JPH0353420B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、建築構造物の柱に用いられる充填
鋼管コンクリート柱構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、一般の充填鋼管コンクリート柱は、型枠
を兼ねた単純な直円筒状の鋼管を鉛直に立て、そ
の鋼管を内部に単にコンクリートを打設した構造
となつている。この構造は、鋼管の中にコンクリ
ートを充填したものであるため全体として鋼管と
コンクリートは一体構造となつている。また、従
来このような充填鋼管コンクリートの柱に梁を接
合する仕口部分においては、柱に剛性を保持する
ための補助部材として柱の外周面部分にスチフナ
リングを溶接し、このスチフナリングに梁を接合
するようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記従来の充填鋼管コンクリート柱
構造としては、単に鋼管の外周面部分に梁が溶接
されており、また、鋼管とコンクリートの応力伝
達は付着耐力に依存して接合されている。したが
つて梁の剪断力は、梁と鋼管の溶接部から鋼管に
軸方向の応力として伝達され、鋼管に伝達された
軸方向の応力はその一部が鋼管とコンクリートの
付着面からコンクリートの軸力としてコンクリー
トにも伝達される。また、梁のモーメントは梁と
鋼管の溶接部から鋼管にその面内剪断応力として
伝達され、鋼管に伝達された面内剪断応力はその
一部が鋼管とコンクリート付着面からコンクリー
トにその剪断応力として伝達される。

このように、従来の充填鋼管コンクリート柱構
造では梁から柱への力の伝達経路が紆余曲折して
おり、内部のコンクリートには鋼管とコンクリー
トの付着面から伝達されており、その伝達力は鋼
管とコンクリートの接着面の付着耐力に依存して
いる。

したがつて、柱の鋼管は軸方向の応力と、面内
剪断応力と、コンクリートからの円周方向の応力
とを受けることになり、ミーゼスの降伏条件から
塑性状態となり易い。

したがつて、充填鋼管コンクリート柱構造の柱
は、鋼管によるコンフアインド効果でコンクリー
トの圧縮耐力が上昇することが軸方向の応力と面
内剪断応力が非常に小さい場合と比較して十分期
待できなくなつてしまい、設計上の安全率を過大
な値とせざる得なくなり、柱の断面積が必要以上
に大きなものとなつたり、鋼管の肉厚が必要以上
に厚くなつたりするという欠点があつた。

ところで、最近、都市部において、超高層ビル
デイングの建設が急増している。我国にあつて
は、建築物を高層化するために地震対策上、柱構
造を柔構造としなければならない。しかし、従来
の充填鋼管コンクリート柱構造は、上述したよう
に剛構造の柱構造であるため、上記柔構造の超高
層ビルデイングには好ましくない。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので
あり、柱の梁の接合構造に応力の機械的な伝達経
路を導入し、柱のコンクリート断面の平面保持を
確保することにより、梁から柱のコンクリート部
分への力の伝達を円滑かつ直接的かつ明確にし、
さらに、柱のコンクリート部分と鋼管部分とは分
離状態にあることから、力学的に別体として挙動
させ、梁らか柱へ伝達された力の大部分をコンク
リート部分に負担させるとともに、柱の鋼管部分
に付加された軸方向の剪断力は、鋼管の一部分に
形成された変形吸収部が変形することによつて吸
収され、鋼管に軸方向の応力が発生するのを防止
し、ミーゼスの降伏条件式中の軸方向応力をほと
んど零として鋼管によつてもたらされるコンフア
インド効果を高め、柱の断面積を小さくしたり、
鋼管の肉厚を薄くしたりすることを目的としてい
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は柱と梁とが接合される仕口部分で、
上記柱の鋼管の内側に、鋼管の内周に沿つて連続
する内フランジ型の支圧板を、上記鋼管に充填さ
れるコンクリートに内含させるとともに、その外
周部を鋼管の内壁に固定して設け、また上記柱の
鋼管の一部分に、この部分が変形することによつ
て鋼管に軸方向の応力が発生するのを防止するた
めの変形吸収部を形成するとともに、上記鋼管と
この鋼管に充填されるコンクリートとの境界面
に、鋼管とコンクリートとの付着をなくすための
アンボンド処理層を設けたことを特徴としてい
る。

