JPH07224434A - 露出柱脚 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率的に地震エネルギーを吸収し、かつ地震
終了後に柱脚部の残留変形がなく、建物としての再使用
を可能とする経済的な露出柱脚を提供する。 【構成】 柱１下端のベースブレート２を、材質、形状
の異なる第１のアンカーボルト３ａと第２のアンカーボ
ルト３ｂの２種類のアンカーボルトで基礎構造体に定着
する。第１のアンカーボルト３ａの材質は、例えば極低
降伏点鋼または普通鋼とし、その塑性変形能力によりエ
ネルギーを吸収する。第２のアンカーボルト３ｂの材質
は、例えば鋼張力鋼とし、かつ第２のアンカーボルト３
ｂの埋込み長を長くとることで、高い降伏荷重と大きな
弾性限変形を確保し、地震終了後の柱脚部の残留変形を
抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築、土木構造物の柱
脚部を複数本のアンカーボルトで固定してなる露出柱脚
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より用いられている露出柱脚は、図
４に示すように、柱１下端のベースプレート２と、ベー
スプレート２を基礎構造体等に固定するためのアンカー
ボルト３とから構成され、地震・風等の外力が作用した
場合、主にアンカーボルト３の軸方向伸びによりエネル
ギー吸収を行う。

【０００３】一方、最近では降伏点の異なる材質のもの
を組み合わせ、効率的・経済的に地震・風等の外力によ
るエネルギー吸収を行う様々な部材・工法が提案されて
いる。

【０００４】例えば、「大谷他：柱・はり接合部を有す
る溶接Ｈ形鋼はりの耐力と変形能力に関する研究−フラ
ンジにＳＭ５８を用いた場合−（その１），日本建築学
会大会学術講演梗概集（近畿），昭和６２年１０月」に
は、図６に示すようにウェブ１１ａに普通鋼を用い、フ
ランジ１１ｂに高張力鋼を用いた異種鋼材Ｈ形梁１１に
関する実験例が記載されている。

【０００５】この異種鋼材Ｈ形梁１１は、フランジ１１
ｂに高張力鋼を用いたことで、単一の材質で構成される
Ｈ形梁より経済的に曲げ耐力を上昇させる効果を有す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の露出柱脚は、上
述のように主にアンカーボルトの軸変形でエネルギーを
吸収するが、地震による繰返し荷重が作用した場合、図
５に示すように復元力特性はスリップ型を呈し、地震終
了後、柱脚には大きな残留変形θ₁ が生じる。

【０００７】これは、地震終了後、建物あるいは構造物
として再び用いることができないことを意味する。

【０００８】本発明は、アンカーボルト部分で効率的に
地震エネルギーを吸収し、かつ地震終了後の柱脚部に残
留変形が生じないようにすることで、従来残留変形が生
ずるようなレベルの地震に対しても、地震終了後、建物
あるいは構造物としての再使用が可能な経済的な露出柱
脚を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の露出柱脚は、エ
ネルギー吸収の大半はアンカーボルトによることに着目
し、柱脚部を固定する複数本のアンカーボルトとして、
第１のアンカーボルトと、第１のアンカーボルトに比べ
降伏荷重が高く弾性限変形の大きい第２のアンカーボル
トとの少なくとも２種以上のアンカーボルトを併用した
ものである。

【００１０】第１のアンカーボルトは、効率的なエネル
ギー吸収のため、降伏荷重が低く変形性能に富む材質の
ものが望ましい。

【００１１】第２のアンカーボルトは、第１のアンカー
ボルトが塑性変形によりエネルギーを吸収している間も
弾性域に留まることで、全体の残留変形を抑える機能を
有する。

【００１２】より具体的な態様としては、例えば第１の
アンカーボルトの材質を極低降伏点鋼または普通鋼と
し、第２のアンカーボルトの材質を高張力鋼とする等、
第２のアンカーボルトとして第１のアンカーボルトより
降伏点の高い鋼からなるアンカーボルトを用いること
で、第１のアンカーボルトのエネルギー吸収能力と第２
のアンカーボルトの残留変形抑制機能を発揮させること
ができる。

【００１３】また、この場合、第２のアンカーボルトに
ついて、第１のアンカーボルトの塑性変形に追従できる
弾性限変形能力が必要となるが、第２のアンカーボルト
の長さを第１のアンカーボルトの長さより長くして基礎
構造体等への埋込み長を長くとる等して対処することが
できる。

【００１４】また、別の態様としては、第１のアンカー
ボルトおよび第２のアンカーボルトの材質を同じ材質と
し、第２のアンカーボルトとして第１のアンカーボルト
より断面積が大きく、かつ第１のアンカーボルトより長
いアンカーボルトを用いることでも同様の効果が得られ
る。

