JP4117612B2 - Ｃｆｈ柱 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンクリート充填Ｈ型鋼（この明細書では「コンクリート充填Ｈ型鋼」を「ＣＦＨ」という）からなるＣＦＨ柱に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＣＦＨ梁には、そのＣＦＨ梁体がＨ形の横断面の梁鉄骨体とそのフランジ間にあって梁鉄骨体に付着したコンクリート層とで構成され、所定長さのＨ形の横断面の鉄骨のウェブの両側の全域にわたって多数本の頭付スタッドを間隔をおいて立設して前記梁鉄骨体が形成され、梁鉄骨体の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、フランジの幅方向の端面を含む平面及び梁鉄骨体の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間のうちの後記のコンクリートのない空部を除いた空間内にコンクリートを充填し、ウェブの両側の梁鉄骨体の端から所定の距離だけ離れたところにコンクリートのない空部を設けて前記コンクリート層が形成され、梁鉄骨体の端よりのウェブの両側のコンクリート層に緊張材を通す挿通孔がＣＦＨ梁の長手方向の端面に開口しかつ前記空部に連通するようにそれぞれ設けられ、例えば、一方のＣＦＨ梁体の空部からその端よりのコンクリート層の挿通孔、ＣＦＨ柱の梁取付部の挿通孔、及び他方のＣＦＨ梁の端よりのコンクリート層の挿通孔に緊張材を通して、緊張材の両方の端部を両方のＣＦＨ梁体の空部に出して、緊張材に引張力を導入して、緊張材に導入した引張力を緊張材の端部に嵌めた定着具にて保持して、ＣＦＨ梁体の端部をＣＦＨ柱の梁取付部に圧接させた状態を保持させて、ＣＦＨ梁体をＣＦＨ柱に接合してから、ＣＦＨ梁体の空部をコンクリートで満たしてＣＦＨ梁としたもの（例えば、特開２００２−２２７２９９号公報参照）がある。
従来のＣＦＨ柱には、ＣＦＨ柱体がＨ形の横断面の柱鉄骨体とそのフランジ間にあって柱鉄骨体に付着したコンクリート層とで構成され、所定長さのＨ形の横断面の鉄骨のウェブの両側の全域にわたって多数本の頭付スタッドを間隔をおいて立設し、梁取付部に対応する鉄骨の両方のフランジ又はウェブに緊張材を通す複数の貫通孔をそれぞれ穿設して前記柱鉄骨体が形成され、柱鉄骨体の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、柱鉄骨体のフランジの幅方向の端面を含む平面、柱鉄骨体の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間のうちの後記のコンクリートのない空部を除いた空間内にコンクリートを充填し、柱鉄骨の端から所定の距離はなれたところのウェブの両側にコンクリートのない空部を形成して、前記コンクリート層が形成され、柱鉄骨体の端よりのウェブの両側のコンクリート層に緊張材を通す挿通孔がＣＦＨ柱の長手方向の端面に開口しかつ前記空部に連通するようにそれぞれ設けられ、下方のＣＦＨ柱体の上に上方のＣＦＨ柱体を立て、下方のＣＦＨ柱体の上方の空部からその端よりのコンクリート層の挿通孔及び上方のＣＦＨ柱体の下端よりのコンクリート層の挿通孔に緊張材を通して、緊張材の両方の端部を両方のＣＦＨ柱体の空部に出して、緊張材に引張力を導入して、緊張材に導入した引張力を緊張材の端部に嵌めた定着具にて保持して、下方のＣＦＨ柱体の上端を上方のＣＦＨ柱体の下端に圧接させた状態を保持させて、ＣＦＨ柱体同士を接合してから、ＣＦＨ柱体の空部をコンクリートで満たしてＣＦＨ柱としたもの（例えば、上記公報参照）がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＣＦＨ梁及びＣＦＨ柱は、Ｈ形の横断面の鉄骨のウェブの両側の全域にわたって多数本の頭付スタッドを間隔をおいて立設し、この多数本の頭付スタッドにより、鉄骨体とコンクリート層との一体性を確保している。しかし、多数本の頭付スタッドをウェブの両側の所定位置に溶接等により立設するには、その立設作業に多くの工数を必要とする欠点がある。
ウェブの両側に多数本の頭付スタッドを立設しても、頭付スタッドが鉄骨体自体の強度を高めるように機能しない欠点があり、また、コンクリート層中に緊張材を通す貫通孔を形成するのに鞘管を用いても、鞘管が鉄骨体自体の強度を高めるように機能しない欠点がある。
この発明の解決しようとする課題は、従来の上記のような欠点を有しないＣＦＨ柱を提供すること、換言すると、鉄骨体の主要部であるＨ形鋼に接合する部材の構成が単純で、その接合作業の施工性がよく、前記部材の接合により鉄骨体自体が強化され、鉄骨体とコンクリート層との一体性が高められ、変形能力等が向上するＣＦＨ柱を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明のＣＦＨ柱は、長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する左側及び右側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、前記Ｈ型鋼の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、該コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼及び脱落防止要素に付着しており、前記Ｈ型鋼の長手方向の中途又は端に梁取付部が形成されているＣＦＨ柱において、前記梁取付部が、該梁取付部のＨ型鋼の一方のフランジに少なくとも２以上の貫通孔が穿設され、他方のフランジにも前記貫通孔に対応させて貫通孔が穿設され、一方のフランジの貫通孔と他方のフランジの貫通孔とを連結するように鋼製の管体がそれぞれ配されて、各管体がフランジに固着され、各管体が前記コンクリート層中に埋め込まれ、一方のフランジの貫通孔、管体の内孔からなる貫通孔、及び他方のフランジの貫通孔に通された結合部材により梁取付部に梁が接合されるようになっていることを特徴とするものである。
【０００５】
鋼製の細長い脱落防止要素は、通常は直線状のものを用い、例えば、Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の両方の端の近傍の内側にリブ状に設けるのが効果的である。細長い脱落防止要素は、直線状のものに限定されるものではなく、例えば、波形状又はジグザク状に曲がったものでもよい。
細長い脱落防止要素は、例えば、ウェブと平行に配置し、また、複数の脱落防止要素をフランジの幅方向に間隔をおいて配置してもよい。脱落防止要素のフランジの内側面への固着は、溶接による接合が最も容易である。
細長い脱落防止要素は、鋼製の角材でも、横断面が円形の鋼製の部材（鉄筋）でもよい。通常は、鋼棒、例えば、鉄筋コンクリート用異形棒鋼を用い、また、不等辺山形鋼又は等辺山形鋼を用い、或いはＨ型鋼の横断面の面積に比してその断面積が小さい均一の横断形状の細長い鋼構造用一般形鋼（例えば、Ｉ形鋼、Ｈ形鋼、みぞ形鋼）、鋼構造用平鋼等を用いる。
【０００６】
また、この発明のＣＦＨ柱は、長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する左側及び右側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、前記Ｈ型鋼の長手方向の端面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、該コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼及び脱落防止要素に付着しており、前記Ｈ型鋼の長手方向の中途又は端に梁取付部が形成されているＣＦＨ柱に おいて、前記梁取付部が、該梁取付部に対応するＨ型鋼の両方のフランジの幅方向の両方の端部間を連結するように鋼製の取付板がそれぞれ配され、各取付板がフランジに固着され、一方の取付板に少なくとも２以上の貫通孔が穿設され、他方の取付板にも前記貫通孔に対応させて貫通孔が穿設され、前記Ｈ型鋼のウェブにも取付板の貫通孔に対応させて貫通孔が穿設され、一方の取付板の貫通孔と他方の取付板の貫通孔とを連結するように鋼製の管体がウェブの貫通孔に通されてそれぞれ配されて、各管体が取付板に固着され、各管体が取付板間の前記コンクリート層中に埋め込まれ、一方の取付板の貫通孔、管体の内孔からなる貫通孔、及び他方の取付板の貫通孔に通された結合部材により梁取付部の取付板に梁が接合されるようになっていることを特徴とするものである。
【０００７】
前記取付板は、例えば、ＣＦＨ柱のＨ型鋼の成及び取付板に取付けるＣＦＨ梁のＨ型鋼の成と同じ寸法の又は前記寸法よりも少々大きい寸法の４辺形の鋼板で構成する。ＣＦＨ柱のＨ型鋼の成からそのフランジの幅方向の端部の厚さの２倍を減じた寸法の幅と、取付板に接合するＣＦＨ梁のＨ型鋼の成又は該成よりも大きい寸法の長さの４辺形の鋼板で構成してもよい。
【０００８】
この発明のＣＦＨ柱の梁取付部以外の構成の好ましい形態においては、例えば、次のようにする。
長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する左側及び右側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、ウェブの一方の側のフランジの内側面に配された前記脱落防止要素と他方の側のフランジの内側面に配された前記脱落防止要素とがウェブの厚さ方向の中心面を中心とした対称位置にあって平行にされて、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、前記Ｈ型鋼の長手方向の両方の端面に鋼製の端板が固着され或いはＨ型鋼の長手方向の一方の端面に鋼製の端板が固着され他方の端面に鋼製の基板又は蓋板が固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、端板及び基板又は蓋板の内側面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、該コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼及び脱落防止要素に付着しており、前記Ｈ型鋼の長手方向の中途に梁取付部が形成されているようにする。
前記端板は、例えば、Ｈ型鋼の成及びそのフランジ幅と同じ寸法の又は該寸法よりも少々大きい寸法の４辺形の鋼板で構成される。
【０００９】
さらに、この発明のＣＦＨ柱は、長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する左側及び右側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、鋼製の端板が少なくともＨ型鋼の成及び幅を有するように製作され、かつ端板の所定位置に２以上の貫通孔が穿設され、鋼製の仕切り板はＨ型鋼を長手方向に対して略直角な面で切断した際のウェブの一方の側の空間部の形状に略一致する形状に作られ、Ｈ型鋼の長手方向の接続側である上方又は下方或いは上方及び下方の端面に前記端板が配され、該端板がＨ型鋼のフランジ及びウェブに固着され、前記接続側の前記端面からＨ型鋼の長手方向に所定距離だけ離れた箇所のウェブの両側に仕切り板がそれぞれ配され、該仕切り板がＨ型鋼のフランジ及びウェブに固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、及び前記Ｈ型鋼の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間の端板と仕切り板との間の空間及び少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、端板と仕切り板との間にコンクリートで満たされない空所がそれぞれ残されたＣＦＨ柱体が形成され、一方のＣＦＨ柱体のＨ型鋼の端板の貫通孔とこれに接続する他方のＣＦＨ柱体の端板の貫通孔とに通された結合部材により端板同士が接合されてから、前記空所にあたる前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、フランジの 幅方向の端面を含む平面、端板の内側面及び仕切り板の外側面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、前記の各コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼、脱落防止要素等に付着しており、前記Ｈ型鋼の長手方向の中途に梁取付部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明のＣＦＨ柱の梁取付部に取付ける梁としてのＣＦＨ梁は、長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する上側及び下側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面又は該平面と平行でウェブ側に少々寄った平面、及び前記Ｈ型鋼の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、該コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼及び脱落防止要素に付着しており、前記Ｈ型鋼の長手方向の端部に柱への接合部が形成されていることを特徴とするものである。
ＣＦＨ梁のＨ型鋼の端部の柱への接合部は、例えば、前記端部に穿たれた長手方向の複数の貫通孔、各貫通孔に通された結合部材等から構成される。
前記ＣＦＨ梁の好適な形態においては、長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する上側及び下側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、ウェブの一方の側のフランジの内側面に配された前記脱落防止要素と他方の側のフランジの内側面に配された前記脱落防止要素とがウェブの厚さ方向の中心面を中心とした対称位置にあって平行にされて、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、前記Ｈ型鋼の長手方向の両方の端面に鋼製の端板が固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、前記端板の内側面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材が占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、該コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼及び脱落防止要素に付着しており、前記端板が柱の梁取付部に圧接されて接合されるようになっている。
【００１１】
