型枠（図示せず）を設
営する。そして、この型枠の内部にコンクリート２５を
打設し、更に前記型枠を脱型すると共に支保工を解体す
ればよい。

【００１９】更に、本発明に係る鉄骨鉄筋コンクリート
構造物の第２実施形態を図５を参照して説明する。図５
は本発明に係る鉄骨鉄筋コンクリート構造物の第２実施
形態を示し、（ａ）は鉄骨鉄筋コンクリート構造物の正
面図、（ｂ）は（ａ）の５ｂ- ５ｂ線に沿った断面図で
ある。図５において、鉄骨鉄筋コンクリート構造物３１
は、図３に示す鉄骨コンクリート構造物１１に使用され
たプレキャスト型枠１２と同一形状、同一組成のプレキ
ャスト型枠３２と、このプレキャスト型枠３２の内側に
設けられ、長手方向に延びる複数の主筋３３と、これら
主筋３３を長手方向において一定の間隔で水平方向に巻
く複数の帯筋３４と、主筋３３の内側に設けられ、図２
に示すＨ形鋼２と同一形状の複数（本実施形態にあって
は２本）のＨ形鋼３５と、プレキャスト型枠３２内に打
設されたコンクリート３６とからなっている。そして、
この鉄骨コンクリート構造物３１において、複数のＨ形
鋼３５は、Ｈ形鋼３５の長手方向に延びる中心線ＣＬの
間隔ｄがフランジ３５ｂの幅の１．１５倍以上、１０倍
以下の範囲内に位置するように配置されている。本実施
形態においては、中心線ＣＬの間隔ｄは１０００ｍｍ、
フランジ２ｂの幅ｗは１００ｍｍであり、前記間隔ｄは
幅ｗの１０倍となっている。このように、本実施形態に
おいては、図４に示す鉄骨鉄筋コンクリート構造物と比
較してＨ形鋼３５の最大配置間隔をフランジの幅の６倍
以下から１０倍以下に広げることができた。この理由
は、本実施形態の鉄骨コンクリート構造物１１は、コン
クリート３６の外周にひび割れ抑制効果を有するプレキ
ャスト型枠３２を設けているからである。又、図３に示
す鉄骨コンクリート構造物１１に対して、長手方向に延
びる主筋３３を加えているので、鉄骨鉄筋コンクリート
構造物３１に対して正面側及び裏面側、即ち前記長手方
向に直交する方向から力が加わった際のコンクリート３
６の最大ひび割れ幅を図３に示す鉄骨コンクリート構造
物１１よりも抑制することができる。このため、Ｈ形鋼
３５の最大配置間隔をフランジ３５ｂの幅ｗの１０倍以
上とすることも可能である。一方、Ｈ形鋼３５の最小配
置間隔は、前述したのと同様の理由でフランジ３５ｂの
幅ｗの１．１５倍である。このコンクリート構造物３１
を施工する際には、構造物全体の機能に支障がない範囲
であれば、経済面を考慮し帯筋３４を除いてもよい。

【００２０】図５に示す鉄骨鉄筋コンクリート構造物３
１を施工するには、基礎（図示せず）に複数のＨ形鋼３
５を建て込んでおいてから、Ｈ形鋼３５の周囲に複数の
主筋３３を立設し、これら主筋３３の周囲を取り囲むよ
うに複数の帯筋３４を固定し、更に主筋３３及び帯筋３
４の周囲にプレキャスト型枠３２を組み、このプレキャ
スト型枠３２の内部にコンクリート３６を打設すればよ
い。

【００２１】なお、図１及び図３に示す鉄骨コンクリー
ト構造物の第１及び第２実施形態、図４及び図５に示す
鉄骨鉄筋コンクリート構造物に使用されるＨ形鋼２，１
３，２２，３５は、表面に突起を設けた鉄骨の一例であ
り、鉄骨としては、Ｌ形鋼やＩ形鋼等の他の形状のもの
であってもよい。又、上述の実施形態では、各Ｈ形鋼
２，１３，２２，３５の表面に設けられる突起は、圧延
された鋼材に機械加工することによって形成されている
が、鋼材を圧延する段階で同時に形成されるものでもよ
く、また、Ｈ形鋼に丸鋼などを溶接して突起を形成して
もよい。