この発明では、上記内フランジ型の支圧板が空
気抜き孔を具備したり、上記内フランジ型の支圧
板の下面の内周部側を外周部側より上方に傾斜さ
せたり、支圧板を、リブを有したものとしたり、
上記鋼管の一部分に形成される変形吸収部が、こ
の鋼管の軸方向の少なくとも一部分に、軸方向に
鋼管を縁切りするリング状間隙が少なくとも一段
設けられたものであつたり、上記鋼管の一部分に
形成される変形吸収部が、この鋼管の周方向に複
数列延在する複数の長穴を配設したものであつた
り、上記鋼管の一部に形成される変形吸収部が、
この鋼管の軸方向の少なくとも一部の外周面に、
周方向に延在するリング状溝が形成されたもので
あつたり、上記鋼管の一部分に形成される変形吸
収部が、この鋼管の軸方向の少なくとも一部分の
内周面に周方向に延在するリング状溝が形成され
たものであつたり、上記鋼管の一部分に形成され
る変形吸収部が、この鋼管を軸方向に二分すると
ともに、二分された鋼管の端部には、鋼管内周面
と略面一の内周面を有し、かつ鋼管に生じる軸方
向の変形を吸収する円筒状の変形吸収部材が介在
されており、この変形吸収部材は高強度かつ高剛
性を有する繊維を円筒状に巻きつけ、かつそれを
少なくとも鋼管より低強度かつ低剛性を有する固
化材で一体に結束成形させたものであつたり、上
記鋼管の一部分に形成される変形吸収部が、この
鋼管の長手方向所定箇所に、径方向外方に鋼管を
曲げることにより形成した膨出部を設け、この膨
出部にて鋼管の軸方向の変形を吸収可能に構成し
たものであつたり、上記鋼管と鋼管内に充填され
るコンクリートとの境界面に設けられるアンボン
ド処理層が、パラフイン、アスフアルト、オイ
ル、グリース、ワセリン等を上記鋼管の内面に塗
布したものであり、上記鋼管に充填されるコンク
リートに鉄筋等の補強部材を配設したり、上記鋼
管内に充填されるコンクリートにプレストレスを
導したり、上記鋼管内に充填されるコンクリート
が、モルタル、その他水硬性材料、あるいは、
土、砂、金属粉粒体、ガラス粉粒、プラスチツ
ク、粘土等、圧密すれば充分な圧縮耐力を有する
構造用充填材であつたりすることが望ましい。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。まず、第１図ないし第８図を参照して
第１実施例を説明する。第１図は、この発明の充
填鋼管コンクリート柱構造の略概要を示す図であ
る。図において符号１は、充填鋼管コンクリート
柱構造の柱（以下、単に「柱」と略称する）であ
り、柱１，１，…には梁２，２，…が仕口部３，
３，…において接続されている。また、柱１，
１，…の階層の略中間部付近（モーメントの反曲
点）には、この柱１，１，…の鋼管４，４，…の
部分に、鋼管４の軸方向の変形を吸収することに
よつて、鋼管の軸方向に応力が発生するのを防止
するための変形吸収部５，５，…が形成されてい
る。さらに、この柱１，１，…の鋼管４，４，…
の内部には、後述するコンクリート６が充填され
ており、鋼管４とコンクリート６との境界面に
は、後述する鋼管４とコンクリート６との付着を
なくすためのアンボンド処理層７が設けられてい
る。アンボンド処理層７は鋼管４の内面にパラフ
イン、アスフアルト、オイル、グリース、ワセリ
ン等の分離材を塗付したものである。

次に、第２図、第３図を用いて柱１の仕口部
３、すなわち梁２が接合される部分の構成につい
て説明する。仕口部３は、型枠を兼ねる鋼管４
と、鋼管４に固定された梁２と、鋼管４の内部に
設けられたリング状の支圧板８，８と、支圧板
８，８を内含して鋼管４の内部に充填されたコン
クリート６とからなつている。また、上記鋼管４
とコンクリート６との間にはアンボンド処理層７
が設けられている。

上記梁２は、上下のフランジ２ａ，２ａと、そ
れらの間のウエブ２ｂとからなり、上記鋼管４の
外周面に溶接されて水平に支持されている。ま
た、上記支圧板８はリング状のもので、鋼管２の
内径と等しい外径を有し、各外周部を梁２のフラ
ンジ２ａと同一高さにして鋼管２の内周面に溶接
し、鋼管２内に水平に固定されている。そして、
上記支圧板８の外周部には、支圧板８の周方向に
所要間隔ごとに複数の空気抜き孔９，９，…が形
成されている。

