JPH04203054A

JPH04203054A - 柱材構造

Info

Publication number: JPH04203054A
Application number: JP33460390A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Sato; 強佐藤; Junichi Miyamoto; 宮本　準一
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-23

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〕この発明は鉄骨造建築用の柱材構造に関する。

〔従来技術およびその課題〕

角形網管は従来より鉄骨建築用柱材として一般的に用い
られてきているが、建築物の階数が複数の場合には、最
下階部分の柱は、上階の柱に比べ地震力、風力等の荷重
が大きくかつ基礎部分への定着のために上階の柱よりも
長いため、上階部分の柱より径を大きくしたり、上階の
柱と同一の径の柱を用いる場合には鋼管の厚さを厚くす
るのが一般的である。一方、このように用いられる角形
鋼管柱は梁材との接合部において、大きな荷重が加わる
ために、柱材にダイアフラムを溶接接合し補強する必要
があり、鉄骨の製作工数がかさむ問題点があった。

この問題点を解決する方法として、特開平１−．１４２
１４４号公報に開示されるように、柱材の内部にナンド
を取着した補強板をあらかしめ柱材に挿入し、ボルトで
梁材を直接に柱材に取付けるとともに、柱材内部にコン
クリートを充填し柱材を補強する方法が提案されている
。

しかし、このような構造では確実に柱材の強度は向上す
るものの、上下階の柱材の断面が同一となる。柱材に要
求される断面性能は下階にくらべると上階の方が小さい
ため、上下階を同一断面で構成するのはその使用効率の
点で大きなムダがあるとともに、不必要なコンクリート
の重量が大きく運搬、施工に手間がかかる問題点があっ
た。また、上階の柱の水平剛性が過剰となり、下階の柱
に地震による水平力が集中する問題点があった。

〔発明の目的〕

この発明は前記従来の問題点を解決するために提案され
たもので、柱材の重量を抑え運搬、施工の効率を向上さ
せるとともに耐震上好ましい柱材構造を提供するもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は前記従来技術の問題点を解決するために提案
されたもので、複数階の建物に用いる二階分以上軸方向
で継ぎ目なく連続した角形鋼管柱において、その最下階
の柱内にのみコンクリートを充填してなる柱材構造であ
る。

〔実施例〕

以下この発明を第１図、第２図、第３図に示す一実施例
により説明すると、２階分軸方向で継ぎ目な（連続した
角形鋼管柱において、その下階部分イにのみ角形網管柱
の内部にあらかしめ工場でコンクリート３を中実に充填
している。

また、下階部分柱梁接合部４ａの柱内面には補強板２ａ
が、角形鋼管柱１の上階部分柱梁接合部４ｂの柱内面に
は補強板２ｂが角形鋼管柱１の四面に各々装着されてい
る。補強板２ａおよび２ｂは梁取付は用ボルト７の各々
に対応する位置にねじ六８を有している。

補強板２ａおよび２ｂは、例えば挿入用ロッドの先に補
強板を保持し挿入用ロッドを柱の開口端より差し込んだ
後、角形鋼管柱外部より挿通穴１６ａを挿通する補強板
固定用ボルト１０により所定の位置に保持される。補強
板の鋼管内位置決めは、角鋼管面の所定位置に凹穴また
は貫通穴を設け、補強板には凸部を設け、両者を嵌合さ
せることにより容易に行なえる。補強板２ａを固定する
他の方法としては、梁取付は用ボルト挿通穴１６を挿通
するボルト（図示せず）を挿通穴１６に対応するねし穴
に締着する方法でもよいが、この場合は柱梁組立作業に
先立ってそのボルトを取り外す必要がある。また、他の
方法としては柱面にあけた穴をもちいて柱外部からの溶
接によってもよい。

次に、柱を立てた状態でコンクリート３を注入口１７か
ら柱内に流し込む。柱梁接合部分には大きな荷重が加わ
るため、下階部分柱梁接合部分４ａを含む高さまでコン
クリート３を充填している。コンクリート３は無収縮性
若しくは低膨張性とすると柱面とコンクリートとの密着
が良く好ましい。

