JPH08302819A - メガストラクチャー構造用柱 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼材量を低減して剛性の高い構造とし、しか
も柱の側面に開口部を自由な位置や大きさで設けて内部
を有効に利用する。 【構成】 構造物１の四隅に配設されたメガストラクチ
ャー構造用柱２の柱壁が、通常の構造物の１スパン平方
程度の広さになる断面矩形の筒状体であり、鋼板外枠と
７、この鋼板外枠７の内側に適当な間隔を設けて配置し
た鋼板内枠６と、前記鋼板外枠７と前記鋼板内枠７との
間に打設したコンクリート８とで構成されており、メガ
ストラクチャー構造用柱２の側面の室内側の一部を開口
して開口部９が設けられており、さらに、前記鋼板内枠
６の内側には、開口部９から出入りできるコア内設備１
５が配してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、メガストラクチャー
構造を構成するメガストラクチャー構造用柱に関するも
のであり、特に、鋼板コンクリート構造からなるメガス
トラクチャー構造用柱を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、高層ビル等の骨組に広く適用され
ているメガストラクチャー構造は、例えば、図５（ａ）
（ｂ）に示すように、角柱体からなる構造物１のコーナ
ーに、垂直方向に配設された鉄骨架構からなるメガスト
ラクチャー構造用柱２と、これと隣合うメガストラクチ
ャー構造用柱２を連結して配された鉄骨架構からなる大
型梁４とから構成されている。

【０００３】このメガストラクチャー構造用柱２は、一
辺が一般の構造物の１スパン程度の長さの角筒体であ
り、このコーナー部の垂直方向に設けられた柱部材２１
と、これと隣合う柱部材２１を連結するために、水平方
向に複数並設されたつなぎ部材２２と、これら柱部材２
１及びつなぎ部材２２を補強するために、柱部材２１と
つなぎ部材２２間に斜めに配設されたブレース材２３に
よって構成されている。また、このメガストラクチャー
構造用柱２の内部空間にはコア内設備１５を備えてい
る。

【０００４】この鉄骨架構構造のメガストラクチャー構
造用柱２によって、構造物１内部に設けられる柱の本数
を少なくすることができ、これによって、構造物１の内
部空間を大広場や吹き抜け等にしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
メガストラクチャー構造用柱は、鉄骨架構からなる組立
柱であり、この組立柱に軸及び曲げ剛性を付与するため
には、柱部材間を斜めに連結する筋違いとしてのブレー
ス材が必要となり、これに使用される鋼材量が非常に多
くなることにより、構造が大重量化するという問題があ
る。

【０００６】また、鉄骨架構を組立てるために用いられ
るつなぎ部材，ブレース材等の現場での加工や接合作業
に非常に手間がかかっていた。一方、このメガストラク
チャー構造用柱内部に、階段室，エレベータ，機械室等
のコア内設備を備えて空間を有効に活用することが望ま
れているが、室内とコア部との出入り口として機能する
開口部がこのメガストラクチャー構造用柱の構成要素で
あるブレース材等と干渉するために、その位置や大きさ
に制限が生じ、コア部の用途が狭められていた。

【０００７】この発明は、これらの問題を解決するため
のものであり、使用する鋼材量を低減して剛性の高い構
造とし、さらに柱の側面に開口部を自由な位置や大きさ
で設けることができるメガストラクチャー構造用柱を提
供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、この発明は、メガストラクチャー構造用柱
の柱壁が、鋼板外枠と、この鋼板外枠の内側に適当な間
隔を設けて配置した鋼板内枠と、前記鋼板外枠と前記鋼
板内枠との間に充填打設したコンクリートとで構成され
ており、前記鋼板内枠の内側には、前記柱壁外から出入
りできるコア内設備を備えたことを特徴としている。

【０００９】また、前記柱壁をエレベータシャフトとし
て、前記コア内設備をエレベータとすることができる。
さらに、前記柱壁を階段室の壁として、前記コア内設備
を階段とすることもできる。一方、別のメガストラクチ
ャー構造用柱としては、複数の端出辺部を有する形状に
形成した鋼板外枠と、この鋼板外枠内部に充填打設され
たコンクリートとから構成されており、前記端出辺部
が、構造物における外壁またはパーティション等の内部
仕切り壁に連続して配されていることを特徴としてい
る。