ここで第１図、第４図を用いて上記の仕口構造
を備えた柱１の施工方法について説明する。鋼管
４は例えば第１図に示すように、数階分の高さを
有するものが、その高さ方向所要位置の鋼管４に
梁２，２，…を固定されて建築現場に立設されて
いる。上記鋼管４にはその立設後、後述する手順
に沿つてコンクリートの充填がなされて柱１，
１，…が構築され、後に別の鋼管４を上記柱１の
上に継ぎ足して再びコンクリートの充填を行うと
いつた作業を繰り返して高層建築物の骨組みが構
築される。また、アンボンド処理層７はコンクリ
ート６の充填前に鋼管４の内表面に分離材を塗布
しておく。

上記の如く立設された鋼管４にコンクリートを
充填して柱１を構築するには、第４図に示すよう
に、建築現場に立設された鋼管４の上端からトレ
ミー管１０を鋼管４の内底部に挿入しコンクリー
ト６の打設を開始する。上記トレミー管１０の挿
入作業においては、支圧板８の内側を通過させて
トレミー管１０を鋼管４の内側中央部に挿入でき
るために、コンクリート６を鋼管４の内部中央か
ら充填することができ、コンクリート６の均一な
充填作業が可能となる。また、この支圧板８は、
内径が大きくとれるため大径のトレミー管を使用
することが可能であり、その分効率良くコンクリ
ートを充填できる。そして、鋼管４の内部へのコ
ンクリートの充填作業は、第４図に示すように、
トレミー管１０の先端がコンクリート６から出な
いように適当なかぶり厚を保持しつつトレミー管
１０を徐々に引き上げて行う。

ここで、トレミー管１０によつて鋼管４内に充
填されたコンクリート６が、支圧板８に接近し、
更に第４図の２点鎖線で示すように支圧板８を囲
み始めると、コンクリート６は鋼管４の中央部に
頂を形成して盛り上がりつつその量を増加してい
る関係から、支圧板８の外周部下面にコンクリー
ト６が充分に行き渡らない部分に生じるおそれが
でて来る。しかしながら、支圧板８の外周部には
空気抜き孔９，９，…が設けてあるため、支圧板
８の外周部下面側の空気は空気抜き孔９，９，…
を通つて上方に抜け、続いてこの空気抜き孔９，
９，…をコンクリート６が埋めて支圧板８はコン
クリート６で完全に囲まれる。このように、空気
抜き孔９，９，…の存在により、コンクリート６
の充填時に支圧板８を完全にコンクリート６内に
内含させることができ、気泡等の欠陥の無い仕口
部３を有した柱１を施工することができる。

また、上記支圧板８はその外周部のみを鋼管４
の内側に溶接することにより、鋼管４内に固定で
きるため、溶接箇所が少なく溶接作業も容易であ
る。

次に、第５図、第６図を用いて上記支圧板８の
変形例を説明する。本例の場合には、仕口部３に
おける鋼管４の内壁に、リング状の支圧板８ａの
外周部を接合して、この支圧板８ａを鋼管４に充
填されたコンクリート６中に内含させるようにし
ている。支圧板８ａは、その内周部側が外周部側
よりも上方に傾斜しており、支圧板８ａ自体が上
方に向つてすぼむ形態となつている。

この支圧板８ａの傾斜角θは、鋼管４内への打
設途中におけるコンクリート６の表面形状の傾き
に合うように設定されている。すなわち、鋼管４
の中央部に挿入したトレミー管１０から鋼管４内
に打設されるコンクリート６の表面形状は、第５
図中実線及び２点鎖線で表すように、鋼管４の内
壁寄りの部分が下方に傾斜する形状となり、その
傾斜に合せて支圧板８ａ自体を傾斜させている。
鋼管１内におけるコンクリート６の表面形状は、
例えばコンクリートの硬さを試験するスランプ試
験の結果等に基づいて予測する。

したがつて、この支圧板８ａを有する鋼管４内
にコンクリート６を打設する場合は、リング状の
支圧板８ａの中央を通つてトレミー管１０を鋼管
４の中央部を挿入することが可能となり、鋼管４
の中央部分からその鋼管４内全体にバランスよく
均一にコンクリート６を打設することができる。
さらに、鋼管４内への打設途中のおけるコンクリ
ート６の表面形状に合せて支圧板８ａが傾斜して
いるため、その支圧板８ａの下側に空隙が生じる
おそれがなく、コンクリート６は良好に充填され
る。また、アンボンド処理層７はコンクリート６
の充填前に鋼管４の内表面に分離材を塗付してお
く。

