JP2002106063A - ピロティ用鋼管コンクリート柱と鉄筋コンクリート構造体の接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コスト低減を図りつつ鋼管コンクリート柱に
効果的に応力伝達できるピロティ用鋼管コンクリート柱
と鉄筋コンクリート構造体の接合構造を得る。 【解決手段】 ピロティ部に立設される鋼管コンクリー
ト柱７と、該鋼管コンクリート柱７の端部に配置される
鉄筋コンクリート構造体４，８との接合構造において、
鋼管コンクリート柱７を構成する鋼管１５の端部に接合
されて、鋼管１５の径外方向に突出する外向きフランジ
部１７ａ及び径内方向に突出する内向きフランジ部１７
ｂを構成するリング状金物１７と、一端側が鋼管１５内
のコンクリート１９に定着され他端側が鉄筋コンクリー
ト構造体４，８に定着された外面に突起２０ａを有する
接合補助鋼管金物２０と、一端側が外向きフランジ部１
７ａに接合されると共に、他端側が鉄筋コンクリート構
造体４，８に接合された鋼棒１８とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はピロティ用鋼管コン
クリート柱と鉄筋コンクリート構造体との接合構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ピロティとは、建物を支持する独立柱が
並ぶ吹き放ちの空間をいうが、このピロティを有する建
築物の代表的なものとしては、集合住宅によく見られる
もので、図６に示すように、１階部分３１のみが壁など
の無い柱３３のみによる構造で駐車場や店舗になってお
り、２階以上が壁の多い住宅３５に供される構造となっ
ている。１階の柱３３は、その下端部は基礎梁３７、杭
３９に連結され、また上端部は２階の梁４１、柱４３に
連結されている。

【０００３】図７は１階の柱３３の下端部と基礎梁３
７、杭３９の接合、及び柱３３の上端部と２階の梁４
１、柱４３の連結構造の一例の説明図である。この例
は、１階の柱３３は鉄筋コンクリート柱であり、地中に
設置された杭３９の上にはフーチング４５を介して基礎
梁３７及び柱３３の下端部が接合されている。また、柱
３３の上端部は２階の梁４１及び柱４３と連結されてお
り、２階の梁４１と柱４３で囲まれた空間には壁４７が
設置されている。

【０００４】このようなピロティ構造では、壁４７など
で固められた２階以上の構造に対して、１階では柱３３
だけが鉛直荷重と地震などによる水平荷重とを支えなけ
ればならないため、厳しい応力状態となる。このため、
１階の柱３３を鉄筋コンクリート柱で構成した場合に
は、この応力に耐え得るために柱の径を極めて大きくし
たり、極めて多くの鉄筋を入れたりして対応している。
このようにしていても、阪神大震災のような大地震時に
は柱が応力に耐えられずに崩壊して多くの被害が出たも
のである。したがって、この経験からすれば、１階の柱
の径をさらに太くし、またさらに多くの鉄筋を入れる必
要があることになる。

【０００５】しかしながら、柱の径が大きくなることは
利用できる空間を狭め、鉄筋が多くなることは、配筋作
業やコンクリー打設作業など施工性を極めて悪くしてし
まうという問題がある。そこで、いくつかの改良工法が
提案されている。

【０００６】特開昭６２−１２１２５０号公報では、図
８に示すように、一階の柱５１を鋼管５３にコンクリー
ト５５を充填したコンクリート充填鋼管柱として、柱５
１の上部内に接続筋５７を配筋し、かつ柱５１上に梁筋
５９を配筋するようにしている。

【０００７】他の改良例として、特開昭６３−６３８３
７号公報では、図９に示すように、コンクリート充填鋼
管柱６１，６２の上下端部の内面に突起を有する突起付
き鋼管６３，６９を用い、この突起付き鋼管６３，６９
の上端部の内部に複数の鉄筋６５を溶接し、これをそれ
ぞれの上方に配置されるコンクリート充填鋼管柱６１，
６７内に挿入している。

