(57)【要約】【課題】コンクリート充填鋼管柱の局部座屈発生範囲における鋼管の内面に孔あき板材を取り付けるとともに、複数の孔あき板材の孔を通過する線状部材を配設することによって、コンクリート充填鋼管柱における局部座屈の発生を適切に制御して、コンクリート充填鋼管柱の変形性能が向上するようにする。【解決手段】鋼管内にコンクリートが充填されたコンクリート充填鋼管柱と、前記鋼管の内面に取り付けられた孔あき板材と、複数の孔あき板材の孔を通過して配設された線状部材とを備え、該線状部材は、前記コンクリート充填鋼管柱の局部座屈発生範囲に設置される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管内にコンクリートが充填されたコンクリート充填鋼管柱と、
前記鋼管の内面に取り付けられた孔あき板材と、複数の孔あき板材の孔を通過して配設された線状部材とを備え、
該線状部材は、前記コンクリート充填鋼管柱の局部座屈発生範囲に設置されることを特徴とするコンクリート充填鋼管柱構造物。
【請求項２】
前記局部座屈発生範囲は、前記コンクリート充填鋼管柱の端部であって他の部材に接続されて固定された端部から所定長さの範囲である請求項１に記載のコンクリート充填鋼管柱構造物。
【請求項３】
前記所定長さは、前記鋼管の径と略同一である請求項２に記載のコンクリート充填鋼管柱構造物。
【請求項４】
前記孔あき板材は、前記鋼管の長軸方向に延在するフィン状の部材であって、板厚方向に貫通する前記孔が複数形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリート充填鋼管柱構造物。
【請求項５】
前記線状部材は、少なくともその一部が鋼管の内周に沿って延在し、少なくとも、鋼管の内周方向に隣接して取り付けられた２枚の孔あき板材の孔を通過する請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリート充填鋼管柱構造物。
【請求項６】
前記鋼管は、円形断面鋼管である請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリート充填鋼管柱構造物。
【請求項７】
前記鋼管は、矩形断面鋼管である請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリート充填鋼管柱構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、コンクリート充填鋼管柱構造物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道の高架橋柱、橋脚等に使用されるコンクリート充填鋼管（Concrete Filled Steel Tube）柱（以下、「ＣＦＴ柱」と言う。）は、一般に地震発生時の変形を考慮して、その仕様が決定される。したがって、ＣＦＴ柱の変形性能を向上することができれば、例えば、断面積、鋼管厚等の寸法を小さくすることができ、合理的な構造物とすることができる。また、鉄道の高架橋柱、橋脚等の耐震設計においては、一般に柱が先行して降伏し、破壊するように設計されていることも考慮して、ＣＦＴ柱の変形性能を向上することが重要となる。
【０００３】
図１は従来のＣＦＴ柱における矩形断面の鋼管に補剛材を適用した例を示す図、図２は従来のＣＦＴ柱における矩形断面の鋼管に補剛材を適用した効果を示す図である。なお、図１において、（ａ）は横断面図、（ｂ）は正面図である。
【０００４】
図１において、７１はＣＦＴ柱であり、７２は鋼板から成る矩形断面の鋼管であり、７３は鋼管７２内に充填されたコンクリートである。そして、図１に示されるように、矩形断面の鋼管７２の内面には、補剛材として、鋼板から成る縦補剛材７４及び横補剛材７５が取り付けられている。このように、鋼管７２の内面に縦補剛材７４及び横補剛材７５が取り付けられたＣＦＴ柱７１は、図２に示されるように、変形性能が向上する。
