JP2003232078A - 柱脚金物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 柱脚金物の高さ位置を決める高さ位置決め部
材の使用に支障が無いと共に、施工効率やモルタルの充
填性等が悪化することなく、柱脚金物に働く水平力によ
り柱脚金物がズレるのを効果的に防止することができる
柱脚金物を提供する。 【解決手段】 柱脚の下端部に設けられアンカーボルト
用孔１４ａが形成された柱脚金物１４であって、厚さが
薄くなる段差凹部１４ｃを裏面四隅部に形成したことに
より、柱脚金物１４に働く水平力を直接アンカーボルト
５が受けて抵抗力を発揮することができるために、上記
水平力に対する抵抗力を従来のような摩擦力に比べて著
しく大きくすることができるので、上記水平力により柱
脚金物１４が水平方向にズレることをより効果的に防止
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築構造物の柱の
下端部をコンクリート基盤上に立設するための柱脚等に
用いられる柱脚金物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１に示すように、建築構造物の柱１
をコンクリート基盤２上に立てて固定した場合、柱１に
は、曲げモーメントＭ、せん断力Ｑ、軸方向圧縮力Ｎの
応力が同時に作用する。このとき柱１に作用するせん断
力Ｑ（水平力）に対して水平方向の抵抗力を発揮するの
は、柱１の軸方向圧縮力Ｎと曲げモーメントＭの作用に
よって発生する圧縮合力Ｃにより、柱脚金物４の底面と
コンクリート基盤２との間に充填したモルタル７の上面
との間に作用する摩擦力μＣである。ここでμは摩擦係
数である。

【０００３】ちなみにこのとき、柱１の下端に溶接によ
り一体的に固定された柱脚金物４は、図示していないア
ンカーボルトとナットの締付力Ｚと軸方向圧縮力Ｎによ
り、モルタル７を介してコンクリート基盤２に固定され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記せ
ん断力Ｑにより柱脚金物４に働く水平力に対して抵抗力
を発揮するのは、柱脚金物４の底面とモルタル７の上面
との間に作用する摩擦力μＣだけなので、上記水平力が
それより大きいときは柱脚金物４の水平方向のズレを防
止することができないおそれがある。

【０００５】特に建築構造物の左右半分の一方側の柱１
の軸方向圧縮力Ｎが負の値になる（軸方向引き抜き力に
なる）場合は、同じ側の柱脚金物４においては摩擦力μ
Ｃが小さくなり、ズレを防止する抵抗力を十分に発揮す
ることができない。ここで、軸方向引き抜き力（Ｎが負
の値）が大きく、圧縮合力Ｃが負の値となる場合は、摩
擦力μＣによる抵抗力はなくなる。

【０００６】また図１２に示すように、柱脚金物４のア
ンカーボルト用孔４ａの内周面とアンカーボルト５の外
周面との間には、アンカーボルト用孔４ａとアンカーボ
ルト５との間の位置ズレを吸収するために若干の隙間が
あり、アンカーボルト用孔４ａの内周面がアンカーボル
ト５の外周面に直接当たっていないため、アンカーボル
ト５が直接上記水平力に抵抗することができないので、
柱脚金物４のズレを効果的に防止することができない。

【０００７】一方、アンカーボルト５にネジ結合するナ
ット８を座金１０を挟んで柱脚金物４と一体的に溶接す
ることにより、柱脚金物４に働く水平力をアンカーボル
ト５が直接受けて柱脚金物４のズレを防止できるように
する方法も従来はあったが、溶接に手間がかかり施工効
率が悪化するという問題があった。

【０００８】或は、柱脚金物４の底面にシアプレートと
呼ばれる十字形の突起を溶接することにより、柱脚金物
４と上記モルタル７との間の水平方向のズレを防止でき
るようにする方法も従来はあった。

【０００９】しかしながら、柱脚金物４とコンクリート
基盤２との間にモルタル７を充填する前に、柱脚金物４
の中心部の下に置いて柱脚金物４の高さ位置を決める高
さ位置決め部材に上記シアプレートが干渉して柱脚金物
４の高さ位置を決めることができないだけでなく、モル
タル７の充填性や施工効率が悪化するという問題があっ
た。そしてさらには、シアプレートを介して柱脚金物４
からモルタル７だけに上記水平力が直接かかることによ
りモルタル７が割れるおそれもあった。

【００１０】そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、柱
脚金物の高さ位置を決める高さ位置決め部材の使用に支
障が無いと共に、施工効率やモルタルの充填性等が悪化
することなく、柱脚金物に働く水平力により柱脚金物が
ズレるのを効果的に防止することができる柱脚金物を提
供することを課題とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１は、柱脚の下端部に設けられアン
カーボルト用孔が形成された柱脚金物であって、厚さが
薄くなる段差凹部を裏面四隅部のみに形成した構成とし
たものである。

【００１２】また、上記課題を解決するために本発明の
請求項２は、柱脚の下端部に設けられアンカーボルト用
孔が形成された柱脚金物であって、厚さが薄くなる段差
凹部を裏面四隅部及び／又は裏面側辺部に形成した構成
としたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて具体的に説明する。図１ないし図３
は、本発明による柱脚金物の第１の実施の形態について
説明するために参照する図である。

