JPS62153438A - Unbond filled steel pipe structure - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、柱や抗等に利用されるアンボンド充填鋼管構
造に関するらのである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to an unbonded filled steel pipe structure used for columns, columns, etc.

「従来の技術−ｊ この種の構造としては、充填鋼管コンクリート構造か知
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、Ａ４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。``Conventional technology - j This type of structure is known as a filled steel pipe concrete structure, but in the conventional filled steel pipe concrete structure, a simple right cylindrical steel pipe that also serves as a formwork is erected vertically. It is simply filled with concrete, and the A4 pipe and concrete are in an adhesive state and behave mechanically as one.

［発明が解決しようとする問題点Ｊ ところが、従来のらのでは、軸方向の圧縮力か作用した
場合、鋼管とコンクリートとが一体的に歪み、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。[Problem to be solved by the invention J] However, in the case of conventional lathes, when compressive force in the axial direction is applied, the steel pipe and concrete are distorted as one, and when the steel pipe is significantly distorted, the steel pipe does not meet the Mises yield condition. or may cause local buckling.

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（ｖ４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
ファインド効果を充分発揮できず、必要以上に大きな断
面積の住または杭とならざるを得ない。Therefore, even though there is a margin in the circumferential stress and the confining effect of the steel pipe (the effect of tightening the concrete that is about to swell due to the circumferential stress of the V4 pipe) can be expected to sufficiently increase the yield strength of the concrete, the The steel pipe almost reaches yield due to the axial stress, and the confining effect cannot be fully exerted, and the pipe or pile has no choice but to have a larger cross-sectional area than necessary.

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、鋼管によ
るコンファインド効果を充分に生かすことができ、圧縮
耐力を著しく向上させて、従来のらのより柱や杭の断面
積を小さくすることのできる充填鋼管コンクリート構造
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and makes it possible to make full use of the confining effect of steel pipes, significantly improve compressive strength, and reduce the cross-sectional area of columns and piles compared to conventional lathes. The purpose is to provide a filled steel pipe concrete structure that can be used for

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記問題点を解決するために、鋼管の内側の
少なくとらｌ箇所に該鋼管に作用する軸力を鋼管の内部
に充填され１こ構造用充填材に伝達する軸力伝達部を設
け、さらに前記鋼管に生じる軸方向の変形を吸収する変
形吸収部を前記軸力伝達部に対応させて鋼管の一部に設
け、前記鋼管と前記構造用充填（オとの間に鋼管と構造
用充填材との付着をなくす１こめのアンボンド処理層を
設けｆこことを特徴としている。"Means for Solving the Problems" In order to solve the problems mentioned above, the present invention provides a structure in which the axial force acting on the steel pipe is filled in at least l locations inside the steel pipe. An axial force transmitting part for transmitting to the filler is provided, and a deformation absorbing part for absorbing axial deformation occurring in the steel pipe is provided in a part of the steel pipe corresponding to the axial force transmitting part, and It is characterized by providing one unbonding treatment layer between the filling (f) and the structural filler to prevent adhesion between the steel pipe and the structural filler.

この発明では、前記軸力伝達部が外周部を前記鋼管の内
周面に固定された周方向に延在するリング状の支圧板で
あること、また　前記変形吸収部か前記鋼管を上下に縁
切りするリング状間隙を少なくとも１つ形成したもの、
または、前記鋼管の周方向に複数列延在する複数の長穴
を千鳥状に配設したらのであることが望ましい。In this invention, the axial force transmitting part is a ring-shaped bearing plate extending in the circumferential direction and whose outer peripheral part is fixed to the inner peripheral surface of the steel pipe, and the deformation absorbing part cuts the edges of the steel pipe vertically. one in which at least one ring-shaped gap is formed,
Alternatively, it is preferable that a plurality of long holes extending in plural rows in the circumferential direction of the steel pipe are arranged in a staggered manner.