【０００５】
なお、鉄筋コンクリート製の柱、橋脚等を補強するために、周囲に鋼板を巻き立て、さらに、貫通鋼棒又は途中定着アンカーを設置する技術が採用されている（例えば、非特許文献１及び２参照。）。
【０００６】
図３は従来の鋼板巻立て補強された鉄筋コンクリート柱に貫通鋼棒を適用した例を示す図である。なお、図において、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は破壊状況を示す写真である。
【０００７】
図において、８２は鉄筋コンクリート製の土台であり、８１は土台８２の上に構築された鉄筋コンクリート柱であり、８３は鉄筋コンクリート柱８１の周囲に巻き立てられた鋼板である。なお、該鋼板８３は、溶接線８４において溶接されることによって、矩形断面の鋼管を形成している。そして、複数本の貫通鋼棒８５が、鉄筋コンクリート柱８１及び該鉄筋コンクリート柱８１の両面の鋼板８３を貫通するようにして取り付けられている。このように、鋼板８３を巻き立てることによって補強された鉄筋コンクリート柱８１の場合、その中に埋め込まれている図示されない軸方向の鉄筋の座屈を鋼板８３及び貫通鋼棒８５が拘束するので、変形性能が向上する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】中田裕喜、鬼頭直希、岡本大、「鋼板巻き補強された鉄筋コンクリート橋脚のアンカーによる拘束効果に関する検討」、土木学会第６９回年次学術講演会、Ｖ−４１３、２０１４．９
【非特許文献２】岡本大、佐藤勉、玉井真一、宮城敏明、「壁式橋脚の鋼板巻立てによる耐震補強効果」、コンクリート工学年次論文集、Ｖｏｌ．２２、Ｎｏ．３、ｐｐ．１６１５−１６２０、２０００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の技術では、ＣＦＴ柱の変形性能を十分に高めるためには、多数の縦補剛材及び横補剛材を設置することが必要となるが、鋼管の内面に縦補剛材及び横補剛材を設置するために溶接が必要となるので、作業性及び経済性が低下してしまう。さらに、溶接の際に発生する熱が鋼管の構造性能に影響を及ぼす可能性がある。
【００１０】
なお、図３に示されるような技術は、鉄筋コンクリート製の柱、橋脚等を補強するために使用されるものであって、コンクリート内に埋め込まれている軸方向の鉄筋の座屈を鋼板及び貫通鋼棒が拘束するようにしたものであるから、ＣＦＴ柱に適用することは、そもそも、想定されていない。
【００１１】
ここでは、前記従来の技術の問題点を解決して、コンクリート充填鋼管柱の局部座屈発生範囲における鋼管の内面に孔あき板材を取り付けるとともに、複数の孔あき板材の孔を通過する線状部材を配設することによって、コンクリート充填鋼管柱における局部座屈の発生を適切に制御して、コンクリート充填鋼管柱の変形性能が向上したコンクリート充填鋼管柱構造物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そのために、コンクリート充填鋼管柱構造物においては、鋼管内にコンクリートが充填されたコンクリート充填鋼管柱と、前記鋼管の内面に取り付けられた孔あき板材と、複数の孔あき板材の孔を通過して配設された線状部材とを備え、該線状部材は、前記コンクリート充填鋼管柱の局部座屈発生範囲に設置される。
【００１３】
他のコンクリート充填鋼管柱構造物においては、さらに、前記局部座屈発生範囲は、前記コンクリート充填鋼管柱の端部であって他の部材に接続されて固定された端部から所定長さの範囲である。
【００１４】
更に他のコンクリート充填鋼管柱構造物においては、さらに、前記所定長さは、前記鋼管の径と略同一である。
