JPH10204993A - 充填鋼管コンクリート構造柱 - Google Patents
充填鋼管コンクリート構造柱Info
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- JPH10204993A JPH10204993A JP1162197A JP1162197A JPH10204993A JP H10204993 A JPH10204993 A JP H10204993A JP 1162197 A JP1162197 A JP 1162197A JP 1162197 A JP1162197 A JP 1162197A JP H10204993 A JPH10204993 A JP H10204993A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 火災時に作用する軸方向の荷重を無耐火被覆
の状態でも良好に支持できるようにして鋼管への耐火被
覆の低減や鋼管の無耐火被覆を可能にする。 【解決手段】 充填鋼管コンクリート構造柱１は、断面
四角形状の鋼管２内に充填されたコンクリート３に該鋼
管２の軸方向に延びる補強用のフラットバー４を埋設し
たものである。フラットバー４は鋼管２の内周部に点溶
接によって取り付けられている。フラットバー４を鋼管
２の内周部に点溶接するのは該フラットバー４の位置を
確保するためであり、したがって、火災時に鋼管２が熱
膨張によって伸長しても、フラットバー４は軸方向に伸
び出さないようになっている。
の状態でも良好に支持できるようにして鋼管への耐火被
覆の低減や鋼管の無耐火被覆を可能にする。 【解決手段】 充填鋼管コンクリート構造柱１は、断面
四角形状の鋼管２内に充填されたコンクリート３に該鋼
管２の軸方向に延びる補強用のフラットバー４を埋設し
たものである。フラットバー４は鋼管２の内周部に点溶
接によって取り付けられている。フラットバー４を鋼管
２の内周部に点溶接するのは該フラットバー４の位置を
確保するためであり、したがって、火災時に鋼管２が熱
膨張によって伸長しても、フラットバー４は軸方向に伸
び出さないようになっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管内にコンクリ
ートが充填された充填鋼管コンクリート構造柱に関す
る。
ートが充填された充填鋼管コンクリート構造柱に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図１３を参照して、充填鋼管コンクリー
ト構造柱ａは、充填コンクリートｂによって鋼管ｃの肉
厚を薄くできるのでコスト的なメリットが大きく、しか
も、コンクリートｂの充填は別工程のため全体工期に与
える影響が少ない等の理由により、高層及び超高層建築
への採用が急増している。なお、図において符号ｆは柱
梁接合部で鋼管ｃ内に配置されたダイアフラムである。
ト構造柱ａは、充填コンクリートｂによって鋼管ｃの肉
厚を薄くできるのでコスト的なメリットが大きく、しか
も、コンクリートｂの充填は別工程のため全体工期に与
える影響が少ない等の理由により、高層及び超高層建築
への採用が急増している。なお、図において符号ｆは柱
梁接合部で鋼管ｃ内に配置されたダイアフラムである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる従来
の充填鋼管コンクリート構造柱ａにおいては、無耐火被
覆の状態で火災ｄを受けた場合に、鋼管ｃとコンクリー
トｂとの熱膨張の差によりコンクリートｂに軸方向の引
張力が働いてコンクリート断面を水平方向に横断するひ
び割れｅが何本も生じてその付近で局部座屈が発生し、
この結果、柱ａに作用する荷重を支持することができな
くなって耐火時間の確保が難しくなる。このため、耐火
被覆をしていない充填鋼管コンクリート構造柱は軸力の
法的制限が厳しいものとなっている。
の充填鋼管コンクリート構造柱ａにおいては、無耐火被
覆の状態で火災ｄを受けた場合に、鋼管ｃとコンクリー
トｂとの熱膨張の差によりコンクリートｂに軸方向の引
張力が働いてコンクリート断面を水平方向に横断するひ
び割れｅが何本も生じてその付近で局部座屈が発生し、
この結果、柱ａに作用する荷重を支持することができな
くなって耐火時間の確保が難しくなる。このため、耐火
被覆をしていない充填鋼管コンクリート構造柱は軸力の
法的制限が厳しいものとなっている。
【０００４】本発明はかかる不都合を解消するためにな