ところで、支圧板８ａの傾斜角θの大きさは、
その支圧板８ａの機能を損なわない範囲におい
て、打設途中におけるコンクリート６の表面の傾
斜よりもできるだけ大きい方が良い。また、第５
図中にて矢印で表すようなコンクリート６の流れ
を考慮して、支圧板８ａの傾斜角θを、打設途中
におけるコンクリート６の表面の傾斜角より小さ
く設定することも可能である。また、支圧板８ａ
の少なくとも下面を傾斜させてもよい。要は、支
圧板８ａの下面の内周部側が少なからず外周部側
よりも上方に傾斜していればよい。

なお、鋼管４によつて構成される柱１の形状
は、何ら、断面円形のみに特定されず任意であ
り、例えば、第７図に示すように断面四角形であ
つてもよいし、八角形、あるいは他の多角形でも
よい。また、支圧板８，８ａの形状も何等、円環
状のみに特定されず、例えば第７図に示すように
柱の断面形状に応じた形状とすることが可能であ
る。要は、鋼管４の内周部に沿つて連続して、そ
の鋼管４内の充填コンクリート６中に内在する内
フランジ形であればよい。

以上、柱１の主に仕口部３の構成及び施工方法
について述べてきたが、次に、第８図を用いて柱
１，１，…の階層の略中心部付近の鋼管４に形成
された変形吸収部５，５，…の構成について説明
する。

鋼管４の軸方向所定箇所には、鋼管４を軸方向
に縁切りするリング状間隙１２が４段形成されて
いる。この部分で鋼管４に生じる軸方向変形を吸
収する変形吸収部５を構成している。この変形吸
収部５の各リング状間隙１２内には、内面を鋼管
４の内面と面一にして、柔性材１３が充填されて
いる。柔性材１３としては、鋼管４よりやわらか
いアスフアルト、ゴム、鉛、アルミ等を採用する
ことができる。また、鋼管４とコンクリート６と
の間にはアンボンド処理層７が設けられた構成と
されている。

次に、上記のように構成された充填鋼管コンク
リート柱構造の柱１に梁２から力が加つた場合の
作用について説明する。

第１図ないし第７図において、梁２の主にウエ
ブ２ａに作用する剪断力は鋼管４を介して支圧板
８（８ａ），８（８ａ）へ伝達される。支圧板８
（８ａ），８（８ａ）へ伝達された剪断力は、それ
らを内含するコンクリート６へその軸力として伝
達される。このように、梁２の剪断力は、鋼管４
を介してウエブ２ａと力学的に連結された支圧板
８（８ａ），８（８ａ）を伝つて、すなわち機械
的な伝達経路を伝つて直接的にコンクリート６に
伝達される。したがつて、鋼管４は、梁２からの
剪断力を余り受けることがなくなる。また、鋼管
４が梁２からの剪断力の一部を受けた場合でも、
鋼管４とコンクリート６との間には、アンボンド
処理層７が設けられているため、鋼管４とコンク
リート６とはアンボンド（分離）状態となつてお
り、それらは互いに柱１の軸方向に対して相対移
動が可能である。

ここで、コンクリート６が圧縮され、それが所
定の強度を越えると、コンクリート６は軸方向の
歪を生じるとともに、径方向の急激な横歪を生じ
る。ところが、鋼管４は軸方向いおいてコンクリ
ート６に全く拘束されず、また、鋼管４の軸方向
の歪は、変形吸収部５が変形することにより吸収
され、変形吸収部５の上下間において軸方向応力
の伝達がなくなり、鋼管４にはほとんど軸方向の
応力が発生しない。したがつて、ミーゼスの降伏
条件を適用すると、コンクリート６の横歪により
鋼管４に発生する円周方向の応力に対する耐力が
増大し、コンクリート６に与えるコンフアインド
効果を高めることができる。したがつて、この柱
１は従来のものに比べはるかに高い圧縮耐力が確
実に保証されることになり、設計上の安全率を適
切に設定することができる。また、柱１の断面積
は、仕口部３の断面で決まることが多いことから
結果的に柱１の断面を小さくすることが可能であ
り、あるいは、鋼管４の肉厚を薄くすることが可
能である。

