JPS62160338A - 充填鋼管構造 - Google Patents

充填鋼管構造

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JPS62160338A
JPS62160338A JP317986A JP317986A JPS62160338A JP S62160338 A JPS62160338 A JP S62160338A JP 317986 A JP317986 A JP 317986A JP 317986 A JP317986 A JP 317986A JP S62160338 A JPS62160338 A JP S62160338A
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JP
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steel pipe
concrete
axial force
pipe
steel
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JP317986A
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秀雄 中島
泰志 渡辺
孝典 佐藤
康一 中村
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Shimizu Construction Co Ltd
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Shimizu Construction Co Ltd
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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】 「産業上の利用分野」 本発明は、柱や杭等に利用されるアンボンド充填鋼管構
造に関するものである。
「従来の技術」 この種の構造としては、充填鋼管コンクリート構造か知
られているか、従来の充填鋼管コンクリート構造は、型
枠を兼ねた単純な直円筒状の鋼管を鉛直に立て、その内
部にコンクリートを充填しただけのらのであり、鋼管と
コンクリートとは追打状態にあり、力学的に一体に挙動
する。
「発明が解決しようとする問題点」 ところが、従来のらのでは、軸方向の圧縮力が作用した
場合、Q管とコンクリートとが一体的に歪み、大きく歪
んだ場合、鋼管はミーゼスの降伏条件を越えたり、局部
的な座屈を発生したりする。
したがって、周方向応力に余裕があり鋼管によるコンフ
ァインドク)ノ果(鋼管の周方向応力により、コンクリ
ートか膨らもうとするのを締め付ける作用)でコンクリ
ートの耐力上界を充分期待できるにし拘わらず、増大し
た軸方向応力で鋼管がほとんと降伏にふしてしまい、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
断面積の住または杭とならざるを得ない。
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、鋼管によ
るコンファインド効果を充分に生かすことができ、圧縮
耐力を著しく向上させて、従来のものより注や杭の断面
積を小さくすることのできる充填鋼管コンクリート構造
を提供することを目的とする。
「問題点を解決するための手段J 本発明は、前記問題点を解決するために、鋼管の一端部
に、この鋼管に作用する軸力を、接続する鋼管内のコン
クリートに伝達する軸力伝達部を設けるとともに、鋼管
とその内部に打設されたコンクリート等の構造用充填材
との境界面に、鋼管と構造用充填材との付着を無くすた
めのアンボンド処理層を設けてなり、前記軸力伝達部は
前記接続される鋼管の端部にリング状間隙を形成して摺
動自在に挿入される筒状体と、内部のコンクリートを押
下する支圧板とを備えていることを特徴としたものであ
る。
「実施例」 以下、図面を参、ljQ Lで本発明の詳細な説明する
。第1図及び第2図は、本発明の一実施例を示ずらのて
あり、第1図はアンポンド充填鋼管構造の桂(以下、?
11−に「柱」と略称する) I−[に数階外の粱K 
、 K 、・・・が接続されているところを示す図であ
り、第2図は第1図の矢視Aの部分を拡大した図である
これらの図において、符号lは鋼管であり、2は鋼管1
の中に充填されたコンクリートである。
鋼管Iの軸方向所定箇所(本実施例においては、3階層
に一箇所の割合)には、粱に、に、・・・から鋼管lに
掛かる軸方向の力を内部のコンクリートに伝達するため
の軸力伝達部3が設けられている。軸力伝達部3は、鋼
管lを軸方向に縁切りするリング状間隙4と、このリン
グ状間隙4に設けられた筒状体5と、この筒状体5に固
定された支圧板6とからなっており、階層間のほぼ中間
部(柱!■に掛かる曲げモーメントの反曲点)に設けら
れている。
前記筒状体5はリング状間隙4の間に設けられ、かっ、
その上端が上方の鋼管1の下端部に溶接により固定され
たリング状v4管5aと、一端がこのリング状鋼管5a
の内周面に固定され、他端が下方の鋼管lに17り動自
在に挿入された筒状鋼管5bとからなっている。なお、
筒状鋼管5bとそれに挿入される鋼管Iとの間には、そ
れらの摺動を円滑にするための摩擦低減材(例えば四フ
ッ化エヂレン樹脂等)7が設けられている。また、支圧
板6は内部に孔6aが形成された円板であり、筒状鋼管
5bの下端部にほぼ水平に固定されるとともに、鋼管l
の内部に充填されたコンクリート2に内包されている。
なお、支llE板6に孔6aを形成するかどうかは自由
である。
また、前記のように構成された鋼管lの内面には、鋼管
1と充填コンクリートとの付着をなくすための分離+A
(アンボンド処理層)8が予め塗布され、その上で、鋼
管1内部にコンクリート2が打設充填されている。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、ワセリン等を用い、これを鋼管1の内面に塗布す
ることによリアンボンド処理層を形成している。
このような充填鋼管コンクリート構造における作用につ
いて説明する。
まず、31浩層分の粱K 、K 、Kに掛かる剪断力は
それらが溶接された部分の鋼管lに伝達されろ。
ところが、鋼管1と内部のコンクリート2とは、アンボ
ンド処理層8によって分離されているため、鋼管Iに伝
わった剪断力は内部のコンクリート2には直接伝わらず
