JPH05295800A

JPH05295800A - 管接合構造

Info

Publication number: JPH05295800A
Application number: JP12107892A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Okimoto; 真之沖本; Shigeki Terasaki; 滋樹寺崎; Masataka Kinoshita; 雅敬木下
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-04-16
Filing date: 1992-04-16
Publication date: 1993-11-09

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構造で、接合部における十分な耐力が
得られ、施工性やコストの面でも優れた管接合構造を提
供する。【構成】構造部材としての鋼管１どうしを接合する場
合等において、径の異なる鋼管１どうし又は鋼管１と径
の異なる短尺の結合管２の、一方の端部を他方の端部に
挿入し、それらの間にコンクリートを充填して結合一体
化する。オーバーラップ部分の対向面には一体成形の突
起あるいはスタッドジベル等を設け、充填したコンクリ
ートとの付着力を高めることで、鋼管１軸方向の応力伝
達を可能とする。被接合管としての鋼管１の内部には、
必要に応じ、全長にわたってコンクリート４を充填する
こともできる。多数の鋼管１をコンクリートの充填によ
り接合することで、溶接やボルト接合を用いることな
く、簡単にパイプ構造物を構築する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、管の接合構造に関する
もので、例えば鋼管等を構造部材として用いた建築物架
構あるいは港湾，海洋構造物としての桟橋，石油掘削用
リグ等のパイプ構造物において、構造部材としての管ど
うしの接合等に利用される。なお、管内にはコンクリー
トを充填する等して複合構造とする場合もある。

【０００２】

【従来の技術】管の接合構造としては、管の種類、用途
等に応じ、種々の形式があり、代表的なものとしては、
以下の方式がある。突き合わせ溶接方式接合すべき管１１どうしの端部を突き合わせて溶接１２
する方式（図１０参照）。ボルト接合方式接合すべき管１１の端部にフランジ１３を設け、そのフ
ランジ１３どうしをボルト１４で接合する方式（図１１
参照）や、管１１の端部の内外に十字状断面の接合プレ
ート１５を溶接しておき、その接合プレート１５どうし
をボルト１６で接合する方式（図１２参照）等がある。二重管構造方式管１１の接合部に接合すべき管１１より内径が僅かに大
きい接合管１７を用い、接合管１７によって管１１どう
しを接合する形式（図１３参照）。管１１と接合管１７
はすみ肉溶接で固定したり、あるいは管１１と接合管１
７の間隙にグラウト材を充填する等の方法で固定され
る。ねじ方式接合すべき管１１の端部にねじ１８を加工し、ねじ式に
接合する方式（図１４参照）。いんろう方式接合すべき管１１の端部に切削加工１９を施し、いんろ
う式に接合する方式（図１５参照）。テーパー方式接合すべき一方の管１１ａの端部にテーパー２０を設け
て、そのテーパー２０を接合すべき他方の管１１ｂに挿
入して接合する方式（図１６参照）。なお、二重管構造
の具体例としては、例えば特開平３−７６９１８号公報
記載の透過性鋼製砂防ダムに用いた接合構造があり、構
造体ユニットを構成する鋼管どうしを、該鋼管より径の
大きい鋼管を加工してなる継手に挿入し、溶接する方式
が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したの突き合わ
せ溶接で管を接合する場合、あるいはの二重管構造で
すみ肉溶接を施す場合には、現場溶接の信頼性の問題、
溶接部の劣化の問題、さらに熟練した溶接作業者を要す
るという問題がある。また、及び〜の方式は、い
ずれも管端部の加工を要し、加工コストの問題や、十分
な加工精度を得るのが難しいといった問題がある。ま
た、の二重管構造の場合において、応力は主として内
管と外管の間の支圧力によって伝達されるが、内管の板
厚が薄いと内管が容易に潰れてしまう場合がある。ま
た、グラウト材を充填した場合においても、管軸方向に
ついて十分な耐力を得るのは難しい。