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
１図ないし第３図は、本発明の一実施例を示すものであ
り、第１図はアンボンド充填鋼管構造の柱（以下、単に
「住」と略称する）Ｈに数階骨の粱に、に、・・・が接
続されているところを示すてあり、第２図は第１図の矢
視Ａの部分を拡大した図であり、第３図は第２図の断面
図である。"Embodiment" Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Figures 1 to 3 show an embodiment of the present invention, and Figure 1 shows a pillar (hereinafter simply referred to as "house") H with an unbonded filled steel pipe structure in which several floors of bone are placed. , , . . . are connected to each other. FIG. 2 is an enlarged view of the portion indicated by arrow A in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view of FIG. 2.

これらの図において、符号ｌは鋼管であり、２は鋼管ｌ
の中に充填されたコンクリートである。鋼管１の軸方向
所定箇所（本実施例においては、３階層に一箇所の割合
）には、梁に、に、・・・から鋼管Ｉに掛かる軸方向の
力を内部のコンクリートに伝達するための軸力伝達部３
が設けられている。In these figures, the symbol l is a steel pipe, and 2 is a steel pipe l.
It is concrete filled inside. At predetermined locations in the axial direction of the steel pipe 1 (in this example, one location per three floors), in order to transmit the axial force applied to the steel pipe I from the beam, ... to the concrete inside. Axial force transmission part 3
is provided.

輔ツノ伝達部３は、リング状の支圧板４とリブ５．５、
・・・とからなっている。リング状の支圧板４は鋼管ｌ
の内部にコンクリートに内包されてほぼ水平に設けられ
、その外周部が鋼管１の内側に溶接されており、リブ５
は支圧板４の上部にほぼ直角に設けられ、底部が支圧板
４に側部が鋼管］にそれぞれ溶接されている。また、軸
力伝達部３の下方の鋼管１には、階層間のほぼ中間部（
モーメントの反曲点）において、変形吸収部６が形成さ
れている。変形吸収部６は、鋼管１を軸方向に縁切りす
るリング状間隙７からなっており、この部分で鋼管１に
生じろ軸方向変形を吸収するように構成されている。変
形吸収部６のリング状間隙７には内面を鋼管ｌの内面と
而−にして、柔性材を充填してもよい。柔性剤には、鋼
管１より柔らかいアスファルト、ゴム、鉛、アルミ等を
採用することができる。The horn transmission part 3 includes a ring-shaped bearing plate 4 and ribs 5.5,
It consists of... The ring-shaped bearing plate 4 is made of steel pipe l.
The rib 5 is enclosed in concrete and installed almost horizontally, and its outer periphery is welded to the inside of the steel pipe 1.
are provided almost at right angles to the upper part of the bearing pressure plate 4, and the bottom part is welded to the bearing pressure plate 4 and the side parts are welded to the steel pipe. In addition, the steel pipe 1 below the axial force transmission section 3 has a section (approximately midway between the floors) (
A deformation absorbing portion 6 is formed at the moment recursion point). The deformation absorbing portion 6 is composed of a ring-shaped gap 7 that edges the steel pipe 1 in the axial direction, and is configured to absorb axial deformation occurring in the steel pipe 1 at this portion. The ring-shaped gap 7 of the deformation absorbing portion 6 may be filled with a flexible material, with the inner surface serving as the inner surface of the steel pipe 1. As the softening agent, asphalt, rubber, lead, aluminum, etc., which is softer than the steel pipe 1, can be used.

なお、前記変形吸収部６は、リング状間隙の他にも鋼管
１の内面または外面にリング状溝を切ってその部分を積
題的に弱部として座屈しやすいようにしたらの、または
、鋼管１に周方向に延在する複数の長穴を千鳥状に配置
形成し、その部分に軸方向の伸縮性をらたせたムの等、
要は伸縮性や局部的な変形しやすさを与えてその部位で
鋼管１に発生する軸方向の変形を吸収するようにしｆこ
らのであればよい。　さらに、前記のように構成された
鋼管Ｉの内面には、鋼管Ｉと充填コンクリートとの付着
をなくすノこめの分離［４（アンボンド処理層）８か予
め塗布され、その上で、鋼管ｌ内部にコンクリ−１・２
が打設充填されている。分離材８としては、パラフィン
、アスファルト、オイル、グリス、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。In addition to the ring-shaped gap, the deformation absorbing part 6 is formed by cutting a ring-shaped groove on the inner or outer surface of the steel pipe 1 and making that part a weak part to make it easy to buckle. 1, a plurality of elongated holes extending in the circumferential direction are arranged in a staggered manner, and the portions are made elastic in the axial direction.
In short, it is sufficient to provide stretchability and local deformability so as to absorb the axial deformation occurring in the steel pipe 1 at that location. Further, on the inner surface of the steel pipe I configured as described above, a layer of separation [4 (unbond treatment layer) 8] is applied in advance to eliminate adhesion between the steel pipe I and the filling concrete, and then a Concrete 1 and 2
is poured and filled. As the separation material 8, paraffin, asphalt, oil, grease, petrolatum, etc. are used.
By applying this to the inner surface of the steel pipe 1, an unbonding treatment layer is formed.