また、好適な形態のＣＦＨ梁は、長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する上側及び下側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにかつウェブと平行にそれぞれ配され、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、鋼製の端板は少なくともＨ型鋼の成及び幅を有するように製作され、端板の所定位置に２以上の貫通孔が穿設され、鋼製の第１の仕切り板はＨ型鋼を長手方向に対して略直角な面で切断した際のウェブの一方の側の空間部の形状に略一致する形状に作られ、第１の仕切り板にも端板の貫通孔に対応させた貫通孔が穿設され、前記Ｈ型鋼の長手方向の両方の端面に前記端板が配されて該端板がＨ型鋼のフランジ及びウェブに固着され、前記Ｈ型鋼の長手方向の端面から梁の中央部側に所定距離だけ離れた箇所のウェブの両側に第１の仕切り板がそれぞれ配されて前記第１の仕切り板がＨ型鋼のフランジ及びウェブに固着され、前記端板の貫通孔と第１の仕切り板の貫通孔とを連結するように鋼製の管体がそれぞれ配されて各管体が端板及び仕切り板に固着され、Ｈ型鋼の長手方向の端面から中央部側に前記距離よりも大きい所定距離だけ離れた箇所のウェブの両側に第２の仕切り板がそれぞれ配されて該仕切り板がＨ型鋼に着脱可能に固着され、端板と第１の仕切り板の間の前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、フランジの幅方向の端面を含む平面、端板の内側面及び第１の仕切り板の端板側面により囲まれる空間内の脱落防止要素及び管体を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、かつ第２の仕切り板間の前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、フランジの幅方向の端面を含む平面、第２の仕切り板の中央部側面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空 間がコンクリートで充填され、第１の仕切り板と第２の仕切り板間にコンクリートで満たされない空所がそれぞれ残されて、ＣＦＨ梁の端板の貫通孔、管体の貫通孔及び第１の仕切り板の貫通孔に通された結合部材によりＣＦＨ梁が柱の梁取付部に接合されてから、前記空所にあたる第１の仕切り板の中央部側面と第２の仕切り板の第１の仕切り板側の面又は第２の仕切り板を外した後のコンクリート層の面、Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、及びフランジの幅方向の端面を含む平面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、前記の各コンクリートよりなるコンクリート層がＨ型鋼、脱落防止要素、管体等に付着するようになっている。
【００１２】
ＣＦＨ柱の梁取付部にＣＦＨ梁体を接合する結合部材としては、例えば、ボルト、ＰＣ鋼棒等のＰＣ鋼材を用いる。ＣＦＨ柱体にＣＦＨ柱体を接続する結合具としては、例えば、ボルト（及びナット）を用いるが、ＰＣ鋼棒等のＰＣ鋼材を用いるようにしてもよい。
【００１３】
【実施例】
実施例１は、図１〜図７に示され、この発明のＣＦＨ柱の梁取付部に取付けるＣＦＨ梁の一つの例である。
ＣＦＨ梁１０のプレキャストしたＣＦＨ梁体１０Ａは次のように構成する。
Ｈ型の横断面の鋼材（Ｈ型鋼）を所定の長さにして梁鉄骨体１１を製作し、棒鋼（鉄筋コンクリート用異形棒鋼）を梁鉄骨体１１の長さと略同じ長さにして細長い脱落防止要素となる鋼棒１２ａ，１２ｂを製作する。図１及び図５に示すように、梁鉄骨体１１のウェブ１１ｃの左側及び右側に位置する上側及び下側のフランジ１１ａ，１１ｂの内側面１１ａ１，１１ｂ１に接してそれぞれ２本の鋼棒１２ａ，１２ｂを配し、各鋼棒１２ａ，１２ｂは梁鉄骨体１１の長手方向の略全域にわたって延在するようにする。図５に示すように、各フランジ１１ａ，１１ｂの左側部分の内側面１１ａ１，１１ｂ１に接して配した鋼棒１２ａ，１２ｂと各フランジ１１ａ，１１ｂの右側部分の内側面１１ａ１，１１ｂ１に接して配した鋼棒１２ａ，１２ｂとを、ウェブ１１ｃの表面１１ｃ１，１１ｃ２と平行でウェブの厚さ方向の中心を通る平面（中心面という）Ｐｌｃを中心とした対称位置に位置させて、各鋼棒１２ａ，１２ｂが互いに所定の間隔を保持して平行になるように、各鋼棒１２ａ，１２ｂをフランジの内側面１１ａ１，１１ｂ１に溶接（例えば、フレアー溶接）にて連続的に又は断続的に固着する。
図１及び図２に示すように、梁鉄骨体１１の成及びフランジ幅よりも少々大きい寸法の辺を有する４辺形の端板１３を鋼板を加工して製作し、該端板１３を梁鉄骨体１１の長手方向の両方の端面１１ｄにそれぞれ当て、各端板１３を梁鉄骨体１１の端に梁鉄骨体の長手方向に対して直角になるように溶接にて固着する。
【００１４】
仕切り板１４は、図３に示すように、Ｈ型鋼１１を長手方向に対して直角な面で切断した際のウェブの一方の側の空間部の形状、すなわち、辺１４ｂが上側のフランジ１１ａの内側面１１ａ１に接し、辺１４ｃがウェブの一方の側に表面１１ｃ１に接し、辺１４ｄが下側のフランジ１１ｂの内側面１１ｂ１に接し、辺１４ａがＨ型鋼１１の一方の側のフランジの幅方向の端面を含む平面に接するような形状になるように仕切り板１４の各辺１４ａ〜１４ｄを定め、その形状に合わせて鋼板を加工して製作する。
梁鉄骨体１１の両方の端から所定の距離Ｄ１だけ離れた所に鋼板製の第１の仕切り板１４をそれぞれ配し、各仕切り板１４を梁鉄骨体１１の長手方向に対して直角になるように溶接にて固着する。
図２〜図４に示すように、端板１３及び第１の仕切り板１４には、その所定位置の４箇所に貫通孔１３ａ，１４ｆが穿設してあり、仕切り板１４には、鋼棒１２ａ，１２ｂを受け入れる凹部１４ｅがそれぞれ設けられている。なお、端板１３及び仕切り板１４が固着された部分から、コンクリートが鉄骨体１１の長手方向に流出しないようにする。
【００１５】
図２に示すように、端板１３の貫通孔１３ａがある部分と仕切り板１４の貫通孔１４ｆがある部分との間に所定長さの細い鋼製の管体（例えば、ガス管）１５をそれぞれ配し、管体１５の貫通孔１５ａの中心と前記貫通孔１３ａ，１４ｆの中心とが一致するように、各管体１５を端板１３及び仕切り板１４に溶接にて固着する。
梁鉄骨体１１の両方の端から所定の距離Ｄ２だけ離れた所に鋼板製の第２の仕切り板１６をそれぞれ配し、各仕切り板１６を梁鉄骨体１１の長手方向に対して直角になるように着脱可能に固着する。第２の仕切り板１６は、図４に示す第１の仕切り板１４のような貫通孔１４ｆがないが、その形状は仕切り板１４と同じである。なお、仕切り板１６は、これが固着された部分から、コンクリートが梁鉄骨体１１の長手方向に流出しないようにする。
上述のようにして、梁鉄骨体１１、鋼棒１２ａ，１２ｂ、端板１３、仕切り板１４、管体１５等を一体化して、プレキャストされるＣＦＨ梁体１０Ａの鉄骨部が製作される。
それから、図７に示すように、ＣＦＨ梁体１０Ａの鉄骨部の端板１３と仕切り板１４との間の梁鉄骨体１１の両方のフランジの内側面１１ａ１，１１ｂ１、ウェブ１１ｃの表面１１ｃ１，１１ｃ２、端板１３の内側面１３ｂ、仕切り板１４の内側面１４ｇ、及び梁鉄骨体１１のフランジの幅方向の端面を含む平面Ｐｌ１により囲まれる空間内にコンクリートを充填して梁体１０Ａの鉄骨部に付着させた端部コンクリート層１８ｂをそれぞれ形成する。
【００１６】
また、図１及び図５に示すように、ＣＦＨ梁体１０Ａの鉄骨部の一方の端から距離Ｄ２だけ離れた仕切り板１６とその他方の端から距離Ｄ２だけ離れた仕切り板１６との間の梁鉄骨体１１のフランジの内側面１１ａ１，１１ｂ１、ウェブ１１ｃの表面１１ｃ１，１１ｃ２、一方の仕切り板１６の内側面１６ｂ、他方の仕切り板１６の内側面１６ｂ、及び梁鉄骨体１１のフランジの幅方向の端面を含む平面Ｐｌ１により囲まれる空間内にコンクリートを充填してＣＦＨ梁体１０Ａの鉄骨部に付着した中央コンクリート層１８ａをそれぞれ形成する。そうすると、その一方の端から距離Ｄ１だけ離れた仕切り板１４と一方の端から距離Ｄ２だけ離れた仕切り板１６との間にコンクリート層のない空所１７が形成され、また、その他方の端から距離Ｄ１だけ離れた仕切り板１４と他方の端から距離Ｄ２だけ離れた仕切り板１６との間にもコンクリート層のない空所１７が形成される。
コンクリート層１８ａ，１８ｂの形成のためのコンクリートの打設は、梁鉄骨体１１のウェブの一方の側を上にしてその方側の空間にコンクリートを打設し、そのコンクリートがある程度硬化してから、梁鉄骨体１１の反転させて、ウェブの他方の側を上にして残りの上側の空間にコンクリートを打設する。
両端より距離Ｄ１だけ離れた所に空所１７のあるプレキャストしたＣＦＨ梁体１０ＡをＣＦＨ柱２０の梁取付部に後述のやり方で固着し、空所１７にコンクリートを充填して後打ちコンクリート層１８ｃをそれぞれ形成すると、ＣＦＨ梁１０が完成する。
【００１７】
実施例２は、図８〜図２１に示され、この発明のＣＦＨ柱の一例である。
ＣＦＨ柱２０のプレキヤストしたＣＦＨ柱体２０Ａは次のように構成する。
Ｈ型の横断面の鋼材（Ｈ型鋼）を所定の長さに切断して柱鉄骨体２１を製作する。この実施例では、図８に示すように、ＣＦＨ柱２０の最も下の節（第１節）の長さＨ１は、階高寸法をｈとしたとき、略（１＋１／２）ｈの長さになるように、柱鉄骨体２１の長さを決め、２階の床面とその直上階の床面との中間の位置で下側のＣＦＨ柱体２０Ａの上端と上側のＣＦＨ柱体２０Ａの下端とを接合するようにするが、上記長さＨ１は、ｈ×１／２、（２＋１／２）ｈ又は（３＋１／２）ｈにしてもよい。第２節以降のＣＦＨ柱体２０Ａの節の長さＨは、図１７に示す実施例ではｈ×２にしたが、略ｈ、ｈ×３又はｈ×１／２の長さ等になるように決めてもよい。
柱鉄骨体２１のウェブ２１ｃの両側に位置する左側及び右側のフランジの内側面２１ａ１，２１ｂ１に２本の棒鋼（例えば、異形棒鋼）２２ａ，２２ｂを柱鉄骨体２１の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配し、各棒鋼２２ａ，２２ｂを、それらが互いに間隔を保持しかつウェブの中心面Ｐｌｃを中心とした対称位置にあってウェブ２１ｃと平行になるように、各フランジの内側面２１ａ１，２１ｂ１に溶接（例えば、フレアー溶接）にて連続的に又は断続的に固着する。
【００１８】
基礎上に建てるＣＦＨ柱２０の第１節では、図８、図１５及び図１６に示すように、柱鉄骨体２１のＨ形鋼の成及びフランジ幅よりも可成大きい寸法の四辺を有する基板２３Ａを厚い鋼板にて製作し、該基板２３Ａを柱鉄骨体２１の下方の端面２１ｄに当て、基板２３Ａを柱鉄骨体２１の下端に柱鉄骨体の長手方向に対して直角になるように溶接にて固着する。また、柱鉄骨体２１のＨ形の成及びフランジ幅よりも少々大きい寸法の辺を有する端板２３を鋼板にて製作し、該端板２３を柱鉄骨体２１の上方の端面２１ｅに当て、端板２３を柱鉄骨体２１の上端に柱鉄骨体の長手方向に対して直角になるように溶接にて固着する。
ＣＦＨ柱２０の最も上の節と第１節とを除く節では、図１７に示すように、柱鉄骨体２１の下方の端面２１ｄ及び上方の端面２１ｅに同じ端板２３を溶接にて固着する。
図１５及び図１６に示すように、基板２３Ａには、その外周の四辺に沿って多数のボルト孔２３Ａａが穿設してあり、端板２３には、例えば、柱鉄骨体２１のウェブ２１ｃに平行な面上に中心線が位置するように、ウェブ２１ｃの両方の側に３箇ずつ（両方で６箇）ボルト孔２３ａが穿設してある。
【００１９】
ＣＦＨ柱２０の第１節のＣＦＨ柱２０では、図８に示すように、柱鉄骨体２１の上端から所定の距離Ｄ３だけ離れた位置に、鋼製の仕切り板２４がそれぞれ配され、各仕切り板２４は、梁鉄骨体２１の長手方向に対して直角になるように溶接にて固着されている。仕切り板２４には、図４に示す仕切り板１６と略同じ形状を有し、棒鋼２２ａ，２２ｂを受け入れる凹部がそれぞれ設けられている。
ＣＦＨ柱体２０ＡのＣＦＨ梁体１０Ａを取付ける位置に対応する柱鉄骨体２１の両方のフランジ２１ａ，２１ｂには、図１１及び図１３に示すように、ウェブ２１ｃの両方の側のウェブに平行な面上にその中心線が位置するように、それぞれ４箇ずつ（両方で８箇）貫通孔２１ａ２，２１ｂ２が穿設してある。
図１１及び図１２に示すように、左側のフランジ２１ａの貫通孔２１ａ２がある部分と右側のフランジ２１ｂの貫通孔２１ｂ２がある部分との間に所定長さの細い鋼製の管体（例えば、ガス管）２５をそれぞれ配し、管体２５の貫通孔２５ａの中心と前記貫通孔２１ａ２，２１ｂ２の中心とが一致するように、各管体２５をフランジ２１ａ，２１ｂに溶接にて固着する。
上述のようにして、柱鉄骨体２１、棒鋼２２ａ，２２ｂ、基板２３Ａ、端板２３、仕切り板２４、管体２５等を一体化して第１節のＣＦＨ柱体２０Ａの鉄骨部分が製作される。
そして、図８の（ａ）に示すように、ＣＦＨ柱体２０Ａの鉄骨部分の上方の仕切り板２４と柱鉄骨２０Ａの下端の基板２３Ａとの間の柱鉄骨体２１の両方のフランジ２１ａ，２１ｂの内側面２１ａ１，２１ｂ１、ウェブ２１ｃの表面２１ｃ１，２１ｃ２、基板２３Ａの上側面２３Ａｂ、仕切り板２４の下側面２４ｂ、及び柱鉄骨体２１のフランジの幅方向の端面を含む平面Ｐｌ１により囲まれる空間内にコンクリートを充填してＣＦＨ柱体２０Ａの鉄骨部分に付着させたコンクリート層２８ａをそれぞれ形成する。そうすると、ＣＦＨ柱体２０Ａの鉄骨部分の端板２３と仕切り板２４との間にコンクリート層のない空所２７ができる。
【００２０】
ＣＦＨ柱２０の最も上の節と第１節とを除く節、例えば、第２節では、図１７及び図１８に示すように、柱鉄骨体２１の上端から下方へ所定の距離Ｄ３だけ離れた位置及びその下端から上方へ所定の距離Ｄ３だけ離れた位置に、前述の仕切り板２４を配し、各仕切り板２４を柱鉄骨体の長手方向に対して直角になるように柱鉄骨体２１に溶接にて固着する。柱鉄骨体２１への端板２３及び棒鋼２２ａ，２２ｂの固着の仕方等は、第１節のものと同じである。
ＣＦＨ柱体２０ＡのＣＦＨ梁体１０Ａを取付ける位置には、第１節の場合と同様に、そのフランジ２１ａ，２１ｂに貫通孔２１ａ２，２１ｂ２が穿設され、貫通孔２１ａ２，２１ｂ２に対応して管体２５が固着される。
そして、柱鉄骨体２１の上方の端から所定の距離Ｄ３だけ離れた所に固着した仕切り板２４と柱鉄骨体２１の下方の端から所定の距離Ｄ３だけ離れた所に固着した仕切り板２４間の柱鉄骨体２１の両方のフランジ２１ａ，２１ｂの内側面２１ａ１，２１ｂ１、ウェブ２１ｃの表面２１ｃ１、２１ｃ２、下側の仕切り板２４の上側面、上側の仕切り板２４の下側面、及び柱鉄骨体２１のフランジの幅方向の端面を含む平面により囲まれる空間内にコンクリートを充填してＣＦＨ柱体２０Ａの鉄骨部分に付着させた中央コンクリート層２８ａをそれぞれ形成する。そうすると、ＣＦＨ柱体２０Ａの鉄骨部分の上側の端板２３と上側の仕切り板２４との間及び下側の端板２３と下側の仕切り板２４との間にコンクリート層のない空所２７ができる。
