JP7329491B2

JP7329491B2 - コンクリート柱体、組立式コンクリート柱、およびコンクリート柱体の製造方法

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Publication number: JP7329491B2
Application number: JP2020208622A
Authority: JP
Inventors: 雅人本間; 護古市; 景子横内
Original assignee: Nippon Concrete Industries Co Ltd
Current assignee: Nippon Concrete Industries Co Ltd
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2023-08-18
Anticipated expiration: 2040-12-16
Also published as: JP2022095348A

Description

本発明は、上柱と、この上柱の下部に継手管により接合される下柱と、を有するコンクリート柱体、これを備える組立式コンクリート柱、およびコンクリート柱体の製造方法に関する。

従来、下方に向かって漸次径大のテーパ面を有するコンクリート製の上柱の下端部とコンクリート製の下柱の上端部とをそれぞれ金属製の継手管に嵌挿して組み立て、１本のコンクリート柱として使用する組立式コンクリート柱がある。このような組立式コンクリート柱において、上柱の下端部と下柱の上端部を突き合わせ状態で連続するテーパ形状として、継手管を嵌着するもの（例えば、特許文献１ないし３参照）、あるいは、上柱の下端部にテーパ状の継手管を一体化して設け、この継手管を下柱の上端部のテーパ部に嵌着するもの（例えば、特許文献４および５参照）が知られている。

特開２０１４－１５９５号公報実開昭５８－１１０１１号公報実開昭５８－１１０１２号公報特開２０１６－１１３８８９号公報特開２０１６－１５３５９８号公報

しかしながら、特許文献４および５に記載された構成では、上柱のコンクリート部分と継手管とを一体化するために、コンクリート部分に埋設補強されるＰＣ鋼材の端部を継手管に取り付けて緊張しプレストレスを加える必要がある。そのため、製造工程が複雑である。

また、特許文献１および２に記載された構成では、上下柱の製造は容易であるものの、継手管を上柱下端部および下柱上端部のテーパ形状と略同一のテーパ形状に形成する必要があるため、高度な加工を要する。また、継手管および上下柱端部のテーパ部の寸法精度から、継手管の位置が上側または下側にずれることがあり、継手管の嵌着長さを保証するためには、継手管をやや長くしておく必要がある。

さらに、特許文献３に記載された発明では、継手管は製作容易であるものの、テーパ形状の下柱を固定するために円筒形楔が必要である。

このように、製造が容易な上下柱、および、製造が容易な継手管を使用して正確に組み立て可能な組立式コンクリート柱が求められている。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、製造が容易なコンクリート柱体、これを備える組立式コンクリート柱、および、コンクリート柱体の製造方法を提供することを目的とする。

請求項１記載のコンクリート柱体は、上柱と、この上柱の下部に継手管により接合される下柱と、を備え、前記上柱と前記下柱とは、前記継手管に挿入される部分が互いに略同一の外径寸法を有し、前記下柱は、前記継手管に挿入される部分の外径寸法よりも前記継手管の下部に位置する部分の外径寸法が大きいものである。

請求項２記載のコンクリート柱体は、請求項１記載のコンクリート柱体において、上柱は、継手管の外部に位置する部分の少なくとも一部の外径寸法が、前記継手管に挿入される部分の外径寸法よりも小さいものである。

請求項３記載のコンクリート柱体は、請求項１または２記載のコンクリート柱体において、上柱および下柱は、軸方向に沿って埋設された緊張材を有するものである。

請求項４記載のコンクリート柱体は、請求項３記載のコンクリート柱体において、上柱および下柱は、継手管に挿入される部分の端部に、緊張材の端部を覆う覆い部材を有し、覆い部材は、上柱および下柱の継手管に挿入される部分と略同一の外径寸法を有する板状に形成されているものである。

