JPH01125439A - 柱と梁との接合部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、柱と梁との接合部構造に係わり、具体的に
は充填鋼管コンクリート柱と鉄筋コンクリート構造の梁
との接合部構造に関する。

「従来の技術およびその問題点」 コンクリートが鋼管内部に充填されて構成されるいわゆ
る充填鋼管コンクリート柱は、これに軸力が作用すると
、コンクリートの径方向への膨張を鋼管がその外周から
拘束することでコンクリートを締め付ける、いわゆるコ
ンファインド効果によりその圧縮耐力が著しく向上され
た柱であり、同一耐力においてはその断面積が小さくて
済む、という利点を持っている。従って、この充填鋼管
コンクリート柱には、１００階以１二の超高層鉄筋コン
クリート建築物を実現しうる建築用構造部材としての期
待が寄せられている。

従って、充填鋼管コンクリート柱は以上のような効果を
期待するものであるから、これに接合される梁等−から
受ける曲げモーメント等の力を柱へとスムースに伝達さ
せる必要がある。このような課題を満足すべく供用され
ている柱と梁との接合部の構造としては、鋼管内面に支
圧板を配すると共にこの支圧板を鉄骨梁に接続したよう
な構造や、梁を鉄筋コンクリート造としてその梁筋を鋼
管内を貫通させたような構造や、あるいは接合部付近の
鋼管内面に多数のスタンドボルトを植設したような構造
があるが、いずれも力の伝達や施工能率、工費等の而で
問題があった。

この発明は、前記問題点に鑑みてなされたもので、簡易
な構成により施工能率の向上を図りうると共に、梁から
柱への力の伝達も明確にしうる柱と梁との接合部構造の
提供を目的としている。

１問題点を解決するための手段」 そこでこの発明は、コンクリートが鋼管内部に充填され
た一対の充填鋼管コンクリ−Ｉ・柱体を鉄筋コンクリー
ト構造の梁を挾んで」−下に配置すると共に、これら充
填鋼管コンクリート柱体間に前記鉄筋コンクリート梁を
貫通して接続筋を配設し、かつ、前記充填鋼管コンクリ
ート柱体の鋼管端部を前記鉄筋コンクリート梁から離間
させて配置したような柱と梁との接合部構造を構成して
、前記問題点を解決している。

ここで、前記鋼管とコンクリートとの間にはこれらの間
の付着力を減少させるアンボンド層を形成しておくこと
が望ましい。また、前記接続筋（Ｊ前記鋼管中に少なく
とも鋼管外径の略２倍の長さだけ埋設しておくことも望
ましい。

「実施例」 以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図ないし第２図は、この発明の一実施例である柱と
梁との接合部構造を示す図である。これら図において、
符号Ｉは建築物の高さ方向に立設された充填鋼管コンク
リート柱（以下、単に「柱」と称する）、符号２は柱・
梁接合部Ｃにおいてこの柱１を貫通ずるように接合され
た鉄筋コンクリート構造の梁（以下、単に「粱」と称す
る）である。

＝３− 前記柱１は、梁２をその上下から挾むようにして配置さ
れた柱体３．３、・がその軸方向に複数本連設されて構
成されている。この柱体３は、コンクリート４が鋼管５
内部に充填された、いわゆる充填鋼管コンクリート構造
の柱体である。また、鋼管５内面には、これとコンクリ
ート４との付着力を減少させるための分離材（アンボン
ド層）６が塗布されている。この分離材６としては、パ
ラフィン、アスファルト、オイル、グリース、ワセリン
等が好適に用いられる。

一方、前記粱２は断面長方形に形成されており、コンク
リート７中に複数本の梁主筋８が梁２の長手方向に延在
されて埋設され、さらにこれら梁主筋８外周に肋（あば
ら）筋９が巻回されて構成されている。この実施例では
、１対の梁２が前記柱１の接合部Ｃにおいて互いに直角
に交叉した状態で一体化され、かつ、これら梁２のコン
クリート７と前記柱体３のコンクリート４とが一体化し
て形成されることで、粱２が接合部Ｃにおいて柱１に接
合されている。

そして、前記梁２の交叉部、すなわち接合部Ｃにおいて
この梁２を挾むようにして上下に配置された１対の柱体
３間には、接続筋１０か梁２を」−下方向に貫通して複
数本配設されている。この接続筋１０は、第２図に示す
ように、鋼管４の周方向に間隔を置いてコンクリート５
内に埋設されている。接続筋１０の本数は、萌記梁２か
ら伝達される曲げモーメント等の力に耐えうるように適
宜選択されている。また、接続筋１０は前記梁２中にお
いてその梁主筋８に接続されていると共に、その両端部
において鋼管４中に長さしだけ埋設されており、この埋
設長さＩ、は鋼管４外径りの少なくとも略２倍の長さで
あることが望ましい。なお、符号１．１は接続筋１０外
周に巻回された帯筋である。この帯筋１１は剪断補強の
為に通常の柱主筋外周に巻回されるフープ筋の如き作用
をするものではなく、単に接続筋ＩＯの形状を保持する
為にその外周に巻回された鉄筋である。ずなわち、柱１
に作用する剪断力は鋼管４で十分対応できるからである
。