【００１０】また、この鋼板外枠の形状を、例えば、横
断面Ｌ形，Ｔ形，十字形のうち、いずれか１つまたはこ
れらの組合せとすることができる。

【００１１】

【作用】この発明のメガストラクチャー構造用柱によれ
ば、この内外側面に配設された鋼板外枠及び鋼板内枠と
の間に、隙間なくコンクリートを充填打設することによ
って、硬化後のコンクリートと、鋼板外枠及び鋼板内枠
とは接合一体化された複合構造とすることができる。

【００１２】この構造によって、特に、メガストラクチ
ャー構造用柱の軸方向にかかる圧縮力をコンクリートと
鋼板の双方が負担し、引張力を鋼板が負担する。そし
て、鋼板内部に充填されたコンクリートの拘束によって
鋼板の局部座屈の発生が抑制される。また、コンクリー
トが鋼板によりはらみ出し（側方向変形）が抑制される
ため、メガストラクチャー構造用柱は３軸応力状態とな
り、これによりコンクリート強度が上昇する。さらに、
鋼板内外枠の間に熱容量の大きいコンクリートを充填す
ることにより、メガストラクチャー構造用柱の耐火性能
が向上する。

【００１３】一方、対向する鋼板間にコンクリートを打
設する際には、鋼板が型枠として機能し、仮設の型枠の
設置及び撤去作業を不要とすることができる。また、こ
のメガストラクチャー構造用柱の側面の一部に、出入り
口として機能する開口部を設けることによって、メガス
トラクチャー構造用柱の内部空間に、エレベータ室，階
段室，空調機械室等のコア内設備を備えることができ
る。

【００１４】また、この開口部は、メガストラクチャー
構造用柱の構造強度が低下しない程度にその大きさや位
置を自由に設けることができる。一方、メガストラクチ
ャー構造用柱の端部に設けられた端出辺部を、構造物に
おける外壁またはパーティション等の内部仕切り壁に沿
って連続して設けることにより、構造物内部の室内空間
の隅部が柱によって削られることがなく、有効に利用す
ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の典型的な実施例を図面に基
づいて説明する。図１中、１は高層ビル等の構造物であ
り、これは巨大な柱，梁等の支持体で構成されたメガス
トラクチャー構造となっている。この構造物１は角柱体
であり、その四隅に垂直に配設されたメガストラクチャ
ー構造用柱２と、隣合うメガストラクチャー構造用柱２
に、一定間隔をおいた所定の階で連結するようにして水
平に配設された鉄骨架構式構造の大型梁３と、さらに、
この大型梁３が設置された階を除いた階で、隣合うメガ
ストラクチャー構造用柱２を連結して水平に配された鉄
骨コンクリート構造の梁４と、各階の大型梁３及び梁４
の上部全面に構築された床５と、この構造物１の外周全
面に設けられた外壁（図示せず。）とから構成されてい
る。

【００１６】図２に示すように、この室内の角部に設け
られたメガストラクチャー構造用柱２は、通常の構造物
の１スパン平方程度の広さとなる断面矩形の筒状体であ
り、この柱壁は、鋼板外枠７と、この鋼板外枠７の内側
に適当な間隔を設けて配置した鋼板内枠６と、前記鋼板
外枠７と前記鋼板内枠６との間に隙間なく充填打設され
たコンクリート８とから構成されている。

【００１７】なお、この鋼板外枠７及び鋼板内枠６のコ
ンクリート８側の側面に鉄筋等を溶接したり、この側面
全体に凹凸部を設けることによって、コンクリート８と
の接合性を強化することもできる。また、このメガスト
ラクチャー構造用柱２の室内側の側面の一部を開口して
開口部９が設けられている。さらに、前記鋼板内枠６の
内側には、前記柱壁外から開口部９によって出入りでき
るコア部１６にコア内設備１５が配してある。

