JPH09291598A

JPH09291598A - 充填鋼管コンクリート構造体の継手構造

Info

Publication number: JPH09291598A
Application number: JP10825996A
Authority: JP
Inventors: Takanori Sato; 孝典佐藤
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 1997-11-11

Abstract

(57)【要約】【課題】手間をかけずに簡単に接合作業を実施でき、
しかも高い継手強度を確実に得ることができる充填鋼管
コンクリート構造体の継手構造を提供する。【解決手段】鋼管２の内部にコンクリート３を充填し
てなる一対の充填鋼管コンクリート柱１の継手構造にお
いて、接合すべき両充填鋼管コンクリート柱１の各鋼管
２の端部内周にそれぞれ先端を鋼管２の外に突出させた
棒状の鉄筋４を固着し、各鉄筋４の先端を、接合すべき
相手側の充填鋼管コンクリート柱１の鋼管２の内部に相
互に差込むことで、両充填鋼管コンクリート柱１の鉄筋
４同士を軸線方向にラップさせ、その状態で鋼管２内に
コンクリート３を打設することによりラップ部分をコン
クリート３内に埋設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管の内部にコン
クリートを充填してなる充填鋼管コンクリート構造体の
継手構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、充填鋼管コンクリート構
造は鋼管の内部にコンクリートを充填する一種の鉄骨コ
ンクリート複合構造であり、高層建築物の構造として近
年広く採用されるようになってきている。そのような充
填鋼管コンクリート構造における柱、すなわち鋼管内に
コンクリートを充填して形成される充填鋼管コンクリー
ト柱を接合する方法としては、従来次のものが知られて
いる。

【０００３】図８はその一例を示す。この方法では、
（ａ）に示すように下側の鋼管２の上方に上側の鋼管２
を立設し、（ｂ）に示すように下側の鋼管２の上端に上
側の鋼管２の下端を突き合わせて周溶接（周溶接部２
１）し、（ｃ）に示すように鋼管２、２の内部にコンク
リート３を打設する。これにより上下に連続した充填鋼
管コンクリート柱１を構築している。

【０００４】図９に示す例では、上下の充填鋼管コンク
リート柱１、１の鋼管２、２内に予めプレキャストコン
クリート３ａ（３）を打設しておき、工場製作した充填
鋼管コンクリート柱１を現場にて建て込んだ後、上下の
鋼管２、２を接合プレート２２とボルト２３とで接合す
る。そして、両鋼管２の接合端の空洞内に現場打コンク
リート３ｂ（３）を打設することにより、上下の充填鋼
管コンクリート柱１、１を接合している。

【０００５】図１０に示す例では、同じく上下の鋼管
２、２を接合プレート２４、２５を溶接することで接合
し、内部に接続鉄筋２６を配して現打コンクリート３ｂ
を打設することにより、上下の充填鋼管コンクリート柱
１、１を接合している。この場合の接続鉄筋２６は、い
ずれかの充填鋼管コンクリート柱１のプレキャストコン
クリート３ａ内に予め基端側が埋設されており、後から
現場打設される現場打コンクリート３ｂ内に先端側が埋
まることで、コンクリート３ａ、３ｂ同士の連結強度を
高める働きをなす。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
継手構造は、図８に示すように鋼管２を突き合わせて周
溶接したり、図９、図１０に示すようにボルト２３や接
合プレート２２、２４、２５を用いて接合したりしてい
るので、手間がかかり作業性が悪かった。また、図１０
に示すように内部に接続鉄筋２６を配したものでも、鉄
筋２６を鋼管２から所定のかぶり厚さを確保した位置に
相互に間隔をもって配置しているので、鉄筋２６による
継手強度は余り高く望めなかった。

