JPH01315534A - アンボンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱構造 - 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」 本発明は、建築物の柱に鋼管の内面にコンクリートを遠
心力成形すると共に、鋼管とコンクリートとの間に分離
材を設けることにより製作されるアンボンド型のプレキ
ャスト鋼管コンクリートを用いたアンボンド型プレキャ
スト鋼管コンクリート柱構造に関するものである。

「従来の技術」 従来のこの種のプレキャスト鋼管コンクリート柱構造と
しては、鋼管の内周面に均一な厚さのコンクリートをラ
イニングしたプレキャスト鋼管コンクリートの設定され
た階高となる位置に、梁接続部（ブラケット）を溶接に
より仕口部分を設けておき、これらのプレキャスト鋼管
コンクリート柱を所定の本数建込むと共に、これらの上
下端部同士を長平方向に鋼管部分を溶接接続した後、該
プレキャスト鋼管コンクリート柱の仕口部分に梁を接続
するようにしたものが知られている。

「発明が解決しようとする課題」 ところが、前記従来のプレキャスト鋼管コンクリート柱
構造にあっては、鋼管柱の内周面にコンクリートがライ
ニングされているため、プレキャスト鋼管コンクリート
を建込んで接続する際に、鋼管柱の両端部付近のコンク
リートが溶接熱によって劣化する虞があり、かつ現場で
の品質管理と施工の手間がかかり、施工が難しいことに
加えて工期の確保が困難であり、また、外側の鋼管から
ライニングコンクリートの内部の充填コンクリートに伝
達される荷重が、ライニングコンクリートと充填コンク
リートとの付着力のみに依存しているため、梁から鋼管
に作用する軸方向の荷重がライニングコンクリートの内
部の充填コンクリートに確実に伝達されない虞があるこ
と等の問題点があった。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、プレキャ
スト鋼管コンクリートの長手方向の接続を行う際に、溶
接熱によって内部のコンクリートを劣化させることなく
、し、かも、現場での品質管理と施工の手間をなくシ、
容易に接続することができると共に、鋼管の長手方向の
荷重を確実にライニングコンクリートの内部の充填コン
クリートに伝達することができ、さらに従来のプレキャ
スト鋼管コンクリート柱に比べて格段に大きな圧縮耐力
を有するアンボンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱
構造を堤供するこを目的としている。

「課題を解決するための手段」 この発明は、前記目的を達成するために、鋼管の内周面
に遠心力によってライニングコンクリートが形成され、
かつ該鋼管の上端部には第１貫通孔が形成された粱仕ロ
フランジ兼用の上部継手板を設けると共に、下端部には
中心部に第２貫通孔が形成されかつ上記上部継手板と接
続部材によって接続される下部継手板が設けられ、上記
第１貫通孔及び第２貫通孔は上記ライニングコンクリー
トの内径と略同径に形成され、さらに、上記鋼管とライ
ニングコンクリートとの間にはこれらの付着を防止する
ための分離材が設けられ、かつまた鋼管の所定の場所に
は鋼管の軸方向の変形を吸収する変形吸収部が形成され
た構成となっている。

また、鋼管の内部に充填コンクリートを設ける場合には
、上記第１貫通孔または第２貫通孔の内の少なくとも一
方を、ライニングコンクリートの内径より小径に形成す
るようにする。

