JP6243168B2 - 柱脚補強構造 - Google Patents
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根巻きやアンカー部分が損傷し、その補強構造の機能が損なわれて柱脚部までが損傷してしまうと、柱を修復したり付け替えたりしなければならなくなり、地震後の早期復旧が困難になることがあり問題となる。
所定の躯体上に立設されている柱の柱脚部を補強する柱脚補強構造であって、
前記躯体に固定されているとともに、前記柱脚部の周囲に当接して前記柱脚部の移動を規制する移動規制部材と、
前記移動規制部材を跨ぐように配されて、前記移動規制部材で囲われた部分よりも上方の前記柱に一端部が固定され、前記移動規制部材よりも下方の前記躯体に他端部が固定されている板状部材と、
を備え、
前記移動規制部材は、前記柱脚部の周囲を囲う枠部と、前記枠部から外側に延在したフランジ部を有し、前記フランジ部が、前記柱の長手方向に沿う向きのアンカーを用いて前記躯体に固定されており、
前記板状部材の他端部は、前記柱の長手方向と直交する向きのアンカーを用いて前記躯体に固定されており、
前記板状部材は、曲げ延性を有する材料からなるようにした。
さらに、比較的大きな地震の揺れによって柱が大きく撓む力が作用した場合には、一端部が柱に固定されて他端部が躯体に固定されている板状部材が曲がったり延びたりするように変形することで地震のエネルギーを吸収し、躯体にその力(地震に伴う柱の揺動エネルギー)を伝達させないようにすることができる。
そして、移動規制部材が柱の柱脚部が水平方向に移動することを規制することと、板状部材が変形することで地震に伴う柱の揺動エネルギー(柱の曲げモーメント)を吸収することによって、例えば、柱が躯体から浮き上がってしまうなど柱脚部が損傷することを防ぐことができるので、地震後に柱を修復したり付け替えたりする必要がなく、板状部材のみの交換で復旧させることができるので、地震後の早期復旧が可能になる。
また、板状部材は、移動規制部材を跨ぐように柱の側面に沿って露出した状態で取り付けられており、変形した板状部材を取り替える作業が容易であるので、地震後の早期復旧が可能になる。
また、板状部材を躯体に固定しているアンカーが、柱の長手方向と直交する向きに躯体に埋め込まれていることで、地震の揺れで撓む柱に一端部が固定されている板状部材が上方に引っ張られることに抗することができ、板状部材が躯体に固定された状態を維持することができる。
そして、移動規制部材と板状部材がともに躯体に固定された状態を維持することで、柱の柱脚部が損傷することをより確実に防ぐことができる。
前記フランジ部は、前記板状部材との間に前記柱を挟む位置に設けられているようにする。
例えば、躯体の縁に柱が立設されて、躯体の側面に板状部材の他端部が固定されている場合、板状部材の一端部が固定されている柱の側面の背面側となる枠部にフランジ部を設け、フランジ部と板状部材で柱を挟むようにすれば、移動規制部材と板状部材とでバランスよく柱の柱脚部を補強することができる。
前記板状部材の前記一端部と前記他端部の間には、前記一端部及び前記他端部よりも細く形成されている変形可能部が設けられているようにする。
板状部材においてその両端よりも細く形成されている変形可能部は、板状部材に負荷が掛かったときに変形し易いので、変形可能部が曲がったり延びたりするように変形することで負荷のエネルギーを吸収し、柱に固定されている一端部や躯体に固定されている他端部を損傷させないようにすることができる。
図1、図2に示すように、上家Rの柱である鉄骨柱1は、プラットホームPを構成するホーム桁10上に立設されている。
ホーム桁10は、鉄筋コンクリート造の躯体である。ホーム桁10にはコンクリート製のホームスラブ(図示省略)が設けられており、プラットホームP上を歩行可能にしている。
鉄骨柱1は、H形鋼2の下端部に矩形板状のベースプレート3が溶接されてなり、鉄骨柱1のベースプレート3部分が柱固定用のアンカーボルト4でホーム桁10に固定されている。
なお、鉄骨柱1は、プラットホームの長手方向に沿うホーム桁10aと、プラットホームの幅方向に沿うホーム桁10bとが略T字状に交わっている箇所に固定されている。
柱脚補強構造100は、図1、図2に示すように、ホーム桁10に固定されているとともに鉄骨柱1の柱脚部の周囲に当接して柱脚部の移動を規制する移動規制部材20と、一端部が鉄骨柱1(H形鋼2)に固定されて他端部がホーム桁10に固定されている板状部材30等を備えている。
この移動規制部材20と板状部材30は、鉄骨柱1の柱脚部を補強する補強部材として機能する。
枠部21は、略ロ字状に組み合わせた4枚の鋼板を溶接によって一体化したものである。枠部21は4つの壁面を有し、矩形の開口を有する無底の角筒である。
フランジ部22は、アンカー23を取り付けるための4つの取付穴22aが設けられた鋼板からなり、その鋼板の一辺を枠部21の外面下部に溶接によって接合したものである。
次いで、所定の取付穴22aが設けられている鋼板を、枠部21の一壁面の下部に溶接してフランジ部22を形成する。ここでは、プラットホームの幅方向に沿うホーム桁10bの上に相当する位置にフランジ部22を形成している。なお、フランジ部22となる鋼板を予め枠部21の一壁面となる鋼板に接合しておき、その鋼板を溶接して枠部21を形成した際にはフランジ部22が一体に設けられているようにしてもよい。
そして、フランジ部22の取付穴22aを通じてアンカー23をホーム桁10bに埋め込み、移動規制部材20をホーム桁10(10b)に固定する。このフランジ部22に取り付けられたアンカー23は、鉄骨柱1(H形鋼2)の長手方向に沿う向きにホーム桁10bに埋め込まれている。
