(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管コンクリート柱を構成する上下の鋼管の間にリング状金物を設置し、該リング状金物によって前記鋼管コンクリート柱とフラットスラブを接合するフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造であって、
前記リング状金物は、内径が前記鋼管の内径よりも小径であると共に、外径が前記鋼管の外径よりも大径のリング状板部と、前記鋼管よりも肉厚に形成されると共に前記リング状板部の一方の面に直角方向に突出して設けられたリング状筒部とを備え、
前記リング状板部の他方の面を前記下側の鋼管の上端に、該鋼管の中心と前記リング状板部の穴の中心を略一致させた状態で接合すると共に、前記リング状筒部に前記上側の鋼管の下端部を接合し、
前記リング状板部における前記鋼管の外方に張り出した部位に前記フラットスラブを接合し、
前記リング状金物におけるリング状筒部の先端側の径を基端側よりも小径に設定したことを特徴とするフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項２】
鋼管コンクリート柱を構成する上下の鋼管の間にリング状金物を設置し、該リング状金物によって前記鋼管コンクリート柱とフラットスラブを接合するフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造であって、
前記リング状金物は、内径が前記鋼管の内径よりも小径であると共に、外径が前記鋼管の外径よりも大径のリング状板部と、前記鋼管よりも肉厚に形成されると共に前記リング状板部の一方の面に直角方向に突出して設けられたリング状筒部とを備え、
前記リング状板部の他方の面を前記下側の鋼管の上端に、該鋼管の中心と前記リング状板部の穴の中心を略一致させた状態で接合すると共に、前記リング状筒部に前記上側の鋼管の下端部を接合し、
前記リング状板部における前記鋼管の外方に張り出した部位に前記フラットスラブを接合し、
前記リング状板部の内径と、前記リング状筒部の内径を略同一に設定したことを特徴とするフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項３】
前記リング状板部の内径と、前記リング状筒部の内径を略同一に設定したことを特徴とする請求項１記載のフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項４】
前記リング状板部の他方の面に、鋼管溶接用のリング状の突起部を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項５】
前記リング状金物を上下逆にして設置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項６】
リング状筒部が所望の強度になるようにリング状筒部の板厚を設定し、かつリング状金物で生じた曲げモーメントが鋼管とリング状筒部の接続部において鋼管が曲げ降伏するモーメント以下になるようにリング状筒部の高さを設定したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項７】
前記リング状筒部の板厚を前記鋼管の板厚の１．２５倍以上に設定すると共に、前記リング状筒部の高さを下式のｘ以上に設定したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造。
【数１】
0003887996.tif 000007
ここで、ｄ：リング状筒部の径（板心の直径）
ｔ：リング状筒部の板厚
【請求項８】
前記リング状金物は、リング状板部材と筒状部材を溶接接合して形成したことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項９】
前記溶接部をなめらかな隅肉ビードを設けた形状にしたことを特徴とする請求項８記載のフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項１０】
前記リング状金物は、鋳造または鍛造により一体成形したものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項１１】
前記リング状金物における直交する部位に滑らかなアールを設けたことを特徴とする請求項１０に記載のフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項１２】
前記リング状板の外縁部及び内縁部を肉薄に形成したことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項１３】