「作用」 本発明のプレキャスト鋼管コンクリート柱構造にあって
は、下方に建て込まれたプレキャスト鋼管コンクリート
柱の上部に、上方のプレキャスト鋼管コンクリートを建
て込むと共に、これらに設けられた上部継手板と下部継
手板とをボルト等の接続部材によって連結するだけで、
プレキャスト鋼管コンクリートを所定の階高に接続する
ことができる。まな、プレキャスト鋼管コンクリート柱
の内部に充填コンクリートを設ける場合には、上部継手
板まかば下部継手板の少なくとも一方が鋼管の内部に打
設された充填コンクリートを押圧するため、梁から鋼管
に作用する軸方向の剪断力を確実に内部の充填コンクリ
ートに伝達することができる。さらに、鋼管とライニン
グコンクリートとの間には分離材が設けられていると共
に、鋼管には該鋼管が軸方向に変形するのを吸収するた
めの変形吸収部が形成されているため、各階の梁部材か
ら鋼管に伝達された軸力は、上記上部継手板または下部
継手板によって直接的に内部のライニングコンクリート
及び打設コンクリートの相方に伝達されて、該ライニン
グコンクリート及び打設コンクリートの相方の圧縮耐力
によって支持されるとともに、外側の鋼管はライニング
コンクリートに拘束されることがなく、そのため鋼管に
は軸応力が発生するこがないので、内部のコンクリート
が周方向に膨らむのを拘束するための周心力のみを負担
させることが可能となる。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
１図、第２図は、本発明のアンボンド型プレキャスト鋼
管コンクリート柱構造の一実施例を示すものである。

図中符号ｌは３階層分の長さを有するアンボンド型プレ
キャスト鋼管コンクリート往であり、該アンボンド型プ
レキャスト鋼管コンクリート柱！の鋼管２の内周面には
遠心力によってコンクリートライニング３が形成されて
おり、鋼管２の上端部には、仕口部４が形成されている
う該仕口部４は、鋼管２の上端部に固定された梁との接
続板５と、この接続板５の上部に軸心を鋼管２の軸心と
同一にして固定され、かつ外径が鋼管２より大径とされ
た外管６と、この外管６の上部に上記接続板５と平行に
設けられ、かつ中心部に上記コンクリートライニング３
の内径と略同径の第１貫通孔７が形成された上部継手板
８とからなっており、接続Ｆｉ５と上部継手板８との間
にはウェブ８ａが設けられている。

上記接続板５は、本実施例においては、四方向の梁９．
９．・・と接続されるように、平面十字状に接続部５ａ
が形成されている。また、上部継手板８は、第２図に示
すように、上記接続板５と同様に各接続部８　ｂ、　８
　ｂ、・・が平面十字状に形成されていると共に、所定
の場所には、後述する下部継手板１１との接続用のボル
ト穴が形成されている。

鋼管２の下端部には、中心部に第１貫通孔７Ｏが形成さ
れ、かつ上部継手板８と接続される下部継手板１１が設
けられ、該下部継手板１１は上記鋼管２の下端部に摺動
自在に嵌合された所定長さの接続管２ａの下面に固定さ
れることにより変形吸収部Ａを構成しており、該変形吸
収部Ａによって鋼管２の下端部が力学的に自由な状態と
され、鋼管２に上階から累積された軸応力が発生するの
を防止するようにしている。そして、仕口部４の上部継
手板８は、その上部に配される柱の下部継手板１１とボ
ルト・ナツトからなる接続部４４１３によって連結され
ていると共に、仕口部４は継手板１４，１４．・・・を
介してボルト・ナツト１５゜＋５．・・・により梁９，
９．・・・と接続されている。

さらに、上記鋼管２とライニングコンクリート３との間
に（ネ、鋼管２とライニングコンクリート３との付着を
防止するためのアスファルト、グリス、パラフィン等の
分離１１Ｂが設けてあり、ライニングコンクリート３の
内部には、その長手方向に沿って延在すると共に、両端
部が仕口部４の上部継手板８と変形吸収部への接続管２
ａとに溶接された補強用の鉄筋Ｃが、鋼管２の周方向に
複数本配設された構成となっている。

つぎに、上記のように構成された本実施例のアンボンド
型プレキャスト鋼管コンクリート柱構造の施工方法につ
いて、その作用とともに説明する。

（ｉ）　　まず、鋼管２の上部に接続板５、外管６、上
部継手板６を所定の形状に溶接して仕口部４を形成する
と共に、鋼管２の下端部には下部継手板１１が固定され
た接続管２ａを鋼管２と摺動可能に嵌合させる。また、
鋼管２及び仕口部４の内側には、分離材Ｂを塗布してお
くと共に、鋼管２の内側には両端部が上記上部継手板８
と接続管２ａとに溶接された鉄筋Ｃを、ライニングコン
クリートに埋設される位置に周方向に複数本配設してお
く。そして、仕口部４の上部継手板８のボルト穴には内
側からボルト１３，１３．・・・を挿通しておき、該ボ
ルト１３，１３．・・・の先端がその上部に建て込むプ
レキャスト鋼管コンクリート柱の下部継手板１１のボル
ト穴に挿通されるように取り付けておく。