【００１５】
更に他のコンクリート充填鋼管柱構造物においては、さらに、前記孔あき板材は、前記鋼管の長軸方向に延在するフィン状の部材であって、板厚方向に貫通する前記孔が複数形成されている。
【００１６】
更に他のコンクリート充填鋼管柱構造物においては、さらに、前記線状部材は、少なくともその一部が鋼管の内周に沿って延在し、少なくとも、鋼管の内周方向に隣接して取り付けられた２枚の孔あき板材の孔を通過する。
【００１７】
更に他のコンクリート充填鋼管柱構造物においては、さらに、前記鋼管は、円形断面鋼管である。
【００１８】
更に他のコンクリート充填鋼管柱構造物においては、さらに、前記鋼管は、矩形断面鋼管である。
【発明の効果】
【００１９】
本開示によれば、コンクリート充填鋼管柱の局部座屈発生範囲における鋼管の内面に孔あき板材を取り付けるとともに、複数の孔あき板材の孔を通過する線状部材を配設する。これにより、コンクリート充填鋼管柱における局部座屈の発生を適切に制御することができ、コンクリート充填鋼管柱の変形性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来のＣＦＴ柱における矩形断面の鋼管に補剛材を適用した例を示す図である。
【図２】従来のＣＦＴ柱における矩形断面の鋼管に補剛材を適用した効果を示す図である。
【図３】従来の鋼板巻立て補強された鉄筋コンクリート柱に貫通鋼棒を適用した例を示す図である。
【図４】本実施の形態における高架橋の構造を示す斜視図である。
【図５】本実施の形態におけるＣＦＴ柱の例を示す図である。
【図６】本実施の形態におけるＣＦＴ柱の局部座屈による破壊例を示す写真である。
【図７】本実施の形態におけるＣＦＴ柱の局部座屈発生範囲を示す図である。
【図８】本実施の形態における矩形断面のＣＦＴ柱の局部座屈発生抑制部材の例を示す図である。
【図９】本実施の形態における円形断面のＣＦＴ柱の横断面である。
【図１０】本実施の形態における高架橋のＣＦＴ柱に局部座屈発生抑制部材を適用する範囲を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図４は本実施の形態における高架橋の構造を示す斜視図、図５は本実施の形態におけるＣＦＴ柱の例を示す図、図６は本実施の形態におけるＣＦＴ柱の局部座屈による破壊例を示す写真、図７は本実施の形態におけるＣＦＴ柱の局部座屈発生範囲を示す図である。なお、図５において、（ａ１）及び（ａ２）は矩形断面の場合の横断面図及び正面図、（ｂ１）及び（ｂ２）は円形断面の場合の横断面図及び正面図であり、図７において、（ａ）は局部座屈発生範囲を示す写真、（ｂ）は幅厚比と局部座屈発生範囲との関係を示すグラフである。
【００２３】
図において、２０は、本実施の形態における高架橋であって、鉄道用のものであってもよいし、道路用のものであってもよいし、いかなる用途のものであってもよいが、ここでは、説明の都合上、鉄道用のものであるとして説明する。前記高架橋２０は、ラーメン構造を有するものであり、橋桁２１と、上側梁２２と、下側梁２３と、杭２４と、コンクリート充填鋼管柱としてのＣＦＴ柱１１とを備える。
【００２４】
前記橋桁２１は、鉄筋コンクリート製の長尺部材であって、その上面に鉄道の線路、すなわち、軌道が敷設される。また、前記上側梁２２は、前記橋桁２１の下面に沿って、前記橋桁２１と平行に延在する鉄筋コンクリート製の長尺部材である。なお、上側梁２２の数は、いくつであってもよいが、ここでは、２本であって、橋桁２１の下面と一体化されているものとして説明する。また、前記下側梁２３は、前記橋桁２１の下面から離れて、前記橋桁２１の延在方向に延在する鉄筋コンクリート製の長尺部材である。なお、下側梁２３の数は、いくつであってもよいが、ここでは、上側梁２２と同様に２本であって、橋桁２１の下方の地中に埋設されるものとして説明する。
