JP2020066919A - Concrete filling method in cft column - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、CFT柱におけるコンクリートの充填工法に関する。 The present invention relates to a concrete filling method for a CFT column.
コンクリート充填鋼管(Concrete−Filled Steel Tube)構造は略してCFT構造と称
呼されている。CFT構造は、角形鋼管や円形鋼管の内部にコンクリートを充填した構造であり、その優れた耐震性能及び耐火性能に加え、設計自由度や施工性の向上が期待できる構造形式として、様々な用途の構造物に適用されている。
The concrete-filled steel tube structure is abbreviated as CFT structure. The CFT structure is a structure in which concrete is filled inside rectangular steel pipes and circular steel pipes. In addition to its excellent seismic performance and fire resistance performance, it is a structural type that can be expected to improve design flexibility and workability, and can be used in various applications. It is applied to structures.
ここで、CFT柱を構築する鋼管内にコンクリートを充填する方法として落とし込み充填工法や圧入工法が知られている。落とし込み充填工法は、コンクリートを充填するための充填管(例えば、トレミー管)や充填ホース(例えば、フレキシブルホース)を鋼管内に挿入し、コンクリートを鋼管底部から順次上方に向けて打ち上げてゆくことで鋼管内部にコンクリートを充填する工法である。また、圧入工法は、CFT柱を構築する鋼管の低部に圧入口を形成しておき、コンクリートポンプを使用して圧入口から圧入したコンクリートを上方に向けて打ち上げる工法である。 Here, a drop-filling method and a press-fitting method are known as methods for filling concrete into a steel pipe for constructing a CFT column. The drop-filling method is to insert a filling pipe (for example, a tremie pipe) or a filling hose (for example, a flexible hose) for filling concrete into the steel pipe, and then launch the concrete sequentially from the bottom of the steel pipe upwards. This is a method of filling the inside of a steel pipe with concrete. In addition, the press-fitting method is a method in which a pressurizing port is formed in the lower portion of a steel pipe that constitutes a CFT column, and a concrete pump is used to drive up the concrete press-fitted from the pressurizing port upward.
また、CFT柱と鉄骨梁の接合部において、梁の応力を鋼管柱に伝達するために、鋼管柱における梁フランジ位置にダイアフラムと呼ばれる水平の補強材が設置される。ダイアフラムには、鋼管内部にプレートを溶接する内ダイアフラム、鋼管を切断してプレートを挟んで再度溶接する通しダイアフラム、鋼管の外側にプレートを溶接する外ダイアフラムの3種類があるが、CFT柱・梁接合部に内ダイアフラム又は通しダイアフラムを適用する場合には、コンクリートを充填する充填管や充填ホース等を挿入するための開口部(打設孔)をダイアフラムに形成しておき、この打設孔に充填管等を挿入した状態で鋼管内へのコンクリートの充填が行われる。なお、CFT柱の構築においては、鋼管内にコンクリートを密実かつ隙間なく充填し、鋼管とコンクリートの一体化を図る必要があり、特にダイアフラムの下面に隙間なく密実にコンクリートを充填することが重要とされている。 Further, at the joint between the CFT column and the steel beam, a horizontal reinforcing member called a diaphragm is installed at the beam flange position in the steel pipe column in order to transfer the stress of the beam to the steel pipe column. There are three types of diaphragms: an inner diaphragm that welds a plate to the inside of a steel pipe, a through diaphragm that cuts the steel pipe and re-welds by sandwiching the plate, and an outer diaphragm that welds a plate to the outside of the steel pipe. When applying an inner diaphragm or a through diaphragm to the joint, an opening (punching hole) for inserting a filling pipe or filling hose for filling concrete is formed in the diaphragm, and this placing hole is formed. Concrete is filled into the steel pipe with the filling pipe and the like inserted. In the construction of CFT columns, it is necessary to solidly fill the steel pipe with concrete without any gaps so that the steel pipe and concrete are integrated, and it is particularly important that the lower surface of the diaphragm is filled with concrete without gaps. It is said that.
ところで、免震層に複数設置された一群の免震装置にCFT柱を接合する場合、CFT柱をCFT柱・梁接合部における下ダイアフラムを境に複数に分岐させて免震装置に接合させる構造が考えられる。例えば、免震層に2つの免震装置を連設する場合、CFT柱をCFT柱・梁接合部の位置で二股に分岐させることで形成された二股の分岐柱部をそれぞれの免震装置に接合する構造が考えられる。 By the way, when a CFT column is joined to a group of seismic isolation devices installed in a seismic isolation layer, a structure in which the CFT column is branched to a plurality of lower diaphragms at the CFT column / beam joint and is joined to the seismic isolation device Can be considered. For example, when two seismic isolation devices are connected to the seismic isolation layer, a bifurcated bifurcated column portion formed by bifurcating the CFT column at the position of the CFT column / beam joint is used for each seismic isolation device. A structure of joining is conceivable.
上記のような分岐構造を有するCFT柱にコンクリートを充填する際には、以下の点が課題として挙げられる。 When filling the CFT column having the above-described branched structure with concrete, the following points are raised as problems.
一般的なコンクリートの落とし込み充填工法を採用する場合、コンクリートを充填するための充填ホースを一の分岐柱部に挿入した状態でコンクリートを充填した後、他の分岐柱部に充填ホースを振り分けて挿入し、当該他の分岐柱部にコンクリートを充填する必要
があるため、施工性が悪化する懸念がある。
When adopting a general concrete drop-and-fill construction method, after filling the concrete with the filling hose for filling the concrete inserted in one branch pillar, distribute the insertion hose to the other branch pillar and insert it. However, since it is necessary to fill the other branch pillars with concrete, there is a concern that workability will deteriorate.
