JPS6259740A

JPS6259740A - アンボンド型充填鋼管コンクリ−ト柱と梁の接合構造

Info

Publication number: JPS6259740A
Application number: JP19721285A
Authority: JP
Inventors: 孝典佐藤
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Priority date: 1985-09-06
Filing date: 1985-09-06
Publication date: 1987-03-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、鋼管と鋼管内部に充填されたコンクリートと
が非付着状態にあるアンボンド型の充填鋼管コンクリー
ト柱と、梁の接合構造に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この樵の柱と梁の接合構造としては、鋼管の内部
にコンクリートを打設して製作した充填鋼管コンクリー
トの柱に、その柱と梁の接合部分に、剛性を保持するた
めの補助部材としてスチフナリングを溶接して接合し、
このスチフナリングに梁を接合したものが知られている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記従来の柱と梁の接合構造においては、単
に鋼管の外周面部分に梁が溶接されているため、梁のウ
ェブに作用した剪断力は梁と鋼管の溶接部から鋼管に伝
達され、鋼管に伝達された軸力はその一部が鋼管とコン
クリートの付着面力１らコンクリートの軸力としてコン
クリートにも伝達される。このように、従来の柱と梁の
接合構造では梁から柱への力の伝達が粁余曲折して伝達
され、内部のコンクリートには鋼管とコンクリートの付
着面から伝達されていた。すなわち、伝達された力は一
時的に鋼管部分のみに付加されるため鋼管は軸方向の応
力とコンクリートからのリングテンションとを受けるこ
とにより、ミーゼスの降伏条件で塑性状態となりやすい
。したがって、充填鋼管コンクリートの柱は鋼管によっ
てもたらされるコンファインド効果でコンクリートの圧
縮耐力が上昇することが十分に期待できなくなってしま
い、必要以上ｌこ大さなＭ面積の柱とならざるを得ない
という欠点があった。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、梁
から柱への力の伝達を直接的かつ円滑に行ない、梁の剪
断力をコンクリートにその軸力として伝達することを目
的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の接合構造は、上記の問題点を解決するものであ
って、梁受側上下のフランジに、上下方向に軸線を向け
た継手管を固定し、この継手管内部に１枚または複数枚
のウェブを管内を横断するように溶接固定し、継手管内
に、上下からそれぞれ１本ずつ桟用鋼管の端部を挿入し
て互いの端部を柔性材を介して突き合わせるととも１こ
、前記ウェブを鋼重端部に形成したスリットに挿通させ
。

鋼管内空間及び継手管内空間にコンクリート等の水硬性
材料を充填し、かつ鋼管と水硬性材料とを非付着状態に
なしたことを特徴としている。

この発明では、鋼管に充填されるコンクリートに鉄筋を
配筋したり、プレストレスを導入したりした場合にその
強度を増すことかでさる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は実施例の接合構造の側断面図、第２図は同横断
面図であり、図中１及び２は梁受Ｍの上下フランジであ
る。フランジ１，２は正方形をなし、各辺には梁Ａ、Ｂ
、Ｃ，Ｄのフランジ３ａ。

４ａ、３ｂ、４ｂ、３Ｃ，４Ｃ，３ｄ、４ｄが接合され
ている。梁受Ｍのフランジ１，２間には、ウェブ５，６
，７，８が溶ｆ＆固定され、これらウェブ５，６，７，
８は梁側のウェブ９ａ、１０ａ。

９ｂ、１０ｂ、９Ｃ，ＩＯＣ，９ｄ、１０ｄとそれぞれ
連結されている。

また、梁受Ｍの上下のフランジ１．２の中央には、上下
方向に＠線を向けた継手管１１が貫通され溶接固定され
ている。この継手管１１内部にはウェブ１２．１３が十
字状に組み合わせてｍ接固定されている。そして、この
ように内部にウェブ１２．１３が設けられた継手管１１
の中に、上下からそれぞれ１本ずつ柱Ｈを４１４ｈＸ、
する鋼’１１４゜１５の端部が挿入されている。これら
ｍＷ１４゜１５は、互いの端部が柔性材（アスファルト
、ゴム等）１６を介して突き合わせられるとともに、第
３図に示すようｔζ端部に形成されたスリット１７に柔
性材工８を介して前記ウェブ１２．１３が挿通され、鋼
管１４．１５とウェブ１２，１３の間で直接的な力の伝
達がないような状態にされている。

