JPH06129056A - 耐火構造用鋼管コンクリート柱 - Google Patents
耐火構造用鋼管コンクリート柱Info
- Publication number
- JPH06129056A JPH06129056A JP28141592A JP28141592A JPH06129056A JP H06129056 A JPH06129056 A JP H06129056A JP 28141592 A JP28141592 A JP 28141592A JP 28141592 A JP28141592 A JP 28141592A JP H06129056 A JPH06129056 A JP H06129056A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel pipe
- concrete
- fire
- inner steel
- concrete pole
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- Pending
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- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 経済的で耐火性能に優れた耐火構造用鋼管コ
ンクリート柱を提供する。 【構成】 外側鋼管１と内側鋼管２及び内側鋼管２内へ
の充填コンクリート８とで鋼管コンクリート柱を構成
し、外側鋼管１と内側鋼管２の間に中空部３を形成す
る。内側鋼管２は外側鋼管１及び中空部３で囲まれてい
るため、火災による熱は外側鋼管１の内表面からの輻射
及び中空部３内の空気による対流熱伝達によってのみ内
側鋼管２へ伝達され、外側鋼管１に比べて温度上昇速度
は遅くなる。また、コンクリート８を内側鋼管２に充填
したことにより、鋼管コンクリート柱の熱容量が大きく
なり、非充填の場合よりも温度上昇が遅くなる。
ンクリート柱を提供する。 【構成】 外側鋼管１と内側鋼管２及び内側鋼管２内へ
の充填コンクリート８とで鋼管コンクリート柱を構成
し、外側鋼管１と内側鋼管２の間に中空部３を形成す
る。内側鋼管２は外側鋼管１及び中空部３で囲まれてい
るため、火災による熱は外側鋼管１の内表面からの輻射
及び中空部３内の空気による対流熱伝達によってのみ内
側鋼管２へ伝達され、外側鋼管１に比べて温度上昇速度
は遅くなる。また、コンクリート８を内側鋼管２に充填
したことにより、鋼管コンクリート柱の熱容量が大きく
なり、非充填の場合よりも温度上昇が遅くなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主に建築構造物におい
て用いられる耐火構造用鋼管コンクリート柱に関するも
のである。
て用いられる耐火構造用鋼管コンクリート柱に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】建築構造物の柱は、その規模、用途によ
っては、火災が生じた場合に、規定された一定の時間内
に崩壊しないように耐火構造とすることが、法規上義務
づけられている。
っては、火災が生じた場合に、規定された一定の時間内
に崩壊しないように耐火構造とすることが、法規上義務
づけられている。
【０００３】鋼構造の柱の場合、一般には図６(a) 、
(b) に示されるように部材（角形鋼管２１、Ｈ形鋼２
２）の表面に耐火被覆材６を施し、部材の火災時の温度
上昇を抑止する方法により耐火構造として認められてい
る。
(b) に示されるように部材（角形鋼管２１、Ｈ形鋼２
２）の表面に耐火被覆材６を施し、部材の火災時の温度
上昇を抑止する方法により耐火構造として認められてい
る。
【０００４】また、図７のように、鋼管２３内にコンク
リート８を充填した柱は、非充填の鋼管柱に比べて熱容
量が増大し火災時には鋼管温度の上昇が抑制されるこ
と、及び鋼管に比べ強度劣化の少ない充填コンクリート
部分へ応力を伝達することができること等の理由で、主
に欧州において耐火構造の柱として実施されている。ま
た、仏ＣＳＦＴＡ報告書「鋼管コンクリート耐火設計実
務マニュアル」によれば、この鋼管コンクリート柱の外
表面に軽微な耐火被覆を施すことで、鋼管の温度上昇が
抑制され、さらに耐火性能が向上することも確認されて
いる。
リート８を充填した柱は、非充填の鋼管柱に比べて熱容
量が増大し火災時には鋼管温度の上昇が抑制されるこ
と、及び鋼管に比べ強度劣化の少ない充填コンクリート
部分へ応力を伝達することができること等の理由で、主
に欧州において耐火構造の柱として実施されている。ま
た、仏ＣＳＦＴＡ報告書「鋼管コンクリート耐火設計実
務マニュアル」によれば、この鋼管コンクリート柱の外
表面に軽微な耐火被覆を施すことで、鋼管の温度上昇が
抑制され、さらに耐火性能が向上することも確認されて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】外表面に耐火被覆を施
さない鋼管コンクリート柱は、短い耐火時間（３０分程
度）であれば、鋼管の耐力を期待することもできるが、
それ以上の時間では温度上昇による鋼管の材料強度低下
により、鋼管の柱耐力への寄与は消失し、主に内部のコ
ンクリートにより柱軸力を負担することになる。すなわ
