JPH0633517A - 充填形鋼管コンクリート柱と梁との接合部構造及びそれらの接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 一対の充填形鋼管コンクリート柱を離間配置
して柱間にスパンの長い梁を接合しても、梁の最大み撓
み量が減少し、上部に配設されるコンクリート製の床ス
ラブに悪影響を与えない充填形鋼管コンクリート柱と梁
との接合部構造及びそれらの接合方法を提供することを
目的とするものである。 【構成】 管内部にコンクリートが密に充填された鋼管
柱１ａの接合位置に開口部が穿設されている。そして、
端部近くの管内部を仕切り板５で閉塞した鋼管梁２が、
開口部を覆って接合位置に固着されている。そして、鋼
管柱内部にコンクリートが充填される。さらに、鋼管梁
２の接合位置から前記仕切り板５までの管内部に、鋼管
柱内部のコンクリートと開口部を通じて連続するコンク
リートが密に充填されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、建築物における柱と
梁との接合部、特に、鋼管の内部にコンクリートを充填
してなる充填形鋼管コンクリート柱と梁との接合部構造
及びそれらの接合方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】柱と梁（主梁）との接合部構造を、柱材
を充填形鋼管コンクリート部材（以下、充填形鋼管コン
クリート柱という。）で構成し、充填形鋼管コンクリー
ト柱間に接合される梁材をＨ形鋼材で構成した超高層建
築物が、近年多く採用されてきている。前記柱と梁との
接合部構造によれば、鉄骨や鉄筋の鋼材量、さらには耐
火被覆厚の低減が図られ、しかも在来工法と比較して型
枠工程、鉄筋組み工程が不必要となるという極めて大き
な利点を有している。

【０００３】ここで、充填形鋼管コンクリート柱は、鋼
管柱内部にコンクリートが密に充填されて鋼管とコンク
リートが完全に一体化した複合材となり、軸方向に建築
構造物の荷重（圧縮力）が作用しても圧縮力を鋼管内部
のコンクリートが圧縮耐力で支持し、またコンクリート
の圧縮に伴う径方向の膨張を鋼管のもつコンファインド
効果（周方向の締め付け応力）で抑制して、軸方向の強
度が高められた柱材となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た柱と梁の接合部構造においては、充填形鋼管コンクリ
ート柱間のスパンを長くして設計した場合、充填形鋼管
コンクリート柱間に接合されるＨ型鋼の梁の最大撓み量
が大となり、それにより地震等により梁自身が振動しや
すい。そのため、Ｈ形鋼梁に支持されている床スラブ
（コンクリート製）がひび割れ等の現象を起こしてしま
うというおそれがあった。また、床の振動障害のおそれ
があった。したがって、上述した工法においては、充填
形鋼管コンクリート柱間のスパンを長くして建築物を設
計することができなかった。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、一対の充填形鋼管コンクリート柱を離間配置して柱
間にスパンの長い梁が接合されても、梁の最大橈み量が
減少し、上部に配設されるコンクリート製の床スラブに
悪影響を与えない充填形鋼管コンクリート柱と梁との接
合部構造及びそれらの接合方法を提供することを目的と
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の充填形鋼管コンクリート柱と梁との接合部構造は、
内部にコンクリートが充填された鋼管柱と、該鋼管柱の
側部に接合される梁との接合部構造であって、管内部に
コンクリートが密に充填された鋼管柱の接合位置に開口
孔が穿設され、端部近くの管内部を仕切り板で閉塞した
鋼管梁が開口孔を覆って接合位置に固着され、しかも、
鋼管梁の接合位置から仕切り板までの管内部には鋼管柱
内部のコンクリートと前記開口孔を通じて連続したコン
クリートが密に充填されてなる構造である。

【０００７】また、請求項２記載の構造は、請求項１記
載の充填形鋼管コンクリート柱と梁との接合部構造にお
いて、鋼管梁の少なくとも端部側の内壁に、多数の突起
が形成されている構造である。

【０００８】さらに、請求項３記載の充填形鋼管コンク
リート柱と梁との接合方法は、先ず、鋼管柱の接合位置
に開口孔を穿設するとともに、鋼管梁の両端部近くの管
内部を仕切り板で閉塞し、次に、前記鋼管梁を開口孔を
覆った状態で前記接合位置に固着し、次に、鋼管柱の下
部から充填コンクリートを圧入して、鋼管柱の管内部全
体にコンクリートを密に充填し、さらに鋼管柱の開口孔
から鋼管梁の管内部へ流れ込んだコンクリートを仕切り
板まで密に充填していく方法である。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１記載の充填形鋼管コンクリー
ト柱と梁との接合部構造によれば、鋼管柱の管内部全体
に密に充填されているコンクリートと開口孔を通じて連
続するように、鋼管梁の接合位置から仕切り板までの管
内部にコンクリートが密に充填された構造とされている
ので、鋼管梁の端部の剛性が高められて鋼管梁の接合部
側の曲げ耐力が増加し、鋼管梁の最大撓み量が減少して
いく。したがって、一対の充填形鋼管コンクリート柱を
離間配設してそれら柱間にスパンの長い梁を接合する場
合であっても、Ｈ型鋼からなる梁と比較して梁の最大橈
み量が小さくなり、梁上に支持されるコンクリート製の
床スラブに悪影響を及ぼすことがない。

