JPH09291542A - Ｕ字形アンカーボルトを用いた鉄骨柱脚 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基礎コンクリート中にアンカーボルトを埋設
しておき、該アンカーボルトに嵌合するよう所定の位置
にボルト穴を有するベースプレートをもつ柱を立て、前
記アンカーボルトとベースプレートをナットで固定する
ことにより基礎の鉄筋コンクリート造に鉄骨柱を立脚す
る鉄骨柱脚において、アンカーボルトとしてＵ字形アン
カーボルトを用い、その頂部が広がっても支障なく鉄骨
柱脚を構築できるようにする。 【解決手段】 ベースプレート（３）のボルト穴を、ア
ンカーボルト（２）のＵ字形面内に平行な細長いボルト
穴（４）とし、Ｕ字形アンカーボルト（２）の頂部が広
がっても嵌合できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土木・建築あるい
は工作物に鉄骨構造を用いる際の鉄骨柱脚に関する。

【０００２】

【従来の技術】基礎の鉄筋コンクリート造に鉄骨柱を立
脚するとき、図１０及び図１１に示すように、基礎コン
クリート１中にアンカーボルト２Ａを埋設しておき、こ
のアンカーボルト２Ａに嵌合するよう所定の位置にアン
カーボルト挿入用のボルト穴４Ａを有するベースプレー
ト３を持つ柱５を立て、前記アンカーボルト２Ａとベー
スプレート３をナット６で固定する。このベースプレー
ト３は鋼板またはその組立材であり、また鋳鋼、型鍛鋼
品も用いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】柱脚は上部架構の荷重
を支えるだけでなく、地震時や暴風時に柱脚に曲げモー
メントと剪断力が発生する。これらの応力はベースプレ
ートとアンカーボルトによって基礎に伝達しなければな
らない。この機能を満足するためには、アンカーボルト
がベースプレートに予めあけられた穴に納まり、ナット
で締めつけて固定する必要がある。従ってアンカーボル
トの据付精度を確保することが施工上の管理の重点であ
る。

【０００４】アンカーボルトは曲げモーメントに対して
応力を負担するので、柱断面の外側に対称の位置に配置
される。その本数は応力の大きさに応じて設計される
が、精度管理上本数が少ないほど容易である。しかし最
小限４本は必要であり、これらのボルトが引張力に対し
て有効な定着耐力をもつためには、１本の鋼棒を冷間で
曲げ加工したＵ字形アンカーボルト２が力学的に効率が
良いことが実験的にも検証されている。最も効率の良い
配置は、図３ないし図５に示すＵ字形の底部を交差させ
た４本タイプである。

【０００５】しかしこのＵ字形に加工したアンカーボル
トは折り曲げ部の残留応力のため、工場で加工し、運
搬、現場での据付作業の過程で加わる衝撃等によって、
図６に示すように、頂部が所定の寸法Ｌ−１からＬ−２
へと開く傾向がある。

【０００６】その広がる大きさは、予測し難くベースプ
レートに形成したボルト穴に納まらないことがある。こ
の場合、ボルト頂部周辺のコンクリートを斫り取り、ガ
スバーナー等で頂部の開きを加熱矯正する方法がある
が、多大の手間を要し、ボルトの材質を劣化させるだけ
でなく、局部的に曲げたアンカーボルトの引張耐力は低
下するので、一般的に認められない。この場合、狂った
ボルト配置に合せたベースプレートに取り換える等の手
段をとらざるを得ないという問題がある。

【０００７】本発明は、従来の前述の問題点を解決すべ
くなされたもので、アンカーボルトとしては力学的に効
率が良いＵ字形アンカーボルトを用い、その頂部が広が
っても支障なく施工できるＵ字形アンカーボルトを用い
た鉄骨柱脚を提供することを目的としてなされたもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、基礎コ
ンクリート中にアンカーボルトを埋設しておき、該アン
カーボルトに嵌合するよう所定の位置にボルト穴を有す
るベースプレートをもつ柱を立て、前記アンカーボルト
とベースプレートをナットで固定することにより基礎に
鉄骨柱を立脚する鉄骨柱脚において、前記アンカーボル
トは、Ｕ字形アンカーボルトであり、前記ベースプレー
トの穴は、アンカーボルトのＵ字形面内に平行な細長い
ボルト穴である。