請求項５記載のコンクリート柱体は、請求項３記載のコンクリート柱体において、上柱および下柱は、継手管に挿入される部分の端部に、緊張材の端部を係止する係止部材を有し、係止部材は、上柱および下柱の継手管に挿入される部分と略同一の外径寸法を有する板状に形成されているものである。

請求項６記載の組立式コンクリート柱は、請求項１ないし５いずれか一記載のコンクリート柱体と、このコンクリート柱体の上柱と下柱とを上下に接合する継手管と、を備えるものである。

請求項７記載の組立式コンクリート柱は、請求項６記載の組立式コンクリート柱において、上柱および下柱のそれぞれの継手管に挿入される部分と継手管との間に介在される抜止部を備えるものである。

請求項８記載のコンクリート柱体の製造方法は、請求項１ないし５いずれか一記載のコンクリート柱体の製造方法であって、円筒状の外型枠内にこの外型枠の内周に嵌合しこの外型枠よりも軸方向に短い筒状の内型枠を配置して前記外型枠内を軸方向に仕切り、前記外型枠内にて前記内型枠の一端側と他端側とに上柱と下柱とを同時成形するものである。

本発明によれば、上柱と下柱とを容易に製造できる。

本発明の第１の実施の形態のコンクリート柱体を備える組立式コンクリート柱の一部を拡大して示す断面図である。同上組立式コンクリート柱を示す断面図である。同上コンクリート柱体の製造方法を（ａ）ないし（ｄ）の順に示す説明図である。（ａ）は同上コンクリート柱体の製造に用いる内型枠を示す横断面図、（ｂ）は上側が同上内型枠の縦断面を示し、下側が同上内型枠の外面を示す説明図である。本発明の第２の実施の形態のコンクリート柱体を備える組立式コンクリート柱の一部を拡大して示す断面図である。同上コンクリート柱体の製造方法の一部を拡大して示す説明図である。

以下、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１および図２において、１は組立式コンクリート柱である。組立式コンクリート柱１は、コンクリート製の下柱２とコンクリート製の上柱３とを有するコンクリート柱体４と、継手管５と、を備える。そして、組立式コンクリート柱１は、下柱２と上柱３とを、継手管５を介して接合して構成される。

下柱２は、円柱状に形成されている。下柱２は、少なくとも継手管５に内挿される端部すなわち上端部側の所定の長さ領域となる下柱側挿入部10が、外径寸法が略一定のストレート形状に形成されている。下柱側挿入部10の端部面、つまり下柱２の上端面は、略平滑である。また、下柱側挿入部10の軸方向長さは、好ましくは下柱側挿入部10の外径寸法の１．５倍以上に設定されている。

また、下柱２において下柱側挿入部10を除く部分、つまり継手管５の外部に位置する部分である下柱２の下端部側は、少なくとも下柱側挿入部10と連なる位置の外径寸法が下柱側挿入部10の外径寸法よりも大きい下柱本体部11となっている。下柱本体部11は、その形状は問わないが、本実施の形態では、下端部に向かい徐々に拡径するテーパ形状に形成される。すなわち、下柱本体部11の外径寸法は、下柱側挿入部10の外径寸法よりも大きい。下柱本体部11は、下柱側挿入部10よりも軸方向長さが大きく形成されている。

さらに、本実施の形態において、下柱２には、下柱側挿入部10と下柱本体部11とが連なる境界の位置に段差部12が形成されている。すなわち、図示される下柱２は、下柱側挿入部10と下柱本体部11とが連なる境界の位置で外径寸法が急変するように形成されている。段差部12は、截頭円錐形状または円錐台形状に形成されている。なお、段差部12は必須の構成ではなく、下柱側挿入部10の外面と下柱本体部11の外面とが徐々に、または、滑らかに連なっていてもよい。

また、下柱２には、軸方向に沿って補強鋼材である緊張材（ＰＣ鋼線）13が埋設されて緊張力（プレストレス）が付与されている。本実施の形態において、緊張材13の端部は、覆い部材14により覆われている。覆い部材14は、下柱側挿入部10と略同一の外径寸法を有し、かつ、所定の厚みを有する板状に形成されている。覆い部材14は、コンクリート製である。