【０００７】本発明は、上記事情を考慮し、手間をかけ
ずに簡単に接合作業を実施することができ、しかも高い
継手強度を確実に得ることができる充填鋼管コンクリー
ト構造体の継手構造を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、鋼管の内部に
コンクリートを充填してなる一対の充填鋼管コンクリー
ト構造体の継手構造において、接合すべき両充填鋼管コ
ンクリート構造体の各鋼管の端部内周にそれぞれ先端を
鋼管外に突出させた棒状の継手部材を固着し、各継手部
材の先端を、接合すべき相手側の充填鋼管コンクリート
構造体の鋼管の内部に相互に差込むことで、両充填鋼管
コンクリート構造体の継手部材同士を軸線方向にラップ
させ、その状態で鋼管内に継手部コンクリートを打設す
ることにより前記ラップ部分を継手部コンクリート内に
埋設したことを特徴とする。

【０００９】継手部材としては、鉄筋を用いたり（請求
項２）、鉄骨を用いたり（請求項３）することができ
る。また、前記充填鋼管コンクリート構造体が建築物の
柱である場合に有効性を発揮し（請求項４）、その場合
は継手部分を建築物の梁仕口部に配置してもよいし（請
求項５）、上下の梁仕口部の間に配置してもよい（請求
項６）。また、継手部材は鋼管の全長にわたり連続して
配設してもよい（請求項７）。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１、図２は実施形態の継手構造の
説明図である。この継手構造は、断面円形の鋼管２の内
部にコンクリート３を充填した充填鋼管コンクリート柱
１を上下方向に接合したものである。接合に当たって
は、図１（ａ）に示すように、接合すべき両充填鋼管コ
ンクリート柱１の各鋼管２の端部内周に、それぞれ先端
を所定寸法Ｌだけ鋼管２の外部に突出させた鉄筋（棒状
の継手部材）４（４ａ、４ｂ）を、予め工場溶接により
固着しておく。図２（ａ）〜（ｃ）中の符号６は溶接箇
所を示す。鉄筋４ａ、４ｂは、それぞれ鋼管２の軸線方
向に平行に配置し、一定ピッチで鋼管２の内周に沿って
複数本配置する。

【００１１】次に、図２（ａ）に示すように現場で上側
の鋼管２を下側の鋼管２の上方に建て込む際に、各鉄筋
４ａ、４ｂの先端を、図１（ｂ）、図２（ｂ）に示すよ
うに接合すべき相手側の充填鋼管コンクリート柱１の鋼
管２の内部に相互に差込み、それにより両充填鋼管コン
クリート柱１の鉄筋４（４ａ、４ｂ）同士を軸線方向に
ラップさせる。その状態で、図２（ｃ）に示すように鋼
管２内にコンクリート３を打設することにより、ラップ
部分をコンクリート３内に埋設し、継手部１０で連続化
した充填鋼管コンクリート柱１、１を構築する。

【００１２】このように構成した継手部１０では、図２
（ｄ）に示すように、上側及び下側の充填鋼管コンクリ
ート柱１の鉄筋４ａ、４ｂが交互に隣接して並び（接触
していてもよいが、若干開いている方が有効）、鉄筋４
ａ、４ｂ同士及び鉄筋４ａ、４ｂと鋼管２との間で重ね
継手を構成する。

【００１３】したがって、鋼管２を現場で溶接して接合
しなくても、高い継手強度を確保することができる。ま
た、現場作業としては、鉄筋４を相手側の鋼管２の内部
に差し込んで、コンクリート３を打設するだけであるか
ら、手間をかけずに接合作業を効率よく実施することが
できる。特に、鋼管２の内周に固着した鉄筋４が鋼管２
を建て込む際のガイド及び倒れ止めの役目を果たすの
で、建て込み作業が簡単にできる。また、鉄筋４自体は
工場で鋼管２に固着しておくことができるので、現場作
業の負担を増すこともない。

【００１４】更に、継手部１０に鉄筋４が存在すること
により、充填鋼管コンクリート柱１全体の水平剪断補強
効果が高まる上、鉄筋４がコンクリート３内に存在する
ことで、実質的な軸方向応力度が低減され、耐火被覆の
省略も可能となる。

【００１５】なお、充填鋼管コンクリート柱１の一般部
のコンクリートをプレートキャストコンクリートで構成
した場合は、少なくとも接合部分のコンクリート（継手
部コンクリート）のみを現場打設する。

