JPH0428059B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、柱や杭等に利用される充填鋼管コン
クリート構造の構築方法に関するものである。

「従来の技術」 従来の充填鋼管コンクリート構造の柱は、鋼管
の内部にコンクリートを打設した建築用の柱であ
る。このような柱を有する構造物を構築する方法
としては、たとえば、建築現場において鋼管を立
設した後、この鋼管の所定の高さに梁を接合し、
次いで、鋼管の内部にコンクリートを打設し、さ
らに、前記鋼管の上部に新たな鋼管を接合し、以
後、前記と同様の作業を順次繰り返して構造物を
構築する方法がある。

したがつて、前記のようにして構築された構造
物の柱は、鋼管とコンクリートとが接着状態にあ
り、それらは力学的に一体に挙動する。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、従来の充填鋼管コンクリート構造の
柱では、軸方向の圧縮力が作用した場合、鋼管と
コンクリートとが一体的に歪み、大きく歪んだ場
合、鋼管はミーゼスの降伏条件を越えたり、局部
的な座屈を発生したりする。したがつて、増大し
た軸方向応力で鋼管がかなり高い応力レベルに達
してしまい、コンフアインド効果を充分発揮でき
ず、必要以上に大きな断面積の柱とならざるを得
ない。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、
鋼管によるコンフアインド効果が充分に発揮され
て圧縮耐力を著しく向上させることができて断面
積を充分に小さくし得るとともに、併せて、優れ
た引張耐力や曲げ耐力も得られる充填鋼管コンク
リート構造の有効な構築方法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〕

本発明は、上記目的を達成するために、内部に
充填されるコンクリートが付着することを防止す
るためのアンボンド処理層を内面に設けた鋼管を
複数用いて、次の(i)〜(vi)の工程順に従つて充填鋼
管コンクリート構造を構築するものである。

(i) 前記鋼管を立設してその内部にコンクリート
を充填する工程。

(ii) 立設した鋼管の上端に、軸線を合致させた状
態で、かつ、所定寸法の間〓を確保した状態で
他の鋼管の下端を仮連結するとともに、その間
〓を仮に塞ぐ工程。

(iii) 仮連結した鋼管内及び間〓の内側のコンクリ
ートを充填する工程。

(iv) 充填したコンクリートが硬化した後に、鋼管
どうしの仮連結を解除するとともに間〓を開放
することにより、各鋼管をコンクリートに対し
て軸線方向に摺動自在となす工程。

(v) 上記(ii)ないし(iv)の工程を構造物の全高にわた
つて繰り返すことにより、その構造物の荷重に
より各鋼管を内部のコンクリートに対して摺動
させてそれぞれ下方に変位させ、前記間〓を解
消させて各鋼管の一端どうしを互いに突き合わ
せる工程。

(vi) 突き合せた各鋼管の一端どうしを接合する工
程。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。第１図ないし第６図は、本発明の一実施例を
示すものであり、第１図、第４図は充填鋼管コン
クリート構造の柱（以下、単に「柱」と略称す
る）Ｈに各階層の梁Ｋ，Ｋ，…が接続されて構造
物が構築されているところを示す図であり、第２
図、第３図及び第５図、第６図は第１図、第４図
の矢視Ａの部分を拡大した断面図である。

これらの図において、符号１は鋼管であり、２
は鋼管１の中に充填されたコンクリートである。
鋼管１とコンクリート２との境界面には、鋼管１
と充填コンクリートとの付着をなくすための分離
材（アンボンド処理層）３が設けられている。分
離材３としては、パラフイン、アスフアルト、オ
イル、グリス、ワセリン等を用い、これを鋼管１
の内面に塗布することによりアンボンド処理層を
形成している。

