(57)【要約】【課題】ひび割れの発生を低減し、外力に対する抵抗力および剛性に優れたコンクリート充填管を提供すること。【解決手段】このコンクリート充填管は、柱材として使用され、内周面に複数の突起が設けられた鋼管と、使用時で見て前記突起の上面から上方に広がる空隙と、該空隙を確保しかつ包囲する、前記鋼管の内周面に溶接または接着されたカバーと、前記鋼管内に充填されたコンクリートとを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に複数の突起が設けられた鋼管と、使用時で見て前記突起の上面から上方に広がる空隙と、該空隙を確保しかつ包囲する、前記鋼管の内周面に溶接または接着されたカバーと、前記鋼管内に充填されたコンクリートとを含む、柱材として使用するコンクリート充填鋼管。
【請求項２】
前記空隙は、弾性材または発泡樹脂材が充填されている、請求項１に記載のコンクリート充填鋼管。
【請求項３】
内周面に複数の突起が設けられた鋼管と、使用時で見て前記突起の上面を覆う弾性材または発泡樹脂材と、前記鋼管内に充填されたコンクリートとを含む、柱材として使用するコンクリート充填鋼管。
【請求項４】
前記突起はスタッドボルトである、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のコンクリート充填鋼管。
【請求項５】
前記突起は長方形の鋼板ジベルであり、前記長方形の一方の長辺が前記鋼管の前記内周面に接している、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のコンクリート充填鋼管。
【請求項６】
前記長方形の他方の長辺には、凹状の半円と凸状の半円とを交互に連続させた波形状である、請求項５に記載のコンクリート充填鋼管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋼管内にコンクリートを充填してなるコンクリート充填鋼管に関し、特に、超高層建築物の柱材として使用されるコンクリート充填鋼管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のコンクリート充填鋼管として、例えば特許文献１に示されるものが知られている。このコンクリート充填鋼管は、鋼管に高強度のコンクリートを充填してなり、鋼管の内周面には、鋼管とコンクリートとの一体性を高めるために多数のスタッドや鋼板ジベル等の突起物が設けられている。このように引張強度に優れる鋼管の内部に、圧縮強度に優れるコンクリートを充填した構造であるため、断面が小さくとも高い剛性を有し、構造をスリムにして有効空間を広くとることができ、超高層建築物の柱構造に使用されている。
【特許文献１】特開平６−１０１２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のコンクリート充填鋼管は、地震などの大きな外力が作用した場合に、内部に充填されているコンクリートにひび割れが生じ、コンクリート充填鋼管の剛性が急激に低下するという問題を有している。
【０００４】
つまり、外側の鋼管は内側のコンクリートに比べ伸縮率が大きいので、地震などの大きな外力が作用してコンクリート充填鋼管に引張力が作用した場合、外側の鋼管の方が内側のコンクリートに比べてより伸長するため、コンクリート充填鋼管を全体としてみると、外側の鋼管のみが内周面の突起物とともに相対的に伸長することになる。
【０００５】
その結果、コンクリートと鋼管および突起物との間の付着が切れてコンクリートにひび割れが生じ、コンクリート充填鋼管の急激な剛性の低下をもたらしている。
【０００６】
そこで本発明は、かかるひび割れの発生を低減し、外力に対する抵抗力および剛性に優れたコンクリート充填管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るコンクリート充填鋼管は、柱材として使用され、内周面に複数の突起が設けられた鋼管と、使用時で見て前記突起の上面から上方に広がる空隙と、該空隙を確保しかつ包囲する、前記鋼管の内周面に溶接または接着されたカバーと、前記鋼管内に充填されたコンクリートとを含んでいる。
【０００８】
前記空隙は、弾性材または発泡樹脂材を充填することができる。
【０００９】
また、本発明に係るコンクリート充填鋼管は、柱材として使用され、内周面に複数の突起が設けられた鋼管と、使用時で見て少なくとも前記突起の上面を覆う弾性材または発泡樹脂材と、前記鋼管内に充填されたコンクリートとを含ませることができる。
前記空隙は、弾性材または発泡樹脂材を充填することができる。