（ｉｉ）　　つぎに、上記のように仕口部４、変形吸収
部Ａ、分離材Ｂ１鉄筋Ｃ及び接続部材１３が設けられた
鋼管２を遠心機（図示せず）にセットすると共に、鋼管
２の内部にコンクリート３を配した状部で、遠心機を作
動させて鋼管１を回転させることにより、鋼管１の内側
に均一な厚さのコンクリート３をライニングしてアンボ
ンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱１を製作する。

（ｉｉｉ）　　つぎに、内部にコンクリートがライニン
グされたアンボンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱
ｌを、現場において所定の階高となるように建込んで、
該アンボンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱！の仕
口部４の接続板５及び上部継手板８に所定の方法により
梁９．９．・・を接続する。

（ｉｖ）　　つぎに、上記アンボンド型プレキャスト鋼
管コンクリート柱１は、３階層分の階高となっているた
め、その途中の仕口部４となる場所には、２階層分の粱
９，９．・・・を接続する。

（ｖ）つぎに、前記のように構成されたアンボンド型プ
レキャスト鋼管コンクリート柱ｌの内部にトレミー管等
を用いて現場打ちのコンクリート１２を充填し、充填コ
ンクリート１２が硬化した後には、打設天端となるアン
ボンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱の仕口部４の
上部に発生するノロ（レイタンス）を除去すると共に、
その除去部分には充填するコンクリートの強度と同等以
上に配合設計されたモルタル１６をやや多口に盛りあげ
て充填し、ついで、その上部に他のアンボンド型プレキ
ャスト鋼管コンクリートｌを建て込む。

そのため、充填されたモルタル１６は、その余分な量が
下部継手板１１の第２貫通孔１０内へ流出することとな
るので、下方のアンボンド型プレキャスト鋼管コンクリ
ート柱ｌの仕口部４には、良質のコンクリートが密実に
充填され、空隙等が生じることがない。　また、アンボ
ンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱ｌを建て込む際
には、下方のアンボンド型プレキャスト鋼管コンクリー
ト柱１の上部継手板８の上部に突出するボルト１３を、
上方のアンボンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱の
下部継手板１１のボルト穴に挿通させてナツトを螺合さ
せることにより行う。

以下、上記の（ｉｉｉ）〜（ｖ）工程を繰り返すことに
より、建築物を構築していく。

このように、本実施例のアンボンド型プレキャスト鋼管
コンクリート柱構造は、下方に建て込まれたアンボンド
型プレキャスト鋼管コンクリート柱ｌの上部に、上方の
アンボンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱ｌを建て
込むと共に、下方のアンボンド型プレキャスト鋼管コン
クリート柱ｌの梁仕口兼用の上部継手板７と上方のアン
ボンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱１の下部継手
板１１とをボルト・ナツト１３によって連結するだけで
、アンボンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱を容易
に所定の階高に接続組立てることができる。また、上部
継手板７がライニングコンクリート３を押圧すると共に
、下部継手板！１が鋼管２の内部に打設された充填コン
クリート１２を押圧するため、梁９，９．・・から鋼管
２に作用する軸方向の剪断力を確実に内部のコンクリー
ト３゜１２に伝達することができる。さらに、仕口部４
にはコンクリートをライニングする前に予め、接続板５
と上部継手板８とが設けられているため、梁９またはそ
のブラケット部材をコンクリートライニングが形成され
た鋼管２に直接溶接する必要がなく、仕口部４のライニ
ングコンクリート３に高温の溶接熱が伝わってコンクリ
ートを劣化させるようなことがない。

