JPH0654049B2

JPH0654049B2 - 充填鋼管コンクリート柱および充填鋼管コンクリート柱の構築方法

Info

Publication number: JPH0654049B2
Application number: JP61205294A
Authority: JP
Inventors: 徹伊藤; 泰志渡辺; 壽郎宇野; 豊斉藤; 康一中村; 秀雄中島
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1986-09-01
Publication date: 1994-07-20
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: JPS6363849A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、鋼管の内部にコンクリートを充填してなる
充填鋼管コンクリート柱およびその構築方法に関するも
のである。

「従来の技術」建築物における柱の構造として、鋼管の内部にコンクリ
ートを充填した充填鋼管コンクリート構造が知られてい
る。この構造の柱は、鋼管内のコンクリートに主として
鉛直荷重（圧縮荷重）を負担させ、鋼管には主として曲
げ荷重を負担させるようにしたものである。この構造に
よれば、鋼管がコンクリートを外側から締め付けるいわ
ゆるコンファンド効果を発揮するので、コンクリートの
圧縮耐力が増大し、柱の断面寸法が小さくて済むという
利点がある。

このような充填鋼管コンクリート柱を構築するに当たっ
ては、複数階にわたる長さ（一般には３階分＝約１０ｍ
程度）の柱用鋼管を順次溶接等により接合して立設し、
その柱用鋼管に梁用鉄骨を接合した後、柱用鋼管の上部
からその内部にコンクリートを打設することが一般的で
ある。

「発明が解決しようとする問題点」ところで、充填鋼管コンクリート構造の柱においては、
鋼管の内部の隅々まで充分密にかつ均一にコンクリート
を充填することが、コンクリートの圧縮耐力を確保する
うえで極めて重要である。

しかしながら、上記のように鋼管を立設した後にその上
部からコンクリートを打設する場合においては、鋼管内
全体に隙間なくコンクリートを充填することは容易では
なく、また、コンクリート打設後にその充填状態を検査
することも困難であった。

また、柱の圧縮耐力をさらに高めるために、高強度の得
られる低スランプのコンクリートを用いることが望まれ
ているが、低スランプのコンクリートはその流動性が低
いことから鋼管内に充填することがさらに困難であり、
従来においては用いることができないものであった。

この発明は、充填鋼管コンクリート柱における上記の問
題点を解決するためになされたものである。

「問題点を解決するための手段」この発明は充填鋼管コンクリート柱は、両端にフランジ
を有し、少なくとも一端に形成されたフランジに梁用の
Ｈ形鋼の一のフランジを当接させた際に前記Ｈ形鋼の他
のフランジに対応する位置に環状のスチフナリングが固
定され、このスチフナリングと前記フランジとの間に前
記Ｈ形鋼のウエブに対応して補強プレートが固定された
鋼管の内部にプレキャストコンクリートを充填してなる
複数の柱用構造部材が、その軸線を一致させて上下に配
設され、かつ上下に隣接する上記柱用構造部材のそれぞ
れのフランジが互いに当接されて接合され、この接合部
における上下に隣接する鋼管内の隙間には、当該鋼管の
少なくともいずれか一端に形成されたグラウト注入口か
らグラウト材が充填されていることを特徴とする。

また、この発明の充填鋼管コンクリート柱の構築方法
は、両端にフランジを有し、少なくとも一端に形成され
たフランジに梁用のＨ形鋼の一のフランジを当接させた
際に前記Ｈ形鋼の他のフランジに対応する位置に環状の
スチフナリングが固定され、このスチフナリングと前記
フランジとの間に前記Ｈ形鋼のウエブに対応して補強プ
レートが固定された鋼管の内部にプレキャフトコンクリ
ートを充填してなる複数の柱用構造部材を複数用意し、
これら柱用構造部材をその軸線を一致させて上下に接合
するに際し、上下に隣接する上記柱用構造部材のフラン
ジを互いに当接させて接合し、この接合部における上下
に隣接する鋼管内の隙間に、当該鋼管の少なくともいず
れか一端に形成されたグラウト注入口からグラウト材を
充填することを特徴とする。

「作用」この発明の充填鋼管コンクリート柱にあっては、予めコ
ンクリートが隅々まで十分に充填された複数の柱用構造
部材を接合して柱を構成するとともに、この接合部にお
ける上下に隣接する鋼管内の隙間に、グラウト注入口か
らグラウト材が充填されていることによって、当該柱内
部にはコンクリートおよびグラウト材が隙間なく十分に
充填されていることになり、またフランジどうしを接合
して柱用構造部材を接合することによって柱の構造性能
や信頼性を十分に確保する。

