JPH0477780B2 - - Google Patents

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JPH0477780B2
JPH0477780B2 JP20502685A JP20502685A JPH0477780B2 JP H0477780 B2 JPH0477780 B2 JP H0477780B2 JP 20502685 A JP20502685 A JP 20502685A JP 20502685 A JP20502685 A JP 20502685A JP H0477780 B2 JPH0477780 B2 JP H0477780B2
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JP
Japan
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steel pipe
concrete
ring
filled
shaped groove
Prior art date
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Application number
JP20502685A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS6263743A (en
Inventor
Kyoyasu Kitagawa
Takanori Sato
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Shimizu Construction Co Ltd
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、柱、杭等に利用されるアンボンド充
填鋼管構造に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to an unbonded filled steel pipe structure used for columns, piles, etc.

[従来の技術] この種の構造として、充填鋼管コンクリート構
造が知られているが、従来の充填鋼管コンクリー
ト構造は、型枠を兼ねた単純な直円筒状の鋼管を
鉛直に立て、その内部にコンクリートを充填した
だけのものであり、鋼管とコンクリートとは接着
状態にあり、力学的に一体に挙動する。
[Prior Art] A filled steel pipe concrete structure is known as this type of structure.In the conventional filled steel pipe concrete structure, a simple right cylindrical steel pipe that also serves as a formwork is erected vertically, and the inside of the filled steel pipe concrete structure is It is simply filled with concrete, and the steel pipe and concrete are in a bonded state and behave mechanically as one.

[発明が解決しようとする問題点] ところが、従来のものでは、軸方向の圧縮力が
作用した場合、鋼管とコンクリートが一体的に歪
み、大きく歪んだ場合、鋼管はミーゼスの降伏条
件を越えたり、局部的な座屈を発生したりする。
[Problems to be solved by the invention] However, in the conventional method, when compressive force in the axial direction is applied, the steel pipe and concrete are distorted as one, and if the steel pipe is significantly distorted, the steel pipe may exceed the Mises yield condition. , local buckling may occur.

したがつて、周方向応力に余裕があり鋼管によ
るコンフアインド効果(鋼管の周方向応力によ
り、コンクリートが膨らもうとするのを締め付け
る作用)でコンクリートの耐力上昇を充分期待で
きるのも拘わらず、増大した軸方向応力で鋼管が
ほとんど降伏に達してしまい、コンフアインド効
果を十分発揮できず、必要以上に大きな断面積の
柱または杭とならざるを得ない。
Therefore, even though there is plenty of margin in the circumferential stress and the confining effect of the steel pipe (the action of tightening the concrete to prevent it from expanding due to the circumferential stress of the steel pipe) can be expected to sufficiently increase the yield strength of the concrete, the increase in The steel pipe almost reaches yield due to the axial stress, and the confining effect cannot be fully exerted, resulting in a column or pile with a larger cross-sectional area than necessary.

本発明は、鋼管によるコンフアインド効果を十
分に生かすことができ、圧縮耐力を著しく向上さ
せて、従来のものより断面積を小さくすることの
できる充填鋼管構造を提供することを目的とす
る。
An object of the present invention is to provide a filled steel pipe structure that can make full use of the confining effect of steel pipes, significantly improve compressive strength, and have a smaller cross-sectional area than conventional ones.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、上記の問題点を解決するため、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を一段または複数段形成し、
鋼管内部にコンクリートやモルタル、その他のグ
ラウト材等の構造用充填材を充填するとともに、
鋼管と水硬性材料の境界面に、鋼管と構造用充填
材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。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides one or more stages of ring-shaped grooves extending in the circumferential direction on the outer peripheral surface of at least a portion of the steel pipe in the axial direction. form,
In addition to filling the inside of the steel pipe with structural fillers such as concrete, mortar, and other grouting materials,
It is characterized by an unbonding treatment layer provided at the interface between the steel pipe and the hydraulic material to prevent adhesion between the steel pipe and the structural filler.