また、前記梁２が接合部Ｃにおいて柱１に接合された状
態で、前記鋼管４の両端部４ａはこの梁２上面あるいは
下面からそれぞれ所定距離離間されており、こ力、によ
り鋼管端部４ａと梁２上面あるいは下面との間にスリッ
ト１２が各々形成されている。

以上のような構成の柱１及び梁２は任意の工程により構
築されるが、−例として、上端の接続筋ＩＯが埋設され
る部分のコンクリート５打設を残して下階までの柱体３
を構築した後、接続筋１０、帯筋１１及び梁主筋８、肋
筋９を互いに連結して一体に配設し、さらに、分離材６
が内面？こ塗布された鋼管４を接続筋１０」二部に建て
込むと共に梁主筋８周囲に梁型枠を設置した後、鋼管４
上端から内部にコンクリートを流し込むことで、粱２の
コンクリート７及び柱体３のコンクリート５を一体に打
設する。この際、梁型枠と鋼管端部４　ａとの間にスペ
ーサ等を介在させておくことで、梁２と銅管４との間に
スリット１２を形成する。以上の工程を繰り返ずことで
柱１及び粱２を構築することができる。

次に、このような構成の柱ｌと粱２との接合部Ｃ周辺で
の応力伝達作用について、第３図ないし第７図を参照し
て説明する。

第３図のように、円筒２０内部に支持点２】、２２を有
する剛体２３がその上端から挿入され、この剛体２３上
端部に曲げモーメントＭが作用すると、第４図に示すよ
うな連続梁の法則に従って曲げモーメントＭが円筒２０
に伝達されろ。この際、第４図に示すように支持点２１
．２２には反力Ｒがそれぞれ生じる。

以」二連へた原理を利用すると、柱］に接合部Ｃを介し
て粱２から曲げモーメントＭが伝達されると、接続筋（
前述の議論で剛体２３に相当する）１０の始点と終点に
第５図ないし第７図に示すような支圧力Ｆが発生ずる。

この支圧力Ｆは柱１の鋼管４の円周方向引張抵抗で支持
されるので、前記接続筋ＩＯの始点と終点はそれぞれ前
述の支持点２＋、２２となり、これにより、第４図に示
すような連続梁の法則が成立することて、曲げモーメン
トＭが柱１に有効に伝達される。

従って、この実施例の柱ｌと梁２との接合部Ｃの構造に
よれば、従前の如く曲げモーメント等の力の伝達のため
に支圧板やスタッドボルト等を接合部に設げる必要がな
いので、構造的に極めて簡易なものとなり、施工能率の
向上及び工費の削減が可能となる。そして、構造的に極
めて簡易なものでありながら、梁２から柱１への力の伝
達が明確とされ、よって、柱１が本来有する圧縮耐力を
十分に発揮させることができ、前述の超高層鉄筋コンク
リート建築物に用いられて好適な柱１及びこれに梁２が
接合される接合部Ｃの構造を実現することかできろ。

また、鋼管端部４ａには粱２との間にスリットＩ２が形
成されているので、この鋼管端部４．　ａが梁２に拘束
されず、これにより、鋼管４に大きな軸力が作用した際
にその端部において局部座屈が発生ずるおそれがなくな
る。

なお、柱１に引張軸力が作用する際には、柱１の長手方
向１こ連続する引張鉄筋を接続筋ｊｏ七は別に鋼管４内
部に配設するか、あるいは前記接続筋１０を上下方向に
延出させて互いに接合し、接続筋１０を柱Ｉの長手方向
に連ねても良い。しかしながら、引張軸ノコに対して些
程考慮する必要のない場合、使用材料及び労務の削減と
いう観点からすれば、接続筋１０は前記接合部Ｃ上下の
みに配設されることが望ましく、さらに言えばその鉄筋
長ができるだけ短いことが望ましい。

この発明においては、接続筋１０の埋設長さしは鋼管４
外径りの２倍程度で十分であることが、本発明者等の検
３・ｊ結果により明らかになっている。

以下、第８図を参照してこの検討結果について説明する
。

第８図に示すような充填鋼管コンクリート柱（鋼管φ２
１８ｍｍｘＱ１．０８θｍｍ、厚さｔｓ＝３．２ｍｍ、
鉄筋Ｄ］ＯＸ＋！１７、コンクリート強度Ｆｃ＝３９５
ｋｇｆ／ａｍ２）の両端に逆対称の曲げモーメンｌ−Ｍ
　＝３、／θｔｌ”ｍを加えた際に、鋼管に作用する曲
げモーメントＭＳは第８図に示すような結果となった。

