JP2011032637A - 鋼管柱の継手構造および継手方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接やボルト接合を用いない簡便な鋼管柱の継手構造および継手方法を提供する。
【解決手段】上部鋼管柱１２と下部鋼管柱１４とを接合する鋼管柱の継手構造１０であって、下部鋼管柱１４内に設けた下部受け材１６と、上部鋼管柱１２内に設けた上部受け材１８との間に充填した硬化体２０を備える。上部鋼管柱１２と下部鋼管柱１４の少なくとも一方の内面に、硬化体２０と鋼管柱１２、１４との間の応力を伝達するための応力伝達部材２４を設け、上部鋼管柱１２と下部鋼管柱１４の少なくとも一方の接合端部１２ａに、接合作業を支援するための建て方ガイド部材２６を設ける。鋼管柱１２、１４と硬化体２０との間の間隙２８に、硬化性グラウト材３０を設けるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼管柱の継手構造および継手方法に関し、特に、プレキャストコンクリート柱などの硬化体を用いた鋼管柱の継手構造および継手方法に関するものである。

従来、鋼管柱の継手構造が知られている（例えば、特許文献１および２参照）。こうした継手構造を用いて鋼管柱を接合する場合、通常、現場溶接にて接合している。火気使用が制限される等、現場の環境により溶接を実施できない場合には、例えば特許文献１のように、ボルトを使用して接合している。

特開２００７−３９９５２号公報 実開平５−３５９０２号公報

しかし、上記の従来の特許文献１等のボルト接合による鋼管柱の継手構造は、施工方法が複雑となったり、材料費が高くなるおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、溶接やボルト接合を用いない簡便な鋼管柱の継手構造および継手方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係る鋼管柱の継手構造は、上部鋼管柱と下部鋼管柱とを接合する鋼管柱の継手構造であって、下部鋼管柱内に設けた下部受け材と、上部鋼管柱内に設けた上部受け材との間に充填した硬化体を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る鋼管柱の継手構造は、上述した請求項１において、上部鋼管柱と下部鋼管柱の少なくとも一方の内面に、前記硬化体と前記鋼管柱との間の応力を伝達するための応力伝達部材を設けたことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る鋼管柱の継手構造は、上述した請求項１または２において、上部鋼管柱と下部鋼管柱の少なくとも一方の接合端部に、接合作業を支援するための建て方ガイド部材を設けたことを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る鋼管柱の継手構造は、上述した請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記鋼管柱と前記硬化体との間の間隙に、硬化性グラウト材を設けたことを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係る鋼管柱の継手構造は、上述した請求項１〜４のいずれか一つにおいて、前記硬化体は、プレキャストコンクリートであることを特徴とする。

また、本発明の請求項６に係る鋼管柱の継手方法は、上部鋼管柱と下部鋼管柱とを接合する鋼管柱の継手方法であって、柱状の硬化体を下部鋼管柱内に設けた下部受け材上に配置して、前記硬化体の上端が下部鋼管柱の上方開口端から露出するようにし、次いで、上部鋼管柱を前記硬化体の上端に被せて、上部鋼管柱内に設けた上部受け材と前記硬化体の上端とを当接するとともに、上部鋼管柱の下方開口端と下部鋼管柱の上方開口端とを当接し、上部鋼管柱と下部鋼管柱とを前記硬化体を介して摩擦接合することを特徴とする。

また、本発明の請求項７に係る鋼管柱の継手方法は、上述した請求項６において、上部鋼管柱と下部鋼管柱の少なくとも一方の内面に、前記硬化体と前記鋼管柱との間の応力を伝達するための応力伝達部材を設けたことを特徴とする。

また、本発明の請求項８に係る鋼管柱の継手方法は、上述した請求項６または７において、上部鋼管柱と下部鋼管柱の少なくとも一方の接合端部に、接合作業を支援するための建て方ガイド部材を設けたことを特徴とする。

また、本発明の請求項９に係る鋼管柱の継手方法は、上述した請求項６〜８のいずれか一つにおいて、前記鋼管柱と前記硬化体との間の間隙に、硬化性グラウト材を注入することを特徴とする。

また、本発明の請求項１０に係る鋼管柱の継手方法は、上述した請求項６〜９のいずれか一つにおいて、前記硬化体は、プレキャストコンクリートであることを特徴とする。

本発明の鋼管柱の継手構造によれば、上部鋼管柱と下部鋼管柱とを接合する鋼管柱の継手構造であって、下部鋼管柱内に設けた下部受け材と、上部鋼管柱内に設けた上部受け材との間に充填した硬化体を備えるので、溶接やボルト接合を用いない簡便な鋼管柱の継手構造を提供することができるという効果を奏する。