上柱３は、円柱状に形成されている。上柱３は、少なくとも継手管５に内挿される端部すなわち下端部側の所定の長さ領域となる上柱側挿入部20が、外径寸法が略一定のストレート形状に形成されている。上柱側挿入部20の端部面、つまり上柱３の下端面は、略平滑である。また、上柱側挿入部20の外径寸法は、下柱側挿入部10の外径寸法と略同一となっている。さらに、上柱側挿入部20の軸方向長さは、好ましくは上柱側挿入部20の外径寸法の１．５倍以上に設定されている。

また、上柱３において上柱側挿入部20を除く部分、つまり継手管５の外部に位置する部分である上柱３の上端部側は、上柱本体部21となっている。上柱本体部21は、その形状は問わないが、本実施の形態において、上端部に向かって徐々に縮径するテーパ形状に形成されている。すなわち、上柱本体部21の外径寸法は、上柱側挿入部20の外径寸法よりも小さい。上柱本体部21は、上柱側挿入部20よりも軸方向長さが大きく形成されている。

さらに、本実施の形態において、上柱３には、上柱側挿入部20と上柱本体部21とが連なる境界の位置に段差部22が形成されている。すなわち、図示される上柱３は、上柱側挿入部20と上柱本体部21とが連なる境界の位置で外径寸法が急変するように形成されている。段差部22は、截頭円錐形状または円錐台形状に形成されている。上柱３の段差部22は、下柱２の段差部12よりも軸方向長さが長く形成されている。なお、段差部22は必須の構成ではなく、上柱側挿入部20の外面と上柱本体部21の外面とが徐々に、または、滑らかに連なっていてもよい。

また、上柱３には、軸方向に沿って補強鋼材である緊張材（ＰＣ鋼線）23が埋設されて緊張力（プレストレス）が付与されている。本実施の形態において、緊張材23の端部は、覆い部材24により覆われている。覆い部材24は、上柱側挿入部20と略同一の外径寸法を有し、かつ、所定の厚みを有する板状に形成されている。覆い部材24は、コンクリート製である。覆い部材24は、下柱２の覆い部材14と継手管５の内部で軸方向に突き合わせられる突き合わせ部となっている。

継手管５は、円筒状に形成されている。継手管５は、例えば鋼管などの、金属により形成された管体である。継手管５には、一端側から下柱２の端部である下柱側挿入部10が内挿され、他端側から上柱３の端部である上柱側挿入部20が内挿される。したがって、継手管５の軸方向長さは、下柱２の下柱側挿入部10の外径寸法および上柱３の上柱側挿入部20の外径寸法の３倍以上に形成されている。

また、継手管５は、全長に亘り略一定の外径寸法および内径寸法を有するストレート形状となっている。継手管５の内径寸法は、挿入される下柱２の下柱側挿入部10の外径寸法および上柱３の上柱側挿入部20の外径寸法よりも僅かに大きい。また、継手管５の肉厚は、挿入される下柱２の下柱側挿入部10の断面耐力および上柱３の上柱側挿入部20の断面耐力と同等以上になるよう設定されている。

そして、本実施の形態において、継手管５と下柱２の下柱側挿入部10および上柱３の上柱側挿入部20との間には、抜止部27が介在されている。

抜止部27は、継手管５と下柱側挿入部10および上柱３の上柱側挿入部20との隙間を埋めることにより、継手管５に対し、下柱２の下柱側挿入部10および上柱３の上柱側挿入部20を抜け止めするものである。

