JPS62146335A - 充填鋼管コンクリ−ト構造の構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔浬乍上の利用分野〕 本発明は、柱や杭等に利用される充填鋼管コンクリート
購造の構築方法に関する。

〔従来の技術〕

充填ｆｉｆコンクリート酵造の往は、鋼管の内部にコン
クリートを打設した建築用の柱である。

従来、このような柱を有する傳造物を溝築する方法とし
ては、たとえば、建築現場において鋼管を立設した後、
この鋼管の所定の高さに梁を接合し、次いで鋼管の内部
にコンクリートを打設し、さらに、前記鋼管の上部に新
たな鋼管を妾合し、以後、前記と同様の作業を順次操り
返して隣造物を構築する方法がある。

したがって、前記のようにして構築さｆｔｒｈ構造物の
柱は、ｌｌ’＃とコンクリートとが接着状態にあり、そ
ｎらは力学的に一体に挙動する。

〔発明が解決しようとする間湧点〕

ところが、従来の充填鋼管コンクリート構造の柱では、
軸方向の圧縮力が作用した場合、鋼管とコンクリートと
が一体的に歪み、大きく歪んだ場合、禰″ｑはミーゼス
の降伏条件を連えたり、局部的な座屈を発生したりする
。したがって、増大した軸方向応力で横管がかなりの応
力レベルに達してし１い、コンファインド効果を充分発
揮できず、必要以上に大きな断面積の柱とならざるを得
ない。

本発明は、前記問題に鑑みてなさｎたもので、鋼管によ
るコンファインド効果を充分に生かすことにより、圧縮
耐力を著しく向上させて、従来のものより柱の断面積を
小さくすることができ、かつ、地震等の短期荷重に対し
ては、従来の充填鋼′げコンクリ−ＺＳａと同様に鋼管
とコンクリートとが一体に挙動する充填鋼管コンクリー
ト構造の構築方法を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、内部に充填されるコンクリートを押圧する支
圧板を有し、かつ内側に鋼管とコンクリートとの付着を
なくすだめのアンボンド処理層を設けた二つのｙＩ４Ｗ
に、該鋼管を軸方向に分割する間隙を設け、次いで前記
鋼管内にコンクリートを打設して硬化させた後、前記二
つの鋼管を加熱手段を用いて加熱することにより軸方向
に互いに接近する方向に伸ばして接続し、次いで前記加
熱手段を除去することにより内部のコンクリートに圧縮
力を導入することを％徴としている。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実ＩＭ例を説明する。第
１図ないし第を図は、本発明の一実施例を示すものであ
り、第を図は充填ｆＪ４Ｔ！コンクリート博遺の柱（以
下、単に「住」と略称する）Ｈに各晴晴の梁に、に、・
・・が接続さｎて碑遺物が構築さｎているところを示す
図であり、第２図は第ｆ図の一階喘分の柱の断面図であ
る。

こｎらの図において、符号１は鋼管であり、２は肩ｆ１
の中に充填されたコンクリートである。

鋼管１とコンクリート２との境界面には、禰ｆ１と充喚
コンクリートとの付着をなくすための分離材（アンボン
ド処理層）８が設けられている。分・　離材８としては
、パラフィン、アスファルト、オイル、グリス、クセリ
ン等を用い、こｎを鋼１！■の内面に塗布することによ
りアンボンド処４１脅を形成している。ま之、柱Ｈの仕
口部分においては、Ｓ管の内側に内部のコンクリートを
押圧する支圧微生が設けら几ている。さらに、各階層間
の鋼管１の所定の場所（モーメントの反曲点）には、上
下の鋼管を接続する接続部５が形成さｎている。

第２図における接続部５は溶接線６により接続さｎてい
るが、第３図に示すように、９ｊｌｌＦｋの端部にフラ
ンジ７．７を設け、そｎらをボルト８，８゜・・・およ
びナツト９，９．・・・で締付けることにより接続部５
を構成するようにしてもよい。

欠に、前記構成の柱Ｈを有する博造物を構築する方法に
ついて説明する。

ＩＩＩ　　ｆず、鋼管りと梁にとが接続される仕口部分
において、’ｍ１Ｆｌの内側に支圧板４を設けるととも
に鋼管ｌの内部に分離材８を塗布することによりアンボ
ンド処理層を形成した横管１を、−階を一分立設する。

