JPH041821B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は建築骨組の柱構造に関わり、特に、軸
方向の圧縮荷重に対する柱の強度を著しく増大さ
せる建築骨組の柱構造に関する。

〔従来の技術〕

従来より、鋼管の内部にコンクリートを充填し
て成る鋼管コンクリート柱が建築骨組の柱として
用いられている。

この鋼管コンクリート柱とは、鋼管のコンフア
インド効果（中のコンクリートを半径方向に締め
付ける効果）により、軸方向の圧縮荷重に対する
柱の強度を向上させることをねらつたものであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記の鋼管コンクリート柱にあつて
は、鋼管とその中のコンクリートとが互いに付着
した状態となる。従つて、柱にかかる軸方向の圧
縮荷重によつて鋼管とコンクリートとは一体に変
位し、両者の軸方向の歪量は等しくなる。ところ
で、鋼管の降伏にミーゼスの降伏条件を適用した
とすれば、軸方向の応力でほとんど降伏に達して
しまい、コンクリートが膨らもうとするのを締め
付けるコンフアインド効果（円周方向応力）を充
分に期待できなくなつてしまうという問題があ
る。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、鋼管のコンフアインド
効果を充分に活かして、強度を著しく増大させる
ことのできる建築骨組の柱構造を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、複数の柱および該柱間に架設された
梁により複数階層に構成された建築骨組の柱構造
であつて、鋼管内にコンクリートが充填されて構
成され、前記鋼管の長手方向に所定間隔を隔てた
部位には該鋼管内を径方向に横切る支圧部材を鋼
管の内面に一体に接合することにより前記梁との
仕口部が形成されており、この仕口部に対して鋼
管の軸方向に間隔を置いた位置に、鋼管の周方向
に延在する多数の長穴が配設され、かつ、前記鋼
管の内面には前記コンクリートに対する非付着性
が付与されていることを特徴とするものである。

その際、前記長穴の配設された部分は、前記建
築骨組の各階層部分に対応して形成するとよい。

〔作用〕

本発明に係る建築骨組の柱構造では、鋼管とコ
ンクリートとが非付着状態となるので、柱が軸方
向へ変位するときに鋼管とコンクリートとの間に
ずれが生じる。つまり、鋼管は梁から直接圧縮荷
重を受けようとするが、このとき鋼管全体に生じ
るべき軸方向の歪を長穴が軸方向に変形すること
によつてほとんど吸収されて他の部分では歪量お
よび応力がゼロとなる。一方、コンクリートは梁
から支柱部材を介して圧縮荷重を受け、この圧縮
荷重を実質的に単独で支えて変位するが、このと
きの半径方向外方への変位に対して鋼管が抵抗し
ようとする。すなわち、鋼管がコンクリートを半
径方向内方に締め付ける。

また、鋼管の軸方向の変形を担う箇所を各階層
に対応して設ければ、荷重により鋼管に生ずる応
力は各階層毎に吸収され、骨組が高層である場合
にも上記作用が充分に発揮される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第１０図に
基づいて説明する。

第１０図は本発明に係る柱１，１，…と、これ
ら柱１間に架設された梁１１，１１，…とを有し
てなる建築骨組の一部を示したものである。

前記柱１は鋼管内部にコンクリートが充填され
てなるいわゆる鋼管コンクリート柱を構成してい
る。この柱１は、鋼管２の長手方向に所定間隔を
隔てて仕口部３，３，…が形成され、これら仕口
部３に前記梁１１が架設されている。また、鋼管
２の前記仕口部３から鋼管２の軸方向に間隔を置
いた位置には長穴配設部４，４，…が形成されて
いる。さらに、鋼管２の内面にはコンクリートに
対する非付着性が付与された上で、該鋼管２内部
にコンクリートが充填されている。

