JPS6263744A - 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］ 未発明は、柱、抗等に利用されるアンボンド充填鋼管構
造に関するしのである。

［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
を兼ねた弔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、従来のらのでは、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
な東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
が膨らしうとするのを締め付ける作用）でコンクリ−１
・の耐力上界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、；・−は杭とならざるを得ない。

本発明は、鋼管による１ンフアインド効果を十分に生か
すことができ、下線耐力を著１〜く向」ユさせて、従来
のらのより断面積を小さくすることのｔ−きる充填鋼管
コンクリート構造を提供することヤ［−１的とする。

（間厘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内周面に、周方向に延在オるリング
状溝を形成１−１この溝内には柔性材を埋め込むととも
に、鋼管内部にコンクリート、モルタル、その他のグラ
ウト材等の構造用充填材を充填し、鋼管と構造用充填材
の境界面に、鋼管、と構造用充填材との付着をなくすた
めのアンボンド々ノを部層を設けたことを特徴としてい
る。この場合、柔性材として、アンボンド処理層を構成
する材料と同一のものを用いてもよい。

〔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ｊ、′、
変形て、ζ、その変斤：；ま、す゛２ツメ状溝部分がＴ
−、＋１３１　ｉこＩ’Ｙ　ｔｎｌ　ｔ、ｌ’　Ｋ１、
−としより］す（収ｒｇ　ｔ、’ｓ　Ｏ特にこの月１合
、鋼管と、ギ、６゛＼内部に充填され）′、二構造用充
！−°θ、ｔはアンボ：１ド状態にさイ１でいるので、
リング状ＩＩ＋を部分が座屈しノ”−後は、軸〃向１ハ
圧縮力は鋼管内の構造用充填材にのみ作用１２９、綱Ｔ
７にはほとんど作用しない。すなわち１．！４管に作１
１する軸方向応力がゼロに近くちる。このため、鋼管に
は、コンフｒインド効果を与える反作用】二してのリン
グテレソタンのみが作用することになり、したがって、
ミー・ゼスの降伏条件を適用−４′れぽ円周方向応力に
よる制置の−Ｊンファインド効渠を十分発揮さｉ４るこ
とかでき、その結果、圧縮荷重に対４゛る強度を著しく
向とさせろことができ、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Ｈに適用１７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の軸方向所定箇所の内周面には、鋼管１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ＷＩＩ２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１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２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くなり、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
ｌの内部にコンクリート５が打設充填されている。この
場合、リング状溝２内にも、柔性材と１．て分１ねｈ（
布悄六れアいスー分離材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ｌの内面に塗布することによりアンボンド処理層
を形成１．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
クリート構造の往Ｉ（が第２図に示すように、建て込ま
れている。この場合、柱Ｈ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ｌに生じる変形を吸収するように
なっている。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らよい。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成えると
、コンクリート５は軸方向の歪を生じるとともに、径方
向の急激な横歪を生じる。

ところが、鋼管１に生じる軸方向の歪は、変形吸収ＫＳ
３のリング状′ｉＲ２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の上下間において軸方
向応力の伝達がなくなり、鋼管１にはほとんど軸方向応
力が発生しない。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、鋼管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。したがって
、コンクリート５には軸歪が生じるものの、層管Ｉ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
を適用すれば円周方向応力による鋼管１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調管コンクリート構造
柱の施工例について述べる。

鋼管１にリング状溝２を設ける方法としては、管内装着
型の鋼管ディスクカッタを用いることができ、工場にお
いて、また現場で鋼管柱の建方を行った後、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
萌であれば、いつ行ってもよく、そのｉＱ　１．′：Ｋ
ｆｄ管ｌ内面管形内面−たリング状溝２内に、鋼管ｌ内
面と而−になろ４１：う柔性材を充填しておく。柔性材
と１．では、ｔ：　Ａｉ】の場合分離材４を使用ｊ７た
が、クツ／−３ン性をイエするバックアツプ材を用いて
らよい。その場合は、バックアツプ材を充填した上に分
離材で仕ｌ二ぼればよい。また、変形吸収部３付きの帽
１の製作については、予め短尺の鋼管を用依し、これ全
力・・トしてリング状溝２を形成して変形吸収部３付短
尺管を製作し、これを鋼管■の継ぎ目に介在さ（，１て
溶接固定する方法を採用することもてきる。どの場合、
短尺管を鋼管ｌより肉厚に１．でもよい。

なお、上記の実施例においては、鋼管１内にコンクリー
トを充填したが、モルタル、その他の水硬性材料、ある
いは土、砂、金属粉粒体、ガラス粉粒体、プラスチック
、粘度等の圧密すれば高い圧縮耐力を有する構造用充填
材をこれに代えてもよい。また、コンクリートの中に鉄
筋を入れたり、プレストレス鋼材を配して、コンクリー
トの耐力増強を図ることは任意である。

［発明の効果］ 本発明によれば、鋼管？こ生じた軸方向変形がリング状
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
発揮させることができる。その結果、圧縮荷重に対する
強度を著しく向上させることができ、断面積を小さくで
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
いがある程度の強度を有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冶具を用いたり、リング状溝
部分に型枠をあ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 ｌ・・・・・・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・・・・・・クンクリート。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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内周面に、周方向に延
   在するリング状溝が形成され、この溝内には柔性材が埋
   め込まれ、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。
2. （２）前記柔性材はアンボンド処理層を構成する材料と
   同一のものである特許請求の範囲第１項記載のアンボン
   ド充填鋼管構造。