鋼管コンクリート柱を構成する上下の鋼管の間にリング状金物を設置し、該リング状金物によって前記鋼管コンクリート柱とフラットスラブを接合するフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造であって、
前記リング状金物は、内径が前記鋼管の内径よりも小径であると共に、外径が前記鋼管の外径よりも大径のリング状板部と、前記鋼管よりも肉厚に形成されると共に前記リング状板部の一方の面に直角方向に突出して設けられたリング状筒部とを備え、
前記リング状板部の他方の面を前記下側の鋼管の上端に、該鋼管の中心と前記リング状板部の穴の中心を略一致させた状態で接合すると共に、前記リング状筒部に前記上側の鋼管の下端部を接合し、
前記リング状板部における前記鋼管の外方に張り出した部位に前記フラットスラブを接合し、
前記リング状筒部が所望の強度になるようにリング状筒部の板厚を設定し、かつリング状金物で生じた曲げモーメントが鋼管とリング状筒部の接続部において鋼管が曲げ降伏するモーメント以下になるようにリング状筒部の高さを設定したことを特徴とするフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造。
【請求項１４】
鋼管コンクリート柱を構成する上下の鋼管の間にリング状金物を設置し、該リング状金物によって前記鋼管コンクリート柱とフラットスラブを接合するフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造であって、
前記リング状金物は、内径が前記鋼管の内径よりも小径であると共に、外径が前記鋼管の外径よりも大径のリング状板部と、前記鋼管よりも肉厚に形成されると共に前記リング状板部の一方の面に直角方向に突出して設けられたリング状筒部とを備え、
前記リング状板部の他方の面を前記下側の鋼管の上端に、該鋼管の中心と前記リング状板部の穴の中心を略一致させた状態で接合すると共に、前記リング状筒部に前記上側の鋼管の下端部を接合し、
前記リング状板部における前記鋼管の外方に張り出した部位に前記フラットスラブを接合し、
前記リング状筒部の板厚を前記鋼管の板厚の１．２５倍以上に設定すると共に、前記リング状筒部の高さを下式のｘ以上に設定したことを特徴とするフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造。
【数２】
0003887996.tif 000008
ここで、ｄ：リング状筒部の径（板心の直径）
ｔ：リング状筒部の板厚
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造及び該接合構造に用いるリング状金物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、重量倉庫などに使用されるフラットスラブ構造は、一般的には鉄筋コンクリート柱（以下「ＲＣ柱」という。）および鉄筋コンクリートスラブ（以下、「ＲＣスラブ」という。）で構成されるものである。
そして、ＲＣスラブから、鉛直荷重を柱に伝える構造として、ＲＣ柱では、キャピタルと呼ぶ受け部を設けるが、柱直下に大きな出っ張りがあり空間利用の面と施工性の面で問題があった。
【０００３】
また、最近では鋼管内にコンクリートを充填した鋼管コンクリート柱を使ったフラットスラブ構造も有望となってきており、その例として例えば図２１〜図２４に示す特開平４−２２１１４７号公報に開示された鉄骨柱と鉄筋コンクリートフラットスラブの接合構造がある。
同公報のものは、図２１、図２２に示すように、鋼管の鉄骨柱５１と鉄筋コンクリートフラットスラブ５２との接合部５３において、その接合部５３の下端で上記鉄骨柱５１の周りにごく幅の狭いフランジ状の鋼製支圧板５４を設け、該支圧板上面乃至鉄骨柱５１に複数の補強リブ５５を等間隔に溶接し、これらの支圧板５４及び補強リブ５５を鉄筋コンクリートフラットスラブ５２の下部に打込み一体化させたものである。
【０００４】
また、図２３に示すように、支圧板５４及び上記補強リブ５５をより幅広く形成したものもある。
さらに、図２４に示すように、接合部５３の下端で鉄骨柱５１にダイヤフラム５７を水平に貫通させて設けるとともに、該ダイヤフラム５７の周縁に支圧板５４を一体に形成して鉄骨柱５１周面から突出させ、該支圧板５４を鉄筋コンクリートフラットスラブ５２の下部に打込み一体化させたものもある。
【０００５】
また、他の例として図２５、図２６に示す特開平８−１０９６９５号公報に開示された鋼管コンクリート柱とフラットスラブの接合構造がある。