また、従来からの一般的なコンクリートの圧入工法を採用しようとすると、複数の分岐柱脚部に対して同時にコンクリートを圧入するための圧入装置を複数セット用意する必要があり、施工性が悪化する虞がある。 Moreover, if a conventional general press-fitting method for concrete is to be adopted, it is necessary to prepare a plurality of sets of press-fitting devices for simultaneously press-fitting concrete into a plurality of branch column bases, which deteriorates workability. There is a risk.
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、分岐構造を有するCFT柱にコンクリートを充填する際の施工性を向上できる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a technique capable of improving workability when filling a CFT column having a branched structure with concrete.
上記課題を解決するための本発明は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、CFT柱がCFT柱・梁接合部から下方に向けて複数に分岐する分岐柱部へのコンクリートの充填工法であって、前記CFT柱・梁接合部の下ダイアフラムの下方且つ各分岐柱部同士の間の位置に、前記下ダイアフラムに開口する充填管挿入孔を通じて前記CFT柱・梁接合部に連通すると共に各分岐柱部を形成する鋼管に開口する側面圧入孔を通じて各分岐柱部に連通するコンクリート圧入室を設けておき、前記CFT柱にコンクリートを充填するためのコンクリート充填管を、前記充填管挿入孔を通じて前記コンクリート圧入室内に挿入する挿入工程と、前記コンクリート充填管の先端部から前記コンクリート圧入室内にコンクリートを圧送し、前記コンクリート圧入室内に圧送されたコンクリートを前記側面圧入孔から各分岐柱部内へと同時に圧入する圧入工程と、を有することを特徴とする。 The present invention for solving the above problems employs the following means. That is, the present invention relates to a method for filling concrete into a branch column portion in which a CFT column is branched into a plurality of pieces downward from the CFT column / beam joint portion, the method being provided below the lower diaphragm of the CFT column / beam joint portion. At the position between the branch pillars, each branch is communicated with the CFT pillar-beam joint through a filling pipe insertion hole that opens in the lower diaphragm, and each side through a side face press-fit hole that opens in the steel pipe that forms each branch pillar. A concrete press-fitting chamber that communicates with a pillar is provided, and a concrete filling pipe for filling the CFT column with concrete is inserted into the concrete press-fitting chamber through the filling pipe insertion hole; Concrete is pumped from the tip into the concrete press-fitting chamber, and the concrete pumped into the concrete press-fitting chamber is pressed into the side face. And having a press-fitting step of press-fitting simultaneously into each branch pillar portion from.
本発明によれば、複数の分岐柱部毎に圧入装置を設置することなく、単一のコンクリート圧入室から各分岐柱部へと同時にコンクリートを圧入することができるため、施工性が非常に優れている。また、従来の一般的なコンクリートの落とし込み充填工法と異なり、コンクリートを充填する対象となる分岐柱部毎に充填ホースを振り分けて挿入し直す手間も無く、作業性に優れている。 According to the present invention, it is possible to simultaneously press-fit concrete from a single concrete press-fitting chamber to each branch pillar without installing a press-fitting device for each of a plurality of branch pillars, so that the workability is very excellent. ing. Further, unlike the conventional general concrete drop-and-fill construction method, there is no need to sort and reinsert the filling hose for each branch column portion to be filled with concrete, which is excellent in workability.
ここで、前記充填管挿入孔の内径と前記コンクリート充填管の外径との差は、前記コンクリート圧入室内に圧送されたコンクリートが前記充填管挿入孔と前記コンクリート充填管との間の隙間を通じて前記コンクリート圧入室から前記CFT柱・梁接合部内に漏出しない所定の寸法に定められていてもよい。 Here, the difference between the inner diameter of the filling pipe insertion hole and the outer diameter of the concrete filling pipe, the concrete pumped into the concrete press-fitting chamber through the gap between the filling pipe insertion hole and the concrete filling pipe It may be set to a predetermined size so as not to leak into the CFT column-beam joint from the concrete press-fitting chamber.
また、前記CFT柱・梁接合部に、前記下ダイアフラムの上面に立設すると共に前記CFT柱・梁接合部の内部空間を途中の高さまで仕切る仕切り壁を形成しておき、 前記圧入工程において、前記充填管挿入孔と前記コンクリート充填管との間の隙間を通じて前記コンクリート圧入室から前記CFT柱・梁接合部内に漏出したセメントペーストを前記仕切り壁によって堰止めてもよい。 Further, in the CFT pillar / beam joint, a partition wall is formed standing on the upper surface of the lower diaphragm and partitioning the internal space of the CFT pillar / beam joint to an intermediate height. The cement paste leaked from the concrete press-fitting chamber into the CFT column-beam joint through the gap between the filling pipe insertion hole and the concrete filling pipe may be blocked by the partition wall.
また、前記仕切り壁は、前記圧入工程において少なくとも前記側面圧入孔から各分岐柱部に圧入されたコンクリートが前記下ダイアフラムの高さに打ち上がるまでの間、前記隙間を通じて前記CFT柱・梁接合部内に漏出したセメントペーストを堰止め可能に設けられていてもよい。 In addition, the partition wall is formed in the CFT pillar-beam joint through the gap at least until the concrete press-fitted into the branch pillars from the side-face press-fitting holes in the press-fitting step is driven up to the height of the lower diaphragm. It may be provided so that the cement paste leaked into the can can be blocked.
また、前記コンクリート充填管の先端開口に、当該コンクリート充填管に圧送されるコンクリートを各側面圧入孔に向けて排出する複数の切欠き部を形成しておき、前記圧入工程において、前記コンクリート充填管における複数の前記切欠き部を各側面圧入孔に向けた状態で各分岐柱部にコンクリートを圧入するようにしてもよい。 In addition, a plurality of notches are formed in the tip opening of the concrete-filled pipe to discharge the concrete to be pumped into the concrete-filled pipe toward each side press-fitting hole, and in the press-fitting step, the concrete-filled pipe is The concrete may be press-fitted into each of the branch pillars with the plurality of the cutouts in 1 being directed to the side-face press-fitting holes.