ち、無被覆の鋼管コンクリート柱で３０分以上の長い耐
火時間を実現しようとする場合、鋼管の柱耐力への寄与
による耐火性能の向上は期待できない。
さない鋼管コンクリート柱は、短い耐火時間（３０分程
度）であれば、鋼管の耐力を期待することもできるが、
それ以上の時間では温度上昇による鋼管の材料強度低下
により、鋼管の柱耐力への寄与は消失し、主に内部のコ
ンクリートにより柱軸力を負担することになる。すなわ
ち、無被覆の鋼管コンクリート柱で３０分以上の長い耐
火時間を実現しようとする場合、鋼管の柱耐力への寄与
による耐火性能の向上は期待できない。
【０００６】一方、耐火被覆を施した鋼管コンクリート
柱では、鋼管の温度上昇は緩慢なため、より長い耐火時
間においても、鋼管の耐力への寄与を考慮することがで
きるが、耐火被覆の施工は煩雑であり、意匠的な理由か
ら表面に仕上げ工事を必要とし、施工コスト上昇の一因
となる。
柱では、鋼管の温度上昇は緩慢なため、より長い耐火時
間においても、鋼管の耐力への寄与を考慮することがで
きるが、耐火被覆の施工は煩雑であり、意匠的な理由か
ら表面に仕上げ工事を必要とし、施工コスト上昇の一因
となる。
【０００７】本発明は、上記の問題点を解決し、より経
済的で耐火性能に優れた耐火構造用鋼管コンクリート柱
を提供することを目的とするものである。
済的で耐火性能に優れた耐火構造用鋼管コンクリート柱
を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の耐火構造用鋼管
コンクリート柱は、断面外側に外側鋼管を、断面内側に
内側鋼管を有し、内側鋼管の内部にコンクリートを充填
するとともに、外側鋼管と内側鋼管の間に断熱空間とし
ての中空部を設けたものである。
コンクリート柱は、断面外側に外側鋼管を、断面内側に
内側鋼管を有し、内側鋼管の内部にコンクリートを充填
するとともに、外側鋼管と内側鋼管の間に断熱空間とし
ての中空部を設けたものである。
【０００９】また、内側鋼管の材料に、通常の鋼材に比
べ高温強度特性の優れた鋼材を用いる等、内側鋼管の材
料に外側鋼管の材料より高温強度特性の優れた鋼材を用
いることで、内側鋼管が劣化する時間を延ばすことがで
き、本発明の構造の利点をより十分に発揮させることが
できる。
べ高温強度特性の優れた鋼材を用いる等、内側鋼管の材
料に外側鋼管の材料より高温強度特性の優れた鋼材を用
いることで、内側鋼管が劣化する時間を延ばすことがで
き、本発明の構造の利点をより十分に発揮させることが
できる。
【００１０】
【実施例】次に、図示した実施例について説明する。
【００１１】図１(a) 、(b) は本発明の耐火構造用鋼管
コンクリート柱の一実施例を示したものである。鋼管コ
ンクリート柱の断面構成は、外側鋼管１と内側鋼管２及
び充填コンクリート８からなり、外側鋼管１と内側鋼管
２は部材長Ｌの間では完全に縁が切れており、外側鋼管
１と内側鋼管２の間に中空部３を形成している。
コンクリート柱の一実施例を示したものである。鋼管コ
ンクリート柱の断面構成は、外側鋼管１と内側鋼管２及
び充填コンクリート８からなり、外側鋼管１と内側鋼管
２は部材長Ｌの間では完全に縁が切れており、外側鋼管
１と内側鋼管２の間に中空部３を形成している。
【００１２】このような構成により、本発明による鋼管
コンクリート柱が部材長Ｌの間に火災を受けた場合、外
側鋼管１は火炎に直接さらされるため、外側鋼管１の温
度は早期に上昇する。しかし、内側鋼管２は外側鋼管１
及び中空部３で囲まれているため、火災による熱は外側
鋼管１の内表面からの輻射及び中空部３内の空気による
対流熱伝達によってのみ内側鋼管２へ伝達され、外側鋼
管１に比べて温度上昇速度は遅くなる。さらに、コンク
リート８を内側鋼管２に充填することにより、鋼管コン
クリート柱の熱容量が大きくなるために、非充填の場合
よりも温度上昇は遅くなる。
コンクリート柱が部材長Ｌの間に火災を受けた場合、外
側鋼管１は火炎に直接さらされるため、外側鋼管１の温
度は早期に上昇する。しかし、内側鋼管２は外側鋼管１
及び中空部３で囲まれているため、火災による熱は外側
鋼管１の内表面からの輻射及び中空部３内の空気による
対流熱伝達によってのみ内側鋼管２へ伝達され、外側鋼
管１に比べて温度上昇速度は遅くなる。さらに、コンク
リート８を内側鋼管２に充填することにより、鋼管コン
クリート柱の熱容量が大きくなるために、非充填の場合
よりも温度上昇は遅くなる。
【００１３】図２の内側鋼管の温度時刻歴のグラフであ
り、破線は火災温度、実線は外側鋼管がない場合、点線
は充填コンクリートがない場合、１点鎖線が本発明の外
側鋼管、内側鋼管及び充填コンクリートを有する場合で
ある。
り、破線は火災温度、実線は外側鋼管がない場合、点線
は充填コンクリートがない場合、１点鎖線が本発明の外
側鋼管、内側鋼管及び充填コンクリートを有する場合で
ある。
【００１４】すなわち、本発明では外側鋼管１及び中空
部３による遮熱と、コンクリート８を充填することによ
る熱容量の増大との複合効果により、内側鋼管２の温度
上昇及び強度低下を遅らせることができるので、長い耐
火時間においても内側鋼管２及びコンクリート８の複合
構造として、柱軸力を支持する耐火構造の柱が実現され
る。
部３による遮熱と、コンクリート８を充填することによ