また、鋼管２とライニングコンクリート３との間には分
離材Ｂが設けられているため、各階の梁部材９から鋼管
２に伝達された軸力は、下部継手板８によって直接的に
内部のライニングコンクリート３及び打設コンクリート
１２に伝達されて、ライニングコンクリート３及び充填
コンクリート１２の圧縮耐力によって支持されるととも
に、鋼管２には鋼管２の軸方向の変形を吸収するための
変形吸収部へが形成されているため、外側の鋼管２はラ
イニングコンクリート３に拘束されることがなく、鋼管
２には軸応力が発生することなく、その分、コンクリー
トが周方向に膨らむのを拘束するための鋼管２の周方向
応力耐力が著しく増大する。これによって、このアンボ
ンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱は、格段に高い
圧縮耐力を有したものとなる。さらに、本実施例におい
ては、仕口部４が鋼管２より大径の鋼管６によって構成
されているため、複雑な力が作用する仕口部４を一層強
固なものとすることができる。

したがって、本実施例のアンボンド型プレキャスト鋼管
コンクリート柱構造は高層建築物の低階層部分に使用し
て好適なものとなっている。

なお、上記実施例においては、上部継手板８の第１貫通
孔７をライニングコンクリート３の内径と略同径に形成
し、下部継手板１１の第２貫通孔１０をライニングコン
クリート３の内径より小さな径としたが、これに限られ
ることなく、第１貫通孔７をコンクリートライニングの
内径より小さく形成してもよく、また第１．第２１９通
孔の両方をコンクリートライニングの内径より、小さく
形成するようにしてもよい。その場合の、上部継手板８
及び下部継手板ＩＩの作用は、上記実施例と同様である
。

また、上記実施例の変形例として、工期が短く、強度的
に問題がない場合には、上記（Ｖ）の工程を省略する設
計としてもよい。その場合には、上部継手板８の第１貫
通孔、及び第２継手板！ｌの貫通孔ｌＯはライニングコ
ンクリートの内径と同径であればよい。

つぎに、第３図を用いて、本発明の第２の実施例を説明
する。この第２の実施例は、上記第１の実施例において
、鋼管２の内側に、ライニングコンクリート３の内部に
長手方向に沿って延在すると共に、両端部が仕口部４の
上部継手板８と変形吸収部Ａの接続管２ａとに溶接され
た鉄筋Ｃを配設したが、この鉄筋Ｃを一端が変形吸収部
Ａの接続管２ａに固定されるとともに、他端が該変形吸
収部Ａよりねずかに上方に位置する長さとし、これをラ
イニングコンクリート３の内部に埋設するように構成し
たものである。

したがって、この第２実施例においても、上記第１実施
例と同様の作用、効果を有する。さら、に、この第２の
実施例においては、鋼管の内部の全長に亙って鉄筋Ｃを
配設する必要がなく、かつまた、変形吸収部Δを鋼管２
の下端部に確実に保持することもでき、鉄筋Ｃの使用量
を削減することができると共に、施工の簡素化を図るこ
とができる。

つぎに、第４図を用いて本発明の第３の実施例を説明す
る。この第３の実施例は、上記第２の実施例の仕口部４
に設けた大径の外管６の部分を、鋼管２と同径の鋼管２
ａによって構成したものであり、その他の構成について
は、前記第２の実施例と全く同様である。

したがって、この第３の実施例においても、上記第２の
実施例と同様の作用効果を奏すると共に、仕口部４の構
造が単純な形となり、その分、製作が容易になると共に
、柱の重量が軽くなり、高層建築物の上階層部分等に使
用して好適なものとなっている。

また、この第３の実施例においても、工期が短く、強度
的に問題がない場合には、上記第１の実施例で記載した
（ｖ）の工程を無くして、充填コンクリートを省略する
ような設計としてもよい。そしてこの場合にら、上部継
手板８の第１貫通孔、及び第２ｕ手仮１１の貫通孔１０
はライニングコンクリートの内径と同径であればよい。

