JP2010007250A - 柱及び建物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】柱10は、鉛直荷重を支持する芯材12を有し、芯材12はアングル材26と十字状に形成された十字部材28で構成されている。芯材12の周囲は、鞘管14で囲まれ、鞘管14はボックス状の断面形状とされ、芯材12を緊切して囲んでいる。芯材12と鞘管14は接合されていない。鞘管14は、芯材12の水平方向の変形を抑制する強度を備え、芯材12より短い寸法とされている。芯材12と鞘管14の上部にはソケット16が設けられ、ソケット16は、筒部16Aと筒部16Aの一端を閉じる蓋部16Bを備えている。筒部16Aは、芯材12及び鞘管14の上部を囲み、蓋部16Bは、芯材12の上面に支持され、鞘管14の上面と蓋部16Bの間には、隙間Sが開けられている。筒部16Aの外面には梁18が接合されている。
【選択図】図1
Description
かかる背景から、必要な座屈耐力を備えると共に、水平剛性を任意に設定できる柱が求められている。
特許文献1は、火災時に、熱で柱の座屈耐力が低下するのを遅くさせるために、柱の周囲を鋼管で囲み、柱の周囲に空間を設けて熱から遮断したものである。
芯材が鉛直荷重により圧縮され、曲げ変形が生じようとしたとき、芯材の外面が周囲を囲む鞘管の内面に当り、芯材のそれ以上の変形が鞘管で拘束される。この結果、芯材が鉛直荷重で座屈することはなく、加えられた鉛直荷重は下方に伝達される。
これにより、芯材が水平剛性を備えていなくても、芯材が水平荷重で座屈することはない。
また、芯材は、水平荷重と曲げモーメントを負担せず、鞘管は軸力を負担しないため、柱(芯材+鞘管)の外形寸法を小さくでき、柱内の利用空間が大きくなる。
請求項2に記載の発明によれば、鞘管の上面と蓋部の下面との間に隙間が開けられている。これにより、軸力が鞘管に伝達されないように、鞘管の下部をゴム等で、軸力を逃がすように支持する必要がない。
請求項3に記載の発明によれば、鞘管の下端部がスラブ、梁、又は前記ソケットの蓋部に接合されている。これにより、鞘管の上部が水平荷重や曲げモーメントを受けたとき、鞘管の下端部が接合されているため、水平荷重や曲げモーメントに対して抵抗できる。
請求項4に記載の発明によれば、接合鞘管は、複数の前記鞘管構成部材で芯材を側面から囲み、前記鞘管構成部材同士を接合している。これにより、長い芯材でも、容易に鞘管で囲むことができる。
請求項5に記載の発明によれば、梁と接続される接合継手が、ソケットの外面に取付けられている。
これにより、梁とソケットの接合において、梁と接合継手を接合すればよく、接合作業が容易となる。
これにより、座屈耐力と独立して、水平剛性若しくは変形性能の設定が可能な柱構造を備えた建物が提供できる。
第1の実施の形態に係る柱10は、鉛直荷重を支持する芯材12を有している。
図1、2に示すように、芯材12は鉛直荷重を受けるアングル材26と、鋼板で十字状に形成された十字部材28で構成されている。
芯材12と鞘管14の上部には、ソケット16が設けられている。
また、図6(B)に示すように、芯材12を構成するアングル材26の板面26Aに対応させて、平板状の第3鞘管30Dに分割してもよい。
なお、高強度な鋼材を心材12、鞘管14に使用することで、小さい断面積で必要な軸耐力、水平耐力、及び曲げ耐力を確保できる。
第2の実施の形態に係る柱34は、第1の実施の形態におけるソケット16に梁18との接合継手を取付けた構成である。他は、第1の実施の形態におけるものと同じである。
ソケット44の筒部44Aの外面には、梁18と接合される接合継手36が取付けられている。
第3の実施の形態に係る柱50は、第1の実施の形態において鞘管14の上面に設けた隙間部Sを、鞘管14の下面に位置させた構成である。他は、第1の実施の形態と同じ構成である。
これにより、ソケット16を介して鞘管52が鉛直荷重Pを受けても、弾性支持部材54が変形して吸収する。これにより、鞘管52に軸力が作用しづらい。
また、地震時の水平荷重Hや、曲げモーメントM1、M2が発生しても、芯材12と鞘管52が緊切しており、水平耐力、曲げ耐力を発揮する。
以上説明した、第1〜第3の実施の形態に係る柱10、34、又は50を用いて、建物を構築することができる(図は省略)。柱10、34、又は50は、従来の柱より断面積が小さいので、室内の利用面積が広い建物を提供できる。
12 芯材
14 鞘管
16 ソケット
18 梁
30 接合鞘管(分割鋼材)
36 接合継手
54 弾性支持部材
Claims (6)
- 芯材と、
前記芯材より長さを短くされ、前記芯材を囲む鞘管と、
筒部と前記筒部の一端を閉じる蓋部を備え、前記蓋部が前記芯材の上面に該心材へ荷重を伝達可能に支持されて、前記筒部で前記芯材及び前記鞘管の上部を囲み、前記筒部の外面に梁が接合されるソケットと、
を有する柱。 - 前記蓋部の下面と前記鞘管の上面に隙間を設けた請求項1に記載の柱。
- 前記鞘管の下端部を、前記鞘管を支持するスラブ、梁又は前記ソケットの蓋部に接合した請求項2に記載の柱。
- 前記鞘管は、複数の鞘管構成部材で前記芯材を側面から囲み、前記鞘管構成部材同士を接合した接合鞘管である請求項1〜3のいずれか1項に記載の柱。
- 前記ソケットの外面に、前記梁と接合される接合継手を取付けた請求項1〜4のいずれか1項に記載の柱。
- 請求項1〜5の何れか1項に記載の柱で構築された建物。
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