JPH11264190A - 充填鋼管コンクリート柱の仕口構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充填鋼管コンクリート柱に対してＲＣ構造の
梁を接合することができ、その結果、ＳＲＣ造の梁を接
合する場合に比較してコストダウンを図ることが可能で
あるような充填鋼管コンクリート柱の仕口構造を提供す
る。 【解決手段】 充填鋼管コンクリート柱１の柱頭部１ａ
において、主筋２５を、その下端部２５ａが充填コンク
リート１６に埋設されるとともに、その上端部２５ｂが
柱頭部１ａから突出した状態となるように配置し、主筋
２５の上端部２５ｂにコンクリートＣを打設して躯体２
７を形成するとともに、躯体２７に対して梁２３を接合
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柱と梁と
を接合するための充填鋼管コンクリート柱の仕口構造に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、充填鋼管コンクリート柱
は、一般のＲＣ構造に比較して圧縮耐力が大きく、また
施工も容易であるために、種々の構造物に適用されるよ
うになってきている。図４は、充填鋼管コンクリート柱
１が適用された高架橋２の概要を示す図である。充填鋼
管コンクリート柱１は、高架橋２において、地盤Ｇ中に
埋設された地中梁４と、橋桁５を支持するＳＲＣ造の上
層梁７との間に架設されている。図５は、充填鋼管コン
クリート柱１と上層梁７との仕口８の構造を示す図であ
る。図中に示すように、充填鋼管コンクリート柱１の柱
頭部１ａには、リング状の鋼板１０が設けられており、
鋼板１０の上方には、上層梁７を構成する大梁１１の成
と略同一の高さ寸法の鋼管１２が設けられている。さら
に、鋼管１２の上部は、円盤状の鋼板１３によって閉塞
されている。そして、上層梁７の大梁１１は、その上部
フランジ１１ａと下部フランジ１１ｂとが、鋼板１３お
よび１０に対して溶接された構成とされており、これら
大梁１１および鋼管１２、鋼板１０，１３に対してコン
クリートＣが打設されることによって、仕口８が形成さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように仕口８を構成した場合には、上層梁７をＲＣ構造
としてコストダウンを図ろうとする際に対応できないと
いう問題点があった。また、上述の仕口８は比較的剛性
の高い構造とされているために、強大な地震が発生した
場合において、高架橋２における第一降伏点が仕口８で
なく充填鋼管コンクリート柱１と地中梁４との接合部に
発生することがあった。この場合には、地震時の点検・
補修作業を地中において行わなければならず、作業が非
常に面倒なものとなっていた。さらに、上述のように仕
口８を形成した場合には、充填鋼管コンクリート柱１の
内部に充填された充填コンクリート１６（図５参照）
が、長期間に渡ってクリープ変形して収縮し、その結
果、上層梁７の鉛直荷重が鋼管１７（図５参照）に流れ
てしまう心配があった。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、充填鋼管コンクリート柱に対してＲＣ構造の梁の
接合を可能とすることにより、ＳＲＣ造の梁を用いる場
合に比較してコストダウンを図ることができ、また、地
震の際の点検・補修作業が容易であり、さらには経年的
変化が生じた場合に充填鋼管コンクリート柱の耐力性能
の低下が生じないような充填鋼管コンクリート柱の仕口
構造を提供することをその目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては以下の手段を採用した。すなわち、
請求項１記載の充填鋼管コンクリート柱の仕口構造は、
鋼管の内部に充填コンクリートを有してなる充填鋼管コ
ンクリート柱に対して梁を接合するための充填鋼管コン
クリート柱の仕口構造であって、前記充填鋼管コンクリ
ート柱の端部において、主筋が、その一端が前記充填コ
ンクリートに埋設されるとともに、その他端が前記端部
から突出した状態となるように設けられ、前記主筋の他
端側にコンクリートが打設されて躯体が形成されるとと
もに、該躯体に対して前記梁が接合されていることを特
徴とする。

【０００６】このような構成とされているために、この
仕口構造においては、充填鋼管コンクリート柱とＲＣ構
造の梁とを接合させることができる。

【０００７】請求項２記載の充填鋼管コンクリート柱の
仕口構造は、請求項１記載の充填鋼管コンクリート柱の
仕口構造であって、前記主筋は、その前記一端が、前記
鋼管の内周面に接するように、または、該内周面と離間
した状態で近接させて設けられていることを特徴とする
設けられていることを特徴とする。