次に、前記構成の柱Ｈを有する構造物を構築す
る方法について説明する。

(i) まず、内面に分離材３を塗布した１本の鋼管
１を最下階に立設し、その鋼管１の所定位置に
梁Ｋを接合し、その鋼管１内全体にコンクリー
ト２を充填する。

(ii) 次に、その鋼管１の上端に、同様に分離材３
を内面に塗布した他の鋼管１を第２図に示して
いるようにサポート５を用いて仮に連結する。
この際、それら鋼管１，１の軸線を合致させ、
かつ、それら鋼管１，１の間に若干の間〓４を
確保する。そして、その間〓４をアスフアル
ト、ゴム、鉛等の鋼管１より柔らかい柔性材
（図示せず）により塞いでおく。上記の間〓４
の寸法は、後述するように、構造物が完成した
時点で自ずと解消するように予め設定してお
く。

なお、サポート５を用いることに代えて、第
３図に示すように、連結する双方の鋼管１，１
の端部にボルト６及びナツト７で連結されるフ
ランジ８をそれぞれ設けておき、これらフラン
ジ８，８間にスペーサ（図示せず）を介在させ
て運転するようにしても良いし、あるいは、フ
ランジ８，８の内側にもナツトを設けて、いわ
ゆるダブルナツトによりフランジ８，８間に間
〓を確保するようにしても良い。

(iii) 次に、上記で仮連結した上部側の鋼管１に梁
Ｋを接合し、その鋼管１内にコンクリート２を
充填する。充填されたコンクリート２は、第２
図に示しているように間〓４内側にも充填され
て下側の鋼管１内に既に充填されているコンク
リート２と一体化した状態で硬化する。なお、
間〓４は柔性材により塞がれているので、コン
クリート２を充填する際にコンクリート２が間
〓４から漏出することはない。

(iv) 上記で充填したコンクリート２が硬化した
ら、間〓４を塞いでいた柔性材と鋼管１，１ど
うしを仮連結していたサポート５を除去すると
ともに、間〓４を確保するためにスペーサやダ
ブルナツト等を用いていた場合はそれらも除去
する。これにより、鋼管１，１どうしの仮連結
が解除されて各鋼管１，１はそれらの内部で硬
化したコンクリート２に対して軸線方向に摺動
自在となる。

(v) 以上の手順を最上階に至るまで各階ごとに繰
り返していくことにより、すなわち、鋼管１の
上端にさらに他の鋼管１を仮連結してはその内
部にコンクリート２を充填した後、仮連結を解
除する、という手順を順次繰り返して、構造物
を完成させる。そのような手順によると、施工
途中段階で構造物の荷重が各鋼管１に加わつて
いくが、各鋼管１はコンクリート２に対して摺
動自在となつていることから、それら鋼管１は
下方に変位して降下していき、ついには各鋼管
１の一端どうしが互いに突き合わされて鋼管
１，１の間に確保していた間〓４が解消するこ
とになる。換言すれば、構造物が完成した時点
で自ずと間〓４が解消するように、間〓４の寸
法を予め設定しておくのである。

(vi) そこで、第５図に示すように、付き合わされ
た鋼管１，１の一端どうしを溶接により接合す
る。あるいは、第６図に示すように、互いに密
着したフランジ８，８をボルト６及びナツト７
により締結することで鋼管１，１の一端どうし
を接合するようにしても良い。以上により第４
図に示すような柱Ｈが施工される。

上記の手順によれば、第１図に示されている施
工途中の段階においては、鋼管１，１どうしの間
に間〓４を確保し、かつ、鋼管１と内部のコンク
リート２とがアンボンド状態にあるため、それら
は別体として挙動する。したがつて、柱Ｈの上部
に逐次構造物が構築されるに従い、柱Ｈに構造物
の荷重が掛かると、コンクリート２は圧縮力を受
け軸方向に歪を生じるが、鋼管１は押圧されて軸
方向に移動し、間〓４を縮めるだけで、鋼管１の
軸方向には応力が発生しない。そして、第４図に
示した完成時点においては、コンクリート２は構
造物の荷重を全て負担することになり、鋼管１は
コンクリート２にコンフアインド効果を与える反
作用としてリングテンシヨンのみを受けることと
なる。したがつて、ミーゼスの降伏条件を適用す
れば円周方向応力による鋼管１のコンフアインド
効果を充分発揮させることができ、その結果、圧
縮荷重に対するコンクリートの耐力の向上を図る
ことができ、柱Ｈの断面積を小さくすることがで
きる。さらに、上記手順により構築された柱Ｈ
は、主として内部のコンクリート２により圧縮荷
重に対する優れた耐力を有することは勿論のこ
と、完成時点では全ての鋼管が溶接あるいはボル
トナツトにより締結されて結合されるので、それ
ら鋼管が構造的に一体化したものとなつており、
したがつて、この柱Ｈに地震等の短期荷重が作用
して構造物全体の転倒モーメントによる引張荷重
や曲げ荷重が加わつたとしても、構造的に一体化
された一連の鋼管がそれらの荷重に対しても優れ
た耐力を発揮するものである。

