JPH08239902A - コンクリート充填管柱と梁の接合構造 - Google Patents

コンクリート充填管柱と梁の接合構造

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JPH08239902A
JPH08239902A JP6866695A JP6866695A JPH08239902A JP H08239902 A JPH08239902 A JP H08239902A JP 6866695 A JP6866695 A JP 6866695A JP 6866695 A JP6866695 A JP 6866695A JP H08239902 A JPH08239902 A JP H08239902A
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Japan
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pipe
pipe column
column
concrete
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JP6866695A
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Keiichi Saito
啓一 斉藤
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Daiwa House Industry Co Ltd
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Daiwa House Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成が簡単で梁の剪断力に十分耐えられるコ
ンクリート充填管柱と梁の接合構造を提供する。 【構成】 丸形鋼管または角形鋼管からなる管柱1の周
壁に縦方向に沿う梁挿入スリット5を設ける。形鋼製の
梁2のウェブ3bを梁挿入スリット5に挿入し、梁2の
端部を管柱1に溶接またはボルト接合する。管柱1内に
はコンクリート8を充填する。管柱1の梁2を接合する
仕口部は、内面または内外両面に膨らんだ厚肉部1aと
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、丸形鋼管柱や角形鋼
管柱等のコンクリート充填管柱と梁の接合構造に関し、
特に梁の剪断力の伝達構造の改良に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、コンクリート充填鋼管柱にH形鋼製の梁を接合する
場合、図8(A)に示す接合構造が一般に採用されてい
る。すなわち、管柱21を梁22のフランジ高さで切断
し、この切断部に補強用のダイヤフラム23をその外周
部が管壁外に突出するように溶接し、管柱21内にはコ
ンクリートを充填する。現場では、ダイヤフラム23に
梁22のフランジ端部を直接に溶接する。
【0003】しかし、前記構成では、管柱21の梁22
を接合する仕口部を切断してその切断部にダイヤフラム
23を溶接しなければならず、構成が複雑になる。ま
た、コンクリートの充填は、ダイヤフラム23で仕切ら
れた管柱21内の各空間にわたって行わなければならな
いので、その手順も煩雑である。
【0004】そこで、本出願人は、このような問題点を
解決するものとして、図8(B),(C)に示すよう
に、高周波加熱などの技術を応用した厚肉加工により管
壁の一部を厚肉部とした鋼管を管柱31として使用し、
管柱31内にコンクリート34を充填し、その厚肉部3
1aを仕口部として梁22を溶接により接合するものを
開発した。この場合、管柱31の仕口部に働く梁22の
剪断力は、管柱31の厚肉部31aの内径d1 と非厚肉
部の内径d2 の差(d2 −d1 )に比例した支圧力とし
て充填コンクリート34に伝達される。
【0005】しかし、このような内径差で剪断力を伝達
させる構造では、十分な剪断力の伝達を可能とするため
には、厚肉部31aの肉厚をかなり厚くする必要があ
る。本来、仕口部の管柱31の板厚は梁22の曲げモー