[作用] 上記構成のアンボンド充填鋼管構造において
は、軸方向の圧縮力が作用した場合、鋼管は軸方
向に自由に変形でき、その変形は、リング状溝部
分が早期に座屈することにより吸収される。
[Function] In the unbonded filled steel pipe structure with the above configuration, when compressive force in the axial direction is applied, the steel pipe can freely deform in the axial direction, and the deformation is absorbed by early buckling of the ring-shaped groove portion. Ru.

特にこの場合、鋼管と、その内部に充填された
構造用充填材はアンボンド状態にされているの
で、リング状溝部分が座屈した後は、軸方向の圧
縮力は鋼管内の構造用充填材にのみ作用し、鋼管
にはほとんど作用しない。すなわち、鋼管に作用
する軸方向応力がゼロに近くなる。このため、鋼
管には、コンフアインド効果を与える反作用とし
てのリングテンシヨンのみが作用することにな
り、したがつて、ミーゼスの降伏条件を適用すれ
ば円周方向応力による鋼管のコンフアインド効果
を十分発揮させることができ、その結果、圧縮荷
重に対する強度を著しく向上させることができ、
断面積を小さくできる。
In particular, in this case, the steel pipe and the structural filler filled inside are in an unbonded state, so after the ring-shaped groove part buckles, the axial compressive force is applied to the structural filler inside the steel pipe. It only acts on steel pipes, and has almost no effect on steel pipes. That is, the axial stress acting on the steel pipe becomes close to zero. For this reason, only the ring tension acts on the steel pipe as a reaction that gives a confining effect. Therefore, if the Mises yield condition is applied, the confining effect of the steel pipe due to the circumferential stress can be fully exerted. As a result, the strength against compressive loads can be significantly improved,
Cross-sectional area can be reduced.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図及び第2図は本発明を柱Hに適用した場
合の一実施例を示すもので、図中1は鋼管であ
る。鋼管1の軸方向所定箇所には、鋼管の周方向
に延在するリング状溝2が4段形成され、この部
分で鋼管1に生じる軸方向変形を吸収する変形吸
収部3を構成している。
1 and 2 show an embodiment in which the present invention is applied to a column H, in which numeral 1 is a steel pipe. Four stages of ring-shaped grooves 2 extending in the circumferential direction of the steel pipe are formed at predetermined locations in the axial direction of the steel pipe 1, and this portion constitutes a deformation absorbing portion 3 that absorbs axial deformation occurring in the steel pipe 1. .

この変形吸収部3のリング状溝2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
2部分の薄肉部の肉厚については、鋼管1を上層
階へ組み立てていく建方時の強度と、鋼管1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。そうすると、リング状
溝部分で完全に鋼管を切り抜いてしまう場合のよ
うに、建方に際しての仮り継ぎ支持治具を用いる
必要が全くないし、リング状溝部分に型枠をあえ
て取り付ける面倒も要しない。
The width and the number of steps of the ring-shaped groove 2 of the deformation absorbing section 3 are set appropriately according to the design conditions, and the thickness of the thin-walled part of the ring-shaped groove 2 is determined when the steel pipe 1 is assembled to the upper floor. The steel pipe 1 is set so that it has sufficient strength during construction and as a formwork when pouring concrete inside the steel pipe 1. In this case, unlike when the steel pipe is completely cut out at the ring-shaped groove part, there is no need to use a tack support jig during erection, and there is no need to take the trouble of intentionally attaching formwork to the ring-shaped groove part.

また、上記のように構成された鋼管1の内面に
は、鋼管1と充填コンクリートとの付着をなくす
ための分離材(アンボンド処理層)4が予め塗布
され、その上で、鋼管1の内部にコンクリート5
が打設充填されている。分離材4としては、パラ
フイン、アスフアルト、オイル、グリース、ワセ
リン等を用い、これを鋼管1の内面に塗布するこ
とによりアンボンド処理層を形成している。
Further, on the inner surface of the steel pipe 1 configured as described above, a separation material (unbond treatment layer) 4 is applied in advance to prevent adhesion between the steel pipe 1 and the filling concrete. concrete 5
is poured and filled. As the separating material 4, paraffin, asphalt, oil, grease, vaseline, etc. are used, and by applying this to the inner surface of the steel pipe 1, an unbonding treatment layer is formed.

