JP2018115489A - アンカーフレームとこれを用いた鉄骨造構造物の建築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 工期を短縮することができるうえ、土木、型枠、鉄筋工、鍛冶工といった各職人のスケジュール管理も容易とすることができる、アンカーフレームとこれを用いた鉄骨造構造物の建築方法を提供する。
【解決手段】 鉄骨造の構造物を構成する露出型柱脚の下に配設されるアンカーフレーム１であって、柱Ｃ設置前に取り外されるテンプレート２と、テンプレート２で上端部が位置決め固定された複数のアンカーボルト３，３，…と、複数のアンカーボルト３，３，…の下端部に取り付けられた定着板７と、アンカーボルト３を直接的又は間接的に支持する架台と、柱Ｃの下端側に設けられたベースプレートＢを、アンカーボルト３と共に支持するための柱脚支持手段とを備え、全体として柱Ｃ及び他の上層階構成部材の重量に耐える強度を有するものとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンカーフレームとこれを用いた鉄骨造構造物の建築方法に関し、さらに詳しくは、地盤の基礎工事を行う前に柱を安定して立てることができるアンカーフレームと、これを用いることで、地盤の基礎工事と上層階における工程とを並行して行うことができる鉄骨造構造物の建築方法に関する。

露出型柱脚のアンカーボルトを施工するためのものとして、基礎地盤上に設置したベース部材と、ベース部材の上側に立設固定した複数本の支持脚と、各支持脚の上に連結部材を介して連結された複数のアンカーボルトと、これらの複数のアンカーボルトの上端部を連結する方形枠状のテンプレートとを備えたもの（以下、「アンカーボルト装置」とする。）がある（例えば、特許文献１参照。）。

このアンカーボルト装置を用いて鉄骨造構造物を建築するには、先ず捨コンの上にアンカーボルト装置を設置するとともに配筋を施工し、次に基礎コンクリート打設用の型枠を設置した状態で、アンカーボルトの上端部とテンプレートとがコンクリート上に突出するように、基礎コンクリートを打設して、アンカーボルト装置の大部分を基礎コンクリートに埋設する。そして、テンプレートを取り外して、柱に固定されたベース板を、アンカーボルトの上端部に挿通して柱を立設し、アンカーボルトにナット部材を締結することで、基礎コンクリート上に柱脚を固定し、この基礎コンクリートが固まってから、上層階における工程を行なうこととなる。

しかし、この建築方法では、配筋や基礎コンクリートの打設といった地盤上の基礎工事を行なった後でなければ、上層階の工程を行なうことができず、工期を短縮することが難しく、また、土木、型枠、鉄筋工、鍛冶工といった各職人のスケジュール管理も困難なものとなっていた。また、このような課題は、他の広く一般的に行われている露出型柱脚の鉄骨造建築においても存在するものであった。

登録実用新案第３１８１５７０号公報

本発明が前述の状況に鑑み解決しようとするところは、工期を短縮することができるうえ、土木、型枠、鉄筋工、鍛冶工といった各職人のスケジュール管理も容易とすることができる、アンカーフレームとこれを用いた鉄骨造構造物の建築方法を提供する点にある。

本発明に係るアンカーフレームは、前記課題解決のために、鉄骨造の構造物を構成する露出型柱脚の下に配設されるアンカーフレームであって、柱設置前に取り外されるテンプレートと、該テンプレートで上端部が位置決め固定された複数のアンカーボルトと、該複数のアンカーボルトの下端部に取り付けられた定着板と、前記アンカーボルトを直接的又は間接的に支持する架台と、柱の下端側に設けられたベースプレートを支持するための柱脚支持手段とを備え、全体として柱及び他の上層階構成部材の重量に耐える強度を有するものである。

また、前記柱脚支持手段が、前記複数のアンカーボルトよりも内方で前記ベースプレートを下側から複数箇所で支持するものであるとともに、前記ベースプレートの支持高さを調整するための高さ調整機構を有してなるものであってもよい。

さらに、前記柱脚支持手段が、前記定着板又は前記架台の上側に取り付けられた複数の連結棒体と、該複数の連結棒体の上端側に固定された中間板と、該中間板の上側に取り付けられた複数の支持棒体とを備え、該複数の支持棒体の上端で前記テンプレート又は前記ベースプレートを支持するものであってもよい。