つぎに、第５図ないし第８図を用いて、上記実施例に示
したアンギンド型プレキャスト鋼管コンクリートの変形
例を説明する。

第５図に示すアンボンド型プレキャスト鋼管コンクリー
ト柱は、上記第３の実施例に示したアンボンド型プレキ
ャスト鋼管コンクリート柱ｌの変形吸収部Ａ？鋼管２の
略中間位置に設け、先端が仕口部４内に位置する鉄筋Ｃ
を仕口部４の上部継手板８の下面に周方向に複数本設け
ると共に、先端が鋼管２の中間部より上方に位置する鉄
筋Ｃを下部継手板１！の上面に環状に複数本設けるよう
にしたものである。

第６図に示すアンボンド型プレキャスト鋼管コンクリー
ト柱は、上記第３の実施例に示したアンボンド型プレキ
ャスト鋼管コンクリート柱ｌの変形吸収部Ａ４仕口部４
のわずか下方の鋼管に形成し、先端部が鋼管２の略中央
部に位置する鉄筋Ｃを上部継手板８の下面に周方向に複
数本設けるようにしたものである。

第７図に示すアンボンド型プレキャスト鋼管コンクリー
ト柱は、上記第３の実施例に示したアンボンド型プレキ
ャスト鋼管コンクリート柱ｌの変形吸収部Ａを鋼管２の
下端部と下部継手板１１との間に形成し、下部継手板１
１の上面に所定長の鉄筋Ｃを周方向に複数本設けると共
に、上部継手板８の下面に先端が仕口部４の下方に位置
する鉄筋Ｃを周方向に複数本設けるようにしたものであ
る。

そして、第８図に示すアンボンド型プレキャスト鋼管コ
ンクリート柱は、上記第３の実施例に示した３階層の長
さを有するアンボンド型プレキャスト鋼管コンクリート
柱１の途中に接続される梁部材９の仕口部４を示すしの
であり、仕口部４がライニングコンクリートＣの内径と
同径の貫通孔７が形成された上部継手板８と、鋼管２の
外周面に固定された接続板５と、６：れらを接続するウ
ェブ８ａとによって構成されている。さらに、仕口部４
の上部継手板８と鋼管２の下端部との間には変形吸収部
へが形成され、仕口部４の上部継手板！■の上下面に所
定長の鉄筋Ｃを周方向に複数本設けるように構成したも
のである。

そして、上記第５図ないし第８図に示す変形吸収部Ａは
、単に、鋼管同士または鋼管と仕口部との間に所定長さ
の周溝を形成したり、さらに、該周溝の内部にアスファ
ルト、ゴム等の柔らかな材料を充填するようにしたりす
ればよい。

したがって、上記第５図ないし第８図に示すアンボンド
型プレキャスト鋼管コンクリート柱においても、上記第
３の実施例と同様の作用、効果を奏する。

そして、上記第１図から第８図の実施例に示した、各種
アンボンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱を各階層
毎に組み合わせることにより、鋼管２の外径を変えるこ
となく、各場所に応じた強度の柱を組み立てることがで
きる。そのため、設計の効率化を図ることができると共
に、施工能率を高めることができ、工期の短縮、工費の
節減を実現するこ々ができる。

なお、前起実施例においては、アンボンド型プレキャス
ト鋼管コンクリート柱１を３階層分の長さとしたが、こ
れに限定されることなく、１階層分あるいは２階層、ま
たは４階層以上の複数階分の長さとすることができるの
は勿論である。

「発明の効果」 以上説明したように本発明のアンボンド型プレキャスト
鋼管コンクリート柱構造は、鋼管の上端部に梁仕口フラ
ンジ兼用の上部継手板を設けると共に、下端部に下部継
手板が設けられているため、下方に達て込まれたアンボ
ンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱の上部に、上部
のアンボンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱を建て
込むと共に、これらに設けられた上部継手板と下部継手
板とをボルト等の接続部材によって連結するだけで、ア
ンボンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱を所定の階
高に接続することができ、効率良く柱を構築することが
できると共に、コンクリートがライニングされた鋼管に
梁部材を直接溶接する必要がなく、内部のライニングコ
ンクリートを高温の溶接熱によって劣化させることがな
い。また、上部継手板には第１貫通孔が形成されている
と共に、下部継手板には第２貫通孔が形成されているた
め、現場打ちのコンクリートを確実に品質良く打設する
ことがで々る。