同公報のものは、図２５，図２６に示すように、コンクリート６１が充填された鋼管柱６２に支持鋼板６３とリブ６５とを溶接してこれらによってフラットスラブ６６の鉛直荷重を支持するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開平４−２２１１４７号公報に開示されたもののうち図２１〜図２３に示したものにおいては、鉄筋コンクリートフラットスラブ５２から支圧板５４に伝わる荷重は、支圧板５４における鋼管との接続部で大きな曲げ応力となる。この応力の大部分は補強リブ５５と鋼管との協力で支えるため、補強リブ５５を密に配置する必要がある。したがって、補強リブ５５の加工と取り付け溶接などでコストがかかるという問題がある。
【０００７】
一方、図２４に示したものは、補強リブが無く、鉄骨柱５１を貫通して水平に設置したダイヤフラム５７と支圧板５４とが一体になった構造であるため、上記のような問題はないようにも思える。
しかし、補強リブ５５が比較的密に配置され、鋼管と一体にしている図２１〜図２３の例からも明らかなように、応力的には鋼管側も補強しなくてはならないため、水平部分だけで安全な構造になるためには、柱鋼管側および支圧板が共に板厚の厚い場合にのみ成立するもので、現実的には極めてコストのかかる構造となってしまう。
【０００８】
また、特開平０８−１０９６９５号公報にみられるような鋼管柱６２を貫通してリブ６５を設けるような構造では一層複雑な加工となり、コストがかかるという問題がある。
なお、特開平０８−１０９６９５号公報に見られるスチフナ状のリブ６５を鋼管柱６２内面に貫通させる意図は、スラブからの荷重（せん断力）を充填コンクリート６１に伝達させるためであるが、提案のような縦型のリブ６５では、コンクリート６１を押さえつける部分（板厚×出っ張り長さ）の面積が小さく、応力伝達能力に乏しい。
【０００９】
また、特開平０８−１０９６９５号公報に示された構造では、鋼管柱６２の径を途中で変える場合には、例えば図２７に示すように、鋼管柱６２におけるフラットスラブ６６との接合部以外の部分に絞り管部６７を別途設けることが必要となる。
【００１０】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、加工及び構造が簡単であると共に、フラットスラブのスラブ荷重により接合部に生じる応力を効率的に処理して、鋼管コンクリート柱に安全確実に伝達できるフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造を得ることを目的としている。
また、上下の鋼管径が変化しても新たな部品や構造を配慮しなくても対応できるフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造を得ることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造は、鋼管コンクリート柱を構成する上下の鋼管の間にリング状金物を設置し、該リング状金物によって前記鋼管コンクリート柱とフラットスラブを接合するフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造であって、
前記リング状金物は、内径が前記鋼管の内径よりも小径であると共に、外径が前記鋼管の外径よりも大径のリング状板部と、前記鋼管よりも肉厚に形成されると共に前記リング状板部の一方の面に直角方向に突出して設けられたリング状筒部とを備え、
前記リング状板部の他方の面を前記下側の鋼管の上端に、該鋼管の中心と前記リング状板部の穴の中心を略一致させた状態で接合すると共に、前記リング状筒部に前記上側の鋼管の下端部を接合し、
前記リング状板部における前記鋼管の外方に張り出した部位に前記フラットスラブを接合し、
前記リング状金物におけるリング状筒部の先端側の径を基端側よりも小径に設定したものである。
【００１３】
また、本発明に係るフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造は、鋼管コンクリート柱を構成する上下の鋼管の間にリング状金物を設置し、該リング状金物によって前記鋼管コンクリート柱とフラットスラブを接合するフラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合構造であって、
前記リング状金物は、内径が前記鋼管の内径よりも小径であると共に、外径が前記鋼管の外径よりも大径のリング状板部と、前記鋼管よりも肉厚に形成されると共に前記リング状板部の一方の面に直角方向に突出して設けられたリング状筒部とを備え、
