JP7340416B2 - 鉄骨柱の柱脚構造 - Google Patents

Description

本発明は、鉄筋コンクリート造の構造体に、鉄骨柱の柱脚部のベースプレートを接合するためのアンカーボルトが埋設される鉄骨柱の柱脚構造に関する。

従来より、鉄筋コンクリート躯体の上に鉄骨柱を設置する場合、鉄筋コンクリート躯体にアンカーボルトを埋設しておき、このアンカーボルトに鉄骨柱の柱脚のベースプレートを接合することが行われる（特許文献１～３参照）。
特許文献１には、アンカーボルトの下端部にアンカーボルトの引抜きに抵抗する定着板を設けた構造が示されている。
特許文献２には、アンカーボルトの下端部に定着部を設け、この定着部の上側にフープ状鉄筋を配置した構造が示されている。
特許文献３には、アンカーボルトの位置および高さを決定するためのアンカーフレームが示されている。このアンカーフレームは、矩形枠状の支持板と、この支持板の四隅に設けられた４つの脚部材と、を備えている。このアンカーフレームの脚部を捨てコンクリート上に固定し、このアンカーフレームの支持板にアンカーボルトを固定することで、アンカーボルトの位置および高さを決定できる。

特開２００５－３０７７０１号公報 特開２０１８－５３５６３号公報 特開２００６－１６９３１号公報

本発明は、鉄筋コンクリート造の構造体に、鉄骨柱の柱脚部のベースプレートを接合するためのアンカーボルトを低コストで設置できる、鉄骨柱の柱脚構造を提供することを課題とする。

本発明者らは、一般階の柱や基礎柱などの鉄筋コンクリート造の構造体の上に設置される鉄骨柱の柱脚構造として、柱主筋に取り付けられる支持架台上に、鉄骨柱の柱脚部のベースプレートを接合するためのアンカーボルトを設置し、支持架台の高さを調整することによりアンカーボルトの定着長さを容易に調整できる点に着目し、本発明に至った。
第１の発明の鉄骨柱の柱脚構造は、鉄筋コンクリート造の構造体（例えば、後述の鉄筋コンクリート柱１０）に、鉄骨柱（例えば、後述の鉄骨柱２０）の柱脚部のベースプレート（例えば、後述のベースプレート２１）を接合するためのアンカーボルトが埋設される鉄骨柱の柱脚構造であって、前記構造体の鉛直方向に延びる鉛直鉄筋（例えば、後述の柱主筋１１Ａ）に取り付けられる支持架台（例えば、後述の支持架台３０）と、当該支持架台の上に載置されて鉄骨柱の柱脚部のベースプレートが接合されるアンカーボルト（例えば、後述のアンカーボルト４０）と、を備え、当該アンカーボルトは、ねじが刻設された棒状のアンカーボルト本体（例えば、後述のアンカーボルト本体４１）と、当該アンカーボルト本体の下端部に設けられて側方に拡がる定着部（例えば、後述の鍔付きナット４２）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、鉄筋コンクリート造の構造体の鉛直鉄筋に支持架台を取り付け、この支持架台の上面に、鉄骨柱の柱脚部のベースプレートが接合されるアンカーボルトを載置した。よって、従来のように、アンカーボルトの下方に位置するコンクリート面上にアンカーフレームを設置し、このアンカーフレームでアンカーボルトを支持する必要がなく、施工コストを低減できる。
また、鉛直鉄筋に対する支持架台の高さを調整するだけで、構造体の内部に埋設されるアンカーボルトの定着長さを容易に調整できる。
また、アンカーボルトの下端部に側方に拡がる定着部を設けたので、アンカーボルトに引抜き力が作用した場合に、この定着部により支圧面積が拡がるから、アンカーボルトの引抜き耐力を向上できる。

第２の発明の鉄骨柱の柱脚構造は、前記鉛直鉄筋には、係止部材（例えば、後述の下側のナット１４）が取り付けられ、前記支持架台は、当該係止部材の上に係止されることを特徴とする。