また、本発明の鋼管柱の継手方法によれば、上部鋼管柱と下部鋼管柱とを接合する鋼管柱の継手方法であって、柱状の硬化体を下部鋼管柱内に設けた下部受け材上に配置して、前記硬化体の上端が下部鋼管柱の上方開口端から露出するようにし、次いで、上部鋼管柱を前記硬化体の上端に被せて、上部鋼管柱内に設けた上部受け材と前記硬化体の上端とを当接するとともに、上部鋼管柱の下方開口端と下部鋼管柱の上方開口端とを当接し、上部鋼管柱と下部鋼管柱とを前記硬化体を介して摩擦接合するので、溶接やボルト接合を用いない簡便な鋼管柱の継手方法を提供することができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係る鋼管柱の継手構造の実施例を示す側断面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った横断面図である。 図３は、本発明に係る鋼管柱の継手方法の工程１を説明する図である。 図４は、本発明に係る鋼管柱の継手方法の工程２を説明する図である。 図５は、本発明に係る鋼管柱の継手方法の工程３を説明する図である。

以下に、本発明に係る鋼管柱の継手構造および継手方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１および図２に示すように、本発明に係る鋼管柱の継手構造１０は、角形断面の上部鋼管柱１２と下部鋼管柱１４とを接合する鋼管柱の継手構造であって、下部鋼管柱１４内に設けた下部受け材としての下部プレート１６と、上部鋼管柱１２内に設けた上部受け材としての上部プレート１８との間に充填した硬化体としての略角柱状のプレキャストコンクリート（以下、ＰＣａコンクリートという。）柱２０を備える。ＰＣａコンクリート柱２０内には鉄筋２２が配筋してある。なお、以下では角形断面の鋼管柱に関して説明するが、角形断面だけでなく円形断面やその他、任意断面の鋼管柱に対して適用することが可能である。

また、硬化体としては、ＰＣａコンクリート柱に限るものではなく、現場打ちコンクリートやモルタルなどのセメント系硬化体や、熱硬化性樹脂、水硬化性樹脂、光硬化性樹脂などの樹脂系硬化体を用いることもできる。

上部鋼管柱１２と下部鋼管柱１４の内周面には、ＰＣａコンクリート柱２０と鋼管柱１２、１４との間の応力を伝達する応力伝達部材としてのフラットバー２４が設けてある。このフラットバー２４は、鋼管柱１２、１４の内周面に沿って角環状に接合配置された平鋼であり、上下方向に間隔をあけて複数配置されている。

ここで、応力伝達部材は、内周面に沿って螺旋状に配置したフラットバーで構成してもよいし、凹凸状の突起やねじ状の節を鋼管柱１２、１４内面に形成することによって構成してもよく、ＰＣａコンクリート柱２０と鋼管柱１２、１４との間の接触摩擦力を増強し、双方間の応力を伝達するものであれば、いかなる材質、配置態様のものを用いることができる。

上部鋼管柱１２の接合端部１２ａの４辺には、作業者による接合を支援するための建て方ガイド部材２６が設けてある。この建て方ガイド部材２６は、接合端部１２ａの内面側から下方に向けて爪状に延びる板状部材であり、外面側は下方に行くに従い板厚が小さくなるように内方に傾斜している。建て方ガイド部材２６は、下部鋼管柱１４の接合端部１４ａに近づける上部鋼管柱１２の接合端部１２ａの動きを案内するガイドの役目と、下部鋼管柱１４と目違いを生じさせない役目とを果たすものであり、接合時には全ての下端が下部鋼管柱１４内にスムーズに入る。この建て方ガイド部材２６により、接合時における上部鋼管柱１２と下部鋼管柱１４の位置合わせが容易となる。

ここで、建て方ガイド部材２６は、上部鋼管柱１２内に仮固定したＰＣａコンクリート柱２０の下端側に対して下部鋼管柱１４を外嵌する作業の場合には、上部鋼管柱１２の接合端部１２ａに設けずに、接合作業の位置合わせが容易となるように下部鋼管柱１４の接合端部１４ａに設けてもよい。

上部、下部鋼管柱１２、１４とＰＣａコンクリート柱２０との間の間隙２８には、硬化性グラウト材３０が設けてある。この硬化性グラウト材３０は、上部、下部鋼管柱１２、１４とＰＣａコンクリート柱２０とを一体化させるためのセメントミルク等の液状のグラウト材であり、鋼管柱の継手部分にＰＣａコンクリート柱２０を内挿した後で、圧入により間隙２８に充填されるものである。圧入された硬化性グラウト材３０は、時間が経過すると硬化して上部、下部鋼管柱１２、１４とＰＣａコンクリート柱２０とを密着させ、一体化させる。

次に、本発明の鋼管柱の継手方法による施工手順について説明する。
まず、図３の工程１に示すように、ＰＣａコンクリート柱２０を下部鋼管柱１４内に入れて下部プレート１６上に配置し、ＰＣａコンクリート柱２０の上端が下部鋼管柱１４の上方開口（接合端部）１４ａから露出するようにする。

次いで、図４の工程２に示すように、上部鋼管柱１２をＰＣａコンクリート柱２０の上端に被せて、上部鋼管柱１２内に設けた上部プレート１８とＰＣａコンクリート柱２０の上端とを当接するとともに、上部鋼管柱１２と下部鋼管柱１４の接合端部どうし１２ａ、１４ａを当接し密着させる。