ＣＦＨ柱体２０Ａの下側の節の上端の端板２３と上側の節のＣＦＨ柱体２０Ａの下端の端板２３とを後述のやり方で固着してから、それらのＣＦＨ柱体２０Ａの下側の節の上方の空所２７及び上側の節の下方の空所２７にコンクリートを充填して、ＣＦＨ柱２０を完成させる。
【００２１】
下側のＣＦＨ柱体２０Ａへの上側のＣＦＨ柱体２０Ａの継ぎ方を説明する。
下部の基礎躯体の多数の柱建込位置にＣＦＨ柱２０の第１節のＣＦＨ柱体２０Ａをそれぞれ建て込み、各ＣＦＨ柱体の下端の基板２３Ａのボルト孔２３Ａａをアンカーボルトに嵌め、アンカーボルトにナットをねじ込んで、各ＣＦＨ柱体２０Ａを基礎躯体に固着する。
図１８に示すように、第１節のＣＦＨ柱体２０Ａの上端の端板２３の上に第２節のＣＦＨ柱体２０Ａを建てて、第１節のＣＦＨ柱体の上端の端板２３のボルト孔２３ａと第２節のＣＦＨ柱体の下端の端板２３のボルト孔２３ａとを一致させ、それらのボルト孔２３ａにボルトｂ１を差し込み、そのボルトｂ１の突出した部分に座金Ｗａ１を嵌め、ボルトｂ１のねじ部にナット１をねじ込んで、第１節の上端の端板２３と第２節の下端の端板２３とを強固に固着する。それから、下側の節のＣＦＨ柱体の上方の空所２７及び上側の節のＣＦＨ柱体の下方の空所２７にコンクリートを充填して後打ちコンクリート層２８ｂを形成すると、ＣＦＨ柱体の第１節に第２節が継ぎ足される。第２節以降のＣＦＨ柱体の継ぎ足しも上記の継ぎ方と同じである。所望数の節のＣＦＨ柱体を互いに接続し、それらのＣＦＨ柱体の空所２７にコンクリートを充填して後打ちコンクリート層２８ｂを形成すると、ＣＦＨ柱が完成する。
【００２２】
ＣＦＨ柱２０Ａの梁取付部へのＣＦＨ梁体１０Ａの接合の仕方を説明する。
図１３及び図１４に示すように、ＣＦＨ梁体１０Ａの端部の支持部より少々下方のＣＦＨ柱体２０Ａの梁取付部のフランジ２１ａ，２１ｂに間隔をおいて２箇のねじ孔２１ａ３，２１ｂ３を穿設しておく。山型鋼を柱鉄骨体２１のフランジの幅よりも少々大きい長さに切断し、山型鋼のＬ字の一方の辺部分に、前記ねじ孔２１ａ３，２１ｂ３間の間隔に合わせて、ボルト孔２９ａを穿設して、仮梁受け片２９を製作する。そして、ＣＦＨ柱２０の梁取付部に、そのねじ孔２１ａ３，２１ｂ３に対応させて、仮梁受け片２９を当て、仮梁受け片２９のボルト孔２９ａに差し込んだボルトをねじ孔２１ａ３，２１ｂ３にねじ込んで仮梁受け片２９を固着する。
ＣＦＨ梁体１０Ａの吊り上げて、基礎躯体上に樹立した対のＣＦＨ柱体２０Ａの仮梁受け片２９上に、ＣＦＨ梁体１０Ａの両端部を載置して、ＣＦＨ梁体１０Ａを支持する。そして、ＣＦＨ柱体２０Ａの梁取付部のフランジ２１ａの貫通孔２１ａ２，２１ｂ２とＣＦＨ梁体１０Ａの端板１３の貫通孔１３ａ１とを一致させて、ＣＦＨ柱体２０Ａの貫通孔２１ａ２，２１ｂ２、管体２５の貫通孔２５ａ、ＣＦＨ梁体１０Ａの仕切り板１４の貫通孔１４ａ、管体１５の貫通孔１５ａ及び端板１３の貫通孔１３ａに、長いボルトｂ２を差し込み、ボルトｂ２の両端よりの部分に座金Ｗａ２を嵌め、座金Ｗａ２から突出したボルトｂ２のねじ部にナット２をねじ込み、フランジ２１ａ，２１ｂの表面とＣＦＨ梁体１０Ａの端板１３の表面との間にモルタル層Ｍｔを形成し、モルタル層Ｍｔの硬化後にナット２を締め付けて、ＣＦＨ柱体２０ＡにＣＦＨ梁体１０Ａを圧接して固着する。図１９に示す例は、ＣＦＨ柱体２０Ａの両側にＣＦＨ梁体１０Ａを固着する場合であり、図２０に示す例は、ＣＦＨ柱体２０Ａの一方の側にＣＦＨ梁体１０Ａを固着する場合である。
プレキャストしたＣＦＨ梁体１０ＡをＣＦＨ柱２０の梁取付部に固着してから、ＣＦＨ梁体のそれぞれ空所１７にコンクリートを充填し、そこに後打ちコンクリート層１８ｃを形成すると、ＣＦＨ梁体１０ＡがＣＦＨ梁１０になる。
【００２３】
なお、ＣＦＨ柱体の継ぎ足し側の端部を実施例１のＣＦＨ梁体の端部の構成と同じにし、下側のＣＦＨ柱体の上端の端板の上に上側のＣＦＨ柱体の下端の端板を載せ、下側のＣＦＨ柱体の上部の第１の仕切り板の貫通孔、管体の貫通孔及び端板の貫通孔、及び上側のＣＦＨ柱体の下部の端板の貫通孔、管体の貫通孔及び第１の仕切り板の貫通孔に長いボルトを差し込み、ボルトの両端よりの部分に座金を嵌め、座金から突出したボルトのねじ部にナットをねじ込んで締め付け、ＣＦＨ柱体同士を接合するようにしてもよい。
【００２４】
実施例３は、図２２及び図２３に示され、２本〜４本のＣＦＨ梁体を互いに交差（例えば、直角に交差）させて、一本の柱に取付けることができるようにしたこの発明のＣＦＨ柱の例である。
２本〜４本のＣＦＨ梁体１０Ａを互いに直角に交差させて１本の柱に取付ける場合のＣＦＨ柱体２０Ａの梁取付部は、例えば、次のようにする。
あるＣＦＨ梁体１０Ａを取付けるＣＦＨ柱体２０Ａの梁取付部のフランジ２１ａ，２１ｂに、図１１に示すものと同様に、貫通孔２１ａ２，２１ｂ２を穿設し、フランジ２１ａ，２１ｂ間に配した各管体２５をフランジに溶接にて固着する。また、前記のあるＣＦＨ梁体１０Ａに直角に交差する他のＣＦＨ梁体１０Ａを取付けるＣＦＨ柱体２０Ａの梁取付部に対応するフランジ２１ａ，２１ｂに、このフランジと同程度の厚さの鋼板からなる梁体１０Ａのフランジ幅よりも少々大きくその成よりかなり大きい矩形の取付板２６Ａ，２６Ｂを溶接にて固着する。取付板２６Ａ，２６Ｂには、梁体１０Ａの端板１３の貫通孔１３ａに対応させて、ウェブ２１ｃの表面に対して直角にそれぞれ４箇ずつ貫通孔２６Ａａ，２６Ｂａを穿設し、また、ウェブ２１ｃにも前記貫通孔１３ａに対応させて、貫通孔２１ｃ３を穿設しておく。
【００２５】
一方の取付板２６Ａの貫通孔２６Ａａがある部分と他方の取付板２６Ｂの貫通孔２６Ｂａがある部分との間に、所定長さの細い鋼製の管体（例えば、ガス管）２５Ａをそれぞれウェブの貫通孔２１ｃ３に通して配し、管体２５Ａの貫通孔２５Ａａの中心と貫通孔２６Ａａ，２６Ｂａの中心とが一致するように、各管体２５Ａを取付板２６Ａ，２６Ｂ及びウェブ２１ｃに溶接にて固着して、ＣＦＨ柱体２０Ａの鉄骨部分を製作する。なお、仮梁受け片２９のボルト孔２９ａに差し込んだボルトｂをねじ込むねじ孔２６Ａｂ，２６Ｂｂを取付板２６Ａ，２６Ｂに穿設する。
そして、図１７に示すＣＦＨ柱体２０Ａの場合と同様に、柱鉄骨体２１の上方の仕切り板２４と柱鉄骨体２１の下方の仕切り板２４間の柱鉄骨体２１の両方のフランジ２１ａ，２１ｂの内側面２１ａ１，２１ｂ１、ウェブ２１ｃの表面２１ｃ１、２１ｃ２、下側の仕切り板２４の上側面２４ｂ、上側の仕切り板２４の下側面２４ｂ、及び柱鉄骨体２１のフランジの幅方向の端面を含む平面により囲まれる空間内にコンクリートを充填して、ＣＦＨ柱体２０Ａの梁取付部に管体２５，２５Ａを埋め込み鉄骨部分に付着させた中央コンクリート層２８ａをそれぞれ形成すると、図２２及び図２３に示す梁取付部のコンクリート層２８ａ中に埋め込まれた管体２５，２５Ａの内孔からなる交差する貫通孔２５ａ，２５Ａａを備えたＣＦＨ柱体２０Ａが完成する。
図２３及び図２４に示すＣＦＨ柱体２０Ａを使うと、２本〜４本のＣＦＨ梁体１０Ａを互いに直角に交差させて一本のＣＦＨ柱体２０Ａに取付けることができる。その取付方は図１９〜図２１に示すやり方と同じである。
【００２６】
実施例４は、図２４に示され、実施例１のＣＦＨ梁１０の梁体１０Ａ及び実施例２のＣＦＨ柱２０の柱体２０Ａの２本の鋼棒（鉄筋コンクリート用異形棒鋼）１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂのうち鋼棒１２ｂ，２２ｂの配設をやめ、鋼棒１２ａ，２２ａのみとし、これらを、図２４の（ａ）に示す例では、矩形断面の鋼棒１２ａ，２２ａに代え、図２４の（ｂ）に示す例では不等辺山形鋼（又は等辺山形鋼）１２ａ，２２ａに換えたものである。
なお、鋼棒１２ａ，２２ａとして、鉄骨体１１，２１の横断面の面積に比してその断面積が小さいその他の均一の横断面形状の細長い鋼構造用一般形鋼（例えば、Ｉ形鋼、Ｈ形鋼、みぞ形鋼）、鋼構造用平鋼等を用いても、実施例１及び実施例２のものと同様の効果が得られる。
鋼棒１２ａ，２２ａの表面とコンクリート層１８ａ，２８ａの表面との間の距離ｄｃは、通常の被り厚さとする。
鋼棒１２ａ，２２ａのコンクリート層の表面側の表面が平面である場合、通常の被り厚さをなくし、鋼棒１２ａ，２２ａの表面とコンクリート層の表面とが面一になるように、鋼棒１２ａ，２２ａをフランジの幅方向の先端部の内側面１１ａ１，１１ｂ１，２１ａ１，２１ｂ１に固着しても、略同様の効果が得られる。
【００２７】
実施例５は、図２５に示され、この発明のＣＦＨ柱の梁取付部に取付ける実施例１のＣＦＨ梁１０のコンクリート層１８ａ〜１８ｃの表面を、フランジ１２ａ，１２ｂの幅方向の端面を含む平面Ｐｌ１と平行でウェブ１２ｃ側に少々寄った平面Ｐｌ２としたものである。
なお、図２５に示す鋼棒１２ａは、実施例１の図５に示すＣＦＨ梁１０の鋼棒１２ａに比して、ウェブ１２ｃ側に少々寄せてある。このようにすると、フランジ１２ａ，１２ｂの幅方向の端面寄りの端縁部分の内側面が少々露出することになる。そして、露出する下側のフランジの前記端縁部分の内側面上に、例えば、プレキャストコンクリート造の床版の端縁部を載せると、ＣＦＨ梁の下側のフランジにて床版を支持できる。
実施例５のＣＦＨ梁は、コンクリート層の表面がフランジの幅方向の端面と面一の実施例１のＣＦＨ梁１０の効果と略同様の効果を奏する。
【００２８】
試験体Ｔｐ１が図２６に示すような載荷荷重Ｐを受けると、中央スパン部（スパン２Ｌ１）においてせん断力Ｑ１＝Ｐ／２を受ける逆対称変形が、両端スパン部（スパンＬ２）においてせん断力Ｑ２＝Ｐ／４を受ける片持変形が生じる。試験体のスパン２Ｌ１＋Ｌ２＝４Ｌ１間のたわみは、それらの平均曲げたわみδＭと平均せん断たわみδＱとの和である。
そして、試験体Ｔｐ１のたわみ剛性Ｋは、次の式にて表される。
Ｋ＝Ｐ／（δＭ＋δＱ）＝（１／２）／｛（Ｌ１ ３＋Ｌ２ ３／４）／（３ＥＳ・ＳＩ＋αＭ・３ＥＣ・ＣＩ）＋（Ｌ１＋Ｌ２／４）／（ＧＳ・ＳＡ＋αＱ・ＧＣ・ＣＡ／ｋ）
＝［｛（２ＥＳ・ＳＩ１／Ｌ１ ３＋αＭ・２ＥＣ・ＣＩ１／Ｌ１ ３＋ｒαＭ・２ｒＥＳ・ｒＩ／Ｌ１ ３｝−１＋｛（４／３）ＧＳ・ＳＡＷ／Ｌ１＋αＱ（４／３）ＧＣ・ＣＡ／Ｌ１／ｋ｝−１］−１・・・・強軸方向載荷の場合
＝［｛（２ＥＳ・ＳＩ２／Ｌ１ ３＋αＭ・２ＥＣ・ＣＩ２／Ｌ１ ３）｝−１＋｛（４／３）ＧＳ・ＳＡｆ／Ｌ１／ｋ＋αＱ（４／３）ＧＣ・ＣＡ／Ｌ１／ｋ｝−１］−１・・・・弱軸方向載荷の場合
・・・・・・・・・・・・（１）
式（１）のαＭは充填コンクリートの曲げ剛性寄与率、αＱは充填コンクリートのせん断剛性寄与率、ｒαＭは鉄筋の曲げ剛性寄与率とする。αＭ＝αＱ＝１がＣＦＨ梁としての初期弾性剛性に各々対応している。
式（１）のＥＳはＨ形鋼の弾性係数、ＧＳはＨ形鋼のせん断弾性係数、ＳＩはＨ形鋼の断面二次モーメント、ＳＩ１はＨ形鋼の強軸の断面二次モーメント、ＳＩ２はＨ形鋼の弱軸の断面二次モーメント、ＳＡはＨ形鋼の断面積、ＳＡｆはＨ形鋼のフランジの断面積、ＳＡＷはＨ形鋼のウェブの断面積である。ＥＣはコンクリートの弾性係数、ＧＣはコンクリートのせん断弾性係数、ＣＩはコンクリートの断面二次モーメント、ＣＩ１はコンクリートの強軸の断面二次モーメント、ＣＩ２はコンクリートの弱軸の断面二次モーメント、ＣＡはコンクリートの断面積である。ｒＥＳは鉄筋の弾性係数、ｒＩは鉄筋の断面二次モーメントである。
図２６中のＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４は、試験体Ｔｐ１の∇印又はΔ印がある４箇所の表側の位置及びその位置のたわみの実験値をあらわし、また、括弧内にあるＤ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８は前記４箇所の裏側の位置及びその位置のたわみの実験値をあらわす。
【００２９】
梁鉄骨体１１として、Ｄが３００ｍｍ、Ｂｆが３００ｍｍ、ｔｗ１０ｍｍ、ｔｆが１５ｍｍのＨ形鋼（ＪＩＳのＳＢ４００Ｂ）を用い、鋼棒１２ａ，１２ｂとしてｄ１が１６ｍｍの鉄筋（ＪＩＳのＳＤ３９０）を用い、鋼棒１２ａと鋼棒１２ｂとの間のすき間を４９ｍｍとし、コンクリート層１８ａ，１８ｂ，１８ｃを形成するコンクリート材として圧縮強度が３５．２Ｎ／ｍｍ２のコンクリートを用いて、実施例１の図５に示す断面構造と同じ断面構造の試験体Ｔｐ１を製作し、断面性能の実験を行った。
試験体Ｔｐ１の実験は、前記のＬ１を４５０ｍｍとし、Ｌ２を９００ｍｍとして行った。試験体Ｔｐ１の荷重と変形との関係の実験結果が図２７及び図２８に示されている。Ｈ形鋼ウェブのせん断降伏ｓＱｙ対応荷重９５２．８ｋＮにて、最終繰返し載荷を３回行ったが、荷重と変形との関係に劣化は生じていない。このピーク時の割線剛性実験値の３回の平均は図２７中に示した６４５．９ｋＮ／ｍｍであり、この実験値に対して、式（１）における充填コンクリートの曲げ剛性寄与率αＭを０とし、ｋを１とし、充填コンクリートのせん断剛性寄与率αＱの値を求めた。試験体Ｔｐ１はフランジ内面に鉄筋がフレア溶接されたものであるため、式（１）における鉄筋の曲げ剛性寄与率ｒαＭの値に関しては、これを１とし、鉄筋の剛性を加算しているが、αＱ＝０．４５５６が得られた。すなわち、鉄筋溶接タイプの充填コンクリートのせん断剛性寄与率はスタットタイプの試験体の充填コンクリートのせん断剛性寄与率（０．２５１９）のほぼ倍になることがわかった。
割線剛性実験値を用いて１／３ ｓｌｏｐｅ ｆａｃｔｏｒ法により、降伏荷重実験値ｅＰｙを求め、その値を図２７中に示した。降伏荷重実験値１９４３．８ｋＮは、曲げ降伏耐力計算値１８８６．０ｋＮを３．１％上回った。この降伏耐力計算値にも鉄筋の断面積が含まれており、鉄筋溶接タイプのものの降伏荷重もスタットタイプのもののその性状を上回った。また、最大耐力も同様であった。
【００３０】
図２９には試験体Ｔｐ１の充填コンクリートのせん断歪有効係数βが示されている。せん断歪有効係数βとして０．２５７２が得られた。すなわち、フランジ内面に鉄筋を溶接すると、鉄骨ウェブのせん断歪のおよそ１／４のせん断歪を充填コンクリートに負担させることができる。この値はスタッドタイプのもののせん断歪有効係数（β＝０．１６３７）のおよそ５割増しの値である。
鉄筋の換算せん断耐力τｒ計算値を図３０中に記入した。Ｈ形鋼ウェブのＶｏｎ ｍｉｓｓの降伏条件到達時、並びに部材降伏時、充填コンクリートの平均負担せん断応力実験値はτｒ計算値の３倍程度の値まで安定して上昇しており、鉄筋への付着耐力が高いことがわかる。鉄骨の付着強度τａ計算値（τａ＝２．４６４Ｎ／ｍｍ２）をτｒ計算値に単純に加算したものは４．０８３Ｎ／ｍｍ２であるが、この計算値をも実験値は十分に上回っている。
【００３１】
鉄骨体２１としてＤが３５０ｍｍ、Ｂｆが３５０ｍｍ、ｔｗが１２ｍｍ、ｔｆが１９ｍｍのＨ形鋼（ＪＩＳのＳＢ４００Ｂ）を用い、鋼棒２２ａ，２２ｂとしてｄが２８．６ｍｍの鉄筋（ＪＩＳのＳＤ３９０）を用い、鋼棒２２ａ，２２ｂの柱鉄骨体２１に対する位置関係のＰを４５ｍｍ、Ｑを７９ｍｍ及びＲを５１ｍｍとし、コンクリート層２８ａ，２８ｃを形成するコンクリート材として４２Ｎ／ｍｍ２のコンクリートを用いて、実施例２の図９に示す断面構造と同じ断面構造の試験体Ｔｐ２を製作し、断面性能の実験を行った。
