JPH0472017B2 - - Google Patents

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JPH0472017B2
JPH0472017B2 JP60282079A JP28207985A JPH0472017B2 JP H0472017 B2 JPH0472017 B2 JP H0472017B2 JP 60282079 A JP60282079 A JP 60282079A JP 28207985 A JP28207985 A JP 28207985A JP H0472017 B2 JPH0472017 B2 JP H0472017B2
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JP
Japan
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steel pipe
concrete
fire
steel
column
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JP60282079A
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JPS62141235A (ja
Inventor
Tomohiro Ikemoto
Hitoshi Sakuma
Shigeki Ito
Kazuchika Konno
Kenichi Suzuki
Yoshinori Kato
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Kokan Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建築構造物における柱に関し、さら
に詳しくは、耐火性能と構造強度に優れた鋼管コ
ンクリート柱に関するものである。
〔従来の技術〕
建築構造用部材としての柱には、純鉄骨系、鉄
筋コンクリート系及び鉄骨鉄筋コンクリート系の
ものなどがある。第5図は純鉄骨系の柱を示す断
面図で、(a)はH型鋼1、(b)は鋼管2の周囲に全長
に亘つて、それぞれ耐火時間に応じて必要とされ
る耐火被覆(コンクリート)3を施したものであ
る。
しかしながら、このような純鉄骨系の柱は、高
価なため、第6図aに示すように、比較的小型の
H型鋼1aの周囲に鉄筋4を配設して耐火被覆3
を施した鉄骨鉄筋コンクリート柱、あるいはb図
に示すように、比較的小型の鋼管2aの内部にコ
ンクリート5を充填した充填型鋼管コンクリート
柱として、コストの低減を図つている。
さらに、充填型鋼管コンクリート柱において
は、充填したコンクリートを有効に活用するた
め、最近では内面全長に亘つて突起が設けられた
鋼管を使用することが提案されており、このよう
な内面突起付鋼管は、鋼管のコンクリートの力の
伝達能力、コンクリートとの一体性がわきめて高
いとされている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような従来の柱は、何れもその外面に耐
火被覆3を施しているが、この耐火被覆3は、 (1) コスト的に大きな比重を占めるのにもかかわ
らず、構造的にはなんら寄与しない。
(2) 柱の外径が大きくなる。
(3) 外からの衝突等に対して脆く、角部が欠け落
ち易い。
(4) 施工が繁雑である(型枠工事を要する場合も
ある。) (5) 鉄骨面が露出している場合に比べ、意匠的に
見劣りする。
等の問題があり、できれば耐火被覆3省略したい
が、火災時等における荷重に対する安全性の面か
ら、一般的には法令上許されない。
また、内面突起付鋼管による充填型鋼管コンク
リート柱を使用した場合も、柱全長に亘つて耐火
被覆を施すのであれば、上記各問題が解決されな
いばかりでなく、さらに、 (6) 充填したコンクリートへの力の伝達能力は充
分あるのもかかわらず、その特性を充分利用で
きず、無駄の多い設計となる。
という問題が生じる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記のような多くの問題点を解決す
るためになされたもので、 少なくとも仕口部範囲の内面に突起を有し、内
部にコンクリートが充填された鋼管を備え、該鋼
管の外周の前記仕口部に所定の長さを加えた耐火
域に耐火被覆を施してなる鋼管コンクリート柱を
提供するものである。
〔作用〕
鋼管コンクリート柱は、火災時等に耐火被覆を
施していなくても、充填されたコンクリートによ
つて、相当の垂直荷重に耐えることが既に知られ
ている。本発明では、さらにこの鋼管コンクリー
ト柱の仕口部に耐火被覆を施したことにより、梁
から力が伝達される部分の鋼管の耐火性が増大
し、鋼管内面の突起と相俟つて、火災時等におい
ても、梁からの力が鋼管を介してコンクリート柱
に確実に伝達され、梁を保持することができる。
〔実施例〕
第1図は本発明実施例の構成図、第2図はその
要部拡大図である。図において、10は充填型の
鋼管コンクリート柱で、内面に突起12を有する
鋼管11にコンクリート13を充填したものであ
る。15は鋼管コンクリート柱10と直交して固
定された鉄骨梁で、上面にはコンクリートの床ス
ラブ16が施工され、また下面及び両側面には必
要な厚さbの耐火被覆17が施されている。
本発明においては、鋼管11の断面形状は閉鎖
形であれば、丸形、角形等任意形状でよく、また
内面に設けた突起12も例えば第4図に示すよう
に各種形状のものを使用することができる。ま
た、突起12は少なくとも鉄骨梁15から鋼管コ
ンクリート柱10への力伝達に必要な長さhの範
囲に設ければよい。これは、後で述べる耐火被覆
19が仕口部18にあれば、耐火被覆19で覆わ
れた領域の大部分が、火災時でも鋼管の耐熱温度
以下になるため、鉄骨梁15の力を鋼管を介し
て、充分コンクリート柱10に伝えることができ
るからである。この長さhは突起の形状によつて
も異なるが、最低で管径d程度、最高でも2d程
度でよく、ほとんどの場合は仕口部18の高さH
以内に納まる。なお、力学的にみて、柱の全長に
