(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管の内部にコンクリートを充填してなる一対の充填鋼管コンクリート柱の接合構造において、一方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管の内端部に他方の充填鋼管コンクリート柱の端部を差し込むことで重ね継手を構成し、前記両充填鋼管コンクリート柱の一方の鋼管に前記鋼管の差し込み長さを決めるストッパを設けると共に、他方の鋼管に該ストッパと係合することで差し込み状態からの鋼管の抜けを防止するＬ字形の係合溝を設けたことを特徴とする充填鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項２】
鋼管の内部にコンクリートを充填してなる一対の充填鋼管コンクリート柱の接合構造において、一方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管の内端部に他方の充填鋼管コンクリート柱の端部を差し込むことで重ね継手を構成し、前記一方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管と他方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管の重なり部分について、内周側の鋼管の外周に軸線方向に延びるリブを周方向に間隔をおいて複数設けると共に、外周側の鋼管に前記リブの嵌まる嵌合溝を形成したことを特徴とする充填鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項３】
前記リブを嵌合溝に嵌めた状態で外周側鋼管に溶接したことを特徴とする請求項２記載の充填鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項４】
鋼管の内部にコンクリートを充填してなる一対の充填鋼管コンクリート柱の接合構造において、一方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管の内端部に他方の充填鋼管コンクリート柱の端部を差し込むことで重ね継手を構成し、前記両充填鋼管コンクリート柱の一方の鋼管の内周に鉄筋挿通孔を有するリブを設けると共に、他方の鋼管の内周に該鋼管端部より先端を突出させた鉄筋を固着し、該鉄筋を前記一方の鋼管のリブの鉄筋挿通孔に通した状態で鋼管内にコンクリートを打設したことを特徴とする充填鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項５】
鋼管の内部にコンクリートを充填してなる一対の充填鋼管コンクリート柱の接合構造において、一方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管の内端部に他方の充填鋼管コンクリート柱の端部を差し込むことで重ね継手を構成し、前記一方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管と他方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管の重なり部分の鋼管間の隙間に充填材を充填し固化させると共に、前記一方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管と他方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管の重なり部分について、内周側の鋼管または外周側の鋼管の少なくとも一方を、充填材との係合力を増大させるため波形に成形したことを特徴とする充填鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項６】
前記波形が、円周方向の任意の位置における軸方向断面が同形状となるような波形であることを特徴とする請求項５記載の充填鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項７】
前記波形が、螺旋状の波形であることを特徴とする請求項５記載の充填鋼管コンクリート柱の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管の内部にコンクリートを充填してなる充填鋼管コンクリート柱の接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、充填鋼管コンクリート柱は鋼管の内部にコンクリートを充填する一種の鉄骨コンクリート複合構造であり、高層建築物の構造として近年広く採用されるようになってきている。そのような充填鋼管コンクリート柱を接合した構造として、従来次のものが知られている。
【０００３】
一つは、下側の充填鋼管コンクリート柱の鋼管の上方に上側の充填鋼管コンクリート柱の鋼管を建て込み、下側の鋼管の上端に上側の鋼管の下端を突き合わせて周溶接し、鋼管の内部にコンクリートを打設することにより、上下に連続した充填鋼管コンクリート柱を構築するというものである。