また、各分岐柱部の下端は、免震層に設置された免震装置に連結されていてもよい。 Moreover, the lower end of each branch column may be connected to a seismic isolation device installed in the seismic isolation layer.
本発明によれば、分岐構造を有するCFT柱にコンクリートを充填する際の施工性を向上できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the workability at the time of filling a CFT pillar which has a branch structure with concrete can be improved.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施形態1>
図1及び図2は、実施形態1に係るCFT構造1の概略構成を示す図である。CFT構造1は、CFT柱10及び鉄骨梁20A,20B等を有する。鉄骨梁20A,20Bは直交する大梁である。図2は、図1におけるX方向から眺めたCFT構造1の概略構成を示し、図1は、図2におけるY方向から眺めたCFT構造1の概略構成を示している。なお、X方向は、鉄骨梁20Aの長手方向と平行であり、Y方向は鉄骨梁20Bの長手方向と平行である。
<
1 and 2 are diagrams showing a schematic configuration of a
なお、図1及び図2においては、便宜上、CFT構造1におけるCFT柱10の外部構造だけでなく内部構造も併せて示している。CFT柱10は、角形や円形断面を有する鋼管11内にコンクリート12(図1、2において斜めハッチングで図示する)を充填したコンクリート充填鋼管である。CFT柱10において、CFT柱10及び鉄骨梁20A,20Bが接合されるCFT柱・梁接合部30よりも上側の領域を上柱部40と呼び、CFT柱・梁接合部30よりも下側の領域を下柱部50と呼ぶ。
1 and 2, not only the external structure but also the internal structure of the
CFT柱10の下柱部50の下端は、免震層60に設置されている免震装置61に接続されている。本実施形態における下柱部50は、CFT柱・梁接合部30を境に二股に分岐する第1分岐柱部50A及び第2分岐柱部50Bを有している。また、第1分岐柱部50A及び第2分岐柱部50Bの下端は、免震層60に2連で設置されている各免震装置61A,61Bにそれぞれ連結されている。
The lower end of the
免震装置61は、例えば、積層ゴム610及びこれを上下から挟み込む上ベースプレート611、下ベースプレート612を有する積層ゴム支承免震装置である。免震層60は、例えば建物の中間階に設けられた免震層であってもよいし、基礎構造と上部構造との間に設けられてもよい。図1の例では、免震層60に配置されている鉄骨梁に設置されたベースプレート60Aに、各免震装置61A,61Bの下ベースプレート612がアンカーボルト等を介して一体に接合されている。また、各免震装置61A,61Bの上ベースプレート611は、第1分岐柱部50A及び第2分岐柱部50Bの下端に設けられたベースプレート55にアンカーボルト等を介して一体に接合されている。
The seismic isolation device 61 is, for example, a laminated rubber bearing seismic isolation device having a
鉄骨梁20A,20Bは、例えば、H形鋼によって形成されており、上フランジ21、下フランジ22、ウェブ23を有している。CFT柱・梁接合部30において、上フランジ21及び下フランジ22のレベルには、それぞれ上ダイアフラム31、下ダイアフラム32が水平に配置されている。上ダイアフラム31及び下ダイアフラム32は、例えば通しダイアフラム形式の補強材であって、CFT柱10の横断面を水平に貫通している。但し、上ダイアフラム31及び下ダイアフラム32は、内ダイアフラム形式の補強材であってもよい。なお、上ダイアフラム31及び下ダイアフラム32の板厚は、それぞれ上フランジ21及び下フランジ22の板厚より大きなサイズ(例えば、2サイズアップ)に設計されている。
The
本実施形態におけるCFT構造1は、CFT柱・梁接合部30の下ダイアフラム32の下方であって且つ各分岐柱部50A及び50B同士の間に、コンクリート圧入室70が設けられている。コンクリート圧入室70は、CFT柱・梁接合部30、各分岐柱部50A及び50Bに連設されており、その内部にはコンクリート12が充填されている。コンクリート圧入室70は、各分岐柱部50A及び50Bを形成する鋼管内にコンクリートを充填する際に利用される附室であり、CFT柱10の構造耐力上は算入(加味)されない部分である。各分岐柱部50A及び50B内にコンクリートを充填する際には、コンクリート圧入室70から後述する側面圧入孔を通じてコンクリートを圧入する。コンクリート圧入室70から各分岐柱部50A及び50Bへのコンクリートの圧入方法の詳細については後述する。
In the
ここで、下柱部50における各分岐柱部50A及び50Bは四角柱形状を有している。図1における符号501,502は、第1分岐柱部50Aの外側壁、内側壁である。図1における符号503,504は、第2分岐柱部50Bの外側壁、内側壁である。図2における符号505,506は、第1分岐柱部50A及び第2分岐柱部50Bに共通する一対の共通側壁である。第1分岐柱部50Aの外側壁501及び内側壁502の両端部は、一対の共通側壁505,506に接合されており、第1分岐柱部50Aの横断面は、外側壁501、内側壁502、及び一対の共通側壁505,506によって画定されている。ま
た、第2分岐柱部50Bの外側壁503及び内側壁504の両端部は、一対の共通側壁505,506に接合されており、第2分岐柱部50Bの横断面は、外側壁503、内側壁504、及び一対の共通側壁505,506によって画定されている。また、図1に示すように、第1分岐柱部50Aの内側壁502と、第2分岐柱部50Bの内側壁504は互いに対向するように配置されている。また、各分岐柱部50A,50Bの横断面形状は特に限定されず、例えば円形断面を有していてもよい。
Here, each
また、図1に示す符号71は、コンクリート圧入室70の底部を形成する底壁である。コンクリート圧入室70の底壁71は、下ダイアフラム32と平行に延在する矩形状の鋼製板であり、コンクリート圧入室70の各端縁が、第1分岐柱部50Aの内側壁502、第2分岐柱部50Bの内側壁504、及び一対の共通側壁505,506にそれぞれ接合されている。上記のように構成されるコンクリート圧入室70の形状は、下ダイアフラム32、底壁71、第1分岐柱部50Aの内側壁502、第2分岐柱部50Bの内側壁504、及び一対の共通側壁505,506によって画定されている。