【０００８】さらに、他の改良例として、特開平４−３
２３４４５号公報では、図１０に示すように、下階側の
柱構成用鋼管７１の上位コネクタフランジ７３の上面側
に、フラットスラブ用鉄筋組立体７５を配置し、上位コ
ネクタフランジ７３の垂直孔よりアンカーボルト７７を
該鉄筋組立体７５に挿通し、鉄筋組立体７５を埋め込む
ようにフラットスラブ成形用型枠と柱構成用鋼管７１内
にコンクリート７９を打設して、上階側のフラットスラ
ブ８１と下階側のコンクリート充填鋼管柱８３を造り、
該上階側のフラットスラブ８１より突出したアンカーボ
ルト７７の上端部を、上階側の柱構成用鋼管８５の下位
コネクタフランジ８７の垂直孔に挿通して、該上階側の
柱構成用鋼管８５を上階側のフラットスラブ８１に建て
上げ、アンカーボルト７７に螺合したナット８９で締め
付け固着するというものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術にはそれぞれ次のような問題点がある。まず、
図８に示した特開昭６２−１２１２５０号公報のもの
は、柱５１の中間部では、強靭な鋼管５３により変形や
破壊が防止できるが、柱上下端では鋼管５３が途切れて
おり、鋼管５３とコンクリートとの一体化が図られてい
ないため、接続筋５７が挿入されているとはいえ、一番
応力が大きく、高い曲げ耐力を確保しなくてはならない
柱上下端で鋼管コンクリート柱の持っている高い性能が
発揮できない。また、ピロティ構造の場合地震時に柱に
引っ張り力が作用することが多いが、上記公報の構造で
は、接続筋５７から鋼管５３への応力伝達が不十分とな
り鋼管５３が引っ張り力を十分負担することができない
ため、耐力は一層低いものとなってしまう。

【００１０】また、特開昭６３−６３８３７号公報のも
のでは、鉄筋６５を突起付き鋼管６３，６９の内面に溶
接しており、鉄筋６５から突起付き鋼管６３，６９への
引っ張り力の伝達は可能な構造となっている。しかし、
鉄筋６５を突起付き鋼管６３，６９に固着させることが
難しく、また、鋼管６３，６９の内部に設置する鉄筋６
５のみで曲げモーメントを伝達するには極めて多くの鉄
筋を固着しなくてはならずコストの高いものになるとい
う問題がある。

【００１１】さらに、特開平４−３２３４４５号公報の
ものでは、引っ張りにはある程度（アンカーボルト７７
の本数分）効く構造にはなるものの、コネクタフランジ
７３，８７に固定したアンカーボルトのみで鋼管の曲げ
耐力に相当する曲げモーメントを伝達させるためには極
めて多くのアンカーボルト７７と厚肉のフランジを設置
しなくてはならず、コスト面で高いものになってしまう
という問題がある。

【００１２】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたものであり、コスト低減を図りつつ鋼管コンクリー
ト柱に効果的に応力伝達できるピロティ用鋼管コンクリ
ート柱と鉄筋コンクリート構造体の接合構造を得ること
を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係るピロティ用
鋼管コンクリート柱と鉄筋コンクリート構造体の接合構
造は、鋼管コンクリート柱を構成する鋼管の端部に接合
されて、該鋼管の径外方向に突出する外向きフランジ部
及び径内方向に突出する内向きフランジ部を構成するリ
ング状金物と、一端側が前記鋼管内のコンクリートに定
着され他端側が前記鉄筋コンクリート構造体に定着され
た外面に突起を有する接合補助鋼管金物と、一端側が前
記外向きフランジ部に接合されると共に、他端側が前記
鉄筋コンクリート構造体に接合された鋼棒とを備えたも
のである。

【００１４】また、接合補助鋼管金物の外面に設ける突
起は、端部に形成された外向きフランジであることを特
徴とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態の説
明図であり、１階のピロティ部の周囲構造の断面を示し
ている。ピロティ部の周囲の構造は、図１に示すよう
に、地中に打設された杭体１の上端部に設けられたフー
チング３、フーチング３の上に構築された柱梁接合部
４、柱梁接合部４に接合された基礎梁５及び鋼管コンク
リート柱７、鋼管コンクリート柱７の上端部に設けられ
た柱梁接合部８、この柱梁接合部８に接合された２階の
梁９及び鉄筋コンクリート柱１１、２階の壁１３を有し
ている。

【００１６】図２は図１における鋼管コンクリート柱７
の上端部の構造を説明するための透視図、図３は同じく
鋼管コンクリート柱７の上端部の水平断面図である。以
下、図１〜図３に基づいて、鋼管コンクリート柱７と２
階の柱梁接合部８との接合構造について説明する。鋼管
コンクリート柱７の上端部には、外径が鋼管コンクリー
ト柱７を構成する鋼管１５の外径より大きく、内径が鋼
管１５の内径より小さいリング状金物１７が接合されて
いる。したがって、鋼管１５の上端部は外向きフランジ
部１７ａと内向きフランジ部１７ｂを有する構造となっ
ている。

【００１７】外向きフランジ部１７ａには複数の鉄筋１
８の一端が例えばナットによって固着され、他端側が柱
梁接合部８側に延出してコンクリート８ａに埋め込まれ
て定着されている。なお、鉄筋１８の他端側は、ナット
を付けたり、鉄筋を曲げたりして定着が確実にできるよ
うにしている。鋼管１５の上端部には、一端側が鋼管１
５の内部に挿入されて鋼管１５内のコンクリート１９に
埋め込まれ、他端側が柱梁接合部８のコンクリート８ａ
に埋め込まれた接合補助鋼管金物２０が設置されてい
る。接合補助鋼管金物２０は、図２に示すように、鋼管
１５と同様の断面矩形状の鋼管から形成されており、そ
の上下端部には外向きフランジ２０ａを有している。な
お、この例では接合補助鋼管金物２０は、鋼管１５側及
び柱梁接合部８側にそれぞれ接合補助鋼管金物径の１．
５倍程度挿入されている。