そして、このように構成したアンボンド型充填
鋼管コンクリート構造の柱Hが第2図に示すよう
に、建て込まれている。この場合、柱Hにおいて
は、変形吸収部3は、曲げモーメントの反曲点で
ある各階間中間部に設けられ、各階ごとに、鋼管
1に生じる変形を吸収するようになつている。場
合によつては、変形吸収部3を圧縮力を受ける区
間全域に設けてもよい。なお、6は各階の梁の仕
口部である。
Then, the column H of the unbonded type filled steel pipe concrete structure constructed in this way is erected as shown in FIG. 2. In this case, in the column H, the deformation absorbing portion 3 is provided at the intermediate portion between each floor, which is the point of reversal of the bending moment, and is adapted to absorb deformation occurring in the steel pipe 1 for each floor. Depending on the case, the deformation absorbing portion 3 may be provided throughout the section receiving compressive force. In addition, 6 is the joint part of the beam of each floor.

このような充填鋼管コンクリート構造において
は、鋼管1内のコンクリート5に軸方向の圧縮力
が作用して、コンクリート5が圧縮され、それが
所定の強度を越えると、コンクリート5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。
In such a filled steel pipe concrete structure, an axial compressive force acts on the concrete 5 inside the steel pipe 1, compressing the concrete 5, and when it exceeds a predetermined strength, the concrete 5 will undergo axial strain. At the same time, sudden lateral strain occurs in the radial direction.

ところが、鋼管1に生じる軸方向の歪は、変形
吸収部3のリング状溝2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3の上下
間において軸方向応力の伝達がなくなり、鋼管1
にはほとんど軸方向応力が発生しない。特に、こ
の場合、鋼管1は、充填コンクリート5とアンボ
ンド状態にあり、鋼管1は軸方向においてコンク
リート5に全く拘束されない。したがつて、コン
クリート5には軸歪が生じるものの、鋼管1には
全く軸歪が生じない。したがつて、ミーゼスの降
伏条件を適用すれば円周方向応力による鋼管1の
コンフアインド効果を十分発揮させることがで
き、その結果、圧縮荷重に対する強度の向上を図
ることができ、断面積を小さくすることができ
る。
However, the axial strain that occurs in the steel pipe 1 is absorbed by early buckling of the thin wall portion of the ring-shaped groove 2 of the deformation absorbing portion 3, and the transmission of axial stress between the upper and lower portions of the deformation absorbing portion 3 is eliminated. , steel pipe 1
Almost no axial stress occurs. In particular, in this case, the steel pipe 1 is in an unbonded state with the filling concrete 5, and the steel pipe 1 is not restrained by the concrete 5 in the axial direction at all. Therefore, although axial strain occurs in the concrete 5, no axial strain occurs in the steel pipe 1. Therefore, by applying the Mises yield condition, the confining effect of the steel pipe 1 due to circumferential stress can be fully exhibited, and as a result, the strength against compressive loads can be improved, and the cross-sectional area can be reduced. be able to.

次に、このようなアンボンド型充鋼管コンクリ
ート構造柱の施工例について述べる。
Next, an example of construction of such an unbonded steel filled pipe concrete structural column will be described.

鋼管1にリング状溝2を設ける方法としては、
外着型の鋼管切断機を用いることができ、工場に
おいて、また現場で鋼管柱の建方を行つた後、あ
るいは鋼管内部にコンクリートを打設した後で、
リング状溝2のカツトを行うことができる。ま
た、アンボンド処理用の分離材4を塗布するの
は、コンクリート5の打設以前であれば、いつ行
つてもよい。また、変形吸収部3付きの鋼管1の
製作については、予め短尺の鋼管を用意し、これ
をカツトしてリング状溝2を形成して変形吸収部
3用短尺管を製作し、これを鋼管1の継ぎ目に介
在させて溶接固定する方法を採用することもでき
る。この場合、短尺管を鋼管1より肉厚にしても
よい。
As a method for providing the ring-shaped groove 2 in the steel pipe 1,
An external type steel pipe cutting machine can be used to cut the steel pipes in the factory or on site after erecting the steel pipe columns or after pouring concrete inside the steel pipes.
The ring-shaped groove 2 can be cut. Further, the separation material 4 for unbonding treatment may be applied at any time before the concrete 5 is poured. In addition, for manufacturing the steel pipe 1 with the deformation absorbing part 3, prepare a short steel pipe in advance, cut it to form the ring-shaped groove 2 to manufacture the short pipe for the deformation absorbing part 3, and then cut it into the steel pipe. It is also possible to adopt a method of welding and fixing by intervening at the first joint. In this case, the short tube may be made thicker than the steel tube 1.

