JP4780439B2

JP4780439B2 - 鋼管柱

Info

Publication number: JP4780439B2
Application number: JP2005148419A
Authority: JP
Inventors: 大吾石井
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2025-05-20
Also published as: JP2006322276A

Description

本発明は、鋼管柱および鋼管柱の接合工法に関し、特に、鋼構造建物に簡単かつ容易に施工可能な鋼管柱および鋼管柱の接合工法に関するものである。

鋼構造建物の鋼管柱は、下節柱の上部と上節柱の下部とに突設したエレクションピースによって、下節柱と上節柱とを固定した後に、下節柱と上節柱とを相互に溶接して構築するのが一般的である。このため、鋼管柱の構築後に不要となったエレクションピースは、ガスにより溶断する必要があった。また、鋼構造建物の償却後は、鋼管柱をガス等により切断しなければ解体できなかった。さらに、解体後の鋼管柱は、ガス等により切断されているために、そのままリユースすることは困難であった。

このような課題を解決するために、下節柱の内部側に予め接合板を溶接し、この接合板と上節柱とを高力ボルトにより締結することにより、上節柱と下節柱とを接合した鋼管柱が提案されている（たとえば、特許文献１参照）

特開２００４−２８５８１６号公報

しかしながら、予め下節柱の内部側に接合板を溶接しなければならない等の施工の煩雑さが嫌われ、実用化に至っていなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、鋼構造建物の施工現場において、下節柱と上節柱とを溶接によらなくても、簡易かつ容易に、下節柱と上節柱とを強固に接合した鋼管柱を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、下節柱から上節柱の内部に延在した内部柱の外周に設けた凸部と、複数に分割可能であって、上節柱の下端部に上節柱の径外方向に取り外し可能に取り付け、上節柱の径内方向に延在したリングプレートと、前記凸部と前記リングプレートとの間に打設し、前記凸部と前記リングプレートとの間に抵抗力が作用するモルタルとを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、請求項１において、前記リングプレートは、前記上節柱の径内方向に向けて漸次薄くなるように、傾斜したことを特徴とする。

また、本発明は、請求項１において、下節柱の内部に設けたプレートに前記内部柱を移動可能に載置したことを特徴とする。

本発明にかかる鋼管柱は、下節柱から上節柱の内部に延在した内部柱の外周に設けた凸部と、複数に分割可能であって、上節柱の下端部に上節柱の径外方向に取り外し可能に取り付け、上節柱の径内方向に延在したリングプレートと、凸部とリングプレートとの間に打設し、凸部とリングプレートとの間に抵抗力が作用するモルタルとを備えたので、溶接によらなくても下節柱と上節柱とを強固に接合した鋼管柱を提供できる。

以下に、本発明にかかる鋼管柱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は本発明の実施例１にかかる鋼管柱を示す模式図、図２は図１に示した鋼管柱の分解模式図、図３は図１に示したリングプレートの接合を説明する模式図、図４は図１に示した鋼管柱の力学メカニズムを示した模式図である。

本発明の実施例１にかかる鋼管柱１は、図１および図２に示すように、下節柱２から上節柱３の内部に延在した内部柱４の外周に設けた凸部４ａと、上節柱３の下端部に取り付け、上節柱３の径内方向に延在したリングプレート５と、凸部４ａとリングプレート５との間に打設したモルタル６とを備えている。

下節柱２は、角形の鋼管であって、上端にプレート７が溶接してあり、上側開口をプレート７により閉塞してある。プレート７の上面には、内部柱４が溶接してある。

内部柱４は、外形が矩形形状の鋼管である。内部柱４の開口縁部の外周面には鉄筋が溶接してあり、この鉄筋は内部柱４の外周に設けた凸部４ａとなる。

上節柱３は、下節柱２と同一の諸元を有する角形の鋼管であって、内部に上述した内部柱４を収容可能である。そして、上節柱３の内部に内部柱４を収容した場合に、内部柱４と上節柱３との間にモルタル６の打設を可能とする打設孔３ａが形成してある。また、図３に示すように、上節柱３の下端部には、高力ボルト８によって、リングプレート５が取り付けてある。具体的には、高力ボルト８がリングプレート５に設けた貫通孔５ａを貫通した後、上節柱３に設けたボルト穴３ｂに螺合することにより、取り付けてある。

リングプレート５は、上節柱３の外周から径内方向に延在する枠であって、図３に示すように、断面がＬ字状を呈している。このリングプレート５は、上節柱３から水平方向に取り外し可能となるように、分割してある（本実施例では４つに分割してある）。なお、リングプレート５は、径内方向に水平に延在するものであれば足りるが、取り外しを容易にするべく、径内方向に向けて漸次薄くなるように、傾斜していることが好ましい。