【０００４】
また一つは、図１０に示すように、下側の充填鋼管コンクリート柱１の鋼管２の上端外周に接合管５の下半部を嵌挿し、この接合管５の上半部内に、上側の充填鋼管コンクリート柱１の鋼管２の下端を差し込みんで、その状態で接合管５の内部にコンクリート３を充填し固化させることで、上下の充填鋼管コンクリート柱１を連続化させるというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の前者の接合構造は、鋼管を突き合わせて周溶接しているので、手間がかかり作業性が悪かった。また、後者の接合構造は、別の接合管を用意する必要があるのでコスト高であった。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮し、特に溶接せずに剪断力の伝達が可能であり、しかもコスト低減が図れる充填鋼管コンクリート柱の接合構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、鋼管の内部にコンクリートを充填してなる一対の充填鋼管コンクリート柱の接合構造において、一方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管の内端部に他方の充填鋼管コンクリート柱の端部を差し込むことで重ね継手を構成し、前記両充填鋼管コンクリート柱の一方の鋼管に前記鋼管の差し込み長さを決めるストッパを設けると共に、他方の鋼管に該ストッパと係合することで差し込み状態からの鋼管の抜けを防止するＬ字形の係合溝を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、鋼管の内部にコンクリートを充填してなる一対の充填鋼管コンクリート柱の接合構造において、一方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管の内端部に他方の充填鋼管コンクリート柱の端部を差し込むことで重ね継手を構成し、前記一方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管と他方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管の重なり部分について、内周側の鋼管の外周に軸線方向に延びるリブを周方向に間隔をおいて複数設けると共に、外周側の鋼管に前記リブの嵌まる嵌合溝を形成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２において、前記リブを嵌合溝に嵌めた状態で外周側鋼管に溶接したことを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、鋼管の内部にコンクリートを充填してなる一対の充填鋼管コンクリート柱の接合構造において、一方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管の内端部に他方の充填鋼管コンクリート柱の端部を差し込むことで重ね継手を構成し、前記両充填鋼管コンクリート柱の一方の鋼管の内周に鉄筋挿通孔を有するリブを設けると共に、他方の鋼管の内周に該鋼管端部より先端を突出させた鉄筋を固着し、該鉄筋を前記一方の鋼管のリブの鉄筋挿通孔に通した状態で鋼管内にコンクリートを打設したことを特徴とする。
【００２０】
請求項５の発明は、鋼管の内部にコンクリートを充填してなる一対の充填鋼管コンクリート柱の接合構造において、一方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管の内端部に他方の充填鋼管コンクリート柱の端部を差し込むことで重ね継手を構成し、前記一方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管と他方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管の重なり部分の鋼管間の隙間に充填材を充填し固化させると共に、前記一方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管と他方の充填鋼管コンクリート柱の鋼管の重なり部分について、内周側の鋼管または外周側の鋼管の少なくとも一方を、充填材との係合力を増大させるため波形に成形したことを特徴とする。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項５において、前記波形が、円周方向の任意の位置における軸方向断面が同形状となるような波形であることを特徴とする。
【００２２】