次に柱面に設けられた梁取付は用ボルト挿通穴１６を挿
通する梁取付は用ボルト７を梁取付は金具６を介して補
強板のねじ六８に締着することにより梁が柱面に固着さ
れる。柱梁組立に先立って、梁取付は金具は梁取付は用
摩擦接合ボルト１３を用いて梁に固着される。

また、上階部分柱梁接合部４ｂでは補強板２ｂは挿通穴
補強板固定用ポルト１０により柱内面に固着されており
、この状態で梁取付は金具６および梁取付は用ボルト７
を用いて梁５が取付けられる。

同様の作業を施工現場で行なう場合は、補強板２ａを挿
通穴１６ａを挿通するボルトで柱内面に固着した後、梁
取付は金具６を介して梁取付は用ボルト挿通穴１６を挿
通する梁取付は用ホルト７により梁を取付け、次にコン
クリートを柱面に設けた注入口１７より社内に充填する
。

この時補強板固定用ボルト１０は梁取付は金具６および
梁５の取付けに支障のない位置に設けておく。

補強板２ａおよび２ｂの形状は平板でもよいが、この実
施例では柱の軸方向と直交方向にリブ板９を設けたので
柱梁組立後、梁より柱に伝わる柱軸方向力を該リブ板９
により直接にコンクリート３にも伝達できるとともに、
梁取付は用ボルト７の引張力に対する補強板の耐力が向
上する。リブ板は梁取付は用ボルトと対応するねし穴と
同一面内に設ければ梁からの軸方向力の伝達および梁取
付はボルトからの引張力に対する耐力に関する効果は最
大となる。この時、ねし穴は大きなボルト定着力を確保
するためにリブ板に達する深さまで設け、ねし穴の周囲
は厚肉に形成するのが望ましい。第７図〜第１６図に補
強板の他の形態を示す。第７図〜第１３図に示す補強板
はリブ板の節状に厚肉に形成した部分にねし穴を設けて
いる。また、角形鋼管の内、一般に電縫管と呼称される
ものでは、網管面の内面に溶接継ぎ目が凸部となってあ
られれる。この場合、第１６図に示すように補強板の凸
部に面接する部分にその凸部より大きめの凹部を形成し
ておく。

この実施例では補強板２ａおよび２ｂはねじ六８および
リブ板９を含めて鋳造により一体に成型されているが、
鍛造若しくは溶接等地の方法によっても良い。ただし、
鋳造または鍛造の場合は溶接作業がなく加工工数および
加工精度の点に優れておりより好ましい。また、補強板
は上下の梁取付は金具の各々に対して別々に２個に分け
て設けても良い。

以上のように柱梁接合部を構成すれば、梁から柱面に伝
わる引張力に対し鋼管、リブ板付き補強板が一体に抵抗
するため、−本の連続した角形鋼管を二階以上にまたが
って用いても、柱梁接合部は優れた耐力、剛性を有する
。

また、この実施例ではスプリ・ン）Ｔ状の梁取付金具を
用いたが、第５図に示すエンドプレート１２を用いても
同様の効果が得られる。この場合、エンドプレートの補
強板固定用ボルト１００頭部が接する部分には、エンド
プレートと柱面が密着するように頭部より大きい凹部１
０′若しくは貫通穴を設けている。

第４図に第二の実施例を示す。

この実施例では上階柱部分の柱梁接合部分４ｂにも予め
工場でコンクリート３を充填している。この実施例では
、先ず補強板２を梁取付は用ボルトに対応するねし穴を
用いて社外面より挿通するボルトで一時的に柱内面に固
着している。次に、柱は立てた状態でコンクリート３が
柱梁接合部分の上部に設けた注入口１７から柱内の柱梁
接合部分に流し込まれ、コンクリートに必要な強度が発
現した後にボルトを取り外す。

その後、第一の実施例と同様の方法で梁が柱に取付けら
れる。コンクリートを柱梁接合部分にのみ充填するため
に、棒体１１を柱内面に突出させ、これに弾性状の樹脂
体１２を係止して仕切としている。他には第６図に示す
ように空気でふくらませることができる袋１１を仕切と
して用いる方法でも柱梁接合部にのみコンクリートを容
易に充填できる。

