2級建築士試験

コンクリート充填鋼管(CFT)構造

投稿日:2020年1月22日 更新日:




鋼管コンクリート構造

鋼管コンクリート構造は、柱・梁、または筋交い材の鉄骨部分に鋼管を用いる構造で、部材の断面形状により、

被覆形・充填形・充填被覆形

の3形式がある。

覆形鋼管コンクリートの場合、帯筋比は0.2%以上となるように設計する。(平成20年1級学科3、No.15)

コンクリート充填鋼管(CFT)構造

「コンクリート充填鋼管(CFT)構造」は、円形もしくは角形鋼管にコンクリートを充填した柱・梁であり、大空間を実現できる。

CFTを採用して大スパンを実現した小倉駅

コンクリートを打つための型枠が不要で、充填するコンクリートの中に必ずしも鉄筋を入れる必要はない
→RC造やSRC造に比べて省人化・省力化・工期短縮が期待できる。

また鋼管とコンクリート、それぞれの特性が組み合わされ、コンファインド効果(相乗効果)によって高い性能を発揮する。

コンファインド効果

鋼管の塑性変型性能に優れるが、局部座屈に弱い。圧縮耐力に優れたコンクリートを充填することにより、座屈に対する抵抗力、座屈後の耐力低下の抑制が高まる。(→軸力比制限や幅厚比制限を緩和することができる)

コンクリートは耐火性能、圧縮耐力に優れているが、鋼管で周を囲むことにより、膨張を拘束され、さらに強度が増す。

各構造のイメージ(鹿島建設HPより)

施工のポイント

コンクリート充填鋼管構造で、鋼管内に充填するコンクリートは、以下のように調合する。

①「スランプフロー・スランプ」は特記によるが、特記がない場合はスランプフローは55cm以上から65cm以下の範囲で定め、監理者の承認を受ける。

②「空気量」は特記によるが、特記がない場合は1.0%以上から4.5%の範囲で定め、監理者の承認を受ける。(平成22年1級学科5、No.11)

③「単位水量」は、原則として175kg/m3以下。

④鋼管最上部のトッププレートのコンクリート打設孔は、充填に支障のない範囲で鋼管内法面積の15%以上、かつホース等の径の1.5倍以上とする。(平成27年1級学科5、No.13)

⑤空気抜き穴を隅角部もしくは周辺のできる限り外部側に均等に4箇所以上設ける。

 

CFTを採用した建設例

小倉駅(福岡)

小倉駅

北九州メディアドーム(福岡)

北九州メディアドーム(菊竹清訓建築設計事務所の設計)

ナカノフドー建設HPより

生田神社拝殿(兵庫)

26本の円柱をCFT

横浜ランドマークタワー(横浜)

ランドマークタワー

エルザタワー55(東京)

エルザタワー55

JRセントラルタワーズ(名古屋)

JRセントラルタワーズ

キーエンス本社ビル(大阪)

キーエンス本社ビル

あべのハルカス(大阪)

あべのハルカス

過去の出題

平成30年1級学科4、No.26
平成29年1級学科4、No.23
平成27年1級学科4、No.23
平成26年1級学科4、No.20
平成24年1級学科4、No.20
平成22年1級学科4、No.20
平成21年1級学科4、No.26
平成20年1級学科3、No.15
平成19年1級学科3
平成17年1級学科3
平成15年1級学科3
平成14年1級学科3
平成13年1級学科3
平成10年1級学科3







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