【０００９】また本発明によれば、Ｕ字形アンカーボル
トの少なくとも２セットをタスキ状に配置してある。

【００１０】また本発明によれば、Ｕ字形アンカーボル
トの２セットをタスキ状に配置した４本ボルトタイプの
ものである。

【００１１】また本発明によれば、Ｕ字形アンカーボル
トの４セットをタスキ状に配置した８本ボルトタイプの
ものである。

【００１２】また本発明によれば、ボルト軸部とベース
プレートのボルト穴との間隙に充填材を充填してある。

【００１３】また本発明によれば、充填材が高強度モル
タルである。

【００１４】さらに本発明によれば、充填材が接着機能
をもつ樹脂材である。

【００１５】ベースプレートの穴をアンカーボルトのＵ
字形面内に平行な細長いボルト穴とすることで、Ｕ字形
アンカーボルトの経時的に開こうとする変形に対して嵌
合しやすい。

【００１６】また、剪断力に対して通常の使用状態では
ベースプレート下面の摩擦力で剪断力が伝達するが、ボ
ルト穴が細長い穴であることからして、ボルト軸部と穴
側面が接触しやすく何れの方向の剪断力に対してもボル
トの一部、または全部に伝達される。

【００１７】また、ボルト穴とボルト軸部まわりに高強
度充填材を注入することにより、ベースプレートとアン
カーボルトの接合部の剛性強化が図られ、剛性な柱脚が
構成されてアンカーボルトは剪断力をも負担できるよう
になる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。Ｕ字形アンカーボルトは、前述のよう
に外方に広がる傾向があるので、工場の製作の際、設計
寸法より狭めて曲げ加工するが、変形の程度は予測が困
難である。ただ、その変形は、図６に示すように相対す
るボルト２、２を結ぶ線Ａ上にあることは明らかであ
る。

【００１９】そこで、ベースプレート３に形成するボル
ト穴は丸穴ではなく、図１および図２に示すように、変
形が予測される方向、すなわちアンカーボルト２のＵ字
形面内に平行な細長いボルト穴４とし、ボルト頂部が嵌
合しやすくなる。

【００２０】図１は、Ｕ字形アンカーボルト２の２セッ
トをタスキ状に配した４本のボルトタイプに対してベー
スプレート３の穴を相対するボルト２、２を結ぶ線上、
すなわちＵ字形面内に平行な細長いボルト穴４としたも
のである。また図２はＵ字形アンカーボルト２の４セッ
トをタスキ状に配した８本のボルトタイプに実施した例
である。いずれの場合もＵ字形アンカーボルトの経時的
に開こうとする変形に対して嵌合しやすい。

【００２１】ところで、柱脚に加わる剪断力に対して
は、ベースプレート下面と基礎コンクリートとの接触面
における摩擦力によって伝達されるとして設計するのが
通例である。このときの摩擦係数は０．４の値を用い
る。剪断力が大きくなり、あるいは塔状架構や筋違いを
有する架構では架構全体が水平力を受けるとき柱の軸方
向力が圧縮力ではなく、引張力となることがある。特に
架構面に筋違いや耐震壁を設けたときは、これらの部材
と接合する柱には地震力によって圧縮力と引張力の交番
荷重を受ける。引張力の場合、摩擦力は期待できないの
で、アンカーボルトが軸方向引張力と直角方向の水平剪
断力を負担することになる。この場合、細長いボルト穴
とボルト軸部は何れの方向の剪断力に対しても接触する
ことができる。

【００２２】前記の剪断力伝達機構をより確実にするた
め、図７に示すように、ボルト軸部２ａとベースプレー
トのボルト穴４との間隙に高強度モルタルあるいは接着
機能をもつ樹脂のグラウト材のような充填材７を充填す
る。この充填材は有機材、無機材任意のものを使用でき
る。この充填材の充填に際しては、ナット緩み止めとし
て図８に示すように、ナット６の外径より大きい窪み８
をボルト穴４の周辺に形成しその窪み８に充填材７を充
填するようにするとナットの回転が拘束されてゆるみ止
めとなる。

【００２３】また、図９に示すように、アンカーボルト
２をベースプレート３の上と下の面からナット６で締付
ける両締めとする場合は、ボルトのねじ部２ｂがボルト
穴４にあるので、これらの充填材７はねじ部の保護と共
にねじ溝の欠損断面に対して補剛の役割をもつ。９は充
填材止めの座金である。

