JPH0463936B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は建築構造物において、充填鋼管コン
クリート等の柱と梁が接続される部分の柱と梁の
接合構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の柱と梁の接合構造としては、鋼
管の内部にコンクリートを打設して製作した充填
鋼管コンクリートの柱に、その柱と梁の接合部分
に、剛性を保持するための補助部分としてスチフ
ナリングを溶接して接合し、このスチフナリング
に梁を接合したものが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが上記従来の充填鋼管コンクリートの柱
と梁の接合構造においては、単に鋼管の外周面部
分に梁が溶接されており、また、鋼管とコンクリ
ートの応力伝達は付着耐力に依存して接合されて
いる。したがつて梁の剪断力は、梁と鋼管の溶接
部から鋼管に軸方向の応力として伝達され、鋼管
に伝達された軸方向の応力はその一部が鋼管とコ
ンクリートの付着面からコンクリートの軸力とし
てコンクリートにも伝達される。また、梁のモー
メントは梁と鋼管の溶接部から鋼管にその面内剪
断応力として伝達され、鋼管に伝達された面内剪
断応力はその一部が鋼管とコンクリート付着面か
らコンクリートにその剪断応力として伝達され
る。

このように、従来の柱と梁の接合構造では梁か
ら柱への力の伝達経路が紆余曲折しており、内部
のコンクリートには鋼管とコンクリートの付着面
から伝達されており、その伝達力は鋼管とコンク
リートの接着面の付着耐力に依存している。

したがつて、柱の鋼管は軸方向の応力と、面内
剪断応力と、コンクリートからの円周方向の応力
とを受けることになり、ミーゼスの降伏条件から
塑性状態となり易い。

したがつて、充填鋼管コンクリートの柱は、鋼
管によるコンフアインド効果でのコンクリートの
圧縮耐力が上昇することが軸方向の応力と面内剪
断応力が非常に小さい場合と比較して十分期待で
きなくなつてしまい、設計上の安全率を過大な値
とせざる得なくなり、柱の断面積が必要以上に大
きなものとなつたり、鋼管の肉厚が必要以上に厚
くなつたりするという欠点があつた。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、柱と梁の接合構造に機械的な抵抗を導入し、
柱のコンクリート断面の平面保持を確保すること
により、梁から柱のコンクリート部分への力の伝
達を円滑かつ直接的かつ明確にし、柱の鋼管部分
に付加される軸方向の応力とせん断応力とを軽減
し、鋼管によつてもたらされるコンフアインド効
果を高めることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は充填鋼管コンクリートの柱と梁の接
合構造であつて、上記鋼管と上記梁とが接続され
る部分で上記鋼管の内側にこの鋼管に充填された
コンクリートに内含され、かつ両端部が鋼管の内
壁に接合される１枚もしくは複数枚のウエブを設
け、このウエブの所定の場所に上記コンクリート
に内含され、上記鋼管の軸線とほぼ直交する平面
に沿つて１枚もしくは複数枚の支圧板を取付けた
ものである。

この発明では、鋼管に充填されるコンクリート
に鉄筋を配筋したり、プレストレスを導入したり
した場合にその耐力を増すことができる。

〔実施例〕

以下、この発明を第１図ないし第１２図を参照
して説明する。第１図、第２図はこの発明の第１
の実施例を示す図であり、第３図、第４図はこの
発明の第２の実施例を示す図である。第５図、第
６図はこの発明の第３の実施例を、第７図、第８
図はこの発明の第４の実施例を、第９図、第１０
図はこの発明の第５の実施例を、第１１図、第１
２図はこの発明の第６の実施例を示す図である。
これらの実施例はいずれも充填鋼管コンクリート
の柱と梁の接合構造を示すものである。