前記仕口部３は、第２図、第３図に示すよう
に、短尺の仕口部鋼管２ａの内面にその内部を径
方向に横切る支圧部材５が一体に溶接してある。
この支圧部材５は、例えば鋼管６を十字状に組ん
で互いに溶接すると共に、これら各鋼板６の下端
に両鋼板６と直交する円形鋼板７を溶接したもの
である。また、この場合、仕口部鋼管２ａの外面
には放射四方向に張り出すようにＨ形鋼等の鉄骨
部材８が溶接してある。ただし、この鉄骨部材８
と前記支圧部材５とは、鉄骨部材８のウエブと鋼
板６とが仕口部鋼管２ａの間壁を介して連続する
位置関係となるように配置してある。そして、こ
の鉄骨部材８と支圧部材５とを設けた位口部鋼管
２ａの両端に各々第２図鎖線の如く短尺鋼管２ｂ
が溶接されている。

前記長穴配設部４は例えば下記の手段によつて
設けられている。第１図は、前記柱１を構築する
過程において予め製作する柱用組立鋼管１５であ
り、前記柱１における鋼管２の一部長を構成する
ものである。この柱用組立鋼管１５は前記仕口部
３（仕口部鋼管２ａ）の両側に短尺鋼管２ｂ，２
ｂをつなげ、さらに短尺鋼管２ｂの一端に有孔短
管１２を接続したもの（図中符号Ａで示すもの）
を２つつないだものである。第４図は、間壁に多
数の長穴９を有する長尺の鋳鋼管である。前記長
穴９は第５図の如く鋳鋼管の周方向（第５図では
左右方向）に延在すると共に、周方向に沿つて複
数列に並べられており、隣り合う列の長穴９どう
しは、互いに周方向にずれた位置に配設されてい
る。このような鋳鋼管を例えば長さｌ（エル）ご
とに輪切りにして前記有孔短管１２とし、この有
孔短管１２を前記短尺鋼管２ｂのうちの一方の端
部に溶接する。これよつて前記柱用組立鋼管１５
には仕口部３に対して長手方向に間隔を置いて長
穴配設部４が形成されている。

さらに、前記柱用組立鋼管１５は、その内面に
非付着性を付与されている。非付着性の付与は、
第２図に示す如く鋼管の内面に分離材（例えばグ
リス、パラフイン、あるいはアスフアルト等）１
０を塗布したり、または、プラスチツクの被膜を
積層したりすることによりなされている。

上記柱１は、例えば下記の施工手順により構築
される。

まず、第６図に示すように、前記柱用組立鋼管
１５を複数本用意し、それらを一本ずつクレーン
等により吊り上げ、第６図の如く建築現場の基礎
の上に立設する。このとき、該柱用組立鋼管１５
の一端にある前記長穴配設部４が下側にくるよう
にする。

その後、隣接して立設された柱用組立鋼管１５
の各々の仕口部３相互間に第７図の如く梁１１を
掛け渡し、この梁１１の端部と一本の鉄骨部材８
の端部とを溶接またはボルト等により接合する。
また、このとき、必要に応じて柱用組立鋼管１５
の内部に鉄筋（図示略）を配筋しておいてもよ
い。

次に、第８図の如く各柱用組立鋼管内にコンク
リート１２を充填して養生する。このとき、柱用
組立鋼管１５の上端部に接続用の空間部１３を残
しておく。

次に、第９図の如く、途中まで構築された前記
柱１の上端に他の柱用組立鋼管１５を接続する。
すなわち、前記柱用組立鋼管１５を構成する短尺
鋼管２ｂの上端に、前記柱用組立鋼管１５の有孔
短管１２（長穴配設部４）を溶接する。

そして、上記の工程を順次繰り返すことによ
り、最終的に第１０図に示すような柱１、すなわ
ち建築骨組が完成される。

上記構成となる建築骨組の柱１によれば、鋼管
２とコンクリート１２とが非付着状態となるの
で、軸方向の圧縮荷重によつて柱が軸方向へ変位
するとき、鋼管２とコンクリート１２との間にず
れが生じる。鋼管２は梁１１から直接圧縮荷重を
受けるが、このとき鋼管２全体に生じるべき歪は
長穴９が軸方向に変形することによりほとんど吸
収されて長穴配設部４以外の他の部分では歪量が
ゼロとなる。すなわち、鋼管２はその半径方向外
方にはほとんど変位しない。