【００１４】図１は、ほぼ正方形の板状のベースプレー
ト１４（柱脚金物）の、柱脚が設けられる側の上面と反
対側の下面（底面）から見た底面図、図２は、図１にお
けるベースプレート１４のＡ−Ａ線断面図である。

【００１５】同図に示すように、ベースプレート１４の
四隅部にはアンカーボルト用孔１４ａが形成されてい
る。ベースプレート１４の底面１４ｂの四隅部には、ア
ンカーボルト用孔１４ａの外径より少し外側の周辺領域
部から、ベースプレート１４の互いに９０°で交差して
隣合う一対の側辺の各々にかけて、段差凹部１４ｃ、及
び、この段差凹部１４ｃの領域を除く底面１４ｂに向っ
て垂直に立上がる境界垂直面１４ｄが、機械加工により
形成されている。

【００１６】ちなみにベースプレート１４には建築構造
用鋼を用いることができるが、これに限定されないこと
はいうまでもなく、建築構造用鋼以外の鋼、鋼以外の金
属、非金属等を用いることもでき、或は鋳鋼を用いて鋳
造によりベースプレート１４を形成することもできる。

【００１７】図３は、このようなベースプレート１４が
柱脚に設けられた鉄骨柱１をコンクリート基盤２上に固
定したときの、アンカーボルト５の周辺部を示す断面図
である。

【００１８】同図に示すように、ベースプレート１４の
底面１４ｂとコンクリート基盤２の間に充填されたモル
タル７は、ベースプレート１４の段差凹部１４ｃと境界
垂直面１４ｄに密着するように、段差凹部１４ｃとコン
クリート基盤２の間にも充填されると共に、境界垂直面
１４ｄとアンカーボルト５との間にもモルタル７は隙間
無く充填される。

【００１９】このため、図３に示すように、鉄骨柱１へ
のせん断力Ｑによりベースプレート１４に水平力Ｆが働
くと、ベースプレート１４の境界垂直面１４ｄがモルタ
ル７を介してアンカーボルト５を押すように動作するこ
とにより、水平力Ｆがアンカーボルト５に伝わることが
できる。

【００２０】このことにより、アンカーボルト５がその
水平力Ｆに対して抵抗力を発揮することができ、ベース
プレート１４が水平力Ｆによりズレを生じることを従来
よりも効果的に防止することができる。

【００２１】また、従来のように、ベースプレート１４
とナット８及び座金１０を一体化するための溶接等を施
す手間が必要無いので、施工効率が悪化するのを防止す
ることができる。

【００２２】また、ベースプレート１４の底面１４ｂに
はシアプレート等が無いため、ベースプレート１４の中
心部の下に置いてベースプレート１４の高さ位置を決め
る高さ位置決め部材が、シアプレート等に干渉すること
なくベースプレート１４の高さ位置を決めることができ
る。

【００２３】さらに、ベースプレート１４に働く水平力
Ｆのほとんどをアンカーボルト５が受けてその抵抗力を
発揮することができるので、従来のように、シアプレー
ト等から伝わる水平力Ｆのほとんどをモルタル７が受け
て、そのモルタル７が割れてしまうような事態を防止す
ることができる。

【００２４】一方、段差凹部１４ｃをベースプレート１
４の側辺部寄りに、かつ側辺に開口するように形成して
いるため、ベースプレート１４とコンクリート基盤２と
の間にモルタルを充填する際に、段差凹部１４ｃがモル
タルの流れの障害となることはない。

【００２５】図４，図５は、本発明の第２の実施の形態
について説明するために参照する図である。同図に示す
第２の実施の形態においては、アンカーボルト用孔１４
ａが、それを形成する面が段差凹部１４ｃに対して垂直
な境界垂直面１４ｄに一部接するように形成されてい
る。

【００２６】図５に示す第２の実施の形態では、図３の
第１の実施の形態に比べて、アンカーボルト５と境界垂
直面１４ｄとの距離がさらに短くなるために、ベースプ
レート１４からアンカーボルト５に伝わる水平力Ｆの割
合が大きくなる。従って、アンカーボルト５が発揮する
抵抗力もさらに大きくなるので、ベースプレート１４の
ズレ防止に対しさらに効果的である。

【００２７】図６ないし図９は、本発明の第３の実施の
形態について説明するために参照する図である。同図に
示す第３の実施の形態においては、その厚さが薄くなる
段差凹部１６ｃがベースプレート１６の底面１６ｂの四
隅部に計４つ形成されていると共に、底面１６ｂの四側
辺の各中央部にも段差凹部１６ｃと同じ深さの段差凹部
１６ｅが計４つ形成されている。従って、ベースプレー
ト１６の底面１６ｂには、計８つの段差凹部１６ｃ，１
６ｅが形成されていることになる。