【００１０】また、請求項２記載の充填形鋼管コンクリ
ート柱と梁との接合部構造によれば、鋼管梁の内壁に形
成されている多数の突起が、管内部のコンクリートと鋼
管梁の内壁との結合力を増加せしめる。それにより、鋼
管梁とコンクリートがさらに一体化して曲げ耐力が増加
した梁が得られる。

【００１１】さらに、請求項３記載の充填形鋼管コンク
リート柱と梁との接合方法によれば、鋼管柱の下部から
充填コンクリートが圧入されることにより、鋼管柱の管
内部と連続して、開口孔を通過して流れ込んできたコン
クリートが鋼管梁の接合位置から仕切り板まで密に充填
される。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例について、図面を参照して
説明する。図１は、柱と梁の接合部の断面構造を示すも
のであり、符号１は充填形鋼管コンクリート柱を示し、
符号２は充填形鋼管コンクリート柱１、１間に接合され
ている鋼管梁を示している。そして、符号９は、鋼管梁
２に支持されているコンクリート製の床スラブである。

【００１３】充填形鋼管コンクリート柱１は、図２及び
図３に示すように、角型の鋼管柱１ａの内部にコンクリ
ート７が充填された構成となっている。そして、鋼管柱
１ａの鋼管梁２との接合位置Ｓには、矩形状の開口孔３
が形成されている。

【００１４】一方、鋼管梁２も、幅寸法より高さ寸法が
大きく設定された角型鋼管で構成されている。そして、
鋼管梁２の内壁には、図４に示すように、多数のリブ
（突起）４…が形成されている。また、鋼管梁２の内部
には、端部２ａ、２ａ側に２枚の仕切り板５、５が鋼管
梁２の内部を閉塞するように固着されている。また、鋼
管梁２は、柱１の開口孔３、３を覆った状態で端部２
ａ、２ａを接合位置Ｓに位置合わせし、その当接部の周
囲が溶接されることにより接合され、これにより、鋼管
柱１ａ、１ａと鋼管梁２が一体化する。

【００１５】そして、鋼管柱１ａ、１ａの下部に形成さ
れた圧入孔６から、流動性の極めて高いコンクリートが
圧入されていくことにより、鋼管柱１ａの内部には、下
部から徐々にコンクリート７が密に流し込まれて充填形
鋼管コンクリート柱１が形成される。また連続して、開
口孔３から鋼管梁２の仕切り板５まで内部のにもコンク
リート８が流し込まれていく。これにより、図３に示す
ように、鋼管柱１ａ及び鋼管梁２の内部には、コンクリ
ート７、８が連続して密に充填される。

【００１６】ここで、鋼管梁２内部に充填されたコンク
リート８が固化すると、内壁に形成されたリブ４…とコ
ンクリート８の結合力が極めて向上する。

【００１７】上記構成の柱と梁の接合構造によれば、充
填形鋼管コンクリート柱１、１間のスパンを長く設計し
ても、鋼管柱１ａ内部のコンクリート７と、鋼管梁２の
端部２ａ、２ａ側に密に充填されたコンクリート８が連
続充填されているので、鋼管梁２の接合位置Ｓの曲げ耐
力が増加し、それにより鋼管梁２の最大撓み量が少なく
なる。

【００１８】また、鋼管梁２の内壁に形成されている多
数のリブ４…が、管内部のコンクリート８と鋼管梁２の
内壁との結合力を増加せしめ、それにより鋼管梁２とコ
ンクリート８が完全に一体化して曲げ耐力の増加が図ら
れる。

【００１９】さらに、鋼管柱１ａ、１ａの圧入孔６から
充填コンクリートを圧入するだけで、鋼管柱１ａの管内
部と連続して、開口孔３を通過して鋼管梁２の接合位置
から仕切り板５までの管内部にコンクリート８が密に充
填されるので、コンクリート圧入工程の省力化が図られ
る。