この発明によれば、鉛直鉄筋に係止部材を取り付け、この係止部材の上に支持架台を係止した。よって、係止部材の高さを調整するだけで、支持架台の上に設けられたアンカーボルトの定着長さを容易に調整できる。

第３の発明の鉄骨柱の柱脚構造は、前記アンカーボルト本体は、ねじふし鉄筋であることを特徴とする。

この発明によれば、アンカーボルト本体をねじふし鉄筋としたので、ねじ切り鋼棒のように断面欠損が生じることはなく、地震等によりアンカーボルトに引抜き力が作用した場合でも、十分な伸び能力を得られる。また、アンカーボルトのねじ状のふしの存在により、構造体のコンクリート躯体との付着性能を確保でき、鉄骨柱の柱脚部の回転剛性を向上できる。

本発明によれば、鉄筋コンクリート造の構造体に、鉄骨柱の柱脚部のベースプレートを接合するためのアンカーボルトを低コストで設置できる、鉄骨柱の柱脚構造を提供できる。

本発明の第１実施形態に係る鉄筋コンクリート柱と鉄骨柱との接合構造の模式的な縦断面図である。 図１のＡ－Ａ断面図である。 図１のＢ－Ｂ断面図である。 図２のＣ－Ｃ断面図である。 図４のＤ－Ｄ断面図である。 鉄筋コンクリート柱を構築して鉄骨柱を取り付ける手順のフローチャートである。 鉄筋コンクリート柱を構築して鉄骨柱を取り付ける手順の説明図である。 本発明の第２実施形態に係る鉄筋コンクリート柱と鉄骨柱との接合構造の水平断面図である。

本発明は、鉄筋コンクリート造の柱の柱主筋に取り付ける支持架台の上面に、鉄骨柱の柱脚部のベースプレートを接合するためのアンカーボルトが載置される鉄骨柱の柱脚構造である。本発明の特徴は、鉄筋コンクリート造の柱の柱主筋に係止部材（下側のナット）を取り付け、この係止部材上に支持架台を設ける点である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る鉄筋コンクリート柱と鉄骨柱との接合構造１の模式的な縦断面図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。図３は、図１のＢ－Ｂ断面図である。なお、理解の容易のため、図１では、後述のフープ筋１２の表示を省略している。
鉄筋コンクリート柱と鉄骨柱との接合構造１は、鉄筋コンクリート造の構造体としての鉄筋コンクリート柱１０と、この鉄筋コンクリート柱１０の上面に接合された鉄骨柱２０と、を備える。
鉄筋コンクリート柱１０は、平面矩形状である。この鉄筋コンクリート柱１０の上端部には、８本のアンカーボルト４０が埋設されており、これらアンカーボルト４０は、鉄筋コンクリート柱１０の上端面から上方に突出している。
鉄骨柱２０のベースプレート２１は、鉄筋コンクリート柱１０の上端面に載置されてアンカーボルト４０に接合されている。

鉄筋コンクリート柱１０には、鉄筋コンクリート柱１０の外周に沿って配置されて鉛直方向に延びる複数の柱主筋１１、この柱主筋１１を囲んで配置されたフープ筋１２、互いに対向する柱主筋１１同士を連結する中子筋１３が配筋されている。
鉄筋コンクリート柱１０の柱主筋１１Ａには、図２に示すように、４つの支持架台３０が取り付けられており、各支持架台３０の上には、２本のアンカーボルト４０が載置されている。各支持架台３０は、平面視で、鉄筋コンクリート柱１０の隣り合う辺に跨がって配置されている。ここで、柱主筋１１のうち、支持架台３０が取り付けられるものを柱主筋１１Ａとする。