【０００４】さらに、建築物架構，桟橋、石油掘削用リ
グその他のパイプ構造物を考えた場合、構造部材として
の管表面には、通常、耐候性を確保する等の目的で、厚
膜型の重防食塗装を施したり、あるいは亜鉛めっき，ア
ルミニュウムめっき等のめっきによる表面処理を行う必
要がある。その場合、現場での塗装作業等を少なくする
ためには、予め表面処理を施した状態の部材を搬入し、
組み立てることが望ましい。しかし、現場溶接やボルト
接合が必要な構造では、表面処理を施した管が使用でき
なかったり、使用できても接合部が現場溶接やボルト接
合部の加工で損傷することにより、接合後、再度、塗装
等の表面処理部の補修が必要となるため、その部分の品
質不良から腐食が多発するといった問題がある。本発明
は上述のような従来技術における問題点の解決を図った
もので、簡単な構造で、接合部における十分な耐力が得
られ、かつ施工性やコストの面でも優れた管接合構造を
提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の管接合構造は、
主として建築物架構，桟橋、石油掘削用リグ等のパイプ
構造物における構造部材としての被接合管の接合部への
適用を目的としたもので、（ａ）被接合管どうしで接合
する場合、（ｂ）複数の被接合管を継手部材としての接
合管を介して接合する場合とがある。なお、本発明の管
接合構造は、必ずしもパイプ構造物における管接合部に
限定する必要はなく、他の用途における管どうしの接合
にも利用することができる。（ａ）の被接合管どうしを
接合する場合には、接合すべき一方の被接合管を、より
径の大きい他方の被接合管の端部に所定長挿入し、両被
接合管間の間隙にコンクリートを充填する。また、被接
合管どうしの対向面には予め突起を設けておき、コンク
リートとの付着力を高めることにより、管軸方向につい
て必要な耐力が得られるようにする。（ｂ）の複数の被
接合管を接合管を介して接合する場合には、接合すべき
複数の被接合管を、より径の大きい接合管の各端部に所
定長挿入し、各被接合管と接合管との間隙にコンクリー
トを充填する。被接合管と接合管の対向面には、（ａ）
の場合と同様に突起を設け、管軸方向について所定の耐
力が得られるようにする。この場合、被接合管は２本に
限らず、接合管に分岐管を設けることにより、３本以上
の接合も可能となる。

【０００６】上記（ａ）及び（ｂ）において、被接合管
及び接合管の突起は、例えば被接合管や接合管を突起付
鋼板で形成したり、被接合管や接合管の管接合部につい
て、鉄筋を円環状又は螺旋状に溶接したり、あるいはス
タッドジベルを溶植すること等により得ることができ
る。突起は通常、管接合部にあれば十分であるが、被接
合管の全長に設けてもよい。また、特にパイプ構造物に
適用する場合等においては、被接合管内にはコンクリー
トを充填することで、コンクリート充填鋼管構造等の複
合構造として、コンクリートに圧縮力を負担させること
ができる。なお、コンクリート充填鋼管構造等の複合構
造とする場合、被接合管としての管の内面と、内部に充
填されたコンクリートとの間の、少なくとも突起が設け
られていない部分について、アスファルト、グリースそ
の他によるアンボンド処理を施し、非付着状態とするこ
ともできる。すなわち、内部のコンクリートは、外側を
管で拘束されていることで管軸方向について高い圧縮耐
力を発揮するが、非付着状態とすることで、管軸方向の
圧縮力による管の降伏や局部座屈が防止され、管による
コンクリート拘束効果が維持されるため、断面の縮小が
可能となる。さらに、パイプ構造物に適用する場合等に
おいては、被接合管あるいは接合管としての鋼管等の表
面に予め厚膜型の重防食塗装、あるいは亜鉛めっき、ア
ルミニュウムめっき等の表面処理を施した管を用いるこ
とができる。すなわち、本発明では、被接合管どうしあ
るいは被接合管と接合管どうしの接合を、継ぎ目部分へ
のコンクリートの充填により行っているため、予め表面
処理を施した管をそのまま使用することができ、表面処
理効果を損なうことなく接合を行うことができ、溶接や
ボルト接合の場合のような現場における表面処理損傷部
の補修作業を必要としない。