メントの大きさにより決定されるが、前記の構成では、
このような剪断力の伝達のために、仕口部の板厚を曲げ
モーメントに必要な厚さよりも厚くしなければならず、
不経済となる。また、厚肉部31aは高周波加熱で板厚
を厚くしているが、図8(B)のように内側へのみ膨ら
む厚肉部31aを形成することは難しく、現実的には同
図(C)のように内外両面に膨らむものとなり、その場
合、厚肉部31aの厚みを十分に大きくしなくては前記
の内径差(d2 −d1 )が確保できず、一層不経済とな
る。
【0006】この発明の目的は、梁の剪断力に十分に耐
えられ、しかも構造が簡単で、コンクリートの充填性に
支障を来すこともないコンクリート充填管柱と梁の接合
構造を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明のコンクリート
充填管柱と梁の接合構造は、金属製の管柱の周壁に縦方
向に沿う梁挿入スリットを設け、前記管柱に先端が接合
される形鋼製の梁のウェブを前記スリットに挿入し、前
記管柱にコンクリートを充填したものである。前記管柱
の前記梁を接合する仕口部は、内面または内外両面に膨
らんだ厚肉部としてもよい。前記梁は端部のブラケット
と梁本体とに分割し、前記ブラケットのウェブおよびフ
ランジを前記管柱に溶接してもよい。前記梁のフランジ
と前記管柱の周壁とに各々ボルト接合される接合金具を
介して前記梁を前記管柱に接合し、前記接合金具と前記
管柱とを接合するボルトをワンサイドボルトとしてもよ
い。ここで言う「ワンサイドボルト」とは、一端側から
の操作で他端に頭部が拡径状態に塑性変形で形成されて
締め付けが行える軸状締め付け具の総称であり、ブライ
ンドボルト等とも呼ばれている。
【0008】
【作用】この構成によると、柱はコンクリート充填管柱
であるため、曲げ力は主に管柱で、軸力は主にコンクリ
ートで支持することになる。この場合に、管柱の内部に
挿入された梁のウェブがコンクリート内に埋め込まれる
ので、柱の仕口部に働く梁の剪断力が管柱内のコンクリ
ートに直接に伝達されることになる。すなわち、ウェブ
の柱内挿入部分の下面がコンクリートで直接に受けら
れ、また前記柱内挿入部分の両側面での摩擦力によって
も剪断力がコンクリートに伝達される。そのため、力学
的にも明快で、簡単な構成により剪断力に対する耐力に
優れた構造となる。梁の管柱への挿入部分は縦方向に延
びるので、コンクリートの充填性に支障を来すこともな
い。管柱の仕口部を厚肉部とした場合は、その厚肉部と
非厚肉部との内径差に比例した支圧力が得られ、そのた
め梁に働く剪断力に対して耐力がさらに向上する。梁を
ブラケットと梁本体に分割した場合は、ブラケットを予
め管柱に接合しておき、梁本体をブラケットに接合する
作業だけを現場で行うようにできる。そのため、スリッ
トへ梁のウェブを挿入する作業等は工場で行え、接合品
質の向上、作業性の向上が図れる。前記梁を接合金具を
介して管柱の周壁にボルト接合し、接合金具の管柱への
ボルト接合にワンサイドボルトを用いるようにした場合
は、管柱へ接合金具をボルト接合するのに、管柱内に予
めナットを仕込んでおいたり、ねじを切っておく必要が
なく、接合作業が容易となる。また、溶接接合と異な
り、大がかりな設備が不要で、建設現場での地組みでブ
ラケットの接合が行え、そのため管柱の運搬をブラケッ
トの突出しない線材の状態で行えて運搬効率が良い。し
かも接合品質も安定する。
【0009】
【実施例】この発明の第1の実施例を図1に基づいて説
明する。このコンクリート充填管柱と梁の接合構造では
丸形鋼管を管柱1とし、その管柱1の周壁の梁2と接合
する仕口部は高周波加熱の技術を応用した厚肉加工によ
り内外両面に膨らんだ厚肉部1aとすると共に、縦方向
に沿う梁挿入スリット5を形成する。梁2は、共に同じ
断面のH形鋼からなる端部のブラケット3と梁本体4と
に分割して構成する。ブラケット3のウェブ3bはフラ
ンジ3aよりも延出した挿入突片3baを形成してお
き、この挿入突片3baを管柱1の梁挿入スリット5に
挿入する。ブラケット3の管柱1への接合は、上下のフ
ランジ3aを管柱1の周壁に溶接部7で溶接することに