ここに、実線は理論値、点線は実験値であり、曲げモー
メントの測定点間の距離は、図中Ａ点〜Ｄ点及びＨ点〜
に点間が各７．ｆｆｍｍ、Ｄ点〜Ｈ点間が各ＩＥＯｍｍ
である。第８図に見るように、鋼管の曲げモーメン）Ｍ
ｓは鋼管端部から鋼管外径の略２倍だけ内側に向かった
点（図中り、Ｈ点）付近において最大点となり、すなわ
ちこの点が前述の支持点２２に相当することが理解でき
る。これにより、粱２から柱１への曲げモーメント伝達
という面から見れば、Ｄ点〜Ｈ点間の鉄筋は、その点に
おいて鋼管が外力モーメントに対して十分に抵抗できれ
ば不要となる。

従って、以上示したように、前記接続筋１０は、その埋
設長さＬが鋼管４外径りの略２倍だけ鋼管４内に埋設さ
れていれば、梁２からの力を有効に柱１の鋼管４に伝達
することができる。よって、柱体３全体に接続筋を配設
するような場合に比して、使用材料や労務の削減を大い
に図ることができる。

なお、この発明の柱と梁との接合部構造は、その細部が
前記実施例に限定されず、種々の変形例が可能である。

−例として、前記柱体３はいイつゆるアンボンド型の柱
体であったが、前記分離材６を設けずにボンド型の柱体
としても良いことは勿論である。

さらに言えば、鋼管４に加わる曲げモーメントを柱脚の
基礎あるいは基礎梁に伝達するような際にも、この発明
の柱と梁との接合部構造を使用すれば、従来の如く鋼管
内面にノベル等の力伝達用部材を設けなくても、この曲
げモーメントを明確に基礎等に伝達させることが可能と
なる。これとは逆に、柱脚外周に板巻コンクリートを打
設する際にも、前述の如く鋼管に加わる曲げモーメント
の最大値が鋼管外径りの略２倍付近に現れることより、
根巻高さは２Ｄ程度で十分となるため、使用材料、労務
共に削減することができる。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明の柱と梁との接合
部構造によれば、梁から伝達される曲げモーメント等の
力が接続筋からの支圧力に対する柱体鋼管の円周方向引
張抵抗により支持され、これにより前記鉛直力が柱に有
効に伝達される。従って、従前の如く力の伝達のために
支圧板やスタッドボルト等を接合部に設ける必要がない
ので、構造的に極めて簡易なものとなり、施工能率の向
上及び工費の削減が可能となる。よって、この発明によ
れば、簡易な構成により施工能率の向上を図りうると共
に、梁から柱への力の伝達も明確にしうる柱と梁との接
合部構造を実現することができる。

また、柱体の鋼管端部は梁から離間されて配置されてい
るので、この鋼管端部が梁に拘束されず、これにより、
鋼管に大きな軸力が作用した際にその端部において局部
座屈が発生するおそれがなくなるという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図はこの発明の一実施例である柱と梁
との接合部構造を示す図であって、第１図は要部を切欠
して示した正面図、第２図は第１図のｎ−ｎ’線に沿う
矢視断面図、第３図ないし第７図はこの発明の詳細な説
明するための図、第８図は充填鋼管コンクリート柱の鋼
管に加わる曲げモーメントの関係を示す図である。 Ｃ・・・・・接合部、 １・　・・充填鋼管コンクリート柱、２　・・・鉄筋コ
ンクリート粱、３・・・柱体、４　・・鋼管、４ａ−端
部、５・・・・コンクリート、６・・・・分離材（アン
ボンド層）、ｌＯ・・・・接続筋。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）コンクリートが鋼管内部に充填された一対の充填
   鋼管コンクリート柱体が鉄筋コンクリート構造の梁を挾
   んで上下に配置されていると共に、これら充填鋼管コン
   クリート柱体間には前記鉄筋コンクリート梁を貫通して
   接続筋が配設され、かつ、前記充填鋼管コンクリート柱
   体の鋼管端部は前記鉄筋コンクリート梁から離間されて
   配置されていることを特徴とする柱と梁との接合部構造
   。
2. （２）前記鋼管とコンクリートとの間にはこれらの間の
   付着力を減少させるアンボンド層が形成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の柱と梁との接
   合部構造。
3. （３）前記接続筋は前記鋼管中に少なくとも鋼管外径の
   略２倍の長さだけ埋設されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の柱と梁との接合部構
   造。