次に、本実施形態に係るCFT柱10におけるコンクリートの充填工法を説明する。図3は、CFT柱10における鋼管11内にコンクリートを充填するための円筒形状を有する鋼製管であるコンクリート充填管80を示す図である。コンクリート充填管80の基端部81側には、コンクリートポンプ車(図示せず)から延びる圧送ホース(又は、圧送管)82が接続されている。図4は、コンクリート充填管80の先端側に形成される先端部83の拡大図であり、図3におけるA矢視方向から眺めた先端部83の側面図である。図5は、図4におけるB矢視方向から眺めた先端部83の側面図である。
Next, a concrete filling method for the
図4及び図5に示すように、コンクリート充填管80の先端部83には、当該コンクリート充填管80に圧送されるコンクリートを側方に向けて排出するための複数の切欠き部85が形成されている。本実施形態においては、コンクリート圧入室70から一対の分岐柱部50A,50Bにコンクリートを振り分けるために、一対の切欠き部85が互いに対向する位置に配置されている。より具体的には、コンクリート充填管80における先端部83に形成される一対の切欠き部85は、コンクリート充填管80の中心軸周りに180°ずれた位置に配置されている。また、図4に示すように、切欠き部85は、コンクリート充填管80における先端開口84に連通しており、コンクリート充填管80を形成する管壁をU字状に切り欠くことで形成されている。但し、切欠き部85の形状は特に限定されない。
As shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of
図6は、実施形態1に係るCFT柱10を形成する鋼管11にコンクリート充填管80を挿入する前の状態を示す図である。図6に示す符号のうち、図1と共通する符号は同一の部材を示している。図6に示すように、CFT柱10は、CFT柱・梁接合部30を境に二股に分岐することで第1分岐柱部50A及び第2分岐柱部50Bが形成されている。
FIG. 6 is a diagram showing a state before the
CFT柱・梁接合部30における上ダイアフラム31には、コンクリートの充填孔310が上ダイアフラム31を貫通するように設けられている。図7は、図6におけるC−C矢視断面図である。図7に示す符号CL1は、上柱部40の延伸方向に沿った中心軸である。図7に示すように、上ダイアフラム31に形成される充填孔310は、円形断面を有しており、上柱部40の中心軸CL1と同軸に配置されている。また、図7に示す符号311は、上ダイアフラム31を貫通するように設けられた空気孔である。本実施形態において、上ダイアフラム31の四隅に円形断面を有する空気孔311が配置されている。上ダイアフラム31に開口する充填孔310及び空気孔311の形状、大きさ、位置、数等については適宜変更することができる。
A
また、図6に示すように、CFT柱・梁接合部30における下ダイアフラム32の下方
であって且つ各分岐柱部50A及び50B同士の間に、コンクリート圧入室70が設けられている。コンクリート圧入室70は、下ダイアフラム32を挟んでCFT柱・梁接合部30の下方に配置されている。下ダイアフラム32には、充填管挿入孔33が開口しており、充填管挿入孔33を通じてCFT柱・梁接合部30とコンクリート圧入室70が連通している。充填管挿入孔33の内径は、コンクリート充填管80の外径よりも若干大きな寸法に設定されている。また、コンクリート圧入室70と第1分岐柱部50Aの間に配置された内側壁502には、側面圧入孔52Aが内側壁502を貫通するように開口しており、側面圧入孔52Aを通じてコンクリート圧入室70と第1分岐柱部50Aが連通している。また、コンクリート圧入室70と第2分岐柱部50Bの間に配置された内側壁504には、側面圧入孔52Bが内側壁504を貫通するように開口しており、側面圧入孔52Bを通じてコンクリート圧入室70と第2分岐柱部50Bが連通している。
Further, as shown in FIG. 6, a concrete press-fitting
以下、下ダイアフラム32のうち、第1分岐柱部50Aの上部に位置する領域を第1領域R1と呼び、第2分岐柱部50Bの上部に位置する領域を第2領域R2と呼ぶ。またCFT柱・梁接合部30のうち、コンクリート圧入室70の上部に位置する領域を第3領域R3と呼ぶ。図8は、実施形態1に係る下ダイアフラム32の上面図である。充填管挿入孔33は、下ダイアフラム32における第3領域R3の中央に配置されており、充填管挿入孔33の中心は上柱部40の中心軸CL1と同軸に配置されている。
Hereinafter, in the
また、下ダイアフラム32における第1領域R1と第3領域R3の境界部には、下ダイアフラム32の上面32aから上方に向けて立設する仕切り壁33Aが設けられている。また、下ダイアフラム32における第2領域R2と第3領域R3の境界部には、下ダイアフラム32の上面32aから上方に向けて立設する仕切り壁33Bが設けられている。各仕切り壁33A,33Bは互いに対向するように平行配置されており、その両端はCFT柱・梁接合部30の内壁面に接合されている。図6に示すように、各仕切り壁33A,33Bは、CFT柱・梁接合部30の内部空間を途中の高さまで仕切るように設けられている。各仕切り壁33A,33Bの高さは適宜変更することができる。
A
ここで、CFT柱・梁接合部30の内部空間のうち、下ダイアフラム32の第1領域R1の上方に位置する領域を第1内部領域A1と呼び、下ダイアフラム32の第2領域R2の上方に位置する領域を第2内部領域A2と呼び、下ダイアフラム32の第3領域R3上方に位置する領域を第3内部領域A3と呼ぶ。CFT柱・梁接合部30における第1内部領域A1と第3内部領域A3は、仕切り壁33Aによって高さ方向の途中まで隔てられている。同様に、CFT柱・梁接合部30における第2内部領域A2と第3内部領域A3は、仕切り壁33Bによって高さ方向の途中まで隔てられている。そして、CFT柱・梁接合部30における各内部領域A1〜A3は、仕切り壁33A,33Bの上端よりも上方の高さにおいて互いに連通している。
Here, in the internal space of the CFT pillar-beam
下ダイアフラム32における第1領域R1には、コンクリートを充填するための充填孔34Aと、複数の空気孔36が下ダイアフラム32を貫通するように設けられている。同様に、下ダイアフラム32における第2領域R2には、コンクリートを充填するための充填孔34Bと、複数の空気孔36が下ダイアフラム32を貫通するように設けられている。図8に示すように、下ダイアフラム32における第1領域R1の四隅に空気孔36がそれぞれ設けられている。同様に、第2領域R2の四隅に空気孔36がそれぞれ設けられている。なお、下ダイアフラム32に開口する充填孔34A,34B及び空気孔36の形状、大きさ、位置、数等については適宜変更することができる。
In the first region R1 of the