よって行い、ウェブ3bも必要に応じて溶接部6で管柱
1に溶接する。フランジ3aの管柱1への溶接は、上下
フランジ3aの端部を、管柱1の周壁の外径面に沿う円
弧状に形成しておいて、その円弧状端部を管柱1の周壁
に溶接する。このようにブラケット3の接合をしてお
き、管柱1の建て込み後に管柱1内にコンクリート8を
充填する。ブラケット3の上下フランジ3aおよびウェ
ブ3bと、梁本体4の上下フランジ4aおよびウェブ4
bとには複数の接合孔を設けておき、現場作業で梁本体
4をブラケット3に梁継手で接合する。すなち、ブラケ
ット3に突き合わせた梁本体4を、各フランジ3a,4
aおよびウェブ3b,4bに重ねた添え板9,10と共
に、ボルトまたはリベット等のピン状接合具11,12
で接合する。添え板9,10は、フランジ3a,4aや
ウェブ3b,4bの両面に重ねても、片面のみに重ねて
も良い。
【0010】この構成によると、梁2の管柱1への挿入
突片3baが管柱1内の充填コンクリート8と一体とな
るので、管柱1の仕口部に働く梁2の剪断力は直接に充
填コンクリート8に伝達されることになり、剪断力に対
する耐力が向上する。また、管柱2内に挿入されるブラ
ケット3のウェブ3bは縦向き姿勢となるので、管柱1
内へのコンクリート8の充填の妨げにならず、その作業
も容易に行うことができる。また、管柱1の仕口部は、
従来の図8(A)の例のように管柱を複数個に切断して
ダイヤフラムを介在させる構成とせず、単にスリット5
を設けるだけで良いため、部品点数も少なく、構成が簡
単である。
【0011】図2は第2の実施例を示す。この実施例
は、上下一対のスプリットティー13を接合金具とし、
この接合金具を介して梁2を管柱1に接合するものであ
る。一対のスプリットティー13は、梁2の上下フラン
ジ2aの上面および下面に各々脚片13bを重ねてボル
ト14で接合する。ボルト14には通常の高力ボルトを
用いる。スプリットティー13の頭部13aは管柱1の
仕口部である厚肉部1aの外面に重ね、その頭部13a
および管柱1の周壁に設けたボルト孔間にわたってワン
サイドボルト15を差し込んで締め付ける。その他の構
成は図1の実施例と同じである。
【0012】この実施例の場合、管柱1をブラケット3
の突出のない線材の状態で現場へ運搬し、地組みでブラ
ケット3を管柱1に接合することができる。しかも、管
柱1には予め裏ナット溶接等を施すことが不要となる。
【0013】図3は第3の実施例を示す。この実施例
は、図1の実施例における丸形鋼管の管柱1に代えて、
角形鋼管の管柱1Aを用いたものである。その他の構成
は図1に示す第1の実施例と同様である。
【0014】図4は第4の実施例を示す。この実施例
は、図2の実施例における丸形鋼管の管柱1に代えて、
角形鋼管の管柱1Aを用いたものである。その他の構成
は図2に示す第2の実施例の場合と同様である。
【0015】図5は第5の実施例を示す。この実施例
は、図1の実施例における梁2のウェブ3bの挿入突片
3baの先端に異形鉄筋16を縦方向に沿って溶接した
ものである。その他の構成は、図1に示す第1の実施例
と同様である。このように異形鉄筋16を設けた場合、
挿入突片3bと充填コンクリート8との結合が強固とな
って、梁2から充填コンクリート8への剪断力の伝達が
一層確実となり、剪断力に対する耐力が更に向上する。
【0016】図6は第6の実施例を示す。この実施例
は、図2の実施例における梁2のウェブ2bの先端に、
図5の実施例と同様の異形鉄筋16を溶接したものであ
る。その他の構成は、図2に示す第2の実施例と同様で
ある。
【0017】図7は第7の実施例を示す。この実施例
は、図1の実施例における梁2の端部を構成するブラケ
ット3のウェブ3bのうち、管柱1内に挿入される挿入
突片3bbの部分を、ウェブ3bの一般部の板厚より若
干(例えば2mm程度)厚い厚板部としたものである。こ
の挿入突片3bbは、例えばブラケット3のウェブ3b
を管柱1の梁挿入スリット5に挿入される手前部分で切
断し、その切断箇所にウェブ3bよりも厚い鋼板を溶接
することにより形成する。その他の構成は、図1に示す
第1の実施例と同様である。この実施例の場合、挿入突
片3bbの下面の面積が増大し、充填コンクリート8で