前記リング状板部の他方の面を前記下側の鋼管の上端に、該鋼管の中心と前記リング状板部の穴の中心を略一致させた状態で接合すると共に、前記リング状筒部に前記上側の鋼管の下端部を接合し、
前記リング状板部における前記鋼管の外方に張り出した部位に前記フラットスラブを接合し、
前記リング状板部の内径と、前記リング状筒部の内径を略同一に設定したものである。
【００１４】
さらに、前記リング状板部の内径と、前記リング状筒部の内径を略同一に設定したものである。
【００１５】
また、前記リング状板部の他方の面に、鋼管溶接用のリング状の突起部を設けたものである。
【００１６】
さらに、前記リング状金物を上下逆にして設置したものである。
【００１７】
また、リング状筒部が所望の強度になるようにリング状筒部の板厚を設定し、かつリング状金物で生じた曲げモーメントが鋼管とリング状筒部の接続部において鋼管が曲げ降伏するモーメント以下になるようにリング状筒部の高さを設定したことを特徴とするものである。
【００１８】
さらに、前記リング状筒部の板厚を前記鋼管の板厚の１．２５倍以上に設定すると共に、前記リング状筒部の高さを下式のｘ以上に設定したことを特徴とするものである。
【数２】
0003887996.tif 000002
ここで、ｄ：リング状筒部の径（板心の直径）
ｔ：リング状筒部の板厚
【００１９】
また、前記リング状金物は、リング状板部材と筒状部材を溶接接合して形成したものである。
【００２０】
さらに、前記溶接部をなめらかな隅肉ビードを設けた形状にしたものである。
【００２１】
また、前記リング状金物は、鋳造または鍛造により一体成形したものである。
【００２２】
さらに、前記リング状金物における直交する部位に滑らかなアールを設けたものである。
【００２３】
また、前記リング状板の外縁部及び内縁部を肉薄に形成したものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本実施の形態のフラットスラブと鋼管コンクリート柱との接合構造の斜視図、図２は図１に示した構造に用いるリング状金物の斜視図、図３は図１の構造の一部断面図である。
まず、図２に基づいてリング状金物について説明する。１はリング状金物であり、一定の幅を有するリング状板３と、このリング状板３の一方の面に溶接接合された一定の高さを有するリング状筒５から構成されている。
【００２５】
リング状板３のリングの内径は、接続される鋼管の内径よりも小径に設定されている。
また、リング状筒５の外径は接続される鋼管の外径と略同一に設定され、また高さはリング状筒５の数倍程度に設定され、さらに板厚は鋼管の板厚よりも厚く設定されている。
なお、リング状筒５の高さ及び板厚の最適値の範囲については後述する。
【００２６】
次に、上記のように構成されたリング状金物１を用いたフラットスラブと鋼管コンクリート柱との接合構造について図１、図３に基づいて説明する。
図において、７は鋼管コンクリート柱を構成する鋼管であり接合部において上部鋼管７ａと下部鋼管７ｂとに分割されている。１は前述のリング状金物であり、リング状板３の下面側に下部鋼管７ｂの上端部が接合され、リング状筒５の上端に上部鋼管７ａの下端が接合されている。このように、上部鋼管７ａと下部鋼管７ｂはリング状金物１を介して同一軸線状に接合されている。
【００２７】
このような設置状態においては、図３に示すように、リング状板３の外縁部が鋼管７の周囲から外方に張り出して支圧部３ａを構成し、内縁部が鋼管コンクリート柱７の内側に張り出して内部張り出し部３ｂを構成している。
９は鉄筋コンクリート製のフラットスラブであり、リング状金物１の支圧部３ａにその一部が設置されることによって鋼管コンクリート柱に接合されている。
なお、図１においては、リング状金物１の形状を分かりやすくするために、フラットスラブ９の一部及び鋼管内の充填コンクリートを省略して示している。
【００２８】
次に、上記のように構成された接合構造における応力伝達メカニズムについて図４〜図６に基づいて説明する。
まず、図４に示すように、リング状金物１の支圧部３ａは、フラットスラブ９より鉛直荷重を受ける。この荷重はリング状板３とリング状筒５の接合部（鋼管位置）で曲げモーメントＭ０となる。
【００２９】
このとき、図５に示すようにリング状筒５がなく単にリング状板３に鋼管７が直結されている場合には、曲げモーメントが上部・下部鋼管７ａ，７ｂに伝達されることになるが、一般的にこの曲げモーメントは大きなものであるため、上部・下部鋼管７ａ，７ｂを構成する鋼管が曲げ降伏してしまう。
従って、従来例の課題で指摘したように特開平４−２２１１４７号公報における図２４のような構造では、柱を構成する鋼管がよほど厚い場合を除いて、十分な応力伝達ができず、同公報における他の例を示した図２１〜図２３のように多数の補強リブ５５を必要とするのである。