ここで、鉄骨造構造物の建築方法として、アンカーフレームを設置し、地盤の基礎工事の前に、前記アンカーフレームの上に柱を立てて該柱を地盤側又は他の柱と連結手段で固定した状態で、地盤の基礎工事と、鉄骨建方及び上層階における作業とを並行して行う工程を、全部又は一部の領域で含むものとすることができる。

また、前記建築方法において、捨てコンクリートを、前記アンカーフレームを用いる区分では厚み２００ｍｍ以上とし、他の区分では厚み３０〜１００ｍｍとすることもできる。

本発明に係るアンカーフレームによれば、捨てコンクリート等の上にアンカーフレームを設置し、地盤の基礎工事を行う前にアンカーフレームの上に柱を立設することができるため、この状態で基礎工事と上層階における作業とを並行して行うことで、工程全体における工期を短縮しつつ、各職人の空きスケジュールが少なくなり、担当の職人の入れ替りや不戻りといった不都合が生じ難くなるため、職人のスケジュールを容易に管理することができる。

また、前記柱脚支持手段が、前記複数のアンカーボルトよりも内方で前記ベースプレートを下側から複数箇所で支持するものであるとともに、前記ベースプレートの支持高さを調整するための高さ調整機構を有してなるものとすると、柱脚を安定して支持することができるとともに、現場で前記柱脚支持手段の高さを調整することで確実な柱脚の支持が可能となる。

さらに、前記柱脚支持手段が、前記定着板又は前記架台の上側に取り付けられた複数の連結棒体と、該複数の連結棒体の上端側に固定された中間板と、該中間板の上側に取り付けられた複数の支持棒体とを備え、該複数の支持棒体の上端で前記テンプレート又は前記ベースプレートを支持するものであると、簡易な構成で柱脚支持手段の支持強度を高くすることができ、長尺なアンカーボルトを必要とする構造物においても、必要な強度を容易に得ることができる。

ここで、鉄骨造構造物の建築方法として、アンカーフレームを設置し、地盤の基礎工事の前に、前記アンカーフレームの上に柱を立てて該柱を地盤側又は他の柱と連結手段で固定した状態で、地盤の基礎工事と、鉄骨建方及び上層階における作業とを並行して行う工程を、全部又は一部の領域で含む方法によれば、全体の工程を短縮しつつ、職人のスケジュール管理も容易に行なうことができる。

また、前記建築方法において、捨てコンクリートを、前記アンカーフレームを用いる区分では厚み２００ｍｍ以上とし、他の区分では厚み３０〜１００ｍｍとする。これにより、柱や上層階構成部材を支持するアンカーフレームによって捨てコンクリートが割れることを防ぐとともに、アンカーフレームを接着系あと施工アンカーによって安定して固定することが可能となる。

本発明の実施形態に係るアンカーフレームの構成を示す斜視図である。 同じくアンカーフレームの構成を示す分解斜視図である。 同じくアンカーフレームの構成を示す平面図である。 同じくアンカーフレームの構成を示す正面図である。 同じくアンカーフレームの構成を示すＡ−Ａ線断面図である。 同じくアンカーフレームの構成を示すＢ−Ｂ線断面図である。 同じくアンカーフレームの構成を示すＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の実施形態に係るアンカーフレームを用いた構造物の建築方法における、Ａ工区とＢ工区のアンカーフレーム設置部分の概略を示す部分拡大図であって、（ａ）は施工前、（ｂ）は捨てコンクリートを打設した状態、（ｃ）はＡ工区で本発明の実施形態に係るアンカーフレームを施工し、Ｂ工区で従来のアンカーフレームを施工した状態を示す。 同じく概略を示す部分拡大図であって、（ａ）はＡ工区でテンプレートを取外した状態、Ｂ工区で配筋を施工した状態、（ｂ）はＡ工区で柱脚を立設した状態、Ｂ工区で基礎コンクリートを打設した状態を示す。 同じく概略を示す部分拡大図であって、（ａ）はＡ工区で配筋を施工した状態、Ｂ工区でモルタルを施工した状態、（ｂ）はＡ工区で基礎コンクリートを打設した状態、Ｂ工区で柱脚を立設した状態を示す。 同じく概略を示す部分拡大図であって、（ａ）はＡ工区及びＢ工区でグラウトモルタルを施工した状態、（ｂ）はＡ工区及びＢ工区で型枠を取り外した状態を示す。 本発明の実施形態に係るアンカーフレームを用いた構造物の建築方法の工程の概略を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明するが、本発明は、添付図面に示された形態に限定されず特許請求の範囲に記載の要件を満たす実施形態の全てを含むものである。

