(57)【要約】【課題】本発明は鋼板の断面欠損による耐力低下を防ぐことができる補強鋼管を用いたジベル及びずれ止め剛性の高いジベルを提供する。 【解決手段】鋼板の断面欠損の所に，鋼材により補強した鋼管を取付ける。取付けた補強鋼管は断面欠損による耐力低下を防ぐことができるが，コンクリートと鋼材の間のずれ止めも機能する。 【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面に貫通する孔が形成された鋼板と，この鋼板の孔を貫通して突出し，貫通孔が形成された鋼板と一体に形成された補強鋼管とを有することを特徴とする補強鋼管を用いたジベルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，建築構造物や土木構造物などのコンクリートと鋼材の間のずれ止めに用いられるジベルに関する。        
【背景技術】
【０００２】
一般に，ビルが高ければ高いほど，鉛直部材に対して鉛直荷重の負担が大きくなる。その鉛直荷重は主に二つ要素がある。一つは建物の高さに比例する自重である。もう一つは風荷重と地震荷重などの水平力による転倒モーメントにより生じた付加軸力である。このような付加軸力は建物の高さに応じて幾何級数的に増加する。どのように巨大な鉛直荷重を負担させるか，エンジニアにとって最も重要な課題である。この課題の解決方法としては，材料の強度を上げることおよび大断面且つ合理の鉛直部材を建物に設置することが挙げられる。将来の超々高層ビルに応用できる大断面の鋼・コンクリート合成柱に設置した型枠と応力伝達を機能する鋼板の面外変形を抑制する為，打設の前に，軸剛性の強い通しボルトは型枠と応力伝達を機能する鋼板の面外方向に鉛直部材の全断面を貫通させる。コンクリートの硬化後，必要に応じて，通しボルトに緊張力を導入して，導入した緊張力により鉛直部材を強化できる。しかし，軸剛性の強い通しボルト用貫通孔が生じた為，鋼板は断面欠損に伴い，鉛直部材の軸方向耐力が低下する。それに伴い，構造設計の際，良好な性能を有する軸力を伝達できる孔あき鋼板ジベルも要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許文献：特開2012-197643（P2012−197643A）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は良好な性能を有する軸力を伝達できる補強鋼管を用いたジベル及びずれ止め剛性の高いジベルを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
図１は将来の超々高層ビルのメガに応用できる巨大な鋼・コンクリート合成柱の立面図の一例を示したものであるが，図２は図１に示す巨大な鋼・コンクリート合成柱の横断面の一例を示したものである。図２に示すように，横断面方向の垂直方向に補剛リブ7(柱全高さ設置)，主筋8とせん断補強筋(または構造上の補強筋)9と巨大な主筋の役割を果たすコンクリート充填鋼管要素10(以下，CFT式メガ主筋)を設置する。このCFT式メガ主筋10には鋼管内に更に従来の主筋11も設ける。鋼板1と鋼板3は型枠の機能を有する。打設する際，鋼板3は面外変形が生じやすい。その面外変形を抑制する為，打設の前に，軸剛性の強い通しボルト12は鋼板3の面外方向に柱全断面を貫通させて，両端でナット13を用いて仮止めを行う。軸剛性の強い通しボルト用貫通孔14が生じた為，鋼板2と鋼板3同士は断面欠損に伴い，軸方向耐力が低下する。断面欠損による軸方向耐力の低下を防ぐため，鋼板2の通しボルト用貫通孔14に，補強鋼管15を貫通させて，鋼板の両面に突出すタイプの補強鋼管を用いたジベル16を設ける。その同時に，鋼板3の通しボルト用貫通孔に，鋼板3の内側から補強鋼管15を入れて，鋼板の片面に突出すタイプの補強鋼管を用いたジベル17を設ける。必要に応じて，鋼板2の両面に，及び鋼板1と鋼板3の内側に，ずれ止め剛性の高い突出物18と従来広く使用されているシアコネクタ19を取付ける。更に，必要に応じて，図１に示すように，水平方向に補剛リブ20を設置する。その後，スチールチューブ4にコンクリート5を充填させる。コンクリート5の硬化後，通しボルト12に緊張力を導入して，導入した緊張力により柱を強化できる。また，必要に応じて，強軸方向に通しボルト12も取付けることができる(図示せず)。