【００３０】
一方、鋼管７の板厚より厚いリング状筒５をリング状板３に直結して設けた本実施の形態においては、曲げモーメントが剛性の大きな部位（板厚が厚い部位）に流れるものであるため、柱側の曲げモーメント分布は主にリング状筒５に沿って図４に示すようになる。そして、リング状筒５は、鋼管７と同様に軸対称円筒構造であるため、曲げモーメントは急激に減衰し、図４に示すようにリング状筒５と上部鋼管７ａとの境界位置では小さなもの（Ｍ１）になる。このため、リング状筒５に接続された上部鋼管７ａを構成する鋼管には小さな曲げモーメントが作用することになるため、曲げ降伏の心配がない。
この結果、補強用リブなどが無い構造であっても、鋼管部が降伏することなく、フラットスラブ９からの応力を鋼管７にスムーズに伝達することができるのである。
【００３１】
また、内部張り出し部３ｂは、単にスラブからの荷重を下部充填コンクリートに伝達すための機能だけでなく（図６参照）、上述したリング状筒５の作用と合わせて、鋼管７に曲げ応力を負担させない効果がある。
【００３２】
この点を図７に基づいて具体的に説明する。支圧部３ａに対して作用するスラブ荷重（および曲げモーメント）は、図７に示すように、支圧部３ａを傾ける方向に作用し、これがてこの原理により内部張り出し部３ｂを上方に移動させる方向に作用して充填コンクリートを押し上げようとする。すると、内部張り出し部３ｂは、反作用により充填コンクリートから下方に押下する力を受けることになるが、この力は図４に示したスラブ荷重による曲げモーメントＭ０と逆向きの曲げモーメントとなってリング状板３とリング状筒５の接合部に作用するため、リング状板３とリング状筒５の接合部（鋼管位置）に作用する曲げモーメントを小さくするように作用するのである。
この結果、上述のようにリング状筒５の作用と合わせて、鋼管７の負担する曲げ応力を小さくする効果を奏するのである。
【００３３】
以上のように、本実施の形態によれば、補強リブ等を設けることなく簡単な構造でありながら、鋼管７に大きな応力が発生しない安全な接合構造が実現できる。
【００３４】
次に、リング状筒５の板厚及び高さの関係について説明する。
リング状金物の支圧部３ａは、フラットスラブ９より鉛直荷重を受ける。この荷重はリング状板３とリング状筒５の接合部（鋼管位置）で曲げモーメントＭ0 となる。したがって、リング状筒５はこの曲げモーメントＭO で曲げ降伏しない強度に設定する必要がある。リング状筒部の強度はフラットスラブの荷重や設計指針を満足するように設定すればよい。
リング状筒５の強度を高めるためには、断面係数を増やせばよく、例えばリング状筒５に鋼管の２倍以上の強度を持たせるためには、断面係数２倍以上にすればよい。断面係数は板厚の３乗に比例することより、リング状筒部の板厚は鋼管の板厚の１．２５倍以上にすればよい。
また、リング状筒部５の材質を鋼管と異なる高強度なものにした場合は、その点を考慮して板厚を決めればよい。
【００３５】
次に、リング状金物で生じた曲げモーメントＭO はリング状筒５を伝わることで減衰し、減衰の程度は、距離が離れるほど大きくなる。そこで、鋼管が先に降伏しないためのリング状筒５の高さは、リング状金物で生じた曲げモーメントＭO がリング状筒５を伝わり減衰し、鋼管とリング状筒部の接続部で鋼管が曲げ降伏するモーメント以下になるような高さ以上に設定する必要がある。
モーメントを算出する例として、計算を簡略化するため、厚みｔのリング状筒５が上方に無限にある場合を仮定すると高さｘにおけるモーメントＭ（ｘ）は次の（１）式で表される。
【００３６】
【数３】
0003887996.tif 000003
ここで、
Ｍ0：端モーメント
ｄ ：筒部の径（板心の直径）
ｔ ：筒部の板厚
ν ：ポアッソン比（鉄0.3）
【００３７】
モーメントＭ（ｘ）を求める方法としては、これ以外の数理的な解法又は有限要素法などを用いて求めてもよい。
筒部の径ｄが決まり、フラットスラブ荷重に対応した所望の筒部の強度（鋼管のＮ倍の強度）を得るために筒部の板厚をｔに設定した場合、下記（２）式を満たす位置ｘ1（（１）式より算出）以上に鋼管とリング状筒部の接続部を設けることで、少なくともリング状筒部が曲げ降伏する応力ＭO までは、鋼管が降伏することがない構造を得ることができる。
【００３８】
【数４】
0003887996.tif 000004
【００３９】
なお、リング状筒部の高さの上限はコスト的な面で制限される。
具体例として、リング状筒５に鋼管の２倍以上の強度を持たせる場合を考えると、リング状筒５の高さは、リング状筒５と鋼管の接続部におけるモーメントＭ（ｘ）がＭO の１／２以下になるような高さｘ2 以上であればよい。