【００１８】以上が鋼管コンクリート柱７の上端部の接
合構造であるが、鋼管コンクリート柱７の下端部におい
ても基本的に同様の構成になっており、図１において上
端部と同一又は相当する部位には同一の符号を付してい
る。

【００１９】次に、上記のように構成された構造の応力
伝達メカニズムについて説明する。図４は鋼管コンクリ
ート柱７の上端部に応力が伝達されるメカニズムの説明
図である。鋼管コンクリート柱７と柱梁接合部８の接合
部に引っ張り力及び曲げモーメントが作用すると、引っ
張りを負担する領域と圧縮を負担する領域とが形成され
る。そして、圧縮側については主として圧縮力に強いコ
ンクリートを介して鋼管コンクリート柱７内のコンクリ
ートに力が伝達される。

【００２０】一方、引っ張り側では接合補助鋼管金物２
０の上側の外向きフランジ２０ａを介して接合補助鋼管
金物２０に引っ張り力が伝達され、この引っ張り力は、
図４に示すように、接合補助鋼管金物２０の下側の外向
きフランジ２０ａの周囲にあるコンクリート１９に支圧
力を介して伝達され、斜め上向きの圧縮応力がコンクリ
ート１９に発生する。そして、これが鋼管１５の上端の
内向きフランジ部１７ｂに当たり、鋼管１５を引き上げ
るような作用をし（支圧力として伝達）、結果的に、鋼
管１５に引っ張り力が伝達される。すなわち、接合補助
鋼管金物２０に伝達された引っ張り力が支圧を介してコ
ンクリート１９に伝達され、コンクリート１９に伝達さ
れた力が支圧を介して鋼管１５に伝達されることにな
る。

【００２１】また、柱梁接合部８のコンクリート８ａに
埋設した鉄筋１８からは外向きフランジ部１７ａに引っ
張り応力が直接伝達され、外向きフランジ部１７ａから
鋼管１５に応力伝達されることになる。そして、鉄筋１
８は外向きフランジ部１７ａに固定されており、力の作
用点が鋼管１５の中心から離れた位置にあるので曲げモ
ーメントが効果的に伝達される。

【００２２】このように、上記の応力伝達メカニズムに
より、圧縮側では圧縮力に強いコンクリート１９に応力
が伝達され、引っ張り側では引っ張り力に強い鋼管１５
に応力が確実に伝達されるので、圧縮側では圧縮力に強
いコンクリート１９が力を負担し、引っ張り側では引っ
張り力に強い鋼管１５が力を負担することができ、鋼管
コンクリート柱７の本来有する性能を効果的に発揮でき
る。

【００２３】次に、上記のように構成される構造の施工
手順を説明する。杭体１を打設後、鋼管１５側に延びる
接合補助鋼管金物２０（下側）および鉄筋１８（下側）
を立ち上げた状態でフーチング３、柱梁接合部４及び基
礎梁５の基礎工事（鉄筋コンクリート工事）を行う。次
に、柱梁接合部４上に鋼管１５を立設する。このとき、
接合補助鋼管金物２０を鋼管１５内に挿入すると共に、
鉄筋１８を下側の外向きフランジ部１７ａに形成した孔
に挿入する。そして、鉄筋１８はナットによって外向き
フランジ部１７ａに固定する。

【００２４】さらに、２階の梁９及び柱梁接合部８など
の配筋、接合補助鋼管金物２０（上側）の挿入、鉄筋１
８（上側）の上側の外向きフランジ部１７ａへの固定等
を行う。その後、必要な型枠工事を行い、２階の梁９お
よび柱梁接合部８（２階の床も同時の場合も多い）およ
び鋼管１５にコンクリート打設を行う。なお、鋼管１５
の上端部の接続工事においては接合補助鋼管金物２０を
鋼管１５に挿入した段階で、鋼管１５内にコンクリート
打設することも可能である。

【００２５】このように、本実施の形態の接合部の施工
は、従来例のように多数の鉄筋の溶接などの作業がな
く、簡単であり、コストを抑えることができる。また、
本実施の形態の鋼管１５はその上下端に外方に張り出す
外向きフランジ部１７ａを有しており、これが施工時の
鋼管１５の自立および上部構造体の仮支えになるので、
施工性がよい。