その際、鋼管ｌの軸方向の所定の場所（モーメントの反
曲点）に’ｔ！ｆｉｌを軸方向に分ガリする間隙ＩＯを
設ける。

この間隙１０を形成する手段としては、第９図に示すよ
うに−−ト下二つの宿ｆｔ、ｔを間隙１０を残して突き
合せる方法、及び一つの横管【の所定の場所をリング状
にカットする（鋼管をカットするのは、−鋼管内にコン
クリートを打設し、コンクリートが硬化した後でもよい
）ことにより間隙１０を形成する方法がある。こｎらの
方法では、上下の鋼・ｇｌの間にサボー）１１を設ける
必要がある。また、第４図に示すように鋼管ｌの端部に
ボルト８及びナツト９で連結されるフランジ７をそれぞ
ｎ設け、こｎらフランジ７．７の間にスペーサ１２を介
在させる方法、及びフランジ７゜７の内側にもナツト（
図示せず）を設けてダブルナツトとし、クラ／シフ、７
間に間隙ｌＯを設ける方法がある。なお、前記のように
して形成した間Ｉｉ′ｌ５ｔ１０にはアスファルト、ゴ
ム、船等の横管１より柔い柔性材（図示せず）を充填し
ておく。

また、この間隙１０は、後述するように、加熱手段を用
いて′ｉ７４管を加熱した場合、上下の鋼管が互いに接
近して消滅するような寸法としておく。

（２）次に！Ｉｌｌ菅りの所定の場所に梁Ｋを接合、固
定する。

（３）次に、渭゛ｆｌの内部にコンクリートを打設して
硬化させ、第６図、第７図に示す状態とする。コンクリ
ートが硬化した後には、間［１１０を形成するために用
い−ｔサボー）１１やスペーサ１Ｂやダブルナツト（図
示せず）等を撤去するとともに間ｉａ　Ｌ　Ｏに充填し
た柔性材（図示せず）を除去する。

（ψ）次に、第を図に示すように、外側の鋼管ｌに加熱
手段を用いることにより熱を加える。本実施例の場合は
、鋼管ｌの外側にニクロム線１Ｂを巻き付け、これに通
電することにより、ニクロム線Ｌ８を発熱させ、その熱
をｍａｌに伝えることにより−ｍ’Ｆｆｌを加熱する手
段を用いる。熱を加えらｎた鋼Ｗ１は、温度が高くなる
に従って軸方向にも伸びることとなり、上下に分割され
た鋼管ｌは互いに娶近し、＃４管１が所定の温度に達す
ると、上下の鋼管ｌは接触し、当初形成さｎた間１１１
１０が消滅する。

この際、ｍｆＬと内部のコンクリートｚとは、アンボン
ド処理１＠８によって分離状態となっており、鋼管１と
コンクリート２とは別体として挙動するため、鋼管１は
抵抗を受けることなく自由に熱膨張することが可能であ
る。

ｆｒ）　　上下の”ｊ１４１ｆｌが互いに接近する方向
に伸びて接触した状態で、溶接及びフランジボルト締め
等の接続手段を用いて上下の鋼管１を接続し、第２図に
示す状態とする。

（６）次に、第２図に示すように、加熱手段１Ｂを除２
は、支圧板４，４によって軸方向に押圧されることにな
り、圧縮力が導入される。また、外側の横ｆ１には、そ
の反作用として引張力が働く。

（７）次に、前記のように、鋼管ｌに引張力、コンクＩ
Ｊ　−）　２に圧縮力が作用しだ状態の一階層毎の住Ｈ
が完成すると、その往Ｈの上部に、前記（１）〜（６）
の工程を順次繰返すことにより、さらに、柱Ｈを継ぎ足
して構造物を完成させる。

次に、前記柱Ｈの作用について説明する。前記のように
して構築さｎた住Ｈは、ｍｆＬに引張力が、内部のコン
クリート２には圧縮力が作用し之状態となっている。し
たがって、往Ｈの上部に逐次構造物が構築されるに従い
、住Ｈに構造物の自重が掛かると、内部のコンクリート
２は、さらに、軸方向の圧縮力を受けるのに反し、外側
の鋼管１は当初与えらｎた引張力が次第に消失していく
こととなる。そして、構造物の完成後においては、構造
物の自重によって、鋼管１に当初与えらｎた引張力がほ
とんど零の状態となり、鋼管１の軸方向にはほとんど応
力が発生しないこととなる。

（ここで、各階層の鋼’Ｉｆｆには、構造物が完成後に
、構造物の自重によって零の状態となる量の引張力を当
初与え得るような寸法の間隙１０を形成しておくことが
必要である。）即ち、構造物が完成後においては、コン
クリート２が構造物の自重を全て負担することになり、
鋼管ｌはコンクリート２にコンファインド効果を与える
反作用としてのリングテンションのみを受けることとな
る。

したがって、ミーゼスの降伏条件を適用す八ば、円周方
向応力による製管１のコンファインド効果を充分発揮さ
せることができ、その結果、圧縮荷重に対するコンクリ
ート２の耐力の著しい向上を図ることができ、往Ｈの断
面積を小さくすることができる。