例示した方法を用いた場合は、（１）式より、Ｍ（ｘ）がＭO の１／２以下になる高さｘ2を求めると次の（３）式のようになる。
【００４０】
【数５】
0003887996.tif 000005
ここで、
ｄ：リング状筒部の径（板心の直径）
ｔ：リング状筒部の板厚
【００４１】
すなわち、リング状筒５の高さはリング状筒５の板厚と径の積の平方根に０．５５を掛けたもの以上にすればよい。もちろんそれ以上にすれば十分安全な構造になる。
なお、リング状筒部の強度をＮ倍に設定する場合は、同様に（１）式に前述した次の（２）式の関係を代入して関係式を求めればよい。
【００４２】
【数６】
0003887996.tif 000006
【００４３】
ここで鋼管コンクリート柱に利用される鋼管径ｄと鋼管板厚の実情サイズを考慮すると、鋼管径８００ｍｍで鋼管板厚３２ｍｍの場合、リング状筒の径８００ｍｍで板厚が４０ｍｍであればリング状筒部の強度は２倍に、さらにリング状筒５の高さが２．５倍以上であれば接合部のモーメントを１／２以下にできるので、少なくともリング状筒部が降伏するまでは鋼管が降伏することはない。また、鋼管径７００ｍｍで鋼管板厚１１ｍｍの場合、リング状筒の径７００ｍｍで板厚を１４ｍｍにすれば強度は２倍に、さらに高さを板厚の３．９倍以上にすれば接合部のモーメントは１／２以下にできるので、少なくともリング状筒部が降伏するまでは鋼管が降伏することはない。
【００４４】
次に、鉄筋コンクリート製のフラットスラブ９の耐力とリング状板３の耐力の比較から、リング状板３の出（支圧部３ａ）（ｓp）と板厚（ｓp）の規定の仕方について説明する。
まず、リング状板３の出（ｓp）について説明する。
フラットスラブ９の耐力には、リング状板３の外周位置で抜けてしまうパンチングシアー耐力とリング状板３上面での圧壊（コンクリートがつぶれる）があり、両者が同時に耐力に至る時をもって設計判断とすると、ｓpはφcｔc程度またはそれ以上であればよい。（ｔc；フラットスラブの厚み，φc；コンクリート強度を示す数値であり、圧縮強さに対するせん断強さの比である。約10％から30％程度である。）
【００４５】
次に、リング状板３の板厚（ｓp）について説明する。
リング状板３の耐力（パンチングシアー耐力）について、リング状板３がフラットスラブ９と同時に耐力に至る時をもって設計判断すると、コンクリートのせん断強度と鋼のせん断強度の関係などから、リング状板３の板厚はスラブ厚に対して数％から10％程度となる。
なお、この数値では、リング状板３の曲げ降伏を考えていないので、リング状板３の板厚が特に薄い場合には曲げ降伏が先行することになる。したがって、厳密には詳細な検討（設計）が必要であるが、目安としてはスラブ厚に対して５％程度以上あればよいと考えられる。
【００４６】
以上述べた方法によれば、スラブ厚300mm、φcを0.2と仮定した場合には、支圧部３ａの出は、60mm、板厚は20mm程度となる。
【００４７】
なお、リング状筒５は、鋼管７の外形とほぼ同じ径で、板厚が厚いことが特徴であるから、厚肉鋼管を輪切り状にして利用することもでき、きわめて低コストで実現できるという特徴がある。
【００４８】
実施の形態２．
図８は本発明の実施の形態２の説明図であり、フラットスラブと鋼管コンクリート柱との接合部の断面を示している。
本実施の形態２においては、リング状金物を鋳造や鍛造により一体成形したものである。
本実施の形態２のリング状金物１１は、基本的には実施の形態１のものと同様の構成であり、支圧部１１ａ、内部張り出し部１１ｂ、立ち上がり部１１ｃ（実施の形態１におけるリング状筒５に相当）を備えている。
【００４９】
そして、立ち上がり部１１ｃと支圧部１１ａ及び内部張り出し部１１ｂの隅角部に滑らかなアールを設けている。これによって、隅角部に生じる応力を低減できる。
また、支圧部１１ａ及び内部張り出し部１１ｂには、応力レベルに応じてテーパを設けて肉薄にしており、これによって金物のコストを下げられる。
なお、このようにアールやテーパーを設けるのは、鋳造や鍛造という一体成形の方法であれば大幅なコストアップになることなく実現できる。
【００５０】
実施の形態３．
図９は本発明の実施の形態３に係るフラットスラブと鋼管コンクリート柱との接合構造に用いられるリング状金物の説明図であり、接合部の片側の断面を示している。本実施の形態３のリング状金物１３においては、実施の形態２の立ち上がり部に変えて立ち下がり部１３ｃを設けたものである。
【００５１】
実施の形態４．
図１０は本発明の実施の形態４に係るフラットスラブと鋼管コンクリート柱との接合構造に用いられるリング状金物の説明図であり、片側の断面を示している。本実施の形態４のリング状金物１５においては、立ち上がり部１５ｃの反対側にリング状の突起部１５ｄを設けたものである。
