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公開番号2023072889
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-05-25
出願番号2021185589
出願日2021-11-15
発明の名称鋼管柱構造
出願人株式会社竹中工務店
代理人個人
主分類E04B 1/24 20060101AFI20230518BHJP(建築物)
要約【課題】鋼管製の外側柱と、その外側柱の内部に挿入された内側柱と、を備えた鋼管柱構造において、コスト面や施工性等に優れた合理的な構成を採用しながら、変形集中現象による塑性座屈を好適に防止できる技術を提供する。
【解決手段】鋼管製の外側柱21と、その外側柱21の内部に挿入された内側柱22と、を備えた鋼管柱構造20であって、外側柱21において、上端部21a及び下端部21bの両方が建物躯体に対して固定されており、内側柱22において、上端部22a及び下端部22bのうち、一方が固定部として建物躯体に対して固定されており、他方が否固定部として建物躯体に固定されずに前記外側柱21に対して隙間30を介在させて離間されている。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
鋼管製の外側柱と、その外側柱の内部に挿入された内側柱と、を備えた鋼管柱構造であって、
前記外側柱において、上端部及び下端部の両方が建物躯体に対して固定されており、
前記内側柱において、上端部及び下端部のうち、一方が固定部として建物躯体に対して固定されており、他方が否固定部として建物躯体に固定されずに前記外側柱に対して隙間を介在させて離間されている鋼管柱構造。
続きを表示（約 200 文字）【請求項２】
前記内側柱の否固定部において、前記外側柱の内ダイヤフラムに形成された開口部に対して前記内側柱が挿通され、当該開口部の縁部と前記内側柱の外面との間に前記隙間が形成されている請求項１に記載の鋼管柱構造。
【請求項３】
前記内側柱が、前記固定部として前記基礎部に固定された下端部から、前記否固定部として上階側に至る上端部に亘って設けられている請求項１又は２に記載の鋼管柱構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管製の外側柱と、その外側柱の内部に挿入された内側柱と、を備えた鋼管柱構造に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、建物の鉛直荷重を負担する内側柱の周囲を、建物の水平荷重を負担する外側柱で囲んでなる鋼管柱構造が記載されている。そして、この特許文献１記載の鋼管柱構造において、内側柱は、鉛直荷重を負担して撓む際に内側柱の外面が外側柱の内面に当接することで一定以上の撓みが拘束されるので、鉛直荷重による塑性座屈が防止されている。更に、外側柱は、十分な水平剛性を有し、水平荷重による塑性座屈が防止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許５００８６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１記載の鋼管柱構造では、建物の鉛直荷重を内側柱で負担し、建物の水平荷重を外側柱で負担する構造を採用しているので、構成の煩雑化や高コスト化が問題となる。また、内側柱の周囲を囲む外側柱は、水平荷重を負担しながら内側柱の一定以上の撓みを拘束する必要があるため、非常に大きな曲げ剛性を有するものとして設計する必要があり、更なる高コスト化や大型化を招く場合がある。
【０００５】
また、近年、高層建物の下層部変形集中現象について研究が進められている。下層部変形集中現象とは、高層建物の鉛直荷重を負担する柱が下層部数層にわたって長柱化する場合に、大地震時の水平荷重による揺れ（スウェイ）の進行に伴って全ての柱が揃って弓形に撓む変形モードが生じる塑性座屈現象である。そして、上記特許文献１記載の鋼管柱構造では、大地震時の水平荷重を負担する外側柱に対して特に下層部における変形集中現象による塑性座屈を十分に防止できるものではなかった。
【０００６】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、鋼管製の外側柱と、その外側柱の内部に挿入された内側柱と、を備えた鋼管柱構造において、コスト面や施工性等に優れた合理的な構成を採用しながら、変形集中現象による塑性座屈を好適に防止できる技術を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１特徴構成は、鋼管製の外側柱と、その外側柱の内部に挿入された内側柱と、を備えた鋼管柱構造であって、
前記外側柱において、上端部及び下端部の両方が建物躯体に対して固定されており、
前記内側柱において、上端部及び下端部のうち、一方が固定部として建物躯体に対して固定されており、他方が否固定部として建物躯体に固定されずに前記外側柱に対して隙間を介在させて離間されている点にある。
【０００８】
本構成によれば、内側柱において、上端部又は下端部のみが上記固定部として建物躯体に対して固定され、他の部位が上記否固定部として建物躯体に対して固定されずに外側柱に対して隙間を介在させて離間している。よって、大地震時ではない通常時には、建物の鉛直荷重や水平荷重は何れも、内側柱には伝達されず、建物の基礎部及び上階部に固定された外側柱により負担されることになる。そして、内側柱については、外側柱の内部に挿入して上端部及び下端部の一方のみを当該建物躯体に対して固定するだけで簡単且つ廉価に設置することができる上に、通常時には鉛直荷重や水平荷重を負担しないことから構造設計への影響を回避することができる。更に、外側柱については、鉛直荷重や水平荷重の両方を負担する一般的な鋼管柱として簡単且つ廉価に設置することができる。
一方、大地震時には、鉛直荷重を負担する外側柱が水平荷重による揺れの進行に伴って弓形に撓む際に、内側柱の否固定部が外側柱の内面に当接することで、外側柱の一定以上の撓みを拘束して、外側柱の変形集中現象による塑性座屈を好適に防止することができる。更に、内側柱については、鉛直荷重を負担しないので、大きな曲げ剛性を発揮して、外側柱の撓みを好適に拘束することができる。
従って、本発明により、鋼管製の外側柱と、その外側柱の内部に挿入された内側柱と、を備えた鋼管柱構造において、コスト面や施工性等に優れた合理的な構成を採用しながら、変形集中現象による塑性座屈を好適に防止できる技術を提供することができる。
【０００９】
本発明の第２特徴構成は、前記内側柱の否固定部において、前記外側柱の内ダイヤフラムに形成された開口部に対して前記内側柱が挿通され、当該開口部の縁部と前記内側柱の外面との間に前記隙間が形成されている点にある。
【００１０】
本構成によれば、外側柱が弓形に撓む際に、内側柱の否固定部の外面が外側柱の内ダイヤフラムに形成された開口部の縁部に当接することで、外側柱の変形を抑制しながら外側柱の一定以上の撓みを確実に拘束することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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