る熱容量の増大との複合効果により、内側鋼管２の温度
上昇及び強度低下を遅らせることができるので、長い耐
火時間においても内側鋼管２及びコンクリート８の複合
構造として、柱軸力を支持する耐火構造の柱が実現され
る。
【００１５】図３(a) 〜(d) は本発明の鋼管コンクリー
ト柱の実施例として、種々の断面形状を示したものであ
る。
ト柱の実施例として、種々の断面形状を示したものであ
る。
【００１６】外側鋼管は火炎を通さない閉断面であり、
常温時に構造部材として機能するものであれば、角形鋼
管１１（図３(a) ，(c) 参照）、円形鋼管１３（図３
(b) ，(d) 参照）等の形状は問わない。
常温時に構造部材として機能するものであれば、角形鋼
管１１（図３(a) ，(c) 参照）、円形鋼管１３（図３
(b) ，(d) 参照）等の形状は問わない。
【００１７】内側鋼管も、円形鋼管１４（図３(c) ，
(d) 参照）、角形鋼管１２（図３(a)，(b) 参照）等の
形状は問わないが、外側鋼管の内表面に直接接触するこ
とのない外寸法を持つものとする。
(d) 参照）、角形鋼管１２（図３(a)，(b) 参照）等の
形状は問わないが、外側鋼管の内表面に直接接触するこ
とのない外寸法を持つものとする。
【００１８】コンクリート８は、普通コンクリート、高
強度コンクリート、軽量コンクリート等が使用でき、特
に火災時に内側鋼管２のみに応力を負担させる場合は、
コンクリートの熱容量のみが柱の耐火性能に影響するの
で、この場合、コンクリートの充填性等はあまり問題に
せず使用できる。
強度コンクリート、軽量コンクリート等が使用でき、特
に火災時に内側鋼管２のみに応力を負担させる場合は、
コンクリートの熱容量のみが柱の耐火性能に影響するの
で、この場合、コンクリートの充填性等はあまり問題に
せず使用できる。
【００１９】また、本発明における鋼管コンクリート柱
の内側鋼管２の材料に、高温強度特性の優れた鋼材を適
用することで、火災時における内側鋼管２の柱への耐力
寄与を大きくすることができ、さらに耐火性能に優れた
柱部材が得られる。
の内側鋼管２の材料に、高温強度特性の優れた鋼材を適
用することで、火災時における内側鋼管２の柱への耐力
寄与を大きくすることができ、さらに耐火性能に優れた
柱部材が得られる。
【００２０】また、内側鋼管２の温度上昇速度をさらに
遅くすることを目的として、図４(a) 〜(c) に示すよう
に鋼管コンクリート柱の外側鋼管１の内表面又は内側鋼
管２の外表面、あるいはその両者に耐火被覆材６を施し
たり、図５に示すように中空部３に断熱材７を配したり
することで、本発明の鋼管コンクリート柱にさらに高い
耐火性能を付与することができる。この場合、耐火被覆
材６、断熱材７が柱部材の外表面に露出しないので、特
に仕上げ工事を必要とせず、本発明による鋼管コンクリ
ート柱の従来技術に対する優位性を損なわない。
遅くすることを目的として、図４(a) 〜(c) に示すよう
に鋼管コンクリート柱の外側鋼管１の内表面又は内側鋼
管２の外表面、あるいはその両者に耐火被覆材６を施し
たり、図５に示すように中空部３に断熱材７を配したり
することで、本発明の鋼管コンクリート柱にさらに高い
耐火性能を付与することができる。この場合、耐火被覆
材６、断熱材７が柱部材の外表面に露出しないので、特
に仕上げ工事を必要とせず、本発明による鋼管コンクリ
ート柱の従来技術に対する優位性を損なわない。
【００２１】
【発明の効果】本発明による耐火構造用鋼管コンクリー
ト柱は、火災時において耐火性能に優れており、また現
場での耐火被覆施工等の作業を要しないので、作業の煩
雑さを軽減でき、少なくとも従来のような部材外表面へ
の耐火被覆を不要としているため、意匠上も優れてい
る。
ト柱は、火災時において耐火性能に優れており、また現
場での耐火被覆施工等の作業を要しないので、作業の煩
雑さを軽減でき、少なくとも従来のような部材外表面へ
の耐火被覆を不要としているため、意匠上も優れてい
る。
【図１】本発明の一実施例を示したもので、(a) は鉛直
断面図、(b) は水平断面図である。
断面図、(b) は水平断面図である。
【図２】本発明の鋼管コンクリート柱を構成する内側鋼
管の火災時における温度上昇と時間の関係を示すグラフ
である。
管の火災時における温度上昇と時間の関係を示すグラフ
である。
【図３】(a) 〜(d) は本発明の他の実施例における種々
の形状の外側鋼管と内側鋼管の組み合わせを示す水平断
面図である。
の形状の外側鋼管と内側鋼管の組み合わせを示す水平断
面図である。
【図４】(a) 〜(c) は本発明の他の実施例における耐火
被覆材の配置例を示す水平断面図である。
被覆材の配置例を示す水平断面図である。
【図５】本発明の他の実施例における中空部への断熱材
の配置例を示す水平断面図である。
の配置例を示す水平断面図である。
【図６】(a) 、(b) は従来の耐火被覆による耐火構造を
示す水平断面図である。
示す水平断面図である。
【図７】従来の充填コンクリートによる耐火構造を示す
水平断面図である。
水平断面図である。
１…外側鋼管、２…内側鋼管、３…中空部、４…ダイア
フラム、５…鋼梁、６…耐火被覆材、７…断熱材、８…
コンクリート、１１，１２，２１…角形鋼管、１３，１
４，２３…円形鋼管、２２…形鋼
フラム、５…鋼梁、６…耐火被覆材、７…断熱材、８…