図１乃至図７に示すように、アンカーフレーム１は、鉄骨造の構造物を構成する露出型柱脚の下に配設されるものであって、柱設置前に取り外されるテンプレート２と、該テンプレート２で上端部が位置決め固定された複数のアンカーボルト３，３，…と、該複数のアンカーボルト３，３，…の下端部に取り付けられた定着板７と、前記アンカーボルト３を直接的又は間接的に支持する架台と、柱Ｃの下端側に設けられたベースプレートＢを、前記アンカーボルト３と共に支持するための柱脚支持手段とを備え、全体として柱Ｃ及び他の上層階構成部材の重量に耐える強度を有するものである。

テンプレート２は、アンカーフレーム１の最上段に配置された矩形平板状のものであり、アンカーボルト３を固定するためのアンカーボルト用孔２ａが設計指定位置に従い設けられている。このアンカーボルト用孔２ａは、アンカーボルト３に対応する位置に設けられ、これらにアンカーボルト３，３，…の上端部が挿通され、上側からナットで固定されている。

アンカーボルト３は、上端部がテンプレート２にナットで固定され、下端部が定着板７と、この定着板７の底面に接面する架台の架台天板８にナットで固定されている。

また、テンプレート２と架台との間には、柱Ｃの下端側に設けられたベースプレートＢを支持するための柱脚支持手段として、架台天板８の上側にナットで固定された複数の連結棒体６，６，…と、これらの複数の連結棒体６，６，…の上端側にナットで固定された中間板５と、この中間板５の更に上側にナットで複数の支持棒体４，４，…が設けられている。

支持棒体４は、下端が中間板５に対して高さ調整可能に取り付けられ、柱Ｃの建方時に当該柱ＣのベースプレートＢを支持するように設けられている。この支持棒体４は、中間板５に対してナットで組み付けられているため、これらのナットの締付け位置を変更することで、容易且つ迅速な高さの微調整が可能となっているうえ、下方向への荷重に対する一定の強度を有するものとなっている。より詳細な構成としては、支持棒体４は、細長い円柱状の軸部材であってその下端部が螺子切りされたものであり、中間板５は、これらの支持棒体４を挿通する支持棒体用孔５ｂが設けられたものである。ここで、四本の支持棒体４，４，…全てがアンカーボルト３よりも内側に位置されているため、より安定して柱ＣのベースプレートＢを支持することができるものとなっている。

中間板５は、矩形平板状のものであって、上側に支持棒体４、下側に連結棒体６が設けられるとともに、その周縁には各辺に沿ってアンカーボルト３を挿通するためのアンカーボルト用孔５ａが設けられたものである。中間板５に対し、支持棒体４及び連結棒体６は、ナットで固定されているが、アンカーボルト３は固定されず、アンカーボルト用孔５ａに係合するように挿通されている。ここで、全ての連結棒体６は、４本の支持棒体４，４，…よりも外側に配置されているため、柱ＣのベースプレートＢが確実に安定した状態で支持されるものとなっている。また、中間板５がアンカーボルト３に係合するため、アンカーフレーム１全体における変形が生じ難いものとなっているが、この係合は全くしないものとして構成されたものであってもよい。この中間板５には、アンカーボルト用孔５ａ、支持棒体用孔５ｂ、連結棒体用孔５ｃの他にも複数の孔５ｄ，５ｄ，…が設けられているが、これらの孔５ｄ，５ｄ，…は、基礎コンクリートＣ２を打設するうえで、より好適なものとすべく設けられたものである。

連結棒体６は、上端が中間板５に、下端が架台天板８に固定されている。連結棒体６は、中間板５と架台天板８との間に、八本設けられているが、全てが中間板５に対してナットで固定されているため、夫々の固定される高さの微調整を行うことができる高さ調整機構として機能するとともに、強固な固定が可能なものとなっている。