内部柱４と、内部柱４を収容した上節柱３との間には、モルタル６が打設してある。したがって、内部柱４の凸部４ａとリングプレート５との間にもモルタル６が打設してあることになる。

上述した鋼管柱１は、内部柱４を上節柱３が収容するように下節柱２と上節柱３とをメタルタッチさせた後、上節柱３の打設孔３ａから内部柱４と上節柱３との間にモルタル６を打設することにより、構築される。

このように構築した鋼管柱１によれば、図４に示すように、下節柱２と上節柱３とが離反する方向に外力が作用した場合に、内部柱４の凸部４ａとリングプレート５との間に打設したモルタル６に圧縮力（抵抗力）が作用することになる。

一方、このように構築した鋼管柱１を解体する場合には、リングプレート５を水平方向に引き抜いた後に、上節柱３を引き抜けばよい。すると、内部柱４と上節柱３との間に打設したモルタル６が露出するので、モルタル６を除去すれば、鋼管柱１の解体が完了する。このように解体した下節柱２と上節柱３とは、溶断等による損傷が生じていないので、そのままリユース可能である。

上述した実施例１にかかる鋼管柱１は、鋼構造建物の施工現場において、溶接作業をする必要がなく、下節柱２と上節柱３とをメタルタッチさせた後にモルタル６を打設すれば完成するので、鋼管柱１を簡易かつ容易に施工できる。また、鋼管柱１の解体もリングプレート５を引き抜いた後に上節柱３を引き抜けば解体できるので、解体性も良好である。さらに、解体した下節柱２と上節柱３とは損傷が生じていないので、そのままリユースできる。

なお、上述した実施例１にかかる下節柱２と上節柱３は、角形の鋼管により構成したが、角形の鋼管により限られるものではなく、円形の鋼管も適用可能である。また、内部柱４についても、角形の鋼管に限られるものではなく、円形の鋼管も適用可能である。さらに、下節柱２と上節柱３とを角形の鋼管により構成し、内部柱４を円形の鋼管により構成してもよく、下節柱２と上節柱３とを円形の鋼管により構成し、内部柱４を角形の鋼管により構成してもよい。

また、内部柱４の凸部４ａは、内部柱４に鉄筋を溶接することにより形成したが、鉄筋に限られるものではなく、フラットバー（平鋼）等を溶接することにより形成してもよい。

図５は本発明の実施例２にかかる鋼管柱を示す模式図、図６は図５に示した鋼管柱の分解模式図、図７は図５に示したリングプレートの接合を説明する模式図、図８は図５に示した鋼管柱の力学メカニズムを示した模式図である。

本発明の実施例２にかかる鋼管柱１１は、図４および図５に示すように、下節柱１２から上節柱１３の内部に延在した内部柱１４の外周に設けた凸部１４ａ，１４ｂと、上節柱１３の下端部に取り付け、上節柱１３の径内方向に延在したリングプレート１５と、凸部１４ａ，１４ｂとリングプレート１５との間に打設したモルタル１６とを備えている。

下節柱１２は、角形の鋼管であって、内部にプレート１７が溶接してあり、内部をプレート１７により閉塞してある。プレート１７の上面には、内部柱１４が配設してある。なお、内部柱１４は、プレート１７の上面に溶接してあってもよいが、溶接することなく載置しただけであってもよい。

内部柱１４は、外形が矩形形状の鋼管である。内部柱１４の両端開口縁部の外周には鉄筋が溶接してある。この鉄筋は内部柱の外周に設けた凸部１４ａ，１４ｂとなる。

上節柱１３は、下節柱１２と同一の諸元を有する角形の鋼管であって、内部に上述した内部柱１４を収容可能である。そして、上節柱１３の内部に内部柱１４を収容した場合に、内部柱１４と下節柱１２および上節柱１３との間にモルタル１６の打設を可能とする打設孔１３ａが形成してある。また、図７に示すように、下節柱１２の上端部と上節柱１３の下端部とには、高力ボルト１８によって、リングプレート１５が取り付けてある。具体的には、高力ボルト１８がリングプレート１５に設けた貫通孔１５ａを貫通した後、下節柱１２と上節柱１３のそれぞれに設けたボルト穴１２ａ，１３ａに螺合することにより、取り付けてある。

リングプレート１５は、下節柱１２および上節柱１３の外周から径内方向に延在する枠であって、図７に示すように断面がＴ字状を呈している。このリングプレート１５は、下節柱１２および上節柱１３から水平方向に取り外し可能となるように、分割してある（本実施例では４つに分割してある）。なお、リングプレート１５は、径内方向に水平に延在するものであれば足りるが、取り外しを容易にするべく、径内方向に向けて漸次薄くなるように、傾斜していることが好ましい。

