(57)【要約】【課題】本発明は，従来の柱と耐震壁の代わりに，優れた耐震性能・耐風圧性能を有する鋼・コンクリート合成部材を提案して，提供する。この部材は曲げ剛性，軸剛性，曲げ強度と軸耐力が期待できる構造材であり，将来の超々高層ビルの巨大柱と耐震壁に適用できる。 【解決手段】横断面はなるべく曲げモーメントを受ける方向に断面二次モーメントの大きい長方形にする。曲げモーメントに最も貢献する鋼板は相対的に厚くして，外側に配置する。断面の安定性を維持する為に，三角形の安定性を利用して，鋼板により三角柱を基本単位として組み合わせたマルチスチールチューブ鋼材を作製して，鋼材の内部空間にコンクリートを充填して，複数のボックスを有するマルチスチールチューブ型コンクリート充填鋼管柱を作る。 【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板により作製した中空三角柱を基本単位として組み合わせた複数のボックスを有するマルチスチールチューブ鋼材を作る工程と，前記の複数のボックスを有するマルチスチールチューブ鋼材の内部空間にコンクリートを充填する工程とを備えたことを特徴とする鋼・コンクリート合成柱又は壁の製造方法。
【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を構築する際に適用される鋼・コンクリート合成部材及び耐震壁に関する。          
【背景技術】
【０００２】
構造設計の際，合理的な部材断面が求められている。また，近年，超高層建築物および建造物の高さ・規模・形は続々更新し，時代のニーズに応じて，優れた耐震性能・耐風圧性能・耐テロ性能を有する新しい構造部材が要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。本発明は，構造設計の為，合理的な部材断面を提案して，提供する。また，従来の柱と耐震壁の代わりに，優れた耐震性能・耐風圧性能・耐テロ性能を有する鋼・コンクリート合成部材を提案して，提供する。この部材は曲げ剛性，軸剛性，曲げ強度と軸耐力が期待できる構造材であり，将来の超々高層ビルの巨大柱及び超々高層ビルの耐震壁に適用できる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
合理的な部材断面に関して，柱の場合，横断面はなるべく曲げモーメントを受ける方向に断面二次モーメントの大きい長方形にする。図１に示すように，曲げモーメントに最も貢献する鋼板1は相対的に厚くして，外側に配置する。但し，図１に曲げモーメントを受ける方向は強軸方向である。鋼板1は厚肉鋼板であり，フランジとして機能する。そのため，鋼板1の厚さは重要である。また，断面の安定性を維持する為に，三角形の安定性を利用して，鋼板により三角柱を基本単位として組み合わせたマルチスチールチューブ鋼材を作製して，マルチスチールチューブ鋼材の内部空間にコンクリートを充填して，複数のボックスを有するマルチスチールチューブ型コンクリート充填鋼管柱を作る。図１のような横断面に示している鋼材は不静定トラス形式である。この図に示す実施例は三角形の安定性を利用した複数のボックスを有するマルチスチールチューブ型コンクリート充填鋼管柱の一例である。三角形の安定性を利用したマルチスチールチューブ型コンクリート充填鋼管の例はない。一方，図１に示す実施例では，鋼板1と鋼板3は型枠の機能を有する。鋼板3も外側ウェブの機能を有する。また，鋼板2と鋼板21及び鋼板22は隔離用の機能を有する。隔離用鋼板を設置する目的は柱の軸剛性，軸耐力，曲げ剛性と曲げ強度に貢献すること及び横断面の大きい柱を小さく分割することである。横断面の大きい柱にコンクリートを打設する際，水和反応によるコンクリート内部の温度の上昇によりコンクリートの内部にひび割れが生じやすい。複数の隔離用鋼板を取付けることにより，各チスチールチューブの体積は小さくなり，水和反応による不良現象を抑制することができる。水和反応による不良現象を抑制することは横断面の大きい柱を小さく分割する目的である。さらに，鋼板2と鋼板3及び鋼板22の設置は鋼材とコンクリートが一体化による強軸方向に対する応力伝達にも有利である。
【０００５】
図２も横断面の大きい鋼・コンクリート合成柱の実施例を示したものである。この実施例は三角形の安定性を利用して，鋼板により三角柱を基本単位として組み合わせた複数のボックスを有するマルチスチールチューブ型コンクリート充填鋼管柱の別例である。ただし，実施方法としては，図１と図２に示す実施例に限定しない。また，鋼板により三角柱を基本単位として組み合わせた複数のボックスを有するマルチスチールチューブ型コンクリート充填鋼管材も耐震壁に適用できる。
【０００６】
図１と図２に示す横断面の大きい鋼・コンクリート合成柱の実施例では，各スチールチューブの内部と全断面の外側に従来の主筋，せん断補強筋(または構造上の補強筋)9とCFT式メガ主筋10も設置できる(図示せず)。
【０００７】
隔離用鋼板22の厚さと配置位置，従来の主筋の主筋比とせん断補強筋(または構造上の補強筋)9の補強筋比，CFT式メガ主筋10のサイズと本数，及び鉄骨比を調整することにより巨大柱と耐震壁の耐力・剛性・変形性能を制御できる。
【０００８】
上述の全ての実施例の鋼板は，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４参照)を利用しても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により提案した複数のボックスを有するマルチスチールチューブ型コンクリート充填鋼管材は柱と耐震壁にとっては革新になり，将来の超々高層ビルの巨大柱及びセンターコアに最適である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】巨大な鋼・コンクリート合成柱の実施例の横断面図
【図２】巨大な鋼・コンクリート合成柱の他の実施例の横断面図
【図３】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３a)中のY6−Y6線における断面図の一部(一部省略図)
【図４】縞鋼板の詳細図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る鋼・コンクリート合成柱と耐震壁の実施形態に関して，（０００４）〜（０００９）を参照されたい。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本発明に係る鋼・コンクリート合成柱と耐震壁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】
【００１３】
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：鋼板
4：スチールチューブ
5：コンクリート充填
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)
16：両面に突出すタイプの補強鋼管を用いたジベル
21：隔離用補剛鋼板
22：隔離用鋼板
41：鋼管
42：リング式リブ
43：縞鋼板
44：格子状の小さな突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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