また、鋼管には前記フランジに梁用のＨ形鋼の一のフラ
ンジを当接させた際に前記Ｈ形鋼の他のフランジの対応
する位置に環状のスチフナリングが固定され、このスチ
フナリングと前記フランジとの間に前記Ｈ形鋼のウエブ
に対応して補強プレートが固定されているので、梁用の
Ｈ形鋼と柱用構造部材とを簡単に接合することができる
とともに、梁からの荷重伝達がスチフナリングや補強プ
レートを介して円滑に行われる。

また、この発明の充填鋼管コンクリート柱の構築方法に
あっては、柱用構造部材のフランジどうしを接合するこ
とによって、柱用構造部材の接合を容易かつ強固に行
い、また上下に隣接する鋼管内の隙間に、グラウト注入
口からグラウト材を充填して柱内部を隙間なく充填する
ことによって構造性能や信頼性の優れた柱を構築する。

また、上記柱用構造部材どうしの接合と、わずかな量の
グラウト材の充填だけによって柱を構築し、これによっ
て現場での作業を軽減し工期の短縮を図る。

さらに、前記鋼管には前記フランジに梁用のＨ形鋼の一
のフランジを当接させた際に前記Ｈ形鋼の他のフランジ
に対応する位置に環状のスチフナリングが固定され、こ
のスチフナリングと前記フランジとの間に前記Ｈ形鋼の
ウエブに対応して補強プレートが固定されているので、
梁用のＨ形鋼と柱用構造部材とを簡単に接合することが
できるとともに、梁からの荷重伝達がスチフナリングや
補強プレートを介して円滑に行われる。

「実施例」以下、この発明の実施例を第１図ないし第４図を参照し
て説明する。第１図はこの実施例の充填鋼管コンクリー
ト材の構成部品である柱用構造部材Ａ（以下、単に柱部
材Ａと略称する）の概略構成を示す斜視図、第２図はこ
の柱部材Ａを用いて構築された建築物の骨組の一部を示
す立面図、第３図は第２図におけるIII部の拡大図、第
４図はその平断面図である。なお、第１図では柱部材Ａ
の中間部分は省略してあり、またその上端部に梁Ｂ…が
接合された状態を示している。

第１図において符号１は断面円形の鋼管であり、２はそ
の鋼管１の内部に充填されたコンクリートである。鋼管
１はこの柱部材Ａが用いられる建築物の３階分の高さに
わたる長さとされ、その上下両端部にはそれぞれフラン
ジ３，４を有し、それらフランジ３，４にはボルト孔５
…が形成されている。

上端部のフランジ３は、Ｈ形鋼からなる梁Ｂの上フラン
ジb₁を接合するためのスチフナリングと兼用となってお
り、このフランジ３の下方にはその梁Ｂの下フランジb₂
に対応する位置にスチフナリング６が溶接されている。
そして、このスチフナリング６とフランジ３との間には
梁Ｂのウエブb₃に対応する補強プレート７…が取り付け
られている。

また、第２図に示すように、鋼管１の中間部における梁
Ｂの接合位置にも、上記と同様のスチフナリング６…お
よび補強プレート７…が取り付けられている。なお、第
１図において符号８はフランジ４の補強リブ、９はグラ
ウト注入口である。

上記構成の柱部材Ａは、予め工場あるいは現場における
ヤード等において製作される。すなわち、まず所長さの
直管状の鋼管に上記のフランジ３，４、スチフナリング
６…、補強プレート７…をそれぞれ取り付け、その後、
その鋼管１内部にコンクリート２を充填する。このコン
クリート２の充填は、遠心成型法により鋼管１を横にし
た状態で回転させながら行う。こうすることにより、鋼
管１内の隅々にまで充分密にコンクリート２を充填する
ことができる。充填したコンクリート２が硬化すればこ
の柱部材Ａの製作は完了する。