次に、第１図ないし第７図および第９図を用い
て第２の実施例を説明する。第９図に示す実施例
は、上記第１の実施例の柱１の変形吸収部５の部
分を次のように構成したものである。鋼管４に
は、その周方向に複数の長穴１４，１４，…が千
鳥状に配置されており、上下の長穴１４，１４，
…の端部は周方向において、寸法ｌだけラツプし
ており、また、長穴１４，１４，…が形成されて
いない部分は円周方向に連続した構成とされてい
る。また、鋼管４の内周面にはアンボンド処理層
７が設けられている。その他の構成は、上記の第
１の実施例と全く同様であり、同一構成要素には
同一符号を付してある。

したがつて、この第２の実施例においても、鋼
管４の軸方向の歪は、変形吸収部５が変形するこ
とにより吸収され、上記第１の実施例と同様の作
用・効果を得ることができる。

次に、第１図ないし第７図、および第１０図を
用いて第３の実施例を説明する。第１０図に示す
実施例は、上記第１の実施例の柱１の変形吸収部
５の部分に、鋼管４の周方向に延在するリング状
溝１５を形成したものである。鋼管４の周方向に
は、リング状溝１５，１５，…が４段形成されて
おり、この部分で鋼管４に生じる軸方向変形を吸
収する変形吸収部５を構成している。この変形吸
収部５のリング状溝１５の幅や段数は設計条件に
応じて適当に設定し、また、リング状溝１５部分
の薄肉部の肉厚については、鋼管４を上層階へ組
み立てていく建方時の強度と、鋼管４内部へのコ
ンクリート打設時の型枠としての強度を有するよ
うに設定しておく。また鋼管４の内周面にはアン
ボンド処理層７が設けられている。その他の構成
は、上記第１の実施例と全く同様であり、同一構
成要素には同一符号を付してある。

したがつて、この第３の実施例においても、鋼
管４の軸方向の歪は、変形吸収部５が変形するこ
とにより吸収され、変形吸収部５の上下間におい
て軸方向応力の伝達がなくなり、鋼管４にはほと
んど軸方向応力が発生せず、上記第１の実施例と
同様の作用・効果を得ることができる。

次に、第１図ないし第７図、および第１１図を
用いて第４の実施例を説明する。第１１図に示す
実施例は、上記第１の実施例の柱１の変形吸収部
５の部分に、この鋼管４の内周面に周方向に延在
するリング状溝１６を形成したものである。鋼管
４の内周面には、鋼管４の周方向に延在するリン
グ状溝１６が４段階形成され、この部分で鋼管４
に生じる軸方向変形を吸収する変形吸収部５を構
成している。

この変形吸収部５のリング状溝１６部分の薄肉
部の肉厚については、鋼管４を上層部へ組み立て
ていく建方時の強度と、鋼管４内部へのコンクリ
ート打設時の型枠としての強度を有するように設
定しておく。また、鋼管４の内周面には、アンボ
ンド処理層７が設けられているとともに、リング
状溝１６内にも柔性材として分離材が充填されて
いる。その他の構成は、上記第１の実施例と全く
同様であり、同一構成要素には同一符号を付して
ある。

したがつて、この第４の実施例においても、鋼
管４の軸方向の歪は、変形吸収部５のリング状溝
１６部分の薄肉部が早期に座屈することにより吸
収され、変形吸収部５の上下間において軸方向応
力の伝達がなくなり、鋼管４にはほとんど軸方向
応力が発生せず、上記第１の実施例と同様の作
用・効果を得ることができる。

次に、第１図ないし第７図および第１２図、第
１３図を用いて第５の実施例を説明する。第１２
図に示す実施例は、上記第１の実施例の柱１の変
形吸収部５の部分を次のように構成したものであ
る。鋼管４は軸方向の所定箇所で軸方向に二分さ
れており、二分された鋼管４の端部間には、鋼管
４の内径と略同一内径を有しかつ鋼管４に生じる
軸方向の変形を吸収する円筒状の変形吸収部材１
７が介在されている。変形吸収部材１７は、第１
２図に示すように、高強度かつ高剛性を有する繊
維１８を円筒状に密着させて巻き、かつそれを少
なくとも鋼管４より低強度かつ低剛性を有する固
化材１９、たとえばゴム、塩化ビニル、あるいは
PEEK樹脂等で一体的に結束しかつほぐれないよ
うに成形したものである。したがつて、軸方向に
は変形するものの、周方向、半径方向にはほとん
ど変形せず、高い強度及び剛性を有している。