続いて、図５の工程３に示すように、下部鋼管柱１４の下部プレート１６上側に設けた注入孔３２のホース３４から鋼管柱１４内に液状のグラウト材３０を圧入する。上部鋼管柱１２の上部プレート１８下側に設けた排出孔３６のホース３８からグラウト材３０が排出することを目視等で確認する。このようにして、間隙２８の充填性を管理し、鋼管柱内の間隙２８を液状のグラウト材３０で満たす。

間隙２８に充填されたグラウト材３０は時間が経過すると硬化して上部、下部鋼管柱１２、１４とＰＣａコンクリート柱２０とを密着させ、一体化させる。これにより、ＰＣａコンクリート柱２０を介して上部鋼管柱１２と下部鋼管柱１４とを接合することができる。

このように、本発明によれば、現場における施工作業は鋼管柱等の部材の設置とグラウト材３０の圧入のみで、高度な技術や特殊な機器は不要であり、施工管理も容易である。特に、現場環境により火気が使用できない場合であっても、溶接を使用せずに鋼管柱の継手を簡便に行える。また、ボルト接合を用いないので作業が容易であり、施工コストも安価である。さらに、溶接を使用しないので鋼管柱等の部材の縮みが生じず、建て方の管理を容易にすることができる。

以上説明したように、本発明の鋼管柱の継手構造によれば、上部鋼管柱と下部鋼管柱とを接合する鋼管柱の継手構造であって、下部鋼管柱内に設けた下部受け材と、上部鋼管柱内に設けた上部受け材との間に充填した硬化体を備えるので、溶接やボルト接合を用いない簡便な鋼管柱の継手構造を提供することができる。

また、本発明の鋼管柱の継手方法によれば、上部鋼管柱と下部鋼管柱とを接合する鋼管柱の継手方法であって、柱状の硬化体を下部鋼管柱内に設けた下部受け材上に配置して、前記硬化体の上端が下部鋼管柱の上方開口端から露出するようにし、次いで、上部鋼管柱を前記硬化体の上端に被せて、上部鋼管柱内に設けた上部受け材と前記硬化体の上端とを当接するとともに、上部鋼管柱の下方開口端と下部鋼管柱の上方開口端とを当接し、上部鋼管柱と下部鋼管柱とを前記硬化体を介して摩擦接合するので、溶接やボルト接合を用いない簡便な鋼管柱の継手方法を提供することができる。

以上のように、本発明に係る鋼管柱の継手構造および継手方法は、溶接やボルト接合を用いない鋼管柱の継手に有用であり、特に、プレキャストコンクリート柱を用いた鋼管柱の継手に適している。

１０ 鋼管柱の継手構造
１２ 上部鋼管柱
１４ 下部鋼管柱
１６ 下部プレート（下部受け材）
１８ 上部プレート（上部受け材）
２０ プレキャストコンクリート柱（硬化体）
２２ 鉄筋
２４ フラットバー（応力伝達部材）
２６ 建て方ガイド部材
２８ 間隙
３０ 硬化性グラウト材

Claims (10)

1. 上部鋼管柱と下部鋼管柱とを接合する鋼管柱の継手構造であって、
   下部鋼管柱内に設けた下部受け材と、上部鋼管柱内に設けた上部受け材との間に充填した硬化体を備えることを特徴とする鋼管柱の継手構造。
2. 上部鋼管柱と下部鋼管柱の少なくとも一方の内面に、前記硬化体と前記鋼管柱との間の応力を伝達するための応力伝達部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の鋼管柱の継手構造。
3. 上部鋼管柱と下部鋼管柱の少なくとも一方の接合端部に、接合作業を支援するための建て方ガイド部材を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の鋼管柱の継手構造。
4. 前記鋼管柱と前記硬化体との間の間隙に、硬化性グラウト材を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の鋼管柱の継手構造。
5. 前記硬化体は、プレキャストコンクリートであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の鋼管柱の継手構造。
6. 上部鋼管柱と下部鋼管柱とを接合する鋼管柱の継手方法であって、
   柱状の硬化体を下部鋼管柱内に設けた下部受け材上に配置して、前記硬化体の上端が下部鋼管柱の上方開口端から露出するようにし、次いで、上部鋼管柱を前記硬化体の上端に被せて、上部鋼管柱内に設けた上部受け材と前記硬化体の上端とを当接するとともに、上部鋼管柱の下方開口端と下部鋼管柱の上方開口端とを当接し、上部鋼管柱と下部鋼管柱とを前記硬化体を介して摩擦接合することを特徴とする鋼管柱の継手方法。
7. 上部鋼管柱と下部鋼管柱の少なくとも一方の内面に、前記硬化体と前記鋼管柱との間の応力を伝達するための応力伝達部材を設けたことを特徴とする請求項６に記載の鋼管柱の継手方法。
8. 上部鋼管柱と下部鋼管柱の少なくとも一方の接合端部に、接合作業を支援するための建て方ガイド部材を設けたことを特徴とする請求項６または７に記載の鋼管柱の継手方法。
9. 前記鋼管柱と前記硬化体との間の間隙に、硬化性グラウト材を注入することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載の鋼管柱の継手方法。
10. 前記硬化体は、プレキャストコンクリートであることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一つに記載の鋼管柱の継手方法。

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