そして、鋼管１４．１５内空間及び継手管１１と鋼管１
４，１５の間の空間にコンクリート１９゜２０が充填さ
れている。この場合、鋼管１４．１５の内ｔｆｉ％外面
には、分離材２１が塗布されており、鋼管１４．１５と
コンクリート１９，２０は非付着（アンボンド）状態に
されている。なお、２２はゴムパツキンである。また５
分離材２１としてはパラフィン、グリース、ワセリン、
オイル等を利用することができる。

以上の構成において、梁Ａ、Ｂの主にウェブ９ａ、１９
８％　９ｂ、１０ｂに作用する剪断力はそれぞれウェブ
５，６に伝わり、梁Ｃ，Ｄの主にウェブ９ｃ、１０ｃ、
９ｄ、１０ｄｉＣ作用す６　＃’ｒ　ｆｉｉＦｒ力はウ
ェブ７．８４こ伝わり、これらの剪断力は梁受Ｍの上下
フランジ１，２を介して継手管１１に伝達される。継手
管１１に伝達された剪断力は、継手管１１内部のウェブ
１２．１３に伝わり、ウェブ１２，１３により鋼管１４
．１５内に充填されたコンクリート１９に伝達される。

このように。

梁Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの剪断力は軸力として直接的に柱Ｈの
コンクリート１９に伝達される。したがって、鋼管１４
．１５は梁Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの剪断力を余り受けることが
なくなる。

また、鋼管１４．１５内の充填コンクリート１９に軸方
向の圧縮力が作用して、コンクリート１９が圧縮され、
それが所定の強度を越えると、コンクＩＪ　−ト１９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
じるのであるが、鋼管１４゜１５は柔性材１６．１８に
より、縁切りされているので、それらに生じる軸方向の
歪は、この柔性材１６，１８により吸収され、両＠ｆ１
４，１５間に軸方向応力の伝達がほとんどなく、特に鋼
管１４．１５は、充填コンクリート１９とアンボンド状
態にあり、鋼管１４．１５は軸方向においてコンクリー
ト１９に全く拘束されない。したがって、コンクリート
１９には軸歪が生じるものの、鋼管１４．１５にはほと
んど軸歪が生じない。

以上のことから、ミーゼスの降伏条件を適用するとコン
クリートの横歪により発生する円周方向応力に対する許
容値に余裕が出てくることになる。

したがって、柱は従来のものと比べはるかに高い圧縮針
刃が確実に保証されることになり、その断ｉＸｉ積を小
さくすることが可能となる。また、梁人。

Ｂ、Ｃ，Ｄは、それぞれ梁受Ｍのフランジ１，２やウェ
ブ５，６，７，８を介して柱Ｈに連結されているため、
梁Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄから柱Ｈまでの長さが長（なり、その
分撓み量が大きくなり、柔な柱と梁の接合構造を実現す
ることができる。

な３、柱Ｈのコンクリート１９中に、鉄筋やプレストレ
ス鋼材を配設して強度のアップを図ることは任意に行な
ってよい。

以上述べたまうに、上の柱と梁の接合構造においては、
梁の剪断力を鋼ｆ１４，１５内のウェブ１２．１３？介
して直接的にコンクリート１７にその軸力きして伝達さ
せるものである。すなわち、その力の伝ｆｌｉは、ウェ
ブ１２．１３のコンクリート１９に対する受圧面積によ
って左右される。

この受圧面積かウェブ１２，１３だけでは十分でない場
合には、第１図に示すように、・ウェブ１２゜１３の下
端部に水平に配置された支ｌＥ板２３を設けることによ
り、その受圧面積を増大させることが可能となる。した
がって、支圧板２３を入れた場合は、梁の剪断力をより
多くのコンクリート１９の軸力としてコンクリート１９
に伝達することができる。

次に、第４図を参照して、上記の接合構造が実際の建築
物の中で使用されている状態について説明する。図にお
いて、符号２４　、２４　、・・・は充填Ｊ［コンクリ
ートの柱であり、２５，２５．・・・は梁であり、２６
　、２６　、・・・は柱と梁の接合部である。先にも述
べた様に、この柱と梁の接合構造の目的は、梁２５，２
５．・・・から柱２４　、２４　、・・・のコンクリー
ト部分への力の伝達を直接的かつ円滑に行い、梁２５　
、２５　、・・・の剪断力をできるだけ多く、コンクリ
ートにその軸力として伝えることにある。すなわち、柱
２４，２４．・・・の外側の鋼管２７にはできるだけ軸
力を付加させず、コンクリートからのリングテンション
によって発生する円周方向の応力のみを付加させるよう
にし、鋼管２７がコンクリートに与えるコンファインド
効果を高めるようにすることである。