亘つて突起12を設ければ、より有効なことはい
うまでもない。
上記のような鋼管コンクリート柱10と鉄骨梁
15とからなる架溝において、本発明はさらに、
鉄骨梁15から柱10へ力を伝達する部分、即ち
高さhの上下に、火災時における鋼管11と充填
したコンクリート13の性質とから定まる所定の
長さ(既往の研究から150mm程度あれば充分で
ある)をそれぞれ加えた長さh+2の範囲(以
下耐火域という)の外周部のみに耐火被覆19を
施したものである。一般に仕口部18では、鉄骨
梁15の耐火被覆工事があるので、柱10につい
てもその施工を仕口部18で一緒に行なえば、梁
せい、梁の被覆厚さ及び床スラブ厚さを加えた部
分で、鋼管コンクリート柱10に必要な耐火域
(通常700mm前後)の工事をカバーできることが多
い。したがつて、この梁せい、梁の被覆厚さ及び
床スラブ厚さを加えた部分が、耐火域(h+2
)より小さい場合のみ、その差に相当する部分
について、別に被覆工事を行えばよいので、作業
の手間もわずかで済む。
周知のように、火災時に鋼管コンクリート柱1
0は高温にさらされるが、途中に耐火被覆が施さ
れていると、第3図に示すように、鋼管11の温
度Tは耐火域Lにおいて次第に低下し、耐火被覆
の両端部からだけ内側において所定の耐火時間
(1〜2時間)後鋼管11の耐熱温度TOとほぼ等
しくなり、その中間においてはさらに低くなる。
したがつて、耐火域Lより2を差引いたO
部分では、鋼材としての強度が保持される。この
pが前述の力伝達に必要な長さh以上であれば、
鉄鋼梁15からの力はその範囲で鋼管11に充填
されたコンクリート13に伝達される。
ところで、通常時の柱耐力に対して、火災時の
柱耐力が大幅に低下するのであれば本発明の経済
的効果は小さいが、本発明は次のような考え方で
その差を縮めることができる。
通常時の柱耐力 F1=ASsfc+AccfC 火災時の柱耐力 F2=O+Ac・cf′c (安全側の考えとして、鉄骨は全く効かないとす
る) 但し、 Aa:鋼管の断面積S fc:鋼管の長期許容圧縮応力度 Ac:鉄管に充填したコンクリートの断面積c fc:鋼管の充填してコンクリートの長期許容圧
縮応力度c F′c:鋼管に充填したコンクリートの火災時(短
期)の許容圧縮応力度(一般にcf′ccfc) したがつて、F1=F2、即ちAssfc+Accfc
Accf′cであれば、火災時にも通常と同じ柱耐力
を保持することになり最も経済的であるが、比較
的径厚比の大きい鋼管を使用することで、これに
近づけることができる。
このように、本発明に係る鋼管コンクリート柱
は、 (1) 鋼管内面の少なくとも鉄骨梁15から柱10
への力伝達に必要な長さhの範囲に突起12を
設ける。
(2) 柱仕口部18の耐火域(h+2)にのみ耐
火被覆19を施し、その他の部分には耐火被覆
を行なわない。
ことを特徴とするもので、このように構成したこ
とにより、通常は鋼管コンクリート柱として高い
耐力を発揮し、火災時には耐火域で鉄鋼梁15か
ら鋼管11に充填したコンクリート13に力を伝
達することができる。この場合、火災時における
強度算定上は安全側に考えて、鋼管11に充填し
たコンクリート13のみ考慮するものであるが、
高温によつて強度が低下した鋼材であつても、コ
ンクリート13を包み込む鋼管11があること
で、コンクリート13の耐力を大きな状態に維持
することができ、單なるコンクリート柱では得ら
れない性能を発揮することができる。
上記の説明では、本発明を充填形鋼管コンクリ
ート柱に実施した場合を示したが、本発明はこれ
に限定するものではなく、圧縮軸力を主に受ける
部材であれば立体トラス材、ブレース等にも実施
することができる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば次のような顕著な効果を挙げることができる。
(1) 火災時等において、鋼管コンクリート柱が垂
直荷重に対して大きな耐力を有するとともに、
仕口部の限られた範囲にのみ耐火被覆を施すだ
けで、鋼管コンクリート柱が梁の保持をも可能
にする。加えて、鋼管コンクリート柱への耐火
被覆工事は、鉄骨梁の耐火被覆工事の延長とし
て行うことができ、わずかの手間で済むので、
柱の耐火コストを大巾に低減することができ
る。
(2) 本発明による耐火被覆を施す部分は大半が仕
口部であり、人目につかないところであるから
簡易な仕上げでよく、この面でもコストを下げ
ることができる。
(3) 細く滑らかな鋼管が露出しているので、意匠
上のスマートさが得られ、また居室部分は鋼管
が露出しているため、塗装、クロス張り等の仕
上げとなり、柱径を小さくできる。
(4) 耐火域以外は耐火被覆が施していないので、
従来のように衝撃等により耐火被覆部分が脆弱
化したり、角部が欠落することもない。
(5) コンクリートは鋼管内に充填するだけである
から、型枠工事等に費用が不要であり、施工が
簡単である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例の構成説明図、第2図は
その要部の拡大図、第3図は本発明に係る柱の温
度分布を示す線図、第4図a,b,cは本発明に
使用する鋼管の他の実施例を示す要部断面図、第
5図a,b及び第6図a,bはそれぞれ従来の柱
の構造を示す縦断面図である。 10……鋼管コンクリート柱、11……鋼管、
12……突起、13……コンクリート、15……
鉄骨梁、16……床スラブ、17……梁耐火被
覆、18……仕口部、19……柱耐火被覆。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 少なくとも仕口部範囲の内面に突起を有し、
    内部にコンクリートが充填された鋼管を備え、該
    鋼管の外周の前記仕口部に所定の長さを加えた耐
    火域に耐火被履を施してなる鋼管コンクリート
    柱。
JP28207985A 1985-12-17 1985-12-17 鋼管コンクリ−ト柱 Granted JPS62141235A (ja)

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