一方、コンクリート１２は梁１１から支圧部材
５を介して圧縮荷重を受け、この圧縮荷重を実質
的に単独で支えて変位する。このときコンクリー
ト１２の半径方向外方への変位を前記鋼管２が拘
束する。つまり、鋼管２はコンクリート１２を半
径方向内方に締め付けて、そのコンフアインド効
果によりコンクリート１２の圧縮荷重に対する強
度を確保する。

さらに、上記柱１では、第１０図に示したよう
に、前記長穴配設部４が骨組における各階層毎に
配された構造となつている。

これにより、各階層の荷重による変位がそれら
各階層毎に設けられた長穴配設部４，４，…によ
つてそれぞれ吸収されるものとなり、特に建造物
（骨組）が多数のもの、すなわち高層である場合
でも上記作用用が有効に発揮されるものとなる。

なお、前記柱１を構成するうえでの方法につい
ては上記のものに限定されるものではない。例え
ば、前記実施例では、前記柱用組立鋼管１５とし
て、仕口部３と長穴配設部４とを各々２個ずつ有
するものを用いたが、これに限るものではなく、
例えば第１図においてＡで示す範囲のもののよう
に、これら仕口部３と長穴配設部４を１個ずつ有
するもの、あるいは３個ずつ以上有するものを使
用してもよい。また、建築現場において柱用組立
鋼管１５を２本以上接続した後にコンクリート１
２を充填、あるいは前記梁１１の接合を行なうよ
うにしてもよい。さらに、この柱１のコンクリー
ト１２の内部に鉄筋を配筋する場合には、鉄筋に
プレストレスを導入するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば次のよう
な優れた効果を得ることができる。

イ） 本発明に係る建築骨組の柱構造によれば、
軸方向の圧縮荷重を受けたときに、鋼管内のコ
ンクリートが実質的に全ての荷重を支えて変位
し、鋼管は、その歪を長穴に吸収されて実質的
に変位しない。つまり、コンクリートが半径方
向外方に膨らもうとする鋼管がこれを内方に締
め付けて、確実にコンフアイド効果を発揮す
る。したがつて、柱の圧縮荷重に対する強度を
著しく増大させることができる。

ロ） 柱の強度を増大させるので、柱の断面積を
従来の鋼管コンクリート造の柱に比べて小さく
することができ、経済的で、しかも、信頼性の
高い建築骨組を構築することができる。

ハ） また、長穴の配設された部分を骨組の各階
層に対応して形成すれば、該骨組により構成さ
れる建造物が特に高層のものである場合にも上
記作用を充分に発揮せしめることができる、と
いつた優れた効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る柱を構築する上で用いる
柱用組立鋼管を示す側面図、第２図は仕口部の構
造を示す一部を断面にした側面図、第３図は第２
図の−線矢視図、第４図は鋳鋼管の斜視図、
第５図は鋳鋼管の拡大展開図、第６図および第７
図は本発明に係る柱の構築状態を示す立面図、第
８図は本発明に係る柱構造の一実施例を示す一部
断面側面図、第９図は本発明に係る柱の構築状態
を示す立面図、第１０図は本発明に係る建築骨組
を示す立面図である。 １……建築骨組の柱、２……鋼管、３……仕口
部、４……長穴配設部、５……支圧部材、８……
鉄骨部材、９……長穴、１０……分離材、１１…
…梁、１２……コンクリート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の柱および該柱間に架設された梁により
   複数階層に構成された建築骨組の柱構造であつ
   て、 鋼管内にコンクリートが充填されて構成され、
   前記鋼管の長手方向に所定間隔を隔てた部位には
   該鋼管内を径方向に横切る支圧部材を鋼管の内面
   に一体に接合することにより前記梁との仕口部が
   形成されており、この仕口部に対して鋼管の軸方
   向に間隔を置いた位置に、鋼管の周方向に延在す
   る多数の長穴が配設され、かつ、前記鋼管の内面
   には前記コンクリートに対する非付着性が付与さ
   れていることを特徴とする建築骨組の柱構造。 ２ 前記長穴の配設された部分が、前記建築骨組
   における各階層部分に対応して形成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の建築
   骨組の柱構造。