(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合すべき一方のコンクリート充填鋼管柱と、接合すべき他方のコンクリート充填鋼管柱とをその鋼管軸方向に接合する柱−柱接合構造であり、
前記各コンクリート充填鋼管柱の内部には、鋼管内壁面の近傍位置であると共に、鋼管軸線と直交し互いも直交する少なくとも二本の線上位置に、補強用鉄筋が鋼管長手方向に配筋されており、
前記補強用鉄筋は、前記一方のコンクリート充填鋼管柱ではその接合部端面から所定量突出していると共に、前記他方のコンクリート充填鋼管柱内ではその接合部端面から所定量無配筋となるようにしており、
前記一方のコンクリート充填鋼管柱から突出した補強用鉄筋は、前記各コンクリート充填鋼管柱の接合時に、前記他方のコンクリート充填鋼管柱内の無配筋部分に入り込んで、他方のコンクリート充填鋼管内の補強用鉄筋と同一線上を延びる状態となり、
前記一方のコンクリート充填鋼管柱から突出した補強用鉄筋の端面と、前記他方のコンクリート充填鋼管柱内の補強用鉄筋の端面とが、コンクリート充填鋼管柱を用いる建物の階高の中央付近で対面するように、かつ両補強用鉄筋が一体的には連続しないように配置されていることを特徴とするコンクリート充填鋼管柱の柱−柱接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、角形断面や円形断面のコンクリート充填鋼管（以後、ＣＦＴ）を、ラーメン構造の柱として使用する場合の、ＣＦＴ柱の柱−柱接合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のＣＦＴ柱としては、例えば、図６に示すように、溶接組立て（図６の(a) 参照）、または、冷間成形（図６の(b) 参照）によって製作した鋼管20に、コンクリート21を充填したものが一般に知られている。
【０００３】
また、そのＣＦＴ柱の柱−柱接合構造としては、例えば、図７に示すように、梁上端からの距離Ｌ（１０００〜１２００mm）の位置において、全断面完全溶け込み溶接によって接合したものが一般に知られている。なお、この図７において、符号22は梁で、符号23はＣＦＴ柱である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来のＣＦＴ柱では、曲げ応力に対して主に抵抗する鉄骨部材に、高価な鋼板からなる鋼管を用いている。また、実建物においては、柱断面のスリム化の要求から、柱断面を小さくしつつも強度を確保するために、かなり厚い板厚の鋼管を使用している。
【０００５】
これらのことから、従来のＣＦＴ柱は高価なものであり、このＣＦＴ柱を用いる建築構造物も高価なものになってしまい、不経済であった。
この発明は前述した事情に鑑みて創案されたもので、その目的は板厚を薄くすることができて強度も確保でき、しかも軸方向への接合も簡単に行うことのできるＣＦＴ柱の柱−柱接合構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明で用いるＣＦＴ柱では、ＣＦＴ内部の鋼管長手方向に、補強用鉄筋を配筋する。そして、その補強用鉄筋の配筋位置は、鋼管内壁面の近傍位置であると共に、鋼管軸線と直交し互いも直交する少なくとも二本の線上位置とする。
【０００７】
ＣＦＴ柱の内部に補強用鉄筋を配筋することにより、その各補強用鉄筋でＣＦＴ柱に加わる曲げ応力に抵抗できるようになる。このことは、同じ柱断面積であれば、高価な鋼板からなる鋼管の板厚を薄くできることになる。
【０００８】
この場合、ＣＦＴ柱を安価に提供できると共に、このＣＦＴ柱を用いる建築構造物も安価なものできるようになり、ＣＦＴ柱を経済的なものにしている。
【０００９】
この発明では、上述のＣＦＴ柱の柱−柱接合構造としては、補強用鉄筋を、一方のＣＦＴ柱ではその接合部端面から所定量突出させると共に、他方のＣＦＴ柱内ではその接合部端面から所定量無配筋とする。
【００１０】
そして、一方のＣＦＴ柱から突出した補強用鉄筋は、各ＣＦＴ柱の接合時に、他方のＣＦＴ柱内の無配筋の部分に入り込んで、他方のＣＦＴ柱内の補強用鉄筋と同一線上を延びる状態となるようにする。
【００１１】
また、一方のＣＦＴ柱から突出した補強用鉄筋の端面と、他方のＣＦＴ柱内の補強用鉄筋の端面とは、ＣＦＴ柱を用いる建物の階高の中央付近で対面するようにし、かつ各補強用鉄筋が一体的には連続しないようにする。
【００１２】
このような構成により、この発明によれば、内部に配筋した各補強用鉄筋により曲げ応力に抵抗できるようにしても、補強用鉄筋の突出部分と無配筋部分とを利用することにより、各ＣＦＴ柱の鋼管軸方向の接合を簡単に行えるようにしている。
