JPS6263743A - アンボンド充填鋼管構造 - Google Patents

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、柱、杭等に利用されるアンボンド充填鋼管構
造に関するものである。

［従来の技術］ この種の構造として、充填鋼管コンクリート構造が知ら
れているが、従来の充填鋼管コンクリート構造は、型枠
を兼ねた単純な直円筒状の鋼管を鉛直に立て、その内部
にコンクリートを充填しただけのものであり、鋼管とコ
ンクリートとは接着状態にあり、力学的に一体に挙動す
る。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、従来のものでは、軸方向の圧縮力が作用した
場合、鋼管とコンクリートが一体的に歪み、大きく歪ん
だ場合、鋼管はミーゼスの降伏条件を越えたり、局部的
な座屈を発生したりする。

したがって、周方向応力に余裕があり鋼管によるコンフ
ァインド効果（鋼管の周方向応力により、コンクリート
が膨らもうとするのを締め付ける作用）でコンクリート
の耐力上昇を充分期待できるにも拘わらず、増大した軸
方向応力で鋼管がほとんど降伏に達してしまい、コンフ
ァインド効果を十分発揮できず、必要以上に大きな断面
積の柱または杭とならざるを得ない。

本発明は、鋼管によるコンファインド効果を十分に生か
すことができ、圧縮耐力を著しく向上させて、従来のも
のより断面積を小さくすることのできる充填鋼管構造を
提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記の問題点を解決するため、鋼管の軸方向
の少なくとも一部の外周面に、周方向に延在するリング
状溝を一段または複数段形成し、鋼管内部にコンクリー
トやモルタル、その他のグラウト材等の構造用充填材を
充填するとともに、鋼管と水硬性材料の境界面に、ｌｉ
４管と構造用充填材との付着をなくすためのアンボンド
処理層を設けたことを特徴としている。

［作用］ 上記構成のアンボンド充填鋼管構造においては、軸方向
の圧縮力が作用した場合、鋼管は軸方向に自由に変形で
き、その変形は、リング状溝部分が早期に座屈すること
により吸収される。

特にこの場合、鋼管と、その内部に充填された構造用充
填材はアンボンド状態にされているので、リング状溝部
分が座屈した後は、軸方向の圧縮力は鋼管内の構造用充
填材にのみ作用し、鋼管にはほとんど作用しない。すな
わち、鋼管に作用する軸方向応勾がゼロに近くなる。こ
のため、鋼管には、コンファインド効果を５する反作）
ｆｌとしてのリングテソシコンのみがイ乍用することに
なり、したがって、ミーゼスの降伏条件を適用すれば円
周方向応力による鋼管のコンファインド効果を十分発揮
させるこ七ができ、その結果、圧縮荷重に対する強度を
昔（２く向上さけることがてき、断面積を小さくできる
。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図及び第２図は本発明を柱［−Ｉに適用ｊ７た場合
の一実施例を示すもので、図中１は鋼管である。

鋼管ｌの軸方向所定箇所には、鋼管の周方向に延在する
リング状溝２が４段形成され、この部分で鋼管１に生じ
る軸方向変形を吸収する変形吸収部３を構成している。

この変形吸収部３のリング状溝２の幅や段数は設計条件
に応じて適当に設定し、またリング状溝２部分の薄肉部
の肉厚については、鋼管１を上層階へ組み立てていく建
方時の強度と、鋼管ｌ内部へのコンクリート打設時の型
枠としての強度を有するように設定しておく。そうする
と、リング状溝部分で完全に鋼管を切り抜いてしまう場
合のように、建方に際しての仮り継ぎ支持治具を用いる
必要が全くないし、リング状溝部分に型枠をあえて取り
付ける面倒も要しない。

また、上記のように構成された鋼管ｌの内面には、鋼管
ｌと充填コンクリートとの付着をなくすための分離材（
アンボンド処理層）４が予め塗布され、その上で、鋼管
１の内部にコンクリート５が打設充填されている。分離
材４としては、パラフィン、アスファルト、オイル、グ
リース、ワセリン等を用い、これを鋼管１の内面に塗布
することによりアンボンド処理層を形成している。