そして、上記柱部材Ａを構成部品とする本願発明に係る
充填鋼管コンクリート柱は、以下のように構成されてい
る。

すなわち、第２図〜第４図に示すように、複数の柱部材
Ａ…は、その軸線を一致させて上下に配設されており、
下側に位置する柱部材Ａのフランジ３と、上側に位置す
る柱部材Ａのフランジ４とが互いにそれぞれのボルト孔
５…を合致させて当接されている。これらボルト孔５…
には高張力ボルト１２…がそれぞれ挿通されて、上記フ
ランジ４，５が締結され、これによって、上下に隣接す
る柱部材Ａ，Ａが互いに接合されている。また、上下に
隣接する柱部材Ａ，Ａのコンクリート２，２間にわずか
に残る隙間には、グラウト注入孔９からグラウト１３が
注入されている。

次に、上記構成の充填鋼管コンクリート柱を構築する方
法を、建築物の骨組を構築すする場合を例にとって説明
する。

まず、上記のように製作された柱部材Ａを所定位置に立
設し、その柱部材Ａに梁Ｂ…を接合する。この際、梁Ｂ
…のウエブb₃…と柱部材Ａの補強プレート７…とを添え
板１０およびボルト１１…によって仮止めし、その後、
溶接すれば良い。

その後、第３図に示すように、その柱部材Ａの上端部の
フランジ３に柱部材Ａの下端部のフランジ４を突き合わ
せ、それらを高張力ボルト１２…によって締結する。そ
して、両柱部材Ａ，Ａのコンクリート２，２間にわずか
に残る隙間に、グラウト注入口９から無収縮性モルタル
等のグラウト１３を注入する。

こうすることにより、柱部材Ａ，Ａ同士は構造的に一体
となって全体として建築物の柱を構成し、従来の充填鋼
管コンクリート構造の柱と全く同様にコンクリート２は
圧縮荷重を負担し、また鋼管１は曲げ荷重を負担すると
ともに、コンファインド効果を発揮する。

以上の手順を繰り返して、柱を順次上層部に延ばしてい
くとともに、梁Ｂの上部にスラブコンクリート１４を打
設して床を形成する。床が形成されれば、柱部材Ａ，Ａ
同を接合しているフランジ３，４およびリブ８…はスラ
ブコンクリート１４中に埋設され、邪魔になることはな
い。

以上で説明したように、この発明の充填鋼管コンクリー
ト柱では、その構成部品である柱部材を予め工場等にお
いて製作するので、鋼管１内の隅々にまで充分密にコン
クリート２を充填できるとともに、充填状態をその場で
検査することも容易である。したがって、コンクリート
２を現場で充填する場合に比して、構造性能に優れかつ
信頼性の高い柱を構築することができる。また、従来に
おいてはコンクリート打設時の制約が用いることのでき
なかった低スランプのコンクリートを用いることが可能
であり、したがって圧縮耐力がさらに優れた柱を構築す
ることができる。また、この柱部材Ａを用いて、充填鋼
管コンクリート柱を構築することにより、現場における
作業は高張力ボルト１２…による締結とわずかな量のグ
ラウト１３の注入のみで済むので、作業が軽減され工期
の短縮を図ることができる。

なお、上記では１本の柱部材Ａの長さを建築物の３階分
にわたる長さとしたが、これは適宜で良い。また、その
断面形状は円形に限らず角形としても良い。

さらに、鋼管１内面とコンクリート２との間にたとえば
アスファルト、グリース等のアンボンド材を介在させる
ことにより、鋼管１とコンクリート２とが非付着状態と
なるようにしても良い。この場合には、鋼管１とコンク
リート２とが構造的には別体として挙動するので、鋼管
１のコンファインド効果がさらに充分に発揮される。

「発明の効果」以上で詳細に説明したように、この発明の充填鋼管コン
クリート柱によれば、両端にフランジを有する鋼管の内
部にプレキャストコンクリートを充填してなる複数の柱
用構造部材を、その軸線を一致させて上下に接合した構
成としたので、すなわち予めコンクリートが隅々まで十
分に充填された複数の柱用構造部材を接合して柱を構成
し、さらに、この接合部における上下に隣接する鋼管内
の隙間に、グラウト注入口からグラウト材が充填されて
いるので、柱内部にはコンクリートおよびグラウト材が
隙間なく十分に充填されていることになり、したがって
柱の構造性能や信頼性を十分に確保することができる。