また、上記第１．第２貫通孔の内の少なくとも一方を、
ライニングコンクリートの内径より小さくしておけば、
該充填コンクリートが硬化した後には、上記上部継手板
や下部継手板が支圧板の役目を果たし、鋼管に作用する
軸方向の剪断力を確実に内部のコンクリートに伝達する
ことができる。

さらに、鋼管とライニングコンクリートとの間には分離
材が設けられており、鋼管には軸方向の変形を吸収する
ための変形吸収部が形成されているため、鋼管に伝達さ
れた軸力は、上部継手板又は下部継手板によって直接的
に内部のライニングコンクリート及び打設コンクリート
に伝達されて、ライニングコンクリート及び打設コンク
リートの圧縮耐力によって支持されるとともに、外側の
鋼管はライニングコンクリートに拘束されることがない
ため、鋼管には軸応力が発生することなく、その分、コ
ンクリートが周方向に膨らむのを拘束するための鋼管の
周方向応力耐力が著しく増大する。これによって、アン
ボンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱は、格段（こ
高い圧縮耐力が得られ、その分、柱の断面積を小さくす
ることができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の第１実施例を示すものであり
、第１図は本発明のアンボンド型プレキャスト鋼管コン
クリート柱の側断面図、第２図は仕口部の平面の断面図
、第３図は第２実施例を示し、アンボンド型プレキャス
ト鋼管コンクリート柱の側断面図、第４図は第３実施例
を示すものであり、アンボンド型プレキャスト鋼管コン
クリート柱の側断面図、第５図、第６図、第７図、第８
図は他の実施例を示すアンボンド型プレキャスト鋼管コ
ンクリート柱の側断面図である。 ｌ・・・・・・アンボンド型プレキャスト鋼管コンクリ
ート柱、２・・・・・・鋼管、３・・・・・・ライニン
グコンクリート、４・・・・・・仕口部、８・・・・・
・上部継手板、１１・・・・・・下部継手板、１２・・
・・・・充填コンクリート（コンクリート）、１３・・
・・・・ボルト・ナツト（接続部材）、Ａ・・・・・・
変形吸収部、Ｂ・・・・・・分離材、Ｃ・・・・・・鉄
筋。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼管の内周面に遠心力によってライニングコンク
   リートが形成され、かつ該鋼管の上端部には第１貫通孔
   が形成された梁仕口フランジ兼用の上部継手板を設ける
   と共に、下端部には中心部に第２貫通孔が形成されかつ
   上記上部継手板と接続部材によって接続される下部継手
   板が設けられ、上記第１貫通孔及び第２貫通孔は上記ラ
   イニングコンクリートの内径と略同径に形成され、さら
   に、上記鋼管とライニングコンクリートとの間にはこれ
   らの付着を防止するための分離材が設けられ、かつまた
   鋼管の所定の場所には鋼管の軸方向の変形を吸収する変
   形吸収部が形成されていることを特徴とするアンボンド
   型プレキャスト鋼管コンクリート柱構造。
2. （２）鋼管の内周面に遠心力によってライニングコンク
   リートが形成され、かつ該鋼管の上端部には中心部に第
   １貫通孔が形成された梁仕口フランジ兼用の上部継手板
   を設けると共に、下端部には中心部に第２貫通孔が形成
   されかつ上記上部継手板と接続部材によって接続される
   下部継手板が設けられ、上記第１貫通孔または第２貫通
   孔の内の少なくとも一方が、上記ライニングコンクリー
   トの内径より小さく形成されると共に、該ライニングコ
   ンクリートの内部には充填コンクリートが施され、さら
   に、上記鋼管とライニングコンクリートとの間にはこれ
   らの付着を防止するための分離材が設けられ、かつまた
   鋼管の所定の場所には鋼管の軸方向の変形を吸収する変
   形吸収部が形成されていることていることを特徴とする
   アンボンド型プレキャスト鋼管コンクリート柱構造。