されたものであり、火災時に作用する軸方向の荷重を無
耐火被覆の状態でも良好に支持できるようにして鋼管へ
の耐火被覆の低減や鋼管の無耐火被覆を可能にした充填
鋼管コンクリート構造柱を提供することを目的とする。
されたものであり、火災時に作用する軸方向の荷重を無
耐火被覆の状態でも良好に支持できるようにして鋼管へ
の耐火被覆の低減や鋼管の無耐火被覆を可能にした充填
鋼管コンクリート構造柱を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明に係る充填鋼管コンクリート構造柱は、鋼
管内にコンクリートが充填された充填鋼管コンクリート
構造柱において、前記鋼管の軸方向に延びる鋼材を該鋼
管の内周部に点溶接にて取り付けた状態で前記コンクリ
ートに埋設したことを特徴とする。
めに、本発明に係る充填鋼管コンクリート構造柱は、鋼
管内にコンクリートが充填された充填鋼管コンクリート
構造柱において、前記鋼管の軸方向に延びる鋼材を該鋼
管の内周部に点溶接にて取り付けた状態で前記コンクリ
ートに埋設したことを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明では、鋼管の内周部に点溶接にて取り付
けられた鋼材でコンクリートを補強することにより、無
耐火被覆の状態で火災を受けた場合に、鋼管とコンクリ
ートとの熱膨張の差によって該コンクリートに作用する
軸方向の引張力に抵抗し、これにより、コンクリート断
面を水平方向に横断するひび割れの発生及び該ひび割れ
の幅を抑制して柱の座屈を防止する。鋼材を鋼管の内周
部に点溶接で取り付けるのは鋼材の位置確保のためであ
り、したがって、鋼管の熱膨張によって鋼材は軸方向に
伸び出さないようになっている。
けられた鋼材でコンクリートを補強することにより、無
耐火被覆の状態で火災を受けた場合に、鋼管とコンクリ
ートとの熱膨張の差によって該コンクリートに作用する
軸方向の引張力に抵抗し、これにより、コンクリート断
面を水平方向に横断するひび割れの発生及び該ひび割れ
の幅を抑制して柱の座屈を防止する。鋼材を鋼管の内周
部に点溶接で取り付けるのは鋼材の位置確保のためであ
り、したがって、鋼管の熱膨張によって鋼材は軸方向に
伸び出さないようになっている。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の
一例である充填鋼管コンクリート構造柱を説明するため
の説明的断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、図
３は鋼管の変形例を説明するための説明的断面図、図４
〜図１１は鋼材の変形例を説明するための説明的断面
図、図１２は軸方向変形量と耐火時間との関係を示すグ
ラフ図である。
を図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の
一例である充填鋼管コンクリート構造柱を説明するため
の説明的断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、図
３は鋼管の変形例を説明するための説明的断面図、図４
〜図１１は鋼材の変形例を説明するための説明的断面
図、図１２は軸方向変形量と耐火時間との関係を示すグ
ラフ図である。
【０００８】図１及び図２を参照して、この充填鋼管コ
ンクリート構造柱１は、断面四角形状の鋼管２内に充填
されたコンクリート３に該鋼管２の軸方向に延びる補強
用のフラットバー（鋼材）４を埋設したものである。フ
ラットバー４は鋼管２の内周部に点溶接によって取り付
けられており、図２に示すように、一辺につき３本ずつ
合計１２本配置されている。フラットバー４を鋼管２の
内周部に点溶接するのは該フラットバー４の位置を確保
するためであり、したがって、火災時に鋼管２が熱膨張
によって伸長しても、フラットバー４は軸方向に伸び出
さないようになっている。なお、フラットバー４は、柱
１と梁５との接合部６で鋼管２内に配置された上下のダ
イヤフラム７間には設けられていない。
ンクリート構造柱１は、断面四角形状の鋼管２内に充填
されたコンクリート３に該鋼管２の軸方向に延びる補強
用のフラットバー（鋼材）４を埋設したものである。フ
ラットバー４は鋼管２の内周部に点溶接によって取り付
けられており、図２に示すように、一辺につき３本ずつ
合計１２本配置されている。フラットバー４を鋼管２の
内周部に点溶接するのは該フラットバー４の位置を確保
するためであり、したがって、火災時に鋼管２が熱膨張