【００１６】また、建築物内において充填鋼管コンクリ
ート柱１の継手部１０を配置する位置は、図３に示すよ
うに、上下の梁１２の仕口部１３の間であってもよい
し、図４に示すように、梁１２の仕口部１３の位置であ
ってもよい。図３に示すように仕口部１３に継手部１０
がない場合は、仕口部１３における施工を簡略化するこ
とができる。また、図４に示すように仕口部１３に鉄筋
４入りの継手部１０がある場合は、鉄筋４がこの架構の
水平耐力増強に寄与するので、地震時においても有利な
ものとなる。

【００１７】前記の鉄筋４としては異形鉄筋、あるいは
目荒らしした鉄筋を用いることが望ましいが、図５
（ａ）に示すように、鉄筋４の先端にアンカープレート
（止圧板）５を取り付けておけば、軸方向の力の伝達性
能が増すので、必ずしも異形鉄筋等を用いなくてもよ
い。この場合、鉄筋４を相互に差し込む関係で、アンカ
ープレート５間には適当な隙間Ｄ１を確保しておくが、
差し込み後に鋼管２を周方向にわずかに回して、図５
（ｂ）に示すように、アンカープレート５同士が寸法Ｄ
２だけラップするように操作すると、より応力伝達性能
を高められる。アンカープレート５の代わりに、鉄筋４
の先端にフックや突起を設けてもよい。

【００１８】また、鋼管２に対する鉄筋４の固着は溶接
に限らず、接着剤による固着、ボルトによる固着、ある
いは図６（ａ）に示すように、遠心成形コンクリート７
による固着等、種々の方法を試みることができる。遠心
成形コンクリート７によって鉄筋４を固着する場合は、
相手側の鉄筋４の差し込み空間を確保しておく必要があ
る。

【００１９】また、以上においては、継手部材として鉄
筋４を用いた場合を示したが、図６（ｂ）に示すように
帯鋼８を用いたり、図６（ｃ）に示すように形鋼９を用
いてもよい。形鋼９の種類や寸法等は要求度に応じて任
意に選択可能である。また、非鉄金属あるいは金属以外
のセラミックや高強度化樹脂等を用いることも可能であ
る。

【００２０】また、鋼管２の端部のみに鉄筋４等の継手
部材を設けるのではなく、図７に示すように鋼管２の全
長にわたって鉄筋４等の継手部材を配設してもよい。そ
うした場合は、継手部材に水平耐力や軸方向耐力を負担
させることができ、柱の強度アップが図れ、耐火被覆の
省略を一層促進させることができる。

【００２１】また、鋼管２と鉄筋４等の継手部材との間
に断熱材を挟んでもよいし、鋼管２とコンクリート３と
の間にコンクリート３の付着力を低減するための付着低
減層を設けてもよい。後者のようにすれば、コンクリー
ト３と鋼管２がアンボンドの状態になることで、軸力は
コンクリート３の断面で受け、鋼管２は軸力を負担せず
にコンクリート３にコンファインド効果のみを与えるこ
とができる。

【００２２】また、本発明は柱以外の充填鋼管コンクリ
ート構造体にも適用できるし、鋼管２の断面が角形であ
ってもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、接続すべき充填鋼管コンクリート構造体の各鋼
管に固着した継手部材により、接合状態において重ね継
手が構成されるので、鋼管を現場で溶接しなくても、高
い継手強度を確保することができる。また、現場作業と
しては、継手部材を相手側の鋼管の内部に差し込んでコ
ンクリートを打設するだけであるから、手間をかけずに
接合作業を効率よく実施することができる。特に、鋼管
の内周に固着した継手部材が鋼管を建て込む際のガイド
及び倒れ止めの役目を果たすので、建て込み作業が簡単
にできる。また、継手部材自体は工場で鋼管に固着して
おくことができるので、現場作業の負担を増すこともな
い。更に、継手部材の存在により、充填鋼管コンクリー
ト構造体全体の剪断補強効果が高まる上、継手部材がコ
ンクリート内に存在することで、実質的な軸方向応力度
が低減され、耐火被覆の省略も可能となる。

