JPH0420458B2

JPH0420458B2 -

Info

Publication number: JPH0420458B2
Application number: JP15636685A
Authority: JP
Inventors: Takanori Sato
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Priority date: 1985-07-16
Filing date: 1985-07-16
Publication date: 1992-04-02
Also published as: JPS6217245A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、いわゆるアンボンド型充填鋼管コン
クリート構造の柱を形成するために使用する柱用
組立鋼管、およびその製造方法に関するものであ
る。

「従来の技術」充填鋼管コンクリート構造の柱とは、鋼管内に
コンクリートを充填した建築用の柱であり、鋼管
のコンフアインド効果（中のコンクリートを半径
方向内方に締め付ける効果）により、軸方向の圧
縮荷重に対する柱強度の向上をねらつたものであ
る。

従来、このような柱を形成するための鋼管とし
ては、例えば単なる鋼管、あるいは、梁との接合
部分に補強用のスチフナリングを取り付けた鋼管
等が使用されている。

「発明が解決しようとする問題点」ところで、上記のような従来の鋼管を用いて充
填鋼管コンクリート構造の柱を形成した場合、柱
に軸方向の圧縮荷重がかかると、鋼管とコンクリ
ートとは等しい歪量で軸方向に変形する。ところ
で、鋼管と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つ
た。

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、コンフアインド効果を
充分に発揮して、柱の強度を著しく増大させる柱
用組立鋼管、および、その製造方法を提供するこ
とにある。

「問題点を解決するための手段」本発明の柱用組立鋼管は、鋼管の軸方向の一部
に、鋼管の周方向に沿つて延びかつ周方向に沿つ
て複数列に並ぶ多数の長穴を設け、しかも、隣り
合う列の長穴を互いに周方向にずらして配置した
ものである。

また、本発明の製造方法は、多数を長穴を有す
る管状の長穴配設部材の一端あるいは両端に長尺
の鋼管を溶接して柱用組立鋼管を得るようにした
方法である。

「作用」本発明の柱用組立鋼管が圧縮荷重を受けると、
長穴部分が軸方向に変形して全体に生じるべき歪
をほとんど吸収する。従つて、長穴を配した部分
以外の他の部分においては軸方向の歪量および応
力が実質的にゼロとなる。従つて、この柱用組立
鋼管で充填鋼管コンクリート構造の柱を形成する
場合、この鋼管内にコンクリートを打設する前
に、その内面に分離層（内面に非付着性を付与す
る層）等を設けておけば、圧縮荷重を受けた際に
分離層によつて鋼管とコンクリートとが軸方向に
ずれて、中のコンクリートだけに軸方向の歪およ
び応力が生じる。つまり、ミーゼスの降伏条件を
適用して考えると、鋼管の円周方向応力によるコ
ンフアインド効果を充分に発揮させることができ
る。

また、本発明の製造方法によれば、鋼管に長穴
を形成する作業工程と、鋼管の溶接作業工程とを
独自に、かつ、自由に行えるので、穴あけ工程
と、溶接による製作工程とを並行して行うことが
でき、製造工程上のメリツトが大きい。

「実施例」以下、本発明の一実施例を第１図〜第６図に基
づいて説明する。

第１図は、本発明に係わる柱用組立鋼管を示
し、図中符号１は鋼管である。この鋼管１の一端
部および軸方向の中央部は、管壁を貫通する多数
の長穴２を配した長穴配設部３，３とされてい
る。前記長穴２は、第２図に示すように鋼管１の
周方向（第２図左右方向）に沿つて延び、かつ周
方向に沿つて複数列に並べられている。そして、
隣り合う列の長穴２は互いに周方向にずれた位置
に配されている。

また、この長穴配設部３から軸方向に間隔をお
いた部分は、梁を接合する仕口部４，４とされて
いる。これら仕口部４は、第３図および第４図に
示すように、鋼管１内をその径方向に横切る支圧
部材５と、鋼管の外面から半径方向外方に突出す
る四本の鉄骨部材（例えばＨ型鋼）６とを備えて
いる。支圧部材５は、例えば十字状に組んだ二枚
の鋼板７の下端に両鋼板７と直交する円形鋼板８
を一体に溶接したもので、円形鋼板８が鋼管１の
軸方向と直交し、かつ、鋼板７が管壁を介して鉄
骨部材６のウエブに連続するように鋼管１の内面
に接合されている。

そして、これら長穴配設部３および仕口部４を
含む鋼管１の内面に分離層９が設けられている。
この分離層９は、例えばパラフイン、グリス、ア
スフアルト、または、プラスチツク等からなるも
ので、鋼管１の内面にコンクリートに対する非付
着性を付与している。

次いで、このような柱用組立鋼管の製造方法を
説明する。

＊工程１まず、第５図に示すように、軸方向全長にわた
つて多数の長穴２が配された穴付鋼管１０を用意
する。この穴付鋼管１０は、例えば、遠心鋳鋼法
により鋳造したもの、あるいは、ウオータジエツ
ト、高速カツタ、ガス切断等の手段により管壁に
穴あけ加工を施した鋼管である。そして、この穴
付鋼管１０を第６図の如く適宜の長さｌに短く輪
切りにし、次いで、この輪切りにした穴付鋼管
（長穴配設部材）１０を長尺の鋼管１の一端に溶
接する。このように、一本の穴付鋼管１０を穴あ
け加工あるいは鋳造することにより、複数本分の
長穴配設部３を製造できる。また、当然のことな
がら、短尺の鋼管に穴あけ架構を施して一本分の
長穴配設部３に相当する長穴配設部材１０を製作
してもよい。