図３１及び図３２に試験体Ｔｐ２の実験結果が示されてあり、図３３に比較例の実験結果が示されている。図３１におけるＮは存在軸力、ＮＣはコンクリート層の計算上の軸力、ＮＨは鉄骨体の計算上の軸力である。
試験体Ｔｐ２は、図３１に示されているように、強軸方向の断面剛性の上昇が認められた。同一軸力においては、曲げ座屈長さ・せい比（ＬＫ／Ｄ）が大きいぼど、細長い柱に適しており、柱としての性能が高いことがわかる。
また、弱軸方向のカラムカーブ計算値から、長い脱落防止要素を設けた方が、明らかな曲げ座屈耐力の向上が認められる。実験値がカラムカーブの上側にあるほど、座屈耐力が高い。
【００３２】
前記試験体Ｔｐ２の強軸方向柱部材の実験結果が図３２に示されている。
図３２は、逆対称曲げを受ける通常のせん断スパン比の柱部材のせん断力と部材角との関係の実験結果である。図３２によれば、最大せん断耐力は１０００ｋＮ以上、変形能力は部材角１５／１０００、部材角５０／１０００以上になっても安定した柱軸力（約５０００ｋＮ）を保持している。これに対して鉄筋を設けない試験体（鉄筋以外の条件は全て同じである）の比較例の実験結果が図３３に示されている。図３３の鉄筋を設けない場合は、最大せん断耐力は８００ｋＮ以下、変形能力は部材角１０／１０００、部材角−１０／１０００を超えると、柱として軸力を保持できず、崩壊することを示している。
よって、鉄筋を設ける試験体Ｔｐ２の場合は、柱部材としての力学性状に大幅な向上が認められることがわかる。
【００３３】
【発明の効果】
この発明は、特許請求の範囲の各請求項に記載した構成を備えることにより、次の効果を奏する。
（イ）請求項１の発明のＣＦＨ柱は、次の（１）〜（４）の効果を奏する。
（１）鋼製の細長い脱落防止要素が、長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する左側及び右側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本Ｈ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、各脱落防止要素がフランジの内側に固着されているから、フランジの内側に固着された脱落防止要累によりＨ型鋼の耐力等が高められる。
（２）内側に脱落防止要素が固着された両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、Ｈ型鋼の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、該コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼及び脱落防止要素に付着しているから、Ｈ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するように固着された脱落防止要素により、コンクリート層とＨ型鋼に脱落防止要素が固着された鉄骨体との一体性が高められ、変形能力、曲げ座屈耐力等の部材としての力学性状が大幅に向上する。
【００３４】
（３）Ｈ型鋼のウェブの両方の側に位置する左側及び右側のフランジの内側に鋼製の細長い脱落防止要素をそれぞれ固着したから、そのせん断剛性寄与率が、脱落防止部材としてスタッドをＨ型鋼のウェブ又はフランジ又はウェブ及びフランジに間隔をおいて多数本の植設したスタッドタイプのＣＦＨ柱のせん断剛性寄与率に比して、非常に大きくなり、また、曲げ降伏耐力も大きくなる。
（４）ＣＦＨ柱の梁取付部が、該梁取付部のＨ型鋼の一方のフランジに少なくとも２以上の貫通孔が穿設され、他方のフランジにも前記貫通孔に対応させて貫通孔が穿設され、一方のフランジの貫通孔と他方のフランジの貫通孔とを連結するように鋼製の管体がそれぞれ配されて、各管体がフランジに固着され、各管体がコンクリート層中に埋め込まれ、一 方のフランジの貫通孔、管体の内孔からなる貫通孔、及び他方のフランジの貫通孔に通された結合部材により梁取付部に梁が接合されるようになっているから、ＣＦＨ柱の梁取付部が、そのＨ型鋼のフランジに固着した管体により補強されるだけでなく、梁をＣＦＨ柱に接合するのに使う結合部材を前記梁取付部に通すための貫通孔を正確かつ容易に形成することができる。
【００３５】
（ロ）請求項２の発明のＣＦＨ柱は、前記（１）〜（３）の効果と同じ効果を奏することができるだけでなく、次の（５）の効果を奏する。
（５）ＣＦＨ柱の梁取付部は、該梁取付部に対応するＨ型鋼の両方のフランジの幅方向の両方の端部間を連結するように鋼製の取付板がそれぞれ配され、各取付板がフランジに固着され、一方の取付板に少なくとも２以上の貫通孔が穿設され、他方の取付板にも前記貫通孔に対応させて貫通孔が穿設され、前記Ｈ型鋼のウェブにも取付板の貫通孔に対応させて貫通孔が穿設され、一方の取付板の貫通孔と他方の取付板の貫通孔とを連結するように鋼製の管体がウェブの貫通孔に通されてそれぞれ配され、各管体が取付板に固着され、各管体が取付板間のコンクリート層中に埋め込まれ、一方の取付板の貫通孔、管体の内孔からなる貫通孔、及び他方の取付板の貫通孔に通された結合具により梁取付部の取付板に梁が接合されるようになっているから、弱軸方向のＣＦＨ柱の梁取付部が各取付板及び各管体により補強されるだけでなく、梁をＣＦＨ柱に接合するのに使う結合部材を前記梁取付部に通すための貫通孔を正確かつ容易に形成することができる。
【００３６】
（ハ）請求項３の発明のＣＦＨ柱は、前記（１）〜（３）の効果と同じ効果を奏するほかに、次の（６）及び（７）の効果を奏する。
（６）長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する左側及び右側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、鋼製の端板が少なくともＨ型鋼の成及び幅を有するように製作され、Ｈ型鋼の長手方向の接続側である上方又は下方或いは上方及び下方の端面に前記端板が配され、該端板がＨ型鋼のフランジ及びウェブに固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、端板の内側面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填されるようになっているから、一方のＣＦＨ柱体と他方のＣＦＨ柱体との接合部となる端部が該端部に固着された鋼製の端板により強化され、かつ前記端板によりＣＦＨ柱体の接続部を正確かつ容易に製作することができる。
【００３７】
（７）Ｈ型鋼の長手方向の接続側である上方又は下方或いは上方及び下方の端面に端板が配され、該端板がＨ型鋼のフランジ及びウェブに固着され、前記接続側の前記端面からＨ型鋼の長手方向に所定距離だけ離れた箇所のウェブの両側に仕切り板がそれぞれ配され、該仕切り板がＨ型鋼のフランジ及びウェブに固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、及び前記Ｈ型鋼の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間の端板と仕切り板との間の空間及び少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、端板と仕切り板との間にコンクリートで満たされない空所がそれぞれ残されてＣＦＨ柱体が形成され、一方のＣＦＨ柱体のＨ型鋼の端板の貫通孔とこれに接続する他方のＣＦＨ柱体の端板の貫通孔とに通された結合部材により端板同士が接合されてから、前記空所にあたる前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、フランジの幅方向の端面を含む平面、端板の内側面及び仕切り板の外側面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、前記の各コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼、脱落防止要素等に付着しているため、ＣＦＨ柱体の他のＣＦＨ柱体の接続部となる端部が、Ｈ型鋼に固着した鋼製の端板及び仕切り板で補強され、また、ＣＦＨ柱体同士の接続前は、端板と仕切り板の 間に空部が形成されているので、この空部を利用して、一方のＣＦＨ柱体の端板の貫通孔とこれに接続する他方のＣＦＨ柱体の端板の貫通孔とに通される結合部材により端板同士を容易かつ強固に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１のＣＦＨ梁体の正面図
【図２】 実施例１のＣＦＨ梁体の端よりの部分を図７のＤ−Ｄ線で断面した正面図
【図３】 実施例１のＣＦＨ梁体の第１の仕切り板の平面図
【図４】 実施例１のＣＦＨ梁体の第２の仕切り板の平面図
【図５】 図１に示すＣＦＨ梁体をそのＡ−Ａ線で断面した側面図
【図６】 図１に示すＣＦＨ梁体をそのＢ−Ｂ線で断面した側面図
【図７】 図１に示すＣＦＨ梁体をそのＣ−Ｃ線で断面した側面図
【図８】 実施例２の第１節のＣＦＨ柱体を示し、その（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図
【図９】 図８の（ａ）のＣＦＨ柱体をそのＡ−Ａ線で断面した平面図
【図１０】 図８の（ａ）のＣＦＨ柱体をそのＢ−Ｂ線で断面した平面図
【図１１】 図８の（ａ）のＣＦＨ柱体をそのＣ−Ｃ線で断面した平面図
【図１２】 実施例２のＣＦＨ柱体の柱鉄骨の梁取付部の正面図
【図１３】 実施例２の柱鉄骨のフランジの外側に仮梁受け片を配した状態の側面図
【図１４】 図１３に示す柱鉄骨の梁取付部及びその近傍部の側面図
【図１５】 実施例２のＣＦＨ柱体の柱鉄骨の端板の平面図
【図１６】 実施例２のＣＦＨ柱の柱鉄骨を図８の（ａ）のＡ−Ａ線と同じ線で断面し矢印方向にみた平面図
【図１７】 実施例２の第２節以降のＣＦＨ柱体を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図
【図１８】 実施例２の下側節の柱体の上端に上側節の柱体の下端を継ぎ足した状態を示し、上半分はコンクリート充填前の正面図、下半分はコンクリート充填後の正面図
【図１９】 ＣＦＨ柱の左右の梁取付部にＣＦＨ梁体を取付けた状態を示し、右側半分はコンクリート充填前の縦断正面図、左側半分はコンクリート充填後の正面図
【図２０】 ＣＦＨ柱の一方の側の梁取付部にＣＦＨ梁体を取付けた状態の縦断正面図
【図２１】 図１９の柱体と梁体との仕口をそのＦ−Ｆ線で断面して矢印方向にみた側面図
【図２２】 実施例３のＣＦＨ柱体を図２３のＧ−Ｇ線で断面し矢印方向にみた平面図
【図２３】 実施例３のＣＦＨ柱体の梁取付部の正面図
【図２４】 実施例４のＣＦＨの脱落防止要素の形状及び配置を示し、（ａ）は断面が４角形の鋼棒を用いた場合の断面図、（ｂ）は不等辺山形鋼を用いた場合の断面図
【図２５】 実施例５のＣＦＨ梁体を図１のＡ−Ａ線と同様の線で断面した側面図
【図２６】 実験時のＣＦＨ梁の試験体と載荷力との関係等を示す図
【図２７】 試験体の載荷荷重とたわみとの関係を示す図
【図２８】 試験体の載荷荷重とたわみとの関係を示す図
【図２９】 試験体のＨ形鋼ウェブ中央のせん断歪と試験体の平均たわみとの関係を示す図
【図３０】 試験体の充填コンクリートのせん断応力とＨ形鋼ウェブ中央のせん断歪との関係を示す図
【図３１】 試験体の軸力比と座屈長さ・せい比との関係を示す図
【図３２】 試験体のせん弾力と部材角との関係を示す図
【図３３】 比較例（鉄筋なし）のせん断力と部材角との関係を示す図
【符号の説明】
１０ ＣＦＨ梁
１０Ａ ＣＦＨ梁体
１１ 梁鉄骨材
１１ａ，１１ｂ フランジ
１１ａ１，１１ｂ１ 内側面
１１ａ２，１１ｂ２ 貫通孔
１１ｃ ウェブ
１１ｃ１，１１ｃ２ ウェブの表面
１１ｄ 端面
１２ａ，１２ｂ 鋼棒
１３ 端板
１３ａ 貫通孔
１４ 第１の仕切り板
１４ａ 貫通孔
１５ 管体
１５ａ 貫通孔
１６ 第２の仕切り板
１７ 空所
１８ａ 中央コンクリート層
１８ｂ 端部コンクリート層
１８ｃ 後打ちコンクリート層
２０ ＣＦＨ柱
２０Ａ ＣＦＨ柱体
２１ 柱鉄骨材
２１ａ，２１ｂ フランジ
２１ａ２，２１ｂ２ 貫通孔
２１ｃ ウェブ
２１ｃ１，２１ｃ２ ウェブの表面
２１ｃ３ 貫通孔
２１ｄ，２１ｅ 端面
２１ａ３，２１ｂ３ ねじ孔
２２ａ，２２ｂ 鋼棒
２３ 端板
２３Ａ 基板
２３ａ，２３Ａａ ボルト孔
２４ 仕切り板
２５，２５Ａ 管体
２５ａ，２５Ａａ 貫通孔
２６Ａ，２６Ｂ 取付板
２６Ａａ，２６Ｂａ 貫通孔
２７ 空所
２８ａ 中央コンクリート層
２８ｂ 後打ちコンクリート層
ｂ１，ｂ２ ボルト
Ｂｆ フランジ幅
Ｄ 成
ｄ 鋼棒の直径
ｎ１，ｎ２ ナット
Ｐｌｃ 中心面
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンクリート充填Ｈ型鋼（この明細書では「コンクリート充填Ｈ型鋼」を「ＣＦＨ」という）からなるＣＦＨ柱に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＣＦＨ梁には、そのＣＦＨ梁体がＨ形の横断面の梁鉄骨体とそのフランジ間にあって梁鉄骨体に付着したコンクリート層とで構成され、所定長さのＨ形の横断面の鉄骨のウェブの両側の全域にわたって多数本の頭付スタッドを間隔をおいて立設して前記梁鉄骨体が形成され、梁鉄骨体の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、フランジの幅方向の端面を含む平面及び梁鉄骨体の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間のうちの後記のコンクリートのない空部を除いた空間内にコンクリートを充填し、ウェブの両側の梁鉄骨体の端から所定の距離だけ離れたところにコンクリートのない空部を設けて前記コンクリート層が形成され、梁鉄骨体の端よりのウェブの両側のコンクリート層に緊張材を通す挿通孔がＣＦＨ梁の長手方向の端面に開口しかつ前記空部に連通するようにそれぞれ設けられ、例えば、一方のＣＦＨ梁体の空部からその端よりのコンクリート層の挿通孔、ＣＦＨ柱の梁取付部の挿通孔、及び他方のＣＦＨ梁の端よりのコンクリート層の挿通孔に緊張材を通して、緊張材の両方の端部を両方のＣＦＨ梁体の空部に出して、緊張材に引張力を導入して、緊張材に導入した引張力を緊張材の端部に嵌めた定着具にて保持して、ＣＦＨ梁体の端部をＣＦＨ柱の梁取付部に圧接させた状態を保持させて、ＣＦＨ梁体をＣＦＨ柱に接合してから、ＣＦＨ梁体の空部をコンクリートで満たしてＣＦＨ梁としたもの（例えば、特開２００２−２２７２９９号公報参照）がある。
