JPH042144B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、充填鋼管コンクリート柱に関する
ものである。

「従来の技術」 従来、鋼管内にコンクリートを充填してなる充
填鋼管コンクリート柱では、この柱に接合される
梁との接合部すなわち仕口の構造として、鋼管の
外表面にスチフナリングを取り付け、このスチフ
ナリングに梁を溶接することにより、剛性を確保
するようにしている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、上記のような充填鋼管コンクリート
柱では、梁が単に鋼管の外周面部分に溶接されて
いることから、梁に作用した鉛直荷重はまず鋼管
に伝達され、その後、鋼管とコンクリートとの付
着力によつてコンクリートにも伝達されるという
経過をたどる。

したがつて、鋼管は軸方向の圧縮力を受けるこ
とになり、この圧縮力によつて歪を生じ、この歪
が大きくなると、鋼管はミーゼスの降伏条件を越
えたり、局部的な座屈を生じたりすることがあ
る。この場合には、鋼管によるコンフアインド効
果（鋼管の周方向応力によつてコンクリートが外
側に膨らもうとするのを締め付けることにより、
コンクリートの圧縮耐力を上昇させる作用）を充
分に期待することができず、したがつて、コンク
リートの耐力上昇も望めず、必要以上に大きな断
面積の柱とならざるを得ないという問題があつ
た。

上記の問題を解決するため、本出願人は、先に
第７図および第８図に示すような仕口構造を提供
した。これは、鋼管ａの内部の梁ｂが接合される
位置に、その梁ｂのウエブｃに連続するように、
スチフナとして作用する鋼板ｄを取り付けるよう
にしたものである。

この構造によれば、梁ｂにかかる荷重は鋼管ａ
を介して鋼板ｄに伝達され、この鋼板ｄからコン
クリートｅに伝達される。すなわち、鉛直荷重は
梁ｂからコンクリートｅに直接的に伝達され、鋼
管ａは軸方向応力を殆ど受けることがない。した
がつて、鋼管ａはミーゼスの降伏条件を越えた
り、局部座屈を生じたりすることがなく、コンフ
アインド効果を充分に発揮することができ、コン
クリートｅの耐力上昇を充分に期待することがで
きるので、柱の断面積を小さくすることが可能と
なる。

ところが、この構造においては、鋼板ｄが鋼管
ａの中心部を横切つて設けられていることから、
鋼管ａ内にコンクリートｅを充填するに際して
は、トレミー管等のコンクリート打設管を最適位
置である鋼管ａの中心部に配置することができ
ず、鋼管ａ内に均一にコンクリートを充填するこ
とが困難であるという問題を残している。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、鋼管のコンフアインド効果を充分に期待でき
るとともに、鋼管内へのコンクリートの充填を均
一にかつ容易に行うことの可能な充填鋼管コンク
リート柱を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、鋼管の、梁が接合される位置の内
側中心部に、その鋼管の軸方向に延在しかつ該鋼
管内にコンクリートを充填するためのコンクリー
ト打設管を挿通するための管を、上記鋼管と梁が
接合される位置のみに対応して配設するととも
に、この管と鋼管の内面との間に、上記梁に連続
するようにスチフナを設け、しかも上記コンクリ
ートを鋼管の内部空間の全断面にわたつて充填し
て成ることを特徴としている。

「作用」 この発明によれば、梁にかかる荷重がスチフナ
によつて直接的にコンクリートに伝達され、鋼管
に加わる圧縮力は低減する。また、鋼管内にコン
クリートを充填するに際して、トレミー管等のコ
ンクリート打設管を、鋼管内中央部に配設した管
の内側を通すことによりトレミー管等のコンクリ
ート打設管を鋼管の中心部に通すことができ、コ
ンクリートの充填を容易かつ均一に行うことがで
きる。すなわち、前記管がコンクリート打設管の
ガイドとして作用する。また、最終的にはこの間
の内部にもコンクリートは充填されるので、充填
鋼管コンクリート柱は所期の強度を確保できる。

「実施例」 以下、この発明の実施例について第１図ないし
第６図を参照して説明する。

まず第１図ないし第４図は参照して第１実施例
を説明する。第１図および第２図はこの第１実施
例の仕口構造の概略構成を示す図であり、図中符
号１は充填鋼管コンクリート柱である。この充填
鋼管コンクリート柱（以下、単に柱という）１
は、鋼管２の内部にコンクリート３が充填された
構成となつており、外表面に梁４が接合されて構
造物の骨組みとなるものである。