【００２４】この場合の継手部材としては、請求項２の
発明のように鉄筋を用いたり、請求項３の発明のように
鉄骨を用いたりすることができる。また、特に請求項４
の発明のように建築物内の充填鋼管コンクリート柱の接
合に用いることで有効性を発揮する。その際、請求項５
の発明のように梁仕口部に継手を配置すると、継手部材
が柱梁からなる架構の水平耐力増強に寄与するので、地
震時においても有利になり、請求項６の発明のように上
下の梁仕口部間に継手を配置すると、梁仕口部の構造が
複雑にならないため、施工を簡略化することができる。
また、請求項７の発明のように、鋼管の全長にわたって
継手部材を配置すると、一段と強度アップが図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の説明図で、（ａ）は充填鋼
管コンクリート柱の鋼管の接合端の構成を示す斜視図、
（ｂ）は内部構成がわかるように示した継手構造の斜視
図である。

【図２】本発明の実施形態の説明図で、（ａ）〜（ｃ）
は継手構造の施工手順を示す断面図、（ｄ）は図（ｃ）
のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。

【図３】本発明の実施形態の説明図で、建築物の中での
継手構造の配置箇所を示す断面図である。

【図４】継手構造の配置箇所の他の例を示す断面図であ
る。

【図５】本発明の実施形態の変形例の鉄筋相互の位置関
係を示す図で、（ａ）は鉄筋にアンカープレートを取り
付けた場合の位置関係を示す図、（ｂ）は鉄筋同士を更
に近付けた場合の位置関係を示す図である。

【図６】（ａ）〜（ｃ）は本発明の他の実施形態に用い
る各鋼管の断面図である。

【図７】本発明の更に他の実施形態に用いる鋼管の斜視
図である。

【図８】（ａ）〜（ｃ）は従来の充填鋼管コンクリート
柱の接合構造の施工手順を順を追って示す断面図であ
る。

【図９】別の従来の充填鋼管コンクリート柱の接合構造
の断面図である。

【図１０】更に別の従来の充填鋼管コンクリート柱の接
合構造の断面図である。

【図１１】図１０の構造の施工途中の状態を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１充填鋼管コンクリート柱（充填鋼管コンクリート構
造体）２鋼管３コンクリート４，４ａ，４ｂ鉄筋（継手部材）８帯鋼（鉄骨）９Ｈ形鋼（鉄骨）１０継手部１３梁仕口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼管の内部にコンクリートを充填してな
る一対の充填鋼管コンクリート構造体の継手構造におい
て、接合すべき両充填鋼管コンクリート構造体の各鋼管
の端部内周にそれぞれ先端を鋼管外に突出させた棒状の
継手部材を固着し、各継手部材の先端を、接合すべき相
手側の充填鋼管コンクリート構造体の鋼管の内部に相互
に差込むことで、両充填鋼管コンクリート構造体の継手
部材同士を軸線方向にラップさせ、その状態で鋼管内に
継手部コンクリートを打設することにより前記ラップ部
分を継手部コンクリート内に埋設したことを特徴とする
充填鋼管コンクリート構造体の継手構造。
【請求項２】前記継手部材が鉄筋であることを特徴と
する請求項１記載の充填鋼管コンクリート構造体の継手
構造。
【請求項３】前記継手部材が鉄骨であることを特徴と
する請求項１記載の充填鋼管コンクリート構造体の継手
構造。
【請求項４】前記充填鋼管コンクリート構造体が建築
物の柱であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
に記載の充填鋼管コンクリート構造体の継手構造。
【請求項５】建築物の梁仕口部に配置されていること
を特徴とする請求項４記載の充填鋼管コンクリート構造
体の継手構造。
【請求項６】建築物の上下の梁仕口部の間に配置され
ていることを特徴とする請求項４記載の充填鋼管コンク
リート構造体の継手構造。
【請求項７】前記継手部材が鋼管の全長にわたり連続
して配設されていることを特徴とする請求項１〜６のい
ずれかに記載の充填鋼管コンクリート構造体の継手構
造。