この変形吸収部５の鋼管４との接続は、変形吸
収部５の上下端部外周面が段状に切り欠かれ、ま
た鋼管４の端部内周面が段状に切り欠かれ、それ
ぞれの切欠き部分に鋼管４及び変形吸収部材１７
の各端部を相互に挿入し合うことにより達成され
ている。この場合、変形吸収部材１７の厚さや長
さは、鋼管４の強度及び鋼管４に生じる変形の大
きさに合せて設定すべきである。また、鋼管４の
内周面にはアンボンド処理層７が設けられてい
る。その他の構成は、上記第１の実施例と全く同
様であり、同一構成要素には同一符号を付してあ
る。

したがつて、この第５の実施例においても、鋼
管４に生じる軸方向の歪は、変形吸収部５に吸収
され、変形吸収部５の上下間において軸方向応力
の伝達がなくなり、鋼管４にはほとんど軸方向応
力が発生せず、上記第１の実施例と同様の作用・
効果を得ることができる。

次に、第１図ないし第７図および第１４図を用
いて第６の実施例を説明する。これらの図に示す
実施例は、上記第１の実施例の柱１の変形吸収部
５の部分を次のように構成したものである。鋼管
４の長手方向所定箇所には、径方向外方に鋼管を
曲げ変形させることにより形成した膨出部２０が
形成されている。この膨出部２０は、鉄板の曲げ
で、鋼管４に生じる軸方向変形を吸収する。この
膨出部２０の内側には、膨出部内部空間２１にコ
ンクリート６が入り込まないように柔性材２２が
詰められている。また、鋼管４の内周面にはアン
ボンド処理層７が設けられている。その他の構成
は、上記第１の実施例と全く同様であり、同一構
成要素には同一符号を付してある。

したがつて、鋼管４に生じる軸方向の歪は、膨
出部２０によつて吸収され、膨出部２０の上下間
において軸方向応力の伝達がなくなり、鋼管４に
はほとんど軸方向応力が発生せず、上記第１の実
施例と同様の作用・効果を得ることができる。

なお、説明が前後するが、第１５図および第１
６図は、本発明に係る充填鋼管コンクリート柱の
仕口部３において、先に第２図ないし第７図等で
説明した各仕口部３とは異なる他の構成例につい
て示したものである。なお、第２図、第３図に示
す第１の実施例の構成要素と同一のものについて
は、同一符号を付してその説明を省略する。本例
の仕口部３は、第２図、第３図に示す第１実施例
の仕口部３の支圧板８，８の間に、鋼管４を介し
て梁２，２，…のウエブ２ｂ，２ｂ，…と連続す
るリブ２３，２３，…を設け、このリブ２３を支
圧板８，８と鋼管４の内側に固定するとともに、
このリブ２３，２３，…を充填されたコンクリー
ト６に内含させたものである。

次に、上記構成の仕口部３の作用について説明
する。梁２の主にウエブ２ａ，２ａ，…に作用す
る剪断力は鋼管４を介してウエブ２ａと力学的に
連結されたリブ２３と支圧板８，８とを伝つて、
すなわち、機械的な伝達経路を伝つて直接的にコ
ンクリート６に伝達される。

したがつて、本例の仕口部３においては、上記
第１ないし第６の実施例に示す仕口部３に比べ、
リブ２３が設けられている分だけ支圧板８，８の
剛性が高まり、コンクリート断面の平面保持がよ
り確実に保たれることとなり、かつ梁２からコン
クリート６部分への力の伝達をより円滑かつ直接
的かつ明確にすることができるとともに、上記第
１ないし第６の実施例と同様の作用・効果を得る
ことができる。

さらに、上述した第１ないし第７の実施例にお
ける充填鋼管コンクリート柱構造の柱１は、柱の
断面積を小さくすることができることから、柔構
造の柱として使用可能である。ここで、柔構造の
代表として超高層ビルデイングがある。超高層ビ
ルデイングは、地震等により建物が振動した場
合、しなることによつて振動を吸収し、建物が崩
壊するのを防いでいる。このような、超高層ビル
デイングにおいては、従来の充填鋼管コンクリー
ト柱構造では柱の断面積が大きくなり、剛構造と
なつてしまい好ましくない。しかして、この実施
例における充填鋼管コンクリート柱構造は、超高
層ビルデイングに適用して好適である。