、この鋼管Iの下端にらうけられた軸力伝達部3の支圧
板6を介して下方のコンクリート2へ伝達される。次に
、下方のコンクリート2に軸方向の力が伝達されると、
コンクリート2は圧縮され、それか所定の強度を越える
と軸方向に歪を生じろ。それに従い鋼管l乙下方へずれ
て移動するが、軸力伝達部3にはリング状間隙4が形成
されているため上方の鋼管lは、下方の鋼管1と接触す
ることはなく、確実に梁K 、 K 、 Kからの剪断
力をコンクリート2に伝達する(ここで、リング状間隙
4は北方の鋼管lが移動しても下方の鋼管lと接触しな
い程度の寸法としておく)。また、下方のコンクリート
2は、軸方向に歪むとと乙に径方向の急激な横歪生じる
。 ところか、下方の鋼管1は、上方の鋼管lと同様に
3階層分の荷重しか負担しないため、鋼管1に発生する
軸方向の応力は僅かとなる。特に、この場合は、鋼管I
は充填コンクリート2とアンボンド状態にあり、鋼管1
は軸方向においてコンクリート2に全く拘束されない。
したがって、コンクリート2には軸歪か生じるものの、
鋼管lには殆ど軸歪が生じない。これらの作用は、上方
の鋼管1と内部のコンクリート2との間にも同様に生じ
る。
したがって、ミーゼスの降伏条件を適用すれば円周方向
応力による鋼管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強度の向上を
図ることができ、柱■4の断面積を小さくすることがで
きる。
次に、このような柱1(の施工例についてのべると、鋼
管1に軸力伝達部3を設ける方法としては、まず、工場
においてリング状鋼管5aの内側に筒状鋼管5bを溶接
しその先端部に支圧板6を固定して製作した軸力伝達部
3を、さらに、工場において上方の鋼管1の先端に第2
図における符号9の部分て溶接したらのを、現場にて所
定のリング状間隙4か形成されるように下方の鋼管1に
建込み、その後鋼管1内にコンクリ−1−2を打設する
方法、及び、工場において前記のようにして製作した軸
力伝達部3を、現場にて下方の鋼管lの上部に、所定の
リング状間隙4が形成されるように設置し、その上部に
鋼管lを建込み符号9の部分を溶接した後鋼管l内にコ
ンクリート2を打設する方法かある。この場合、建込み
時にサポートをとる必要がある。次に、工場において前
記のようにして製作した軸力伝達部3を、さらに工場に
て上方の鋼管lに符号9の部分て溶接した乙のを、現場
において上方の鋼管1の下端に設けられたリング状鋼管
5aの下端部と下方の鋼管lの上端とが当接するように
建込むとと乙に鋼管1内にコンクリートを打設した後、
下方の鋼管lの上端部を所定のリング状間隙4が形成さ
れるようにカットする方法、及び、工場にて製作した軸
力伝達部3を現場にてリング状鋼管5aの下端部が下方
の鋼管lの上端部と当接するように設置し、その後軸力
伝達部3の上部に鋼管lを建込んで符号9の部分を溶接
するとともに鋼管l内へコンクリート2を打設した後、
下方の鋼管1の上端部を所定のリング状間隙4が形成さ
れるようにカットする方法がある。この場合、筒状鋼管
5bに傷をつくけないようにカットする必要がある。
つぎに、第3図を用いて第2の実施例を説明する。第3
図は、第1図の矢視A部分の拡大断面図であり、本図に
おいて前記第1の実施例と同一の構成要素については同
一符号を付し、その説明を省略ずろ。この第2の実施例
は、前記第1の実施例における軸力伝達部3を鋳造によ
り一体成形した乙のであり、軸力伝達部3は、一端部が
鋼管lの端部に溶接され(符号9の部分)、他端部が前
記銀・1管1と接続されろ鋼管1の端部に摺動自在に挿
入された筒状体5と、その先端部に固定された支圧板6
とからなっている。なお、支圧板6は、別に製作して後
付けするようにしてらよい。また、軸力伝達部3は、接
続される舅管1の端面との間に、リンク状の間隙4を形
成して挿入されている。
その他の構成については、前記第1の実施例と同様であ
る。
したかて、本実施例においては、軸力伝達部3の製作が
容易であるとともに、前記第1の実施例と同様の作用・
効果を有する。
つぎに、第4図を用いて第3の実施例を説明する。第3
図は第1図の一部拡大断面図であり、図において、前記
第1の実施例と同様の構成要素については同一符号を付
し、その説明を省略する。
第3の実施例は、第2の実施例における軸力伝達部3を
、鋼管1と一体に成形したらのであり、その他の構成は
、前記第1の実施例と全く同様である。
したかて、本実施例においては、鋼管lと軸力伝達部3
との溶接部9を省略するこ七かできるとと乙に、前記第
1の実施例と同様の作用・効果をゆうする。
また、前記の各実進例においては、第5図、第6図に示
すように、軸力伝達部3の筒状体5の部分に直接コンク
リート2からの軸力が伝わるのを防ぐために、筒状体5
にゴム等柔性材IQを設けたり、筒状体5に傾斜部11
を形成したりするようにしてらよい。
なお、土足の実施例においては、鋼管l内にコンクリー
トを充填したが、モルタル、その他の水硬性オ料、ある
いは、土、砂、金属粉粒体、ガラス粉粒体、プラスデッ
ク、粘土等、圧密すれば充分な圧縮耐力を有する構造用
充填材をこれに代えてもよい。また、コンクリートの中
に鉄筋を入れたり、プレストレスト鋼材を配して、コン
クリートの耐力増強を図ることは伝音である。
「発明の効果」 以上説明したように本発明は、柱の所定の場所に鋼管に
掛かる軸力を鋼管内のコンクリートに伝達する軸力伝達
部を設けたものであるので、鋼管には一定値以下の僅か
の軸方向応力しか発生しない。したがって、ミーゼスの
降伏条件を適用すれば円周方向応力による鋼管のコンフ
ァインド効果6・・・・・・支圧板、8・・・・・・分
離材(アンボンド処理層)。
を充分発揮さUoることができる。その結果、圧縮61
玉に対する強度を著しく向上させることかでき、住の断
面積を小さくでさる。また、本発明においては、施工か
簡単であるととらに柱の曲の部分には鋼管の軸力をコン
クリートに伝達するための付帯設備を必要としない。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、本発明の第1の実施例を示すもの
で、第1図は実施例の全体を表す一部断面をした側面図
、第2図は同実施例の要部(第1図の矢視A部)の側断
面図、第3図は第2の実施例を示すらのであり、要部(
第1図の矢視A部)の側断面図、第4図は第3の実施例
を示すものであり、第1図の一部拡大断面図、第5図は
筒状体に柔性材を設けた場合の軸力伝達部の拡大側断面
図、第6図は筒状体に傾斜部を設けた場合の軸力伝達部
の拡大側断面図である。