こうして、鉄骨柱1の柱脚部を囲うように移動規制部材20を組み立て、移動規制部材20のフランジ部22をアンカー23でホーム桁10に固定することで、移動規制部材20の取り付けが完了する。
この板状部材30は、曲げ延性を有する材料からなり、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼からなる鋼板で形成された部材である。板状部材30における柱脚接合部31は基礎接合部32よりも幅が細く形成され、変形可能部33は柱脚接合部31と基礎接合部32よりも幅が細く形成されている。
柱脚接合部31と基礎接合部32よりも変形可能部33が細く形成されていることで、板状部材30に負荷が掛かったときに変形可能部33が変形し易くなっており、変形可能部33が柱脚接合部31や基礎接合部32よりも先にダメージを受けて負荷のエネルギーを吸収することで、柱脚接合部31や基礎接合部32を損傷させないようになっている。
また、基礎接合部32にはアンカー35を取り付けるための4つの取付穴32aが設けられている。
また、柱脚接合部31には、比較的小さな鋼板を柱脚接合部31に溶接して板状部材30と一体化した接合板34が設けられている。
次いで、移動規制部材20の枠部21で囲われた部分よりも上方の鉄骨柱1(H形鋼2)に、板状部材30の柱脚接合部31を溶接によって固定する。ここでは鉄骨柱1(H形鋼2)の側面と柱脚接合部31との間隙に相当する厚みの接合板34を用い、柱脚接合部31と接合板34を溶接するとともに、接合板34と鉄骨柱1(H形鋼2)を溶接することによって、板状部材30の一端部を鉄骨柱1(H形鋼2)に固定している。なお、予め接合板34が柱脚接合部31に接合されている板状部材30を用いてもよい。
こうして、基礎接合部32をアンカー35でホーム桁10に固定するとともに、接合板34を介して柱脚接合部31を鉄骨柱1(H形鋼2)に固定することで、板状部材30の取り付けが完了する。
また、一端の柱脚接合部31が溶接によって鉄骨柱1に固定され、他端の基礎接合部32がアンカー35を用いてホーム桁10に固定された板状部材30が、移動規制部材20を跨ぐように設けられている。
なお、この柱脚補強構造100における移動規制部材20等を覆い隠すように、柱脚部の周囲を囲う化粧板を配設してもよい。
(1) ホーム桁10に立設されている鉄骨柱1の柱脚部の四面には、ホーム桁10にアンカー23で固定されている移動規制部材20の枠部21が当接しているので、地震の揺れによって鉄骨柱1の柱脚部が前後左右に移動することが規制され、柱脚部が水平方向にずれることを防止し、柱脚部が損傷することを防ぐことができる。
また、板状部材30をホーム桁10に固定しているアンカー35は、鉄骨柱1の長手方向と直交する向きにホーム桁10に埋め込まれているので、地震の揺れで鉄骨柱1が撓んだことに伴い、その撓んだ鉄骨柱1に一端部が固定されている板状部材30が上方に引っ張られることに抗して、板状部材30がホーム桁10に固定された状態を維持することができる。
そして、移動規制部材20と板状部材30がともにホーム桁10に固定された状態を維持することで、鉄骨柱1の柱脚部が損傷することをより確実に防ぐことができる。
そして、移動規制部材20のフランジ部22は、板状部材30との間に鉄骨柱1を挟む位置に設けられている。
このように、ホーム桁10の縁に鉄骨柱1が立設されて、ホーム桁10の側面に板状部材30が取り付けられている場合、板状部材30の柱脚接合部31が固定されている鉄骨柱1の側面の背面側となる枠部21にフランジ部22を設け、フランジ部22と板状部材30で鉄骨柱1を挟むようにすれば、移動規制部材20と板状部材30とでバランスよく鉄骨柱1の柱脚部を補強することができる。
2 H形鋼
3 ベースプレート
4 アンカーボルト
10(10a、10b) ホーム桁(躯体)
20 移動規制部材
21 枠部
22 フランジ部
23 アンカー
30 板状部材
31 柱脚接合部(一端部)
32 基礎接合部(他端部)
33 変形可能部
34 接合板部
35 アンカー
100 柱脚補強構造
Claims (3)
- 所定の躯体上に立設されている柱の柱脚部を補強する柱脚補強構造であって、
前記躯体に固定されているとともに、前記柱脚部の周囲に当接して前記柱脚部の移動を規制する移動規制部材と、
前記移動規制部材を跨ぐように配されて、前記移動規制部材で囲われた部分よりも上方の前記柱に一端部が固定され、前記移動規制部材よりも下方の前記躯体に他端部が固定されている板状部材と、
を備え、
前記移動規制部材は、前記柱脚部の周囲を囲う枠部と、前記枠部から外側に延在したフランジ部を有し、前記フランジ部が、前記柱の長手方向に沿う向きのアンカーを用いて前記躯体に固定されており、
前記板状部材の他端部は、前記柱の長手方向と直交する向きのアンカーを用いて前記躯体に固定されており、
前記板状部材は、曲げ延性を有する材料からなることを特徴とする柱脚補強構造。 - 前記フランジ部は、前記板状部材との間に前記柱を挟む位置に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の柱脚補強構造。
- 前記板状部材の前記一端部と前記他端部の間には、前記一端部及び前記他端部よりも細く形成されている変形可能部が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の柱脚補強構造。
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