抜止部27としては、継手管５の内径寸法と略等しい外径寸法と、下柱２の下柱側挿入部10の外径寸法および上柱３の上柱側挿入部20の外径寸法と略等しい内径寸法とを有する、金属、樹脂、またはＦＲＰ製などのスリーブ管でもよいし、継手管５の内周と下柱２の下柱側挿入部10の外周および上柱３の上柱側挿入部20の外周との隙間を埋める厚みを有する、金属、樹脂、またはＦＲＰ製の板状のスペーサ部品（シム板）でもよい。あるいは、抜止部27は、継手管５に挿入される下柱２の下柱側挿入部10の外周および上柱３の上柱側挿入部20の外周に塗布される接着剤でもよいし、継手管５に挿入された下柱２の下柱側挿入部10の外周および上柱３の上柱側挿入部20の外周と継手管５の内周との間に注入されるグラウト材でもよい。

次に、第１の実施の形態の組立式コンクリート柱１の組立方法を説明する。

下柱２と上柱３とを連結する際には、例えば以下の２つの方法が可能である。

第１の方法では、被設置部Ｇに下柱本体部11が設置された下柱２の上端部から継手管５を下柱側挿入部10に挿入する。本実施の形態では、継手管５は、段差部12により下端部の位置が規制される。次いで、継手管５に対し、上方から上柱３の上柱側挿入部20を挿入する。覆い部材14と覆い部材24とが突き合わせられ、継手管５および下柱２に対する上柱３の位置が規制される。そして、継手管５の内周と下柱側挿入部10および上柱側挿入部20の外周との間に抜止部27を設ける。この方法は、下柱２の建込み、継手管５の取り付け、上柱３の建込み、と、下から順序良く積み上げていく方法であるため、組立式コンクリート柱１の組み立てが簡単である。

第２の方法では、上柱３の上柱側挿入部20に継手管５を挿入する。次いで、上柱３および継手管５を、被設置部Ｇに下柱本体部11が設置された下柱２の上端部から近づけ、下柱２の下柱側挿入部10に継手管５を挿入する。本実施の形態では、継手管５の下端部の位置が段差部12により規制されるとともに、覆い部材14と覆い部材24とが突き合わせられ、継手管５および下柱２に対する上柱３の位置が規制される。そして、継手管５の内周と下柱側挿入部10および上柱側挿入部20の外周との間に抜止部27を設ける。

抜止部27は、スリーブ管、スペーサ部品、接着剤、または、グラウト材を使用状況に合わせて適宜選択、または、組み合わせて使用する。

この結果、下柱２と上柱３とが継手管５を介して接続され、組立式コンクリート柱１が組み立てられる。

次に、第１の実施の形態のコンクリート柱体４の製造方法について説明する。

下柱２と上柱３とは、それぞれ別個に製造してもよいが、本実施の形態では、これら下柱２と上柱３とを同時に製造する方法について説明する。

製造には、図３（ａ）に示される外型枠30と、内型枠31と、を用いる。外型枠30は、半円筒状の下外型枠と半円筒状の上外型枠とからなり、これらが嵌合されることで外型枠30が円筒状となる。

内型枠31は、外型枠30よりも軸方向長さが短い円筒状に形成されている。また、内型枠31の外周は、外型枠30の内周に嵌合される形状に形成される。例えば図４（ａ）および図４（ｂ）に示されるように、本実施の形態において、内型枠31は、外型枠30（図３（ａ））の内周と略同一の外径寸法を有する２枚の円板32，32により、緊張材Ｔ（図３（ａ））の配置直径より外径寸法が小さい円筒部材33を挟んで形成されている。各円板32には、緊張材Ｔを貫通させるための孔32aが形成されている。円板32，32間は、円筒部材33の外周面から放射状に延びる補強部材34により互いに連結されている。各円板32の外周面には、外型枠の内周面との隙間を閉塞するゴムなどの外周シール部材が取り付けられていてもよい。

そして、まず、内型枠31の２枚の円板32の孔32aに図３（ａ）に示される緊張材Ｔを貫通させ、緊張材Ｔの両端を緊張側および固定側の端面板35，36に係止手段37によりそれぞれ係止した鉄筋籠38を製作する。端面板35，36は、例えば鋼板などとする。