従来のＣＦＨ柱には、ＣＦＨ柱体がＨ形の横断面の柱鉄骨体とそのフランジ間にあって柱鉄骨体に付着したコンクリート層とで構成され、所定長さのＨ形の横断面の鉄骨のウェブの両側の全域にわたって多数本の頭付スタッドを間隔をおいて立設し、梁取付部に対応する鉄骨の両方のフランジ又はウェブに緊張材を通す複数の貫通孔をそれぞれ穿設して前記柱鉄骨体が形成され、柱鉄骨体の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、柱鉄骨体のフランジの幅方向の端面を含む平面、柱鉄骨体の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間のうちの後記のコンクリートのない空部を除いた空間内にコンクリートを充填し、柱鉄骨の端から所定の距離はなれたところのウェブの両側にコンクリートのない空部を形成して、前記コンクリート層が形成され、柱鉄骨体の端よりのウェブの両側のコンクリート層に緊張材を通す挿通孔がＣＦＨ柱の長手方向の端面に開口しかつ前記空部に連通するようにそれぞれ設けられ、下方のＣＦＨ柱体の上に上方のＣＦＨ柱体を立て、下方のＣＦＨ柱体の上方の空部からその端よりのコンクリート層の挿通孔及び上方のＣＦＨ柱体の下端よりのコンクリート層の挿通孔に緊張材を通して、緊張材の両方の端部を両方のＣＦＨ柱体の空部に出して、緊張材に引張力を導入して、緊張材に導入した引張力を緊張材の端部に嵌めた定着具にて保持して、下方のＣＦＨ柱体の上端を上方のＣＦＨ柱体の下端に圧接させた状態を保持させて、ＣＦＨ柱体同士を接合してから、ＣＦＨ柱体の空部をコンクリートで満たしてＣＦＨ柱としたもの（例えば、上記公報参照）がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＣＦＨ梁及びＣＦＨ柱は、Ｈ形の横断面の鉄骨のウェブの両側の全域にわたって多数本の頭付スタッドを間隔をおいて立設し、この多数本の頭付スタッドにより、鉄骨体とコンクリート層との一体性を確保している。しかし、多数本の頭付スタッドをウェブの両側の所定位置に溶接等により立設するには、その立設作業に多くの工数を必要とする欠点がある。
ウェブの両側に多数本の頭付スタッドを立設しても、頭付スタッドが鉄骨体自体の強度を高めるように機能しない欠点があり、また、コンクリート層中に緊張材を通す貫通孔を形成するのに鞘管を用いても、鞘管が鉄骨体自体の強度を高めるように機能しない欠点がある。
この発明の解決しようとする課題は、従来の上記のような欠点を有しないＣＦＨ柱を提供すること、換言すると、鉄骨体の主要部であるＨ形鋼に接合する部材の構成が単純で、その接合作業の施工性がよく、前記部材の接合により鉄骨体自体が強化され、鉄骨体とコンクリート層との一体性が高められ、変形能力等が向上するＣＦＨ柱を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明のＣＦＨ柱は、長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する左側及び右側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、前記Ｈ型鋼の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、該コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼及び脱落防止要素に付着しており、前記Ｈ型鋼の長手方向の中途又は端に梁取付部が形成されているＣＦＨ柱において、前記梁取付部が、該梁取付部のＨ型鋼の一方のフランジに少なくとも２以上の貫通孔が穿設され、他方のフランジにも前記貫通孔に対応させて貫通孔が穿設され、一方のフランジの貫通孔と他方のフランジの貫通孔とを連結するように鋼製の管体がそれぞれ配されて、各管体がフランジに固着され、各管体が前記コンクリート層中に埋め込まれ、一方のフランジの貫通孔、管体の内孔からなる貫通孔、及び他方のフランジの貫通孔に通された結合部材により梁取付部に梁が接合されるようになっていることを特徴とするものである。
【０００５】
鋼製の細長い脱落防止要素は、通常は直線状のものを用い、例えば、Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の両方の端の近傍の内側にリブ状に設けるのが効果的である。細長い脱落防止要素は、直線状のものに限定されるものではなく、例えば、波形状又はジグザク状に曲がったものでもよい。
細長い脱落防止要素は、例えば、ウェブと平行に配置し、また、複数の脱落防止要素をフランジの幅方向に間隔をおいて配置してもよい。脱落防止要素のフランジの内側面への固着は、溶接による接合が最も容易である。
細長い脱落防止要素は、鋼製の角材でも、横断面が円形の鋼製の部材（鉄筋）でもよい。通常は、鋼棒、例えば、鉄筋コンクリート用異形棒鋼を用い、また、不等辺山形鋼又は等辺山形鋼を用い、或いはＨ型鋼の横断面の面積に比してその断面積が小さい均一の横断形状の細長い鋼構造用一般形鋼（例えば、Ｉ形鋼、Ｈ形鋼、みぞ形鋼）、鋼構造用平鋼等を用いる。
【０００６】
また、この発明のＣＦＨ柱は、長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する左側及び右側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、前記Ｈ型鋼の長手方向の端面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、該コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼及び脱落防止要素に付着しており、前記Ｈ型鋼の長手方向の中途又は端に梁取付部が形成されているＣＦＨ柱に おいて、前記梁取付部が、該梁取付部に対応するＨ型鋼の両方のフランジの幅方向の両方の端部間を連結するように鋼製の取付板がそれぞれ配され、各取付板がフランジに固着され、一方の取付板に少なくとも２以上の貫通孔が穿設され、他方の取付板にも前記貫通孔に対応させて貫通孔が穿設され、前記Ｈ型鋼のウェブにも取付板の貫通孔に対応させて貫通孔が穿設され、一方の取付板の貫通孔と他方の取付板の貫通孔とを連結するように鋼製の管体がウェブの貫通孔に通されてそれぞれ配されて、各管体が取付板に固着され、各管体が取付板間の前記コンクリート層中に埋め込まれ、一方の取付板の貫通孔、管体の内孔からなる貫通孔、及び他方の取付板の貫通孔に通された結合部材により梁取付部の取付板に梁が接合されるようになっていることを特徴とするものである。
【０００７】
前記取付板は、例えば、ＣＦＨ柱のＨ型鋼の成及び取付板に取付けるＣＦＨ梁のＨ型鋼の成と同じ寸法の又は前記寸法よりも少々大きい寸法の４辺形の鋼板で構成する。ＣＦＨ柱のＨ型鋼の成からそのフランジの幅方向の端部の厚さの２倍を減じた寸法の幅と、取付板に接合するＣＦＨ梁のＨ型鋼の成又は該成よりも大きい寸法の長さの４辺形の鋼板で構成してもよい。
【０００８】
この発明のＣＦＨ柱の梁取付部以外の構成の好ましい形態においては、例えば、次のようにする。
長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する左側及び右側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、ウェブの一方の側のフランジの内側面に配された前記脱落防止要素と他方の側のフランジの内側面に配された前記脱落防止要素とがウェブの厚さ方向の中心面を中心とした対称位置にあって平行にされて、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、前記Ｈ型鋼の長手方向の両方の端面に鋼製の端板が固着され或いはＨ型鋼の長手方向の一方の端面に鋼製の端板が固着され他方の端面に鋼製の基板又は蓋板が固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、端板及び基板又は蓋板の内側面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、該コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼及び脱落防止要素に付着しており、前記Ｈ型鋼の長手方向の中途に梁取付部が形成されているようにする。
前記端板は、例えば、Ｈ型鋼の成及びそのフランジ幅と同じ寸法の又は該寸法よりも少々大きい寸法の４辺形の鋼板で構成される。
【０００９】
さらに、この発明のＣＦＨ柱は、長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する左側及び右側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、鋼製の端板が少なくともＨ型鋼の成及び幅を有するように製作され、かつ端板の所定位置に２以上の貫通孔が穿設され、鋼製の仕切り板はＨ型鋼を長手方向に対して略直角な面で切断した際のウェブの一方の側の空間部の形状に略一致する形状に作られ、Ｈ型鋼の長手方向の接続側である上方又は下方或いは上方及び下方の端面に前記端板が配され、該端板がＨ型鋼のフランジ及びウェブに固着され、前記接続側の前記端面からＨ型鋼の長手方向に所定距離だけ離れた箇所のウェブの両側に仕切り板がそれぞれ配され、該仕切り板がＨ型鋼のフランジ及びウェブに固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、及び前記Ｈ型鋼の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間の端板と仕切り板との間の空間及び少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、端板と仕切り板との間にコンクリートで満たされない空所がそれぞれ残されたＣＦＨ柱体が形成され、一方のＣＦＨ柱体のＨ型鋼の端板の貫通孔とこれに接続する他方のＣＦＨ柱体の端板の貫通孔とに通された結合部材により端板同士が接合されてから、前記空所にあたる前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、フランジの 幅方向の端面を含む平面、端板の内側面及び仕切り板の外側面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、前記の各コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼、脱落防止要素等に付着しており、前記Ｈ型鋼の長手方向の中途に梁取付部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明のＣＦＨ柱の梁取付部に取付ける梁としてのＣＦＨ梁は、長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する上側及び下側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面又は該平面と平行でウェブ側に少々寄った平面、及び前記Ｈ型鋼の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、該コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼及び脱落防止要素に付着しており、前記Ｈ型鋼の長手方向の端部に柱への接合部が形成されていることを特徴とするものである。
ＣＦＨ梁のＨ型鋼の端部の柱への接合部は、例えば、前記端部に穿たれた長手方向の複数の貫通孔、各貫通孔に通された結合部材等から構成される。
前記ＣＦＨ梁の好適な形態においては、長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する上側及び下側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、ウェブの一方の側のフランジの内側面に配された前記脱落防止要素と他方の側のフランジの内側面に配された前記脱落防止要素とがウェブの厚さ方向の中心面を中心とした対称位置にあって平行にされて、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、前記Ｈ型鋼の長手方向の両方の端面に鋼製の端板が固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、前記端板の内側面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材が占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、該コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼及び脱落防止要素に付着しており、前記端板が柱の梁取付部に圧接されて接合されるようになっている。
【００１１】
また、好適な形態のＣＦＨ梁は、長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する上側及び下側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにかつウェブと平行にそれぞれ配され、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、鋼製の端板は少なくともＨ型鋼の成及び幅を有するように製作され、端板の所定位置に２以上の貫通孔が穿設され、鋼製の第１の仕切り板はＨ型鋼を長手方向に対して略直角な面で切断した際のウェブの一方の側の空間部の形状に略一致する形状に作られ、第１の仕切り板にも端板の貫通孔に対応させた貫通孔が穿設され、前記Ｈ型鋼の長手方向の両方の端面に前記端板が配されて該端板がＨ型鋼のフランジ及びウェブに固着され、前記Ｈ型鋼の長手方向の端面から梁の中央部側に所定距離だけ離れた箇所のウェブの両側に第１の仕切り板がそれぞれ配されて前記第１の仕切り板がＨ型鋼のフランジ及びウェブに固着され、前記端板の貫通孔と第１の仕切り板の貫通孔とを連結するように鋼製の管体がそれぞれ配されて各管体が端板及び仕切り板に固着され、Ｈ型鋼の長手方向の端面から中央部側に前記距離よりも大きい所定距離だけ離れた箇所のウェブの両側に第２の仕切り板がそれぞれ配されて該仕切り板がＨ型鋼に着脱可能に固着され、端板と第１の仕切り板の間の前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、フランジの幅方向の端面を含む平面、端板の内側面及び第１の仕切り板の端板側面により囲まれる空間内の脱落防止要素及び管体を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、かつ第２の仕切り板間の前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、フランジの幅方向の端面を含む平面、第２の仕切り板の中央部側面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空 間がコンクリートで充填され、第１の仕切り板と第２の仕切り板間にコンクリートで満たされない空所がそれぞれ残されて、ＣＦＨ梁の端板の貫通孔、管体の貫通孔及び第１の仕切り板の貫通孔に通された結合部材によりＣＦＨ梁が柱の梁取付部に接合されてから、前記空所にあたる第１の仕切り板の中央部側面と第２の仕切り板の第１の仕切り板側の面又は第２の仕切り板を外した後のコンクリート層の面、Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、及びフランジの幅方向の端面を含む平面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、前記の各コンクリートよりなるコンクリート層がＨ型鋼、脱落防止要素、管体等に付着するようになっている。