によって伸長しても、フラットバー４は軸方向に伸び出
さないようになっている。なお、フラットバー４は、柱
１と梁５との接合部６で鋼管２内に配置された上下のダ
イヤフラム７間には設けられていない。
【０００９】このようにこの実施の形態では、充填コン
クリート３を鋼管２の内周部の所定位置に点溶接によっ
て取り付けられたフラットバー４で補強しているので、
無耐火被覆の状態で火災を受けた場合に、鋼管２とコン
クリート３との熱膨張の差によって該コンクリート３に
作用する軸方向の引張力に対して抵抗してコンクリート
断面を水平方向に横断するひび割れの発生及び該ひび割
れの幅を抑制することができる。この結果、座屈防止機
能が付与されて火災時に作用する軸方向の荷重を無耐火
被覆の状態でも良好に支持できるようになり、鋼管２へ
の耐火被覆の低減や鋼管２の無耐火被覆を可能にするこ
とができる。
クリート３を鋼管２の内周部の所定位置に点溶接によっ
て取り付けられたフラットバー４で補強しているので、
無耐火被覆の状態で火災を受けた場合に、鋼管２とコン
クリート３との熱膨張の差によって該コンクリート３に
作用する軸方向の引張力に対して抵抗してコンクリート
断面を水平方向に横断するひび割れの発生及び該ひび割
れの幅を抑制することができる。この結果、座屈防止機
能が付与されて火災時に作用する軸方向の荷重を無耐火
被覆の状態でも良好に支持できるようになり、鋼管２へ
の耐火被覆の低減や鋼管２の無耐火被覆を可能にするこ
とができる。
【００１０】なお、上記実施の形態では、鋼管２として
断面四角形状のものを採用したが、これに代えて、図３
に示すように、断面円形状の鋼管１０を用いた場合でも
本発明を適用できるのは勿論である。
断面四角形状のものを採用したが、これに代えて、図３
に示すように、断面円形状の鋼管１０を用いた場合でも
本発明を適用できるのは勿論である。
【００１１】また、上記実施の形態では、コンクリート
３に埋設される鋼材として、フラットバー４を例に採っ
たが、必ずしもこれに限定する必要はなく、例えば、図
４及び図５に示すように、鋼管２又は鋼管１０の内周部
にＬ型鋼２０を、また、図６及び図７に示すように、鋼
管２又は鋼管１０の内周部にＣ型鋼２１を、更に、図８
及び図９に示すように、鋼管２又は鋼管１０の内周部に
＋型鋼２２を、更に、鋼管２又は鋼管１０の内周部にＨ
型鋼２３をそれぞれ点溶接にて取り付けてこれらをコン
クリート３に埋設させるようにしてもよい。
３に埋設される鋼材として、フラットバー４を例に採っ
たが、必ずしもこれに限定する必要はなく、例えば、図
４及び図５に示すように、鋼管２又は鋼管１０の内周部
にＬ型鋼２０を、また、図６及び図７に示すように、鋼
管２又は鋼管１０の内周部にＣ型鋼２１を、更に、図８
及び図９に示すように、鋼管２又は鋼管１０の内周部に
＋型鋼２２を、更に、鋼管２又は鋼管１０の内周部にＨ
型鋼２３をそれぞれ点溶接にて取り付けてこれらをコン
クリート３に埋設させるようにしてもよい。
【００１２】更には、鋼管２又は鋼管１０の内周部に、
図示は省略するが、鉄筋、プレート、Ｉ型鋼 Ｕ型鋼、
Ｔ型鋼等をそれぞれ点溶接にて取り付けてこれらをコン
クリート３に埋設させるようにしてもよい。
図示は省略するが、鉄筋、プレート、Ｉ型鋼 Ｕ型鋼、
Ｔ型鋼等をそれぞれ点溶接にて取り付けてこれらをコン
クリート３に埋設させるようにしてもよい。
【００１３】
【実施例】本発明の実施の形態である充填鋼管コンクリ
ート構造柱１（実施例）とフラットバー４によるコンク
リート３の補強がなされていない他は実施例と同一構造
である充填鋼管コンクリート構造柱（従来例）を用い
て、模擬火災における軸方向変形量と耐火時間との関係
を調べ、その結果を図１２に示す。
ート構造柱１（実施例）とフラットバー４によるコンク
リート３の補強がなされていない他は実施例と同一構造
である充填鋼管コンクリート構造柱（従来例）を用い
て、模擬火災における軸方向変形量と耐火時間との関係
を調べ、その結果を図１２に示す。
【００１４】従来例においては、模擬火災による載荷加
熱を受けた際の変形性状は、温度上昇に伴い柱は熱膨張
によって伸び、次いで、外周の鋼管部分が充填コンクリ
ートに比べて急速に高温となって耐力低下をきたし、局
部座屈とともに縮み始める。そして、鋼管部分の耐力の
負担が減少して該耐力負担が徐々にコンクリートに移
り、さらに、内部外側のコンクリートの温度が上昇して
コンクリートが耐力を負担できなくなると柱全体が徐々
