JPH0561232U

JPH0561232U - 鋼製柱の柱脚構造

Info

Publication number: JPH0561232U
Application number: JP6686592U
Authority: JP
Inventors: 春三菊川
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 1993-08-13

Abstract

(57)【要約】【目的】アンカーボルトの寸法誤差を吸収し、柱脚金
物の曲げ耐力を向上させる。【構成】鋼製柱１の下端部に取り付けた柱脚金物２
を、アンカーボルト４によって基礎コンクリートに結合
してなる柱脚構造であって、アンカーボルト４はその全
長のうち上部の柱脚金物２のボルト孔21を貫通する部
分、すなわち上部アンカーボルト42と下部アンカーボル
ト41とを連結スリーブ43により結合してなり、上部アン
カーボルト42は高力ボルト、下部アンカーボルト41はね
じ鉄筋により構成される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、鋼構造もしくは鉄骨鉄筋コンクリート構造の建築物における鋼製柱（その周囲にコンクリートその他の被覆をしたものや、合成構造のものも含む）の柱脚構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

通常、鋼構造もしくは鉄骨鉄筋コンクリート構造の建築物における鋼製柱は、その下端部に取り付けた柱脚金物と称する金物とアンカーボルトを介して地中梁あるいは基礎コンクリートに固定される。図４は、特開平2-256741号公報において従来の技術として示されている典型的な柱脚構造の一例で、鋼製柱１の下端部に柱脚金物２を溶接し、アンカーボルト４により基礎コンクリート３と緊結するもので、レベル調整モルタル５上に柱１を立設してアンカーボルト４を締付けた後、柱脚金物２下部全面にわたり充填モルタル６が打設される。

【０００３】この構造においては、鋼製柱に作用する曲げモーメントは柱脚金物２の曲げ抵抗を介してアンカーボルト４の引張力として伝達される。従って、柱脚部と基礎コンクリートとを強固に固定するためにはアンカーボルト４に充分な太さが必要である。このアンカーボルト４が挿入される柱脚金物２のボルト孔21は、ボルト径に隙間分を加えた寸法が必要であるが、柱脚金物２のボルト孔21の孔明け位置誤差、さらにアンカーボルト４の植え込み位置誤差等をアンカーボルト４とボルト孔21の隙間で吸収しようとすると一層大きい寸法の孔とせねばならず、柱脚金物２の曲げ耐力を低下させる結果となる。

【０００４】そこで、これらの寸法誤差をボルト孔21の寸法を大きくすることなく吸収する工夫として、特公昭55-6131 号公報によれば、鋼製柱１のベースプレート22とアンカーボルト４との中間に図５に示すような柱脚支持装置23を設けている。この柱脚支持装置23の上板24には柱脚ベースプレート22との結合ボルト26の貫通する長孔が、また下板25にはアンカーボルト４の貫通する長孔がそれぞれ直交する状態で穿設されており、この直交する長孔によってあらゆる方向の寸法誤差を吸収できるようになっている。また、特開昭63-83322号公報によれば、図６に示すように、上面にルーズ孔を設けた接合金具27を用いて、この接合金具27下部のめねじ部をアンカーボルト４にねじ込み結合し、鋼製柱１下部のベースプレートと接合金具27とを結合する結合ボルト26は接合金具上部のルーズ孔内で固定するようにして寸法誤差を吸収している。

【０００５】これらの手段によれば、寸法誤差の問題は解決するけれども、使用する柱脚支持装置23や接合金具27等の補助金物の剛性を高めることが重要であり、補助金物と柱脚金物との接触面の平行度の精度を満たすことが現実にはきわめて困難であるという問題点がある。一方、特公平2-14496 号公報により、アンカーボルトに軸力を導入して柱脚部に剛性を付与することが提案されている。図７に示すように、アンカーボルト４は軸部4aと周囲のコンクリート３との付着をなくした不拘束部4bを設けた軸方向不拘束状態で柱脚金物２を緊結し、柱脚に離間モーメントが存在するようにするため、このアンカーボルト４に降伏応力度の0.15〜1.2 倍の応力度が発生するように導入張力を付与して緊結している。つまり、アンカーボルト４と基礎コンクリート３との付着の縁を切ることにより、ボルト軸力低下に関する経年劣化の緩和を図っている。７はアンカーフレームである。ただし、この公報には、いかにして上記の不拘束状態を実現するかの具体的な構成は開示されていない。