次に、前記のように構成された充填鋼管コンクリート構
造における作用について、第１図ないし第３図を用いて
説明する。Next, the function of the filled steel pipe concrete structure configured as described above will be explained using FIGS. 1 to 3.

まず、３階層分の粱に、に、Ｋに掛かる剪断力はそれら
が溶接された部分の鋼管１に伝達される。First, the shearing force applied to the three floors' worth of steel pipes 1, 2, and 3 is transmitted to the steel pipe 1 where they are welded.

ところが、鋼管ｌと内部のコンクリート２とは、アンボ
ンド処理層８によって分離されており、まｆこ鋼管１は
３階層毎に設けられた変形吸収部６ににって軸方向に力
学的に分割され、軸方向の剪、断力が下方の鋼管ｌに伝
達されないようにされているため、′鋼管１に伝わった
剪断力は内部のコンクリート２には直接伝わらず、この
鋼管ｌの下部にもうけられた軸力伝達部３の支圧板４を
介して下方のコンクリート２へ伝達される。次に、下方
のコンクリート２に軸方向の力が伝達されると、コンク
リート２は圧縮され、それが所定の強度を越えると軸方
向に歪を生じる。それに従い鋼管ｌも下方へずれて移動
するが、軸力伝達部３の下方には変形吸収部６としてリ
ング状間隙７が形成されているため上方の鋼管１は、下
方の鋼管ｌと接触することはなく、確実に粱Ｋ　、Ｋ　
、Ｋからの剪断力をコンクリート２だけに伝達する（こ
こで、リング状間隙７は上方の鋼管１か移動してら下方
の鋼管１と接触しない程度の寸法としておく）。また、
下方のコンクリート２は、軸方向に歪むとと乙に径方向
の急１敷な横歪を生じる。　ところが、下方の鋼管１は
、上方の鋼管ｌと同様に３階層分の荷重しか負担しない
ため、鋼管ｌに発生ずる軸方向の応力は僅かとなる。特
に、この場合は、銅管ｌは充填コンクリート２とアンボ
ンド状態にあり、鋼管１は軸方向においてコンクリート
２に全く拘束されない。したがって、コンクリート２に
は軸歪が生じるものの、間管Ｉには殆ど軸歪が生じない
。これらの作用は、上方の鋼管Ｉと内部のコンクリート
２との間にも同様に生じる。However, the steel pipe 1 and the concrete 2 inside are separated by an unbonding layer 8, and the steel pipe 1 is mechanically divided in the axial direction by deformation absorbing parts 6 provided every three floors. Since the axial shear and shear force are prevented from being transmitted to the steel pipe 1 below, the shear force transmitted to the steel pipe 1 is not directly transmitted to the concrete 2 inside, but is generated at the bottom of the steel pipe 1. The axial force is transmitted to the concrete 2 below via the bearing plate 4 of the axial force transmission section 3. Next, when an axial force is transmitted to the concrete 2 below, the concrete 2 is compressed, and when it exceeds a predetermined strength, it becomes distorted in the axial direction. Accordingly, the steel pipe 1 also shifts downward, but since a ring-shaped gap 7 is formed below the axial force transmitting part 3 as a deformation absorbing part 6, the upper steel pipe 1 comes into contact with the lower steel pipe 1. Without a doubt, 粱K,K
, K is transmitted only to the concrete 2 (here, the ring-shaped gap 7 is set to such a size that the upper steel pipe 1 does not come into contact with the lower steel pipe 1 even if it moves). Also,
When the lower concrete 2 is distorted in the axial direction, a sharp transverse distortion occurs in the radial direction. However, since the lower steel pipe 1, like the upper steel pipe 1, bears only the load of three floors, the axial stress generated in the steel pipe 1 is small. In particular, in this case, the copper pipe 1 is in an unbonded state with the filling concrete 2, and the steel pipe 1 is not restrained by the concrete 2 in the axial direction at all. Therefore, although axial strain occurs in the concrete 2, almost no axial strain occurs in the interpipe I. These actions similarly occur between the upper steel pipe I and the internal concrete 2.