【００１０】
前記突起はスタッドボルトとすることができる。
【００１１】
また、前記突起は長方形の鋼板ジベルであり、前記長方形の一方の長辺が前記鋼管の前記内周面に接するようにすることもできる。
【００１２】
さらに、前記長方形の他方の長辺に、凹状の半円と凸状の半円とを交互に連続させた波形ラインを形成することができる。なお、本発明において「上面」とは、鉛直方向上方から光を照射した場合に、光が照射される面を意味することとする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明におけるコンクリート充填鋼管は、少なくとも突起の外周面の鉛直方向上方を向く側の面の上方に広がる空隙や弾性材・発泡樹脂材が設けられており、前記突起が、引張力の作用に対して、コンクリートを圧壊することなく空隙内を移動することがでるので、ひび割れの発生を低減できる。また同時に、外力に対する耐力および変形能力にすぐれたコンクリート充填鋼管を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図１〜６を参照しながら詳細に説明する。図中、同一の構成部材には同一の符号を付している。
【００１５】
図１および２は、本発明に係るコンクリート充填鋼管の第１実施例を示す。図１は、コンクリート充填鋼管の縦および横断面、図２は、図１に示したコンクリート充填鋼管のうち、突起を含む領域の拡大図である。
【００１６】
コンクリート充填鋼管１０は、鉛直方向に伸びる断面形状が円形の鋼管１２と、鋼管１２に充填されたコンクリート１４とを主に含む。
【００１７】
鋼管１２の内周面には、複数本の突起、すなわちスタッドボルト１６が周面に沿って溶接されている。またこのスタッドボルト１６は、鋼管１２の長手方向にも所定の間隔で設けられており、鋼管１２と鋼管内に充填されたコンクリート１４との一体化を強めている。
【００１８】
本実施例において使用したスタットボルト１６は、鋼管１２とコンクリート１４との一体化を図ることができるものであれば、いずれの形態の突起でも採用することができる。突起の形状は特に限定されず、例えば、Ｌ形やＴ形の突起としてもよい。
【００１９】
また、各スタッドボルト１６の上方には、図２に示されるように、その外周面のうち鉛直方向上方を向いている上半分の面を、空隙１７を確保しつつ包囲するカバー１８が設けられている。
【００２０】
カバー１８は、端部に取付片１８ａを備えており、取付片を鋼管の内周面に溶接または接着することにより、カバーと突起との間に適当な空隙を確保できる位置でカバーが固定されている。カバー１８は、プラスチック材料や薄い鉄板、ゴム材から成形することができる。
【００２１】
コンクリート１４は、鋼管１２の内部であって、スタッドボルト１６、カバー１８、及びカバーに囲まれる空隙１７を除いた領域に密に充填されている。
【００２２】
本実施例のコンクリート充填鋼管１０によれば、コンクリート充填鋼管１０に地震などの大きな外力が作用して鋼管１２がコンクリート１４よりも大きく伸長した場合に、鋼管１２に溶接固着されているスタットボルト１６が鉛直方向上方に移動するが、スタットボルト１６の上半分の面がカバー１８で包囲され、空隙が確保されているので、スタッドボルト１６の移動を吸収することができる。その結果、空隙１７が設けられていない従来のコンクリート充填鋼管１０と比べコンクリート１４のひび割れも低減される。また、コンクリート充填鋼管１０に大きな圧縮力が作用した場合も、スタッドボルトの下半分はコンクリートと直接接しており、両者が一体的に圧縮力を負担するため、優れた圧縮強度を備えたコンクリート充填鋼管を提供できる。
【００２３】
以上のような構造のコンクリート充填鋼管１０を製作するには、鋼管１２内に突起１６およびカバー１８を適切な位置にそれぞれ配置した後に、コンクリート１４を鋼管内に流し込み、養生する。
【００２４】
図３は、カバーの変形例を示す。図３（Ａ）に示されるカバー２０は、その下方にベルト２０ｂを備えている。このベルト２０ｂでスタッドボルト１６を巻き回すことにより、コンクリート充填鋼管の製作過程においてコンクリートを流し込んだ際に、浮力がカバーに作用しても、カバーが浮き上がるのを確実に防止することができる。
【００２５】
さらにカバー１８は、スタッドボルトの鉛直方向上方への移動量を吸収する空隙を確保すべく設けられるものであるから、少なくとも鉛直方向上面を向く側の面の上方部分を包囲する形状である必要があるが、この部分を含みつつさらに広い範囲を包囲する形状のものであってもよく、例えば図３（Ａ）に示されるような、スタッドボルトの上半分を包み込む半円筒形状のカバー２０や、図３（Ｂ）に示されるように、スタッドボルト１６全体を包み込むカバー２２であってもよい。
