JPH1025747A - 鉄骨柱脚の定着構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンカーボルトの基礎コンクリートへの付着
力を増大すると共に、定着作業が容易であり、かつアン
カーボルトの弛緩を完全に防止し得る鉄骨柱脚の定着構
造を提供する。 【解決手段】 鉄骨柱の下端部に柱脚金物を一体に接合
してなる鉄骨柱脚を、基礎コンクリート中に埋設された
アンカーボルトとこのアンカーボルトの上端部に螺合さ
れるナットとを介して基礎コンクリート上に定着する鉄
骨柱脚の定着構造において、アンカーボルトをねじ節鉄
筋によって形成すると共に、ナットを高さ寸法Ｈ₁＝
（３〜６）Ｐ（Ｐはねじ節鉄筋の節のピッチ寸法）に形
成し、このナットの上方にばね座金を介して高さ寸法ｈ
＝1.5 Ｐ以上、ｈ＜Ｈ₁ に形成したロックナットを螺着
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物を構成する
鉄骨柱脚を基礎コンクリート上に定着する鉄骨柱脚の定
着構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の鉄骨柱脚の定着構造の例を
示す要部縦断面図である。図５において、１は支柱であ
り、割栗２上に設けられた捨てコンクリート３上に適宜
の間隔で立設されており、この支柱１の上端部に支持部
材４が水平に固着されている。次に５はアンカーボルト
であり、棒鋼により形成され、上下端部におねじ（図示
せず）が設けられている。

【０００３】上記アンカーボルト５はナット６および定
着板７を係合させて、支持部材４に位置決め固着され、
中空筒状のスリーブ８を嵌挿した状態で基礎コンクリー
ト９が打設される。基礎コンクリート９が養生固化した
後、中心部モルタル１０を介して、柱脚金物１１を鉄骨
柱１２の下端部に接合してなる鉄骨柱脚１３を載置し、
位置決めした後、柱脚金物１１と基礎コンクリート９と
の間に無収縮モルタル１４を充填する。

【０００４】そしてアンカーボルト５の上端部に座金１
５およびナット１６を装着し、ナット１６の締付により
鉄骨柱脚１３を基礎コンクリート９上に定着するのであ
る。なお基礎コンクリート９中には、補強用の鉄筋が設
けられるのが通常であるが、図５においては図示を省略
してある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図６は従来の鉄骨柱脚
の定着構造に作用する外力の状態を示す説明図であり、
同一部分は前記図５と同一の参照符号で示す。図６にお
いて、鉄骨柱脚１３に曲げモーメントＭＨが作用する
と、一方のアンカーボルト５には引張力ＱＦが作用す
る。すなわちアンカーボルト５にはスリーブ８が嵌挿さ
れているため、基礎コンクリート９とは非拘束状態であ
り、前記引張力ＱＦは定着板７を引き剥がすように作用
する。

【０００６】上記の引張力ＱＦは、結果として基礎コン
クリート９を破線で示すようにコーン状の破壊を起こす
ように作用するから、これに対抗するためにアンカーボ
ルト５の埋込み深さＨを大にする必要があり、アンカー
ボルト５の軸部の直径をｄとした場合に、Ｈ≧２０ｄと
するのが通常である。この場合、基礎コンクリート９の
強度が低い程上記埋込み深さＨは更に大となり、アンカ
ーボルト５の長さもまた大となる。

【０００７】このためアンカーボルト５の伸びが大とな
り、鉄骨柱脚１３の固定度が低下するという問題点があ
る。なおアンカーボルト５の伸びを抑制するために、ス
リーブ８を省略してアンカーボルト５の基礎コンクリー
ト９に対する付着力を増強しようとしても、アンカーボ
ルト５は通常丸鋼によって形成され、表面が平滑である
ため、付着力が不安定である。また両者の付着がアンカ
ーボルト５の上端部から経時的に破壊されて下方に進行
するため、設計時において上記付着力を設定することが
困難である。このためアンカーボルト５をスリーブ８に
より、基礎コンクリート９と不拘束状態にせざるを得な
いのであり、前記のような問題点を包含するのである。

【０００８】上記問題点の他にも、基礎コンクリート９
の立上り部の寸法が大となるため、この部分に配設すべ
き補強筋の数が必然的に多くなり、設計のみならず、基
礎コンクリート９の製作が煩雑となるのみならず、アン
カーボルト５および定着板７の位置決め固定作業もまた
煩雑であり、製作コストが嵩むと共に工期が長くなる等
の問題点がある。