【０００６】この方法によると、アンカーボルトは強度的性能を十分に発揮し、柱脚に発生する曲げモーメントに対しても良好な性能を確保でき、耐震製の低下を防止できるけれども、さきの各例で見られたようなアンカーボルト４の寸法誤差の吸収に関しては何ら解決がなされていない。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、上記の諸問題を解消し、柱脚金物の曲げ耐力を低下させないでしかも寸法誤差を吸収できる鋼製柱の柱脚構造を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の第１ないし第３の柱脚構造は、鋼製柱の下端部に取り付けた柱脚金物を、アンカーボルトによって基礎コンクリートに結合してなる柱脚構造であって、前記アンカーボルトの全長のうち少なくとも上部の柱脚金物のボルト孔を貫通する部分が高力ボルトで構成されていることを特徴とする。

【０００９】また、本考案の第４ないし第５の柱脚構造は、鋼製柱の下端部に取り付けた柱脚金物をアンカーボルトによって基礎コンクリートに結合してなる柱脚構造であって、前記アンカーボルトが貫通する管状の支柱を相互に連結してなるアンカーフレームを前記基礎コンクリート内に埋設させて構成したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】

本考案の第１ないし第３の柱脚構造によれば、アンカーボルトの全長のうち少なくとも上部の柱脚金物のボルト孔を貫通する部分が高力ボルトで構成されていることにより、柱脚金物のボルト孔を従来よりも小径となるので、柱脚金物の曲げ耐力を向上させることができる。また、柱脚金物の締付けに高力ボルトを使用することにより、締付け力の管理が容易となり、柱脚の固定度の信頼性も向上する。

【００１１】また、本考案の第４ないし第５の柱脚構造によれば、アンカーボルトが貫通する管状の支柱を相互に連結してなるアンカーフレームを前記基礎コンクリート内に埋設させ、この支柱内にアンカーボルトを貫通させ、支柱下部の支圧板と地上の柱脚金物とでアンカーボルトを締付けるようにしたから、吸収できるアンカーボルトの寸法誤差がきわめて大きくなり、柱脚の固定度の信頼製が向上するとともに、施工能率が向上する。

【００１２】

【実施例】実施例１図１に本考案の第１の実施例である柱脚構造を示す。さきの図４と共通する部品については同じ符号を使用している。図４と異なるのはアンカーボルト４の関係である。本実施例においては、基礎コンクリート３中に埋設された下部アンカーボルト41は、連結スリーブ43を介して上部アンカーボルト42と連結されている。下部アンカーボルト41は、異形棒鋼の一種であるねじ鉄筋をそのままアンカーボルトとして使用している。上部アンカーボルト42は引張強度80〜100kgf／mm² 程度の高力ボルトである。下部アンカーボルト41の径を50mm前後とすると、上部アンカーボルトの径は24mm以下とすることが可能であり、さきに説明した寸法誤差吸収に要する隙間を 6mmとしても、柱脚金物のボルト孔21は30mmあればよいことになり、従来のアンカーボルト径50mmに対するボルト孔56mmと比較してボルト孔が大幅に小径化される。

【００１３】連結スリーブ43は、異形棒鋼の接続に使用するねじジョイントと類似のもので、この実施例では下部アンカーボルト41がねじ鉄筋であるから、これに対応するめねじ部を有し、上部アンカーボルト42側にはこの高力ボルトに対応するめねじ部を加工してある。上下アンカーボルト41、42と連結スリーブ43との締結を確実にするため、連結スリーブ43の上下にはそれぞれ下部ロックナット44、上部ロックナット45を使用する。下部アンカーボルト41がねじ鉄筋以外の通常の異形棒鋼である場合には、異形棒鋼の接続に一般的に使用される連結スリーブを下部アンカーボルト41に予め圧着により取り付けておけばよい。

