JP2002266432A - 鋼管コンクリート柱とフラットスラブとの接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単で上下階の鋼管コンクリート柱と
フラットスラブを確実に接合することができ、その上意
匠的にもすぐれた鋼管コンクリート柱とフラットスラブ
の接合構造を提供する。 【解決手段】 上階と下階で上部鋼管２ａと下部鋼管２
ｂに分離された鋼管コンクリート柱１と、上部鋼管２ａ
と下部鋼管２ｂとの間に設けられた鉄筋コンクリート造
のフラットスラブ５と、上部鋼管２ａと下部鋼管２ｂの
内部に挿入される軸部１１及びこの軸部１１の外周に取
付けられ、フラットスラブ５内に挿入される支圧板１２
からなる接合部材１０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、鋼管の内部にコン
クリートを充填して構成される鋼管コンクリート柱と、
鉄筋コンクリート造のフラットスラブとの接合構造に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、フラットスラブ構造は、主として
鉄筋コンクリート造で用いられる構法である。その場
合、柱も鉄筋コンクリート造であり、図７に示すよう
に、柱２１と床スラブ２２との接合部には、キャピタル
と呼ばれる支持部２３が設けられている。このように、
柱２１、床スラブ２２がともに鉄筋コンクリート造の場
合には、床スラブ２２の鉄筋を柱２１の内部に定着する
ことにより、柱２１と床スラブ２２を容易に一体化する
ことができる。

【０００３】一方、近年普及が進んでいる鋼管コンクリ
ート柱は、断面円形又は角形の鋼管の内部にコンクリー
トを充填した構造のものであり、その特長の一つに高軸
力を支持できることが挙げられる。鉄筋コンクリート造
のフラットスラブも床の積載荷重が大きい場合に用いら
れることが多い構造形式であり、鋼管コンクリート柱と
鉄筋コンクリート造のフラットスラブ（以下、単にフラ
ットスラブという）を組み合わせることは、合理的な構
法であるといえる。

【０００４】この場合、鋼管コンクリート柱とフラット
スラブをいかにして接合するかが問題となるが、この点
に関する発明として、特開平８−１０９６９５号公報に
開示された鋼管コンクリート柱とフラットスラブの接合
構造がある。この接合構造は、図８、図９に示すよう
に、コンクリート２６が充填された鋼管コンクリート柱
２５に支持鋼板２７とリブ２８を溶接し、これらによっ
てフラットスラブ２９の鉛直荷重を支持するようにした
ものである（従来技術１）。

【０００５】また、他の例として、特開平６−８１４１
８号公報に開示された鋼管コンクリート柱とフラットス
ラブとの接合方法に関する発明がある。この発明は、図
１０に示すように、鋼管コンクリート柱２５の外周部の
フラットスラブ２９の接合位置の下部及び上部の部分
に、それぞれ鋼製の受け体３０ａ，３０ｂを溶接等によ
り固着し、これらの受け体３０ａ，３０ｂによりフラッ
トスラブ２９の荷重を支持するようにしたものである
（従来技術２）。

【０００６】さらに、特開平６−８８３９２号公報に開
示された鋼管柱とフラットスラブの接合構造において
は、図１１に示すように、鋼管柱２５及びフラットスラ
ブ２９の交差部３１及びその周辺のフラットスラブ２９
内に、長手方向の上下両側に鉄筋３３が接合され、鋼管
２５ａを貫通した補強鉄板３２を設けたものである（従
来技術３）。

【０００７】また、特開２０００−３２００５７号公報
に開示された接合構造は、図１２に示すように、上下階
の鋼管コンクリート柱２５ｂ，２５ｃがキャピタル３４
の上下で分離され、鋼管コンクリート柱２５ｂ，２５ｃ
とフラットスラブ２９を、上下階の鋼管コンクリート柱
２５ｂ，２５ｃの内部とキャピタル３４の内部を貫通す
る鉄筋３５，３６，３７とコンクリート２６とによって
一体化したものである（従来技術４）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術１，２
の鋼管コンクリート柱とフラットスラブの接合構造（以
下、単に接合構造という）においては、いずれもフラッ
トスラブ２９の曲げモーメントを鋼管コンクリート柱２
５に伝達するためには十分な構造とはいえず、鉛直荷重
のみを伝達するピン接合として設計されたものである。
また、これらの接合構造は、鉛直荷重を支持する鋼材部
分がフラットスラブ２９の表面に露出しているため、火
災時にこの荷重伝達機能を保持するためには、露出した
鋼材部分に別途耐火被覆を施す必要がある。