【００１２】
ＣＦＨ柱の梁取付部にＣＦＨ梁体を接合する結合部材としては、例えば、ボルト、ＰＣ鋼棒等のＰＣ鋼材を用いる。ＣＦＨ柱体にＣＦＨ柱体を接続する結合具としては、例えば、ボルト（及びナット）を用いるが、ＰＣ鋼棒等のＰＣ鋼材を用いるようにしてもよい。
【００１３】
【実施例】
実施例１は、図１〜図７に示され、この発明のＣＦＨ柱の梁取付部に取付けるＣＦＨ梁の一つの例である。
ＣＦＨ梁１０のプレキャストしたＣＦＨ梁体１０Ａは次のように構成する。
Ｈ型の横断面の鋼材（Ｈ型鋼）を所定の長さにして梁鉄骨体１１を製作し、棒鋼（鉄筋コンクリート用異形棒鋼）を梁鉄骨体１１の長さと略同じ長さにして細長い脱落防止要素となる鋼棒１２ａ，１２ｂを製作する。図１及び図５に示すように、梁鉄骨体１１のウェブ１１ｃの左側及び右側に位置する上側及び下側のフランジ１１ａ，１１ｂの内側面１１ａ１，１１ｂ１に接してそれぞれ２本の鋼棒１２ａ，１２ｂを配し、各鋼棒１２ａ，１２ｂは梁鉄骨体１１の長手方向の略全域にわたって延在するようにする。図５に示すように、各フランジ１１ａ，１１ｂの左側部分の内側面１１ａ１，１１ｂ１に接して配した鋼棒１２ａ，１２ｂと各フランジ１１ａ，１１ｂの右側部分の内側面１１ａ１，１１ｂ１に接して配した鋼棒１２ａ，１２ｂとを、ウェブ１１ｃの表面１１ｃ１，１１ｃ２と平行でウェブの厚さ方向の中心を通る平面（中心面という）Ｐｌｃを中心とした対称位置に位置させて、各鋼棒１２ａ，１２ｂが互いに所定の間隔を保持して平行になるように、各鋼棒１２ａ，１２ｂをフランジの内側面１１ａ１，１１ｂ１に溶接（例えば、フレアー溶接）にて連続的に又は断続的に固着する。
図１及び図２に示すように、梁鉄骨体１１の成及びフランジ幅よりも少々大きい寸法の辺を有する４辺形の端板１３を鋼板を加工して製作し、該端板１３を梁鉄骨体１１の長手方向の両方の端面１１ｄにそれぞれ当て、各端板１３を梁鉄骨体１１の端に梁鉄骨体の長手方向に対して直角になるように溶接にて固着する。
【００１４】
仕切り板１４は、図３に示すように、Ｈ型鋼１１を長手方向に対して直角な面で切断した際のウェブの一方の側の空間部の形状、すなわち、辺１４ｂが上側のフランジ１１ａの内側面１１ａ１に接し、辺１４ｃがウェブの一方の側に表面１１ｃ１に接し、辺１４ｄが下側のフランジ１１ｂの内側面１１ｂ１に接し、辺１４ａがＨ型鋼１１の一方の側のフランジの幅方向の端面を含む平面に接するような形状になるように仕切り板１４の各辺１４ａ〜１４ｄを定め、その形状に合わせて鋼板を加工して製作する。
梁鉄骨体１１の両方の端から所定の距離Ｄ１だけ離れた所に鋼板製の第１の仕切り板１４をそれぞれ配し、各仕切り板１４を梁鉄骨体１１の長手方向に対して直角になるように溶接にて固着する。
図２〜図４に示すように、端板１３及び第１の仕切り板１４には、その所定位置の４箇所に貫通孔１３ａ，１４ｆが穿設してあり、仕切り板１４には、鋼棒１２ａ，１２ｂを受け入れる凹部１４ｅがそれぞれ設けられている。なお、端板１３及び仕切り板１４が固着された部分から、コンクリートが鉄骨体１１の長手方向に流出しないようにする。
【００１５】
図２に示すように、端板１３の貫通孔１３ａがある部分と仕切り板１４の貫通孔１４ｆがある部分との間に所定長さの細い鋼製の管体（例えば、ガス管）１５をそれぞれ配し、管体１５の貫通孔１５ａの中心と前記貫通孔１３ａ，１４ｆの中心とが一致するように、各管体１５を端板１３及び仕切り板１４に溶接にて固着する。
梁鉄骨体１１の両方の端から所定の距離Ｄ２だけ離れた所に鋼板製の第２の仕切り板１６をそれぞれ配し、各仕切り板１６を梁鉄骨体１１の長手方向に対して直角になるように着脱可能に固着する。第２の仕切り板１６は、図４に示す第１の仕切り板１４のような貫通孔１４ｆがないが、その形状は仕切り板１４と同じである。なお、仕切り板１６は、これが固着された部分から、コンクリートが梁鉄骨体１１の長手方向に流出しないようにする。
上述のようにして、梁鉄骨体１１、鋼棒１２ａ，１２ｂ、端板１３、仕切り板１４、管体１５等を一体化して、プレキャストされるＣＦＨ梁体１０Ａの鉄骨部が製作される。
それから、図７に示すように、ＣＦＨ梁体１０Ａの鉄骨部の端板１３と仕切り板１４との間の梁鉄骨体１１の両方のフランジの内側面１１ａ１，１１ｂ１、ウェブ１１ｃの表面１１ｃ１，１１ｃ２、端板１３の内側面１３ｂ、仕切り板１４の内側面１４ｇ、及び梁鉄骨体１１のフランジの幅方向の端面を含む平面Ｐｌ１により囲まれる空間内にコンクリートを充填して梁体１０Ａの鉄骨部に付着させた端部コンクリート層１８ｂをそれぞれ形成する。
【００１６】
また、図１及び図５に示すように、ＣＦＨ梁体１０Ａの鉄骨部の一方の端から距離Ｄ２だけ離れた仕切り板１６とその他方の端から距離Ｄ２だけ離れた仕切り板１６との間の梁鉄骨体１１のフランジの内側面１１ａ１，１１ｂ１、ウェブ１１ｃの表面１１ｃ１，１１ｃ２、一方の仕切り板１６の内側面１６ｂ、他方の仕切り板１６の内側面１６ｂ、及び梁鉄骨体１１のフランジの幅方向の端面を含む平面Ｐｌ１により囲まれる空間内にコンクリートを充填してＣＦＨ梁体１０Ａの鉄骨部に付着した中央コンクリート層１８ａをそれぞれ形成する。そうすると、その一方の端から距離Ｄ１だけ離れた仕切り板１４と一方の端から距離Ｄ２だけ離れた仕切り板１６との間にコンクリート層のない空所１７が形成され、また、その他方の端から距離Ｄ１だけ離れた仕切り板１４と他方の端から距離Ｄ２だけ離れた仕切り板１６との間にもコンクリート層のない空所１７が形成される。
コンクリート層１８ａ，１８ｂの形成のためのコンクリートの打設は、梁鉄骨体１１のウェブの一方の側を上にしてその方側の空間にコンクリートを打設し、そのコンクリートがある程度硬化してから、梁鉄骨体１１の反転させて、ウェブの他方の側を上にして残りの上側の空間にコンクリートを打設する。
両端より距離Ｄ１だけ離れた所に空所１７のあるプレキャストしたＣＦＨ梁体１０ＡをＣＦＨ柱２０の梁取付部に後述のやり方で固着し、空所１７にコンクリートを充填して後打ちコンクリート層１８ｃをそれぞれ形成すると、ＣＦＨ梁１０が完成する。
【００１７】
実施例２は、図８〜図２１に示され、この発明のＣＦＨ柱の一例である。
ＣＦＨ柱２０のプレキヤストしたＣＦＨ柱体２０Ａは次のように構成する。
Ｈ型の横断面の鋼材（Ｈ型鋼）を所定の長さに切断して柱鉄骨体２１を製作する。この実施例では、図８に示すように、ＣＦＨ柱２０の最も下の節（第１節）の長さＨ１は、階高寸法をｈとしたとき、略（１＋１／２）ｈの長さになるように、柱鉄骨体２１の長さを決め、２階の床面とその直上階の床面との中間の位置で下側のＣＦＨ柱体２０Ａの上端と上側のＣＦＨ柱体２０Ａの下端とを接合するようにするが、上記長さＨ１は、ｈ×１／２、（２＋１／２）ｈ又は（３＋１／２）ｈにしてもよい。第２節以降のＣＦＨ柱体２０Ａの節の長さＨは、図１７に示す実施例ではｈ×２にしたが、略ｈ、ｈ×３又はｈ×１／２の長さ等になるように決めてもよい。
柱鉄骨体２１のウェブ２１ｃの両側に位置する左側及び右側のフランジの内側面２１ａ１，２１ｂ１に２本の棒鋼（例えば、異形棒鋼）２２ａ，２２ｂを柱鉄骨体２１の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配し、各棒鋼２２ａ，２２ｂを、それらが互いに間隔を保持しかつウェブの中心面Ｐｌｃを中心とした対称位置にあってウェブ２１ｃと平行になるように、各フランジの内側面２１ａ１，２１ｂ１に溶接（例えば、フレアー溶接）にて連続的に又は断続的に固着する。
【００１８】
基礎上に建てるＣＦＨ柱２０の第１節では、図８、図１５及び図１６に示すように、柱鉄骨体２１のＨ形鋼の成及びフランジ幅よりも可成大きい寸法の四辺を有する基板２３Ａを厚い鋼板にて製作し、該基板２３Ａを柱鉄骨体２１の下方の端面２１ｄに当て、基板２３Ａを柱鉄骨体２１の下端に柱鉄骨体の長手方向に対して直角になるように溶接にて固着する。また、柱鉄骨体２１のＨ形の成及びフランジ幅よりも少々大きい寸法の辺を有する端板２３を鋼板にて製作し、該端板２３を柱鉄骨体２１の上方の端面２１ｅに当て、端板２３を柱鉄骨体２１の上端に柱鉄骨体の長手方向に対して直角になるように溶接にて固着する。
ＣＦＨ柱２０の最も上の節と第１節とを除く節では、図１７に示すように、柱鉄骨体２１の下方の端面２１ｄ及び上方の端面２１ｅに同じ端板２３を溶接にて固着する。
図１５及び図１６に示すように、基板２３Ａには、その外周の四辺に沿って多数のボルト孔２３Ａａが穿設してあり、端板２３には、例えば、柱鉄骨体２１のウェブ２１ｃに平行な面上に中心線が位置するように、ウェブ２１ｃの両方の側に３箇ずつ（両方で６箇）ボルト孔２３ａが穿設してある。
【００１９】
ＣＦＨ柱２０の第１節のＣＦＨ柱２０では、図８に示すように、柱鉄骨体２１の上端から所定の距離Ｄ３だけ離れた位置に、鋼製の仕切り板２４がそれぞれ配され、各仕切り板２４は、梁鉄骨体２１の長手方向に対して直角になるように溶接にて固着されている。仕切り板２４には、図４に示す仕切り板１６と略同じ形状を有し、棒鋼２２ａ，２２ｂを受け入れる凹部がそれぞれ設けられている。
ＣＦＨ柱体２０ＡのＣＦＨ梁体１０Ａを取付ける位置に対応する柱鉄骨体２１の両方のフランジ２１ａ，２１ｂには、図１１及び図１３に示すように、ウェブ２１ｃの両方の側のウェブに平行な面上にその中心線が位置するように、それぞれ４箇ずつ（両方で８箇）貫通孔２１ａ２，２１ｂ２が穿設してある。
図１１及び図１２に示すように、左側のフランジ２１ａの貫通孔２１ａ２がある部分と右側のフランジ２１ｂの貫通孔２１ｂ２がある部分との間に所定長さの細い鋼製の管体（例えば、ガス管）２５をそれぞれ配し、管体２５の貫通孔２５ａの中心と前記貫通孔２１ａ２，２１ｂ２の中心とが一致するように、各管体２５をフランジ２１ａ，２１ｂに溶接にて固着する。
上述のようにして、柱鉄骨体２１、棒鋼２２ａ，２２ｂ、基板２３Ａ、端板２３、仕切り板２４、管体２５等を一体化して第１節のＣＦＨ柱体２０Ａの鉄骨部分が製作される。
そして、図８の（ａ）に示すように、ＣＦＨ柱体２０Ａの鉄骨部分の上方の仕切り板２４と柱鉄骨２０Ａの下端の基板２３Ａとの間の柱鉄骨体２１の両方のフランジ２１ａ，２１ｂの内側面２１ａ１，２１ｂ１、ウェブ２１ｃの表面２１ｃ１，２１ｃ２、基板２３Ａの上側面２３Ａｂ、仕切り板２４の下側面２４ｂ、及び柱鉄骨体２１のフランジの幅方向の端面を含む平面Ｐｌ１により囲まれる空間内にコンクリートを充填してＣＦＨ柱体２０Ａの鉄骨部分に付着させたコンクリート層２８ａをそれぞれ形成する。そうすると、ＣＦＨ柱体２０Ａの鉄骨部分の端板２３と仕切り板２４との間にコンクリート層のない空所２７ができる。
【００２０】
ＣＦＨ柱２０の最も上の節と第１節とを除く節、例えば、第２節では、図１７及び図１８に示すように、柱鉄骨体２１の上端から下方へ所定の距離Ｄ３だけ離れた位置及びその下端から上方へ所定の距離Ｄ３だけ離れた位置に、前述の仕切り板２４を配し、各仕切り板２４を柱鉄骨体の長手方向に対して直角になるように柱鉄骨体２１に溶接にて固着する。柱鉄骨体２１への端板２３及び棒鋼２２ａ，２２ｂの固着の仕方等は、第１節のものと同じである。
ＣＦＨ柱体２０ＡのＣＦＨ梁体１０Ａを取付ける位置には、第１節の場合と同様に、そのフランジ２１ａ，２１ｂに貫通孔２１ａ２，２１ｂ２が穿設され、貫通孔２１ａ２，２１ｂ２に対応して管体２５が固着される。
そして、柱鉄骨体２１の上方の端から所定の距離Ｄ３だけ離れた所に固着した仕切り板２４と柱鉄骨体２１の下方の端から所定の距離Ｄ３だけ離れた所に固着した仕切り板２４間の柱鉄骨体２１の両方のフランジ２１ａ，２１ｂの内側面２１ａ１，２１ｂ１、ウェブ２１ｃの表面２１ｃ１、２１ｃ２、下側の仕切り板２４の上側面、上側の仕切り板２４の下側面、及び柱鉄骨体２１のフランジの幅方向の端面を含む平面により囲まれる空間内にコンクリートを充填してＣＦＨ柱体２０Ａの鉄骨部分に付着させた中央コンクリート層２８ａをそれぞれ形成する。そうすると、ＣＦＨ柱体２０Ａの鉄骨部分の上側の端板２３と上側の仕切り板２４との間及び下側の端板２３と下側の仕切り板２４との間にコンクリート層のない空所２７ができる。
ＣＦＨ柱体２０Ａの下側の節の上端の端板２３と上側の節のＣＦＨ柱体２０Ａの下端の端板２３とを後述のやり方で固着してから、それらのＣＦＨ柱体２０Ａの下側の節の上方の空所２７及び上側の節の下方の空所２７にコンクリートを充填して、ＣＦＨ柱２０を完成させる。
【００２１】
下側のＣＦＨ柱体２０Ａへの上側のＣＦＨ柱体２０Ａの継ぎ方を説明する。
下部の基礎躯体の多数の柱建込位置にＣＦＨ柱２０の第１節のＣＦＨ柱体２０Ａをそれぞれ建て込み、各ＣＦＨ柱体の下端の基板２３Ａのボルト孔２３Ａａをアンカーボルトに嵌め、アンカーボルトにナットをねじ込んで、各ＣＦＨ柱体２０Ａを基礎躯体に固着する。
図１８に示すように、第１節のＣＦＨ柱体２０Ａの上端の端板２３の上に第２節のＣＦＨ柱体２０Ａを建てて、第１節のＣＦＨ柱体の上端の端板２３のボルト孔２３ａと第２節のＣＦＨ柱体の下端の端板２３のボルト孔２３ａとを一致させ、それらのボルト孔２３ａにボルトｂ１を差し込み、そのボルトｂ１の突出した部分に座金Ｗａ１を嵌め、ボルトｂ１のねじ部にナット１をねじ込んで、第１節の上端の端板２３と第２節の下端の端板２３とを強固に固着する。それから、下側の節のＣＦＨ柱体の上方の空所２７及び上側の節のＣＦＨ柱体の下方の空所２７にコンクリートを充填して後打ちコンクリート層２８ｂを形成すると、ＣＦＨ柱体の第１節に第２節が継ぎ足される。第２節以降のＣＦＨ柱体の継ぎ足しも上記の継ぎ方と同じである。所望数の節のＣＦＨ柱体を互いに接続し、それらのＣＦＨ柱体の空所２７にコンクリートを充填して後打ちコンクリート層２８ｂを形成すると、ＣＦＨ柱が完成する。
【００２２】
ＣＦＨ柱２０Ａの梁取付部へのＣＦＨ梁体１０Ａの接合の仕方を説明する。
図１３及び図１４に示すように、ＣＦＨ梁体１０Ａの端部の支持部より少々下方のＣＦＨ柱体２０Ａの梁取付部のフランジ２１ａ，２１ｂに間隔をおいて２箇のねじ孔２１ａ３，２１ｂ３を穿設しておく。山型鋼を柱鉄骨体２１のフランジの幅よりも少々大きい長さに切断し、山型鋼のＬ字の一方の辺部分に、前記ねじ孔２１ａ３，２１ｂ３間の間隔に合わせて、ボルト孔２９ａを穿設して、仮梁受け片２９を製作する。そして、ＣＦＨ柱２０の梁取付部に、そのねじ孔２１ａ３，２１ｂ３に対応させて、仮梁受け片２９を当て、仮梁受け片２９のボルト孔２９ａに差し込んだボルトをねじ孔２１ａ３，２１ｂ３にねじ込んで仮梁受け片２９を固着する。