挿入突片3bbを支持する受圧面積が大きくなるため、
梁2の剪断力の充填コンクリート8への伝達が一層確実
となり、剪断力に対する耐力がさらに向上する。
【0018】なお、前記各実施例では、管柱1の仕口部
を、厚肉加工により内外両面に膨らんだ厚肉部1aとし
た場合について示したが、例えば図8(B)の例のよう
な内面だけに膨らんだ厚肉部とした管柱を用いてもよ
く、また厚肉部を有しない管柱の場合にもこの発明を適
用することができる。また、前記各実施例において、コ
ンクリート8内に上下方向に延びる複数本の鉄筋(図示
せず)を埋め込んでも良い。
【0019】
【発明の効果】この発明のコンクリート充填管柱と梁の
接合構造は、金属製の管柱の周壁に縦方向に沿う梁挿入
スリットを設け、前記管柱に先端が接合される形鋼製の
梁のウェブを前記スリットに挿入したため、梁の剪断力
に対する強度が向上し、構造も簡単で、コンクリートの
充填性に支障を来すこともないという効果が得られる。
請求項2の発明の場合は、管柱の梁接合仕口部を、内面
または内外両面に膨らんだ厚肉部としたため、厚肉部の
下端でその厚肉部と非厚肉部との内径差による支圧力が
充填コンクリートに伝達され、梁に働く剪断力に対する
耐力がさらに増強される。請求項3の発明の場合は、梁
を端部のブラケットと梁本体とに分割したため、ウェブ
の挿入作業を現場の高所で行う必要がなく、現場での施
工性が向上する。請求項4の発明の場合は、梁と管柱と
を接合金具を介してボルト接合する構成としたため、地
組み等で梁のブラケットを管柱に接合できて、管柱を線
材の状態で運搬できる。しかも、前記接合金具を管柱へ
接合するボルトにワンサイドボルトを用いたため、管柱
内に予めナットを仕込んでおいたり、ねじを切っておく
ことなく接合金具の管柱への接合ができ、接合作業が容
易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)はこの発明の第1の実施例の正面断面
図、(B)はその水平断面図である。
【図2】(A)は第2の実施例の正面断面図、(B)は
その水平断面図である。
【図3】(A)は第3の実施例の正面断面図、(B)は
その水平断面図である。
【図4】(A)は第4の実施例の正面断面図、(B)は
その水平断面図である。
【図5】(A)は第5の実施例の正面断面図、(B)は
その水平断面図、(C)は同実施例における異形鉄筋の
斜視図である。
【図6】(A)は第6の実施例の正面断面図、(B)は
その水平断面図である。
【図7】(A)は第7の実施例の正面断面図、(B)は
その水平断面図である。
【図8】(A)〜(C)は各従来例の正面図および正面
断面図である。
【符号の説明】
1,1A…管柱、1a…厚肉部、2…梁、3…ブラケッ
ト、3a…フランジ、3b…ウェブ、4…梁本体、5…
梁挿入スリット、6,7…溶接部、13…スプリットテ
ィー(接合金具)、14…ボルト、15…ワンサイドボ
ルト

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属製の管柱の周壁に縦方向に沿う梁挿
    入スリットを設け、前記管柱に先端が接合される形鋼製
    の梁のウェブを前記スリットに挿入し、前記管柱にコン
    クリートを充填したコンクリート充填管柱と梁の接合構
    造。
  2. 【請求項2】 前記管柱の前記梁を接合する仕口部を、
    内面または内外両面に膨らんだ厚肉部とした請求項1記
    載のコンクリート充填管柱と梁の接合構造。
  3. 【請求項3】 前記梁を端部のブラケットと梁本体とに
    分割し、前記ブラケットのウェブおよびフランジを前記
    管柱に溶接した請求項1または請求項2記載のコンクリ
    ート充填管柱と梁の接合構造。
  4. 【請求項4】 前記梁のフランジと前記管柱の周壁とに
    各々ボルト接合される接合金具を介して前記梁を前記管
    柱に接合し、前記接合金具と前記管柱とを接合するボル
    トをワンサイドボルトとした請求項1または請求項2記
    載のコンクリート充填管柱と梁の接合構造。
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