この柱１の仕口部すなわち梁４が接合される位
置の構造について説明すると、鋼管２の内側中心
部には、梁４の梁成にほぼ等しい長さの断面円形
の管５が鋼管２の軸方向に沿つて配設されてい
る。この管５の内径寸法は、後述するように鋼管
２内にコンクリート３を充填する際に用いるトレ
ミー管が挿通できる大きさとされている。また、
上記の管５と、鋼管２の内面との間にはスチフナ
６…が設けられている。これらのスチフナ６…
は、鋼板によつて形成され、梁４のウエブ４ａに
連続するように、両側端を鋼管２内面と管５外面
にそれぞれ溶接されて固定され、管５を介して互
いに連結されている。さらに、これらのスチフナ
６…の下端には、円板状の支圧板７…が水平に取
り付けられている。

なお、鋼管２と、その内部に充填されるコンク
リート３との境界面には、第３図に示すように、
これらの付着を防止するアンボンド処理層１２を
形成しておくことが望ましい（このアンボンド処
理層１２を形成する処理材としては、たとえば、
パラフインやアスフアルト等を用いることが考え
られる）。また鋼管２には、その軸方向の変形
（すなわち縮み）を拘束することなく吸収する変
形吸収部を形成しておくことが望ましい。さら
に、コンクリート３の中に鉄筋を入れたり、プレ
ストレス鋼材を配して、コンクリート３の耐力増
強を図ることは任意である。

以上の構成のもとに、この充填鋼管コンクリー
ト柱では、梁４にかかる鉛直荷重は、鋼管２を介
してスチフナ６…に伝達され、スチフナ６…から
コンクリート３に直ちに伝達されてコンクリート
３に軸方向の圧縮力を与える。このスチフナ６…
からコンクリート３への荷重の伝達は、スチフナ
６…に取り付けられている支圧板７…がコンクリ
ート３を押圧することにより確実にかつ充分にな
される。したがつて、鋼管２には軸方向圧縮力が
加わることは殆どなく、鋼管２がミーゼスの降伏
条件を越えたり、局部座屈を生じたりすることが
防止でき、鋼管２のコンフアインド効果を充分に
期待することができる。

なお、鋼管２とコンクリート３とがアンボンド
処理層１２によりアンボンド状態となつていれ
ば、コンクリート３の圧縮に伴つて鋼管２が圧縮
力を受けることが防止できるし、また、鋼管２に
変形吸収部を設けておいて軸方向の変形が拘束さ
れないようにすれば、鋼管２には全く圧縮力が作
用しないので、上記の効果をより高めることがで
きる。

次に、第４図を参照して、上記の仕口構造を備
えた柱１の施工方法について説明する。まず、所
定位置に鋼管２を立設し、梁４…を接合した後、
鋼管２の上部からトレミー管８を鋼管２内に挿入
して、これを鋼管２の中心部に配設されている管
５内に通す。そして、トレミー管８よりコンクリ
ート３を鋼管２内に圧入し、トレミー管８の先端
部（下端部）が常にコンクリート３内に埋没して
いる状態を保ちつつ、徐々にトレミー管８を引き
上げる。これにより、圧入されたコンクリート３
は徐々に鋼管２内を上昇して鋼管２内の隅々にま
で充分に充填される。そして、上記構造の柱によ
れば、トレミー管８を最適位置である鋼管２の中
心部に配置することができるので、鋼管２内に均
一にコンクリート３を圧入することができ、打設
むらが生じることがない。なお、仕口部において
も、鋼管２内部には充分なクリアランスが確保さ
れているから、コンクリート３の上昇が妨げられ
ることはない。また、トレミー管８のためのいわ
ゆるガイドとして作用する前記管５は、仕口部の
みに対応させて設けた構造であるので、材料を削
減し、かつ容易に製作することができる。

さらに、当然前記管５の内部にもコンクリート
３は充填され、鋼管２内の空間は全てコンクリー
ト３によつて充填されるから、柱１は所期の強度
を発揮する。つまり、前記管５は仕口部のみに設
けられているため、上述の如くトレミー管８を鋼
管２の下部から上方に引き上げながらコンクリー
ト２を打設するあたり、前記管５が鋼管２内の全
断面にわたる空間へのコンクリート３の充填作用
を妨害することなく、管５の内側部分も含む全断
面への確実な充填が行なわれる。なお、アンボン
ド処理層１２を設ける場合には、コンクリート３
の圧入前に鋼管２の内表面に処理材を塗布すれば
良い。

以上、第１実施例について説明したが、次に第
５図を参照して第２実施例について説明する。な
お、以下で説明する実施例において、上述した第
１実施例と同一の構成要素については第１図およ
び第２図と同一符号を付して、詳細な説明は省略
する。

この第２実施例においては、支圧板９の形状が
略半円形状とされており、この支圧板９には空気
穴１０が形成されている他は第１実施例と同様に
構成されている。この第２実施例の充填鋼管コン
クリート柱によれば、第１実施例と同様の効果を
得ることができるばかりでなく、鋼管２内にコン
クリート３を充填する際には、トレミー管によつ
て圧入されたコンクリート３が仕口部を上昇する
時に、支圧板９の下部に存する空気は空気穴１０
から上方に抜け、ここに空気が封入されてしまう
恐れがない。したがつて、支圧板９の下部に〓間
を生じることなく確実にコンクリート３が充填さ
れ、支圧板９の押圧力を確実にコンクリート３に
伝達させることができる。