突起部１５ｄを設けることにより、下部鋼管との溶接の施工性を高めることができる。
【００５２】
また、図１１に示すように、突起部１５ｄを立ち上がり部１５ｃに相当する程度の高さにすれば、突起部１５ｄが立ち上がり部１５ｃと同様の機能を果たすことになる。その場合には、立ち上がり部１５ｃの高さを低くすることができる。
具体的には、実施の形態１と比較して、本実施の形態ではおよそ２／３程度の高さで安全な構造となる。
【００５３】
なお、リング状金物を鋳造や鍛造により一体成形で製作すれば、上記のような突起部を設ける場合にも大きなコストアップになることなく実現できる。
【００５４】
実施の形態５．
構造物の柱においては、上階ほど負担する力が小さくなるので、その外径を小さくするのが経済的である。本実施の形態５はこのような場合に本発明を適用したものである。
図１２は本発明の実施の形態５に係るフラットスラブと鋼管との接合部の側面図、図１３は図１２における円で囲んだＡ部の断面を示している。
【００５５】
本実施の形態５のリング状金物１７は、基本的には実施の形態１のものと同様であり、リング状板１９とリング状筒２１から構成されている。
ただ、下部鋼管７ｂの径が上部鋼管７ａの径よりも大きいため、図１３に示すように、下部鋼管７ｂとリング状板１９との接合位置よりもリング状筒２１の接合位置が内側にずれることになる。
このため、図１３に示すように、フラットスラブ９のスラブ荷重と上部鋼管７ａからの力が下部鋼管７ｂに対して反対方向の曲げモーメントを作用することになり、これらが互いに打ち消し合って下部鋼管７ｂへの曲げモーメントを小さくすることになる。
【００５６】
この点、従来にあっては、上部鋼管と下部鋼管の径を変える場合には両柱間に板状部材を設置して両者を連結する構造であった。このため、上部鋼管と下部鋼管の径の違いにより生ずる曲げモーメントがそのまま下部鋼管に作用し、板状部材を極めて厚いものにしたり、下部鋼管を太くする等の特別の処理が必要となっていた。
【００５７】
しかし、本実施例では、上述したようにフラットスラブ９からの力により、下部鋼管７ｂに作用する曲げモーメントを小さくすることができるので、上部鋼管７ａと下部鋼管７ｂの径の差が小さい場合には特別の処理が不要となり、構造が簡易となる。
【００５８】
また、リング状板１９はフラットスラブ９からの力を支える機能を有しており、元々有る程度以上の剛性を備え、厚みも比較的厚く設定されているので、このことからも、径の異なる上下部鋼管７ａ，７ｂの接合に際して特別の加工をする必要がない。
【００５９】
以上のように、リング状金物１９を径の異なる上下部鋼管７ａ，７ｂの接合に適用する場合にも、特別の加工をすることなく適用できる。
【００６０】
なお、上記の例ではリング状板１９の内側端部がリング状筒２１の接合部よりも内方に突出しているものを示したが、図１４に示すように、リング状板１９の内側端部とリング状筒２１の内面側とが面一になるようにしてもよい。
この場合には、図７に示したような効果は得られないが、リング状板１９を鋼管内部に突出させる主な理由は、図６の説明で述べたように、スラブ荷重の充填コンクリートへの応力伝達にあり、図１４のような構造でもこの機能は発揮できるので問題ない。
そして、図１４のようにすることによってリング状金物の材料費を節約でき、コストを低く抑えることができる。
【００６１】
実施の形態６．
図１５は本発明の実施の形態６の説明図であり、図において実施の形態５を示した図１２と同一部分及び相当する部分には同一の符号を付している。
本実施の形態においては、実施の形態５で示したリング状金物を鋳造や鍛造により一体成形したものである。
そして、このように一体成形する場合には、図１６に示すように、立ち上がり部自体を上端側が縮径する形状にすることもできる。
このような形状であっても、鋳造や鍛造による一体成形であれば簡単にできることであり、大幅なコストアップをすることなく製作できる。
【００６２】
なお、上記の各例においては、フラットスラブ９の下面位置とリング状金物との位置関係については、フラットスラブ９の下面がリング状金物の支圧部上に載置される例を示したが、例えば、図１７に示すようにリング状板又は支圧部の位置をフラットスラブ９に埋め込んで先端部の段差を無くするようにしてもよく、あるいは図１８に示すようにリング状金物全体をフラットスラブ９に埋め込むようにしてもよい。
【００６３】
なお、上記の例ではリング状金物として円形のものを示したが、本発明はこれに限られるものではなく、矩形状又は多角形状のリングであってもよい。