【０００９】また、従来技術３の接合構造は、曲げモー
メントの伝達を意図した構造であるが、鋼管２５ａを貫
通する部材を設ける構造となっているため、加工がきわ
めて複雑になり、コストがかかるという問題があった。
さらに、従来技術４の接合構造は、溶接不良の問題や施
工手間の問題は解決されているが、キャピタル３４の部
分がフラットスラブ２９から突出するため意匠上好まし
くなく、また、キャピタル３４部分とフラットスラブ２
９部分の鉄筋が分離されているため、曲げモーメントの
伝達機能が不十分である。

【００１０】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、構造が簡単で上下階の鋼管コンクリート
柱とフラットスラブを確実に接合することができ、その
上意匠的にも優れた鋼管コンクリート柱とフラットスラ
ブの接合構造を提供することを目的としたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】（１）本発明に係る鋼管
コンクリート柱とフラットスラブとの接合構造は、上階
と下階で上部鋼管と下部鋼管に分離された鋼管コンクリ
ート柱と、前記上部鋼管と下部鋼管との間に設けられた
鉄筋コンクリート造のフラットスラブと、前記上部鋼管
と下部鋼管の内部に挿入される軸部及び該軸部の外周に
取付けられ、前記フラットスラブ内に挿入される支圧板
からなる接合部材とを備えたものである。

【００１２】（２）上記（１）のフラットスラブの鉄筋
を上部鋼管及び下部鋼管の内部又はいずれか一方の鋼管
の内部に挿入定着した。 （３）上記（１）又は（２）の上部鋼管の下端部及び下
部鋼管の上端部に内側に突出する突出部材を設けると共
に、接合部材の軸部の上下端部に外側に突出する突出部
材を設けた。

【００１３】（４）上記（１）又は（２）の上部鋼管の
下端部及び下部鋼管の上端部に内側に突出する突出部材
を設けると共に、接合部材の軸部の外周面にスタットボ
ルト等の突出物を設けた。 （５）上記（１）〜（４）のいずれかの接合部材の軸部
と支圧板との間に両者を連結する補剛部材を設けた。 （６）上記（１）〜（４）のいずれかの接合部材の支圧
板を、フラットスラブの下面より上方に設置した。

【００１４】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１は本発明の
実施の形態１に係る鋼管コンクリート柱とフラットスラ
ブとの接合構造の模式的断面図である。図において、１
は鋼管の内部にコンクリート３が充填された鋼管コンク
リート柱（以下、鋼管柱という）、５は鉄筋コンクリー
トからなるフラットスラブ（図には鉄筋は省略してあ
る）で、鋼管柱１を構成する鋼管は上階の上部鋼管２ａ
と下階の下部鋼管２ｂとに分離されてその間にフラット
スラブ５が設けられており、以下の説明では、コンクリ
ート３が充填された上部鋼管２ａを上階鋼管柱１ａ、下
部鋼管２ｂを下階鋼管柱１ｂという。１０は鋼管柱１と
フラットスラブ５との接合部Ａに内挿された接合部材で
ある。

【００１５】この接合部材１０は、例えば図２に示すよ
うに、その外径が上部鋼管２ａ及び下部鋼管２ｂの内径
より小さく、上部鋼管２ａと下部鋼管２ｂ内に挿入しう
る丸形鋼管、角形鋼管あるいはＨ形鋼などからなる軸部
１１と、その外周に、溶接等により固着されたフラット
スラブ５内に挿入しうる大きさの鋼板からなる支圧板１
２とによって構成されている。なお、支圧板１２の板厚
や大きさ（フラットスラブ５内への挿入量）は、支持す
べき鉛直荷重によって適宜決定される。また、支圧板１
２を軸部１１の全周に亘って設けた場合を示したが、複
数に分割した鋼板を適宜間隔で軸部の外周に取付けても
よい。

【００１６】次に、上記のように構成した本実施の形態
の施工手順の一例について説明する。先ず、上部の周囲
にフラットスラブ５の鉄筋が配筋された下階鋼管柱１ｂ
を構成する下部鋼管２ｂ内に、上方から接合部材１０の
軸部１１を挿入し、支圧板１２がフラットスラブ５の下
面より上方に位置するように設置して、その位置に固定
金具等を用いて固定する。そして、下部鋼管２ｂ及び接
合部材１２を含むフラットスラブ５の上面までコンクリ
ート３を打設する。このとき、接合部材１２の軸部１１
の一部は、フラットスラブ５の上面から突出している。