【０００７】

【実施例】次に、図示した実施例について説明する。図
２〜図７はそれぞれ本発明の管接合構造の異なる実施例
を示したものである。なお、本発明における被接合管及
び接合管は鋼管に限られるものではないが、実施例にお
いては鋼管として説明する。図２の実施例では被接合管
としての上側の鋼管１ｄの下端部を、被接合管としての
より径の大きい下側の鋼管１ｅの上端内部に所定長挿入
し、突起３ａを形成した下側の鋼管１ｅの内面と、突起
３ｂを形成した上側の鋼管１ｄの外面との間にコンクリ
ート４ａを充填して、上下の鋼管１どうしを結合して一
体化したものである。また、本実施例においては、上下
の鋼管１の内部には全長にわたってコンクリート４ａを
充填し、コンクリート充填鋼管構造としている。例え
ば、柱として使用する場合等には、複合構造として大き
な耐荷力を発揮することができるが、梁として用いる場
合には接合部のコンクリート４ａのみとすることで、死
荷重の増加を防ぐことができる。また、複合構造とする
場合は、上述したように突起３ａ，３ｂのない部分につ
いてアンボンド処理を施すことにより、内部のコンクリ
ート４が高い圧縮耐力を発揮するので、断面の縮小が可
能となる。図３の実施例はコーナー部において、径の異
なる被接合管どうしを接合して一体化した場合の実施例
であり、上側の鋼管１ｆの屈曲した端部を下側の鋼管１
ｅの上端内部に挿入し、コンクリート４ａを充填してい
る。本実施例では下側の鋼管１のみ全長にわたってコン
クリート４を充填し、上側の鋼管１ｆはコンクリートを
充填しない構造としている。図４の実施例も、コーナー
部において、径の異なる被接合管どうしを接合して一体
化した場合の実施例であり、図３の実施例では、上側の
鋼管１ｆの径が小さい場合であるのに対し、本実施例で
は下側の鋼管１ｅの径が小さい場合である。また、本実
施例では両鋼管１ｆ，１ｅともその内部にコンクリート
４を充填してコンクリート充填鋼管構造としている。図
５の実施例は被接合管として同一径の上下の鋼管１ｄ，
１ｅどうしの接合部に、より径の大きい接合管２を被
せ、それらの間にコンクリート４ａを充填して結合し、
一体化したものである。両鋼管１ｄ，１ｅの端部外面に
は突起３ａが設けられ、接合管２の内面には突起３ｂが
設けられている。図６の実施例はコーナー部において、
互いに直交する鋼管１ｅ，１ｆどうしをＬ字形の外形を
有する接合管２を用い、それらの間にコンクリート４ａ
を充填して結合したものである。図７の実施例は、接合
管２に直交する方向の分岐管２ａを一体に設け、上下２
本の鋼管１ｄ，１ｅとこれに直交する水平方向の鋼管１
ｆの合計３本の鋼管１ｆを接合した場合の実施例であ
る。分岐管２ａは溶接等により接合管２の本体に取り付
けることができるが、全体を鋳物等で製造することも可
能である。

【０００８】図１は本発明の管接合構造をパイプ構造物
の骨組に利用する場合について、接合部における種々の
タイプ（図中、Ａ〜Ｈで示す）をまとめて示したもの
で、図１において、左側が被接合管としての鋼管１の内
部にコンクリート４を充填したコンクリート充填鋼管構
造の場合、右側がコンクリートを充填しない鋼管構造の
場合である。また、図中、１ａは鋼管１を用いた柱、１
ｂは鋼管１を用いた梁、１ｃは鋼管１を用いたブレース
である。図中、Ａのタイプは、図６の実施例で鋼管１の
内部にコンクリート４を充填した構造に相当する。Ｂの
タイプは、図５の実施例で被接合管としての鋼管１を縦
に用い、内部にコンクリート４を充填した構造に相当す
る。Ｃのタイプは、図７の実施例について、接合管２に
梁１ｂ用の分岐管２ａに加え、さらにブレース１ｃ用の
分岐管２ｂを設けた構造に相当する。Ｄのタイプは、Ｂ
のタイプについて、接合管２が梁１ｂの端部に直接取り
付けられた構造に相当する。この場合、接合管２は梁１
ｂに予め溶接等により接合しておくことができる。Ｅの
タイプは、Ｄのタイプにおいて、接合管２が梁１ｂでは
なく、ブレース１ｃの端部に直接取り付けられた構造に
相当する。Ｆのタイプは、図３の実施例で鋼管１の内部
にコンクリート４を充填していない構造に相当する。Ｇ
のタイプは、図２の実施例で鋼管１の内部にコンクリー
ト４を充填していない構造に相当する。Ｈのタイプは、
Ｄのタイプで鋼管１の内部にコンクリート４を充填して
いない構造に相当する。また、各鋼管１は予め現場溶接
やボルト接合を必要としないため、被接合管や接合管と
して予め厚膜型の重防食塗装、あるいは亜鉛めっき、ア
ルミニュウムめっき等の表面処理を施した管を用いるこ
とができる。

【０００９】以上述べた実施例において、突起３ａ，３
ｂは、鋼管１を突起付鋼板等で製造し、内面又は外面に
一体的に設けたものであるが、図８に示すように、鋼管
１に螺旋状または円環状に鉄筋５を溶接したもの（内面
の場合も同様）や、図９に示すように、鋼管１にスタッ
ドジベル６を溶植したもの（内面の場合も同様）等でも
よい。