【００２２】更に、各Ｈ形鋼２，１３，２２，３５のフ
ランジ２ｂ，１３ｂ，２２ｂ，３５ｂの表面に設けられ
る突起の形状、個数、フランジ表面上での並べ方、ピッ
チ、高さ等は、前述に説明したものに限らず、いかなる
形状であってもよい。例えば、図８に示すチャッカー状
の突起２ｄのようにしてもよい。また、突起は、Ｈ形鋼
２，１３，２２，３５のフランジ２ｂ，１３ｂ，２２
ｂ，３５ｂの外面に設けられる場合に限らず、フランジ
２ｂ，１３ｂ，２２ｂ，３５ｂの内面、あるいはウェブ
２ａ，１３ａ，２２ａ，３５ａの表面にも設けられても
よい。

【００２３】但し、本発明において鉄骨の方面に突起を
設ける目的は、コンクリートと鉄骨との付着強度を増加
させ、コンクリートと鉄骨との付着切れを抑制すること
により、コンクリートに生じるひび割れ幅を小さくする
ことにあるから、突起の形状は、コンクリートと鉄骨と
が所定強度以上で付着し得る形状とする必要がある。本
発明者らは、図６及び図７において説明する試験による
付着強度が１４８ｋｇｆ／ｃｍ² 以上であれば、鉄骨の
表面に設ける突起がいかなる形状であっても、ひび割れ
幅を十分に小さくできることを確認した。

【００２４】図６は表面に突起を有する鋼材の付着強度
を試験するための試験設備を示し、（ａ）は試験設備の
縦断面図、（ｂ）は（ａ）の３ｂ- ３ｂ線に沿った断面
図である。図７は、鋼材の付着強度と鋼材の抜け出し量
との関係を示すグラフである。図６に示すように、鋼材
の付着強度の試験は、試験設備４０の筒状の型枠（外径
２６７．４ｍｍ）４１内に試験体となる鋼材４３を配置
すると共に型枠４１内にコンクリート（呼び強度３００
ｋｇｆ／ｃｍ² ）４２を打設し、コンクリート４２が硬
化した後に、コンクリート４２を固定して鋼材４３を上
方に引っ張り、その際の鋼材４３の抜け出し量と引張力
とを測定して行う。付着力は引張力をコンクリートと鋼
材４３との接触面積で除することによって求められる。
試験される鋼材４３として、幅ｎが約５０ｍｍ、厚さt
が約１２ｍｍの平板材の両面に高さh が１．５ｍｍ、ピ
ッチp が１５ｍｍの複数の突起４３ａを配設した鋼材Ａ
と、前記平板材の両面に突起を設けていない鋼材Ｂを用
いて付着強度の試験を行った結果を図７に示す。

【００２５】図７を参照すると、鋼材Ａの最大付着強度
は約１４８ｋｇｆ／ｃｍ² 、鋼材Ｂの最大付着強度が約
２４ｋｇｆ／ｃｍ² となることがわかる。尚、鋼材Ａに
設けた突起は、図２に示すＨ形鋼２のフランジ２ｂの表
面に形成される突起２ｃと同一形状であるので、突起が
最大付着強度を１４８ｋｇｆ／ｃｍ² 超とできる形状で
あれば、図２に示すＨ形鋼２のフランジ２ｂの表面に設
けられる突起２ｃよりも、付着強度が大きく、コンクリ
ートの最大ひび割れ幅をより効果的に抑制することがで
きる。また、図８に示すチェッカー状の突起２ｄの場合
も、突起高さ等の調整により最大付着強度を１４８ｋｇ
ｆ／ｃｍ² 以上とできることを確認している。

【００２６】また、図３に示す鉄骨コンクリート構造物
１１及び図５に示す鉄骨鉄筋コンクリート構造物におい
て、プレキャスト型枠１２，３２に混入される補強材と
しては、ステンレスファイバーが好ましいが、このステ
ンレスファイバーに限定されるものではなく、スチール
ファイバー、アラミド、ビニロン、炭素繊維、及びガラ
ス繊維を混入することができる。又、補強材は、スチー
ルファイバー、ステンレスファイバー、アラミド、ビニ
ロン、炭素繊維、及びガラス繊維のうち複数のものを組
み合わせてもよい。