請求項７の発明は、請求項５において、前記波形が螺旋状の波形であることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は第１実施形態の接合構造の断面図である。この接合構造は、断面円形の鋼管２Ａ、２Ｂの内部にコンクリート３を充填した構造の充填鋼管コンクリート柱１Ａ、１Ｂを、上下方向に接合したものである。この場合、上側の充填鋼管コンクリート柱１Ａの鋼管２Ａは、下側の充填鋼管コンクリート柱１Ｂの鋼管２Ｂより大径に設定されており、上側の充填鋼管コンクリート柱１Ａの鋼管２Ａの下端部に、下側の充填鋼管コンクリート柱１Ｂの端部が差し込まれた上で、コンクリート３が鋼管２Ａ、２Ｂの内部に打設され、それにより鋼管２Ａ、２Ｂが重ね継ぎされている。
【００２４】
接合に当たっては、予め立設した下側の充填鋼管コンクリート柱１Ｂの上端に上側の充填鋼管コンクリート柱１Ａの鋼管２Ａの下端を被せる形で嵌挿させる。その際、下側の充填鋼管コンクリート柱１Ｂの鋼管２Ｂの外周に突設したストッパ１０に、上側の鋼管２Ａの下端を突き当てることで位置決めを行う。そして、鋼管２Ａ、２Ｂ相互間に所定の差し込み長さＬを確保した上で、鋼管２Ａ、２Ｂの内部にコンクリート３を打設する。同時に、上側と下側の鋼管２Ａ、２Ｂの重なり部分の鋼管間の隙間６にも、充填材としてコンクリート（モルタルでも可）３を流し込み固化させる。
【００２５】
このように構成した接合構造では、上下の鋼管２Ａ、２Ｂ自体が相互に差し込み式になっており、鋼管間の隙間６にコンクリート３が充填されているので、鋼管２Ａ、２Ｂ同士を溶接せずに、しかも別の接合管を用いることなく、剪断力の伝達（曲げ力の伝達）が可能な形態で重ね継ぎすることができる。従って、コストをかけずに容易に充填鋼管コンクリート柱１Ａ、１Ｂを接合し連続化することができる。
【００２６】
なお、上下の鋼管２Ａ、２Ｂの径は逆転させてもよい。即ち、大径に設定した下側の鋼管２Ｂの上端に、小径に設定した上側の鋼管２Ａの下端を差し込むようにしてもよい。特に、その場合は、鋼管間の隙間６に、後からコンクリートやモルタルを注入してもよいし、別の充填材を注入固化させてもよい。また、前記差し込みによるラップ寸法Ｌは、鋼管２Ａ、２Ｂの約１．５倍程度に設定するのが望ましい。また、差し込む部分だけ、相手側鋼管に差し込めるよう拡径あるいは縮径させてもよい。また、鋼管２Ａ、２Ｂの内部に充填するコンクリート３は、接合部分のみ後から現場打設するようにし、残る部分は工場打ち（プレキャストコンクリート化）するようにしてもよい。
【００２７】
さらに、図２の第２実施形態に示すように、一方の鋼管１Ａに、他方の鋼管２Ｂ側のストッパ１０と係合するＬ字形の係合溝１２を設け、ストッパ１０を係合溝１２の水平溝部１２ａに係合させれば、差し込み状態からの鋼管２Ｂの抜けを防止することができ、鋼管２Ａ、２Ｂ間の引張力の伝達も可能になる。この例の場合、ストッパ１０を外周側鋼管２Ａの内周に設け、係合溝１２を内周側鋼管２Ｂに形成しても同じ効果が得られる。
【００２８】
図３（ａ）、（ｂ）に示す第３実施形態では、上側の充填鋼管コンクリート柱１Ａの鋼管２Ａと下側の充填鋼管コンクリート柱１Ｂの鋼管２Ｂの重なり部分において、内周側の鋼管２Ｂの外周に、軸線方向に延びる縦リブ２１を周方向に間隔をおいて複数設けると共に、外周側の鋼管２Ａに、縦リブ２１の嵌まる嵌合溝２２を形成している。そして、鋼管２Ａ、２Ｂの差し込みと同時に縦リブ２１を嵌合溝２２に嵌め、その状態で縦リブ２１を外周側鋼管２２に溶接している。この構造では、鋼管２Ａ、２Ｂの倒れ防止ができ、接合部の強度向上と共に、位置決め精度の向上が図れる。また、溶接により鋼管２Ａ、２Ｂ同士が接合されるので、引張力の伝達性能が高まる。
【００２９】
図４の第４実施形態では、下側の充填鋼管コンクリート柱１１Ｂの鋼管１２Ｂを角型鋼管で構成し、その上端内部に、上側の充填鋼管コンクリート柱１Ａの円形の鋼管２Ａを差し込んで、鋼管１２Ｂ、２Ａの隙間６を含めて鋼管１２Ｂ、２Ａの内部にコンクリート３を充填している。このように、一方の鋼管１２Ｂが角型、他方の鋼管２Ａが円形の場合でも、鋼管１２Ｂ、２Ａを差し込み式にしているから、容易に接合可能となる。
【００３０】
図５の第５実施形態では、一方（図示例では下側）の充填鋼管コンクリート柱１Ｂの鋼管２Ｂの内周に、鉄筋挿通孔１９を有するリブ１８を設けると共に、他方（図示例では上側）の充填鋼管コンクリート柱１Ａの鋼管１Ａの内周に該鋼管２Ａの端部より先端を突出させた鉄筋１７をリブ１６を介して固着している。そして、鋼管２Ａ、２Ｂの相互差し込みに際して、鉄筋１７を相手側鋼管２Ｂのリブ１８の鉄筋挿通孔１９に通し、その状態で鋼管２Ａ、２Ｂ及び鋼管間の隙間６に内にコンクリート３を打設している。この構造では、鋼管２Ａ、２Ｂの重ね継ぎ効果に加えて、鉄筋１７と鋼管２Ａ、２Ｂのラップ部分による重ね継手効果が期待できるので、接合強度が一層高くなる。
【００３１】
なお、以上の例において、継手強度を高めるために、内周側の鋼管の外周または外周側の鋼管の内周の少なくとも一方に、鋼管間の隙間に充填したコンクリート（その充填材での同様）との係合力を増大させる多数の凸部を設けてもよい。両方に凸部を設ける場合は、鋼管を差し込む際に干渉しないように整列させるのが望ましい。
【００３２】