まず、第１図、第２図について説明すると、こ
れらの図において符号Ａは充填鋼管コンクリート
の柱である。充填鋼管コンクリートの柱（以下
「柱」と略称する）Ａは、型枠を兼ねた鋼管１と、
鋼管１の内部にあり互いに直交するウエブ２ａ，
２ｂ，２ｃと、ウエブ２ａ，２ｂ，２ｃの下端部
に取付けられた支圧板３と、ウエブ２ａ，２ｂ，
２ｃと支圧板３とを内含し鋼管１内に充填された
コンクリート４とからなつている。ウエブ２ｂ，
２ｃはウエブ２ａと直交するように溶接されてお
り、それらの両端部は鋼管１の内壁に溶接されて
いる。ウエブ２ａ，２ｂ，２ｃの下端部には柱Ａ
の軸線とほぼ直交する平面に沿つて円板状の支圧
板３が溶接されている。柱Ａの外周面部分には梁
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅが同一水平面上で互いに直交する
ように溶接されている。梁Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅには、
垂直に配置された長尺板のウエブＢ１，Ｃ１，Ｄ
１，Ｅ１が設けられており、ウエブＢ１，Ｄ１は
鋼管１を介してウエブ２ａと連結されており、ウ
エブＣ１，Ｅ１は鋼管１を介してウエブ２ｂ，２
ｃと連結された構成とされている。

この構成において、梁Ｂ，Ｄの主にウエブＢ
１，Ｄ１に作用する剪断力は鋼管１を介して鋼管
１内のウエブ２ａへ伝達される。ウエブ２ａへ伝
達された剪断力は支圧板３を伝つてそれらを内含
するコンクリート４へその軸力として伝達され
る。

このように、梁Ｂ，Ｄの剪断力は、鋼管１を介
してウエブＢ１，Ｄ１と連結されたウエブ２ａか
ら支圧板３を伝つて、すなわち機械的な伝達経路
を伝つて直接的にコンクリート４に伝わる。同様
に、梁Ｃ，Ｅの主にウエブＣ１，Ｅ１に作用する
剪断力は鋼管１を介してウエブ２ｂ，３ｃへ伝達
され、さらに支圧板３からコンクリート４へその
軸力として直接的に伝わる。このように、鋼管１
は梁Ｂ〜Ｅからの剪断力を余り受けることがなく
なるため軸方向の応力が消滅し、ミーゼスの降伏
条件を適用すると、コンクリート４の横歪により
鋼管１に発生する円周方向の応力に対する許容値
が増大し、コンクリート４に与えるコンフアイン
ド効果を高めることができる。したがつて、この
柱Ａと梁Ｂ〜Ｅの接合構造は従来のものに比べは
るかに高い圧縮耐力が確実に保証されることにな
り、設計上の安全率を適切に設定することができ
る。また、柱Ａの断面積は、柱と梁の接合部の断
面で決まることが多いことから、結果的に柱Ａの
断面積を小さくすることが可能である。または、
鋼管１の肉厚を薄くすることが可能となる。

次に、第３図、第４図に示す第２の実施例につ
いて説明する。第３図、第４図において第１図、
第２図に示す第１の実施例の構成要素と同一の要
素については同一符号を付してある。（以下第３
〜第６の実施例についても、第１、第２の実施例
の構成要素と同一の要素については同一符号を付
すことにする）これらの図において符号A1は柱
である。柱A1は型枠を兼ねた鋼管１と、鋼管１
の内部にあり互いに直交するウエブ２ａ，２ｂ，
２ｃと、ウエブ２ａ，２ｂ，２ｃの下端部に取付
けられた支圧板３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、ウエ
ブ２ａ，２ｂ，２ｃと、支圧板３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄとを内含し鋼管１内に充填されたコンク
リート４とからなつている。ウエブ２ｂ，２ｃは
ウエブ２ａに直交するように溶接されており、そ
れらの両端部は鋼管１の内壁に溶接されている。
ウエブ２ａ，２ｂ，２ｃの端部の下面には、柱Ａ
１の軸線とほぼ直交する平面に沿つて円板状の支
圧板３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが溶接されている。
柱Ａ１の外周面部分には梁Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅが同一
平面上で互いに直交するように溶接されている。
梁Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅには垂直に配置されたウエブＢ
１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１が設けられており、ウエブ
Ｂ１，Ｄ１は鋼管１を介してウエブ２ａと連結さ
れており、ウエブＣ１，Ｅ１は鋼管１を介してウ
エブ２ｂ，２ｃと連結された構成とされている。

