JPH07310399A - コンクリート充填鋼管柱 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンクリート充填鋼管柱の内部鉄筋を火災時
の熱損傷から保護する。 【構成】 コンクリート充填鋼管柱１において、ダイヤ
フラム２に鉄筋６配筋用の貫通孔４を設け、貫通孔４に
無機系断熱スペーサ５を介して鉄筋６を配筋する。 【効果】 火災時の熱が、鋼管材１およびダイヤフラム
２を通して伝播されても、無機系断熱スペーサ５は鉄筋
６への熱の伝播を抑制し鉄筋６の強度劣化を阻止する。
このため、火災時には、柱梁仕口部も含めて耐力低下が
生じるのは外周の鋼管材１のみであり、内部の鉄筋コン
クリート部分は耐力を維持することができ、柱梁仕口部
に耐火被覆を施さなくても鉄筋コンクリート柱として機
能する。

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、土木分野で使
用される鉄筋コンクリート充填鋼管柱に関する発明であ
る。

【０００２】

【従来の技術】建築または土木分野で使用される柱材と
して、近年、角形または円形の鋼管内に、強度補強の目
的から鉄筋を配筋し、コンクリートを充填した鋼管柱が
知られている。

【０００３】図４は、従来技術における鉄筋を配筋した
コンクリート充填鋼管柱の立断面図で、１は鋼管柱の外
殻体である角形または円形の鋼管材、２は該鋼管材の内
面に溶接により取付けられたダイヤフラムで、該ダイヤ
フラム２にはコンクリート充填用孔３と鉄筋６を貫通さ
せる貫通孔４とが設けられ、該貫通孔４には鉄筋６が貫
通され、該鋼管材１の内部にはコンクリートが充填され
てコンクリート充填鋼管柱が形成される。

【０００４】また、特開平１ー２９０８４４号公報に
は、鉄筋入りコンクリート柱の柱梁仕口部の構造におい
て、梁材が取付く位置のみの柱外殻体を鋼板で構成し、
該柱外殻体の内部にダイヤフラムを取付け、該ダイヤフ
ラムに設けられた複数の孔に鉄筋を貫通させるととも
に、該ダイヤフラムの端部を柱外殻体である鋼板から突
出させて外方の梁材と接合させたコンクリート充填の、
柱と梁の接合構造が開示されている。

【０００５】さらに、特開平１ー１５４９４４号公報に
は、ＰＣ鋼線入りコンクリート柱の柱梁仕口部の構造に
おいて、梁材が取付く位置のみの柱外殻体を仕口プレー
トと称する鋼管材で構成し、該仕口プレートの内部に受
圧板を取付け、該受圧板に設けられた複数の孔にＰＣ鋼
線を貫通させてコンクリートを充填した構造用柱および
架構構造が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術におけ
るコンクリート充填鋼管柱の配筋構造においては、コン
クリート充填鋼管柱が火災に遭遇した場合、火災熱が前
記鋼管材または仕口プレートからダイヤフラムまたは受
圧板を通してコンクリート充填鋼管柱内部に伝わること
になる。この際、ダイヤフラムまたは受圧板から伝わる
熱が、鉄筋またはＰＣ鋼線に伝播して温度を上昇させ、
該鉄筋またはＰＣ鋼線の強度を劣化させるという問題点
があった。この対策として柱梁仕口部においては、鋼管
材の外面に耐火被覆を施し火災熱が鉄筋に伝播すること
を防ぐ方法がとられているが、該耐火被覆の施工は、煩
雑となりコストアップ要因となっていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、鋼管材の内
面に複数個の貫通孔を有するダイヤフラムを固着し、該
ダイヤフラムの複数個の貫通孔に中空孔を有する無機系
断熱スペーサを取付け、該無機系断熱スペーサーの中空
孔を貫通して鉄筋を配筋してなるコンクリート充填鋼管
柱を提供するものである。

【０００８】

【作用】この発明は、コンクリート充填鋼管柱におい
て、ダイヤフラムに鉄筋配筋用の貫通孔を設け、該貫通
孔に無機系断熱スペーサを介して鉄筋を配筋するので、
火災時の熱が、鋼管材およびダイヤフラムを通して伝播
されても、無機系断熱スペーサは鉄筋への熱の伝播を抑
制し鉄筋の強度劣化を阻止する。

【０００９】このため、火災時には、柱梁仕口部も含め
て、耐力低下が生じるのは外周の鋼管材のみであり、内
部の鉄筋コンクリート部分は、耐力を維持することがで
き、柱梁仕口部に耐火被覆を施さなくても、鉄筋コンク
リート柱として機能する。

【００１０】

【実施例】図１は、この発明に係るコンクリート充填鋼
管柱の立断面図である。図１において、１は鋼管柱の外
殻体である鋼管材で、２は図示しない梁材が取付けられ
る鋼管材１の内面相当位置に溶接等の溶着手段で固着さ
れたダイヤフラムである。該ダイヤフラム２には、中央
にコンクリート充填用孔３が設けられている。