架台は、架台天板８と、この架台天板８の下側に設けられた架台脚体９と、この架台脚体９の下端に固定された脚体固定部９ｂと、この脚体固定部９ｂを地盤に固定するためのボルト９ｃとよりなるものであって、支持するアンカーボルト３の定着板７高さを調整することができるものである。

架台天板８は、矩形平板状のものであって、周縁には各辺に沿ってアンカーボルト用孔８ａが設けられ、これらの内側に連結棒体用孔８ｃが設けられたものである。また、架台天板８の周縁にはアンカーボルト用孔８ａに加えて、架台脚体９を固定するための架台脚体用孔８ｅが設けられている。この架台天板８に対し、上側に連結棒体６がナットで固定され、下側に架台脚体９及びアンカーボルト３がナットで固定されている。これらは全てナットによる固定であるため、各高さ調整が行い易く、下方向への荷重に対する一定の強度も有するものとなっている。

架台脚体９は、架台天板８を高さ調整自在に支持するものであって、架台天板８の架台脚体用孔８ｅに固定されるものである。架台脚体９の下端には、夫々に矩形板材状の脚体固定部９ｂが設けられ、この脚体固定部９ｂをボルト９ｃで地盤に固定することで、架台が安定した状態で設置されるものとなっている。

以下、アンカーフレーム１を用いた鉄骨造の構造物の建築方法の一例として、建築対象を約半分に工区分けをして、一方をアンカーフレーム１を用いるＡ工区とし、他方を従来のアンカーフレームＦを用いるＢ工区として建築する方法を図８乃至図１１に沿って説明する。これらの図において、左側にアンカーフレーム１を用いるＡ工区、右側に従来のアンカーフレームＦを用いるＢ工区を示す。

まず、図８に沿って、アンカーフレーム１及び従来のアンカーフレームＦの施工までの方法を説明する。

図８（ａ）に示す地盤Ｇ対して掘削を行ない、捨てコンクリートＣ１打設の準備をする。このとき、Ａ工区では、２００ｍｍ以上、より好ましくは３００ｍｍ以上の捨てコンクリートを打設し、Ｂ工区では、一般的な３０ｍｍ〜１００ｍｍの捨てコンクリートを打設するため、これらに合わせて掘削の深さを分ける。このように、Ａ工区の捨てコンクリートＣ１を厚く施工しておくことで、基礎工事をしていない状態でアンカーフレーム１の上に柱Ｃを立設し上層階の工程をすすめても、捨てコンクリートが割れるといった問題が生じず、安全に上層階の工程を行なうことができる。

図８（ｂ）に示すように、掘削した部分に、捨てコンクリートＣ１を打設する。このとき、上述のように捨てコンクリートＣ１厚みはＡ工区とＢ工区とでは違いが生じることとなる。

図８（ｃ）に示すように、捨てコンクリートＣ１の打設に合わせて、Ａ工区ではアンカーフレーム１を施工し、Ｂ工区では従来のアンカーフレームＦを施工する。

次に、図９及び図１０に沿って、基礎工事の完了までを説明する。

図９（ａ）に示すように、Ａ工区では、アンカーフレーム１のテンプレート２を取り外す。一方、Ｂ工区では、基礎工事として配筋Ｓが行われる。

図９（ｂ）に示すように、Ａ工区では、アンカーフレーム１の上に柱Ｃが立設される。このとき、支持棒体４の上端が柱ＣのベースプレートＢの底面を支持することとなる。一方、Ｂ工区では、配筋Ｓの施工の後に基礎コンクリートＣ２が打設される。この基礎コンクリートＣ２が固まればＢ工区の基礎工事が完了する。このとき、Ａ工区では、鉄骨立方がすすめられ、上層階の工程も順次行われる。なお、Ａ工区では、アンカーフレーム１に立設された柱Ｃの倒れ防止や位置調整のために、柱Ｃと地盤側又は他の柱との間にワイヤ等の連結手段を設けることもできる。

図１０（ａ）に示すように、上層階の工程を行なうことが可能となったＡ工区では、同時に又は安全性を考慮して上層階の工程と交互に、基礎工事として配筋Ｓの施工が行われる。一方、Ｂ工区では、テンプレート２Ａが取り外され、柱Ｃの略中央となる位置にモルタルＭが施工される。