【００２６】また、本実施の形態においては、鋼管１５
の上下端部に外向きフランジ部１７ａを設けたことに伴
い、その上下に形成される柱梁接合部が外向きフランジ
部１７ａの分だけ大きくしており、構造全体の中で比較
的強度が不足する部分の補強になっている。

【００２７】なお、上記の例では鋼管コンクリート柱７
の上下部に鉄筋コンクリート構造体である柱梁接合部
４，８が設けられる例を示したが、例えば、図５に示す
ように１階の基礎梁がＨ形鋼２３からなる場合には、接
合補助鋼管金物２０を用いた接合構造は鋼管コンクリー
ト柱７の上端部にのみ適用すればよい。

【００２８】また、上記の例では鋼管１５は断面が矩形
のものを例に挙げたが、断面が円形等他の形状であって
もよい。さらに、リング状金物１７の形状は、鋼管１５
と同形状である必要はなく、また、リングの外形と穴形
が異なってもよい。また、上記の例ではリング状金物と
して平板状のリング金物を例に挙げたが、例えば短筒の
端部に外向きフランジ部及び内向きフランジ部を有する
ようなものでもよい。また、接合補助鋼管金物２０の断
面形状は、鋼管コンクリート柱７を構成する鋼管１５と
同形状である必要はない。さらに、上記の例では接合補
助鋼管金物２０と鋼管１５内のコンクリート１９の定着
を図るための突起の例として外向きフランジ２０ａを示
したが、この外向きフランジ２０ａに代えて例えば接合
補助鋼管金物２０の周囲に鉄筋を巻き付けて溶接しても
よいし、あるいはスタッドなどを溶接してもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明においては、鋼管コ
ンクリート柱を構成する鋼管の端部に接合されて、該鋼
管の径外方向に突出する外向きフランジ部及び径内方向
に突出する内向きフランジ部を構成するリング状金物
と、一端側が前記鋼管内のコンクリートに定着され他端
側が前記鉄筋コンクリート構造体に定着された外面に突
起を有する接合補助鋼管金物と、一端側が前記外向きフ
ランジ部に接合されると共に、他端側が前記鉄筋コンク
リート構造体に接合された鋼棒とを備えたことにより、
地震時の水平力などによって発生する引っ張り力と曲げ
モーメントを鋼管コンクリート柱に効果的に伝達でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態の断面図である。

【図２】 本発明の一実施の形態の要部の説明図であ
る。

【図３】 本発明の一実施の形態の要部の説明図であ
る。

【図４】 本発明の一実施の形態の応力伝達メカニズム
の説明図である。

【図５】 本発明の他の形態の説明図である。

【図６】 ピロティを有する建築物の説明図である。

【図７】 従来のピロティを有する建築物の１階部分の
断面図である。

【図８】 従来例の説明図である。

【図９】 他の従来例の説明図である。

【図１０】 他の従来例の説明図である。

【符号の説明】

１ 杭体 ３ フーチング ５ 基礎梁 ７ 鋼管コンクリート柱 ９ ２階の梁 １１ ２階の柱 １５ 鋼管 １７ リング状金物 １７ａ 外向きフランジ部 １７ｂ 内向きフランジ部 １８ 鉄筋 １９ コンクリート ２０ 接合補助鋼管金物 ２０ａ 外向きフランジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｅ０４Ｃ 5/02 Ｅ０４Ｃ 5/02 5/06 5/06 Ｆターム(参考） 2D046 AA14 2E125 AA04 AA14 AA46 AA53 AB01 AB12 AB16 AC04 AC16 AC29 AE04 AG03 AG12 AG43 BA02 BA04 BB01 BB08 BB09 BB18 BB22 BB28 BB30 BC09 BD01 BE07 BE08 BF01 BF04 CA05 CA13 CA14 2E164 AA02 BA45 BA48

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピロティ部に立設される鋼管コンクリー
   ト柱と、該鋼管コンクリート柱の端部に配置される鉄筋
   コンクリート構造体との接合構造において、 前記鋼管コンクリート柱を構成する鋼管の端部に接合さ
   れて、該鋼管の径外方向に突出する外向きフランジ部及
   び径内方向に突出する内向きフランジ部を構成するリン
   グ状金物と、一端側が前記鋼管内のコンクリートに定着
   され他端側が前記鉄筋コンクリート構造体に定着された
   外面に突起を有する接合補助鋼管金物と、一端側が前記
   外向きフランジ部に接合されると共に、他端側が前記鉄
   筋コンクリート構造体に接合された鋼棒とを備えたこと
   を特徴とするピロティ用鋼管コンクリート柱と鉄筋コン
   クリート構造体の接合構造。
2. 【請求項２】 接合補助鋼管金物の外面に設ける突起
   は、端部に形成された外向きフランジであることを特徴
   とする請求項１記載のピロティ用鋼管コンクリート柱と
   鉄筋コンクリート構造体の接合構造。