【００２７】以下、試験例を図９、図１０、表１及び表
２を参照して説明する。なお、図９は鉄骨コンクリート
構造物の曲げ剪断試験の試験方法を示し、（ａ）は試験
体の側面図、（ｂ）は（ａ）の９ｂ- ９ｂ線に沿った断
面図である。Ｈ形鋼の配置間隔が鉄骨コンクリート構造
物のひび割れ幅に及ぼす影響を評価するため、図９に示
すような鉄骨コンクリート構造物の曲げ剪断試験を行っ
た。

【００２８】試験体は、長さ３０００ｍｍ、高さ３００
ｍｍ、及び表１に示す幅を有する構造体内に、高さ１０
０ｍｍ、フランジ幅１００ｍｍ、及び前記構造体の長さ
と同一の長さを有するＨ形鋼を２本配置したものであ
る。Ｈ形鋼の配置間隔は、表１に示すように、長手方向
に延びる中心線間隔が４００ｍｍ（フランジ幅の４
倍）、６００ｍｍ（フランジ幅の６倍）、８００ｍｍ
（フランジ幅の８倍）、及び１０００ｍｍ（フランジ幅
の１０倍）の４通りである。試験体の構造形式は、表１
に示すように、突起のない一般のＨ形鋼を用いた鉄骨コ
ンクリート構造、図２に示すＨ形鋼２と同一の配置及び
形状で突起を設けた突起付きＨ形鋼を用いた鉄骨コンク
リート構造、図２に示すＨ形鋼２と同一の配置及び形状
で突起を設けた突起付きＨ形鋼を用い、さらに長手方向
に延びる複数の主筋２３（図４中破線で示す主筋２３）
を設けた鉄骨鉄筋コンクリート構造、図１０に示すよう
なモルタルｍにステンレスファイバーｓを混入した中空
直方体形状のプレキャスト型枠ｆ内に突起付きＨ形鋼を
用いた鉄骨コンクリート構造を配置した構造、及び前記
プレキャスト型枠ｆ内に突起付きＨ形鋼と主筋２３を配
置した鉄骨鉄筋コンクリート構造物の５通りである。

【００２９】

【表１】

【００３０】そして、Ｈ形鋼の下フランジが許容応力度
（１４０Ｎ／ｍｍ² ）に到達した時点におけるＨ形鋼の
位置（図９（ｂ）中、Ｘ位置）での最大ひび割れ幅と、
Ｈ形鋼とＨ形鋼の中間の中心線上（図９（ｂ）中、Ｙ位
置）での最大ひび割れ幅とを測定し、各構造におけるＨ
形鋼の最大配置間隔を明らかにした。合格基準は、最大
ひび割れ幅がコンクリート標準示方書（（社）土木学
会：「コンクリート標準示方書 設計編」、１９９６
年）における「特に厳しい腐食性環境」下での許容ひび
割れ幅の規定を基に設計した０．３５ｍｍの許容ひび割
れ幅を下回ることである。この結果を表２に示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】表２を参照すると、突起のない一般のＨ形
鋼を用いた鉄骨コンクリート構造では、Ｈ形鋼の配置間
隔がフランジ幅の４倍、６倍、８倍、及び１０倍のいず
れの場合にも不合格となることがわかった。即ち、Ｈ形
鋼の配置間隔がフランジ幅の４倍である実験No. ＮＨ０
４では、Ｈ形鋼の位置での最大ひび割れ幅が０．４６ｍ
ｍ、中心線線上での最大ひび割れ幅が０．４６ｍｍ、Ｈ
形鋼の配置間隔がフランジ幅の６倍である実験No. ＮＨ
０６では、Ｈ形鋼の位置での最大ひび割れ幅が０．４６
ｍｍ、中心線線上での最大ひび割れ幅が０．４６ｍｍ、
Ｈ形鋼の配置間隔がフランジ幅の８倍である実験No. Ｎ
Ｈ０８では、Ｈ形鋼の位置での最大ひび割れ幅が０．４
８ｍｍ、中心線線上での最大ひび割れ幅が０．５４ｍ
ｍ、Ｈ形鋼の配置間隔がフランジ幅の１０倍である実験
No. ＮＨ１０では、Ｈ形鋼の位置での最大ひび割れ幅が
０．４５ｍｍ、中心線線上での最大ひび割れ幅が０．６
５ｍｍでいずれの場合にも合格基準である０．３５ｍｍ
以下を満足していない。