【００１７】コンクリート３が固化したのち、下階鋼管
柱１ｂと同軸上においてフラットスラブ５上に、内部に
フラットスラブ５の上面から突出した軸部１１を挿入し
て、上階鋼管柱１ａを構成する上部鋼管２ａを配設し、
固定する。そして、この上部鋼管２ａの上部に前述の要
領で接合部材１０を設置して上部鋼管２ａ内及びフラッ
トスラブ５にコンクリート３を打設すれば、下階鋼管柱
１ｂ、フラットスラブ５、上階鋼管柱１ａ及び内挿され
た接合部材１０は、一体に接合される。なお、上述の施
工手順はその一例を示すもので、これに限定するもので
はない。

【００１８】本実施の形態によれば、鋼管柱１とフラッ
トスラブ５との接合部Ａにおいて、鋼管柱１を構成する
鋼管を上部鋼管２ａと下部鋼管２ｂに分離し、上部鋼管
２ａと下部鋼管２ｂとの間に、フラットスラブ５内に挿
入して鉛直荷重を支持する支圧板１２を備えた接合部材
１０を配置し、その軸部１１を上部鋼管２ａと下部鋼管
２ｂ内に挿入して、上部鋼管２ａ、下部鋼管２ｂ内及び
フラットスラブ５にコンクリート３を打設するようにし
たので、従来のようにフラットスラブを拡大させるキャ
ピタル部分を設ける必要がなく、その上接合部Ａに配筋
する必要がないため、簡単な構造で上階鋼管柱１ａ、下
階鋼管柱１ｂとフラットスラブ５とを確実に接合するこ
とができる。これにより、フラットスラブ５に加わる鉛
直荷重を支持し、フラットスラブ５からの曲げモーメン
トを安定して鋼管柱１に伝達することができる。また、
上部鋼管２ａと下部鋼管２ｂとを溶接により接合する必
要がないので、溶接のためのコストがかからず、現場作
業員の労力を低減することができる。

【００１９】［実施の形態２］図３は本発明の実施の形
態２に係る接合構造の模式的断面図である。なお、実施
の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を
省略する。本実施の形態は、実施の形態１の接合構造に
おいて、フラットスラブ５内の鉄筋６を延設して、上部
鋼管２ａ内及び下部鋼管２ｂ内に挿入し、配筋したもの
である。

【００２０】本実施の形態の施工手順及び効果は、実施
の形態１の場合とほぼ同様であるが、上部鋼管２ａ及び
下部鋼管２ｂに複雑な加工を施すことなく、フラットス
ラブ５内の鉄筋６を上部鋼管２ａと下部鋼管２ｂ内に挿
入するようにしたので、実施の形態１の効果に加えて、
接合部Ａの強度をより向上させることができる。なお、
上記の説明では、上部鋼管２ａと下部鋼管２ｂの両者に
フラットスラブ５の鉄筋６を挿入した場合を示したが、
いずれか一方の鋼管（２ａ又は２ｂ）のみに鉄筋６を挿
入するようにしてもよい。

【００２１】［実施の形態３］図４は本発明の実施の形
態３に係る接合構造の模式的断面図である。なお、実施
の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を
省略する。本実施の形態は、接合部材１０の軸部１１の
上下の端部に、内径が軸部１１の内径とほぼ等しく、外
径が軸部１１の外径より大きいドーナツ状の突出部材１
３を、外方に突出させて溶接等により取付けると共に、
上部鋼管２ａの下端部及び下部鋼管２ｂの上端部に、外
径がこれら鋼管２ａ，２ｂの外径とほぼ等しく、内径が
鋼管２ａ，２ｂの内径より小さく、かつ接合部材１０の
軸部１１に設けた突出部材１３の外径より大きいドーナ
ツ状の突出部材４を、内方に突出させて溶接等により取
付けたものである。

【００２２】本実施の形態の施工手順及び効果は、実施
の形態１の場合とほぼ同様であるが、上階鋼管柱１ａの
下端部、下階鋼管柱１ｂの上端部及び接合部材１０の軸
部１１の両端部に突出部材４，１３を設けたので、両突
出部材４，１３間に生じる圧縮力（図に矢印で示す）に
より、上階鋼管柱１ａ、下階鋼管柱１ｂと接合部材１０
との接合強度をさらに向上させることができる。なお、
ドーナツ状の突出部材４，１３を上下階の鋼管柱１ａ，
１ｂ及び接合部材１０の軸部１１の全周に亘って設けた
場合を示したが、突出部材４，１３を分割してそれぞれ
所定の間隔で取付けてもよく、あるいは一部のみに設け
てもほぼ同様の効果を奏することができる。