しかし、仮りに梁２５からの剪断力を柱２４の鋼管２７
にあまり付加させることなく、内部のコンクＩＪ　−ト
に大部分を伝達で・きない様な場合、上記鋼管２，７に
与えた軸力をいかにして処理するかという問題が発生し
で来る。その対策としては、柱２４の鋼管２７と内部の
コンクリートとの間に分離材を設け、鋼管とコンクリー
トとをアンボンドの状態とすること１図中柱２４，２４
．・・・の中部付近２８　、２８　、・・・の鋼管２７
部分に、第５図に示すように周方向に延在する複数の長
穴２９゜２９、・・・を上下方向に互い違いに設けるこ
と、またそれらを組み合せること等が考えられる。柱２
６にこのような処理を施すことにより、鋼・＃２７に軸
力が伝達されない様にしたり、伝達されたとしても鋼管
２７の長大２９部分の変形という形に変換させて軸力を
コンクリートに負担させることができる。

したがって、この柱２４　、２４　、・・・と梁２５゜
２５、・・・の接合構造においては％梁２５，２５゜・
・・の剪断力のほとんどを柱２４　、２４　、・・・の
コンクリートの軸力としてコンクリートに伝達すること
ができ、鋼管２７　、２７　、・・・には軸方向の応力
　４゜がほとんど発生せず円周方向にのみ応力を生ずる
構造形体を達成することができる。

以上の実施例において、充填鋼管コンクリートの柱と梁
の接合構造は、柱の＠面積を小さくすることができるこ
とから、柔構造の柱として使用可能である。その応用範
囲としては、従来の軽くて柔な構造とは全く異った重く
て柔な構造の超高層ビルディング等が考えられる。

〔発明の効果〕

上述したように、この発明によれば、梁から柱への力の
伝達を直接的の）つ円滑に行い、梁の剪断力をコンクリ
ートにその軸力として伝達することができる。

したがって、従来の充填鋼管コンクリートの柱と梁の接
合構造ではコンファインド効果によってコンクリートの
圧ｋａ＃力が上昇することが十分期待できなかったが、
この発明ではそれを十分期待することが可能となり、柱
の断面積を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のｉ！ｌｌ＠面図、第２図
は第１図のｎ−■線断面図、第３図は性用ｆ１４管の端
部形状を示す斜視図、第４図は本発明の使用状態の説明
図、第５図は第４図のＸ内部の拡大図である。ｌ・・・・・・上フランジ、２・・・・・・下フランジ
、３ａ〜３ｄ・・・・・・梁の上フランジ、４ａ〜４ｄ
・・・・・・梁の下フランジ、５，６，７，８・川−、
ウェブ、ｇａ〜ｇｄ。１０ａ〜１０ｄ・・・・・・ウェブ、１１・・・・・・
継手管、１２゜１３・・・・・・ウェブ、１４，１５・
・印・鋼管、１６，１８・・・・・・柔性材％　１７・
・・・・・スリット、１９．２０・川・・コンクリート
、２１・・・・・・分離材、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ・・・・・
・梁、Ｈ・・・・・・柱、Ｍ・・・・・・梁受。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）梁受側上下のフランジに、上下方向に軸線を向け
た継手管を固定し、この継手管内部に１枚または複数枚
のウェブを管内を横断するように溶接固定し、継手管内
に、上下からそれぞれ１本ずつ柱用鋼管の端部を挿入し
て互いの端部を柔性材を介して突き合わせるとともに、
前記ウェブを鋼管端部に形成したスリットに挿通させ、
鋼管内空間及び継手管内空間にコンクリート等の水硬性
材料を充填し、かつ鋼管と水硬性材料とを非付着状態に
なしたことを特徴とするアンボンド型充填鋼管コンクリ
ート柱と梁の接合構造。
（２）前記鋼管内に充填された水硬性材料中には、鉄筋
が配されている特許請求の範囲第１項に記載のアンボン
ド型充填鋼管コンクリート柱と梁の接合構造。
（３）前記鋼管内に充填された水硬性材料中には、プレ
ストレス鋼材が配されている特許請求の範囲第１項に記
載のアンボンド型充填鋼管コンクリート柱と梁の接合構
造。
（４）前記ウェブを鋼管端部に形成したスリットに柔性
材を介して挿通させたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のアンボンド型充填鋼管コンクリート柱と梁
の接合構造。