次いで、鉄筋籠38を下外型枠に置き、内型枠31を下外型枠の所定の位置にボルトなどの内型枠固定部材により固定し、下外型枠に対して上外型枠を嵌合し、ボルトなどの締結手段でこれらを締結する。この状態で、外型枠30の内部が内型枠31により軸方向に仕切られ、端面板35，36が外型枠30の外側の両端部に位置する。

さらに、端面板35を油圧ジャッキなどの緊張手段で引っ張り、固定することで、緊張材Ｔに緊張力を付与する。この状態で、図３（ｂ）に示されるように、外型枠30内にコンクリート材料を注入し、遠心力締固めを行って、外型枠30内にて内型枠31の一端側および他端側に、円筒形のコンクリートＣを成形する。

そして、コンクリートＣの硬化後、緊張材Ｔを端面板35，36に係止している係止手段37を取り外し、コンクリートＣにプレストレスを導入し、外型枠30の締結を緩めて、上外型枠と下外型枠とを分割し、図３（ｃ）に示されるようにコンクリートＣを内型枠31とともに脱型する。

この後、内型枠31内に露出している緊張材Ｔを切断すると、内型枠31が取り外され、図３（ｄ）に示されるように緊張材13を備える下柱２と緊張材23を備える上柱３とが分割される。この後、下柱２と上柱３とに緊張材13，23の端部を覆って覆い部材14，24を取り付けることで、下柱２と上柱３とが完成する。

このように、下柱２および上柱３は、継手管５に挿入される下柱側挿入部10と上柱側挿入部20とが略同一の外径寸法を有するため、特別な加工を必要とせず、一般的なコンクリート柱の製造方法を用いて、下柱２と上柱３とを容易に製造できる。

また、下柱２および上柱３に緊張材13および緊張材23を軸方向に沿って配置することで、下柱２および上柱３の耐荷重を向上できる。

さらに、緊張材13，23の端部を覆い部材14，24により覆うことで、緊張材Ｔの切断面となる緊張材13，23の端部を覆い部材14，24により保護し、緊張材13，23の腐食を防止できる。

また、コンクリート柱体４の下柱２の下柱側挿入部10と上柱３の上柱側挿入部20とを継手管５に挿入して下柱２と上柱３とを継手管５で接合するため、継手管５は下柱側挿入部10および上柱側挿入部20と形状を合わせたストレート形状とすることができる。そのため、継手管５に高度な加工が不要で、継手管５の製造が容易であるとともに、下柱側挿入部10および上柱側挿入部20と継手管５との寸法精度を出しやすく、組立式コンクリート柱１を正確に組み立て可能となる。

さらに、下柱２および上柱３と継手管５との間に抜止部27を介在させることで、下柱２および上柱３と継手管５とを密接させ、がたつきを防止できるとともに、上柱３に作用する外力を下柱２に円滑に伝達できる。

また、下柱２に段差部12を形成しているため、継手管５の下端部の位置が下柱２の段差部12によって規制されるので、継手管５の下柱２への嵌着長さを一定にできる。

下柱２および上柱３は、１組の外型枠30で製作されるため、効率良く生産することができ、価格も抑えられる。

なお、第１の実施の形態において、組立式コンクリート柱１を高荷重柱とし、緊張材13，23の緊張力が大きい場合には、覆い部材14，24に代えて、図５および図６に示す第２の実施の形態のように、緊張材13，23の端部を係止する例えば金属製の鋼板などの係止部材40，41を用いてもよい。係止部材40，41は、下柱２の下柱側挿入部10および上柱３の上柱側挿入部20と略同一の外径寸法を有する板状に形成されている。係止部材40，41には、緊張材13，23の端部を係止部材40，41に保持するボルトなどの保持手段42，43が配置される。そして、この場合には、コンクリート柱体４を製造する際、図６に示すように、係止部材40，41を鉄筋籠38の一部として組み込み、緊張材13，23を例えば保持手段42，43の位置などで内型枠31に対して係止して、緊張材23を緊張手段で引っ張ることで緊張材13をも緊張させることができるようにすることで、第１の実施の形態と同様にコンクリート柱体４の下柱２および上柱３を一つの外型枠30を用いて同時に成形可能となる。そして、この実施の形態によれば、緊張材13，23の端部が係止部材40，41に係止されているため、緊張材13，23により下柱２および上柱３のコンクリート部分に付与されるプレストレスのロスを抑制または防止できる。