ＣＦＨ梁体１０Ａの吊り上げて、基礎躯体上に樹立した対のＣＦＨ柱体２０Ａの仮梁受け片２９上に、ＣＦＨ梁体１０Ａの両端部を載置して、ＣＦＨ梁体１０Ａを支持する。そして、ＣＦＨ柱体２０Ａの梁取付部のフランジ２１ａの貫通孔２１ａ２，２１ｂ２とＣＦＨ梁体１０Ａの端板１３の貫通孔１３ａ１とを一致させて、ＣＦＨ柱体２０Ａの貫通孔２１ａ２，２１ｂ２、管体２５の貫通孔２５ａ、ＣＦＨ梁体１０Ａの仕切り板１４の貫通孔１４ａ、管体１５の貫通孔１５ａ及び端板１３の貫通孔１３ａに、長いボルトｂ２を差し込み、ボルトｂ２の両端よりの部分に座金Ｗａ２を嵌め、座金Ｗａ２から突出したボルトｂ２のねじ部にナット２をねじ込み、フランジ２１ａ，２１ｂの表面とＣＦＨ梁体１０Ａの端板１３の表面との間にモルタル層Ｍｔを形成し、モルタル層Ｍｔの硬化後にナット２を締め付けて、ＣＦＨ柱体２０ＡにＣＦＨ梁体１０Ａを圧接して固着する。図１９に示す例は、ＣＦＨ柱体２０Ａの両側にＣＦＨ梁体１０Ａを固着する場合であり、図２０に示す例は、ＣＦＨ柱体２０Ａの一方の側にＣＦＨ梁体１０Ａを固着する場合である。
プレキャストしたＣＦＨ梁体１０ＡをＣＦＨ柱２０の梁取付部に固着してから、ＣＦＨ梁体のそれぞれ空所１７にコンクリートを充填し、そこに後打ちコンクリート層１８ｃを形成すると、ＣＦＨ梁体１０ＡがＣＦＨ梁１０になる。
【００２３】
なお、ＣＦＨ柱体の継ぎ足し側の端部を実施例１のＣＦＨ梁体の端部の構成と同じにし、下側のＣＦＨ柱体の上端の端板の上に上側のＣＦＨ柱体の下端の端板を載せ、下側のＣＦＨ柱体の上部の第１の仕切り板の貫通孔、管体の貫通孔及び端板の貫通孔、及び上側のＣＦＨ柱体の下部の端板の貫通孔、管体の貫通孔及び第１の仕切り板の貫通孔に長いボルトを差し込み、ボルトの両端よりの部分に座金を嵌め、座金から突出したボルトのねじ部にナットをねじ込んで締め付け、ＣＦＨ柱体同士を接合するようにしてもよい。
【００２４】
実施例３は、図２２及び図２３に示され、２本〜４本のＣＦＨ梁体を互いに交差（例えば、直角に交差）させて、一本の柱に取付けることができるようにしたこの発明のＣＦＨ柱の例である。
２本〜４本のＣＦＨ梁体１０Ａを互いに直角に交差させて１本の柱に取付ける場合のＣＦＨ柱体２０Ａの梁取付部は、例えば、次のようにする。
あるＣＦＨ梁体１０Ａを取付けるＣＦＨ柱体２０Ａの梁取付部のフランジ２１ａ，２１ｂに、図１１に示すものと同様に、貫通孔２１ａ２，２１ｂ２を穿設し、フランジ２１ａ，２１ｂ間に配した各管体２５をフランジに溶接にて固着する。また、前記のあるＣＦＨ梁体１０Ａに直角に交差する他のＣＦＨ梁体１０Ａを取付けるＣＦＨ柱体２０Ａの梁取付部に対応するフランジ２１ａ，２１ｂに、このフランジと同程度の厚さの鋼板からなる梁体１０Ａのフランジ幅よりも少々大きくその成よりかなり大きい矩形の取付板２６Ａ，２６Ｂを溶接にて固着する。取付板２６Ａ，２６Ｂには、梁体１０Ａの端板１３の貫通孔１３ａに対応させて、ウェブ２１ｃの表面に対して直角にそれぞれ４箇ずつ貫通孔２６Ａａ，２６Ｂａを穿設し、また、ウェブ２１ｃにも前記貫通孔１３ａに対応させて、貫通孔２１ｃ３を穿設しておく。
【００２５】
一方の取付板２６Ａの貫通孔２６Ａａがある部分と他方の取付板２６Ｂの貫通孔２６Ｂａがある部分との間に、所定長さの細い鋼製の管体（例えば、ガス管）２５Ａをそれぞれウェブの貫通孔２１ｃ３に通して配し、管体２５Ａの貫通孔２５Ａａの中心と貫通孔２６Ａａ，２６Ｂａの中心とが一致するように、各管体２５Ａを取付板２６Ａ，２６Ｂ及びウェブ２１ｃに溶接にて固着して、ＣＦＨ柱体２０Ａの鉄骨部分を製作する。なお、仮梁受け片２９のボルト孔２９ａに差し込んだボルトｂをねじ込むねじ孔２６Ａｂ，２６Ｂｂを取付板２６Ａ，２６Ｂに穿設する。
そして、図１７に示すＣＦＨ柱体２０Ａの場合と同様に、柱鉄骨体２１の上方の仕切り板２４と柱鉄骨体２１の下方の仕切り板２４間の柱鉄骨体２１の両方のフランジ２１ａ，２１ｂの内側面２１ａ１，２１ｂ１、ウェブ２１ｃの表面２１ｃ１、２１ｃ２、下側の仕切り板２４の上側面２４ｂ、上側の仕切り板２４の下側面２４ｂ、及び柱鉄骨体２１のフランジの幅方向の端面を含む平面により囲まれる空間内にコンクリートを充填して、ＣＦＨ柱体２０Ａの梁取付部に管体２５，２５Ａを埋め込み鉄骨部分に付着させた中央コンクリート層２８ａをそれぞれ形成すると、図２２及び図２３に示す梁取付部のコンクリート層２８ａ中に埋め込まれた管体２５，２５Ａの内孔からなる交差する貫通孔２５ａ，２５Ａａを備えたＣＦＨ柱体２０Ａが完成する。
図２３及び図２４に示すＣＦＨ柱体２０Ａを使うと、２本〜４本のＣＦＨ梁体１０Ａを互いに直角に交差させて一本のＣＦＨ柱体２０Ａに取付けることができる。その取付方は図１９〜図２１に示すやり方と同じである。
【００２６】
実施例４は、図２４に示され、実施例１のＣＦＨ梁１０の梁体１０Ａ及び実施例２のＣＦＨ柱２０の柱体２０Ａの２本の鋼棒（鉄筋コンクリート用異形棒鋼）１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂのうち鋼棒１２ｂ，２２ｂの配設をやめ、鋼棒１２ａ，２２ａのみとし、これらを、図２４の（ａ）に示す例では、矩形断面の鋼棒１２ａ，２２ａに代え、図２４の（ｂ）に示す例では不等辺山形鋼（又は等辺山形鋼）１２ａ，２２ａに換えたものである。
なお、鋼棒１２ａ，２２ａとして、鉄骨体１１，２１の横断面の面積に比してその断面積が小さいその他の均一の横断面形状の細長い鋼構造用一般形鋼（例えば、Ｉ形鋼、Ｈ形鋼、みぞ形鋼）、鋼構造用平鋼等を用いても、実施例１及び実施例２のものと同様の効果が得られる。
鋼棒１２ａ，２２ａの表面とコンクリート層１８ａ，２８ａの表面との間の距離ｄｃは、通常の被り厚さとする。
鋼棒１２ａ，２２ａのコンクリート層の表面側の表面が平面である場合、通常の被り厚さをなくし、鋼棒１２ａ，２２ａの表面とコンクリート層の表面とが面一になるように、鋼棒１２ａ，２２ａをフランジの幅方向の先端部の内側面１１ａ１，１１ｂ１，２１ａ１，２１ｂ１に固着しても、略同様の効果が得られる。
【００２７】
実施例５は、図２５に示され、この発明のＣＦＨ柱の梁取付部に取付ける実施例１のＣＦＨ梁１０のコンクリート層１８ａ〜１８ｃの表面を、フランジ１２ａ，１２ｂの幅方向の端面を含む平面Ｐｌ１と平行でウェブ１２ｃ側に少々寄った平面Ｐｌ２としたものである。
なお、図２５に示す鋼棒１２ａは、実施例１の図５に示すＣＦＨ梁１０の鋼棒１２ａに比して、ウェブ１２ｃ側に少々寄せてある。このようにすると、フランジ１２ａ，１２ｂの幅方向の端面寄りの端縁部分の内側面が少々露出することになる。そして、露出する下側のフランジの前記端縁部分の内側面上に、例えば、プレキャストコンクリート造の床版の端縁部を載せると、ＣＦＨ梁の下側のフランジにて床版を支持できる。
実施例５のＣＦＨ梁は、コンクリート層の表面がフランジの幅方向の端面と面一の実施例１のＣＦＨ梁１０の効果と略同様の効果を奏する。
【００２８】
試験体Ｔｐ１が図２６に示すような載荷荷重Ｐを受けると、中央スパン部（スパン２Ｌ１）においてせん断力Ｑ１＝Ｐ／２を受ける逆対称変形が、両端スパン部（スパンＬ２）においてせん断力Ｑ２＝Ｐ／４を受ける片持変形が生じる。試験体のスパン２Ｌ１＋Ｌ２＝４Ｌ１間のたわみは、それらの平均曲げたわみδＭと平均せん断たわみδＱとの和である。
そして、試験体Ｔｐ１のたわみ剛性Ｋは、次の式にて表される。
Ｋ＝Ｐ／（δＭ＋δＱ）＝（１／２）／｛（Ｌ１ ３＋Ｌ２ ３／４）／（３ＥＳ・ＳＩ＋αＭ・３ＥＣ・ＣＩ）＋（Ｌ１＋Ｌ２／４）／（ＧＳ・ＳＡ＋αＱ・ＧＣ・ＣＡ／ｋ）
＝［｛（２ＥＳ・ＳＩ１／Ｌ１ ３＋αＭ・２ＥＣ・ＣＩ１／Ｌ１ ３＋ｒαＭ・２ｒＥＳ・ｒＩ／Ｌ１ ３｝−１＋｛（４／３）ＧＳ・ＳＡＷ／Ｌ１＋αＱ（４／３）ＧＣ・ＣＡ／Ｌ１／ｋ｝−１］−１・・・・強軸方向載荷の場合
＝［｛（２ＥＳ・ＳＩ２／Ｌ１ ３＋αＭ・２ＥＣ・ＣＩ２／Ｌ１ ３）｝−１＋｛（４／３）ＧＳ・ＳＡｆ／Ｌ１／ｋ＋αＱ（４／３）ＧＣ・ＣＡ／Ｌ１／ｋ｝−１］−１・・・・弱軸方向載荷の場合
・・・・・・・・・・・・（１）
式（１）のαＭは充填コンクリートの曲げ剛性寄与率、αＱは充填コンクリートのせん断剛性寄与率、ｒαＭは鉄筋の曲げ剛性寄与率とする。αＭ＝αＱ＝１がＣＦＨ梁としての初期弾性剛性に各々対応している。
式（１）のＥＳはＨ形鋼の弾性係数、ＧＳはＨ形鋼のせん断弾性係数、ＳＩはＨ形鋼の断面二次モーメント、ＳＩ１はＨ形鋼の強軸の断面二次モーメント、ＳＩ２はＨ形鋼の弱軸の断面二次モーメント、ＳＡはＨ形鋼の断面積、ＳＡｆはＨ形鋼のフランジの断面積、ＳＡＷはＨ形鋼のウェブの断面積である。ＥＣはコンクリートの弾性係数、ＧＣはコンクリートのせん断弾性係数、ＣＩはコンクリートの断面二次モーメント、ＣＩ１はコンクリートの強軸の断面二次モーメント、ＣＩ２はコンクリートの弱軸の断面二次モーメント、ＣＡはコンクリートの断面積である。ｒＥＳは鉄筋の弾性係数、ｒＩは鉄筋の断面二次モーメントである。
図２６中のＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４は、試験体Ｔｐ１の∇印又はΔ印がある４箇所の表側の位置及びその位置のたわみの実験値をあらわし、また、括弧内にあるＤ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８は前記４箇所の裏側の位置及びその位置のたわみの実験値をあらわす。
【００２９】
梁鉄骨体１１として、Ｄが３００ｍｍ、Ｂｆが３００ｍｍ、ｔｗ１０ｍｍ、ｔｆが１５ｍｍのＨ形鋼（ＪＩＳのＳＢ４００Ｂ）を用い、鋼棒１２ａ，１２ｂとしてｄ１が１６ｍｍの鉄筋（ＪＩＳのＳＤ３９０）を用い、鋼棒１２ａと鋼棒１２ｂとの間のすき間を４９ｍｍとし、コンクリート層１８ａ，１８ｂ，１８ｃを形成するコンクリート材として圧縮強度が３５．２Ｎ／ｍｍ２のコンクリートを用いて、実施例１の図５に示す断面構造と同じ断面構造の試験体Ｔｐ１を製作し、断面性能の実験を行った。
試験体Ｔｐ１の実験は、前記のＬ１を４５０ｍｍとし、Ｌ２を９００ｍｍとして行った。試験体Ｔｐ１の荷重と変形との関係の実験結果が図２７及び図２８に示されている。Ｈ形鋼ウェブのせん断降伏ｓＱｙ対応荷重９５２．８ｋＮにて、最終繰返し載荷を３回行ったが、荷重と変形との関係に劣化は生じていない。このピーク時の割線剛性実験値の３回の平均は図２７中に示した６４５．９ｋＮ／ｍｍであり、この実験値に対して、式（１）における充填コンクリートの曲げ剛性寄与率αＭを０とし、ｋを１とし、充填コンクリートのせん断剛性寄与率αＱの値を求めた。試験体Ｔｐ１はフランジ内面に鉄筋がフレア溶接されたものであるため、式（１）における鉄筋の曲げ剛性寄与率ｒαＭの値に関しては、これを１とし、鉄筋の剛性を加算しているが、αＱ＝０．４５５６が得られた。すなわち、鉄筋溶接タイプの充填コンクリートのせん断剛性寄与率はスタットタイプの試験体の充填コンクリートのせん断剛性寄与率（０．２５１９）のほぼ倍になることがわかった。
割線剛性実験値を用いて１／３ ｓｌｏｐｅ ｆａｃｔｏｒ法により、降伏荷重実験値ｅＰｙを求め、その値を図２７中に示した。降伏荷重実験値１９４３．８ｋＮは、曲げ降伏耐力計算値１８８６．０ｋＮを３．１％上回った。この降伏耐力計算値にも鉄筋の断面積が含まれており、鉄筋溶接タイプのものの降伏荷重もスタットタイプのもののその性状を上回った。また、最大耐力も同様であった。
【００３０】
図２９には試験体Ｔｐ１の充填コンクリートのせん断歪有効係数βが示されている。せん断歪有効係数βとして０．２５７２が得られた。すなわち、フランジ内面に鉄筋を溶接すると、鉄骨ウェブのせん断歪のおよそ１／４のせん断歪を充填コンクリートに負担させることができる。この値はスタッドタイプのもののせん断歪有効係数（β＝０．１６３７）のおよそ５割増しの値である。
鉄筋の換算せん断耐力τｒ計算値を図３０中に記入した。Ｈ形鋼ウェブのＶｏｎ ｍｉｓｓの降伏条件到達時、並びに部材降伏時、充填コンクリートの平均負担せん断応力実験値はτｒ計算値の３倍程度の値まで安定して上昇しており、鉄筋への付着耐力が高いことがわかる。鉄骨の付着強度τａ計算値（τａ＝２．４６４Ｎ／ｍｍ２）をτｒ計算値に単純に加算したものは４．０８３Ｎ／ｍｍ２であるが、この計算値をも実験値は十分に上回っている。
【００３１】
鉄骨体２１としてＤが３５０ｍｍ、Ｂｆが３５０ｍｍ、ｔｗが１２ｍｍ、ｔｆが１９ｍｍのＨ形鋼（ＪＩＳのＳＢ４００Ｂ）を用い、鋼棒２２ａ，２２ｂとしてｄが２８．６ｍｍの鉄筋（ＪＩＳのＳＤ３９０）を用い、鋼棒２２ａ，２２ｂの柱鉄骨体２１に対する位置関係のＰを４５ｍｍ、Ｑを７９ｍｍ及びＲを５１ｍｍとし、コンクリート層２８ａ，２８ｃを形成するコンクリート材として４２Ｎ／ｍｍ２のコンクリートを用いて、実施例２の図９に示す断面構造と同じ断面構造の試験体Ｔｐ２を製作し、断面性能の実験を行った。
図３１及び図３２に試験体Ｔｐ２の実験結果が示されてあり、図３３に比較例の実験結果が示されている。図３１におけるＮは存在軸力、ＮＣはコンクリート層の計算上の軸力、ＮＨは鉄骨体の計算上の軸力である。
試験体Ｔｐ２は、図３１に示されているように、強軸方向の断面剛性の上昇が認められた。同一軸力においては、曲げ座屈長さ・せい比（ＬＫ／Ｄ）が大きいぼど、細長い柱に適しており、柱としての性能が高いことがわかる。
また、弱軸方向のカラムカーブ計算値から、長い脱落防止要素を設けた方が、明らかな曲げ座屈耐力の向上が認められる。実験値がカラムカーブの上側にあるほど、座屈耐力が高い。
【００３２】
前記試験体Ｔｐ２の強軸方向柱部材の実験結果が図３２に示されている。
図３２は、逆対称曲げを受ける通常のせん断スパン比の柱部材のせん断力と部材角との関係の実験結果である。図３２によれば、最大せん断耐力は１０００ｋＮ以上、変形能力は部材角１５／１０００、部材角５０／１０００以上になっても安定した柱軸力（約５０００ｋＮ）を保持している。これに対して鉄筋を設けない試験体（鉄筋以外の条件は全て同じである）の比較例の実験結果が図３３に示されている。図３３の鉄筋を設けない場合は、最大せん断耐力は８００ｋＮ以下、変形能力は部材角１０／１０００、部材角−１０／１０００を超えると、柱として軸力を保持できず、崩壊することを示している。
よって、鉄筋を設ける試験体Ｔｐ２の場合は、柱部材としての力学性状に大幅な向上が認められることがわかる。
【００３３】
【発明の効果】
この発明は、特許請求の範囲の各請求項に記載した構成を備えることにより、次の効果を奏する。
（イ）請求項１の発明のＣＦＨ柱は、次の（１）〜（４）の効果を奏する。
（１）鋼製の細長い脱落防止要素が、長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する左側及び右側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本Ｈ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、各脱落防止要素がフランジの内側に固着されているから、フランジの内側に固着された脱落防止要累によりＨ型鋼の耐力等が高められる。