【００３３】又、突起付きＨ形鋼を用いた鉄骨コンクリ
ート構造では、Ｈ形鋼の配置間隔がフランジ幅の４倍及
び６倍の場合に合格となり、８倍及び１０倍の場合には
不合格となることがわかった。即ち、Ｈ形鋼の配置間隔
がフランジ幅の４倍である実験No. ＤＨ０４では、Ｈ形
鋼の位置での最大ひび割れ幅が０．３４ｍｍ、中心線線
上での最大ひび割れ幅が０．３３ｍｍ、Ｈ形鋼の配置間
隔がフランジ幅の６倍である実験No. ＤＨ０６では、Ｈ
形鋼の位置での最大ひび割れ幅が０．３２ｍｍ、中心線
線上での最大ひび割れ幅が０．３４ｍｍであり、いずれ
の場合でも合格基準である０．３５ｍｍ以下を満足し
た。一方、Ｈ形鋼の配置間隔がフランジ幅の８倍である
実験No. ＤＨ０８では、Ｈ形鋼の位置での最大ひび割れ
幅が０．３６ｍｍ、中心線線上での最大ひび割れ幅が
０．４１ｍｍであり合格基準である０．３５ｍｍ以下を
満足していない。又、Ｈ形鋼の配置間隔がフランジ幅の
１０倍である実験No. ＤＨ１０では、Ｈ形鋼の位置での
最大ひび割れ幅が０．３１ｍｍで合格基準である０．３
５ｍｍ以下を満足するものの、中心線線上での最大ひび
割れ幅が０．５１ｍｍであり合格基準である０．３５ｍ
ｍ以下を満足していない。

【００３４】また、突起付きＨ形鋼及び主筋を配置した
鉄骨鉄筋コンクリート構造では、Ｈ形鋼の配置間隔がフ
ランジ幅の４倍、６倍の場合に合格になり、８倍及び１
０倍の場合には不合格となることがわかった。即ち、Ｈ
形鋼の配置間隔がフランジ幅の４倍である実験No. ＤＨ
Ｒ０４では、Ｈ形鋼の位置での最大ひび割れ幅が０．２
８ｍｍ、中心線線上での最大ひび割れ幅が０．２９ｍ
ｍ、Ｈ形鋼の配置間隔がフランジ幅の６倍である実験N
o. ＤＨＲ０６では、Ｈ形鋼の位置での最大ひび割れ幅
が０．２９ｍｍ、中心線線上での最大ひび割れ幅が０．
３０ｍｍであり、いずれの場合でも合格基準である０．
３５ｍｍ以下を満足した。一方、Ｈ形鋼の配置間隔がフ
ランジ幅の８倍である実験No. ＤＨＲ０８では、Ｈ形鋼
の位置での最大ひび割れ幅が０．３２ｍｍであり合格基
準を満たしているものの、中心線線上での最大ひび割れ
幅が０．３６ｍｍであり合格基準を満たしていない。
又、Ｈ形鋼の配置間隔がフランジ幅の１０倍である実験
No. ＤＨＲ１０では、Ｈ形鋼の位置での最大ひび割れ幅
が０．２９ｍｍであり合格基準を満たしているものの、
中心線線上での最大ひび割れ幅が０．４５ｍｍであり合
格基準を満たしていない。