【００１４】本実施例におけるアンカーボルトは、全長のうち少なくとも上部の柱脚金物のボルト孔を貫通する部分が高力ボルトで構成されていることが必要であって、下部については上記実施例のようにねじ鉄筋あるいは通常の異形棒鋼でよいが、全長が高力ボルトであっても差し支えはない。この場合は前記実施例のような連結スリーブが不要であるのは、いうまでもない。

【００１５】また、図１においては、柱脚金物２の底辺の厚みをほぼ均一としているけれども、図２に示すように鋼製柱１との継手部へ向かって底辺の厚みを増してやると、柱脚金物２の曲げ耐力がいっそう向上するので好ましい。このような場合は柱脚金物を鋳造もしくは鍛造で製造する必要がある。本実施例の柱脚構造による柱部分の架設は、以下の手順により行う。１）下部アンカーボルト41をアンカーフレーム等により位置決めして、基礎コンクリート３を打設する。２）レベル調整モルタル５を設置し、その上面高さを所定値に調整する。３）下部アンカーボルト41の頂部に連結スリーブ43および上部アンカーボルト41 を接続し、締め付ける。４）予め柱脚金物２を溶接により取り付けた鋼製柱１をレベル調整モルタル５上に建て込む。５）基礎コンクリート３と柱脚金物２との間に充填モルタル６を打設する。６）上部アンカーナット46を締付ける。

【００１６】これにより、柱脚金物２と基礎コンクリート３とは完全に一体化され、鋼構造建築における高力ボルト接合と同等の力学的挙動の発現が期待できる。すなわち、柱脚金物２は高力ボルトを通して基礎コンクリート３と緊結されることにより、このボルトが降伏して柱脚金物２と基礎コンクリート３とが離間しない限り、柱脚部分の曲げ剛性は完全剛に近い状態が保持されるのである。

【００１７】実施例２本考案の第２の実施例を図３により説明する。図３（ａ）はその柱脚部分の縦断面図である。これまでの図と共通する部品については同じ符号を使用する。鋼製柱１は柱脚金物２に溶接接合されている。柱脚金物２は、アンカーボルト４により基礎コンクリート３と緊結されているが、図４と異なるところは、アンカーボルト４が直接基礎コンクリート３内に埋設されているのではなく、アンカーフレーム７を介して結合されている点であり、アンカーフレーム７は、管状材よりなる支柱71、この上下に固定されている支圧板72、72' ならびに図示しないが各アンカーボルト毎の支柱71を連結して一体化する梁状材より構成される。また、支圧板72、72' と上下ナット42、44の中間には座金73、73' が挿入される。

【００１８】本実施例における施工手順はつぎのとおりである。１）アンカーボルト４の予定位置にアンカーフレーム７を設置する。アンカーボルト４はアンカーフレーム７の支柱71内にセットしておく。２）アンカーフレーム７の周囲に基礎コンクリート３を打設する。このとき、図３に示すように、基礎コンクリート３の上面が上部支圧板72' よりも高くならないことが必要である。３）レベル調整ブロック５に柱脚金物２を載置して鋼製柱１を設置し、アンカーボルト４の仮締めを行う。４）レベル調整、センタリング調整等の建入れ直しを行う。このとき、各アンカーボルト４はアンカーフレーム７の上下支圧板72、72' の孔径とアンカーボルト４の外径との隙間の範囲で水平方向に移動可能である。５）レベル調整、センタリング調整等の建入れ直しを完了したら、基礎コンクリート３と柱脚金物２との間に無収縮の充填モルタル６を打設する。このとき、充填モルタル６がアンカーフレーム７の支柱71内に流入しないようにしてモルタル量を節約するためには、上部座金73' の孔径がアンカーボルト４の外径にほぼ等しいことが望ましい。