【０００９】またアンカーボルト５は基礎コンクリート
９内に位置決め固定されるのであるが、基礎コンクリー
ト９の打設時において若干の位置ずれを起すこともあ
る。またアンカーボルト５を正確に位置決め固定した場
合においても、建築物を構成する鉄骨柱１２およびはり
等の組立誤差等により、柱脚金物１１がアンカーボルト
５と相対的に位置ずれする場合もある。

【００１０】上記のようなアンカーボルト５と柱脚金物
１１との間の位置ずれ若しくは誤差を吸収するために、
柱脚金物１１に設けられるアンカーボルト５挿通用のボ
ルト穴（図示せず）は、一般の機械構造用の場合より大
径に形成されているのが通常である。このためナット１
６と柱脚金物１１との間の接触を確保するために、両者
間に座金１５を介装させている。従って鉄骨柱脚１３を
基礎コンクリート９に定着固定させる作業が煩雑になる
という問題点がある。

【００１１】また上記ナット１６を露出させた状態で使
用する露出型の鉄骨柱脚１３においては、締付けたナッ
ト１６が弛緩することがあり、鉄骨柱脚１３の定着固定
度が低下するおそれがあるため、ナット１６の上方にロ
ックナットを螺着する手段が採用されている。しかしな
がら、このロックナットとして前記ナット１６と同一仕
様のものを使用するのが通例であり、鉄骨柱脚１３に多
数のアンカーボルト５が使用される場合にはロックナッ
トの螺着作業が煩雑であるという問題点がある。

【００１２】なお上記ナット１６の弛み止めとして、通
常の機械構造において常用されるばね座金をナット１６
と柱脚金物１１との間に介装させることも考えられる
が、前記のように柱脚金物１１に設けられるアンカーボ
ルト５挿通用のボルト穴は大径に形成されているため
に、ばね座金の外周とボルト穴の外周との重合部分が少
なくなり、極端な場合にはばね座金がボルト穴内に陥没
してしまう場合もあり、信頼性が低いという問題点があ
る。

【００１３】本発明は、上記問題点を解決し、アンカー
ボルトの基礎コンクリートへの付着力を増大すると共
に、定着作業が容易であり、かつアンカーボルトの弛緩
を完全に防止し得る鉄骨柱脚の定着構造を提供すること
を課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明においては、鉄骨柱の下端部に柱脚金物を
一体に接合してなる鉄骨柱脚を、基礎コンクリート中に
埋設されたアンカーボルトとこのアンカーボルトの上端
部に螺合されるナットとを介して基礎コンクリート上に
定着する鉄骨柱脚の定着構造において、アンカーボルト
をねじ節鉄筋によって形成すると共に、ナットを高さ寸
法Ｈ₁＝（３〜６）Ｐ（Ｐはねじ節鉄筋の節のピッチ寸
法）に形成し、このナットの上方にばね座金を介して高
さ寸法ｈ＝1.5 Ｐ以上、ｈ＜Ｈ₁ に形成したロックナッ
トを螺着する、という技術的手段を採用した。

【００１５】本発明において、ナットの高さ寸法Ｈ₁ が
３Ｐ未満であると、ねじ節鉄筋との間で螺合する節の数
が少なくなり、鉄骨柱脚の定着力が不足すると共に、ナ
ットの締付作業時においてナットのねじ山が潰れるおそ
れがあるため好ましくない。一方ナットの高さ寸法Ｈ₁
が６Ｐを超えると、徒らに高さ寸法Ｈ₁ が大になるのみ
であり、締付力の向上に寄与する割合が少ないため好ま
しくない。

【００１６】次にロックナットは上記ナットの弛緩防止
のために螺着されるものであるため、上記ナットより高
さ寸法は小であってもよいのであるが（ｈ＜Ｈ₁ ）、高
さ寸法ｈが1.5 Ｐ未満ではナットに対する抑止力が充分
に発揮できないと共に、ねじ山が潰れるおそれがあるた
め好ましくない。

【００１７】本発明において、アンカーボルトの垂直面
への投影形状をＵ字形に形成することが好ましい。この
ように形成することにより、その直立部における基礎コ
ンクリートとの付着力に加えて、折り曲げ部の基礎コン
クリートの抵抗力とによって鉄骨柱脚を定着させること
ができ、従来のものよりアンカーボルトの埋込深さを小
さくすることができ、鉄骨柱脚の固定度および基礎立上
り部の設計が改善されると共に、定着部の施工も簡素化
される。