図４は、図２のＣ－Ｃ断面図である。図５は、図４のＤ－Ｄ断面図である。
支持架台３０は、山形鋼であり、この支持架台３０の両端側には、柱主筋１１Ａが貫通する貫通孔３１が形成されている。
柱主筋１１Ａは、ねじふし鉄筋となっている。柱主筋１１Ａには、上下一対のナット１４、１５が螺合されており、これら上下のナット１４、１５で支持架台３０を上下から挟み込むことで、支持架台３０が柱主筋１１Ａに支持されている。
具体的には、まず、柱主筋１１Ａに下側のナット１４を螺合して高さを調整する。次に、支持架台３０の貫通孔３１に柱主筋１１Ａを挿通して、支持架台３０を下側のナット１４の上に係止させる。次に、上側のナット１５を柱主筋１１Ａに螺合して締め付ける。これにより、支持架台３０が柱主筋１１Ａに固定される。
また、支持架台３０の上面のうちアンカーボルト４０が配置される部分には、環状の座金３２が溶接固定されている。

アンカーボルト４０は、ねじが刻設された棒状のアンカーボルト本体４１と、アンカーボルト本体４１の下端部に設けられて側方に拡がる定着部としての鍔付きナット４２と、を備える。
アンカーボルト本体４１は、ねじふし鉄筋であり、このアンカーボルト本体４１の下端部は、支持架台３０の上面に設けられた環状の座金３２に嵌合している。
鍔付きナット４２は、アンカーボルト本体４１の下端部に螺合されている。この鍔付きナット４２を設けることにより、アンカーボルト４０の下端部が側方に拡がった形状となっている。
図１に戻って、鉄骨柱２０のベースプレート２１には、８つの貫通孔２２が形成されており、これら貫通孔２２にアンカーボルト本体４１の上端部を挿通し、ナット２３を螺合することで、鉄骨柱２０が鉄筋コンクリート柱１０に接合される。

以下、鉄筋コンクリート柱１０を構築して鉄骨柱２０を取り付ける手順について、図６のフローチャートを参照しながら説明する。
ステップＳ１では、図７に示すように、鉄筋コンクリート柱１０の鉄筋を配筋する。具体的には、柱主筋１１、フープ筋１２、中子筋１３を配筋する。このとき、鉄筋コンクリート柱１０の柱主筋１１Ａに支持架台３０を取り付けるとともに、アンカーボルト４０を支持架台３０上に載置する。
ステップＳ２では、鉄筋コンクリート柱１０に図示しない型枠を建て込む。
ステップＳ３では、建て込んだ型枠内にコンクリートを打設し、鉄筋コンクリート柱１０を構築する。
ステップＳ４では、図１に示すように、鉄骨柱２０を取り付ける。具体的には、鉄骨柱２０を鉄筋コンクリート柱１０上に配置して、この鉄骨柱２０のベースプレート２１を、鉄筋コンクリート柱１０の上端面から突出したアンカーボルト４０に接合する。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）鉄筋コンクリート柱１０の柱主筋１１Ａに支持架台３０を取り付け、この支持架台３０の上面に、鉄骨柱２０の柱脚部のベースプレート２１が接合されるアンカーボルト４０を載置した。よって、従来のように、アンカーボルトを位置決めするためのアンカーフレームが不要となるから、施工コストを低減できる。
また、柱主筋１１Ａに対する支持架台３０の高さを調整するだけで、鉄筋コンクリート柱１０に埋設されるアンカーボルト４０の定着長さを容易に調整できる。
また、アンカーボルト４０の下端部に側方に拡がる鍔付きナット４２を設けたので、アンカーボルト４０に引抜き力が作用した場合に、この鍔付きナット４２により支圧面積が拡がるから、アンカーボルト４０の引抜き耐力を向上できる。

（２）柱主筋１１Ａに下側のナット１４を取り付け、この下側のナット１４の上に支持架台３０を係止した。よって、下側のナット１４の高さを調整するだけで、支持架台３０の上に設けられたアンカーボルト４０の定着長さを容易に調整できる。