【００１５】

【実施例】図１、図２は本発明の露出柱脚の一実施例を
示したものである。

【００１６】従来の露出柱脚と同様、柱１の下端にベー
スプレート２が設けられ、このベースプレート２を複数
本のアンカーボルト３ａ，３ｂで鉄筋コンクリート製の
基礎構造体等に定着させる。図１および図２では、簡単
のため材質および長さの異なる第１のアンカーボルト３
ａを４本、第２のアンカーボルト３ｂを２本配置した図
としているが、本数、配置、その他種々の設計が可能で
ある。なお、図中、４は支圧プレートである。

【００１７】本発明の要点は第１のアンカーボルト３ａ
と第２のアンカーボルト３ｂの材質や形状等の選定にあ
り、例えば以下のようなものが考えられる。

【００１８】第１のアンカーボルト３ａには変形性能が
要求されるため、普通鋼（ＳＳ４００）、ステンレス、
あるいは極低降伏点鋼等を用い、第２のアンカーボルト
３ｂには高い降伏荷重と大きな弾性限変形が要求される
ため、高張力鋼（ＨＴ６０，ＨＴ８０，ＨＴ１００等）
を用い、かつ第１のアンカーボルト３ａより長い埋込み
長を確保する。

【００１９】あるいは、第１のアンカーボルト３ａ、第
２のアンカーボルト３ｂとも同じ材質のものを用い、第
２のアンカーボルト３ｂの断面積を大きくしてもよい。

【００２０】図３は本発明の露出柱脚に地震等の繰返し
外力が作用した場合の復元力特性を示している。ここ
で、第１のアンカーボルト３ａは相対的に降伏荷重が低
く変形性能に富む材質のもの、第２のアンカーボルト３
ｂは相対的に降伏荷重が高くかつ弾性限変形の大きい形
状のものとする。

【００２１】エネルギーは第１のアンカーボルト３ａが
効率的に吸収する。一方、外力が正側から負側に変わる
とき、本構造では第２のアンカーボルト３ｂにより強制
的に全体の変形が０に戻され、残留変形が生じない。

【００２２】これにより地震終了後の残留変形は従来よ
り大幅に抑制され、必要に応じ第１のアンカーボルト３
ａのみを取り替えることで、建物はそのまま使用可能と
なる。

【００２３】

【発明の効果】本発明では相対的に降伏荷重が低い第１
のアンカーボルトと、相対的に降伏荷重が高く弾性限変
形の大きい第２のアンカーボルトとを併用することで、
第１のアンカーボルトで効率的に地震エネルギーを吸収
し、第２のアンカーボルトで地震終了後の柱脚の残留変
形を抑制することができる。

【００２４】従って、従来の露出柱脚において残留変形
が生ずるようなレベルの地震に対しても、地震終了後、
必要に応じ第１のアンカーボルトのみを取り替えて、建
物あるいは構造物をそのまま使用することができ、経済
的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願発明の露出柱脚の実施例を示す鉛直断面
図（左右で断面位置を変えてある）である。

【図２】 図１に対応する平面図である。

【図３】 本願発明の露出柱脚の復元力特性を示すグラ
フである。

【図４】 露出柱脚のアンカーボルトの機能に関する説
明図である。

【図５】 従来の露出柱脚の復元力特性を示すグラフで
ある。

【図６】 従来の異種鋼材Ｈ形梁の断面図である。

【符号の説明】

１…柱、２…ベースプレート、３…アンカーボルト、３
ａ…第１のアンカーボルト、３ｂ…第２のアンカーボル
ト、４…支圧プレート、１１…異種鋼材Ｈ形梁、１１ａ
…ウェブ、１１ｂ…フランジ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柱脚部を複数本のアンカーボルトで固定
   してなる露出柱脚において、前記アンカーボルトとし
   て、第１のアンカーボルトと、前記第１のアンカーボル
   トに比べ降伏荷重が高く弾性限変形の大きい第２のアン
   カーボルトとを複数本併用したことを特徴とする露出柱
   脚。
2. 【請求項２】 前記第２のアンカーボルトとして、前記
   第１のアンカーボルトより降伏点の高い鋼からなるアン
   カーボルトを用い、かつ前記第２のアンカーボルトを前
   記第１のアンカーボルトより長くした請求項１記載の露
   出柱脚。
3. 【請求項３】 前記第１のアンカーボルトの材質を極低
   降伏点鋼または普通鋼とし、前記第２のアンカーボルト
   の材質を高張力鋼とした請求項１または２記載の露出柱
   脚。
4. 【請求項４】 前記第２のアンカーボルトとして、前記
   第１のアンカーボルトと同じ材質で、第１のアンカーボ
   ルトより断面積が大きく、かつ第１のアンカーボルトよ
   り長いアンカーボルトを用いた請求項１記載の露出柱
   脚。