【０００８】このような構成とされているために、この
仕口構造においては、同一面内に存在する主筋同士の間
隔を最大限に離間させて安定な構造を得ることができ
る。

【０００９】請求項３記載の充填鋼管コンクリート柱の
仕口構造は、請求項１または２記載の充填鋼管コンクリ
ート柱の仕口構造であって、前記鋼管と前記梁とは上下
方向に互いに離間して設けられていることを特徴とす
る。

【００１０】このような構成とされているために、この
仕口構造においては、鋼管中の充填コンクリートが収縮
変形したとしても、鋼管に梁からの荷重が直接伝達され
ることがない。

【００１１】請求項４記載の充填鋼管コンクリート柱の
仕口構造は、請求項３記載の充填鋼管コンクリート柱の
仕口構造であって前記鋼管と前記梁との間に位置する前
記躯体の外周面は、コーキング材によって被覆されてい
ることを特徴とする。

【００１２】このような構成とされているために、この
仕口構造においては、主筋にコンクリートの被りが殆ど
ない場合においても、主筋の耐久性が損なわれることが
ない。

【００１３】請求項５記載の充填鋼管コンクリート柱の
仕口構造は、請求項３記載の充填鋼管コンクリート柱の
仕口構造であって、前記鋼管と前記梁との間に位置する
前記躯体の外周面は、板状部材によって被覆され、該板
状部材は、その前記鋼管側の端部が前記鋼管の内周面に
接した状態で、前記充填コンクリート中に埋設されてい
ることを特徴とする。

【００１４】このような構成とされるため、この仕口構
造においては、板状部材を躯体を形成する際の型枠とす
ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を、図面を参照して説明する。なお、この実施の形態に
おいて、上記の従来技術と共通する構成については、同
一の符号を付しその説明を省略する。図１は、本発明の
一実施の形態を模式的に示す図であり、図中、符号２１
は仕口構造を示す。仕口構造２１は、充填鋼管コンクリ
ート柱１とＲＣ構造の梁２３，…とを接合してなるもの
である。

【００１６】図中に示すように、仕口構造２１は、主筋
２５，…と主筋２５，…に接合された帯筋２６，…とを
備えた構成とされている。主筋２５，…は、その下端部
２５ａが、充填鋼管コンクリート柱１の柱頭部１ａの充
填コンクリート１６に埋設されており、また、その上端
部２５ｂが、柱頭部１ａから上方に突出するように配置
されている。また、帯筋２６は、この上端部２５ｂに対
して配置されており、これら上端部２５ｂおよび帯筋２
６に対してコンクリートＣが打設されて躯体２７が形成
されている。なお、主筋２５には、太径のもの（例えば
Ｄ４１など）が用いられる。また、主筋２５の上端２５
ｃには、フックを無くして配筋を行いやすくするために
Ｔヘッドバー２８が設けられている。

【００１７】一方、梁２３は、梁主筋３０，…およびあ
ばら筋３１，…に対してコンクリートＣを打設すること
により形成されている。梁主筋３０は、その先端部３０
ａが躯体２７に埋設されており、これにより、梁２３と
躯体２７とが接合される構成とされている。さらに、梁
２３は、躯体２７において鋼管１７の上端１７ａから離
間した位置に接合されている。また、梁２３と鋼管１７
の上端１７ａとの間に位置する躯体２７の外周面２７ａ
は、例えばアクリル樹脂またはウレタン樹脂などの材料
からなるコーキング材３２によって被覆されている。図
２は、図１におけるＡ−Ａ断面を示す図であり、図中に
示すように、主筋２５，…は、鋼管１７の内周面１７ａ
に対して接するように、または、内周面１７ａと離間し
た状態で（例えば、２ｃｍ程度以下に）近接するように
配置されている。