【００２６】
図３（Ｂ）に示されるカバー２２をスタッドボルト１６に適用する場合、スタッドボルト１６、カバー２２およびコンクリート１４が一体となって圧縮力に抵抗できるようカバー２２の下面がスタッドボルト１６の下面と面接触するよう、その取付位置を調整する必要がある。また、かかる取付を実現するために、カバー２２の上部および下部の曲面部分は、スタッドボルト１６の直径と同じ長さの半円に設計されている。
【００２７】
スタッドボルトの移動量を吸収できるものであれば、空隙に代えて他の構成を採用してもよく、例えば本実施例における空隙部分に、発泡樹脂材や弾性材を充填してもよい。さらに、これら充填材を使用する際には、図４に示されるように、カバーを除去し、弾性材２３のみでスタットボルト１６を包む構造としてもよい。弾性材２３は、取付片を有さず、スタッドボルトの鉛直方向上方を向く側の外周面に接着剤を介して付着されている。
【００２８】
さらに変形例として、図示しないが、本発明の第１実施例におけるカバーを除去してコンクリート充填鋼管を構成してもよい。スタッドボルトの上面とコンクリートとの間には空隙のみが存在する構造となるが、かかるコンクリート充填鋼管を製作するには、やや水セメント比が高いコンクリートを使用すればよい。具体的には、スタッドボルトが内周面に設けられた鋼管を鉛直方向に立てた状態でコンクリートを鋼管内に流し込む。スタッドボルトの下方にはブリージングにより浮き出た水が集まり、コンクリートは排除されるので、そのまま締め固めることなく養生して、製作を完了する。養生後、空隙はスタッドボルトの下方に形成されているが、柱材として使用する際には、コンクリート打設時と上下方向を逆向きにして設置すればよい。
【００２９】
図５は、本発明の第２実施例であるコンクリート充填管２４を示す。本実施例では、第１実施例において鋼管１２の内周面に設けられているスタッドボルトに代えて凹状の半円と凸状の半円とを交互に連続させた波形ラインを有する長方形の鋼板ジベル３２を採用し、かつカバーおよび空隙に代えて、弾性材２８を採用した点で第１実施例と異なっている。
【００３０】
鋼板ジベル２６は、図示しないものの、第１実施例におけるスタッドボルト１６と同様に複数個設けられている。
【００３１】
本実施例によれば、弾性材２８がスタッドボルト１６の移動を吸収することになる。
【００３２】
図６は、本発明の第３実施例であるコンクリート充填鋼管３０を示す。本実施例は、第１実施例において鋼管１２の内周面に設けられているスタッドボルトに代えて長方形の鋼板ジベル３０を採用し、かつカバーおよび空隙に代えて、弾性材３４を採用した点で第１実施例と異なっている。鋼板ジベル３２には、少なくとも鉛直方向上方を向く側の面を覆う部分に適当な厚みを有した弾性材３４が設けられている。
【００３３】
以上、本発明に係るコンクリート充填鋼管について、その実施例に基づき説明してきたが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更できうるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るコンクリート充填鋼管の第１実施例を示す断面図。
【図２】図２に示したコンクリート充填鋼管のスタットボルトの拡大図。
【図３】図１に示したカバーの変形例を示す図。
【図４】図１に示したカバーの他の変形例を示す図。
【図５】本発明に係るコンクリート充填鋼管の第２実施例を示す図。
【図６】本発明に係るコンクリート充填鋼管の第３実施例を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
１２、２４、３０                コンクリート充填鋼管
１４                            コンクリート
１６                            スタッドボルト
１７                            空隙
１８、２０、２２                カバー
２３、２８、３４                弾性材
２６、３２                      鋼板ジベル
【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】
2009243164.tif 000007
【図６】
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