この構成において、梁Ｂ，Ｄに作用する剪断力
は第１の実施例の場合と同様に鋼管１を介してウ
エブ２ａ，２ｂ，２ｃへ伝達され、さらに支圧板
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを伝つてコンクリート４
へその軸力として伝達される。また梁Ｂ，Ｄに作
用するモーメントは、ウエブ２ａと鋼管２にその
面内剪断応力として伝達される。ウエブ２ａに伝
達された面内剪断応力は、支圧板３ａ，３ｃとに
よつて平面保持されて、コンクリート４へその剪
断応力として伝達される。このように梁Ｂ，Ｄに
作用する剪断力は、鋼管１を介してウエブＢ１，
Ｄ１と連結されたウエブ２ａから支圧板３ａ，３
ｂ，３ｃ，３ｄを伝つて、すなわち機械的な伝達
経路により直接的にコンクリート４に伝わる。ま
た、梁Ｂ，Ｄに作用するモーメントは、大部分が
ウエブ２ａの面内応力として伝わり、さらに支圧
板３ａ，３ｃの機械的抵抗によつて平面保持され
て、コンクリート４へその剪断応力として伝わ
る。同様に梁Ｃ，Ｅに作用する剪断力は鋼管１を
介してウエブＣ１，Ｅ１と連結されたウエブ２
ｂ，２ｃから支圧板３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを伝
つて直接的にコンクリート４に伝わり、また梁
Ｃ，Ｅに作用するモーメントは、大部分がウエブ
２ｂ，２ｃの面内剪断力応力として伝わり、さら
に支圧板３ｂ，３ｄの機械的抵抗によつて平面保
持されて、コンクリート４へその剪断応力として
伝達される。

このように、鋼管１は梁Ｂ〜Ｅからの剪断力を
余り受けることがなくなるため軸方向の応力が少
なくなる。また、鋼管１は梁Ｂ〜Ｅからのモーメ
ントを大部分コンクリート４へ伝達するため、面
内剪断応力が減少する。したがつてミーゼスの降
伏条件を適用すると、コンクリート４の横歪によ
り鋼管１に発生する円周方向の応力に対する許容
値が増大し、コンクリート４に与えるコンフアイ
ンド効果を高めることができる。したがつて、こ
の柱Ａ１と梁Ｂ〜Ｅの接合構造は、従来のものに
比べはるかに高い圧縮耐力が確実に保証されるこ
とになり、設計上の安全率を適切に設定すること
ができる。また、柱Ａ１の断面積は柱と梁の接合
部の断面で決まることが多いことから結果的に柱
Ａ１の断面積を小さくすることが可能である。ま
たは鋼管１の肉厚を薄くすることが可能である。
さらに、この柱と梁の接合構造は、ウエブや支圧
板の面積や位置を変えることによつて、梁の剪断
力やモーメントの負荷断面を自由に調節すること
ができる。

次に第５図、第６図に示す第３図の実施例につ
いて説明する。これらの図において符号Ａ２は鉄
筋コンクリートを有する柱である。柱Ａ２は柱Ａ
の中に円周方向に沿つて鉄筋５，５……を配筋し
たものである。このような柱Ａ２と梁Ｂ〜Ｅの接
合構造においては、上述した第１図、第２図に示
す第１の実施例と同様の作用、効果を有すると共
に、柱Ａ２は柱Ａに比べて部材耐力の大きなもと
することができる。

次に、第７図、第８図に示す第４の実施例につ
いて説明する。これらの図において符号Ａ３は鉄
筋コンクリートを有する柱である。柱Ａ３は柱Ａ
１の中に円周方向に沿つて鉄筋５，５，…を配筋
したものである。このような柱Ａ３と梁Ｂ〜Ｅの
接合構造においては、上述した第３図、第４図に
示す第２実施例と同様の作用、効果を有すると共
に、柱Ａ３は柱Ａ１に比べて部材耐力の大きなも
のとすることができる。

次に第９図、第１０図に示す第５の実施例につ
いて説明する。これらの図において符号Ａ４はプ
レストレストコンクリートの内在させた柱であ
る。柱Ａ４は、柱Ａの中に周方向に沿つてシース
管６，６，…を配置し、シース管６，６，…の中
にPC鋼材を通し、コンクリート４が硬化した後
のPC鋼材にテンシヨンを与えたものである。し
たがつて、建築物が地震を受けて転倒モーメント
が生じて柱Ａ４に引張応力が作用しても、実際に
発生する引張力はプレストレス力分だけ差引いた
値となる。すなわち、この柱Ａ４と梁Ｂ〜Ｅの接
合構造においては、上述した第１の実施例と同様
の作用、効果を有すると共に、柱Ａ４は柱Ａに比
べ部材耐力を大きなものとすることができる。