【００１８】次に上記の発明において、アンカーボルト
の底部を平面への投影状態で交差させることが好まし
い。このように形成することにより、鉄骨柱脚に曲げモ
ーメントが作用した場合において、Ｕ字形のアンカーボ
ルトの一方の直立部のみに引張力が作用するようにする
ことができ、他方の直立部には圧縮力を作用させること
により、アンカーボルトを安定化させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
を示す要部縦断面図であり、同一部分は前記図５と同一
の参照符号で示す。図１において、１７はアンカーボル
トであり、例えばＳＤ４９０異形棒鋼（ねじ節鉄筋）に
よって形成され、基礎コンクリート９内に埋設される。
このアンカーボルト１７は支持部材４にナット６によっ
て位置決め固着される。

【００２０】次に柱脚金物１１は、例えば平面への投影
輪郭形状を正方形状に形成され、例えば角鋼管からなる
鉄骨柱１２の下端部と溶接により一体に接合され、鉄骨
柱脚１３を形成する。なお柱脚金物１１は鋳鋼若しくは
鍛鋼によって形成することが好ましいが、厚鋼板によっ
て形成してもよい。

【００２１】上記柱脚金物１１の例えば角隅部には夫々
ボルト穴（図示せず）が設けられ、これらのボルト穴に
アンカーボルト１７の上端部を挿通させる。そしてアン
カーボルト１７の上端部にナット１６を螺合させて鉄骨
柱脚１３を定着させると共に、ばね座金１８を介してロ
ックナット１９を螺合させ、ナット１６の弛み止めとす
るのである。

【００２２】上記の構成により、鉄骨柱脚１３に例えば
図１に示すように曲げモーメントＭＨが作用した場合に
は、左側のアンカーボルト１７に引張力ＱＦが作用す
る。この場合、アンカーボルト１７はねじ節鉄筋によっ
て形成されているため、基礎コンクリート９との付着力
によって引張力ＱＦに対抗し、鉄骨柱脚１３を定着させ
得るのである。従って図５および図６に示す従来のもの
よりも埋込み深さを小さくすることができ、基礎コンク
リート９の立上り部を低減させ得る。

【００２３】また本発明のものにおいては、鉄骨柱脚１
３の回転剛性をも大幅に向上させ得る。すなわち、図５
に示す従来のものにおいては、アンカーボルト５がスリ
ーブ８によって基礎コンクリート９とは略全長に亘って
非拘束状態に形成されているため、引張力ＱＦの作用に
よる伸び量が大である。これに対して本発明のものにお
いては、アンカーボルト１７が基礎コンクリート９によ
って略完全に拘束状態に形成されているため、例えば基
礎コンクリート９の上端面近傍において付着剥離が発生
しても、その領域が僅かであるため、引張力ＱＦの作用
による伸び量が小なる値に留まるのである。

【００２４】図２は図１におけるアンカーボルト１７の
上端部近傍を示す要部縦断面拡大図である。図２におい
て２１はボルト穴であり、柱脚金物１１の例えば四隅に
設けられている。図２に示すように基礎コンクリート９
を打設し、および無収縮モルタル１４を充填した場合に
は、外径Ｄ、節のピッチ寸法Ｐのねじ節鉄筋からなるア
ンカーボルト１７の外周部に形成されているねじ節によ
り、アンカーボルト１７は軸線方向に拘束状態となり、
基礎コンクリート９および無収縮モルタル１４との間に
大なる付着力を具有することとなる。

【００２５】この場合、ナット１６の高さ寸法Ｈ₁ は、
ねじ山の潰れを防止すると共に、締付力を確保するため
にＨ₁ ＝（３〜６）Ｐ（Ｐはねじ節鉄筋の節のピッチ寸
法）に形成することが好ましい。またロックナット１９
の高さ寸法ｈは、ｈ≧1.5 Ｐかつｈ＜Ｈ₁ に形成すると
よい。このように形成することにより、定着力の確保お
よび信頼性の向上が図れる。

【００２６】なお柱脚金物１１にグラウト注入孔（図示
せず）を介して、アンカーボルト１７とボルト穴２１と
の隙間にグラウトを注入充填することにより、アンカー
ボルト１７と柱脚金物１１とを一体化することができ、
柱脚金物１１に作用する水平方向の荷重ＱＨに対抗させ
ることができ、鉄骨柱脚１３（図１参照）の固定度を更
に向上させ得るのである。