なお、上記各実施例においては、鋼管４内にコ
ンクリート６を充填したが、コンクリートの変り
にモルタル、その他の水硬性材料、あるいは土、
砂、金属粉粒体、ガラス粉粒体、プラスチツク、
粘土等の圧密すれば高い圧縮耐力を有する構造用
充填材をこれに代えてもよい。また、コンクリー
ト６の中に鉄筋を入れたり、プレストレス鋼材を
配して、コンクリートの耐力増強を図ることは任
意である。

〔発明の効果〕

上述したように、この発明による充填鋼管コン
クリート柱構造は、柱と梁とが接合される仕口部
分で、上記柱の鋼管の内側に、鋼管の内周に沿つ
て連続する内フランジ型の支圧板を、上記鋼管に
充填されるコンクリートに内含させるとともに、
その外周部を鋼管の内壁に固定して設け、また上
記柱の鋼管の一部分に、この部分が変形すること
によつて鋼管に軸方向の応力が発生するのを防止
するための変形吸収部を形成するとともに、上記
鋼管とこの鋼管に充填されるコンクリートとの境
界面に、鋼管とコンクリートとの付着をなくすた
めのアンボンド処理層を設けたものであるので、
柱のコンクリート断面の平面保持が確保され、梁
から柱へ伝る力の大部分を柱のコンクリート断面
に、円滑かつ直接的かつ明確に伝達させ、さら
に、柱のコンクリート部分と鋼管部分とは分離状
態にあることから、力学的に別体として挙動さ
せ、梁から柱へ伝達された力の大部分をコンクリ
ート部分に負担させるとともに、柱の鋼管部分に
付加された軸方向の剪断力は、鋼管の一部分に形
成された変形吸収部が変形することによつて吸収
され、鋼管に軸方向の応力が発生するのを防止
し、ミーゼスの降伏条件を適用すると鋼管の周方
向にかかる応力の耐力を増大させ、鋼管によつて
もたらされるコンフアインド効果によつてコンク
リートの圧縮耐力が上昇することを十分に期待す
ることが可能となり、柱の断面積を小さくした
り、鋼管の肉厚を薄くしたりすることができる。
また、仕口部分の支圧板は、外周部のみを鋼管に
溶接するだけで簡単に固定することが可能であ
り、さらに、鋼管内にコンクリートを打設する際
にも、鋼管の中央部に大径のトレミー管を通して
コンクリートの打設が可能となり、鋼管内に均一
にかつ効率良くコンクリートを打設することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１６図はこの発明の実施例を示
す図である。第１図はこの発明の略概要を示す正
面図、第２図は第１図の仕口部を示す立体断面
図、第３図は第２図の−断面図、第４図は第
２図に示す鋼管にトレミー管を用いてコンクリー
トを充填する方法を示す立断面図、第５図は第２
図に示す仕口部の支圧板の変形例を示す立断面
図、第６図は第５図の−断面図、第７図は角
形断面を有する柱の断面図、第８図は第１の実施
例を示す図であり、変形吸収部の一部断面図、第
９図は第２の実施例を示す図であり変形吸収部の
一部断面図、第１０図は第３の実施例を示す図で
あり変形吸収部の一部断面図、第１１図は第４の
実施例を示す図であり変形吸収部の一部断面図、
第１２図は第５の実施例を示す図であり変形吸収
部の立断面図、第１３図は第１２図における変形
吸収部材の斜視図、第１４図は第６の実施例を示
す図であり、変形吸収部の立断面図、第１５図は
第７の実施例を示す図であり仕口部の立断面図、
第１６図は第１５図の−断面図である。 １……柱（充填鋼管コンクリート柱構造）、２
……梁、３……仕口部、４……鋼管、５……変形
吸収部、６……コンクリート、７……アンボンド
処理層、８……支圧板、９……空気抜き孔、１０
……トレミー管、１２……リング状間隙、１３…
…柔性材、１４……長穴、１５，１６……リング
状溝、１７……変形吸収部材、１８……繊維、１
９……固化材、２０……膨出部、２３……リブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 充填鋼管コンクリート柱構造であつて、柱と
   梁とが接合される仕口部分で、上記柱の鋼管の内
   側に、鋼管の内周に沿つて連続する内フランジ型
   の支圧板を、上記鋼管に充填されるコンクリート
   に内含させるとともにその外周部を鋼管の内壁に
   固定して設け、さらに上記柱の鋼管の一部分に、
   この部分が変形することによつて鋼管に軸方向の
   応力が発生するのを防止するための変形吸収部を
   形成するとともに、上記鋼管とこの鋼管に充填さ
   れるコンクリートとの境界面に、鋼管とコンクリ
   ートとの付着をなくすためのアンボンド処理層を
   設けたことを特徴とする充填鋼管コンクリート柱
   構造。 ２ 上記内フランジ型の支圧板が空気抜き孔を具