図１０（ｂ）に示すように、Ａ工区では、基礎コンクリートＣ２が打設され、これが固まることで基礎工事が完了する。一方、Ｂ工区では、アンカーフレームＦの上に柱Ｃが立設される。

最後に、図１１に沿って、工程完了までを説明する。

図１１（ａ）に示すように、Ａ工区及びＢ工区でグラウトＧＴを注入し、図１１（ｂ）に示すように、型枠を取り外して、基礎工事の工程が完了する。この後、Ａ工区及びＢ工区において、上層階の作業を行ない、全工程が完了する。

なお、本実施形態では、建築対象を約半分に工区分けをして、一方をアンカーフレーム１を用いるＡ工区とし、他方を従来のアンカーフレームＦを用いるＢ工区として建築する方法を示したが、これに限らず、建築対象の全てを上記Ａ工区と同様に、アンカーフレーム１を用いるものとしてもよい。また、アンカーフレーム１における柱脚支持手段も図示するものに限らず、テンプレート又はベースプレートを支持することができるものであれば、他の構成によるものであってもよく、例えば、Ｈ形鋼や鋼管等を用いて構成したものでもよい。さらに、アンカーフレームについては、輸送コストを抑えるために現場で組み立てるものとしているが、これに限らず、一部又は全部が組み立てられたアンカーフレームを現場に持ち込むものとしてもよい。また、捨てコンクリートや支持棒体、中間板等の厚みや径は、柱重量や上層階の重量によって適宜適切なものを選択することができる。

１ アンカーフレーム
１Ａ アンカーフレーム
２ テンプレート
２Ａ テンプレート
２ａ アンカーボルト用孔
２ｂ 水平面
３ アンカーボルト
３Ａ アンカーボルト
４ 支持棒体
５ 中間板
５ａ アンカーボルト用孔
５ｂ 支持棒体用孔
５ｃ 連結棒体用孔
５ｄ 孔
６ 連結棒体
７ 定着板
７ａ アンカーボルト用孔
８ 架台天板
８ａ アンカーボルト用孔
８ｃ 連結棒体用孔
８ｄ 孔
８ｅ 架台脚体用孔
９ 架台脚体
９ｂ 脚体固定部
９ｃ ボルト
Ｂ ベースプレート
Ｃ 柱
Ｇ 地盤
ＧＴ グラウト
Ｍ モルタル
Ｃ１ 捨てコンクリート
Ｃ２ 基礎コンクリート
Ｓ 配筋
Ｋ 型枠

Claims (5)

1. 鉄骨造の構造物を構成する露出型柱の下に配設されるアンカーフレームであって、
   柱設置前に取り外されるテンプレートと、
   該テンプレートで上端部が位置決め固定された複数のアンカーボルトと、
   該複数のアンカーボルトの下端部に取り付けられた定着板と、
   前記アンカーボルトを直接的又は間接的に支持する架台と、
   柱の下端側に設けられたベースプレートを共に支持するための柱脚支持手段とを備え、
   全体として柱及び他の上層階構成部材の重量に耐える強度を有することを特徴とするアンカーフレーム。
2. 前記柱脚支持手段が、前記複数のアンカーボルトよりも内方で前記ベースプレートを下側から複数箇所で支持するものであるとともに、前記ベースプレートの支持高さを調整するための高さ調整機構を有してなる請求項１記載のアンカーフレーム。
3. 前記柱脚支持手段が、前記定着板又は前記架台の上側に取り付けられた複数の連結棒体と、該複数の連結棒体の上端側に固定された中間板と、該中間板の上側に取り付けられた複数の支持棒体とを備え、該複数の支持棒体の上端で前記テンプレート又は前記ベースプレートを支持するものである請求項１又は２記載のアンカーフレーム。
4. 請求項１乃至３の何れか１項記載のアンカーフレームを設置し、地盤の基礎工事の前に、前記アンカーフレームの上に柱を立てて該柱を地盤側又は他の柱と連結手段で固定した状態で、地盤の基礎工事と、鉄骨建方及び上層階における作業とを並行して行う工程を、全部又は一部の領域で含む鉄骨造構造物の建築方法。
5. 捨てコンクリートを、前記アンカーフレームを用いる区分では厚み２００ｍｍ以上とし、他の区分では厚み３０〜１００ｍｍとする請求項４記載の鉄骨造構造物の建築方法。
   

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