【００２７】次に上記ナット１６およびロックナット１
９は、例えばＳ４５Ｃからなる六角棒鋼によって形成
し、中央部に図２に示すねじ節に対応するめねじを刻設
することによって得られる。また上記ナットは、Ｓ４５
Ｃのみならず、例えばダクタイル鋳鉄その他の材料によ
る鋳造手段によっても成形ができる他に、鍛造手段によ
っても成形することができる。

【００２８】図３および図４は各々本発明の第２の実施
の形態を示す要部縦断面図および一部横断面要部平面図
であり、同一部分は前記図１と同一の参照符号で示す。
図３および図４において、アンカーボルト１７は前記同
様の材料により、垂直面への投影形状をＵ字形に形成さ
れ、基礎コンクリート９内に埋設される。

【００２９】上記の構成により、鉄骨柱脚１３に例えば
図３に示すように曲げモーメントＭＨが作用した場合に
は、Ｕ字形に形成されたアンカーボルト１７の左側に引
張力ＱＦが作用する。この場合、アンカーボルト１７が
ねじ節鉄筋によってＵ字形に形成されているため、その
直立部における付着力と、底部の折り曲げ部における基
礎コンクリート９の抵抗力とによって引張力ＱＦに対抗
し、鉄骨柱脚１３を定着させ得ると共に、ナット１６の
弛みを完全に防止し得るのである。従ってアンカーボル
ト１７の埋込み深さを更に低減することができる。

【００３０】この場合、アンカーボルト１７は、図４に
示すようにそれらの底部が、平面への投影状態において
交差するように配設することが好ましい。上記の発明の
実施の形態においては、鉄骨柱として角鋼管によって形
成した例について記述したが、鉄骨柱として角鋼管のみ
ならず、丸鋼管、多角鋼管、Ｈ形鋼を使用するものにも
適用可能であり、更にＵ字形アンカーボルトを３対以上
の複数対使用するものにも当然適用可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、以上記述のような構成および
作用であるから、下記の効果を奏し得る。

【００３２】(1) ねじ節鉄筋によってアンカーボルトを
形成したことにより、基礎コンクリートとの付着力が増
大すると共に、回転剛性が向上し、より高性能の鉄骨柱
脚の定着構造が得られる。

【００３３】(2) アンカーボルトに螺合されるナットの
上方にばね座金を介してロックナットを螺着したことに
より、ナットの弛みを完全に防止することができ、定着
力の確保および信頼性の向上が図れる。

【００３４】(3) 従来の丸鋼製のアンカーボルトを使用
するものと比較して、埋め込み深さを大幅に低減させ得
る。 (4) 鉄骨柱脚の固定度および基礎立上り部の設計を改善
し得ると共に、定着部の施工が大幅に改善され得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す要部縦断面図
である。

【図２】図１におけるアンカーボルト１７の上端部近傍
を示す要部縦断面拡大図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す要部縦断面図
である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す一部横断面要
部平面図である。

【図５】従来の鉄骨柱脚の定着構造の例を示す要部縦断
面図である。

【図６】従来の鉄骨柱脚の定着構造に作用する外力の状
態を示す説明図である。

【符号の説明】

１１ 柱脚金物 １２ 鉄骨柱 １６ ナット １７ アンカーボルト

フロントページの続き (72)発明者 田中 秀宣 東京都江東区東陽二丁目４番２号 日立機 材株式会社内 (72)発明者 野口 和之 東京都江東区東陽二丁目４番２号 日立機 材株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄骨柱の下端部に柱脚金物を一体に接合
   してなる鉄骨柱脚を、基礎コンクリート中に埋設された
   アンカーボルトとこのアンカーボルトの上端部に螺合さ
   れるナットとを介して基礎コンクリート上に定着する鉄
   骨柱脚の定着構造において、 アンカーボルトをねじ節鉄筋によって形成すると共に、
   ナットを高さ寸法Ｈ₁＝（３〜６）Ｐ（Ｐはねじ節鉄筋
   の節のピッチ寸法）に形成し、このナットの上方にばね
   座金を介して高さ寸法ｈ＝1.5 Ｐ以上、ｈ＜Ｈ₁ に形成
   したロックナットを螺着したことを特徴とする鉄骨柱脚
   の定着構造。
2. 【請求項２】 アンカーボルトの垂直面への投影形状を
   Ｕ字形に形成したことを特徴とする請求項１記載の鉄骨
   柱脚の定着構造。
3. 【請求項３】 アンカーボルトの底部を平面への投影状
   態で交差させたことを特徴とする請求項２記載の鉄骨柱
   脚の定着構造。