   備していることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の充填鋼管コンクリート柱構造。 ３ 上記内フランジ型の支圧板の下面の内周部側
   を外周部側よりも上方に傾斜させたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の充填鋼管コンク
   リート柱構造。 ４ 上記フランジ型の支圧板は、該支圧板に接続
   されて上記鋼管内に設けられかつ上記鋼管を介し
   て上記梁と連続したリブを少なくとも１枚有して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第３項の何れかに記載の充填鋼管コンクリート
   柱構造。 ５ 上記鋼管の一部分に形成される変形吸収部
   が、この鋼管の軸方向の少なくとも一部分に、軸
   方向の鋼管を縁切りするリング状間〓が少なくと
   も一段設けられたものであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第４項の何れかに記載
   の充填鋼管コンクリート柱構造。 ６ 上記鋼管の一部分に形成される変形吸収部
   が、この鋼管の周方向に複数列延在する複数の長
   穴を配設したものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第４項の何れかに記載の充
   填鋼管コンクリート柱構造。 ７ 上記鋼管の一部分に形成される変形吸収部
   が、この鋼管の軸方向の少なくとも一部の外周面
   に、周方向に延在するリング状溝が形成されたも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第４項の何れかに記載の充填鋼管コンクリ
   ート柱構造。 ８ 上記鋼管の一部分に形成される変形吸収部
   が、この鋼管の軸方向の少なくとも一部分の内周
   面に周方向に延在するリング状溝が形成されたも
   のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第４項の何れかに記載の充填鋼管コンクリ
   ート柱構造。 ９ 上記鋼管の一部分に形成される変形吸収部
   が、この鋼管を軸方向に二分するとともに、二分
   された鋼管の端部には、鋼管内周面と略面一の内
   周面を有し、かつ鋼管に生じる軸方向の変形を吸
   収する円筒状の変形吸収部材が介在されており、
   この変形吸収部材は高強度かつ高剛性を有する繊
   維を円筒状に巻きつけ、かつそれを少なくとも鋼
   管より低強度かつ低剛性を有する固化材で一体的
   に結束成形したものであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１ないし第４項の何れかに記載の充
   填鋼管コンクリート柱構造。 １０ 上記鋼管の一部分に形成される変形吸収部
   が、この鋼管の長手方向所定箇所に、径方向外方
   に鋼管を曲げ変形させることにより形成した膨出
   部を設け、この膨出部にて鋼管の軸方向の変形を
   吸収可能に構成したものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第４項の何れかに記
   載の充填鋼管コンクリート柱構造。 １１ 上記鋼管と鋼管内に充填されるコンクリー
   トとの境界面に設けられるアンボンド処理層が、
   パラフイン、アトフアルト、オイル、グリース、
   ワセリン等の分離材を上記鋼管の内面に塗布した
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第１０項の何れかに記載の充填鋼管コン
   クリート柱構造。 １２ 上記鋼管に充填されるコンクリートに鉄筋
   等の補強部材が配設されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第１１項の何れかに
   記載の充填鋼管コンクリート柱構造。 １３ 上記鋼管に充填されるコンクリートに、プ
   レストレスを導入したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第１１項の何れかに記載の充
   填鋼管コンクリート柱構造。 １４ 上記鋼管内に充填されるコンクリートが、
   モルタル、その他水硬性材料、あるいは、土、
   砂、金属粉粒体、ガラス粉粒、プラスチツク、粘
   土等、圧密すれば充分な圧縮耐力を有する構造用
   充填材であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第１１項の何れかに記載の充填項コン
   クリート柱構造。