【００１９】このように、本実施例においては、アンカーボルト４の寸法誤差はアンカーフレーム７の上下支圧板72、72' の孔径とアンカーボルト４の外径との隙間の範囲で水平方向に移動可能であり、上下支圧板72、72' の孔径は支柱71の内径を限度に大きくすることができるが、脚部の耐力の面からは特に下部支圧板72の孔径はあまり大きくないほうが有利であり、アンカーボルト４の外径の２倍程度が一応の限度と考えられる。この場合、アンカーボルト４の許容寸法誤差は片側でボルト径の１／２であり、従来の柱脚金物のボルト孔による許容誤差等と比較するときわめて大きい誤差を吸収できることがわかる。

【００２０】また、アンカーフレーム７の支柱71の外表面に突起を設けたり、高力ボルトの摩擦継手に要求されているような粗面とすることにより、アンカーフレーム７と基礎コンクリート３との付着効果を高めることができ、より強固な脚部構造が実現する。さらに、図３（ｂ）に示したように、下部支圧板72の外表面ならびに下部座金 73の接触部を球面とすれば、アンカーボルト４に偏芯力が作用しないため、脚部の力学的性状が安定するので好ましい。

【００２１】

【考案の効果】

本考案の第１ないし第３の柱脚構造によれば、吸収する寸法誤差は同等として、柱脚金物のボルト孔が従来よりも小径となるので、柱脚金物の曲げ耐力が向上する。また、柱脚金物の締付けに高力ボルトを使用することにより、締付け力の管理が容易となり、柱脚の固定度の信頼性も向上する。

【００２２】また、本考案の第４ないし第５の柱脚構造によれば、吸収する寸法誤差がきわめて大きくなり、柱脚の固定度の信頼性が向上するとともに、施工能率が向上するというすぐれた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の構成を示す断面図である。

【図２】本考案に用いられる柱脚金物の一実施例の断面
図である。

【図３】本考案の他の実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図４】鋼製柱の柱脚構造の従来例を示す断面図であ
る。

【図５】鋼製柱の柱脚構造の他の従来例を示す断面図で
ある。

【図６】鋼製柱の柱脚構造のさらに他の従来例を示す断
面図である。

【図７】鋼製柱の柱脚構造のさらに他の従来例を示す断
面図である。

【符号の説明】

１鋼製柱２柱脚金物 21 ボルト孔３基礎コンクリート４アンカーボルト 41 下部アンカーボルト 42 上部アンカーボルト 43 連結スリーブ５レベル調整モルタル６充填モルタル７アンカーフレーム 71 支柱 72、72' 支圧板 73、73' 座金

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】鋼製柱の下端部に取り付けた柱脚金物を
アンカーボルトによって基礎コンクリートに結合してな
る柱脚構造であって、前記アンカーボルトの全長のうち
少なくとも上部の柱脚金物のボルト孔を貫通する部分が
高力ボルトで構成されていることを特徴とする鋼製柱の
柱脚構造。
【請求項２】鋼製柱の下端部に取り付けた柱脚金物を
アンカーボルトによって基礎コンクリートに結合してな
る柱脚構造であって、前記アンカーボルトの全長のうち
上部の柱脚金物のボルト孔を貫通する部分が高力ボルト
よりなり、異形棒鋼よりなる下部アンカーボルトと連結
スリーブにより結合して構成されていることを特徴とす
る鋼製柱の柱脚構造。
【請求項３】鋼製柱の下端部に取り付けた柱脚金物を
アンカーボルトによって基礎コンクリートに結合してな
る柱脚構造であって、前記アンカーボルトの全長のうち
少なくとも上部の柱脚金物のボルト孔を貫通する部分が
高力ボルトで構成されているとともに、前記柱脚金物の
底辺の厚みを、ボルト孔の内側から柱との接続部へ向か
ってほぼ一定の勾配により増大させたことを特徴とする
鋼製柱の柱脚構造。
【請求項４】鋼製柱の下端部に取り付けた柱脚金物を
アンカーボルトによって基礎コンクリートに結合してな
る柱脚構造であって、前記アンカーボルトが貫通する管
状の支柱を相互に連結してなるアンカーフレームを前記
基礎コンクリート内に埋設させて構成したことを特徴と
する鋼製柱の柱脚構造。
【請求項５】アンカーフレームの支柱の外表面に突起
を設けるなどの付着効果を増大させる手段を施した請求
項４記載の鋼製柱の柱脚構造。