なお、前記実施例においては、鋼管１を一階層
毎に立設したが、二階層以上の複数階毎に立設し
ても良く、その場合は、鋼管１，１の間に確保す
る間〓４は複数階毎に設けることになる。なお、
いずれにしても、間〓４を設ける位置は柱Ｈに加
わるモーメントの反曲点となる位置に設定するこ
とが好ましい。

また、コンクリートの中に鉄筋を入れたり、プ
レストレスト鋼材を配して、コンクリートの耐力
増強を図ることは任意である。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、鋼管と
内部のコンクリートとを非付着状態とし、かつ、
鋼管どうしを間〓を確保して仮連結した状態で鋼
管内にコンクリートを充填するともに、コンクリ
ートが硬化した後には仮連結を解除して鋼管が内
部のコンクリートに対して摺動し得るようにした
ので、施工途中段階で各鋼管が構造物の荷重を受
けると自ずとコンクリートに対して変位して降下
することになり、したがつて各鋼管に構造物の荷
重が加わつてしまうことを確実に防止できるもの
である。その結果、各鋼管に対しては圧縮力がほ
とんど作用せず、鋼管のコンフアインド効果を充
分に発揮せしめてコンクリートの圧縮耐力を増大
させることができ、所要断面積を充分に小さくで
きる。

また、本発明によれば、最終的には各鋼管どう
しを突き合わせてそれらを接合するので、それら
一連の鋼管は構造的に一体化したものとなり、こ
のため、本方法により構築される構造物では、主
として鋼管内部のコンクリートにより優れた圧縮
耐力が得られるのみならず、構造的に一体化され
た一連の鋼管により優れた引張耐力や曲げ耐力も
得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は、本発明の一実施例を示
すもので、第１図は充填鋼管コンクリート構造の
柱を有する構造物の施工時の側面図、第２図、第
３図は第１図の矢視Ａ部の拡大断面図、第４図は
充填鋼管コンクリート構造の柱を有する構造物の
完成時の側面図、第５図、第６図は第４図の矢視
Ａ部の拡大断面図である。 Ｈ……充填鋼管コンクリート構造の柱、１……
鋼管、２……コンクリート、３……分離材（アン
ボンド処理層）、４……間〓。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼管の内部にコンクリートを充填して構築す
   る充填鋼管コンクリート構造の構築方法であつ
   て、内部に充填されるコンクリートが付着するこ
   とを防止するためのアンボンド処理層を内面に設
   けた鋼管を複数用いて、次の(i)〜(vi)の工程順に従
   うことを特徴とする充填鋼管コンクリート構造の
   構築方法。 (i) 前記鋼管を立設してその内部にコンクリート
   を充填する工程。 (ii) 立設した鋼管の上端に、軸線を合致させた状
   態で、かつ、所定寸法の間〓を確保した状態で
   他の鋼管の下端を仮連結するとともに、その間
   〓を仮に塞ぐ工程。 (iii) 仮連結した鋼管内及び間〓の内側のコンクリ
   ートを充填する工程。 (iv) 充填したコンクリートが硬化した後に、鋼管
   どうしの仮連結を解除するとともに間〓を開放
   することにより、各鋼管をコンクリートに対し
   て軸線方向に摺動自在となす工程。