そして、このように構成したアンボンド型充填鋼管コン
クリート構造の柱Ｈが第２図に示すように、建て込まれ
ている。この場合、柱１−１においては、変形吸収部３
は、曲げモーメントの反曲点である各階間中間部に設け
られ、各階ごとに、鋼管１に生じる変形を吸収するよう
にな−・ている。場合によっては、変形吸収部３を圧縮
力を受ける区間全域に設けてもよい。なお、６は各階の
梁の仕口部である。

このような充填鋼管コンクリート構造においては、鋼管
ｌ内のコンクリート５に軸方向の圧縮力が作用して、コ
ンクリート５が圧縮され、それが所定の強度を越えると
、コンクリート５は軸方向の歪を生じるとともに、径方
向の急激な満干を生じる。

ところが、鋼管１に生じる軸方向の歪は、変形吸収部３
のリング状溝２部分の薄肉部が早期に座屈することによ
り吸収され、変形吸収部３のＬ下問において軸方向応力
の伝達がなくなり、鋼管ｌにはほとんど軸方向応力が発
生１．ない。特に、この場合、鋼管ｌは、充填コンクリ
ート５とアンボンド状態にあり、胴管ｌは軸方向におい
てコンクリート５に全く拘束されない。したか−）で、
コンクリート５には軸歪が生じるものの、島ｑ管１には
全く軸歪が生じない。したがって、ミーゼスの降伏条件
を適用４゛れば円周方向応力による鋼管Ｉのコンファイ
ンド効果を十分発揮させることができ、その結果、圧縮
荷重に対する強度の向上を図ることができ、断面積を小
さくすることができる。

次に、このようなアンボンド型充賛管コンクリート構造
柱の施工例について述べる。

鋼管Ｉにリング状溝２を設ける方法としては、外着型の
鋼管切断機を用いることができ、工場において、ま力；
現場で鋼管柱の津方を行った後、あるいは鋼管内部にコ
ンクリートを打設した後で、リング状溝２のカットを行
うことができる。また、アンボンド処理用の分離材４を
塗布するのは、コンクリート５の打設以前であれば、い
つ行ってもよい。また、変形吸収部３付きの鋼管ｌの製
作については、予め短尺の鋼管を用意し、これをカット
してリング状溝２を形成して変形吸収部３用短尺管を製
作し、これを鋼管１の継ぎ目に介在させて溶接固定する
方法を採用することもできる。この場合、短尺管を鋼管
１より肉厚にしてもよい。

なお、上記の実施例においては、鋼管１内にコンクリ−
・１・を充填１．たか、モルタル、ぞの（ｌｐ　（ハ１
１（硬性材料、あるいは−１−１砂、金属粉粒体、：ｆ
ｆ−′７ス扮粒体、プラスデック、粘度等の圧密−（１
′、ｉｔばＩＥ　縮耐力が大きくなる構造用充填材をこ
れに代えてムよい。また、コンクリートの中に鉄筋を入
れたり、プレストレス３１を配して、コンクリ−１・の
耐力増強を図ることはｆｆ、！！である。

し発明の効用］ 本発明によれば、鋼管に生しノー、袖−り向変彩がリン
グ状溝に吸収されるので、鋼管には軸方向応力がほとん
どかからない。しにがって、ミーゼスの降伏条件を適用
すれば円周方向応力による鋼管のコンファインド効果を
十分を揮させることかで、きる。その結果、圧縮荷重に
対オる強度を粁（〜く向上させることかでき、断面積を
小さくてきる。

また、本発明においては、鋼管を完全に軸方向に縁切り
せずに、リング状溝を形成することにより、座屈しやす
いがある程１更の強度をＣ了する薄肉部を残しているの
で、建方に際して仮り継ぎ支持治具を用いたり、リング
状溝部分に型枠を６うえて、取り付けたりするといった
面倒を要させず、省力効果があるという特長がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の主要部の半断面図、第２図
は同実施例の全体断面図である ■・・・・・・鋼管、２・・・・・・リング状溝、３・
・・・・・変形吸収部、４・・・・・・分離材（アンボ
ンド処理層）、５・・・・・・コンクリート。 第１図　　　　　第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 柱や杭として用いられる充填鋼管構造において、鋼管の
   軸方向の少なくとも一部の外周面に、周方向に延在する
   リング状溝が形成され、鋼管内部にコンクリート等の構
   造用充填材が充填されるとともに、鋼管と前記構造用充
   填材の境界面に、鋼管と構造用充填材との付着をなくす
   ためのアンボンド処理層が設けられていることを特徴と
   するアンボンド充填鋼管構造。