【０００６】
図４は将来の超々高層ビルの耐震壁(特に，センターコア)に応用できる鋼・コンクリート合成壁の横断面図の一例を示したものである。図３に図４の一部を拡大したものを示す。この合成壁では壁内の面内方向に三枚の鋼板28と複数の隔離用鋼板29を取付ける。形成された各チスチールチューブに主筋8，せん断補強筋(または構造上の補強筋)9，突出物18とシアコネクタ19を設置する。また，軸剛性の強い通しボルト12，補強鋼管を用いたジベル16と17も取付ける。更に，必要に応じて，CFT式メガ主筋10も配置する。隔離用鋼板29は基本的に壁の全高さまで設置する。この合成壁では，充填したコンクリート5は両面から壁の中央領域で設置した鋼板28を拘束し，中央領域で設置した鋼板28を補剛することになる。また，充填したコンクリート5も型枠を機能する外側の鋼板28を補剛できる。取付けた通しボルト12はコンクリート打設する際，型枠の機能を有する鋼板28の面外変形を抑制できる。コンクリート5の硬化後，通しボルト12に緊張力を導入することにより，合成壁を強化できる。
【０００７】
上述の全ての実施例の鋼板・鋼管・補剛リブは，コンクリートと鋼材の付着強度を上昇させる為に，コンクリートと接触する面は格子状の小さな突起44のある縞鋼板43(図１１参照)を利用しても良い。
【０００８】
続いて，本発明に係る補強鋼管を用いたジベルについて説明する。
【０００９】
この発明に係る補強鋼管を用いたジベル16の第１実施形態の詳細を図５に示す。この補強鋼管を用いたジベル16は，両面に貫通する孔14が形成された鋼板39と，この鋼板39の孔14を貫通して両側に突出する補強鋼管15とでなる。なお，上記の補強鋼管15は，溶接で鋼板39に接合する。補強鋼管15は鋼管15-1に補強鋼板15-2を取付ける。補強鋼板15-2も溶接で鋼管15-1に接合する。鋼板39の孔14の断面欠損による軸方向耐力低減値Fは補強鋼板15-2の耐力により補足する。それにより [１]式を満足させたい。
【数１】
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ここに，
fy1：鋼板39の降伏点強度，fy2：軸力補足用補強鋼板15-2の降伏点強度，d1：穴14の直径(補強鋼管15の外径)，t1：鋼板39の厚さ，t2：軸力補足用補強鋼板15-2の厚さ，l：補強鋼管15の長さ(軸力補足用補強鋼板15-2の長さ)，sB：コンクリートの圧縮強度。
本補強鋼管を用いたジベル16は，従来の孔あき鋼板ジベルと違って，断面欠損による軸力負担分の低下を最大限に解消でき，断面欠損がある場所での使用に適合する。また，本補強鋼管を用いたジベル16は，従来のシアコネクタ19 (頭付スタッド)・孔あき鋼板ジベル・鋼管併用孔あき鋼板ジベルより，ずれ止め剛性が高くて，大きな軸力を伝達できるメリットがある。
【００１０】
補強鋼管を用いたジベル16の第２実施形態における補強二重鋼管15-aの詳細を図６に示す。この補強二重鋼管15-aは，二重の鋼管15-1を有し，更に補強用鋼板15-2を取付けている。また，第３実施形態としては鋼管内にH形鋼とI形鋼などの鋼材により補強する形としてもよい(図示せず)。
【００１１】
この発明に係る補強鋼管を用いたジベル17の実施形態を図７に示す。この補強鋼管を用いたジベル17は，貫通する孔14が形成された鋼板39と，この鋼板39の孔14を貫通して片側に突出する補強鋼管15とでなる。なお，この補強鋼管を用いたジベル17は，片側に突出する補強二重鋼管15-aや片側に突出する鋼管内にH形鋼とI形鋼などの鋼材により補強する形を利用してもよい。
【００１２】
補強鋼管15と補強二重鋼管15-aの実施形態としては，他の方式で補強した鋼管を利用してもよい(図示せず)。
【００１３】
この発明に係るずれ止め剛性の高い突出物18の第１実施形態を図８に示す。この実施例では，突出物18は補強鋼管15である。穴を設けない鋼板40の片側に，補強鋼管15は，上記の鋼板40と溶接で一体に形成されている。
【００１４】
また，ずれ止め剛性の高い突出物18の実施形態は補強鋼管を用いたジベル16の実施形態及び補強鋼管を用いたジベル17の実施形態としてもよい。
【００１５】