【００１８】また、室内の左側コーナー部に配設された
メガストラクチャー構造用柱２のコア部１６は、その左
右を仕切るようにして中央に通路１１が設けられてい
る。そして、通路１１の左側は、エレベータシャフトと
なっており、二機のエレベータが設置してある。さら
に、通路１１の右側は階段室１３が設けられている。一
方、室内の右側コーナー部に配設されたメガストラクチ
ャー構造用柱２のコア部１６は、室内の床面と同じレベ
ルで床が構築してあり、その床面に空調機械やトイレ等
のコア内設備１５が設けてある。

【００１９】なお、コア部１６に設置するコア内設備１
５は、必ずしもこれらに限定されるものではなく、これ
以外にも用途によって様々な設備を設けることができ
る。このように構成されたメガストラクチャー構造用柱
２は、鋼板内枠６及び鋼板外枠７と、それらの間に充填
されたコンクリート８とを接合一体化した複合構造とす
ることにより、鋼板内枠６及び鋼板外枠７が軸方向にか
かる引張力と圧縮力を負担して、コンクリート８が圧縮
力を負担して剛性の高い構造とすることができる。

【００２０】また、充填されたコンクリート８は、柱の
曲げ剛性を高めるとともに、鋼板内枠６及び鋼板外枠７
に局部座屈が発生するのを防ぐこともできる。そして、
コンクリート８が鋼板内枠６及び鋼板外枠７によって覆
われているために、メガストラクチャー構造用柱２の耐
火性能が向上し、鋼板の内外表面に耐火被覆を施さなく
ても十分な耐力及び変形能力を維持できる。

【００２１】さらに、コンクリート８が周りから拘束さ
れているために、この表面に局部荷重がかかってひび割
れや変形等が発生するのを防止することができ、さらに
３軸応力によってコンクリート強度が上昇する。また、
メガストラクチャー構造用柱２の側面に設けられた開口
部９は、室内とコア部１６との出入り口となり、これを
所望の位置や大きさで設けることができるので、階段室
１３やエレベータ室１２等のコア内設備１５をコア部１
６の内部に自由に配置することができる。さらに、この
メガストラクチャー構造用柱２の断面形状は矩形となっ
ているので、内部に設けられるエレベータや階段等のコ
ア内設備１５を設置する際には、その収まりがよくなっ
ている。

【００２２】一方、このメガストラクチャー構造用柱２
内部のコンクリート８を打設する際には、この鋼板内枠
６及び鋼板外枠７が型枠として機能するために、仮設の
型枠の設置及び撤去作業を不要とし、これにより工期が
大幅に短縮される。次に、この発明の別の実施例を示
す。図３に示すように、このメガストラクチャー構造用
柱２は、構造物１の四隅に配され、二つの端出辺部７
ａ，７ｂを有して横断面Ｌ形状に形成された鋼板外枠７
と、この鋼板外枠７内部に充填打設されたコンクリート
８とから構成されている。

【００２３】このメガストラクチャー構造用柱２は、端
出辺部７ａ，７ｂの端面と、これと隣接する外壁３０の
端面とを接合することにより、外壁３０に連続して配さ
れている。このように構成されたメガストラクチャー構
造用柱２は、構造物１室内空間がメガストラクチャー構
造用柱２によって削られることがなく、コーナー部まで
有効に利用することができる。

【００２４】なお、これ以外にも、メガストラクチャー
構造用柱２を構築する位置や室内空間の用途によって、
メガストラクチャー構造用柱２の横断面形状をＴ型、十
字型等の様々な形状にすることもできる。さらに、この
発明の別の実施例を説明する。前述したメガストラクチ
ャー構造用柱２は、構造物１の四隅に配置されていた
が、図４に示すように、この実施例においては、構造物
１の平面の中央部に構築してある。

【００２５】このメガストラクチャー構造用柱２は、そ
の各側面の中央に開口部９ａ〜９ｄが設けてあり、その
内部に配されたコア部１６には、対向する開口部９ａ・
９ｃ及び９ｂ・９ｄ間を通行するための通路１１が設け
てある。さらにこの通路１１によって仕切られた４箇所
の室内空間には、階段，エレベータ，トイレ等のコア内
設備１５が設置してある。