【００１８】上述の仕口構造２１においては、充填鋼管
コンクリート柱１の柱頭部１ａにＲＣ構造の躯体２７が
設けられ、この躯体２７に、梁２３，…が接合された構
成とされるために、梁２３のようなＲＣ構造の梁であっ
ても、良好に充填鋼管コンクリート柱１に接合すること
が可能であり、したがって、梁２３をＳ造あるいはＳＲ
Ｃ造とする必要がなく、コストダウンを図ることができ
る。また、このように、充填鋼管コンクリート柱１と梁
２３との間に、充填鋼管コンクリート柱１より降伏強度
の小さいＲＣ造の躯体２７を介在させたため、躯体２７
を意図的に地震時の第一降伏点とすることができ、これ
により、地中梁と充填鋼管コンクリート柱１との接合部
に生じる損傷を避けることができる。この場合、構造物
が実際に地震被害を受けた後における点検・補修作業を
容易化することができる。

【００１９】また、仕口構造２１においては、主筋２
５，…を鋼管１７の内周面１７ａに沿うように配置した
ために、同一面内における主筋２５，…同士の間隔を最
大限に離間させて、充填鋼管コンクリート柱１が躯体２
７を介して梁２３をできる限り安定的に支持することが
できるようにすることができる。また、一般に、充填鋼
管コンクリート柱の断面力を鉄筋コンクリート断面によ
って振り替える場合、構造的には、鉄筋位置を断面の内
側にするほど鉄筋量を増やさなくてはならなくなる。そ
の結果、鉄筋の本数が多くなりすぎて配筋できない場合
が多いが、上述のように鋼管１７の内周面１７ａに主筋
２５，…を内接させれば、主筋２５，…の本数を減らし
て、配筋作業を容易化することができるとともに、コス
トダウンを図ることができる。

【００２０】また、仕口構造２１においては、梁２３と
鋼管１７の上端１７ａとが互いに離間した構造となって
いるために、充填コンクリート１６が経年的変化により
収縮したとしても、梁２３の荷重が直接、鋼管１７に流
れることが無く、したがって、供用期間が長期にわたる
場合にも安全性が高い。

【００２１】さらに、仕口構造２１においては、躯体２
７の外周面２７ａがコーキング材３２によって被覆され
た構成とされているために、上述のように主筋２５，…
を鋼管２７に内接させて配置し、その結果コンクリート
Ｃの被り厚さが小となったとしても、主筋２５，…の錆
を防止してその耐久性を確保することができる。

【００２２】以上において本発明の一実施の形態を説明
したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでな
く、構造上、施工上の要求等により、他の形態を採用す
ることもできる。

【００２３】例えば、上記実施の形態において、主筋２
５，…に囲まれた位置に鉄骨を配置することによって、
躯体２７をＳＲＣ構造とするようにしても構わない。ま
た、この仕口構造２１は、充填鋼管コンクリート柱１の
柱脚部に設けるようにしても構わない。

【００２４】さらに、上記実施の形態における仕口構造
２１の代わりに、図３に示すような仕口構造３５を設け
るようにしても構わない。この仕口構造３５が図１に示
した仕口構造２１と異なる点は、躯体２７の外周面２７
ａにコーキング材３２の代わりに薄板鉄板（板状部材）
３７が設けられている点にある。薄板鉄板３７は、その
下端部３７ａが鋼管１７の内周面１７ａに沿って配置さ
れており、これにより躯体２７および躯体２７に埋設さ
れた主筋２５を保護する役割を果たす。

【００２５】また、この薄板鉄板３７は、躯体２７を形
成する際に、型枠の代わりとすることができ、コンクリ
ートＣ打設後は、捨て型枠とすることが可能である。こ
れにより、型枠解体の手間を省いて施工作業の容易化を
図ることができる。さらに、この薄板鉄板３７として、
例えば、トタン板のような薄板を用いれば、加工および
設置が容易である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る充
填鋼管コンクリート柱の仕口構造は、充填鋼管コンクリ
ート柱の端部にＲＣ構造またはＳＲＣ構造からなる躯体
を設け、この躯体を介して梁と柱とを接合する構成とさ
れているために、充填鋼管コンクリート柱とＲＣ構造の
梁とを良好に接合することが可能であり、したがって、
梁をＳ造あるいはＳＲＣ造とする必要がなく、コストダ
ウンを図ることができる。また、このように設置された
躯体は充填鋼管コンクリート柱に比較してその降伏強度
が小さいため、この部分を意図的に地震時の第一降伏点
とすることができ、したがって、これを地上の柱頭部等
に設けるようにすれば、他の部分（例えば地下部分）に
おける損傷を避けるようにすることができる。この場
合、構造物が実際に地震被害を受けた後における点検・
補修作業を容易化することができる。