【００２５】
前記ＣＦＴ柱１１は、橋桁２１を支持する柱状部材であって、上下方向に延在し、その上端が上側梁２２に接合されて固定され、その下端が下側梁２３に接合されて固定されている。なお、ＣＦＴ柱１１の数は、いくつであってもよく、橋桁２１の延在方向に所定の間隔で配設され、上側梁２２と下側梁２３とを連結する。また、前記杭２４は、鉄筋コンクリート製の柱状又は棒状部材であって、上下方向に延在し、その上端が下側梁２３に接合されて固定され、地中に埋設されている。なお、前記杭２４の数はＣＦＴ柱１１の数に対応し、各杭２４は各ＣＦＴ柱１１に対応する位置に配設されている。また、前記杭２４の上端は、対応するＣＦＴ柱１１の下端に接合されて固定されていてもよい。
【００２６】
なお、本実施の形態において、ＣＦＴ柱１１の各部及びその他の部材の構成及び動作を説明するために使用される上、下、左、右、前、後等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであり、前記ＣＦＴ柱１１の各部及びその他の部材が図に示される姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。
【００２７】
本実施の形態におけるＣＦＴ柱１１は、図５（ａ１）及び（ａ２）に示されるような矩形横断面を備える矩形断面ＣＦＴ柱１１ａであってもよいし、図５（ｂ１）及び（ｂ２）に示されるような円形横断面を備える円形断面ＣＦＴ柱１１ｂであってもよいし、いかなる形状の横断面を備えるものであってもよい。前記矩形断面ＣＦＴ柱１１ａは、鋼板から成る矩形断面鋼管１２ａと、該矩形断面鋼管１２ａ内に充填されたコンクリート１３ａとを備えるコンクリート充填鋼管である。また、前記円形断面ＣＦＴ柱１１ｂは、鋼板から成る円形断面鋼管１２ｂと、該円形断面鋼管１２ｂ内に充填されたコンクリート１３ｂとを備えるコンクリート充填鋼管である。
【００２８】
なお、矩形断面ＣＦＴ柱１１ａ及び円形断面ＣＦＴ柱１１ｂ、矩形断面鋼管１２ａ及び円形断面鋼管１２ｂ、並びに、コンクリート１３ａ及びコンクリート１３ｂを統合的に説明する場合には、それぞれ、ＣＦＴ柱１１、鋼管１２及びコンクリート１３として説明する。
【００２９】
「背景技術」の項で説明したように、特に鉄道用の高架橋２０の耐震設計においては、一般にＣＦＴ柱１１が他の部材に先行して、降伏、破壊するように設計されている。そして、ＣＦＴ柱１１が破壊する場合、コンクリート１３内に軸方向に延在する鉄筋が含まれていないので、図６に示されるように、鋼管１２自体が座屈する。具体的には、ＣＦＴ柱１１の端部近傍において鋼管１２の圧縮応力を受ける側の壁面を形成する鋼板が波を打つように座屈する局部座屈が発生する。なお、図６には、本発明の発明者が行った実験の結果であって、矩形断面ＣＦＴ柱１１ａの下端近傍において、矩形断面鋼管１２ａに局部座屈が発生した例が示されている。
【００３０】
過去に行われた各種の実験（例えば、非特許文献３及び４参照。）の結果から、局部座屈発生範囲は、ＣＦＴ柱１１の端部であって他の部材に接続されて固定された端部から所定長さの範囲内であることが分かる。なお、前記所定長さは、鋼管１２の径をＤとすると、Ｄにほぼ等しい長さ、すなわち、略１Ｄである。
【非特許文献３】村田清満、山田正人、池田学、瀧口将志、渡邊忠朋、木下雅敬、「コンクリート充填円形鋼管柱の変形性能の再評価」、土木学会論文集、Ｎｏ．６４０、Ｉ−５０、ｐｐ．１４９−１６３、２００１．１
【非特許文献４】網谷岳夫、斉藤雅充、池田学、青木千里、井上佳樹、「矩形コンクリート充填鋼管部材の曲げ耐力・変形性能の算定法」、鉄道総研報告、Ｖｏｌ．３０、Ｎｏ．５、２０１６．５
【００３１】