【００１０】

【発明の効果】本発明によれば、下記の効果が得られ
る。（１）被接合管どうし又は被接合管と接合管を、所定長
オーバーラップさせ、間に充填したコンクリートを介し
て接合する構造であるため、被接合管に作用する曲げに
対し、オーバーラップ部分のコンクリートの支圧力によ
って応力が伝達され、接合部の構造が簡単になる。（２）管軸方向については、オーバーラップ部分の対向
面に設けた突起とコンクリートとの付着力により応力の
伝達が行われる。（３）現場溶接やボルト接合のための加工が不要であ
り、鋼管等をそのまま使用することができる。また、被
接合管や接合管の歩留りについてはそれほど高い精度を
必要としない。（４）接合を継ぎ目部分へのコンクリートの充填により
行っており、現場溶接やボルト接合を必要としないた
め、被接合管や接合管として予め塗装やめっき等の表面
処理を施した管を用いることができる。また、溶接やボ
ルト接合部の加工に伴う表面処理損傷部に対する現場補
修作業を省略でき、現場作業の簡略化が図れる。（５）パイプ構造物に適用する場合等には、コンクリー
トは接合部だけでなく、被接合管全長にわたって充填し
てもよく、特に大きな耐荷力及び曲げ強度を必要とする
柱材等をコンクリート充填構造とすることで、強度、耐
候性に優れたパイプ構造物を構築することができる。（６）パイプ構造物に適用する場合等において、突起の
ない部分について被接合管とコンクリートとの間をアン
ボンド処理により非付着状態とすれば、内部の充填コン
クリートが高い圧縮耐力を発揮し、部材断面の縮小が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の管接合構造を建物の架構に用いた場合
の概要を示す縦断側面図である。

【図２】本発明の管接合構造の一実施例を示す縦断側面
図である。

【図３】本発明の管接合構造の他の実施例を示す縦断側
面図である。

【図４】本発明の管接合構造のさらに他の実施例を示す
縦断側面図である。

【図５】本発明の管接合構造のさらに他の実施例を示す
縦断側面図である。

【図６】本発明の管接合構造のさらに他の実施例を示す
縦断側面図である。

【図７】本発明の管接合構造のさらに他の実施例を示す
縦断側面図である。

【図８】突起として螺旋状に溶接した鉄筋を用いた場合
の実施例を示す被接合管端部の側面図である。

【図９】突起としてスタッドジベルを用いた場合の実施
例を示す被接合管端部の側面図である。

【図１０】従来の管接合構造の一例を示す縦断側面図で
ある。

【図１１】従来の管接合構造の他の例を示す縦断側面図
である。

【図１２】従来の管接合構造のさらに他の例を示す縦断
側面図である。

【図１３】従来の管接合構造のさらに他の例を示す縦断
側面図である。

【図１４】従来の管接合構造のさらに他の例を示す縦断
側面図である。

【図１５】従来の管接合構造のさらに他の例を示す縦断
側面図である。

【図１６】従来の管接合構造のさらに他の例を示す縦断
側面図である。

【符号の説明】

１鋼管１ａ柱１ｂ梁１ｃブレース２接合管２ａ分岐管３ａ内面突起３ｂ外面突起４コンクリート４ａコンクリート５鉄筋６スタッドジベル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接合すべき一方の被接合管を、より径の
大きい他方の被接合管の端部に所定長挿入し、前記両被
接合管間の間隙にコンクリートを充填してなり、前記被
接合管どうしの対向面には突起が設けられていることを
特徴とする管接合構造。
【請求項２】前記被接合管の一部又は全体が突起付鋼
板からなる請求項１の管接合構造。
【請求項３】前記突起は前記被接合管に円環状又は螺
旋状に溶接した鉄筋５からなる請求項１の管接合構造。
【請求項４】前記突起は前記被接合管及び又は接合管
に溶植したスタッドジベル６である請求項１の管接合構
造。
【請求項５】接合すべき複数の被接合管を、より径の
大きい接合管２の各端部に所定長挿入し、前記各被接合
管と前記接合管２との間隙にコンクリート４を充填して
なり、前記被接合管と前記接合管の対向面には突起３
ａ，３ｂが設けられていることを特徴とする管接合構
造。
【請求項６】前記被接合管及び又は接合管の一部また
は全体が突起付鋼板からなる請求項５の管接合構造。
【請求項７】前記突起は前記被接合管及び又は接合管
２に円環状又は螺旋状に溶接した鉄筋５からなる請求項
５の管接合構造。
【請求項８】前記突起は前記被接合管及び又は接合管
２に溶植したスタッドジベル６である請求項５の管接合
構造。
【請求項９】前記被接合管はパイプ構造物を構成する
構造部材である請求項１〜８の何れか１項の管接合構
造。
【請求項１０】前記被接合管内にはコンクリート４が
充填されている請求項１〜９の何れか１項の管接合構
造。
【請求項１１】前記被接合管の内面と該被接合間内に
充填された前記コンクリート４との間は、少なくとも前
記突起が設けられていない部分についてアンボンド処理
が施されている請求項１０の管接合構造。
【請求項１２】前記被接合管の外面には、予め表面処
理が施されている請求項１〜１１の何れか１項の管接合
構造。