に縮み始め、約５０分の時点でコンクリートが圧壊して
急激に変形が増大し、荷重支持能力を失うことが判る。
熱を受けた際の変形性状は、温度上昇に伴い柱は熱膨張
によって伸び、次いで、外周の鋼管部分が充填コンクリ
ートに比べて急速に高温となって耐力低下をきたし、局
部座屈とともに縮み始める。そして、鋼管部分の耐力の
負担が減少して該耐力負担が徐々にコンクリートに移
り、さらに、内部外側のコンクリートの温度が上昇して
コンクリートが耐力を負担できなくなると柱全体が徐々
に縮み始め、約５０分の時点でコンクリートが圧壊して
急激に変形が増大し、荷重支持能力を失うことが判る。
【００１５】これに対し、実施例においては、載荷加熱
を受けても、荷重支持能力を失うまでに約１５０分かか
り、耐火時間が２時間を越えていることが判る。
を受けても、荷重支持能力を失うまでに約１５０分かか
り、耐火時間が２時間を越えていることが判る。
【００１６】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、鋼管の内周部に点溶接にて取り付けられた鋼
材でコンクリートを補強しているので、無耐火被覆の状
態で火災を受けた場合に、コンクリート断面を水平方向
に横断するひび割れの発生及び該ひび割れの幅を抑制す
ることができ、この結果、座屈防止機能が付与されて火
災時に作用する軸方向の荷重を無耐火被覆の状態でも良
好に支持できるようになり、鋼管への耐火被覆の低減や
鋼管の無耐火被覆を可能にすることができるという効果
が得られる。
によれば、鋼管の内周部に点溶接にて取り付けられた鋼
材でコンクリートを補強しているので、無耐火被覆の状
態で火災を受けた場合に、コンクリート断面を水平方向
に横断するひび割れの発生及び該ひび割れの幅を抑制す
ることができ、この結果、座屈防止機能が付与されて火
災時に作用する軸方向の荷重を無耐火被覆の状態でも良
好に支持できるようになり、鋼管への耐火被覆の低減や
鋼管の無耐火被覆を可能にすることができるという効果
が得られる。
【図１】本発明の実施の形態の一例である充填鋼管コン
クリート構造柱を説明するための説明的断面図である。
クリート構造柱を説明するための説明的断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】鋼管の変形例を説明するための説明的断面図で
ある。
ある。
【図４】鋼材の変形例を説明するための説明的断面図で
ある。
ある。
【図５】鋼材の変形例を説明するための説明的断面図で
ある。
ある。
【図６】鋼材の変形例を説明するための説明的断面図で
ある。
ある。
【図７】鋼材の変形例を説明するための説明的断面図で
ある。
ある。
【図８】鋼材の変形例を説明するための説明的断面図で
ある。
ある。
【図９】鋼材の変形例を説明するための説明的断面図で
ある。
ある。
【図１０】鋼材の変形例を説明するための説明的断面図
である。
である。
【図１１】鋼材の変形例を説明するための説明的断面図
である。
である。
【図１２】軸方向変形量と耐火時間との関係を示すグラ
フ図である。
フ図である。
【図１３】従来の充填鋼管コンクリート構造柱を説明す
るための説明的断面図である。
るための説明的断面図である。
１…充填鋼管コンクリート構造柱 ２，１０…鋼管 ３…コンクリート ４…フラットバー（鋼材） ２０…Ｌ型鋼（鋼材） ２１…Ｃ型鋼（鋼材） ２２…＋型鋼（鋼材） ２３…Ｈ型鋼（鋼材）
Claims (1)
- 【請求項１】 鋼管内にコンクリートが充填された充填
鋼管コンクリート構造柱において、前記鋼管の軸方向に
延びる鋼材を該鋼管の内周部に点溶接にて取り付けた状
態で前記コンクリートに埋設したことを特徴とする充填
鋼管コンクリート構造柱。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1162197A JPH10204993A (ja) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | 充填鋼管コンクリート構造柱 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1162197A JPH10204993A (ja) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | 充填鋼管コンクリート構造柱 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10204993A true JPH10204993A (ja) | 1998-08-04 |