例えば、円形断面ＣＦＴ柱１１ｂについての実験（例えば、非特許文献３参照。）では、円形断面鋼管１２ｂの径Ｄ＝３２０〔ｍｍ〕の場合、局部座屈発生範囲は、固定された端部から２００〔ｍｍ〕程度であることが示されている。
【００３２】
また、断面が正方形の矩形断面ＣＦＴ柱１１ａについての実験（例えば、非特許文献４参照。）では、図７に示されるように、局部座屈発生範囲は、固定された端部から０．４〜０．９Ｄの長さの範囲であることが示されている。なお、矩形断面ＣＦＴ柱１１ａの場合、Ｄは矩形断面における長辺の長さに相当する寸法である。図７（ａ）は、矩形断面ＣＦＴ柱１１ａの下端近傍において発生した局部座屈の範囲（上下方向の範囲）の長さＬを示し、図７（ｂ）は、矩形断面ＣＦＴ柱１１ａの下端近傍において発生した局部座屈についての幅厚比Ｂ／ｔと局部座屈範囲Ｌ／Ｂとの関係を示している。ここで、Ｂは正方形断面の１辺の長さであり、径Ｄに相当する。
【００３３】
これらのことから、ＣＦＴ柱１１において局部座屈が発生する局部座屈発生範囲は、ＣＦＴ柱１１の端部であって他の部材に接続されて固定された端部から上方向又は下方向にＣＦＴ柱１１の径Ｄと略同一長さの範囲であって、該範囲内において鋼管１２の局部座屈発生を抑制する部材を適用して局部座屈の発生を適切に制御すれば、ＣＦＴ柱１１の変形性能の向上が可能であることが分かる。
【００３４】
次に、本実施の形態における局部座屈発生抑制部材について説明する。
【００３５】
図８は本実施の形態における矩形断面のＣＦＴ柱の局部座屈発生抑制部材の例を示す図、図９は本実施の形態における円形断面のＣＦＴ柱の横断面、図１０は本実施の形態における高架橋のＣＦＴ柱に局部座屈発生抑制部材を適用する範囲を示す図である。なお、図８において、（ａ）は横断面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ部拡大図であり、図１０において、（ａ）は高架橋の構造を示す斜視図、（ｂ）はＣＦＴ柱の正面図である。
【００３６】
ここでは、局部座屈発生抑制部材が鋼管１２の内面に取り付けられた補剛材であって、孔１７が形成された孔あき板材としての縦補剛材１４と、前記孔１７を通過するように配設された線状部材としての線材１６とである例について説明する。
【００３７】
図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ＣＦＴ柱１１が矩形断面ＣＦＴ柱１１ａである場合、矩形断面鋼管１２ａの内面には、補剛材として、鋼板から成り、縦方向、すなわち、矩形断面鋼管１２ａの長軸方向に延在するひれ（フィン）状の縦補剛材１４と、鋼板から成り、縦方向、すなわち、矩形断面鋼管１２ａの長軸方向を横断する方向に延在する鍔（フランジ）状の横補剛材１５とが取り付けられている。前記縦補剛材１４は、矩形断面ＣＦＴ柱１１ａの長軸方向に延在する細長い帯状の鋼板であり、一端縁が矩形断面鋼管１２ａの内面に溶接等の固着手段によって固着され、他端縁が矩形断面鋼管１２ａの中心方向に向いて延出する。また、前記横補剛材１５は、矩形断面鋼管１２ａの長軸方向を横断する方向に延在する細長い帯状の鋼板であり、一端縁が矩形断面鋼管１２ａの内面に溶接等の固着手段によって固着され、他端縁が矩形断面鋼管１２ａの中心方向に向いて延出する。
【００３８】
また、図９に示されるように、ＣＦＴ柱１１が円形断面ＣＦＴ柱１１ｂである場合、円形断面鋼管１２ｂの内面には、補剛材として、鋼板から成り、縦方向、すなわち、円形断面鋼管１２ｂの長軸方向に延在するひれ（フィン）状の縦補剛材１４と、鋼板から成り、縦方向、すなわち、円形断面鋼管１２ｂの長軸方向を横断する方向に延在する鍔（フランジ）状の横補剛材１５とが取り付けられている。前記縦補剛材１４は、円形断面鋼管１２ｂの長軸方向に延在する細長い帯状の鋼板であり、一端縁が円形断面鋼管１２ｂの内面に溶接等の固着手段によって固着され、他端縁が円形断面鋼管１２ｂの中心方向に向いて延出する。また、前記横補剛材１５は、円形断面鋼管１２ｂの長軸方向を横断する方向に延在する細長い帯状の鋼板であり、一端縁が円形断面鋼管１２ｂの内面に溶接等の固着手段によって固着され、他端縁が円形断面鋼管１２ｂの中心方向に向いて延出する。