また、図6に示すように、第1分岐柱部50Aの内側壁502に形成された側面圧入孔52Aと、第2分岐柱部50Bの内側壁504に形成された側面圧入孔52Bは概ね同じ高さに設けられている。本実施形態において、側面圧入孔52A,52Bは同径の円形断
面を有しているが、形状、大きさ、位置、数等は適宜変更することができる。なお、図9は、図6におけるD−D矢視断面図である。
Further, as shown in FIG. 6, the side surface press-fitting
次に、CFT柱10におけるコンクリートの充填工法について説明する。本実施形態におけるコンクリートの充填工法は、先ず、下柱部50(第1分岐柱部50A及び第2分岐柱部50B)にコンクリートを圧入することで、下柱部50(第1分岐柱部50A及び第2分岐柱部50B)にコンクリートを充填した後、順次、CFT柱・梁接合部30、上柱部40に対してコンクリートを充填する。下柱部50(第1分岐柱部50A及び第2分岐柱部50B)にコンクリートを圧入するに際しては、先ず、コンクリート充填管80の先端部83を下方に向けた状態で、CFT柱10の上柱部40に対して上方から挿入してゆく。次いで、コンクリート充填管80の先端部83を、上ダイアフラム31に開口する充填孔310を挿通させることでCFT柱・梁接合部30内に挿入した後、下ダイアフラム32に開口する充填管挿入孔33を通じてコンクリート圧入室70内に挿入する(挿入工程)。この挿入工程は、図10に示すように、コンクリート充填管80における先端部83の高さが各側面圧入孔52A,52Bの高さと概ね一致する深さまでコンクリート充填管80をコンクリート圧入室70に挿入した時点で完了する。従って、図10は、実施形態1に係る挿入工程が完了した状態(以下、「挿入工程完了状態」という)を示している。
Next, a concrete filling method for the
図10に示す挿入工程完了状態においては、コンクリート充填管80の先端部83に形成された一対の切欠き部85が、各内側壁502,504に開口する各側面圧入孔52A,52Bに対向するように、各切欠き部85の向きと高さが調整されている。本実施形態においては、挿入工程完了状態から、コンクリートポンプ車(図示せず)からコンクリート12を圧送ホース(又は、圧送管)82を通じてコンクリート充填管80に圧送する。その結果、コンクリート充填管80の先端部83(先端開口84及び切欠き部85)からコンクリート圧入室70内へとコンクリートが圧送(吐出)される。なお、コンクリート充填管80からコンクリート圧入室70に圧送するコンクリート12としては、例えば高流動コンクリートを好適に用いることができる。
In the insertion step completed state shown in FIG. 10, the pair of
図11は、コンクリート圧入室70内に圧送されたコンクリート12を各側面圧入孔52A,52Bから各分岐柱部50A,50Bへと同時に圧入する圧入工程を説明する図である。図11に圧入工程においては、コンクリート充填管80の先端部83(先端開口84及び切欠き部85)からコンクリート圧入室70に圧送されたコンクリート12が各側面圧入孔52A,52Bを通じて各分岐柱部50A,50B内へと同時に圧入されることで、各分岐柱部50A,50B内に充填されたコンクリート12を上方に向かって順次打ち上げてゆくことができる。
FIG. 11 is a diagram illustrating a press-fitting step of simultaneously press-fitting the concrete 12 pumped into the concrete press-fitting
図12は、各分岐柱部50A,50Bへのコンクリートの圧入工程が完了した状態を示す図である。図13は、各分岐柱部50A,50Bへのコンクリートの圧入工程完了時における下ダイアフラム32の上面32aの状態を示す図である。本実施形態においては、各分岐柱部50A,50B同士の間に位置するコンクリート圧入室70から各側面圧入孔52A,52Bを通じて各分岐柱部50A,50Bへとコンクリート12を同時に圧入するため、各分岐柱部50A,50Bに対してコンクリート12の圧入が完了する時期を概ね合わせることができる。
FIG. 12 is a diagram showing a state in which the process of press-fitting concrete into each of the
図13には、下ダイアフラム32における第1領域R1に開口する充填孔34A及び空気孔36と、第2領域R2に開口する充填孔34B及び空気孔36からコンクリート12が下方(コンクリート圧入室70側)から吹き出している状況が示されている。
In FIG. 13, the concrete 12 is downward from the filling
次に、下ダイアフラム32の第3領域R3に開口する充填管挿入孔33の内径と、コン
クリート充填管80の外径との寸法差(以下、「クリアランス寸法」という)について説明する。本実施形態において、上記クリアランス寸法は、圧入工程時にコンクリート圧入室70内に圧送されたコンクリート12が充填管挿入孔33とコンクリート充填管80の外面との間の隙間を通じてコンクリート圧入室70からCFT柱・梁接合部30内に漏出しない所定の寸法に定められている。
Next, the dimensional difference between the inner diameter of the filling
例えば、充填管挿入孔33とコンクリート充填管80のクリアランス寸法は、数mm〜数十mm程度としてもよい。上記のように充填管挿入孔33とコンクリート充填管80のクリアランス寸法を設定することで、充填管挿入孔33とコンクリート充填管80との間の隙間を通じてコンクリート圧入室70からCFT柱・梁接合部30内にコンクリート12が漏出することを抑制できる。これによれば、充填管挿入孔33とコンクリート充填管80との間の隙間を通じて漏出したコンクリート12が下ダイアフラム32における充填孔34A,34Bや各空気孔36から各分岐柱部50A,50Bに流入する(流れ落ちる)ことを抑制できる。その結果、各分岐柱部50A,50Bにコンクリートを圧入する際、下ダイアフラム32の下面に空気が溜まることを抑制し、下ダイアフラム32の下面に隙間なく密実にコンクリート12を充填できる。
For example, the clearance dimension between the filling
更に、本実施形態におけるコンクリート充填管80は、充填管挿入孔33とコンクリート充填管80のクリアランス寸法を小さな寸法に設定することができ、その結果、各分岐柱部50A,50Bへのコンクリート圧入時に充填管挿入孔33とコンクリート充填管80との間の隙間からコンクリート12がCFT柱・梁接合部30に逆流することを好適に抑制できる。また、上記のように、充填管挿入孔33とコンクリート充填管80のクリアランス寸法を小さな寸法に設定することで、各分岐柱部50A,50Bへのコンクリート圧入時に充填管挿入孔33とコンクリート充填管80との間の隙間から圧力が逃げることを抑制することができる。すなわち、各分岐柱部50A,50Bへのコンクリート圧入時にコンクリート圧入室70内の圧力が低下する(逃げる)ことを抑制できる。これにより、コンクリートポンプの圧力を逃がすことなく利用して、各分岐柱部50A,50Bに対してコンクリートを効率よく円滑に圧入することができる。