【００２６】また、このメガストラクチャー構造用柱２
の周りに通路１１ｂが設けてあり、さらに、その周りの
室内空間を仕切って複数の事務室２０が設けてある。こ
れにより、各事務室２０の出入り口１４から共有部分と
して機能するコア内設備１５までの距離が、部屋によっ
て偏りが生じることがない。なお、これ以外にも、構造
物１の平面形状や内部空間の用途によって、メガストラ
クチャー構造用柱２を構築する位置や柱の本数等を、適
宜変えることができるのは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】このように、この発明のメガストラクチ
ャー構造用柱は、鋼材とコンクリートを接合一体化した
複合構造とすることにより、柱の構造強度が増大し、特
に、耐火性能や軸及び曲げ剛性が著しく向上する。ま
た、メガストラクチャー構造用柱の内外側面に配設され
た鋼板の内部にコンクリートを充填することによって、
使用される鋼材量を低減して構築でき、さらに、この鋼
板が型枠として機能するので、コンクリート打設等の構
築作業を容易に行うことができる。

【００２８】一方、メガストラクチャー構造用柱の側面
に開口部を自由な位置や大きさで設けることにより、コ
ア内設備をメガストラクチャー構造用柱内部の所望の位
置に設置して、柱の内部空間を有効に利用することがで
きる。さらに、メガストラクチャー構造用柱の断面形状
を、構造内部の室内空間の用途に応じて適宜設定するこ
とができるために、構造物の内部を有効利用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るメガストラクチャー構造用柱が
用いられる構造物を示す概略構成図である。

【図２】図１の構造物を示す横断面図である。

【図３】この発明に係る別の実施例のメガストラクチャ
ー構造用柱が用いられる構造物を示す横断面図である。

【図４】この発明に係るメガストラクチャー構造用柱を
構造物の中央に配した状態を示しており、メガストラク
チャー構造用柱に設けられた開口部のレベル位置での横
断面図である。

【図５】従来のメガストラクチャー構造の構造物を示す
概略構成図であり、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は
平面断面図である。

【符号の説明】

１は構造物 ２はメガストラクチャー構造用柱 ３は大型梁 ４は梁 ５は床 ６は鋼板内枠 ７は鋼板外枠 ８はコンクリート ９は開口部 １１は通路 １１ａは通路 １２はエレベータ室 １３は階段室 １５はコア内設備 １６はコア部 ２１は柱部材 ２２はつなぎ部材 ２３はブレース材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メガストラクチャー構造用柱の柱壁が、
   鋼板外枠と、この鋼板外枠の内側に適当な間隔を設けて
   配置した鋼板内枠と、前記鋼板外枠と前記鋼板内枠との
   間に充填打設したコンクリートとで構成されており、前
   記鋼板内枠の内側には、前記柱壁外から出入りできるコ
   ア内設備を配したことを特徴とするメガストラクチャー
   構造用柱。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のメガストラクチャー構
   造用柱において、前記柱壁をエレベータシャフトとし
   て、前記コア内設備をエレベータとすることを特徴とす
   るメガストラクチャー構造用柱。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のメガストラクチャー構
   造用柱において、前記柱壁を階段室の壁として、前記コ
   ア内設備を階段とすることを特徴とするメガストラクチ
   ャー構造用柱。
4. 【請求項４】 複数の端出辺部を有する形状に形成した
   鋼板外枠と、この鋼板外枠内部に充填打設されたコンク
   リートとから構成されており、前記端出辺部が、構造物
   における外壁または内部仕切り壁に連続して配されてい
   ることを特徴とするメガストラクチャー構造用柱。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のメガストラクチャー構
   造用柱において、前記鋼板外枠が、横断面Ｌ形，Ｔ形，
   十字形のうち、いずれか１つまたはこれらの組合せであ
   ることを特徴とするメガストラクチャー構造用柱。