JPH04247123A - 土木建築構造物用露出型柱脚 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、土木建築構造物の鉄
骨柱をコンクリート基礎上に建てる際に使用される柱脚
構造、詳細には露出型柱脚の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】土木建築構造物（以下、単に構造物とい
う。）に適用される中間柱、側柱等の柱脚は、鉄骨構造
物の鉄骨柱をコンクリート基礎上に定着する際に使用さ
れるが、この柱脚には該柱脚に作用する応力が基礎のコ
ンクリートを経て地盤に円滑に伝達できる機能を具備し
ていなければならず、この為にはその応力に応じて設計
条件及び施工性を考慮して柱脚構造を選定する必要があ
る。現在、提唱されているこの種の柱脚構造としては、
■露出型柱脚、■根巻型柱脚、■埋込型柱脚の３種類が
ある。

【０００３】■露出型柱脚の構造は、図３のａ、ｂ、ｃ
、ｄ、ｅに示される如く、柱脚２が何ずれも露出されア
ンカープレート５とアンカー筋６によって柱脚の応力を
基礎１に伝達させる構造であるが、同図ａ、ｂ、ｃ例で
は補剛方法によっては固定度（剛性）がかなり変化する
。

【０００４】同図のｄ例は柱脚２底端部をピン接合構造
（以下、ピン柱脚と言う）とした場合の構造例であり、
同図のｅ例は柱脚をピンと仮定して架構し、アンカー筋
６を曲げ抵抗が小さくなるように配慮した構造である。

【０００５】■根巻型柱脚は図４のＡに示す通り、基礎
１内において鉄筋コンクリートで柱脚２底部を覆ってい
る構造例であるが、これは柱脚２の曲げ応力を鉄筋コン
クリート部へいかに伝達するか、その度合が問題である
。

【０００６】■埋込型柱脚は図４のＢに示す通り、基礎
１部に柱脚２の底部を埋め込んだ構造例である。

【０００７】柱脚の種類は上記の通りであるが、各種柱
脚を固定度（剛性）の面から分類すると、一般的には（
ａ）　柱脚固定、（ｂ）　柱脚半固定、（ｃ）　柱脚ピ
ンの種類に分類されるが、それらをアンカープレート５
の回転角θと柱脚２のモーメントＭとの関係からみると
図５のグラフの通りに表される。図５のグラフから判る
ように、（ｃ）　柱脚ピンは曲げ剛性が０であり、完全
固定の場合では柱脚モーメントの如何に関わらず柱脚の
回転角は０である。しかしながら、一般的には上記柱脚
ピンと完全固定との間に分布するのが（ｂ）　柱脚半固
定といわれている。

【０００８】この（ｂ）　柱脚半固定はその範囲が広く
、図５のグラフにある通り、直線で表示されたものは露
出型柱脚のアンカー筋の締めつけ力及びアンカープレー
トの剛性が小さい場合に相当し、折線で表示されたもの
は、逆にアンカー筋の締めつけ力及びアンカープレート
の剛性が大きい場合に相当する場合であり、折曲点はア
ンカープレートが基礎から離反する時の外力と柱脚回転
角の値である。

【０００９】このように、柱脚半固定の場合にあっては
アンカー筋の締めつけ力、アンカー筋の大きさ、アンカ
ープレートの剛性が柱脚の固定度（剛性）に大きく影響
する。また、根巻型柱脚や埋込型柱脚の柱脚部の回転に
ついては、力の釣り合いとなるので、曲げモーメントＭ
に対して、柱脚の埋込長とその剛性に応じて作用し、そ
の固定度は完全固定から半固定間に分布することになる
。そして、柱脚の回転剛性の評価法も一律的に取り扱う
ことができないが、柱脚半固定の場合の柱脚の変形要素
として考えられるのは、アンカープレートの変形（曲げ
強さ）、アンカー筋の伸び（引張強さ）、コンクリート
圧縮による変形（圧縮強さ）、ベースモルタル等の不良
による回転が挙げられる。

【００１０】柱脚半固定（露出型）型は、種々の構造物
に適用されているが、その一例として前掲の図３のｅ例
や図６に示される構造のものがある。同図に示される柱
脚２はピン柱脚構造であり、その具体的構造は、基礎１
上にアンカープレート５を配し、これに柱脚２を設置す
ると共に上記アンカープレート５を経てアンカー筋４を
貫通させてなる構成である。従来、構造物に適用されて
いる柱脚としては、上述の例が存在する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】柱脚半固定（露出型）
の柱脚は、工場、事務所、簡易型駐車場等の比較的軽微
な構造物に時々適用されているが、この柱脚半固定（露
出型）型の柱脚では、柱脚、即ち、鉄骨と基礎との接合
部は、鉄とコンクリートとの異種材料の接合と言うこと
ゝ相まって施工不良等の原因から被害が多く発生してい
る事例がある。