Further, in the
なお、各分岐柱部50A,50Bへのコンクリート圧入時においては、充填管挿入孔33とコンクリート充填管80との間の隙間からセメントペーストがCFT柱・梁接合部30側に漏出することが予想される。ここで、図13に示す符号CPは、圧入工程時に、充填管挿入孔33とコンクリート充填管80との間の隙間を通じてコンクリート圧入室70から漏出したセメントペーストを示す。これに対して、本実施形態においては、下ダイアフラム32の上面32aに仕切り壁33A,33Bを立設し、CFT柱・梁接合部30の内部空間を途中の高さまで仕切るようにした。
When concrete is press-fitted into each of the
これによれば、圧入工程時に充填管挿入孔33とコンクリート充填管80との間の隙間を通じてコンクリート圧入室70からCFT柱・梁接合部30の第3内部領域A3内に漏出したセメントペーストCPを、仕切り壁33A,33Bによって堰止めることができる。すなわち、コンクリート圧入室70から漏出したセメントペーストCPを下ダイアフラム32の第3領域R3上に留めておくことができる。これにより、セメントペーストCPが、下ダイアフラム32における充填孔34A,34Bや各空気孔36から各分岐柱部50A,50Bに流れ込むことを抑制できる。その結果、各分岐柱部50A,50Bにコンクリートを圧入する際、下ダイアフラム32の下面に空気が溜まることを抑制し、下ダイアフラム32の下面に隙間なく密実にコンクリート12を充填できる。
According to this, the cement paste CP leaked from the concrete press-fitting
更に、本実施形態においては、少なくともコンクリート圧入室70から各側面圧入孔52A,52Bを通じて各分岐柱部50A,50Bに圧入されたコンクリート12が下ダイアフラム32の高さに打ち上がるまでの間、充填管挿入孔33とコンクリート充填管80
との間の隙間を通じてCFT柱・梁接合部30内に漏出したセメントペーストCPを堰止めることができるように、仕切り壁33A,33Bの高さ寸法を設計している。これにより、各分岐柱部50A,50Bにコンクリート12を圧入する際、下ダイアフラム32の下面に空気が溜まることをより確実に抑制し、各分岐柱部50A,50Bに対して密実にコンクリート12を充填できる。
Further, in the present embodiment, at least until the concrete 12 press-fitted from the concrete press-fitting
The height dimension of the
なお、下ダイアフラム32から立設する仕切り壁33A,33Bの位置は、適宜変更してもよい。例えば、仕切り壁33Aは、必ずしも第1領域R1及び第3領域R3の境界位置に設ける必要は無く、仕切り壁33Aの位置を当該境界位置から第1領域R1側、或いは第3領域R3側にずらしてもよい。同様に、仕切り壁33Bは、必ずしも第2領域R2及び第3領域R3の境界位置に設ける必要は無く、仕切り壁33Bの位置を当該境界位置から第2領域R2側、或いは、第3領域R3側にずらしてもよい。更に、下ダイアフラム32に立設させる仕切り壁は、充填管挿入孔33とコンクリート充填管80との間の隙間を通じてコンクリート圧入室70から漏出したセメントペーストCPを堰止めることができれば種々の変形例を採用することができ、例えば、充填管挿入孔33の周囲を囲むように環状(例えば、円形、楕円形、多角形等)の仕切り壁を下ダイアフラム32の上面32aに立設してもよい。
The positions of the
上記のように、下柱部50(第1分岐柱部50A及び第2分岐柱部50B)へのコンクリート12の圧入工程が完了した後は、例えば、落とし込み充填工法によってCFT柱・梁接合部30、上柱部40に対してコンクリート12を順次充填する。具体的には、図14に示すように、下ダイアフラム32の充填管挿入孔33から先端部83が引き抜かれる高さまでコンクリート充填管80を所定高さだけ引き上げる。図14に示す例では、コンクリート充填管80の先端部83がCFT柱・梁接合部30(第3内部領域A3)において、各仕切り壁33A,33Bの上端よりも低い位置にセットされている。この状態から、コンクリート充填管80にコンクリート12を圧送することで、CFT柱・梁接合部30にコンクリート12を充填する。図15は、CFT柱・梁接合部30の下部領域にコンクリート12を充填している状態を示している。
As described above, after the process of press-fitting the concrete 12 into the lower column part 50 (the first
CFT柱・梁接合部30に対するコンクリート12の充填に際しては、コンクリート充填管80の先端部83を既に充填したコンクリート12内に挿入した状態で、段階的にコンクリート充填管80の先端部83を上方に引き上げながらコンクリート12を充填するとよい。図16は、CFT柱・梁接合部30の上部領域に対してコンクリート12を充填している状態を示す図である。
When the concrete 12 is filled into the CFT column-beam joint 30, the
図17は、CFT柱・梁接合部30に対するコンクリート12の充填が完了した状態を示す図である。図18は、CFT柱・梁接合部30に対するコンクリート12の充填完了時において、上ダイアフラム31に開口する充填孔310及び各空気孔311からコンクリート12が吹き出している状況を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a state in which the concrete 12 has been completely filled into the CFT column / beam joint 30. FIG. 18 is a diagram showing a state in which the concrete 12 is blown out from the filling
上記のようにCFT柱・梁接合部30に対するコンクリート12の充填が完了すると、次いで、図19に示すように、上ダイアフラム31の充填孔310から先端部83が引き抜かれる高さまでコンクリート充填管80を所定高さだけ引き上げた後、コンクリート充填管80の先端部83からコンクリート12を圧送し、上柱部40にコンクリート12を充填する。そして、コンクリート充填管80の先端部83を既に充填したコンクリート12内に挿入した状態で、段階的にコンクリート充填管80の先端部83を上方に引き上げながら上柱部40にコンクリート12を充填することで、図20に示すようにCFT柱10へのコンクリート12の充填が完了する。