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
    構築する充填鋼管構造において、鋼管の一端部に、この
    鋼管に作用する軸力を、接続する鋼管内のコンクリート
    に伝達する軸力伝達部を設けるとともに、鋼管とその内
    部に打設されたコンクリート等の構造用充填材との境界
    面に、鋼管と構造用充填材との付着を無くすためのアン
    ボンド処理層を設けてなり、前記軸力伝達部は前記接続
    される鋼管の端部にリング状間隙を形成して摺動自在に
    挿入される筒状体と、内部のコンクリートを押圧する支
    圧板とを備えていることを特徴とするアンボンド充填鋼
    管構造。
JP317986A 1985-03-05 1986-01-10 充填鋼管構造 Granted JPS62160338A (ja)

Priority Applications (5)

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JP317986A JPS62160338A (ja) 1986-01-10 1986-01-10 充填鋼管構造
DE8686306519T DE3676021D1 (de) 1985-09-02 1986-08-22 Mit fuellstoff gefuellte stahlrohrsaeule.
EP19860306519 EP0214800B1 (en) 1985-09-02 1986-08-22 Filler filled steel tube column
CN 86106236 CN1008643B (zh) 1985-09-02 1986-09-02 带填充料的钢管柱
US07/503,147 US5012622A (en) 1985-03-05 1990-03-30 Structural filler filled steel tube column

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JPH0448137B2 JPH0448137B2 (ja) 1992-08-05

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6433343A (en) * 1987-07-29 1989-02-03 Ohbayashi Corp Steel pipe packed concrete pillar
JP2014015773A (ja) * 2012-07-09 2014-01-30 Nippon Steel & Sumitomo Metal コンクリート充填鋼管構造体および施工構造
WO2018152956A1 (zh) * 2017-02-23 2018-08-30 青岛理工大学 一种装配式圆形钢管套管纤维混凝土柱连接节点及安装方法

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US10851537B2 (en) 2017-02-23 2020-12-01 Chunwei Zhang Assemblable structural column joint connection using fiber-reinforced concrete filled round double steel tubes and mounting method thereof

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JPH0448137B2 (ja) 1992-08-05

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