【００１３】
また、一方のＣＦＴ柱における補強用鉄筋の突出端面と、他方のＣＦＴ柱内の補強用鉄筋の端面とを、ＣＦＴ柱を用いる建物の階高の中央付近で対面するように、かつ、各補強用鉄筋が一体的に連続しないようにして、各ＣＦＴ柱の鋼管軸方向の接合を簡単に行えるようにしている。
【００１４】
この各補強用鉄筋が建物の階高の中央付近で連続しないように、即ち、階高の中央付近で補強用鉄筋が存在しないようにすることは、一般のラーメン構造において柱の曲げモーメントは中央付近に反曲点が生じるため、柱中央付近では曲げモーメントに抵抗する断面耐力が小さくても良いことを利用するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のＣＦＴ柱の柱−柱接合構造を、図示する一実施形態によって説明する。
【００１６】
この発明で用いるＣＦＴ柱１は、図１に示すように、ＣＦＴ２の内部における鋼管長手方向に補強用鉄筋３を配筋している。そして、補強用鉄筋３の配筋位置は、鋼管５の内壁面5aの近傍位置であると共に、鋼管５の軸線5bと直交し互いも直交する少なくとも二本の線４上位置である。
【００１７】
なお、図１の(a) はＣＦＴ２として角形断面の鋼管５（冷間成形）を用いたＣＦＴ柱１であり、図１の(b) はＣＦＴ２として円形断面の鋼管５を用いたＣＦＴ柱１である。
【００１８】
このような構成からなるＣＦＴ柱１の製作に際しては、先ず、例えば、図１の(a) に示すように、角形の鋼管５の内部における、鋼管５の内壁面5aの近傍位置であると共に、鋼管軸線5bと直交し互いも直交する少なくとも二本の線４上位置に、補強用鉄筋３を配筋する。
【００１９】
即ち、鋼管５内部の隅角部に、太径鉄筋である補強用鉄筋３を、仮止め溶接等の軽微な接合手段（図示せず）によって配置する。
【００２０】
次に、図１の(a) に示すように、鋼管５の内部にコンクリート６を充填硬化させる。これにより、角形の鋼管５と補強用鉄筋３とコンクリート６が一体になったＣＦＴ２とし、曲げ，剪断，軸力に対して抵抗できるようにする。
【００２１】
そして、このＣＦＴ２を、図２に示すように、ＣＦＴ柱１として用いることになる。なお、補強用鉄筋３は、コンクリート６の付着面積が約半分となるので、使用できる鉄筋径が制限されることになる。また、図２の符号７は梁である。
【００２２】
このような構成のＣＦＴ柱１によれば、内部に補強用鉄筋３を配筋したことにより、その補強用鉄筋３でＣＦＴ柱１に加わる曲げ応力に抵抗できるようになる。
【００２３】
従って、同じ柱断面積であれば、高価な鋼板からなる鋼管５の板厚を薄くできるようになる。即ち、曲げに対しては、少ない鋼材断面積で、効率的に抵抗できるようになる。
【００２４】
このことから、ＣＦＴ柱１を安価に提供できると共に、このＣＦＴ柱１を用いる建築構造物（図示せず）も安価に提供できるようになり、ＣＦＴ柱１を経済的なものにすることができる。
【００２５】
また、鉄骨に対して安価な鉄筋である補強用鉄筋３を用いることにより、ＣＦＴ柱１をさらに経済的なものにできる。なお、剪断力や軸力に関しては、ＣＦＴ柱１そのものが耐力に余裕があるので、問題にならない。
【００２６】
このようなＣＦＴ柱１を用いた現場での柱−柱接合構造は、次に述べる構造とする。即ち、接合すべき一方および他方の各ＣＦＴ柱1a，1bに配筋する補強用鉄筋３は、図３に示すように、一方のＣＦＴ柱1aではその接合部端面から所定量Ｌ1 突出していると共に、他方のＣＦＴ柱1b内ではその接合部端面から所定量Ｌ2 無配筋としている。
【００２７】
また、一方のＣＦＴ柱1aから突出した補強用鉄筋３は、図２に示すように、各ＣＦＴ柱1a，1bの接合時に、他方のＣＦＴ柱1b内の無配筋部分に入り込んで、他方のＣＦＴ柱1b内の補強用鉄筋３と同一線上を延びる状態となるようにする。
【００２８】
さらに、図２に示すように、一方のＣＦＴ柱1aから突出した補強用鉄筋３の端面と、他方のＣＦＴ柱1b内の補強用鉄筋３の端面とは、ＣＦＴ柱１を用いる建物（図示せず）の階高の中央付近で対面している。即ち、この対面位置は、図２に示すように、階高Ｈの１／２Ｈとなっている。
【００２９】
このような構成からなる柱−柱接合構造を採用した、現場でのＣＦＴ柱１の柱−柱接合は、次に述べるようにして行う。
先ず、図３に示すように、接合部端面からの突出端面が階高の中央付近となるように、補強用鉄筋３を、一方のＣＦＴ柱1a（下部のＣＦＴ柱）にセットしておく。
【００３０】
