JPH02161042A - 集合支柱材およびその施工方法 - 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〕 本発明は複数の単位支柱材を束ねてなる集合支柱材にお
よびその施工方法に関するもので、地下構造物の支柱、
基礎杭などとして利用される。

〔従来の技術および課題〕

構造物の柱あるいは基礎杭などとしての支柱材は、上部
構造の荷重を支持しながら、地震その他による水平荷重
に抵抗することになるが、上部構造の荷重が大きく、柱
断面を大きくすると、断面剛性が非常に大きくなり、変
形性能が乏しく、セん断破壊、ぜい性破壊を起こしやす
くなる。また、柱にプレキャスト部材を用いたり、杭と
して既成杭を用いる場合、大断面のものは重量も大きく
、運搬、建て込み時の取り扱いに不便である。

鉄筋コンクリート柱に関しては、前者の問題点を解決す
る手段として、鉄筋コンクリート柱を材軸に沿って２分
割し、それぞれ独立に配筋することにより、柱のしん性
を高める構造などが提案されている（特開昭５４−１０
５８１８号公報、特開昭５５−８９５６２号公報参照）
。

本発明では比較的小断面の角形鋼管、Ｈ形鋼、その他の
単位支柱材を束ねることにより、大きな水平変形能力を
保持しつつ、大荷重を支持でき、しかも取り扱い、施工
の容易な集合支柱材およびその施工方法を提供すること
を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の集合支柱材は比較的小径の鋼管、角形鋼管、Ｈ
形鋼、棒鋼、プレキャストコンクリート部材、複合部材
、その他の材料からなる単位支柱材を複数束ねることに
より形成される。

束ね方は複数の単位支柱材の両端およびまたは中間をだ
が状の拘束部材で外側から拘束する方法や、単位支柱材
間に介在させた拘束部材と溶接したり、または結束する
方法などが考えられる。この他、中空の管状部材の内部
に複数の単位支柱材を挿入し、単位支柱材の両端での軸
方向のずれが拘束されるような形でもよい。要は断面剛
性が一体の部材としての断面剛性でなく、個々の単位支
柱材の断面剛性の和の形（厳密には単なる和以上となる
）で与えられる構成であればよく、端部あるいは中間の
複数箇所、長手方向の接合部などが止め付けられ、一体
となっていてもよい。構造体の一部として設計する場合
、むしろ端部、接合部などは完全に止めつけられていた
方が好ましい。

また、本発明の集合支柱材は現場築造が可能であり、既
成の単位支柱材を、複数本順次地中に建て込みながら、
これらの端部または中間部を束ねて行くことにより、基
礎杭あるいは地中の柱を築造することができる。

〔作　用〕

本発明の集合支柱材は、断面が細かく分割されているこ
とにより、一体の支柱材に比べ断面剛性が小さくなる。

したがって、大きな上載荷重を支えながら、大きな水平
変位に追随できる。

支柱材の水平剛性、耐力は極端に小さくなるものの、わ
ずかな水平抵抗要素で転倒、耐力劣化を防ぐことができ
る。ここで言う水平抵抗要素とは、例えば本発明の集合
支柱材を杭や地中の柱として利用する場合における周辺
地盤などであり、その場合周辺地盤からの拘束により、
水平変位が抑えられ、転倒が防止され、しかも上載荷重
に対する支持能力は維持される。

〔実施例〕

以下、図示した実施例について説明する。

第１実施例 第１図および第２図に示した集合支柱材１は単位支柱材
２として、角形鋼管を使用した場合の実施例である。こ
の実施例では同一断面の９本の角形鋼管を正方形断面と
なるよう寄せ集め、両端の蓋状拘束材３と、中間２箇所
のたが状拘束材４により束ねている。拘束材３．４は金
属製のものに限らず、バンド状の弾性を有するものでも
よい。

集合支柱材１はあらかじめ、工場加工することも可能で
あるが、現場のヤードで組み立てたり、あるいは基礎杭
、地中の柱として利用する場合には、建て込みながら現
場築造することにより、運搬、取り扱いが容易となる。

第３図は現場築造の場合の長手方向の接続部の一例を示
したもので、幅を大きくしたたか状拘束材４°により上
下の単位支柱材２を併せて束ねている。なお、この場合
あらかじめ集合支柱材の形に束ねたものを１部材として
、上下接合することもできるし、また先に単位支柱材２
を溶接などにより上下それぞれ接合し、これを束ねて集
合支柱材１とすることもできる。図中、５は上下の接続
位置を示す。単位支柱材２とたが状拘束材４”は、必要
に応じ、溶接してもよい。また、図示した例は上下の単
位支柱材２の接続位置を揃えた場合であるが、交互にず
らすなどして、接続箇所を分散させてもよい。

第２実施例 第４図および第５図に示した集合支柱材１は単位支柱材
２として、Ｈ形鋼を使用した場合の実施例である。本実
施例では６本のＨ形鋼をその強軸、間軸方向を揃えて配
置し、上下端部において板状の拘束材６とＨ形鋼のフラ
ンジを接合して、集合支柱材ｌを構成している。拘束材
６とＨ形鋼のフランジの接合はボルト接合あるいは溶接
などにより行うことができる。本実施例では上下の拘束
材６間については、強軸方向で隣接する各単位支柱材２
が完全に切り離され、接触がないため、その区間におい
ては応力の伝達が全くない。