補強鋼管を用いたジベル16と17とずれ止め剛性の高い突出物18の他の使用例を図９に示す。図９は，鋼板39の長手方向に沿う側端を建築構造物の横向きの基材(鋼材) 45，例えば鉄骨梁のフランジやブレース接合用などの鋼板に固定した例である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る補強鋼管を用いたジベルとずれ止め剛性の高い突出物は，鋼板の断面欠損の所に取付けると，断面欠損による耐力低下を防ぐことができるが，コンクリートと鋼材の間のずれ止めも機能する。また，鉄骨系部材とコンクリート系部材との接合部分におけるずれ止め機能，せん断耐力，軸耐力及びずれ止め剛性を大幅に向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】巨大な鋼・コンクリート合成柱の立面図の一例
【図２】図１に示す巨大な鋼・コンクリート合成柱の横断面図の一例
【図３】図４の一部の拡大図
【図４】鋼・コンクリート合成壁の横断面図の一例
【図５】鋼板を貫通させて両側に突出する補強鋼管を用いたジベルの第１実施形態の詳細図    a)補強鋼管を用いたジベルの第１実施形態の正面図    b)a)の側面図    c)コンクリートから補強鋼管を用いたジベルに作用する最大応力度の状態を示す図    d)補強鋼管を用いたジベルにある軸力補足用補強鋼板に作用する最大応力度の状態を示す図    e)補強鋼管に１本の通しボルトを通す状態を示す図
【図６】鋼板を貫通させて両側に突出する補強鋼管を用いたジベルの第２実施形態の詳細図    a)補強鋼管を用いたジベルの第２実施形態の正面図    b)a)の側面図    c)補強鋼管に通しボルトを通す状態を示す図
【図７】鋼板を貫通させて片側に突出する補強鋼管を用いたジベルの実施形態の詳細図    a)補強鋼管を用いたジベルの実施形態の正面図    b)a)の側面図
【図８】ずれ止め剛性の高い突出物の第１実施形態の詳細図    a)ずれ止め剛性の高い突出物の第１実施形態の正面図    b)a)の側面図
【図９】補強鋼管を用いたジベルとずれ止め剛性の高い突出物の他の実施形態
【図１０】CFT式メガ主筋の実施形態の一例の詳細図a)CFT式メガ主筋の実施形態の一例の横断面図b)図１０a)中のY6−Y6線における断面図の一部(一部省略図)
【図１１】縞鋼板の詳細図
【００１８】
本発明に係る補強鋼管を用いたジベルとずれ止め剛性の高い突出物の実施形態に関して，（０００５）〜（００１５）を参照されたい。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明に係る補強鋼管を用いたジベルとずれ止め剛性の高い突出物は建築産業や土木建設産業などの分野に広く利用できる。
【符号の説明】
【００２０】
1：鋼板(フランジを機能する厚肉鋼板)
2：ウェブ(H形鋼のウェブを機能する鋼板)
3：サイドプレート(型枠の機能をする薄肉鋼板)
4：スチールチューブ
5：コンクリート充填
7：補剛リブ 
8：主筋
9 ：せん断補強筋(または構造上の補強筋)
10：CFT式メガ主筋
11：主筋(CFT式メガ主筋内に内蔵する縦筋)
12：軸剛性の強い通しボルト
13：ナット
14：穴(貫通穴)
15：補強鋼管
15-a：補強二重鋼管
15-1：鋼管
15-2：軸力抵抗用補強鋼板
16：両面に突出すタイプの補強鋼管を用いたジベル
17：片面に突出すタイプの補強鋼管を用いたジベル
18：ずれ止め剛性の高い突出物
19：シアコネクタ(主に頭付スタッドである)
20：補剛リブ(水平方向設置)
27：柱(周辺部材)
28：鋼板
29：隔離用鋼板
39：穴がある鋼板
40：穴がない鋼板
41：鋼管
42：リング式リブ
43：縞鋼板
44：格子状の小さな突起
45：基材(鋼材)
d1：穴の直径(補強鋼管15の外径)
d2：鋼管15-1の内径(軸力補足用補強鋼板15-2の幅)
l：補強鋼管15の長さ(軸力補足用補強鋼板15-2の長さ)
t1：穴がある鋼板39の厚さ
t2：軸力補足用補強鋼板15-2の厚さ
F：孔14の断面欠損による軸方向耐力低減値
σB：コンクリートの圧縮強度
fy1：鋼板39の降伏点強度
fy2：軸力補足用補強鋼板15-2の降伏点強度
【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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