【００３５】更に、プレキャスト型枠内に前記突起付き
Ｈ形鋼を用いた鉄骨コンクリート構造を配置した構造で
は、Ｈ形鋼の配置間隔がフランジ幅の４倍、６倍、８
倍、及び１０倍のいずれの場合にも合格となることがわ
かった。即ち、Ｈ形鋼の配置間隔がフランジ幅の４倍で
ある実験No. ＤＨＰ０４では、Ｈ形鋼の位置での最大ひ
び割れ幅が０．２０ｍｍ、中心線線上での最大ひび割れ
幅が０．２０ｍｍ、Ｈ形鋼の配置間隔がフランジ幅の６
倍である実験No. ＤＨＰ０６では、Ｈ形鋼の位置での最
大ひび割れ幅が０．１９ｍｍ、中心線線上での最大ひび
割れ幅が０．２０ｍｍ、Ｈ形鋼の配置間隔がフランジ幅
の８倍である実験No. ＤＨＰ０８では、Ｈ形鋼の位置で
の最大ひび割れ幅が０．２１ｍｍ、中心線線上での最大
ひび割れ幅が０．２５ｍｍ、Ｈ形鋼の配置間隔がフラン
ジ幅の１０倍である実験No. ＤＨＰ１０では、Ｈ形鋼の
位置での最大ひび割れ幅が０．１９ｍｍ、中心線線上で
の最大ひび割れ幅が０．３１ｍｍでいずれの場合にも合
格基準である０．３５ｍｍ以下を満足している。

【００３６】プレキャスト型枠内に突起付きＨ形鋼と主
筋とを配置した鉄骨鉄筋コンクリート構造では、Ｈ形鋼
の配置間隔がフランジ幅の４倍、６倍、８倍、及び１０
倍のいずれの場合にも合格となることがわかった。即
ち、Ｈ形鋼の配置間隔がフランジ幅の４倍である実験N
o. ＤＨＲＰ０４では、Ｈ形鋼の位置での最大ひび割れ
幅が０．１７ｍｍ、中心線線上での最大ひび割れ幅が
０．１８ｍｍ、Ｈ形鋼の配置間隔がフランジ幅の６倍で
ある実験No. ＤＨＲＰ０６では、Ｈ形鋼の位置での最大
ひび割れ幅が０．１７ｍｍ、中心線線上での最大ひび割
れ幅が０．１８ｍｍ、Ｈ形鋼の配置間隔がフランジ幅の
８倍である実験No. ＤＨＲＰ０８では、Ｈ形鋼の位置で
の最大ひび割れ幅が０．１８ｍｍ、中心線線上での最大
ひび割れ幅が０．２１ｍｍ、Ｈ形鋼の配置間隔がフラン
ジ幅の１０倍である実験No. ＤＨＲＰ１０では、Ｈ形鋼
の位置での最大ひび割れ幅が０．１８ｍｍ、中心線線上
での最大ひび割れ幅が０．２７ｍｍでいずれの場合にも
合格基準である０．３５ｍｍ以下を満足している。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る鉄骨コンクリート構造物によれば、鉄骨を、
鉄骨本体の長手方向に延びる中心線の間隔が、前記鉄骨
本体の前記長手方向に直交する方向の幅の１．１５倍以
上、６倍以下の範囲内に位置するように配置したので、
表面に突起を有する鉄骨の最大配置間隔を明確化するこ
とによって鉄骨の最大配置間隔を従来（Ｈ形鋼の最大配
置間隔をＨ形鋼の高さの４倍かつ１００ｃｍまでとす
る、即ちＨ形鋼の高さはフランジの幅とほぼ同一であ
り、Ｈ形鋼の最大配置間隔はフランジの幅の４倍までで
ある）より広げているので、鋼材量の低減を図ることが
できる。このため、従来よりも経済的な鉄骨コンクリー
ト構造物を提供することができる。

【００３８】又、本発明のうち請求項２に係る鉄骨コン
クリート構造物によれば、Ｈ形鋼を、Ｈ形鋼の長手方向
に延びる中心線の間隔がフランジの幅の１．１５倍以
上、６倍以下の範囲内に位置するように配置したので、
請求項１と同様に、表面に突起を有するＨ形鋼の最大配
置間隔を明確化することによってＨ形鋼の最大配置間隔
を従来より広げているので、鋼材量の低減を図ることが
できる。