さらに、注Ｈにおいては、構造物が完成した後には、１
菅１が上階から下階まで力学的に連続したｔ本の柱とな
るため、この柱Ｈに転到モーメントによる引張軸力や圧
・宿軸力が働いた場合にも、鋼管１は軸方向の剛性とｌ
耐力を有することになり、鋼管１とコンクリート２とは
一体挙動するつしたがって、柱Ｈは地震等の短朋荷敏に
対しては、従来の充填鋼・Ｒコンク！ｊ　−１−ｍ遺と
同様の一体化機能を発揮することができる。

なお、前記実施クリにおいては、！鋼管１を一階層毎に
立設したが、二階層以上の腹数階毎に立設してもよい。

また、鋼管１の軸方向に設ける間隙１０は、各階層間に
設けることなく、二階層以上の複数階に一ケ所設けるよ
うにしてもよい。

さらに、ｍｌ記実施例においては、建築現場において、
前記（１）〜（６）の工程を実施することにより往Ｈを
溝築したが、そｎに限定されることなく、工場において
、支圧板とアンボンド処理層とを肩する二つの′１晴を
軸方向に間Ｌαを設けて立設し、その中にコンク’Ｊ　
−トを充填して硬化させ九後、鋼管を７ＪＯ熱手段を用
いて加熱し、二つの鋼管を駈いに接近する方向に熱膨張
させて接触させ、次いで二つの割管を接続手段を用いて
接続する。その後、加熱手段を除去することにより、ｍ
ｆＧｌ：は引張力、コンクリートにはＦＥ　ｇｄ力を与
えンを状態の柱とし、そ（Ｌを蝿集現場に搬入して立設
し、その所定の場所に粱を接合し、さらに、逐次上部へ
工場で製作した柱を４ぎ逼すことにより構直物を構築す
るようにしてもよいっ ま５・Ｌ　コンクリートの中に鉄筋を入れたり、プレス
トレスト副材を配して、コンクリートの耐力増強を図る
ことは任意である。

〔発明の効果〕

以上説明し念ように、支圧板とアンボンド処理　騎１ｉ
と間瞭とを設けた鋼管にコンクリートを打設しそｎが硬
化し一／′ｃ後、加熱手段を用いて加熱することにより
コンクリートに圧縮力をｇ４管に引張力を与えたもので
あるので、４造４勿の自重に対しては、コンクリートの
みがそ１を負担し、鋼管はコンクリートにコンファイン
ド効果を与える反作用としてのリングテンションのみを
受けることとなる。

したがって、ミーゼスの降伏東件を適用すｎば内局方向
応力による肩・ξのコンファインド効果を充分に発揮さ
せろことができる。その績果、圧縮性１ｋに対するコン
クリートの耐力を著しく向上させることができ、住の断
面積を小さくすることができる。

ま−辻、本発明においては、溝造・物が完成圃には鋼管
が上階から下階まで力学的に連続し；を柱となるため、
軸方向の引張力や圧縮力に対しても剛性と耐力を有し、
地′纒等の短期筒型に対しては、従来の充唄；■管コン
クリート儲造と同様の一体化機能を発揮することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第を図ないし第３図は、本発明の一実施例、を示すもの
で、第１１は充填：」管コンクリート溝造の柱を有する
構造物の１ｔｌ１１面図、第２図は第を図の１１清１穆
分の注の側断面図、第３図は第２図の接続部に７ランジ
を用いた場合の側断面図、第ψ図、第り図は鋼管の接続
手段を説明する７′１：、めの説明図、第６図、第７図
はコンクリートを打設し硬化させた状態の接続部の側断
面図、第３図は、加熱手段を用いて鋼管を加熱している
状態を示す柱の一部所面をし之側面図。 Ｈ・・・充填１１４ｆコンクリート構造の柱、■・・・
イ帽庁、２・・・コンクリート、訃・・分離材（アンポ
ンド処理層）、ｔ・・・支圧板、１０・・・間象、１３
・・・ニクロム線（加熱手段りつ 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 二以上接続される鋼管の内部にコンクリートを打設して
   構築する充填鋼管コンクリート柱構造の構築方法におい
   て、内部に充填されるコンクリートを押圧する支圧板を
   有し、かつ内側に鋼管とコンクリートとの付着をなくす
   ためのアンボンド処理層を設けた前記二つの鋼管に、該
   鋼管を軸方向に分割する間隙を設け、次いで前記鋼管内
   にコンクリートを打設して硬化させた後、前記二つの鋼
   管を加熱手段を用いて加熱することにより軸方向に互い
   に接近する方向に伸ばして接続し、次いで前記加熱手段
   を除去することにより内部のコンクリートに圧縮力を導
   入することを特徴とする充填鋼管コンクリート構造の構
   築方法。