【００２３】［実施の形態４］図５は本発明の実施の形
態４に係る接合構造の模式的断面図である。なお、実施
の形態３と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を
省略する。本実施の形態は、実施の形態３の接合部材１
０の軸部１１の両端部に設けた突出部材１３を省略し、
軸部１１の外周面に複数のスタッドボルト１４を、溶接
やボルト接合等の機械的手段により取付けたものであ
る。なお、スタッドボルト１４に代えて、他の突出部を
設けてもよい。

【００２４】本実施の形態の施工手順、効果も実施の形
態３の場合とほぼ同様であるが、接合部材１０を構成す
る軸部１１の外周に、スタッドボルト１４等を設けたの
で、そのせん断抵抗により、上下階の鋼管柱１ａ，１ｂ
と接合部材１０との接合強度を向上させることができ
る。

【００２５】［実施の形態５］図６は本発明の実施の形
態５に係る接合構造の模式的断面図である。なお、実施
の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を
省略する。本実施の形態は、接合部材１０を構成する軸
部１１と支圧板１２との間に、溶接等により複数の補剛
部材１５を接合したものである。

【００２６】本実施の形態の施工手順及び効果は実施の
形態１の場合とほぼ同様であるが、接合部材１０の軸部
１０と支圧板１２との間を補剛部材１５で連結したの
で、鉛直荷重の支持能力を向上させることができる。

【００２７】上記の各実施の形態においては、接合部材
１０の支圧板１２をフラットスラブ５の下面より上方に
配置した場合を示したが、鉛直荷重に対するフラットス
ラブ５のせん断耐力は支圧板１２より上方の厚さで設計
することになるので、支圧板１２をフラットスラブ５の
下面位置に配置すればフラットスラブ５をその分薄くす
ることができる。しかし、この場合は支圧板１２の露出
面に耐火被覆を施す必要があるので、支圧板１２をフラ
ットスラブ５の下面より若干上方でフラットスラブ５内
に位置させれば、支圧板１２はコンクリートで被覆され
るので、耐火被覆を施す必要がない。

【００２８】以上本発明の実施の形態について説明した
が、各実施の形態をそれぞれ単独で実施してもよく、こ
れら各実施の形態を適宜組合わせて実施してもよい。

【００２９】

【実施例】次に、実施の形態１に係る接合構造の実施例
について説明する。上部鋼管２ａ及び下部鋼管２ｂはい
ずれも外径６００ｍｍ、肉厚１２ｍｍの丸形鋼管を使用
した。また、接合部材１０は外径３００ｍｍ、肉厚９ｍ
ｍ、長さ１２００ｍｍの丸形鋼管を用い、下端部から５
００ｍｍ上方の外周に、外径９００ｍｍ、肉厚１６ｍｍ
のドーナツ状の鋼板を溶接により接合して構成した。

【００３０】そして、周囲にフラットスラブ５の鉄筋が
配筋されている下部鋼管２ｂの中心部に接合部材１０の
軸部１１を挿入し、支圧板１２を下部鋼管２ｂの上端部
から５０ｍｍ上方に位置させて固定金物によりその位置
に固定した。このときの支圧板１２の下部鋼管２ｂの外
周よりの突出長は１５０ｍｍであった。

【００３１】この状態で、接合部材１０を含む下部鋼管
２ｂ内及びフラットスラブ５の上面までコンクリート３
を打設した。なお、フラットスラブ５の厚みは約３００
ｍｍである。コンクリート３が硬化したのち、上部鋼管
２ａを下部鋼管２ｂと同軸上に、フラットスラブ５の上
面から突出している接合部材１０の軸部１１を中心にし
てフラットスラブ５上に設置し、その上部に、前述のよ
うに接合部材１０を設置して上階のフラットスラブ５と
共に上部鋼管２ａ内にコンクリート３を打設した。

【００３２】これにより、上部鋼管２ａは内部に打設し
たコンクリート３により、下階鋼管柱１ｂ、フラットス
ラブ５及び接合部材１０と一体化され、下階鋼管柱１
ｂ、上階鋼管柱１ａ及びフラットスラブ５は強固に接合
された。

【００３３】

【発明の効果】請求項１に係る発明は、上階と下階で上
部鋼管と下部鋼管に分離された鋼管コンクリート柱と、
上部鋼管と下部鋼管との間に設けられた鉄筋コンクリー
ト造のフラットスラブと、上部鋼管と下部鋼管の内部に
挿入される軸部及びこの軸部の外周に取付けられ、フラ
ットスラブ内に挿入される支圧板からなる接合部材とを
備えたので、溶接等を行う必要がなく、簡単な構造で上
部鋼管、下部鋼管とフラットスラブを接合することがで
きる。