【００３９】更に、本発明のうち請求項３に係る鉄骨鉄
筋コンクリート構造物によれば、請求項１又は２記載の
鉄骨コンクリート構造物に、前記長手方向と略平行に延
びる主筋を配置したので、鉄骨鉄筋コンクリート構造物
に対して正面側及び裏面側、即ち前記長手方向と直交す
る方向から力が加わった際のコンクリートの最大ひび割
れ幅を請求項１及び２の鉄骨コンクリート構造物よりも
抑制することができる。

【００４０】本発明のうち請求項４に係る鉄骨コンクリ
ート構造物によれば、スチールファイバー、ステンレス
ファイバー、アラミド、ビニロン、炭素繊維、及びガラ
ス繊維の群から選択される一又は二以上の補強材を混入
したプレキャスト型枠と、該プレキャスト型枠の内側に
設けられ、長手方向に延びる鉄骨本体の表面に突起を設
けてなる複数の鉄骨と、前記プレキャスト型枠内に打設
されたコンクリートとを有し、前記鉄骨を、前記鉄骨本
体の前記長手方向に延びる中心線の間隔が、前記鉄骨本
体の前記長手方向に直交する方向の幅の１．１５倍以
上、１０倍以下の範囲内に位置するように配置したの
で、請求項１の鉄骨コンクリート構造物と比較して鉄骨
の最大配置間隔がより広がり、鋼材量をより一層低減す
ることができる。

【００４１】又、本発明のうち請求項５に係る鉄骨コン
クリート構造物によれば、スチールファイバー、ステン
レスファイバー、アラミド、ビニロン、炭素繊維、及び
ガラス繊維の群から選択される一又は二以上の補強材を
混入したプレキャスト型枠と、該プレキャスト型枠の内
側に設けられ、フランジの表面に突起を設けた長手方向
に延びる複数のＨ形鋼と、前記プレキャスト型枠内に打
設されたコンクリートとを有し、前記Ｈ形鋼を、前記Ｈ
形鋼の前記長手方向に延びる中心線の間隔が前記フラン
ジの幅の１．１５倍以上、１０倍以下の範囲内に位置す
るように配置したので、請求項２の鉄骨コンクリート構
造物と比較してＨ形鋼の最大配置間隔がより広がり、鋼
材量をより一層低減することができる。

【００４２】更に、本発明の請求項６に係る鉄骨鉄筋コ
ンクリート構造物によれば、請求項４又は５記載の鉄骨
コンクリート構造物に、前記長手方向と略平行に延びる
主筋を配置したので、鉄骨鉄筋コンクリート構造物に対
して正面側及び裏面側、即ち前記長手方向と直交する方
向から力が加わった際のコンクリートの最大ひび割れ幅
を請求項４及び５の鉄骨コンクリート構造物よりも更に
抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鉄骨コンクリート構造物の第１実
施形態を示し、（ａ）は鉄骨コンクリート構造物の正面
図、（ｂ）は（ａ）の１ｂ- １ｂ線に沿った断面図であ
る。

【図２】図１の鉄骨コンクリート構造物に使用されるＨ
形鋼を示し、（ａ）はＨ形鋼の正面図、（ｂ）は（ａ）
の部分左側面図である。

【図３】本発明に係る鉄骨コンクリート構造物の第２実
施形態を示し、（ａ）は鉄骨コンクリート構造物の正面
図、（ｂ）は（ａ）の３ｂ- ３ｂ線に沿った断面図であ
る。

【図４】本発明に係る鉄骨鉄筋コンクリート構造物の第
１実施形態を示し、（ａ）は鉄骨鉄筋コンクリート構造
物の正面図、（ｂ）は（ａ）の４ｂ- ４ｂ線に沿った断
面図である。

【図５】本発明に係る鉄骨鉄筋コンクリート構造物の第
２実施形態を示し、（ａ）は鉄骨鉄筋コンクリート構造
物の正面図、（ｂ）は（ａ）の５ｂ- ５ｂ線に沿った断
面図である。