Family
ID=11783003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1162197A Pending JPH10204993A (ja) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | 充填鋼管コンクリート構造柱 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10204993A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101806094A (zh) * | 2010-03-23 | 2010-08-18 | 冒亚龙 | 新型钢肋混凝土骨架管模型技术方案 |
| JP2012136837A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Takenaka Komuten Co Ltd | コンクリート充填鋼管柱 |
| US8484915B1 (en) | 2012-07-11 | 2013-07-16 | King Saud University | System for improving fire endurance of concrete-filled steel tubular columns |
| JP2014070439A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Takenaka Komuten Co Ltd | コンクリート充填鋼管柱 |
| JP2015010459A (ja) * | 2013-07-02 | 2015-01-19 | 大成建設株式会社 | 座屈耐力算定方法 |
| CN104675019A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-06-03 | 姚攀峰 | 一种内置预加工半连续钢筋笼的钢管混凝土柱及施工方法 |
| CN104674986A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-06-03 | 姚攀峰 | 内置预加工半连续钢筋笼的多腔钢管混凝土墙及施工方法 |
| CN107386100A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-11-24 | 长安大学 | 多肢空心组合塔墩 |
| JP2019210714A (ja) * | 2018-06-05 | 2019-12-12 | 鹿島建設株式会社 | コンクリート充填鋼管柱 |
| JP2021075960A (ja) * | 2019-11-13 | 2021-05-20 | 清水建設株式会社 | 柱と梁との接合構造及び柱と梁との接合構造の施工方法 |
-
1997
- 1997-01-24 JP JP1162197A patent/JPH10204993A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101806094A (zh) * | 2010-03-23 | 2010-08-18 | 冒亚龙 | 新型钢肋混凝土骨架管模型技术方案 |
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| US8484915B1 (en) | 2012-07-11 | 2013-07-16 | King Saud University | System for improving fire endurance of concrete-filled steel tubular columns |
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| JP2019210714A (ja) * | 2018-06-05 | 2019-12-12 | 鹿島建設株式会社 | コンクリート充填鋼管柱 |
| JP2021075960A (ja) * | 2019-11-13 | 2021-05-20 | 清水建設株式会社 | 柱と梁との接合構造及び柱と梁との接合構造の施工方法 |
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