＊工程２一方、第６図の如く短尺の鋼管１１を用意し、
この鋼管１１の内面に支圧部材５をを溶接し、か
つ、外面に鉄骨部材６を溶接する。そして、この
鋼管１１を前記長尺の鋼管１の他端に溶接し、さ
らに、短尺の鋼管１１の開放端に他の長尺の鋼管
１′を溶接する。すなわち、第１図符号Ａで示す
範囲の組立鋼管を得る。

ただし、前記工程１と工程２の順序は逆転して
もよいし、また、同時あるいは独自に自由に行つ
てもよい。

＊工程３鋼管１，１′，１０，１１の内面に分離層９を
塗布あるいは積層する等により形成する。ただ
し、収縮性コンクリートを用いた場合には、コン
クリートの硬化に伴つて、コンクリート自体が収
縮して鋼管とコンクリートとの付着が解除される
ため、この場合には、特に、分離層９を設けなく
ともよい。

＊工程４前記符号Ａで示す範囲の組立鋼管を第１図の如
く二本直列に溶接する。ただし、この工程を行わ
ない場合もある。

かくして、柱用組立鋼管が完成する。ただし、
前記工程３は工程１または工程２の前に行つても
よい。

このように形成された柱用組立鋼管は、建築現
場にて、立設した後、仕口部４の鉄骨部材６に梁
を接合し、中にコンクリートを充填して、アンボ
ンド型充填鋼管コンクリート構造の柱として使用
する。

この状態において、柱はコンクリート断面のみ
に梁から圧縮荷重を受ける。このとき、分離層９
の作用で、柱用組立鋼管とコンクリートとの間に
軸方向のずれが生じる。つまり、圧縮荷重によつ
て柱用組立鋼管全体に生じるべき歪は、長穴２が
軸方向に変形することによりほとんど吸収され、
長穴配設部３以外の他の部分では軸方向の歪量お
よび応力がゼロとなる。すなわち、柱用組立鋼管
は、円周方向応力に対してのみ抵抗することにな
る。

一方、コンクリートは梁から支圧部材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の半径
方向外方への変位に対し柱用組立鋼管が抵抗す
る。つまり、柱用組立鋼管はコンクリートを半径
方向内方に締め付けて、そのコンフアインド効果
により柱の圧縮荷重に対する強度を確保する。

なお、前記実施例では、鋼管１の軸方向の二箇
所に長穴配設部３を設けたが、これに限るもので
はなく、例えば一箇所、あるいは三箇所以上に設
けてもよい。また、鋼管１内に鉄筋を配設するよ
うにしてもよい。

「発明の効果」以上説明したように、本発明の柱用組立鋼管
は、鋼管の軸方向の一部に、鋼管の周方向に沿つ
て延びかつ周方向に沿つて複数列に並ぶ多数の長
穴を設け、しかも、隣り合う列の長穴を互いに周
方向にずらして配置したので、次のようなすぐれ
た効果を奏する。

この柱用組立鋼管が圧縮荷重を受けようとす
ると、長穴が軸方向に変形して全体に生じるべ
き歪をほとんど吸収する。従つて、長穴を配し
た部分以外の他の部分においては軸方向の歪量
および応力が実質的にゼロとなり、ミーゼスの
降伏条件を適用すれば円周方向応力に対して充
分な効力を発揮することができる。つまり、こ
の柱用組立鋼管で充填鋼管コンクリート構造の
柱を形成すれば、中のコンクリートに対して充
分にコンフアインド効果を発揮し、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。

充填鋼管コンクリート構造の柱の強度を増大
させるので、柱の断面積を従来に比べて小さく
することができ、経済的で、しかも、信頼性の
高い建築骨組みを構築することができる。

また、本発明の製造方法によれば、多数の長穴
を有する管状の長穴配設部材の一端あるいは両端
に長尺の鋼管を溶接して柱用組立鋼管を得るよう
にしたので、長穴配設部材の製造工程と、溶接に
よる柱用組立鋼管の製作工程とを分離して、独自
にかつ自由に行うことができる。従つて、製作工
程を短縮できるという効果に加えて、各工程が単
純な作業となり、工業生産性がよく、作業効率が
よい上に、品質管理上も有利となるという大きな
効果をもたらし、経済上の効果が非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の一実施例を示し、第
１図は柱用組立鋼管の側面図、第２図は長穴配設
部の拡大展開図、第３図は第１図の−線矢視
図、第４図は第３図の−線矢視図、第５図は
穴付鋼管の斜視図、第６図は柱用組立鋼管の分解
斜視図である。１……鋼管、２……長穴、３……長穴配設部、
４……仕口部、５……支圧部材、６……鉄骨部
材、９……分離層、１０……穴付鋼管。

Claims

【特許請求の範囲】１充填鋼管コンクリート構造の柱を形成するた
めの柱用組立鋼管において、鋼管の軸方向の一部
に、管壁を貫通する多数の長穴を配設し、前記長
穴は鋼管の周方向に沿つて延びかつ周方向に沿つ
て複数列に並び、しかも、隣り合う列の長穴は互
いに周方向にずれて配置されていることを特徴と
する柱用組立鋼管。２鋼管の軸方向の一部に、多数の長穴が配され
てなる柱用組立鋼管の製造方法において、多数の
長穴を有する管状の長穴配設部材の一端あるいは
両端に長尺の鋼管を溶接することにより柱用組立
鋼管を製造することを特徴とする柱用組立鋼管の
製造方法。