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Ｉのコンファインド効果を充分発揮させ
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、柱■（の断面積を小さくすることがで
きる。Therefore, by applying the Mises yield condition, the confining effect of the steel pipe I due to the circumferential stress can be fully exhibited, and as a result, the strength against compressive loads can be improved, and the cross-sectional area of the column Can be made smaller.

ここで、第４図１第５図に示す第２の実施例を説明する
と、この第２の実施例は、前記第１の実ｉｉ１例の変形
吸収部６を軸力伝達部３の上方の鋼管設けたものであり
、その他の構成については、第１の実施例と全く同様で
あり、同一構成要素については、同一符号を付しである
。したがって、この第２の実施例においてら、前記第１
の実施例と同様の効果を有する。Here, the second embodiment shown in FIG. 4 and FIG. The second embodiment is equipped with a steel pipe, and the other configurations are completely the same as those of the first embodiment, and the same components are given the same reference numerals. Therefore, in this second embodiment, the first
It has the same effect as the embodiment.

次に、このような柱１−１の施工例についてのべると、
Ｒ心苦１に変形吸収部６を設ける方法としてｊ」、鋼管
ｌを直接カットしてリンク状間隙７を設ける方法、δ５
るいは予め短尺の鋼管を用、きして、これをカントして
、変形吸収部用短尺管を製作し、こｉｚを鋼管の継目に
介在さＵ−て溶接固定する方法の池、現場でコンクリー
トを鋼管の中に打設した後、鋼管の所定部位をリング状
にカットすることによりリング状間隙７を形成する方法
等をとることか可能である。Next, let's talk about the construction example of such pillar 1-1.
A method of providing the deformation absorbing portion 6 in the R-Kinku 1 is ``j'', a method of directly cutting the steel pipe 1 to provide a link-shaped gap 7, δ5
Another method is to use a short steel pipe in advance, cant it, make a short pipe for the deformation absorbing section, and then insert this into the joint of the steel pipe and fix it by welding. It is possible to form a ring-shaped gap 7 by cutting a predetermined portion of the steel pipe into a ring shape after pouring concrete into the steel pipe.

また、リング状間隙７に外観上の問題およびコンクリー
ト打設時の型枠としの役割をもたせる意味から柔性材を
充填してもよい。また、短尺′ｇＪ管を後付けする場合
、短尺鋼管の肉厚を厚くすることかできる利点がある。Further, the ring-shaped gap 7 may be filled with a flexible material to improve appearance and to serve as a formwork during concrete pouring. Furthermore, when a short 'gJ pipe is retrofitted, there is an advantage that the wall thickness of the short steel pipe can be increased.

なお、上記の実施例においては、鋼管ｌ内にコンクリー
トを充填したが、モルタル偉圧密すれば充分な圧縮耐力
を有する構造用充填材をこ４ｚに代えてらよい。また、
コンクリートの中に鉄筋を入れたり、プレストレスト悶
（４を配して、コンクリートの耐力増強を図ること：よ
任意である。In the above embodiment, the steel pipe 1 was filled with concrete, but if it is compacted with mortar, a structural filler having sufficient compressive strength may be used in place of this 4z. Also,
Inserting reinforcing bars into the concrete or applying prestressing to increase the strength of the concrete is optional.