（２）内側に脱落防止要素が固着された両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、Ｈ型鋼の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、該コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼及び脱落防止要素に付着しているから、Ｈ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するように固着された脱落防止要素により、コンクリート層とＨ型鋼に脱落防止要素が固着された鉄骨体との一体性が高められ、変形能力、曲げ座屈耐力等の部材としての力学性状が大幅に向上する。
【００３４】
（３）Ｈ型鋼のウェブの両方の側に位置する左側及び右側のフランジの内側に鋼製の細長い脱落防止要素をそれぞれ固着したから、そのせん断剛性寄与率が、脱落防止部材としてスタッドをＨ型鋼のウェブ又はフランジ又はウェブ及びフランジに間隔をおいて多数本の植設したスタッドタイプのＣＦＨ柱のせん断剛性寄与率に比して、非常に大きくなり、また、曲げ降伏耐力も大きくなる。
（４）ＣＦＨ柱の梁取付部が、該梁取付部のＨ型鋼の一方のフランジに少なくとも２以上の貫通孔が穿設され、他方のフランジにも前記貫通孔に対応させて貫通孔が穿設され、一方のフランジの貫通孔と他方のフランジの貫通孔とを連結するように鋼製の管体がそれぞれ配されて、各管体がフランジに固着され、各管体がコンクリート層中に埋め込まれ、一 方のフランジの貫通孔、管体の内孔からなる貫通孔、及び他方のフランジの貫通孔に通された結合部材により梁取付部に梁が接合されるようになっているから、ＣＦＨ柱の梁取付部が、そのＨ型鋼のフランジに固着した管体により補強されるだけでなく、梁をＣＦＨ柱に接合するのに使う結合部材を前記梁取付部に通すための貫通孔を正確かつ容易に形成することができる。
【００３５】
（ロ）請求項２の発明のＣＦＨ柱は、前記（１）〜（３）の効果と同じ効果を奏することができるだけでなく、次の（５）の効果を奏する。
（５）ＣＦＨ柱の梁取付部は、該梁取付部に対応するＨ型鋼の両方のフランジの幅方向の両方の端部間を連結するように鋼製の取付板がそれぞれ配され、各取付板がフランジに固着され、一方の取付板に少なくとも２以上の貫通孔が穿設され、他方の取付板にも前記貫通孔に対応させて貫通孔が穿設され、前記Ｈ型鋼のウェブにも取付板の貫通孔に対応させて貫通孔が穿設され、一方の取付板の貫通孔と他方の取付板の貫通孔とを連結するように鋼製の管体がウェブの貫通孔に通されてそれぞれ配され、各管体が取付板に固着され、各管体が取付板間のコンクリート層中に埋め込まれ、一方の取付板の貫通孔、管体の内孔からなる貫通孔、及び他方の取付板の貫通孔に通された結合具により梁取付部の取付板に梁が接合されるようになっているから、弱軸方向のＣＦＨ柱の梁取付部が各取付板及び各管体により補強されるだけでなく、梁をＣＦＨ柱に接合するのに使う結合部材を前記梁取付部に通すための貫通孔を正確かつ容易に形成することができる。
【００３６】
（ハ）請求項３の発明のＣＦＨ柱は、前記（１）〜（３）の効果と同じ効果を奏するほかに、次の（６）及び（７）の効果を奏する。
（６）長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する左側及び右側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、鋼製の端板が少なくともＨ型鋼の成及び幅を有するように製作され、Ｈ型鋼の長手方向の接続側である上方又は下方或いは上方及び下方の端面に前記端板が配され、該端板がＨ型鋼のフランジ及びウェブに固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、端板の内側面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填されるようになっているから、一方のＣＦＨ柱体と他方のＣＦＨ柱体との接合部となる端部が該端部に固着された鋼製の端板により強化され、かつ前記端板によりＣＦＨ柱体の接続部を正確かつ容易に製作することができる。
【００３７】
（７）Ｈ型鋼の長手方向の接続側である上方又は下方或いは上方及び下方の端面に端板が配され、該端板がＨ型鋼のフランジ及びウェブに固着され、前記接続側の前記端面からＨ型鋼の長手方向に所定距離だけ離れた箇所のウェブの両側に仕切り板がそれぞれ配され、該仕切り板がＨ型鋼のフランジ及びウェブに固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、及び前記Ｈ型鋼の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間の端板と仕切り板との間の空間及び少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、端板と仕切り板との間にコンクリートで満たされない空所がそれぞれ残されてＣＦＨ柱体が形成され、一方のＣＦＨ柱体のＨ型鋼の端板の貫通孔とこれに接続する他方のＣＦＨ柱体の端板の貫通孔とに通された結合部材により端板同士が接合されてから、前記空所にあたる前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、フランジの幅方向の端面を含む平面、端板の内側面及び仕切り板の外側面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、前記の各コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼、脱落防止要素等に付着しているため、ＣＦＨ柱体の他のＣＦＨ柱体の接続部となる端部が、Ｈ型鋼に固着した鋼製の端板及び仕切り板で補強され、また、ＣＦＨ柱体同士の接続前は、端板と仕切り板の 間に空部が形成されているので、この空部を利用して、一方のＣＦＨ柱体の端板の貫通孔とこれに接続する他方のＣＦＨ柱体の端板の貫通孔とに通される結合部材により端板同士を容易かつ強固に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１のＣＦＨ梁体の正面図
【図２】 実施例１のＣＦＨ梁体の端よりの部分を図７のＤ−Ｄ線で断面した正面図
【図３】 実施例１のＣＦＨ梁体の第１の仕切り板の平面図
【図４】 実施例１のＣＦＨ梁体の第２の仕切り板の平面図
【図５】 図１に示すＣＦＨ梁体をそのＡ−Ａ線で断面した側面図
【図６】 図１に示すＣＦＨ梁体をそのＢ−Ｂ線で断面した側面図
【図７】 図１に示すＣＦＨ梁体をそのＣ−Ｃ線で断面した側面図
【図８】 実施例２の第１節のＣＦＨ柱体を示し、その（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図
【図９】 図８の（ａ）のＣＦＨ柱体をそのＡ−Ａ線で断面した平面図
【図１０】 図８の（ａ）のＣＦＨ柱体をそのＢ−Ｂ線で断面した平面図
【図１１】 図８の（ａ）のＣＦＨ柱体をそのＣ−Ｃ線で断面した平面図
【図１２】 実施例２のＣＦＨ柱体の柱鉄骨の梁取付部の正面図
【図１３】 実施例２の柱鉄骨のフランジの外側に仮梁受け片を配した状態の側面図
【図１４】 図１３に示す柱鉄骨の梁取付部及びその近傍部の側面図
【図１５】 実施例２のＣＦＨ柱体の柱鉄骨の端板の平面図
【図１６】 実施例２のＣＦＨ柱の柱鉄骨を図８の（ａ）のＡ−Ａ線と同じ線で断面し矢印方向にみた平面図
【図１７】 実施例２の第２節以降のＣＦＨ柱体を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図
【図１８】 実施例２の下側節の柱体の上端に上側節の柱体の下端を継ぎ足した状態を示し、上半分はコンクリート充填前の正面図、下半分はコンクリート充填後の正面図
【図１９】 ＣＦＨ柱の左右の梁取付部にＣＦＨ梁体を取付けた状態を示し、右側半分はコンクリート充填前の縦断正面図、左側半分はコンクリート充填後の正面図
【図２０】 ＣＦＨ柱の一方の側の梁取付部にＣＦＨ梁体を取付けた状態の縦断正面図
【図２１】 図１９の柱体と梁体との仕口をそのＦ−Ｆ線で断面して矢印方向にみた側面図
【図２２】 実施例３のＣＦＨ柱体を図２３のＧ−Ｇ線で断面し矢印方向にみた平面図
【図２３】 実施例３のＣＦＨ柱体の梁取付部の正面図
【図２４】 実施例４のＣＦＨの脱落防止要素の形状及び配置を示し、（ａ）は断面が４角形の鋼棒を用いた場合の断面図、（ｂ）は不等辺山形鋼を用いた場合の断面図
【図２５】 実施例５のＣＦＨ梁体を図１のＡ−Ａ線と同様の線で断面した側面図
【図２６】 実験時のＣＦＨ梁の試験体と載荷力との関係等を示す図
【図２７】 試験体の載荷荷重とたわみとの関係を示す図
【図２８】 試験体の載荷荷重とたわみとの関係を示す図
【図２９】 試験体のＨ形鋼ウェブ中央のせん断歪と試験体の平均たわみとの関係を示す図
【図３０】 試験体の充填コンクリートのせん断応力とＨ形鋼ウェブ中央のせん断歪との関係を示す図
【図３１】 試験体の軸力比と座屈長さ・せい比との関係を示す図
【図３２】 試験体のせん弾力と部材角との関係を示す図
【図３３】 比較例（鉄筋なし）のせん断力と部材角との関係を示す図
【符号の説明】
１０ ＣＦＨ梁
１０Ａ ＣＦＨ梁体
１１ 梁鉄骨材
１１ａ，１１ｂ フランジ
１１ａ１，１１ｂ１ 内側面
１１ａ２，１１ｂ２ 貫通孔
１１ｃ ウェブ
１１ｃ１，１１ｃ２ ウェブの表面
１１ｄ 端面
１２ａ，１２ｂ 鋼棒
１３ 端板
１３ａ 貫通孔
１４ 第１の仕切り板
１４ａ 貫通孔
１５ 管体
１５ａ 貫通孔
１６ 第２の仕切り板
１７ 空所
１８ａ 中央コンクリート層
１８ｂ 端部コンクリート層
１８ｃ 後打ちコンクリート層
２０ ＣＦＨ柱
２０Ａ ＣＦＨ柱体
２１ 柱鉄骨材
２１ａ，２１ｂ フランジ
２１ａ２，２１ｂ２ 貫通孔
２１ｃ ウェブ
２１ｃ１，２１ｃ２ ウェブの表面
２１ｃ３ 貫通孔
２１ｄ，２１ｅ 端面
２１ａ３，２１ｂ３ ねじ孔
２２ａ，２２ｂ 鋼棒
２３ 端板
２３Ａ 基板
２３ａ，２３Ａａ ボルト孔
２４ 仕切り板
２５，２５Ａ 管体
２５ａ，２５Ａａ 貫通孔
２６Ａ，２６Ｂ 取付板
２６Ａａ，２６Ｂａ 貫通孔
２７ 空所
２８ａ 中央コンクリート層
２８ｂ 後打ちコンクリート層
ｂ１，ｂ２ ボルト
Ｂｆ フランジ幅
Ｄ 成
ｄ 鋼棒の直径
ｎ１，ｎ２ ナット
Ｐｌｃ 中心面
Claims (3)
- 長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する左側及び右側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、前記Ｈ型鋼の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、該コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼及び脱落防止要素に付着しており、前記Ｈ型鋼の長手方向の中途又は端に梁取付部が形成されているＣＦＨ柱において、前記梁取付部が、該梁取付部のＨ型鋼の一方のフランジに少なくとも２以上の貫通孔が穿設され、他方のフランジにも前記貫通孔に対応させて貫通孔が穿設され、一方のフランジの貫通孔と他方のフランジの貫通孔とを連結するように鋼製の管体がそれぞれ配されて、各管体がフランジに固着され、各管体が前記コンクリート層中に埋め込まれ、一方のフランジの貫通孔、管体の内孔からなる貫通孔、及び他方のフランジの貫通孔に通された結合部材により梁取付部に梁が接合されるようになっていることを特徴とするＣＦＨ柱。
- 長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する左側及び右側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、前記Ｈ型鋼の長手方向の端面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、該コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼及び脱落防止要素に付着しており、前記Ｈ型鋼の長手方向の中途又は端に梁取付部が形成されているＣＦＨ柱において、前記梁取付部が、該梁取付部に対応するＨ型鋼の両方のフランジの幅方向の両方の端部間を連結するように鋼製の取付板がそれぞれ配され、各取付板がフランジに固着され、一方の取付板に少なくとも２以上の貫通孔が穿設され、他方の取付板にも前記貫通孔に対応させて貫通孔が穿設され、前記Ｈ型鋼のウェブにも取付板の貫通孔に対応させて貫通孔が穿設され、一方の取付板の貫通孔と他方の取付板の貫通孔とを連結するように鋼製の管体がウェブの貫通孔に通されてそれぞれ配されて、各管体が取付板に固着され、各管体が取付板間の前記コンクリート層中に埋め込まれ、一方の取付板の貫通孔、管体の内孔からなる貫通孔、及び他方の取付板の貫通孔に通された結合部材により梁取付部の取付板に梁が接合されるようになっていることを特徴とするＣＦＨ柱。
- 長いＨ型鋼のウェブの両方の側に位置する左側及び右側のフランジの内側面に沿って少なくとも１本の鋼製の細長い脱落防止要素がＨ型鋼の長手方向の略全域にわたって延在するようにそれぞれ配され、各脱落防止要素がフランジの内側に固着され、鋼製の端板が少なくともＨ型鋼の成及び幅を有するように製作され、かつ端板の所定位置に２以上の貫通孔が穿設され、鋼製の仕切り板はＨ型鋼を長手方向に対して略直角な面で切断した際のウェブの一方の側の空間部の形状に略一致する形状に作られ、Ｈ型鋼の長手方向の接続側である上方又は下方或いは上方及び下方の端面に前記端板が配され、該端板がＨ型鋼のフランジ及びウェブに固着され、前記接続側の前記端面からＨ型鋼の長手方向に所定距離だけ離れた箇所のウェブの両側に仕切り板がそれぞれ配され、該仕切り板がＨ型鋼のフランジ及びウェブに固着され、前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、Ｈ型鋼の両方のフランジの幅方向の端面を含む平面、及び前記Ｈ型鋼の長手方向の端面を含む平面により囲まれる空間の端板と仕切り板との間の空間及び少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、端板と仕切り板との間にコンクリートで満たされない空所がそれぞれ残されたＣＦＨ柱体が形成され、一方のＣＦＨ柱体のＨ型鋼の端板の貫通孔とこれに接続する他方のＣＦＨ柱体の端板の貫通孔とに通された結合部材により端板同士が接合されてから、前記空所にあたる前記Ｈ型鋼の両方のフランジの内側面、ウェブの両側の表面、フランジの幅方向の端面を含む平面、端板の内側面及び仕切り板の外側面により囲まれる空間内の少なくとも脱落防止要素を含む鋼製の部材の占める空間を除く空間がコンクリートで充填され、前記の各コンクリートよりなるコンクリート層が前記Ｈ型鋼、脱落防止要素等に付着しており、前記Ｈ型鋼の長手方向の中途に梁取付部が形成されていることを特徴とするＣＦＨ柱。
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