また、図３に示すように、接合部端面からの所定量Ｌ2 （一方のＣＦＴ柱1aからの補強用鉄筋３の所定突出量Ｌ1 と同じ所定量Ｌ2 ）が無配筋となるように、補強用鉄筋３を、他方のＣＦＴ柱1b（上部のＣＦＴ柱）内にセットしておく。
【００３１】
次に、図４に示すように、一方のＣＦＴ柱1aから突出した補強用鉄筋３を、他方のＣＦＴ柱1b内の無配筋部分に入り込ませると共に、一方のＣＦＴ柱1aと他方のＣＦＴ柱1bとの接合部端面を当面させて溶接する。
【００３２】
この接合時に、一方のＣＦＴ柱1aの補強用鉄筋３と、他方のＣＦＴ柱1bの補強用鉄筋３とは、同一線上を延びる状態となる。
また、この接合時に、一方のＣＦＴ柱1aから突出した補強用鉄筋３の端面と、他方のＣＦＴ柱1b内の補強用鉄筋３の端面とは、階高の中央付近で対面することとなる。
【００３３】
このように、階高の中央付近では、両補強用鉄筋３の端面を接合しないことにする。即ち、柱の曲げモーメントは中央付近に反曲点が生じるため柱中央付近では曲げモーメントに抵抗する断面耐力が小さくても良いので、中央付近は鋼管５のみとし、補強用鉄筋３については施工性の向上を図るため、溶接を行わないことにする。
【００３４】
次に、図５に示すように、コンクリート６を充填して硬化させることにより、図２に示すような柱−柱接合したＣＦＴ柱１が完成する。
このようにこの発明の柱−柱接合構造によれば、内部に配筋した各補強用鉄筋３により曲げ応力に抵抗できるようにしても、補強用鉄筋３の突出部分と無配筋部分とを利用することにより、各ＣＦＴ柱１の鋼管軸方向の接合を簡単に行なうことができる。
【００３５】
【発明の効果】
この発明においては、ＣＦＴ柱の内部に補強用鉄筋を配筋することにより、ＣＦＴ柱に加わる曲げ応力に対して、補強用鉄筋が抵抗できるようになる。
【００３６】
そのため、同じ柱断面積であれば、高価な鋼板からなる鋼管の板厚を薄くすることができるようになる。このように、ＣＦＴ柱を安価に提供できると共に、ＣＦＴ柱を用いる建築構造物も安価なものでき、ＣＦＴ柱を経済的なものにできる。
【００３７】
そして、この発明によれば、内部に配筋した各補強用鉄筋により曲げ応力に抵抗できるようにしても、補強用鉄筋の突出部分と無配筋部分とを利用することにより、各ＣＦＴ柱の鋼管軸方向の接合を簡単に行なうことができる。
【００３８】
また、一方のＣＦＴ柱における補強用鉄筋の突出端面と、他方のＣＦＴ柱内の補強用鉄筋の端面とを、ＣＦＴ柱を用いる建物の階高の中央付近で対面するようにして、かつ、各補強用鉄筋が一体的に連続しないようにして、各ＣＦＴ柱の鋼管軸方向の接合を簡単に行えるようにしている。
【００３９】
この各補強用鉄筋が建物の階高の中央付近で連続しないように、即ち、階高の中央付近で補強用鉄筋が存在しないようにすることは、一般のラーメン構造において柱の曲げモーメントは中央付近に反曲点が生じるため、柱中央付近では曲げモーメントに抵抗する断面耐力が小さくても良いことを利用するものである。
【００４０】
このように、この発明によれば、ＣＦＴと補強用鉄筋を用いることにより、施工性がよく、経済的なＣＦＴ柱の柱−柱接合構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （a)はこの発明における角形断面のＣＦＴ柱を示す概略断面図で、（b)はこの発明における円形断面のＣＦＴ柱を示す概略正面図である。
【図２】  この発明のＣＦＴ柱の柱−柱接合構造を示す概略断面図である。
【図３】  この発明の柱−柱接合構造を採用して行うＣＦＴ柱の接合手順を示す概略断面図である。
【図４】  この発明の柱−柱接合構造を採用して行うＣＦＴ柱の接合手順を示す概略断面図である。
【図５】  この発明の柱−柱接合構造を採用して行うＣＦＴ柱の接合手順を示す概略断面図である。
【図６】  (a) は溶接組立てによる鋼管を用いた従来のＣＦＴ柱を示す概略断面図で、(b) は冷間成形による鋼管を用いた従来のＣＦＴ柱を示す概略断面図である。
【図７】  従来のＣＦＴ柱の柱−柱接合構造を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…ＣＦＴ柱、２…ＣＦＴ、1a…一方の各ＣＦＴ柱、1b…他方の各ＣＦＴ柱、３…補強用鉄筋、４…線、５…鋼管、5a…内壁面、5b…軸線、６…コンクリート、７…梁。
【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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