また、上記各実施の形態において、コンクリート柱体４の下柱２と上柱３とを別個に製造する際には、それぞれ通常のコンクリート柱体と同様に製造してよい。すなわち、緊張材の両端を緊張側および固定側の端面板に係止手段によりそれぞれ係止した鉄筋籠を製作し、この鉄筋籠を半円筒形の下型枠に置き、半円筒形の上型枠を嵌合し、これらをボルトなどの締結手段で締結した後、緊張側の端面板を緊張手段で引っ張って固定し、型枠内にコンクリートを注入し、遠心力締固めを行い、型枠内に円筒形のコンクリートを成形する。そして、コンクリートの硬化後、緊張材を端面板に係止している係止手段を取り外してコンクリートにプレストレスを導入し、型枠の締結を緩めて、上型枠および下型枠を分割し、コンクリート柱を脱型する。このように製造することで、特殊な型枠や製造方法を用いることなく、コンクリート柱体４を容易に製造できる。

１組立式コンクリート柱
２下柱
３上柱
４コンクリート柱体
５継手管
13，23 緊張材
14，24 覆い部材
27 抜止部
30 外型枠
31 内型枠
40，41 係止部材

Claims

上柱と、
この上柱の下部に継手管により接合される下柱と、を備え、
前記上柱と前記下柱とは、前記継手管に挿入される部分が互いに略同一の外径寸法を有し、
前記下柱は、前記継手管に挿入される部分の外径寸法よりも前記継手管の下部に位置する部分の外径寸法が大きい
ことを特徴とするコンクリート柱体。
上柱は、継手管の外部に位置する部分の少なくとも一部の外径寸法が、前記継手管に挿入される部分の外径寸法よりも小さい
ことを特徴とする請求項１記載のコンクリート柱体。
上柱および下柱は、軸方向に沿って埋設された緊張材を有する
ことを特徴とする請求項１または２記載のコンクリート柱体。
上柱および下柱は、継手管に挿入される部分の端部に、緊張材の端部を覆う覆い部材を有し、
覆い部材は、上柱および下柱の継手管に挿入される部分と略同一の外径寸法を有する板状に形成されている
ことを特徴とする請求項３記載のコンクリート柱体。
上柱および下柱は、継手管に挿入される部分の端部に、緊張材の端部を係止する係止部材を有し、
係止部材は、上柱および下柱の継手管に挿入される部分と略同一の外径寸法を有する板状に形成されている
ことを特徴とする請求項３記載のコンクリート柱体。
請求項１ないし５いずれか一記載のコンクリート柱体と、
このコンクリート柱体の上柱と下柱とを上下に接合する継手管と、を備える
ことを特徴とする組立式コンクリート柱。
上柱および下柱のそれぞれの継手管に挿入される部分と継手管との間に介在される抜止部を備える
ことを特徴とする請求項６記載の組立式コンクリート柱。
請求項１ないし５いずれか一記載のコンクリート柱体の製造方法であって、
円筒状の外型枠内にこの外型枠の内周に嵌合しこの外型枠よりも軸方向に短い筒状の内型枠を配置して前記外型枠内を軸方向に仕切り、前記外型枠内にて前記内型枠の一端側と他端側とに上柱と下柱とを同時成形する
ことを特徴とするコンクリート柱体の製造方法。