また、低スランプのコンクリートを充填することができ
るので、柱としての圧縮耐力が高まり、この点において
も柱の構造性能や信頼性を十分に確保することができ
る。

さらに、柱用構造部材のコンクリートの充填状態を検査
することによって、充填鋼管コンクリート柱としてのコ
ンクリートの充填状態を容易に検査することができる。

加えて、上下に隣接する柱用構造部材のそれぞれのフラ
ンジが互いに当接されて接合されているので、柱用構造
部材どうしの接合を容易かつ強固に行うことができる。

さらに、鋼管には前記フランジに梁用のＨ形鋼の一のフ
ランジを当接させた際に前記Ｈ形鋼の他のフランジに対
応する位置に環状のスチフナリングが固定され、このス
チフナリングと前記フランジとの間に前記Ｈ形鋼のウエ
ブに対応して補強プレートが固定されているので、梁用
のＨ形鋼と柱用構造部材とを簡単に接合することができ
るとともに、梁からの荷重伝達をスチフナリングを補強
プレートを介して円滑に行うことができる。

また、この発明の充填鋼管コンクリート柱の構築方法に
あっては、上記柱用構造部材を上下に接合するに際し、
上下に隣接する柱用構造部材のフランジを互いに当接さ
せて接合したので、この接合を容易かつ強固に行うこと
ができる。

また、フランジどうしの接合部における上下に隣接する
鋼管内の間隙に、グラウド注入口からグラウト材を充填
するようにしたので、柱内部はコンクリートとグラウト
材によって隙間なく充填され、よって構造性能や信頼性
の優れた柱を構築することができる。

また、上記柱用構造部材どうしの接合と、わずかな量の
グラウト材の充填だけで柱を構築することができるの
で、現場での作業を軽減でき工期の短縮を図ることがで
きる。

さらに、鋼管には前記フランジに梁用のＨ形鋼の一のフ
ランジを当接させた際に前記Ｈ形鋼の他のフランジに対
応する位置に環状のスチフナリングが固定され、このス
チフナリングと前記フランジとの間に前記Ｈ形鋼のウエ
ブに対応して補強プレートが固定されているので、梁用
のＨ形鋼と柱用構造部材とを簡単に接合することができ
るとともに、梁からの荷重伝達をスチフナリングや補強
プレートを介して円滑に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の実施例を示す図であっ
て、第１図はこの実施例の柱用構造部材の斜視図、第２
図はこの柱用構造部材を用いて構築された建築物の骨組
の一部を示す立面図、第３図は第２図におけるIII部の
拡大図、第４図はその平断面である。Ａ……柱用構造部材、１……鋼管、２……コンクリート（プレキャストコンクリート）、
３，４……フランジ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斉藤豊東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者中村康一東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者中島秀雄東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (56)参考文献特開昭51−113321（ＪＰ，Ａ) 実開昭52−125821（ＪＰ，Ｕ) 実開昭51−53714（ＪＰ，Ｕ) 実公昭53−30802（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端にフランジを有し、少なくとも一端に
形成されたフランジに梁用のＨ形鋼の一のフランジを当
接させた際に前記Ｈ形鋼に他のフランジに対応する位置
に環状のスチフナリングが固定され、このスチフナリン
グと前記フランジとの間に前記Ｈ形鋼のウエブに対応し
て補強プレートが固定された鋼管の内部にプレキャスト
コンクリートを充填してなる複数の柱用構造部材が、そ
の軸線を一致させて上下に配設され、かつ上下に隣接す
る上記柱用構造部材のそれぞれのフランジが互いに当接
されて接合され、この接合部における上下に隣接する鋼
管内の隙間には、当該鋼管の少なくともいずれか一端に
形成されたグラウト注入口からグラウト材が充填されて
いることを特徴とする充填鋼管コンクリート柱。
【請求項２】両端にフランジを有し、少なくとも一端に
形成されたフランジに梁用のＨ形鋼の一のフランジを当
接させた際に前記Ｈ形鋼の他のフランジに対応する位置
に環状のスチフナリングが固定され、このスチフナリン
グと前記フランジとの間に前記Ｈ形鋼のウエブに対応し
て補強プレートが固定された鋼管の内部にプレキャフト
コンクリートを充填してなる複数の柱用構造部材を複数
用意し、これら柱用構造部材をその軸線を一致させて上
下に接合するに際し、上下に隣接する上記柱用構造部材
のフランジを互いに当接させて接合し、この接合部にお
ける上下に隣接する鋼管内の隙間に、当該鋼管の少なく
ともいずれか一端に形成されたグラウト注入口からグラ
ウト材を充填することを特徴とする充填鋼管コンクリー
ト柱の構築方法。