なお、上記の実施例においては、鋼管1内にコ
ンクリートを充填したが、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、粘度等の圧密すれば圧縮
耐力が大きくな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。
In the above embodiment, the steel pipe 1 is filled with concrete, but it may be filled with mortar, other hydraulic materials, soil, sand, metal powder, glass powder, plastic, viscosity, etc. A structural filler having a large compressive strength may be used instead. Furthermore, it is optional to increase the strength of the concrete by inserting reinforcing bars into the concrete or arranging prestressed steel.

[発明の効果] 本発明によれば、鋼管に生じた軸方向変形がリ
ング状溝に吸収されるので、鋼管には軸方向応力
がほとんどかからない。したがつて、ミーゼスの
降伏条件を適用すれば円周方向応力による鋼管の
コンフアインド効果を十分発揮させることができ
る。その結果、圧縮荷重に対する強度を著しく向
上させることができ、断面積を小さくできる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, since the axial deformation occurring in the steel pipe is absorbed by the ring-shaped groove, almost no axial stress is applied to the steel pipe. Therefore, by applying the Mises yield condition, the effect of confining the steel pipe due to the circumferential stress can be fully exhibited. As a result, the strength against compressive loads can be significantly improved and the cross-sectional area can be reduced.

また、本発明においては、鋼管を完全に軸方向
に縁切りせずに、リング状溝を形成することによ
り、座屈しやすいがある程度の強度を有する薄肉
部を残しているので、建方に際して仮り継ぎ支持
治具を用いたり、リング状溝部分に型枠をあえて
取り付けたりするといつた面倒を要させず、省力
効果があるという特長がある。
In addition, in the present invention, by forming a ring-shaped groove without completely edge-cutting the steel pipe in the axial direction, a thin wall part that is easy to buckle but has a certain degree of strength is left, so that temporary joints can be used during erection. Using a support jig or purposely attaching a formwork to the ring-shaped groove part eliminates the need for troublesome work and has the advantage of saving labor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の主要部の半断面
図、第2図は同実施例の全体断面図である。 1……鋼管、2……リング状溝、3……変形吸
収部、4……分離材(アンボンド処理層)、5…
…コンクリート。
FIG. 1 is a half-sectional view of the main part of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an overall sectional view of the same embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Steel pipe, 2... Ring-shaped groove, 3... Deformation absorption part, 4... Separation material (unbond processing layer), 5...
…concrete.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 柱や杭として用いられる充填鋼管構造におい
て、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、鋼管内
部にコンクリート等の構造用充填材が充填される
とともに、鋼管と前記構造用充填材の境界面に、
鋼管と構造用充填材との付着をなくすためのアン
ボンド処理層が設けられていることを特徴とする
アンボンド充填鋼管構造。
1. In a filled steel pipe structure used as a pillar or pile, at least a portion of the outer peripheral surface in the axial direction of the steel pipe is
A ring-shaped groove extending in the circumferential direction is formed, and a structural filler such as concrete is filled inside the steel pipe, and at the interface between the steel pipe and the structural filler,
An unbonded filled steel pipe structure characterized by being provided with an unbonded treatment layer for eliminating adhesion between the steel pipe and structural filler.
JP20502685A 1985-09-17 1985-09-17 Unbond filled steel pipe structure Granted JPS6263743A (en)

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JPS6263743A JPS6263743A (en) 1987-03-20
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