【００２４】以上の例はＵ字形アンカーボルトをタスキ
状に配置したものであったが、Ｕ字形アンカーボルトを
平行に配置した場合にも本発明を実施することができ
る。

【００２５】

【発明の効果】従来のストレート形アンカーボルトに変
るＵ字形アンカーボルトは、定着耐力が向上するもので
ある。また、Ｕ字形アンカーボルトは定着深さを小さく
することができるので、基礎の配筋等との干渉が少ない
ので工事現場での作業性が向上し、総合的にみてコスト
が低減される。そして、ベースプレートの穴をアンカー
ボルトのＵ字形面内に平行な細長いボルト穴とすること
で、Ｕ字形アンカーボルトの頂部が広がっても支障なく
嵌合することができる。また、ベースプレートは穴あけ
加工のみ変えればよいので、コストを上げることなく機
能を確保することができ、ボルトの位置精度を修正する
台直し等が不要になるので作業性がよくなる。また、ボ
ルト穴とボルト軸部周辺に高強度充填材を用いることに
より、力学的にみて鉄骨柱脚と基礎との一体化が図ら
れ、剛な柱脚構造によって鉄骨加工の安全性を確保する
ことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｕ字形アンカーボルトの２セットをタスキ状に
配した４本ボルトタイプに本発明を実施した平面図。

【図２】Ｕ字形アンカーボルトの４セットをタスキ状に
配した８本ボルトタイプに本発明を実施した平面図。

【図３】タスキ状に配したＵ字形アンカーボルトとベー
スプレートとの関係を示す正面図。

【図４】図３のイ−イ線断面図。

【図５】図３のロ−ロ線断面図。

【図６】アンカーボルトの変形状態を示す正面図（上
部）及び平面図（下部）。

【図７】ボルト穴とボルト軸部まわりに高強度充填材を
充填した平面図。

【図８】高強度充填材を充填した他の態様を示す縦断面
図。

【図９】高強度充填材を充填したさらに他の態様を示す
縦断面図。

【図１０】従来の鉄骨柱脚の正面図。

【図１１】図１０のイ−イ線断面図。

【符号の説明】

１・・・基礎コンクリート ２・・・Ｕ字形アンカーボルト ３・・・ベースプレート ４・・・ボルト穴 ５・・・鉄骨柱 ６・・・ボルト ７・・・充填材 ８・・・窪み ９・・・充填材止め座金

フロントページの続き (72)発明者 佐 藤 邦 昭 神奈川県平塚市八重咲町24−21 (72)発明者 山 田 淳 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 北 野 隆 司 福岡県北九州市若松区北浜１−９−１ 日 立金属株式会社若松工場内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基礎コンクリート中にアンカーボルトを
   埋設しておき、該アンカーボルトに嵌合するよう所定の
   位置にボルト穴を有するベースプレートを持つ柱を立
   て、前記アンカーボルトとベースプレートをナットで固
   定することにより基礎に鉄骨柱を立脚する鉄骨柱脚にお
   いて、前記アンカーボルトは、Ｕ字形アンカーボルトで
   あり、前記ベースプレートの穴は、アンカーボルトのＵ
   字形面内に平行な細長いボルト穴であることを特徴とす
   るＵ字形アンカーボルトを用いた鉄骨柱脚。
2. 【請求項２】 Ｕ字形アンカーボルトの少なくとも２セ
   ットをタスキ状に配置してなることを特徴とする請求項
   １に記載のＵ字形アンカーボルトを用いた鉄骨柱脚。
3. 【請求項３】 Ｕ字形アンカーボルトの２セットをタス
   キ状に配置した４本ボルトタイプのものであることを特
   徴とする請求項２に記載のＵ字形アンカーボルトを用い
   た鉄骨柱脚。
4. 【請求項４】 Ｕ字形アンカーボルトの４セットをタス
   キ状に配置した８本ボルトタイプのものであることを特
   徴とする請求項２に記載のＵ字形アンカーボルトを用い
   た鉄骨柱脚。
5. 【請求項５】 ボルト軸部とベースプレートのボルト穴
   との間隙に充填材を充填してなることを特徴とする請求
   項１又は２のいずれかに記載のＵ字形アンカーボルトを
   用いた鉄骨柱脚。
6. 【請求項６】 充填材が高強度モルタルであることを特
   徴とする請求項５に記載のＵ字形アンカーボルトを用い
   た鉄骨柱脚。
7. 【請求項７】 充填材が接着機能をもつ樹脂材であるこ
   とを特徴とする請求項５に記載のＵ字形アンカーボルト
   を用いた鉄骨柱脚。