【００１２】即ち、これは、施工面においてもアンカー
筋の台直しや、基礎下モルタルの充填不良、アンカー筋
の締付けのばらつき、根巻鉄筋の位置の不正確さ等々の
問題から生じている。又露出型柱脚の場合にあっては、
柱脚ピンとして解析されている場合でも、実際は或る程
度の固定度が生じ、その負荷応力の為にアンカー筋の破
断や、アンカープレートの変形、基礎のアンカー筋埋込
箇所のコンクリートの圧壊等々が生じている。

【００１３】例えば、アンカー筋が抜け出した事例が報
告されているが、これは、アンカープレート直下の立上
がりコンクリート部の設計が不十分であるためにコンク
リートの圧壊等々が生じた例である。以上のように、従
来の柱脚構造にあっては上述のような問題点を内包して
いる。

【００１４】本発明は上述の観点に鑑み発明されたもの
であって、その目的とするところは、柱脚に負荷される
応力の負担が充分であり、且つ、中間柱等に柱脚として
の使用数が多い場合のレベル及び水平移動の調整が容易
である柱脚構造、特に、鉄骨接合部に引張りボルト接合
を採用する場合の精度の吸収に適した柱脚半固定型（露
出型）の柱脚を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の目的を
達成する為の柱脚構造として、柱の底部が袋部とされた
柱脚を基礎部に対峙させ、これら柱脚の底部と基礎部と
の相互間にアンカー筋が両者の相対的位置を調整可能と
なる如く貫挿され、且つ前記柱脚底部の袋部及び／又は
柱脚底部と基礎部との相互間にコンクリート等の充填材
が装填され、且つピン柱脚工法の回転能力を上げる為、
基礎上部又は上部と柱脚底部のアンカー筋をアンボンド
することにより、アンカー筋の曲げ抵抗が小さくなるよ
うにした構成を採用したものである。

【００１６】

【作用】本発明は構造物の柱脚構造として前掲の通りの
構成を採用したが、柱脚の種類として存在する■露出型
柱脚、■根巻型柱脚、■埋込型柱脚の種類内で比較的被
害が多いとされている柱脚半固定型の柱脚（露出型）を
対象とする。

【００１７】柱脚半固定型の柱脚、例えば、ピン柱脚（
ヒンジ）には、周知の通り軸力及び剪断力を伝え、計算
上では曲げモーメントを伝えない柱脚であり、形態から
見ると露出型の柱脚である。このピン柱脚では基礎の底
面又はアンカープレート位置での水平耐力及び回転力が
必要である。

【００１８】アンボンド部の設置は、アンカー筋基礎部
或いは基礎部とアンカー筋の下部の変形能力を向上させ
る為である。また、この柱脚を工場や事務所等比較的軽
微な構造物の柱脚に適用した場合にあっては、柱脚部の
剛性及び安全性の向上が期待でき、また、施工面におい
ても簡便容易で、信頼性も高い。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の柱脚構造の実施例を図１に基
づき詳述する。本実施例は工場、事務所、簡易型駐車場
等の構造物の中間柱、側柱のいずれの柱脚にも適用可能
な例である。

【００２０】構造物の全体構成は、図示は省略するが一
般的な例としては、実質的に表面が水平に整地された土
地面に複数のコンクリート製基礎（以下、単に基礎と称
する。）を所定位置に設置し、これら基礎に柱脚を構築
し、これら柱脚の上部相互間に梁部材を架構する。次い
で、上部に床板を全域にわたって架設することにより構
造物全体を構成する。

【００２１】そして、この柱脚構造及び柱脚と基礎との
構築（施工工程）順序は、図１のＡ、Ｂ、Ｃの各模式断
面図に示す通りに施工される。

【００２２】即ち、先ず、図１のＡに示す通り、内部に
配筋された基礎１中に述するアンカー筋６を挿入用のア
ンボンド部７を穿設し、このアンボンド部７に上下一対
のナット６ａを付帯した２本のアンカー筋６を挿入する
と共にコンクリートを打設することによって固定し、図
１のＢに示す通り柱脚２を前記アンカー筋６に螺入する
。