【００３４】請求項２に係る発明は、請求項１のフラッ
トスラブの鉄筋を上部鋼管及び下部鋼管の内部又はいず
れか一方の鋼管の内部に挿入定着するようにしたので、
請求項１の効果に加えて、接合部の強度をより向上させ
ることができる。

【００３５】請求項３に係る発明は、請求項１又は２の
上部鋼管の下端部及び下部鋼管の上端部に内側に突出す
る突出部材を設けると共に、接合部材の軸部の上下端部
に外側に突出する突出部材を設けたので、請求項１又は
２の効果に加えて、両突出部材間に生じる圧縮力によ
り、上階鋼管柱、下階鋼管柱と接合部材との接合強度を
さらに高めることができる。

【００３６】請求項４に係る発明は、請求項１又は２の
上部鋼管の下端部及び下部鋼管の上端部に内側に突出す
る突出部材を設けると共に、接合部材の軸部の外周面に
スタットボルト等の突出物を設けたので、請求項３の効
果に加えて、突出物のせん断抵抗により、上下階の鋼管
柱と接合部材との接合強度を向上させることができる。

【００３７】請求項５に係る発明は、請求項１〜４のい
ずれかの接合部材の軸部と支圧板との間に両者を連結す
る補剛部材を設けたので、請求項１の効果に加えて、鉛
直荷重の支持能力を向上させることができる。

【００３８】請求項６に係る発明は、請求項１〜５のい
ずれかの接合部材の支圧板を、フラットスラブの下面よ
り上方に設置したので、支圧板への耐火被覆を省略する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る接合構造の模式的
断面図である。

【図２】図１の接合部材の一例の斜視図である。

【図３】本発明の実施の形態２に係る接合部の模式的断
面図である。

【図４】本発明の実施の形態３に係る接合部の模式的断
面図である。

【図５】本発明の実施の形態４に係る接合部の模式的断
面図である。

【図６】本発明の実施の形態５に係る接合部の模式的断
面図である。

【図７】従来の鉄筋コンクリート造の柱と床スラブの接
合構造の説明図である。

【図８】従来技術１の説明図である。

【図９】図８の平面図である。

【図１０】従来技術２の説明図である。

【図１１】従来技術３の説明図である。

【図１２】従来技術４の説明図である。

【符号の説明】

１ 鋼管コンクリート柱（鋼管柱） １ａ 上階鋼管柱 １ｂ 下階鋼管柱 ２ａ 上部鋼管 ２ｂ 下部鋼管 ３ コンクリート ４ 突出部材 ５ フラットスラブ ６ フラットスラブの鉄筋 １０ 接合部材 １１ 軸部 １２ 支圧板 １３ 突出部材 １４ スタッドボルト １５ 補剛部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下川 弘海 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 2E164 AA02 CA01 EA01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上階と下階で上部鋼管と下部鋼管に分離
   された鋼管コンクリート柱と、前記上部鋼管と下部鋼管
   との間に設けられた鉄筋コンクリート造のフラットスラ
   ブと、前記上部鋼管と下部鋼管の内部に挿入される軸部
   及び該軸部の外周に取付けられ、前記フラットスラブ内
   に挿入される支圧板からなる接合部材とを備えたことを
   特徴とする鋼管コンクリート柱とフラットスラブとの接
   合構造。
2. 【請求項２】 フラットスラブの鉄筋を上部鋼管及び下
   部鋼管の内部又はいずれか一方の鋼管の内部に挿入定着
   したことを特徴とする請求項１記載の鋼管コンクリート
   柱とフラットスラブとの接合構造。
3. 【請求項３】 上部鋼管の下端部及び下部鋼管の上端部
   に内側に突出する突出部材を設けると共に、接合部材の
   軸部の上下端部に外側に突出する突出部材を設けたこと
   を特徴とする請求項１又は２記載の鋼管コンクリート柱
   とフラットスラブとの接合構造。
4. 【請求項４】 上部鋼管の下端部及び下部鋼管の上端部
   に内側に突出する突出部材を設けると共に、接合部材の
   軸部の外周面にスタットボルト等の突出物を設けたこと
   を特徴とする請求項１又は２記載の鋼管コンクリート柱
   とフラットスラブとの接合構造。
5. 【請求項５】 接合部材の軸部と支圧板との間に両者を
   連結する補剛部材を設けたことを特徴とする請求項１，
   ２，３又は４のいずれかに記載の鋼管コンクリート柱と
   フラットスラブとの接合構造。
6. 【請求項６】 接合部材の支圧板を、フラットスラブの
   下面より上方に設置したことを特徴とする請求項１，
   ２，３，４又は５のいずれかに記載の鋼管コンクリート
   柱とフラットスラブとの接合構造。