（３）アンカーボルト本体４１をねじふし鉄筋としたので、ねじ切り鋼棒のように断面欠損が生じることはなく、地震等によりアンカーボルト４０に引抜き力が作用した場合でも、十分な伸び能力を得られる。また、アンカーボルト４０のねじ状のふしの存在により、鉄筋コンクリート柱１０のコンクリート躯体との付着性能を確保でき、鉄骨柱２０の柱脚部の回転剛性を向上できる。
（４）アンカーボルト本体４１の下端部を、支持架台３０の上面に設けられた環状の座金３２に嵌合させたので、この座金３２によりアンカーボルト本体４１の水平方向への移動が拘束されるから、アンカーボルト４０を確実に位置決めできる。

〔第２実施形態〕
図８は、本発明の第２実施形態に係る鉄筋コンクリート柱と鉄骨柱との接合構造１Ａの水平断面図である。
本実施形態では、支持架台３０を、平面視で、鉄筋コンクリート柱１０の互いに対向する辺に跨がって井形状に配置した点が、第１実施形態と異なる。
本実施形態によれば、上述の（１）～（３）の効果と同様の効果がある。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上述の各実施形態では、支持架台３０およびアンカーボルト４０を鉄筋コンクリート柱１０に設けたが、これに限らず、建物等の構造物の基礎フーチングに接続される基礎柱に設けてもよい。この場合、基礎柱の鉛直方向に延びる鉛直鉄筋に支持架台を取り付ける。
また、上述の各実施形態では、支持架台３０をナット１４、１５で上下から挟み込んで固定したが、これに限らず、柱主筋１１Ａに下側ナット１４のみを取り付け、この下側ナット上に支持架台３０を設置し、支持架台３０上にアンカーボルト４０を載置してもよい。
また、上述の各実施形態では、アンカーボルト本体４１の下端部に鍔付きナット４２を設けたが、これに限らず、アンカーボルト４０とコンクリートとの間で必要な付着強度を確保できる場合には、鍔付きナット４２を設けなくてもよい。
また、上述の各実施形態では、支持架台３０の上面に環状の座金３２を設けたが、これに限らず、座金３２を設けなくてもよい。

１、１Ａ…鉄筋コンクリート柱と鉄骨柱との接合構造
１０…鉄筋コンクリート柱 １１、１１Ａ…柱主筋（鉛直鉄筋） １２…フープ筋
１３…中子筋 １４…下側のナット（係止部材） １５…上側のナット
２０…鉄骨柱 ２１…ベースプレート ２２…貫通孔 ２３…ナット
３０…支持架台 ３１…貫通孔 ３２…座金
４０…アンカーボルト ４１…アンカーボルト本体 ４２…鍔付きナット（定着部）

Claims (3)

1. 鉄筋コンクリート造の構造体に、鉄骨柱の柱脚部のベースプレートを接合するためのアンカーボルトが埋設される鉄骨柱の柱脚構造であって、
   前記構造体の鉛直方向に延びる鉛直鉄筋に取り付けられる支持架台と、
   当該支持架台の上面に載置されて鉄骨柱の柱脚部のベースプレートが接合されるアンカーボルトと、を備え、
   当該アンカーボルトは、ねじが刻設された棒状のアンカーボルト本体と、当該アンカーボルト本体の下端部に設けられて側方に拡がる定着部と、を備え、前記支持架台と接合されておらず、
   前記ベースプレートの四隅には、それぞれ、前記アンカーボルトが２本一組として合計８本配置され、
   前記支持架台は、前記２本一組のアンカーボルトにつき１つずつ合計４つ設けられ、
   前記４つの支持架台は、それぞれ、両端で前記鉛直鉄筋に支持されることを特徴とする鉄骨柱の柱脚構造。
2. 前記鉛直鉄筋には、係止部材が取り付けられ、
   前記支持架台は、当該係止部材の上面に係止されることを特徴とする請求項１に記載の鉄骨柱の柱脚構造。
3. 前記アンカーボルト本体は、ねじふし鉄筋であることを特徴とする請求項１または２に記載の鉄骨柱の柱脚構造。

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