【００２３】柱脚２は底部を袋部２ａとして形成した中
空の角柱（Ｈ型鋼に接合板を接合した構造物）を使用し
ており、図示の如く当該柱脚２の袋部２ａの内外部の両
側に一対のナット６ａを螺着する。

【００２４】柱脚２は以上のようにして構築されるが、
前述のように基礎１は、概ね水平となるように設定され
ているが、各柱脚２…相互間において高さのレベルが異
なる場合がある。この場合の調整は、上下一対の上記ナ
ット６ａ、６ａを作用させて柱脚２のレベル調整を行う
ようにしている。

【００２５】柱脚２のレベル調整が完了すると、当該柱
脚２内にコンリートを打設し固定する。また、柱脚２底
部と基礎１との間に充填材としてのモルタル又はコンク
リート８を装填して固定する（図１Ｃ参照）。

【００２６】図２の模式断面図は、本発明柱脚構造の変
形例であって、基本構成は図１の実施例と同様であるが
、基礎１に穿設した埋込穴７に２本（図では縦列配置の
ために１本のみ表れている。）のアンカー筋６を螺入し
てなり、次いで、柱脚２を前記アンカー筋６に装着し、
該柱脚の底部２ａの外部よりナット６ａで螺着する。そ
して、上記柱脚２と梁部材３との接合は、同図に示す通
り、柱脚２上部における梁部材３との接合部にエンドプ
レート４を配設し、これらを引張接合ボルト１０で接合
してなる構造である。

【００２７】上記構造によれば、梁部材３と柱脚２との
接合に適用した引張接合ボルト１０は、梁部材３の上面
に突起物として露出することがないばかりでなく、左右
（水平方向）の施工誤差の吸収に効果的である。

【００２８】また、上記実施例の他に柱脚２と基礎１と
の間にアンカープレート５を配設したり、柱脚２の底端
部をアングル型構成とする柱脚構造も本実施例に含まれ
る。

【００２９】

【発明の効果】前掲の如く、本発明による柱脚構造によ
れば、基礎部に固定する各柱脚相互間のレベル調整が可
能となって上下方向の施工誤差を吸収することができる
。また、基礎部に挿入するアンカー筋埋込箇所が大きく
とれ、この結果、左右の施工誤差及び接合する梁長の誤
差も吸収できる。

【００３０】他方、引張りボルト接合の欠点であった部
材寸法の精度、施工精度の吸収ができない点を柱脚部で
補い、引張りボルト接合を可能にしたものである。更に
、本発明はピン柱脚構造であるから軸力、剪断力等の応
力を確実に伝達することが可能であり、このピン柱脚に
は回転力が必要であるが、アンボンド部を形成すること
によってアンカー筋の変形能力の向上又はコンクリート
の剥離防止も可能となった。

【００３１】併せて、柱脚下部にコンクリートを打設す
るようにしているので、物体の衝突に対しての安全性も
高めることができ、施工面においても簡便で信頼性の高
い等々この種産業上有益な発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る柱脚を構成する施工工程
を示す模式断面図であり、Ａは基礎にアンカー筋を挿入
して固定した状態、Ｂは柱脚をアンカー筋に挿入した状
態及びＣは柱脚が固定された状態を各々示すものである
。

【図２】本発明柱脚の他の実施例を示す模式断面図であ
る。

【図３】従来の柱脚構造を示す模式断面図であり、ａ、
ｂ、ｃは一般的な露出型柱脚、ｄ、ｅはピン柱脚を各々
示すものである。

【図４】従来の柱脚構造を説明するための模式断面図で
あり、Ａは根巻型柱脚構造例を、又Ｂは埋込型柱脚構造
例を示すものである。

【図５】柱脚におけるアンカープレートの回転角と柱脚
モーメントとの関係を示すグラフである。

【図６】従来の柱脚構造を示す模式断面図である。

【符号の説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　土木建築構造物用露出型柱脚において
   、底部が袋部とされた柱脚を基礎部に対峙させ、これら
   柱脚の底部と基礎部との相互間にアンカー筋が両者の相
   対的位置を調整可能となる如く貫挿され、且つ前記柱脚
   底部の袋部及び／又は柱脚底部と基礎部との相互間にコ
   ンクリート等の充填材を装填した構成とされ、前記アン
   カー筋を作用させることにより柱脚底部と基礎部との相
   互間距離を調整し固定できるようにしたことを特徴とす
   る土木建築構造物用露出型柱脚。