内部柱１４と下節柱１２および上節柱１３との間には、モルタル１６が打設してある。したがって、内部柱１４の凸部１４ａ，１４ｂとリングプレート１５との間にもモルタル１６が打設してあることになる。

上述した鋼管柱１１は、内部柱１４を上節柱１３が収容するように、下節柱１２と上節柱１３とをリングプレート１５により接合した後、上節柱１３の打設孔１３ａから内部柱１４と下節柱１２および上節柱１３との間にモルタル１６を打設することにより、構築される。

このように構築した鋼管柱１１によれば、図８に示すように、下節柱１２と上節柱１３とが離反する方向に外力が作用した場合に、リングプレート１５と内部柱に溶接した凸部１４ａ，１４ｂとにより、内部柱１４と下節柱１２および上節柱１３との間に打設したモルタル１６に圧縮力（抵抗力）が作用することになる。

一方、このように構築した鋼管柱１１を解体する場合には、リングプレート１５を取り外した後に、上節柱１３を引き抜けばよい。すると、内部柱１４と下節柱１２および上節柱１３との間に打設したモルタル１６が露出するので、その後モルタル１６を除去すれば鋼管柱１１の解体が終了する。このように解体した下節柱１２と上節柱１３とは、溶断等による損傷が生じていないので、そのままリユース可能である。

上述した実施例２にかかる鋼管柱１１は、鋼構造建物の施工現場において、溶接作業をする必要がなく、下節柱１２と上節柱１３とをリングプレート１５によって接合した後にモルタル１６を打設すれば完成するので、鋼管柱１１を簡易かつ容易に施工できる。また、鋼管柱１１の解体もリングプレート１５を取り外した後に上節柱１３を引き抜けば解体できるので、解体性も良好である。さらに、解体した下節柱１２と上節柱１３とは損傷が生じていないので、そのままリユースできる。

なお、上述した実施例２にかかる下節柱１２と上節柱１３は、角形の鋼管により構成したが、角形の鋼管により限られるものではなく、円形の鋼管も適用可能である。また、内部柱１４についても、角形の鋼管に限られるものではなく、円形の鋼管も適用可能である。さらに、下節柱１２と上節柱１３とを角形の鋼管により構成し、内部柱１４を円形の鋼管により構成してもよく、下節柱１２と上節柱１３を円形の鋼管により構成し、内部柱１４を角形の鋼管により構成してもよい。

また、内部柱１４の凸部１４ａ，１４ｂは、内部柱１４に鉄筋を溶接することにより形成したが、鉄筋に限られるものではなく、フラットバー（平鋼）等を溶接することにより形成してもよい。

以上のように、本発明にかかる鋼管柱および鋼管柱の接合工法は、鋼構造建物に有用であり、特に、施工性、解体性を考慮した鋼構造建物に適している。

本発明の実施例１にかかる鋼管柱を示す模式図である。図１に示した鋼管柱の分解模式図である。図１に示したリングプレートの接合を説明する模式図である。図１に示した鋼管柱の力学メカニズムを示した模式図である。本発明の実施例２にかかる鋼管柱を示す模式図である。図５に示した鋼管柱の分解模式図である。図５に示したリングプレートの接合を説明する模式図である。図５に示した鋼管柱の力学メカニズムを示した模式図である。

符号の説明

１鋼管柱
２下節柱
３上節柱
３ａ打設孔
３ｂボルト穴
４内部柱
４ａ凸部
５リングプレート
５ａ貫通孔
６モルタル
７プレート
８高力ボルト
１１鋼管柱
１２ａ，１３ａボルト穴
１２下節柱
１３上節柱
１３ａ打設孔
１４内部柱
１４ａ，１４ｂ凸部
１５リングプレート
１５ａ貫通孔
１６モルタル
１７プレート
１８高力ボルト

Claims

下節柱から上節柱の内部に延在した内部柱の外周に設けた凸部と、
複数に分割可能であって、上節柱の下端部に上節柱の径外方向に取り外し可能に取り付け、上節柱の径内方向に延在したリングプレートと、
前記凸部と前記リングプレートとの間に打設し、前記凸部と前記リングプレートとの間に抵抗力が作用するモルタルと
を備えたことを特徴とする鋼管柱。
前記リングプレートは、前記上節柱の径内方向に向けて漸次薄くなるように、傾斜したことを特徴とする請求項１に記載の鋼管柱。
下節柱の内部に設けたプレートに前記内部柱を移動可能に載置したことを特徴とする請求項１に記載の鋼管柱。