【００２７】請求項２に係る充填鋼管コンクリート柱の
仕口構造は、主筋を柱を構成する鋼管の内周面に沿うよ
うに配置したために、同一面内における主筋同士の間隔
をできる限り離間させて、充填鋼管コンクリート柱が躯
体を介して梁をできる限り安定的に支持することができ
るようにすることができる。また、これにより主筋の本
数を減らし、配筋作業を容易化するとともに、コストダ
ウンを図ることができる。

【００２８】請求項３に係る充填鋼管コンクリート柱の
仕口構造は、梁と鋼管とを互いに離間させた構成とした
ために、鋼管内部の充填コンクリートが経年的変化によ
り収縮したとしても、梁の荷重が直接、鋼管に流れるこ
とが無く、したがって、供用期間が長期にわたる場合に
も安全性が高い。

【００２９】請求項４に係る充填鋼管コンクリート柱の
仕口構造においては、躯体の外周面をコーキング材によ
って被覆したために、主筋を鋼管に内接させて配置し、
その結果主筋に対するコンクリートの被り厚さが小とな
ったとしても、主筋に生じる錆等を防止することがで
き、耐久性を確保できる。

【００３０】請求項５に係る充填鋼管コンクリート柱の
仕口構造においては、躯体の外周面に板状部材を配置
し、なおかつ板状部材の鋼管側の端部を鋼管に内接させ
て充填コンクリート柱に埋設したため、この板状部材を
躯体を形成する際の捨て型枠とすることが可能であり、
これにより、型枠解体の手間を省いて施工作業の容易化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態を模式的に示す充填鋼
管コンクリート柱の仕口構造の立断面図である。

【図２】 図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

【図３】 本発明の他の実施の形態を示す充填鋼管コン
クリート柱の仕口構造の立断面図である。

【図４】 本発明の従来の技術が適用された構造物の外
観斜視図である。

【図５】 図４に示した構造物における充填鋼管コンク
リート柱の仕口を示す立断面図である。

【符号の説明】

１ 充填鋼管コンクリート柱 １６ 充填コンクリート １７ 鋼管 ２１，３５ 仕口構造 ２３ 梁 ２５ 主筋 ２５ａ 下端部 ２５ｂ 上端部 ２７ 躯体 ３２ コーキング材 ３７ 薄板鉄板（板状部材） ３７ａ 下端部 Ｃ コンクリート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 孝典 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼管の内部に充填コンクリートを有して
   なる充填鋼管コンクリート柱に対して梁を接合するため
   の充填鋼管コンクリート柱の仕口構造であって、 前記充填鋼管コンクリート柱の端部において、主筋が、
   その一端が前記充填コンクリートに埋設されるととも
   に、その他端が前記端部から突出した状態となるように
   設けられ、 前記主筋の他端側にコンクリートが打設されて躯体が形
   成されるとともに、該躯体に対して前記梁が接合されて
   いることを特徴とする充填鋼管コンクリート柱の仕口構
   造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の充填鋼管コンクリート柱
   の仕口構造であって、 前記主筋は、その前記一端が、前記鋼管の内周面に接す
   るように、または、該内周面と離間した状態で近接させ
   て設けられていることを特徴とする充填鋼管コンクリー
   ト柱の仕口構造。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の充填鋼管コンク
   リート柱の仕口構造であって、 前記鋼管と前記梁とは上下方向に互いに離間して設けら
   れていることを特徴とする充填鋼管コンクリート柱の仕
   口構造。
4. 【請求項４】 請求項３記載の充填鋼管コンクリート柱
   の仕口構造であって、 前記鋼管と前記梁との間に位置する前記躯体の外周面
   は、コーキング材によって被覆されていることを特徴と
   する充填鋼管コンクリート柱の仕口構造。
5. 【請求項５】 請求項３記載の充填鋼管コンクリート柱
   の仕口構造であって、 前記鋼管と前記梁との間に位置する前記躯体の外周面
   は、板状部材によって被覆され、 該板状部材は、その前記鋼管側の端部が該鋼管の内周面
   に接した状態で、前記充填コンクリート中に埋設されて
   いることを特徴とする充填鋼管コンクリート柱の仕口構
   造。