次に、第１１図、第１２図に示す第６の実施例
について説明する。これらの図において符号Ａ５
はプレストレストコンクリートを内在させた柱で
ある。この柱Ａ５は柱Ａ１の中に周方向に沿つて
シース管６，６，…を配置し、シース管６，６，
…の中にPC鋼材を通し、コンクリート４が硬化
した後のPC鋼材にテンシヨンを与えたものであ
る。したがつて柱Ａ５は柱Ａ４と同様の作用、効
果を有する。また、この柱Ａ５と梁Ｂ〜Ｅの接合
構造においては、上述した第２の実施例と同様の
作用、効果を有すると共に、柱Ａ５は柱Ａ１に比
べ部材耐力の大きなものとすることができる。

以上の各実施例において、柱と梁の接合構造は
柱の断面積を小さくすることができることから、
柔構造の柱として使用可能である。

〔発明の効果〕

上述したように、この発明は鋼管と梁とが接続
される部分で上記鋼管の内側にこの鋼管に充填さ
れたコンクリートに内含され、かつ両端部が鋼管
の内壁に接合される１枚もしくは複数枚のウエブ
を設け、このウエブの所定の場所に上記鋼管の軸
線とほぼ直交する平面に沿つて１枚もしくは複数
枚の支圧板を取付けたものであるので、柱のコン
クリート断面の平面保持が確保され、梁の剪断力
とモーメントの大部分を柱のコンクリート断面に
確実に、かつ直接的に伝達させ、柱の鋼管部分に
付加させる軸方向の応力と面内剪段応力とを軽減
し、ミーゼスの降伏条件を適用すると鋼管の周方
向にかかる応力の許容値を増大させ、鋼管によつ
てもたらされるコンフアインド効果によつてコン
クリートの圧縮耐力が上昇することを十分に期待
することが可能となり、柱の段面積を小さくした
り、鋼管の肉厚を薄くしたりすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１２図は、この発明の実施例を
示す図である。第１図、第２図はこの発明の第１
の実施例を示す図であり、第１図はこの発明の要
部の一部断面図、第２図は第１図の断面図、第３
図、第４図はこの発明の第２の実施例を示す図で
あり、第３図はこの発明の要部の一部断面図、第
４図は第３図の断面図、第５図、第６図はこの発
明の第３の実施例を示す図であり、第５図はこの
発明の要部の一部断面図、第６図は第５図の断面
図、第７図、第８図はこの発明の第４の実施例を
示す図であり、第７図はこの発明の要部の一部断
面図、第８図は第７図の断面図、第９図、第１０
図はこの発明の第５の実施例を示す図であり、第
９図はこの発明の要部の一部断面図、第１０図は
第９図の断面図、第１１図、第１２図はこの発明
の第６の実施例を示す図であり、第１１図はこの
発明の要部の一部断面図、第１２図は第１１図の
断面図である。 Ａ，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５……充填鋼
管コンクリートの柱、１……鋼管、２ａ，２ｂ，
２ｃ……ウエブ、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…
…支圧板、４……コンクリート、Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ
……梁、Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１……ウエブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 充填鋼管コンクリートの柱と梁の接合構造で
   あつて、上記鋼管と上記梁とが接合される部分で
   上記鋼管の内側に、この鋼管に充填されたコンク
   リートに内含され、かつ両端部が鋼管の内壁に接
   合される１枚もしくは複数枚のウエブを設け、こ
   のウエブの所定の場所に上記コンクリートに内含
   され、上記鋼管の軸線とほぼ直交する平面に沿つ
   て、１枚もしくは複数枚の支圧板を取付けたこと
   を特徴とする支圧板を有する柱と梁の接合構造。 ２ 上記鋼管に充填されるコンクリートに鉄筋が
   配筋されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の支圧板を有する柱と梁の接合構造。 ３ 上記鋼管に充填されるコンクリートにプレス
   トレスを導入したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の支圧板を有する柱と梁の接合構
   造。