JP2002004422A - 柱脚部制震構造 - Google Patents
柱脚部制震構造Info
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Abstract
ー吸収性能を発揮し、柱脚部の損傷を防止することがで
きると共に、柱脚部の固定度の評価が容易で、構造設計
を正確に行える、柱脚部制震構造を提供する。 【解決手段】 柱脚部に固定したベースプレートと鉄骨
柱の下端面とを縁切りして鉄骨柱はベースプレートに対
して傾動可能とされている。前記ベースプレートと鉄骨
柱とが低降伏点鋼パネル等のエネルギー吸収部材で連結
されている。
Description
を鉄骨柱の柱脚部で低減させる柱脚部制震構造の技術分
野に属する。
ス、間柱、壁等へエネルギー吸収部材を設置した構成が
一般的であるが、開口部が塞がれるので、設計計画上の
制限を受けてしまう。
み、設計の自由度を大きくした制震構造も、例えば、特
開平4−1373号公報、特開平6−341246号公
報、特許第2669740号公報等に開示され公知であ
る。これらの制震構造はいずれも、建物の特に柱梁接合
部を、普通鋼又は高張力鋼から成る構成部材(鉄骨柱又
は鉄骨梁)に低降伏点鋼を複合化して構築し、前記低降
伏点鋼の変形により地震エネルギーを吸収させる構成で
ある。
震構造では、柱に鉄骨柱を使用して実施する場合、その
柱脚部は、柱脚基礎コンクリート中にアンカーボルトを
設置し、同アンカーボルトにより鉄骨柱下端部に取り付
けたベースプレートを緊結した構成とされる。さらに、
前記柱脚部は、露出型形式、埋込み型形式、及び根巻き
型形式に大別されるが、いずれの形式の柱脚部でも、大
地震時には、アンカーボルトの引き抜け又は破断、若し
くは基礎コンクリートの破壊のうちの少なくとも1つが
生じ、結局のところ損傷してしまう。特許第26697
40号公報の図示例の如く、柱脚部にも低降伏点鋼を複
合化し実施しても当該低降伏点鋼には小さな変形しか生
じないので、地震エネルギーの吸収性能は低く、この問
題点は緩和こそされ、解決はされない。
部の固定度の評価は、アンカーボルトと基礎コンクリー
トとの間の付着、及び基礎コンクリートに発生する亀裂
等が影響するため困難であり、実際には、前記柱脚部を
ピン接合或いは固定接合とみなして不正確な構造設計を
行うしかなかった。
定したベースプレートと鉄骨柱の下端面とを縁切りする
ことで、鉄骨柱の下端部を傾動可能とし、地震時に、エ
ネルギー吸収部材を大きく変形させ、建物の柱脚部で高
い地震エネルギー吸収性能を発揮する構成とし、柱脚部
の損傷を防止することができる、柱脚部制震構造を提供
することである。
価が容易で、構造設計を正確に行える、柱脚部制震構造
を提供することである。
ための手段として、請求項1に記載した発明に係る柱脚
部制震構造は、柱脚部に固定したベースプレートと鉄骨
柱の下端面とを縁切りして鉄骨柱はベースプレートに対
して傾動可能とされており、前記ベースプレートと鉄骨
柱とが低降伏点鋼パネル等のエネルギー吸収部材で連結
されていることを特徴とする。
た柱脚部制震構造において、エネルギー吸収部材は、平
面的に見て、鉄骨柱の4側面に沿って鉛直に配置され、
ベースプレートの上面と鉄骨柱の側面との間をそれぞれ
連結していることを特徴とする。
記載した柱脚部制震構造において、ベースプレートの上
面に鞘管が立ち上げられており、同鞘管の平面形状は、
鉄骨柱下端部の傾動を許容する隙間を確保した形状、大
きさとされていることを特徴とする。
た柱脚部制震構造において、エネルギー吸収部材は、平
面的に見て、鉄骨柱の4側面に直角4方向に配置され、
その外側端縁がベースプレートの上面に立ち上げた取付
け部材とそれぞれ接合されていることを特徴とする。
載した発明に係る柱脚部制震構造の実施形態を、図1〜
図4により説明する。
たように、柱脚部の基礎コンクリート1の上面へアンカ
ーボルト2でベースプレート3が固定され、当該ベース
プレート3の上面と鉄骨柱4の下端面との縁を切った状
態にして、前記鉄骨柱4はベースプレート3に対して傾
動可能とされており、さらに前記ベースプレート3と鉄
骨柱4とがエネルギー吸収部材としての低降伏点鋼パネ
ル5により連結されている(請求項1記載の発明)。
パネル5が、図2に示したように、平面的に見て、角形
鋼管から成る鉄骨柱4の4側面に沿って鉛直に配置さ
れ、ベースプレート3の上面と鉄骨柱4の側面との間を
それぞれ連結しており、その上下端部は溶接等の手段で
それぞれ接合されている(請求項2記載の発明)。
鞘管6が立ち上げられている。この鞘管6の平面形状
は、鉄骨柱4下端部の傾動を許容する隙間Cを確保した
形状、大きさとされており、鉄骨柱4の下端部の剪断ず
れを防止し、且つ低降伏点鋼パネル5の面外変形を拘束
して、建物の構造的な安全性を確保すると共に、図3に
示したように、柱脚部の外観をすっきりとしたものにし
ている(請求項3記載の発明)。
に起因して鉄骨柱4の柱脚部へ水平力が作用すると、ベ
ースプレート3と鉄骨柱4の下端面とは縁切りされてい
るので、図4に示した如く、当該鉄骨柱4の下端部は傾