【００３９】
なお、前記横補剛材１５は、適宜省略することができる。また、前記縦補剛材１４は、必ずしも、ＣＦＴ柱１１の長軸方向の全範囲に亘って存在する必要はなく、少なくとも、ＣＦＴ柱１１の端部であって他の部材に接続されて固定された端部（図８（ｂ）に示される例では下端）から長さＬの範囲、すなわち、局部座屈発生範囲に配設されていればよい。ここで、Ｌ≒Ｄである。すなわち、縦補剛材１４は、少なくとも、ＣＦＴ柱１１の下端からＣＦＴ柱１１の径Ｄと略同一長さの範囲内に取り付けられる。なお、前述のように、円形断面ＣＦＴ柱１１ｂである場合、Ｄは円形断面の直径であるが、矩形断面ＣＦＴ柱１１ａである場合、Ｄは矩形断面における長辺の長さに相当する寸法である。
【００４０】
そして、前記縦補剛材１４は、孔あき板材であって、孔あき鋼板ジベル（perforated steel plate dowel）と呼ばれる部材と同様に、縦補剛材１４を板厚方向に貫通するように形成された複数の孔１７を有する。なお、図８（ｃ）に示される例において、孔１７は、縦補剛材１４の延在する方向、すなわち、縦方向に１列に並んで配列されているが、２列以上に並んで配列されていてもよいし、いかなる形態で配列されていてもよい。そして、各孔１７の径は線材１６の径よりも大きく形成され、線材１６が孔１７を通過可能となっている。なお、該孔１７は、縦補剛材１４の全範囲に亘って存在する必要はなく、少なくとも、局部座屈発生範囲に存在すればよい。
【００４１】
前記線材１６は、鋼製の線状部材であって、例えば、コンクリートに埋め込まれる一般的な鉄筋と同様の部材であってもよいが、いかなる種類の線状部材であってもよい。そして、前記線材１６は、図８及び９に示されるように、縦補剛材１４の孔１７を通過して鋼管１２の内周に沿って延在するように配設される。なお、前記線材１６は、必ずしも鋼管１２の内周を１周する程度の長さを備える長尺の部材である必要はなく、横断面において、少なくとも、鋼管１２の内周方向に隣接して取り付けられた２枚の縦補剛材１４を連結する程度の長さを備える部材であればよい。また、前記線材１６は、縦補剛材１４に、溶接等の固着手段によって固着されていてもよいし、固着されていなくてもよい。なお、前記線材１６は、縦補剛材１４の全範囲に亘って配設される必要はなく、少なくとも、局部座屈発生範囲に配設されていればよい。また、ここでは、縦補剛材１４のみが孔あき板材であって、横補剛材１５は孔あき板材でない例についてのみ説明されているが、横補剛材１５も孔あき板材であって、線材１６が横補剛材１５の孔１７を通過するようになっていてもよい。
【００４２】
そして、鋼管１２内にコンクリート１３を充填することによって、図８及び９に示されるような局部座屈発生範囲に局部座屈発生抑制部材としての孔１７が形成された補剛材である縦補剛材１４及び前記孔１７を通過する線材１６が配設されたＣＦＴ柱１１を得ることができる。これにより、縦補剛材１４同士が線材１６によって拘束されるので、内面に縦補剛材１４が取り付けられた鋼管１２の強度が向上し、局部座屈発生が抑制される。また、前記孔１７にコンクリート１３が流入して固化するので、縦補剛材１４とコンクリート１３との密着性が向上し、局部座屈発生が抑制される。なお、縦補剛材１４及び線材１６の数、位置、向き等は、図８及び９に示される例に限定されるものでなく、必要に応じて調整することができる。例えば、縦補剛材１４及び線材１６の数を増加させれば、局部座屈発生を抑制する能力を向上させることができる。