When the filling of the concrete 12 into the CFT column-beam
以上のように、本実施形態に係る下柱部50(第1分岐柱部50A及び第2分岐柱部5
0B)へのコンクリートの充填工法によれば、CFT柱・梁接合部30の下ダイアフラム32の下方且つ各分岐柱部50A,50B同士の間の位置にコンクリート圧入室70を設けておき、このコンクリート圧入室70から各側面圧入孔52A,52Bを通じて各分岐柱部50A,50Bへとコンクリート12を圧入するようにした。これによれば、コンクリート圧入室70から各分岐柱部50A,50Bへとコンクリート12を振り分けて同時に圧入することができるため、複数の分岐柱部50A,50B毎にコンクリート12を圧入するための圧入装置を設置する必要がなく、施工性を向上させることができる。また、従来の一般的なコンクリートの落とし込み充填工法を用いて各分岐柱部50A,50Bにコンクリートを充填しようとする場合には、一方の分岐柱部にコンクリートを充填した後、他方の分岐柱部に充填ホースを改めて振り分け直してからコンクリートを充填する必要があるため、施工性が悪化する懸念があるが、本実施形態におけるコンクリートの充填工法によればコンクリート圧入室70から各分岐柱部50A,50Bへと同時にコンクリートを圧入できるため、従来のコンクリートの落とし込み充填工法に対しても施工性が優れている。
As described above, the lower pillar portion 50 (first
According to the method of filling concrete into 0B), the concrete press-fitting
更に、本実施形態においては、CFT柱・梁接合部30の下方に設けられたコンクリート圧入室70から各分岐柱部50A,50Bに対しコンクリートを圧入するようにしたので、各分岐柱部50A,50Bへの圧入開始時に各側面圧入孔52A,52Bから各分岐柱部50A,50Bに流入するコンクリートの自由落下高さを小さく抑えることができる。これにより、コンクリートに材料分離が起こり難くなり、コンクリートの品質が低下することを抑制できる。
Further, in the present embodiment, since concrete is press-fitted into the
更に、本実施形態においては、コンクリート充填管80の先端部83に形成された一対の切欠き部85を各内側壁502,504に開口する各側面圧入孔52A,52Bに対向させた状態でコンクリート圧入室70から各分岐柱部50A,50Bにコンクリートを圧入するようにしたので、各側面圧入孔52A,52Bに向かってコンクリート充填管80からコンクリートを排出(吐出)することができる。その結果、各分岐柱部50A,50Bに対してコンクリートをより効率的に圧入することができる。
Further, in the present embodiment, the concrete is filled with the pair of
なお、本実施形態における下柱部50は、CFT柱・梁接合部30を境に二股に分岐する分岐構造を採用しているが、3つ以上の分岐柱部に分岐する分岐構造を採用してもよい。下柱部50が分岐する数に関わらず、CFT柱・梁接合部30の下ダイアフラム32の下方且つ各分岐柱部同士の間の位置にコンクリート圧入室70を形成し、各分岐柱部を形成する鋼管に開口する側面圧入孔を通じてコンクリート圧入室70からコンクリートを同時に圧入することで、各分岐柱部に対して効率的にコンクリートを充填することができる。なお、コンクリート充填管80の先端部83に形成される切欠き部85の数、位置は、各分岐柱部を形成する鋼管に開口する側面圧入孔の数に対応するように決定することが好ましい。例えば、図21に示す変形例のように、下柱部50が三つ股に分岐する3個の分岐柱部50A〜50Cを有している場合、各分岐柱部50A〜50Cとコンクリート圧入室70とを連通する側面圧入孔52A〜52Cの各々に対して対向配置できるように、コンクリート充填管80の先端部83に3つの切欠き部85を設けることが好ましい。なお、図21は、変形例に係る各分岐柱部50A〜50C及びコンクリート圧入室70の横断面を概略的に示している。図21には、充填管挿入孔33を通じてコンクリート圧入室70に挿入されたコンクリート充填管80の先端部83を併せて示している。図21に示すコンクリート充填管80の先端部83には、3つの切欠き部85が形成されており、各切欠き部85はコンクリート充填管80の中心軸周りに120°ずつずれた位置に配置されている。このように各切欠き部85を配置することで、コンクリート圧入室70から各分岐柱部50A〜50Cにコンクリートを同時に圧入する際、コンクリート充填管80における各切欠き部85を側面圧入孔52A〜52Cの各々に対して対向配置できるため、各分岐柱部50A〜50Cに対して効率よくコンクリートを圧入することができる。
The
また、本実施形態における各分岐柱部50A,50Bの下端は、免震層60に設置された免震装置61A,61Bに連結されているが、これには限られない。すなわち、本発明におけるコンクリートの充填工法は、分岐構造を有する種々のCFT柱に対して適用することができる。
Further, although the lower ends of the
1・・・CFT構造
10・・・CFT柱
20A,20B・・・鉄骨梁
30・・・CFT柱・梁接合部
31・・・上ダイアフラム
32・・・下ダイアフラム
33・・・充填管挿入孔
40・・・上柱部
50・・・下柱部
50A,50B・・・分岐柱部
52A,52B・・・側面圧入孔
60・・・免震層
70・・・コンクリート圧入室
80・・・コンクリート充填管
1 ...
Claims (6)
前記CFT柱・梁接合部の下ダイアフラムの下方且つ各分岐柱部同士の間の位置に、前記下ダイアフラムに開口する充填管挿入孔を通じて前記CFT柱・梁接合部に連通すると共に各分岐柱部を形成する鋼管に開口する側面圧入孔を通じて各分岐柱部に連通するコンクリート圧入室を設けておき、
前記CFT柱にコンクリートを充填するためのコンクリート充填管を、前記充填管挿入孔を通じて前記コンクリート圧入室内に挿入する挿入工程と、
前記コンクリート充填管の先端部から前記コンクリート圧入室内にコンクリートを圧送し、前記コンクリート圧入室内に圧送されたコンクリートを前記側面圧入孔から各分岐柱部内へと同時に圧入する圧入工程と、
を有する、CFT柱におけるコンクリートの充填工法。 A method for filling concrete into a branch column part, in which a CFT column branches downward from a CFT column-beam joint part,