コンクリート、１１，１２，２１…角形鋼管、１３，１
４，２３…円形鋼管、２２…形鋼
Claims (4)
- 【請求項１】 断面外側及び断面内側にそれぞれ外側鋼
管及び内側鋼管を有し、前記内側鋼管内部にはコンクリ
ートを充填し、外側鋼管と内側鋼管の間には中空部を有
することを特徴とする耐火構造用鋼管コンクリート柱。 - 【請求項２】 内側鋼管の材料に、外側鋼管の材料より
高温強度特性の優れた鋼材を用いた請求項１記載の耐火
構造用鋼管コンクリート柱。 - 【請求項３】 内側鋼管の外表面及び又は外側鋼管の内
表面に耐火被覆を施した請求項１又は２記載の耐火構造
用鋼管コンクリート柱。 - 【請求項４】 外側鋼管と内側鋼管の間の中空部に断熱
材を配した請求項１又は２記載の耐火構造用鋼管コンク
リート柱。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28141592A JPH06129056A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 耐火構造用鋼管コンクリート柱 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28141592A JPH06129056A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 耐火構造用鋼管コンクリート柱 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06129056A true JPH06129056A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17638845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28141592A Pending JPH06129056A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 耐火構造用鋼管コンクリート柱 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06129056A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002155588A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-05-31 | Sekisui Chem Co Ltd | 建物の外断熱構造 |
| US8484915B1 (en) | 2012-07-11 | 2013-07-16 | King Saud University | System for improving fire endurance of concrete-filled steel tubular columns |
| CN103967206A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-08-06 | 福建工程学院 | 一种组合格构式中空构件 |
| EP3587689A1 (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-01 | Stalatube OY | Construction element |
| KR20210070632A (ko) * | 2019-12-05 | 2021-06-15 | 주식회사 포스코 | 합성기둥 및, 합성기둥 구조체 |
-
1992
- 1992-10-20 JP JP28141592A patent/JPH06129056A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002155588A (ja) * | 2000-11-22 | 2002-05-31 | Sekisui Chem Co Ltd | 建物の外断熱構造 |
| JP4668405B2 (ja) * | 2000-11-22 | 2011-04-13 | 積水化学工業株式会社 | 建物の外断熱構造 |
| US8484915B1 (en) | 2012-07-11 | 2013-07-16 | King Saud University | System for improving fire endurance of concrete-filled steel tubular columns |
| CN103967206A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-08-06 | 福建工程学院 | 一种组合格构式中空构件 |
| EP3587689A1 (en) * | 2018-06-27 | 2020-01-01 | Stalatube OY | Construction element |
| KR20210070632A (ko) * | 2019-12-05 | 2021-06-15 | 주식회사 포스코 | 합성기둥 및, 합성기둥 구조체 |
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