動し、これに伴い、エネルギー吸収部材としての低降伏
点鋼パネル5に引張・圧縮の塑性変形を交互に生じて地
震エネルギーが効果的に吸収される。
されるエネルギー吸収部材としての低降伏点鋼パネル5
の弾塑性性状と変形断面をもとに容易に評価できるの
で、構造設計を正確に行うことができる。
震構造を応用し、鉄骨柱4とベースプレート3を、柱脚
部の基礎コンクリート1中に埋め込んだ実施形態を示し
ている。なお、この図5の実施形態では、基礎コンクリ
ート1を2度打ちして構築しており、ベースプレート3
が鞘管6と共に当該基礎コンクリート1中に固定されて
いるので、アンカーボルトは設置されていない。
部制震構造の実施形態を、図6、図7に基いて説明す
る。
示した柱脚部制震構造と同様、柱脚部の基礎コンクリー
ト1の上面へアンカーボルト2でベースプレート3が固
定され、当該ベースプレート3の上面と鉄骨柱4の下端
面との縁を切った状態にして、前記鉄骨柱4はベースプ
レート3に対して傾動可能とされており、さらに前記ベ
ースプレート3と鉄骨柱4とがエネルギー吸収部材とし
ての低降伏点鋼パネル5により連結された構成である
が、図7に示したように、合計4枚の低降伏点鋼パネル
5が、平面的に見て、角形鋼管から成る鉄骨柱4の4側
面に直角4方向に配置され、その外側端縁がベースプレ
ート3の上面に垂直に立ち上げた板状の取付け部材7と
それぞれ接合されていることを特徴とする。前記低降伏
点鋼パネル5の両端はやはり溶接等の手段で鉄骨柱4の
側面及び取付け部材7の側面へそれぞれ接合されてい
る。
力鋼が好適に使用される。当該取付け部材7は、上記し
た他の実施形態における鞘管6と同様、鉄骨柱4の下端
部の剪断ずれを防止し、且つ低降伏点鋼パネル5の面外
変形を拘束する役割も担う。
角形鋼管柱4に限定されず、円形鋼管柱、H形鋼柱その
他を使用しても実施できる。エネルギー吸収部材も、図
示した低降伏点鋼パネル5に限定されず、同じくエネル
ギー(地震エネルギー)を吸収し低減するのに好適な弾
塑性材であればよい。
係る柱脚部制震構造は、柱脚部に固定したベースプレー
トと鉄骨柱の下端面とが縁切りされているので、地震時
には、前記鉄骨柱の下端部が大きく傾動し、これに伴
い、低降伏点鋼パネル等のエネルギー吸収部材が大きく
変形するので、建物の柱脚部に高い地震エネルギー吸収
性能を発揮して、柱脚部の損傷を防止することができ
る。
ば、柱脚部の固定度は、使用される低降伏点鋼パネル等
のエネルギー吸収部材の弾塑性性状と変形断面をもとに
容易に評価できるので、構造設計を正確に行うことがで
きる。
た縦断面図である。
ある。
態を示した図である。
を示した縦断面図である。
形態を示した縦断面図である。
3)
た柱脚部制震構造において、エネルギー吸収部材は、平
面的に見て、鉄骨柱の4側面に直角4方向に配置され、
その内側端縁部が鉄骨柱の側面と、外側端縁部はベース
プレートの上面に固定して立ち上げた取付け部材とそれ
ぞれ接合されていることを特徴とする。
示した柱脚部制震構造と同様、柱脚部の基礎コンクリー
ト1の上面へアンカーボルト2でベースプレート3が固
定され、当該ベースプレート3の上面と鉄骨柱4の下端
面との縁を切った状態にして、鉄骨柱4はベースプレー
ト3に対して傾動可能とされ、前記ベースプレート3と
鉄骨柱4とがエネルギー吸収部材としての低降伏点鋼パ
ネル5により連結された構成である。具体的には図6、
図7に示したように、4枚の低降伏点鋼パネル5は、平
面的に見て、角形鋼管から成る鉄骨柱4の4側面の各中
央位置から直角4方向(直交する4方向)に配置され、
その内側端縁部が鉄骨柱4の側面と、外側端縁部はベー
スプレート3の上面に固定して垂直に立ち上げた板状の
取付け部材7の側面へそれぞれ溶接等の手段で接合され
ている。従って、鉄骨柱4の傾動に伴い低降伏点鋼パネ
ル5が塑性変形を生じて地震エネルギーを吸収する。
Claims (4)
- 【請求項1】柱脚部に固定したベースプレートと鉄骨柱
の下端面とを縁切りして鉄骨柱はベースプレートに対し
て傾動可能とされており、前記ベースプレートと鉄骨柱
とが低降伏点鋼パネル等のエネルギー吸収部材で連結さ
れていることを特徴とする、柱脚部制震構造。 - 【請求項2】エネルギー吸収部材は、平面的に見て、鉄
骨柱の4側面に沿って鉛直に配置され、ベースプレート
の上面と鉄骨柱の側面との間をそれぞれ連結しているこ
とを特徴とする、請求項1に記載した柱脚部制震構造。 - 【請求項3】ベースプレートの上面に鞘管が立ち上げら
れており、同鞘管の平面形状は、鉄骨柱下端部の傾動を
許容する隙間を確保した形状、大きさとされていること
を特徴とする、請求項1又は2に記載した柱脚部制震構
造。 - 【請求項4】エネルギー吸収部材は、平面的に見て、鉄
骨柱の4側面に直角4方向に配置され、その外側端縁が
ベースプレートの上面に立ち上げた取付け部材とそれぞ
れ接合されていることを特徴とする、請求項1に記載し
た柱脚部制震構造。
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