【００６４】
【実施例】
実施例１．
図１９は上記の実施の形態１の具体的な実施例である。図において、実施の形態１と同一部分には同一の符号が付してある。この例の寸法関係は次の通りである。下部鋼管７ｂの厚み１９mm、上部鋼管７ａの厚み１６mm、リング状板３の厚み２５mm、リング状筒５の厚み２５mm、リング状筒５の高さ（リング状板３の中心からリング状筒５の上端までの距離）６５mm、支圧部３ａの張り出し寸法（リング状筒５の中心からリング状板３の外周端までの距離）８０mm、内部張り出し部３ｂの張り出し寸法（リング状筒５の中心からリング状板３の内周端までの距離）３５mmである。
【００６５】
実施例２．
図２０はリング状金物を鋳造や鍛造により一体成形した実施の形態４に相当する実施例であり、図において、実施の形態４と同一部分には同一の符号が付してある。ただ、この例では実施の形態４のように支圧部１５ａ及び立ち上がり部１５ｃにテーパを設けていない。
なお、各部の寸法は上記実施例１と同様であるが、この例では、立ち上がり部１５ｃと支圧部１５ａ及び内部張り出し部１５ｂの隅角部、及びに突起部１５ｄと支圧部１５ａ及び内部張り出し部１５ｂの隅角部に半径１０mmの滑らかなアールを設けている。
【００６６】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので以下のような効果を奏する。
【００６７】
本発明においては、リング状板部と、鋼管コンクリート柱を構成する鋼管よりも肉厚に形成されると共に前記リング状板部に対して直角方向に突出して設けられたリング状筒部とを備えたリング状金物を、フラットスラブと鋼管コンクリート柱の接合部に用いるようにしたので、補強リブ材等のスチフナを用いることのない簡単な構造でありながらフラットスラブのスラブ荷重により接合部に生じる応力を効率的に処理して鋼管コンクリート柱に安全確実に伝達できる。
また、上下の鋼管径が変化しても新たな部品や構造を配慮しなくても対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１のフラットスラブと鋼管コンクリート柱との接合構造の斜視図である。
【図２】  図１に示した構造に用いるリング状金物の斜視図である。
【図３】  図１の構造の一部断面図である。
【図４】  接合部における応力伝達メカニズムの説明図である。
【図５】  接合部における応力伝達メカニズムの説明図である。
【図６】  接合部における応力伝達メカニズムの説明図である。
【図７】  接合部における応力伝達メカニズムの説明図である。
【図８】  本発明の実施の形態２の説明図である。
【図９】  本発明の実施の形態３のリング状金物の説明図である。
【図１０】  本発明の実施の形態４のリング状金物の説明図である。
【図１１】  本発明の実施の形態４のリング状金物の説明図である。
【図１２】  本発明の実施の形態５に係るフラットスラブと鋼管コンクリート柱との接合部の側面図である。
【図１３】  図１２における円で囲んだＡ部の断面図である。
【図１４】  本発明の実施の形態５に係るフラットスラブと鋼管コンクリート柱との接合部の断面図である。
【図１５】  本発明の実施の形態６の説明図である。
【図１６】  本発明の実施の形態６の説明図である。
【図１７】  フラットスラブの下面位置とリング状金物との位置関係の説明図である。
【図１８】  フラットスラブの下面位置とリング状金物との位置関係の説明図である。
【図１９】  実施例１の説明図である。
【図２０】  実施例２の説明図である。
【図２１】  従来の鉄骨柱と鉄筋コンクリートフラットスラブの接合構造の垂直断面図である。
【図２２】  図２１に示した従来の鉄骨柱と鉄筋コンクリートフラットスラブの接合構造の水平断面図である。
【図２３】  従来例の他の態様の説明図である。
【図２４】  従来例の他の態様の説明図である。
【図２５】  他の従来例の水平断面図である。
【図２６】  図２５に示した他の従来例の垂直断面図である。
【図２７】  課題の説明図である。
【符号の説明】
１，１１，１３，１５，１７  リング状金物
３，１９  リング状板
３ａ，１１ａ，１３ａ，１５ａ  支圧部
３ｂ，１１ｂ，１３ｂ，１５ｂ  内部張り出し部
５，２１  リング状筒
７  鋼管
７ａ  上部鋼管
７ｂ  下部鋼管
９  フラットスラブ
１１ｃ，１５ｃ  立ち上がり部
１３ｃ  立ち下がり部
１５ｄ  突起部
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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