次に、第６図を参照して第３実施例について説
明する。この第３実施例は、鋼管２の中心部に配
設されている管１１の断面形状が、トレミー管が
挿通し得る大きさの四角形とされている他は、第
１実施例と同様に構成されている。この第３実施
例の充填鋼管コンクリート柱においても、第１実
施例と全く同様の効果を得ることができ、また、
同様の方法で施工することができる。なお、この
第３実施例においても、支圧板７の形状を第２実
施例のように略半円形状としても、もちろん良
い。

以上、この発明の実施例について説明したが、
この発明は上記各実施例に限定されず、たとえば
鋼管内に配設する管の形状やスチフナの形状、あ
るいは支圧板の形状は適宜変更して良い。また、
スチフナにコンクリートが流通し得る連通孔を設
け、仕口部においてコンクリートが水平方向にも
流動できるようにして、より均一にコンクリート
を充填できるようにすることも考えられる。

なお、コンクリートへの荷重の伝達はスチフナ
のみでもなされるから、支圧板は必ずしも備える
ことはない。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれ
ば、鋼管の内部に梁に連続するようにスチフナを
設けたから、梁にかかる荷重を直接的にコンクリ
ートに伝達することができ、したがつて、鋼管に
圧縮力が加わることを防止でき、鋼管のコンフア
インド効果を充分に発揮させて柱の断面積を小さ
くすることができるという効果を奏する。また、
スチフナは、その下部に支圧板を有したものとす
れば、梁の荷重をさらに効果的にコンクリートに
伝達でき、上記効果を一層高めることができる。

また、鋼管の内側中心部には、鋼管の軸方向に
延在しかつ前記コンクリートを充填するためのコ
ンクリート打設管を挿通するための管を、上記鋼
管と梁が接合される位置のみに対応して配設し、
しかも前記鋼管の内部空間の全断面にわたつて前
記コンクリートを充填したので、鋼管内にコンク
リート打設管によつてコンクリートを充填するに
際して、前記管の内側にトレミー管等のコンクリ
ート打設管を通すことにより、該コンクリート打
設管を前記管によつて常に鋼管の軸心部に保持し
て鋼管内に均一にコンクリートを充填することが
でき、よつて充填鋼管コンクリートの信頼性を非
常に向上させることができる。

しかも、コンクリート打設管が挿通され該打設
管をガイドする管を、鋼管と梁が接合される位置
のみに対応して設けたため、コンクリートを鋼管
下部からコンクリート打設管によつて充填してい
くにあたり、コンクリートが鋼管内の全空間に充
填されるのを阻止することがなく、また、コンク
リート打設管のガイドとなる前記管の内部にもコ
ンクリートを充填するので、充填鋼管コンクリー
トの信頼性をより一層向上させることができる。

しかも上述のように、鋼管内にコンクリート打
設管を挿通するための管を設けるだけで鋼管内に
コンクリートを均一に充填することができるの
で、結果として信頼性の優れた充填鋼管コンクリ
ート柱を低コストで得ることができるという、優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの発明の実施例を示す
図である。第１図ないし第４図は第１実施例を示
し、第１図はこの実施例の仕口構造の平断面図、
第２図は第１図−線視立断面図、第３図はア
ンボンド処理層を設けた場合の立断面図、第４図
はこの実施例の仕口構造を備えた柱の施工方法を
説明するための立断面図である。第５図および第
６図は、それぞれ第２実施例および第３実施例の
仕口構造を示す平断面図である。第７図および第
８図は従来の仕口構造を示し、第７図は平断面
図、第８図は第７図−線視立断面図である。 １……充填鋼管コンクリート柱、２……鋼管、
３……コンクリート、４……梁、５……管、６…
…スチフナ、１１……管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼管内にコンクリートが充填されてなる充填
   鋼管コンクリート柱であつて、上記鋼管の内側中
   心部に、その鋼管の軸方向に延在しかつ前記コン
   クリートを充填するためのコンクリート打設管を
   挿通するための管が、上記鋼管と梁が接合される
   位置のみに対応して配設されるとともに、この管
   と鋼管の内面との間に、上記梁に連続するように
   スチフナが設けられ、しかも前記コンクリート
   は、前記鋼管の内部空間の全断面にわたつて充填
   されて成ることを特徴とする充填鋼管コンクリー
   ト柱。 ２ 前記スチフナは、その下端に、前記鋼管の軸
   方向直交断面方向に面積を有した仕圧板を有して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の充填鋼管コンクリート柱。