【００２０】従って、この実施例では、充填形鋼管コン
クリート柱１、１間のスパンを長くとって設計しても、
Ｈ型鋼からなる従来の梁と比較して剛性が高められ、最
大撓み量が減少するので、コンクリート製の床スラブ９
がひび割れや床振動などを起こす心配がない。

【００２１】なお、図５に示すものは、内壁に多数のス
タッド１０…が形成されている鋼管梁２の別の実施例を
示すものである。この鋼管梁２は、リブ４…を形成した
鋼管梁と同様に、スタッド１０…が管内部のコンクリー
ト８と鋼管梁２の内壁との結合力を増加せしめ、それに
より鋼管梁２とコンクリート８が完全に一体化して曲げ
耐力の増加を図ることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の充填形鋼管コンクリート柱と梁との接合部構造に
よれば、鋼管柱の管内部全体に密に充填されているコン
クリートと開口孔を通じて、鋼管梁の接合位置から仕切
り板までの管内部にコンクリートが連続して密に充填さ
れた構造とされているため、鋼管梁の端部の剛性が高め
られて鋼管梁の接合部側の曲げ耐力が増加し、結果とし
て鋼管梁の最大撓み量が減少していき、充填形鋼管コン
クリート柱間のスパンを長くした設計であっても、Ｈ型
鋼からなる梁と比較して梁の最大撓み量が小さくなり、
梁上に支持されるコンクリート製の床スラブに悪影響を
及ぼすことがない。また、床の振動障害を起こすことが
ない。

【００２３】また、請求項２記載の充填形鋼管コンクリ
ート柱と梁との接合部構造によれば、鋼管梁の内壁に形
成されている多数の突起が、管内部のコンクリートと鋼
管梁の内壁との結合力を増加せしめるため、鋼管梁とコ
ンクリートがさらに一体化して曲げ耐力が増加した梁が
得られる。

【００２４】さらに、請求項３記載の充填形鋼管コンク
リート柱と梁との接合方法によれば、鋼管柱の下部から
充填コンクリートが圧入されることにより、鋼管柱の管
内部と連続して、開口孔を通過して流れ込んできたコン
クリートが鋼管梁の接合位置から仕切り板まで密に充填
され、コンクリート圧入工程の省力化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鋼管柱と鋼管梁の接合構造を示す
図である。

【図２】本発明の鋼管柱に穿設された開口孔を示す図で
ある。

【図３】本発明に係る充填形鋼管コンクリート柱と梁の
接合構造を示す図である。

【図４】本発明に係る鋼管梁の内壁に形成された多数の
突起部を示す図である。

【図５】本発明に係る鋼管梁の内壁に形成された多数の
突起部の別の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１ 充填形鋼管コンクリート柱 １ａ 鋼管柱 ２ 鋼管梁 ２ａ 鋼管梁の端部 ３ 開口孔 ４ リブ（突起） ５ 仕切り板 ６ 圧入孔 ７ 角形鋼管柱の内部に充填されたコンクリート ８ 鋼管梁の内部に充填されたコンクリート ９ 床スラブ １０ スタッド（突起） Ｓ 接合位置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管内部にコンクリートが充填された鋼管
   柱と、鋼管柱の側部に接合される梁との接合部構造であ
   って、 管内部にコンクリートが密に充填された鋼管柱の接合位
   置に開口孔が穿設され、 端部近くの管内部を仕切り板で閉塞した鋼管梁が、前記
   開口孔を覆って接合位置に固着され、しかも、前記鋼管
   梁の接合位置から前記仕切り板までの管内部には、前記
   鋼管柱内部のコンクリートと前記開口孔を通じて連続す
   るコンクリートが密に充填されてなることを特徴とする
   充填形鋼管コンクリート柱と梁との接合部構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の充填形鋼管コンクリート
   柱と梁との接合部構造において、鋼管梁の少なくとも端
   部側の内壁には、多数の突起が形成されていることを特
   徴とする充填形鋼管コンクリート柱と梁との接合部構
   造。
3. 【請求項３】 管内部にコンクリートが充填される鋼管
   柱の側部に梁を接合する方法であって、 先ず、鋼管柱の接合位置に開口孔を穿設するとともに、
   鋼管梁の端部近くの管内部を仕切り板で閉塞しておき、 次に、前記鋼管梁を、前記開口孔を覆った状態で前記接
   合位置に固着し、 次に、鋼管柱の下部から充填コンクリートを圧入して、
   鋼管柱の管内部全体にコンクリートを密に充填し、さら
   に鋼管柱の開口孔から鋼管梁の管内部へ流れ込んだコン
   クリートを仕切り板まで密に充填していくことを特徴と
   する充填形鋼管コンクリート柱と梁との接合方法。