Below the lower diaphragm of the CFT pillar-beam joint and at a position between the respective branch pillars, each branch pillar communicates with the CFT pillar-beam joint through a filling pipe insertion hole opening in the lower diaphragm. A concrete press-fitting chamber that communicates with each branch column through a side press-fitting hole that opens in the steel pipe forming
An inserting step of inserting a concrete filling pipe for filling the CFT column with concrete into the concrete press-fitting chamber through the filling pipe insertion hole;
Pressing concrete into the concrete press-fitting chamber from the tip of the concrete-filled pipe, and press-fitting the concrete press-pressed into the concrete press-fitting chamber simultaneously into the branch pillars from the side face press-fitting holes,
A method for filling concrete in a CFT column, which has:
請求項1に記載のCFT柱におけるコンクリートの充填工法。 The difference between the inner diameter of the filling pipe insertion hole and the outer diameter of the concrete filling pipe, the concrete pumped into the concrete press-fitting chamber through the gap between the filling pipe insertion hole and the concrete filling pipe Is determined to have a predetermined size so as not to leak into the CFT column-beam joint portion and the pressure in the concrete press-fitting chamber does not decrease.
The method for filling concrete in a CFT column according to claim 1.
前記圧入工程において、前記充填管挿入孔と前記コンクリート充填管との間の隙間を通じて前記コンクリート圧入室から前記CFT柱・梁接合部内に漏出したセメントペーストを前記仕切り壁によって堰止める、
請求項1又は2に記載のCFT柱におけるコンクリートの充填工法。 In the CFT pillar / beam joint, a partition wall is formed standing on the upper surface of the lower diaphragm and partitioning the internal space of the CFT pillar / beam joint to an intermediate height.
In the press-fitting step, the cement paste leaked from the concrete press-fitting chamber into the CFT column-beam joint through the gap between the filling pipe insertion hole and the concrete filling pipe is blocked by the partition wall,
A method for filling concrete in a CFT column according to claim 1 or 2.
請求項3に記載のCFT柱におけるコンクリートの充填工法。 The partition wall leaks into the CFT column-beam joint through the gap at least until the concrete press-fitted into each branch column part from the side face press-fitting hole is driven up to the height of the lower diaphragm in the press-fitting process. It is provided so that the cement paste can be blocked.
A method for filling concrete in a CFT column according to claim 3.
前記圧入工程において、前記コンクリート充填管における複数の前記切欠き部を各側面圧入孔に向けた状態で各分岐柱部にコンクリートを圧入する、
請求項1から4の何れか一項に記載のCFT柱におけるコンクリートの充填工法。 At the tip opening of the concrete-filled pipe, a plurality of notches are formed to discharge the concrete pumped to the concrete-filled pipe toward each side press-fitting hole,
In the press-fitting step, the concrete is press-fitted into each branch post in a state where the plurality of notches in the concrete-filled pipe are directed to the side-face press-fit holes,
A method for filling concrete in a CFT column according to any one of claims 1 to 4.
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