凸部としては、スタッドを用いることができるが、図６（ａ）、（ｂ）の第６実施形態のように、短小の縦リブ３０を列設してもよい。また、図７（ａ）〜（ｃ）の第７実施形態のように、丸鋼等を溶接した周方向に連続する円周リブ３１を設けてもよい。
【００３３】
また、凸部の代わりに、図８（ａ）、（ｂ）の第８実施形態のように、鋼管２Ａ、２Ｂの重なり部分を波形に成形し、その波形部分４１を組み合わせるようにしてもよい。波形に成形する方法としては、ロール成形法や水圧成形法を採用することができる。（ａ）の場合は、上側の鋼管２Ａが大径、下側の鋼管２Ｂが小径の場合、（ｂ）はその逆の場合である。（ａ）の場合は、コンクリート３を鋼管２Ａ内に打設するときに、鋼管間の隙間６にコンクリート３を充填することができるが、（ｂ）の場合はそれができないので、別の充填材（エポキシ樹脂やモルタル）７を充填している。
【００３４】
また、波形部分４０の形状は、図９（ａ）に示すように、円周方向の任意の位置における軸方向断面が同形状となるような波形としたり、（ｂ）に示すように螺旋状の波形とすることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、充填鋼管コンクリート柱を構成する鋼管自体が相互に差し込み式になっているので、鋼管同士を溶接せず、しかも別の接合管を用いなくても、剪断力の伝達、つまり曲げ力の伝達が可能であり、コストをかけずに容易に短工期で充填鋼管コンクリート柱を接合することができる。また、両充填鋼管コンクリート柱の一方の鋼管に前記鋼管の差し込み長さを決めるストッパを設ければ、位置決めが容易になる上、所定のラップ長さを確保できるので、接合強度の管理がたやすくできるようになる。特に、他方の鋼管にストッパと係合することで差し込み状態からの鋼管の抜けを防止するＬ字形の係合溝を設ければ、引張力の伝達も可能になる。
【００３８】
また、請求項２の発明のように、前記鋼管の重なり部分において、内周側の鋼管の外周に軸線方向に延びるリブを周方向に間隔をおいて複数設けると共に、外周側の鋼管に前記リブの嵌まる嵌合溝を形成すれば、位置決めが容易になると共に、剪断力の伝達性能が高まる。特に、請求項３の発明のように、リブを嵌合溝に嵌めた状態で外周側鋼管に溶接した場合は、鋼管の一体性が高まり、接合強度の向上が図れる。
【００３９】
また、請求項４の発明のように、両充填鋼管コンクリート柱の一方の鋼管の内周に鉄筋挿通孔を有するリブを設けると共に、他方の鋼管の内周に該鋼管端部より先端を突出させた鉄筋を固着し、該鉄筋を前記一方の鋼管のリブの鉄筋挿通孔に通した状態で鋼管内にコンクリートを打設すれば、鉄筋と鋼管のラップ部分による継手効果が期待できるので、接合強度が一層高くなる。
【００４１】
また、請求項５の発明のように、鋼管の重なり部分において、内周側の鋼管または外周側の鋼管の少なくとも一方を波形に成形した場合も、充填材との係合力を増大させることができる。波形の種類としては、円周方向の任意の位置における軸方向断面が同形状となるような波形（請求項６）、あるいは螺旋状の波形（請求項７）がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の縦断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態の側面図である。
【図３】（ａ）は本発明の第３実施形態の側面図、（ｂ）は要部水平断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態の要部水平断面図である。
【図５】本発明の第５実施形態の縦断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の第６実施形態の縦断面図、（ｂ）は差し込み前の鋼管を示す側断面図である。
【図７】（ａ）は本発明の第７実施形態の縦断面図、（ｂ）はその要部拡大図、（ｃ）は差し込み前の鋼管を示す側断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の第８実施形態の縦断面図、（ｂ）はその変形例の縦断面図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は本発明の第８実施形態に用いる鋼管の種類を示す側面図である。
【図１０】従来例の縦断面図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１１Ｂ  充填鋼管コンクリート柱
２Ａ，２Ｂ，１２Ｂ  鋼管
３  コンクリート
６  鋼管間の隙間
７  充填材
１０  ストッパ
１２  係合溝
１７  鉄筋
１８  リブ
１９  鉄筋挿通孔
２１  縦リブ
２２  嵌合溝
３０  短小の縦リブ
３１  円周リブ
４０  波形部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003567400.tif 000009
【図９】
0003567400.tif 000010
【図１０】
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