なお、単位支柱材２を長手方向に継ぎ足す必要がある場
合には、拘束材６を介した接続が可能であり、また第６
図に示すように、一部の単位支柱材２と他の単位支柱材
２の接合位置５をずらすことにより、集合支柱材１長手
方向についての性能の均一化が図れる。

第３実施例 第７図および第８図に示した集合支柱材１は単位支柱材
２として、中央の比較的大きな断面の角形鋼管２ａと、
その回りに配した一辺が前記角形鋼管２ａの半分の、合
計１２本の角形鋼管２ｂを使用した場合の実施例である
。

この場合も集合支柱材ｌの断面剛性は、原則として個々
の単位支柱材２の剛性の和として、考えることができる
。

なお、本実施例の場合、中央の角形鋼管２ａと外周の角
形鋼管２ａの断面剛性が異なり、拘束材３．４で両者の
変形を拘束した場合、先に中央の角形鋼管２ａが塑性変
形する。このように、寸法の異なる単位支柱材を組み合
わせることにより、耐震的にみて安定した弾塑性復元特
性を得ることも可能である。

第４実施例 第９図および第１０図に示した集合支柱材ｌは単位支柱
材２として、第２実施例と同様、Ｈ形鋼を使用した場合
であるが、本実施例では４本のＨ形鋼をその強軸、間軸
が交互になるよう配置し、両端の蓋状拘束材３と、中部
２箇所のたが状拘束材４により束ねている。第２実施例
と比較した場合、第２実施例では強軸、間軸が揃ってい
ることにより、集合支柱材１全体としても、断面性能に
方向性があるのに対し、本実施例の場合は断面性能に関
する方向性がない。また、本実施例において個々の単位
支柱材２をみた場合、外力に対し、強軸方向で受けるも
のと、間軸で受けるものが混在するため、第３実施例の
場合と同様、耐震的に安定した弾塑性復元特性を得るこ
とができる。

第５実施例 第１１図および第１２図に示した集合支柱材ｌは単位支
柱材２として、径の大きい鋼管２Ｃ内に小径の鋼管２ｄ
を７本挿入したものである。径の大きい鋼管２Ｃは、単
位支柱材の１つとして、集合支柱材１の耐力の一部を負
担するものとしてもよいし、薄肉または強度の小さい部
材を用い、単に小径の鋼管２ｄを拘束する連続したたか
と考えるものでもよい。

第１３図は本実施例における集合支柱材１の接続の一例
を示したもので、外周の鋼管２Ｃと内側の鋼管２ｄの接
続部１１Ｅ５ｃ、５ｄをずらしである。

現場築造の場合は、例えば外周の鋼管２Ｃを設置した後
、その中に内側の鋼管２ｄを組み込んで行けばよい。長
手方向の接続に関しては、さらに外周の鋼管２Ｃを接続
し、その中に内側の鋼管２ｄを組み込んでもよいし、先
に内側の鋼管２ｄを溶接などにより接合した後、外周の
鋼管２Ｃを被せてもよい。

〔発明の効果〕

■　支柱材の断面が細かく分割されていることにより、
断面剛性が小さくなり、大きな上載荷重を支えながら、
大きな水平変位に追随できる。

■　特に、地中部分の柱あるいは基礎杭として用いる場
合、支柱材の水平剛性、耐力は極端に小さくなるものの
、周辺地盤の拘束などにより、水平変位、転倒が抑止さ
れ、しかも上載荷重に対する支持能力は維持されるとい
う利点がある。

■　単位支柱材を現場で建て込みながら組み立て、集合
支柱材を現場築造することができる。したがって、運搬
、建て込み時の取り扱いが、同一断面積の既成杭に比べ
容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の正面図、第２図はその■Ｉ断面図
、第３図は第１実施例における接続部の構造を示す正面
図、第４図は第２実施例の正面図、第５図はその■−■
断面図、第６図は第２実施例における接続部の構造を示
す正面図、第７図は第３実施例の正面図、第８図はその
ｌｌ−１断面図、第９図は第４実施例の正面図、第１０
図はそのＩＶ−ＩＶ断面図、第１１図は第５実施例の正
面図、第１２図はそのＶ−■断面図、第１３図は第５実
施例における接続部の構造を示す正面図である。 １・・・集合支柱材、２・・・単位支柱材、３．４．６
・・・拘束材、５・・・接続位置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）長手方向と直角な断面が該長手方向に延びる複数
   の単位支柱材の集合体として形成され、前記複数の単位
   支柱材は端部または中間部を束ねて互いに拘束してある
   ことを特徴とする集合支柱材。
2. （２）前記単位支柱材はＨ形鋼である請求項１記載の集
   合支柱材。
3. （３）既成の単位支柱材を、複数本順次地中に建て込み
   ながら、該複数本の単位支柱材の端部または中間部を束
   ねることを特徴とする請求項１記載の集合支柱材の施工
   方法。