この実施例では上階部分柱梁接合部はコンクリートによ
り補強されるため、コンクリートの充填がない場合に比
べ、梁取付は金具から柱面に伝わる圧縮力および引張力
に対する耐力が向上する。また、補強板２ｂは柱の四面
に別々に設けているが補強板２６で十分に補強されない
柱材の隅部もコンクリートにより補強される。

さらに、柱の四面のいずれかに梁の取り付かない柱梁接
合部では梁の取り付かない面が強度上の欠点となるが、
コンクリートを充填することによりこの問題も解決でき
る。このような効果は柱内に充填するコンクリート３の
かわりにモルタルを用いても変わりはない。

この発明では以上のように二階以上連続した角形鋼管柱
の最下階部分の柱内にコンクリートを充填することによ
り、−本の連続した角形鋼管柱を二階以上にまたがって
用いても外力の分布に対してバランスよく柱材の強度、
剛性を設定でき合理的な柱材構造を提供できる。また、
この実施例のように柱梁を接合すれば溶接作業が不要で
製作効率が向上する。

Ｃ発明の効果〕この発明は以上の構成からなるので以下の効果を有する
。

（１）角形鋼管が複数階分連続しているので、切断、溶
接等の加工工数が大幅に節減できる。

（２）最下階の柱材の水平剛性が上階より大きく耐震上
好ましい。

（３）柱材の必要な部分にのみコンクリートを充填した
ので一本の柱部材の重量が大幅に低減され運搬、施工が
容易になる。

（４）柱材はほぼ垂直の状態でレッカー車で施工され梁
取付は時まで柱脚部分のボルトのみで自立する必要があ
る。本発明では最下階にのみコンクリートを充填したの
で重心が低くなり、施工時には揺れが少なくなるととも
に、施工後染取付は時までの間の安定度も向上し、柱直
立のための仮止めボルトの数も少なくできる。

（５）鋼管コンクリート柱材は内部のコンクリートに十
分な軸力が伝えられればそれのみで建物の固定、積載荷
重を支持でき、地震力は鍛着で支持する構造とできる。

このような条件で設計された建物は火災時においてもそ
の固定、積載荷重をコンクリート部分のみで支持するこ
とが可能であり角形網管の耐火被覆を省略できる。建物
の最下階柱は軸力が大きくコンクリートに十分な耐力を
期待できる。よって耐火被覆の省略が可能である。この
ような場合、この発明の柱材は下階部分にのみコンクリ
ートを充填し耐火被覆を省略した鋼管コンクＩＪ　−ト
柱材とし、上階部分は耐火被覆を施した鋼管柱材とする
ことにより合理的な柱材構造を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第一の実施例の縦断面図、第２図は
第一の実施例の下層階部分の柱梁接合部の詳細な縦断面
図、第３図は第一の実施例の下層階部分の柱梁接合部の
詳細な水平断面図、第４図は第二の実施例の縦断面図、
第５図はエンドプレートを用いた実施例の縦断面図、第
６図は空気でふくらませることができる袋の使用例を示
す図、第７図〜第１６図は補強板を示す斜視図である。１・・・角形鋼管、１ｃ・・・柱材の隅部、２・・・補
強板、２ａ・・・（下階部分の柱梁接合部に設けられる
）補強板、２ｂ・・・（二階部分の柱梁接合部に設けら
れる）補強板、３・・・コンクリート、４・・・柱梁接
合部、４ａ・・・下階部分の柱梁接合部、４ｂ・・・上
階部分の柱梁接合部、５・・・梁、６・・・梁取付は金
具、７・・・梁取付は用ボルト、８・・・ねじ穴、８ａ
・・・補強板固定ボルト用ねし穴、９・・・リブ板、１
０・・・補強板固定用ボルト、１１・・・空気でふくら
ませることができる袋、　　ｌｌａ・・・ニアホース、
１２・・・エンドプレート、１３・・・梁取付は用摩擦
接合ボルト、１４・・・棒体、１５・・・弾性状の樹脂
体、１６・・・梁取付は用ボルト挿通穴、１６．１１・
・・挿通穴、１７・・・注入口、イ・・・柱の下階部分
、口・・・柱の上階部分第　５　図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

複数階の建物に用いる二階分以上軸方向で継ぎ目なく連
続した角形鋼管柱において、その最下階の柱内にコンク
リートを充填してなる柱材構造。