【００４３】
図４に示されるようなラーメン構造の高架橋２０におけるＣＦＴ柱１１は、前述のように、上端が上側梁２２に接合されて固定され、その下端が下側梁２３に接合されて固定されている。そこで、図１０（ｂ）に示されるように、上端から所定長さＬの範囲及び下端から所定長さＬの範囲に孔１７が形成された縦補剛材１４及び前記孔１７を通過する線材１６が配設される。これにより、ＣＦＴ柱１１の上下両端近傍の局部座屈発生範囲における局部座屈の発生を制御して、変形性能を向上させることができる。なお、図１０（ｂ）に示される例において、縦補剛材１４は、ＣＦＴ柱１１の長軸方向の全範囲に亘って存在するが、上端から所定長さＬの範囲及び下端から所定長さＬの範囲のみに存在するようにしてもよい。また、図１０（ｂ）に示される例においては、横補剛材１５が取り付けられているが、必要がなければ、横補剛材１５を省略することもできる。
【００４４】
このように、本実施の形態におけるコンクリート充填鋼管柱構造物は、鋼管１２内にコンクリート１３が充填されたＣＦＴ柱１１と、鋼管１２の内面に取り付けられた孔あき板材としての縦補剛材１４と、複数の縦補剛材１４の孔１７を通過して配設された線材１６とを備え、線材１６は、ＣＦＴ柱１１の局部座屈発生範囲に設置される。これにより、局部座屈発生範囲において鋼管１２の局部座屈発生を適切に制御することができるので、他の部材に先行して降伏し、破壊するように設計されているＣＦＴ柱１１の変形性能の向上が可能となる。
【００４５】
また、局部座屈発生範囲は、ＣＦＴ柱１１の端部であって他の部材に接続されて固定された端部から所定長さの範囲である。さらに、所定長さは、鋼管１２の径Ｄと略同一である。このように、局部座屈発生範囲は、過去に行われた各種の実験の結果に基づいて、特定することができる。
【００４６】
さらに、縦補剛材１４は、鋼管１２の長軸方向に延在するフィン状の部材であって、板厚方向に貫通する孔１７が複数形成されている。また、線材１６は、少なくともその一部が鋼管１２の内周に沿って延在し、少なくとも、鋼管１２の内周方向に隣接して取り付けられた２枚の縦補剛材１４の孔１７を通過する。したがって、鋼管１２の強度が向上し、局部座屈発生が抑制される。
【００４７】
さらに、鋼管１２は、円形断面鋼管１２ｂである。また、鋼管１２は、矩形断面鋼管１２ａである。このように、本実施の形態は、各種断面のＣＦＴ柱１１に適用することができる。
【００４８】
なお、本明細書の開示は、好適で例示的な実施の形態に関する特徴を述べたものである。ここに添付された特許請求の範囲内及びその趣旨内における種々の他の実施の形態、修正及び変形は、当業者であれば、本明細書の開示を総覧することにより、当然に考え付くことである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本開示は、コンクリート充填鋼管柱構造物に適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１１    ＣＦＴ柱
１１ａ    矩形断面ＣＦＴ柱
１１ｂ    円形断面ＣＦＴ柱
１２    鋼管
１２ａ    矩形断面鋼管
１２ｂ    円形断面鋼管
１３ａ、１３ｂ    コンクリート
１４    縦補剛材
１６    線材
１７    孔
【図１】
2019027103.tif 000003
【図２】
2019027103.tif 000004
【図３】
2019027103.tif 000005
【図４】
2019027103.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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