「発明の効果−１ 以上説明したように本発明は、注の所定の場所にｊ１４
管に掛かる他力を鋼管内のコンクリートに伝達する軸力
伝達部を設けた乙のであるので、鋼管には一定値以下の
僅かの軸方向応力しか発生しない。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ｊＴＩ］
　Ｎのコンファインド効果を充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
ることかてき、住の断面積を小さくできる。また、本発
明においては、施工が簡単であるとと乙に柱の他の部分
には胴管の軸力をコンクリートに伝達するための付帯設
備を必要としない。"Effects of the Invention-1 As explained above, the present invention has the following advantages:
Since an axial force transmission section is provided to transmit the external force applied to the pipe to the concrete inside the steel pipe, only a small axial stress below a certain value is generated in the steel pipe. Therefore, if we apply Mises' yield condition, jTI due to circumferential stress]
The confining effect of N can be fully exhibited. As a result, the strength against compressive loads can be significantly improved, and the cross-sectional area of the house can be reduced. In addition, the present invention is easy to construct and does not require additional equipment for transmitting the axial force of the trunk pipe to the concrete in other parts of the column.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図ないし第３図は、本発明の一実施例を示十乙ので
、第１図は実施例の全体を表す一部断面をした側面図、
第２図は同実施例の要部（第１図の矢視Ａ部）の側断面
図、第３図は第２図のＩＩＩ　−ｔｌ＋断面図、第４図
、第５図は第２の実施例を示す乙のであり、第４図は実
施例の全体を表す一部断面をした側面図、第５図は同実
施例の要部（第４図の矢視Ａ部）の側断面図である。 Ｉ・・・・・胴管、２・・・・・・コンクリート、３・
・・・・軸力伝達部、４・・・・・支圧板、６・・・・
・・変形吸収部、７・・リング状間隙、８・・・・・・
分離材（アンボンド処理層）。1 to 3 show one embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a partially sectional side view showing the entire embodiment;
Fig. 2 is a side sectional view of the main part of the same embodiment (arrow A section in Fig. 1), Fig. 3 is a sectional view at III-tl+ in Fig. 2, and Figs. Fig. 4 is a partially sectional side view showing the entire embodiment, and Fig. 5 is a side sectional view of the main part of the embodiment (section A in Fig. 4). It is. I... Trunk pipe, 2... Concrete, 3.
... Axial force transmission part, 4 ... Bearing plate, 6 ...
...Deformation absorption part, 7...Ring-shaped gap, 8...
Separation material (unbond processing layer).

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）柱や杭として用いられる充填鋼管構造において、
鋼管の内側の少なくとも１箇所に該鋼管に作用する軸力
を鋼管の内部に充填された構造用充填材に伝達する軸力
伝達部を設け、さらに前記鋼管に生じる軸方向の変形を
吸収する変形吸収部を前記軸力伝達部に対応させて鋼管
の一部に設け、前記鋼管と前記構造用充填材との間に鋼
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
理層を設けたことを特徴とするアンボンド充填鋼管構造
。(1) In filled steel pipe structures used as columns and piles,
An axial force transmitting portion is provided at least at one location inside the steel pipe to transmit the axial force acting on the steel pipe to a structural filler filled inside the steel pipe, and further deformation is provided to absorb axial deformation occurring in the steel pipe. An absorbing part is provided in a part of the steel pipe corresponding to the axial force transmitting part, and an unbonding treatment layer is provided between the steel pipe and the structural filler to eliminate adhesion between the steel pipe and the structural filler. Unbonded filled steel pipe structure. （２）前記軸力伝達部が外周部を前記鋼管の内周面に固
定された周方向に延在するリング状の支圧板であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアンボンド充
填鋼管構造。(2) The unbond according to claim 1, wherein the axial force transmitting part is a ring-shaped support plate extending in the circumferential direction and having an outer peripheral part fixed to the inner peripheral surface of the steel pipe. Filled steel tube structure. （３）前記変形吸収部が前記鋼管を上下に縁切りするリ
ング状間隙を少なくとも１つ形成したのであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のアン
ボンド充填鋼管構造。(3) The unbonded filled steel pipe structure according to claim 1 or 2, wherein the deformation absorbing portion forms at least one ring-shaped gap that edges the steel pipe vertically. （４）前記変形吸収部が前記鋼管の周方向に複数列延在
する複数の長穴を千鳥状に配設したものであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のアン
ボンド充填鋼管構造。(4) Claim 1 or 2, characterized in that the deformation absorbing portion is formed by arranging a plurality of elongated holes extending in plural rows in a circumferential direction of the steel pipe in a staggered manner. Unbonded filled steel tube structure.