【図６】表面に突起を有する鋼材の付着強度を試験する
ための試験設備を示し、（ａ）は試験設備の縦断面図、
（ｂ）は（ａ）の３ｂ- ３ｂ線に沿った断面図である。

【図７】鋼材の付着強度と鋼材の抜け出し量との関係を
示すグラフである。

【図８】突起の設け方の変形例であるチャッカー状の突
起を示す部分平面図である。

【図９】鉄骨コンクリート構造物の曲げ剪断試験の試験
方法を示し、（ａ）は試験体の側面図、（ｂ）は（ａ）
の９ｂ- ９ｂ線に沿った断面図である。

【図１０】試験に使用したプレキャスト型枠の部分断面
図である。

【符号の説明】

１，１１は鉄骨コンクリート構造体 ２，１３，２２，３５はＨ形鋼 ２ａ，１３ａ，２２ａ，３５ａはウェブ ２ｂ，１３ｂ，２２ｂ，３５ｂはフランジ ２ｃは突起 ３，１４，２５，３６はコンクリート １２，３２はプレキャスト型枠 ２１，３１は鉄骨鉄筋コンクリート構造体 ２３，３３は主筋 ２４，３４は帯筋

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E163 FA12 FB01 FB02 FB03 FD03 FD12 FD23 FD44 FD46 FD49 FD50 FD54 FD55 FE03 FF13 FF14 FF51 FF52 FG01 FG02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手方向に延びる鉄骨本体の表面に突起
   を設けてなる複数の鉄骨と、該鉄骨の周囲に設けられた
   コンクリートとを有し、前記鉄骨を、前記鉄骨本体の前
   記長手方向に延びる中心線の間隔が前記鉄骨本体の前記
   長手方向に直交する方向の幅の１．１５倍以上、６倍以
   下の範囲内に位置するように配置したことを特徴とする
   鉄骨コンクリート構造物。
2. 【請求項２】 フランジの表面に突起を設けた長手方向
   に延びる複数のＨ形鋼と、該Ｈ形鋼の周囲に設けられた
   コンクリートとを有し、前記Ｈ形鋼を、前記Ｈ形鋼の前
   記長手方向に延びる中心線の間隔が前記フランジの幅の
   １．１５倍以上、６倍以下の範囲内に位置するように配
   置したことを特徴とする鉄骨コンクリート構造物。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の鉄骨コンクリート
   構造物に、前記長手方向と略平行に延びる主筋を配置し
   たことを特徴とする鉄骨鉄筋コンクリート構造物。
4. 【請求項４】 スチールファイバー、ステンレスファイ
   バー、アラミド、ビニロン、炭素繊維、及びガラス繊維
   の群から選択される一又は二以上の補強材を混入したプ
   レキャスト型枠と、該プレキャスト型枠の内側に設けら
   れ、長手方向に延びる鉄骨本体の表面に突起を設けてな
   る複数の鉄骨と、前記プレキャスト型枠内に打設された
   コンクリートとを有し、前記鉄骨を、前記鉄骨本体の前
   記長手方向に延びる中心線の間隔が、前記鉄骨本体の前
   記長手方向に直交する方向の幅の１．１５倍以上、１０
   倍以下の範囲内に位置するように配置したことを特徴と
   する鉄骨コンクリート構造物。
5. 【請求項５】 スチールファイバー、ステンレスファイ
   バー、アラミド、ビニロン、炭素繊維、及びガラス繊維
   の群から選択される一又は二以上の補強材を混入したプ
   レキャスト型枠と、該プレキャスト型枠の内側に設けら
   れ、フランジの表面に突起を設けた長手方向に延びる複
   数のＨ形鋼と、前記プレキャスト型枠内に打設されたコ
   ンクリートとを有し、前記Ｈ形鋼を、前記Ｈ形鋼の前記
   長手方向に延びる中心線の間隔が前記フランジの幅の
   １．１５倍以上、１０倍以下の範囲内に位置するように
   配置したことを特徴とする鉄骨コンクリート構造物。
6. 【請求項６】 請求項４又は５記載の鉄骨コンクリート
   構造物に、前記長手方向と略平行に延びる主筋を配置し
   たことを特徴とする鉄骨鉄筋コンクリート構造物。