【００１１】さらに、前記ダイヤフラム２には、前記コ
ンクリート充填用孔３の周囲に貫通孔４を設け、該貫通
孔４に無機系断熱スペーサ５を取付ける。該無機系断熱
スペーサ５と貫通孔４との取付けは、貫通孔４の内面に
切られたネジと無機系断熱スペーサ５に切られたネジ５
ｂにより締め付けて固定化する。

【００１２】前記無機系の断熱スペーサ５には中空孔５
ａを設け、該中空孔５ａに鉄筋６を貫通させて配置す
る。

【００１３】前記無機系の断熱スペーサ４は、火災時等
の熱が鋼管材１、ダイヤフラム２を介して鉄筋６に伝播
するのを防止するもので、材質としては断熱性があり、
かつ耐熱性の高い材質が用いられ、例えば、セラミック
ス、石綿、ロックウール、ＡＬＣタイプのコンクリー
ト、水酸化カルシウム、ケイ酸カルシウム成形材等が望
ましい。

【００１４】この発明における鋼管柱は、以上の配筋状
態で現地において、鋼管材１内部にコンクリート（図示
せず）が充填され鋼管柱が完成する。

【００１５】図２は、図１のＡーＡ断面図で、鋼管柱の
各種形状を示したもので、鋼管柱の外殻体である鋼管材
１の形状と無機系断熱スペーサ５の配置状態を示したも
のである。図２（イ）は鋼管材１が角形の鋼管柱の場合
で、図２（ロ）は鋼管材１がＵ形材１ａと直板１ｂとで
形成された形状の鋼管柱の場合、図２（ハ）は鋼管材１
が円形材１ｃで形成された円形鋼管柱の場合、を各々示
している。

【００１６】さらに、図２（イ）、（ロ）、（ハ）にお
いて、ダイヤフラム２の四隅に、中央に中空孔５ａを設
けた無機系断熱スペーサ５が配置されている。

【００１７】前記コンクリート充填用孔３は、前記ダイ
ヤフラム２の中央に設けられた例を示したが、該ダイヤ
フラム２の四隅を切欠いて形成しても良い。

【００１８】次に、図３はダイヤフラム２に無機系断熱
スペーサ５を取付ける場合の手段を示したもので、前述
の図１で示したネジ止めによる方法以外に以下の固定手
段がある。

【００１９】図３（イ）は無機系断熱スペーサ５にネジ
５ｃを切り、ナット５ｄにより締め付けて固定した例
で、図３（ロ）は無機系断熱スペーサ５をダイヤフラム
２に圧入して固定した例で、図３（ハ）は無機系断熱ス
ペーサ５を碍子で形成し圧入した例で、図３（ニ）はテ
ーパー５ｅを形成した碍子製の無機系断熱スペーサ５を
ダイヤフラム２に圧入させて固定した例，を各々示した
ものである。

【００２０】この発明の無機系断熱スペーサ５は以上の
方法によりダイヤフラム２に固定され一体化が図られ
る。

【００２１】

【発明の効果】この発明は、以上のとおり、ダイヤフラ
ムの配筋用の貫通孔に無機系断熱スペーサを設けて鉄筋
を配筋したものであるから、コンクリート充填鋼管柱の
外部に火災が発生しても、ダイヤフラムを介して鉄筋に
伝播される熱が無機系断熱スペーサにより抑制されて鉄
筋の温度上昇を防止することができ、鋼管柱内部の鉄筋
コンクリート部分は、外殻体である鋼管材が焼損しても
柱梁仕口部を含めて、鉄筋コンクリート柱として、火災
時にも耐力を保持することができる効果がある。

【００２２】また、鋼管柱の外面に耐火被覆を施す等の
煩雑な作業を行う必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るコンクリート充填鋼管柱の立断
面図である。

【図２】この発明に係るコンクリート充填鋼管柱の各種
形状を示した実施例で、図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】この発明の無機系断熱スペーサの固定方法を示
す断面図である。

【図４】従来技術におけるコンクリート充填鋼管柱の配
筋構造を示す立断面図である。

【符号の説明】

１ 鋼管材 ２ ダイヤフラム ３ コンクリート充填孔 ４ 貫通孔 ５ 無機系断熱スペーサ ６ 鉄筋

フロントページの続き (72)発明者 猪砂 利次 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 中村 信行 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 藤原 吉幸 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼管材の内面に複数個の貫通孔を有する
   ダイヤフラムを固着し、該ダイヤフラムの複数個の貫通
   孔に中空孔を有する無機系断熱スペーサを取付け、該無
   機系断熱スペーサーの中空孔を貫通して鉄筋を配筋して
   なるコンクリート充填鋼管柱。