【００２８】上記底面１６ｂの四側辺の各中央部の段差
凹部１６ｅは、アンカーボルト用孔１６ａから側辺に近
づくにつれて幅が広がるような傾斜する２本の線により
挟まれる、ほぼ三角形状に形成されている。そして、そ
の段差凹部１６ｅの最も内側、すなわちベースプレート
１６の側辺から最も離れた、ベースプレート１６の中心
寄りの位置には、アンカーボルト用孔１６ａが形成され
ている。

【００２９】そして、図６，図７，図９に示すように、
底面１６ｂの四隅部、及びその四側辺の各中央部のアン
カーボルト用孔１６ａが、それらを形成する面が段差凹
部１６ｃ，１６ｅに対して垂直な境界垂直面１６ｄに一
部接するように形成されている。

【００３０】このような本発明の第３の実施の形態によ
れば、前記第２の実施の形態に比べて、アンカーボルト
用孔１６ａの数、すなわちアンカーボルト５の本数が２
倍となるため、ベースプレート１６からアンカーボルト
５の各々に伝わる水平力Ｆの割合が概ね２分の１に分散
されて、アンカーボルト５の各々が発揮する抵抗力も概
ね２分の１に分散される。

【００３１】このため、アンカーボルト５の各々が、前
記第２の実施の形態の４本の場合のアンカーボルト５の
各々と同じ位の抵抗力を発揮する場合は、この第３の実
施の形態のアンカーボルト５の各々の抵抗力の合計は、
第２の実施の形態の場合の水平力Ｆより大きな水平力に
抵抗できるようになるので、ベースプレート１６のズレ
を確実に防止することができる。

【００３２】図１０は、本発明の第４の実施の形態につ
いて説明するために参照する図である。同図に示す第４
の実施の形態に係るベースプレート１８は、その厚さが
薄くなる段差凹部１８ｃがベースプレート１８の底面１
８ｂの四隅部に計４つ形成されていると共に、底面１８
ｂの四側辺の各中央部にも段差凹部１８ｅが計４つ形成
されている点においては前記第３の実施の形態と同様で
あるが、四側辺の各中央部の段差凹部１８ｅの形状が前
記第３の実施の形態と異なっている。

【００３３】すなわち、前記第３の実施の形態の段差凹
部１６ｅはほぼ三角形状に形成されているのに対し、こ
の第４の実施の形態の段差凹部１８ｅは、アンカーボル
ト用孔１８ａの直径と同じ幅で、各側辺に対してほぼ直
角に交差するような２本の線により挟まれる、ほぼ四辺
形状に形成されている点において異なっている。

【００３４】このような第４の実施の形態においては、
ベースプレート１８に図１０中の矢印方向に水平力Ｆが
加わったときは、図中の符号ａ〜ｅの５箇所のアンカー
ボルト用孔１８ａのアンカーボルト５のすべてに、水平
力Ｆの方向と垂直の境界垂直面１８ｄが押圧するので、
水平力Ｆに対して５本のアンカーボルト５が前記第３の
実施の形態よりも大きな抵抗力を発揮することができ
る。

【００３５】すなわち、前記第３の実施の形態のベース
プレート１６に同方向に水平力Ｆが加わったときは、突
当りの側辺に並ぶ（図１０の符号ａ〜ｃの位置に相当す
る）３本のアンカーボルト５は、第４の実施の形態にお
けるそれらと同様の抵抗力を発揮することができるが、
図１０の符号ｄ，ｅの位置に相当する２本のアンカーボ
ルト５は、それらの位置に対応する段差凹部１６ｅがほ
ぼ三角形状のため、境界垂直面１６ｄが各側辺に対して
傾斜するように形成されていることにより、それら２本
のアンカーボルト５はその傾斜角に応じた分力の抵抗力
しか発揮できない。

【００３６】これに対し第４の実施の形態の、図１０の
符号ｄ，ｅの位置に相当する２本のアンカーボルト５
は、各側辺に対して垂直の境界垂直面１８ｄから押圧力
を受けるので、前記第３の実施の形態のように押圧力の
分力ではなく、垂直の境界垂直面１８ｄから受ける押圧
力と同じ抵抗力を発揮することができる。

【００３７】なお、前記第３，第４の実施の形態におい
ては、段差凹部１６ｃ，１６ｅ，１８ｃ，１８ｅが、ベ
ースプレート１６，１８の底面１６ｂ，１８ｂの四隅部
と、四側辺の各中央部に形成されていたが、それらの段
差凹部は、四側辺の各中央部のみに形成されてもよく、
又は四側辺の各々に２箇所以上形成されてもよく、或は
四隅部と共に四側辺のうちの少なくとも１つの側辺に形
成されてもよく、さらには四隅部と共に四側辺の各々に
その中央部以外の位置にずらして１つずつ形成されても
よい。

【００３８】またこの第４の実施の形態によれば、段差
凹部１８ｅが、前記第３の実施の形態の段差凹部１６ｅ
のようにその側辺に対して傾斜することなく、ほぼ直角
に形成すればよいので、ベースプレート１８の加工コス
トを第３の実施の形態のベースプレート１６よりも低減
させることができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の柱脚金物
によれば、柱脚金物に働く水平力をアンカーボルトが受
けて抵抗力を発揮することができるため、上記水平力に
対する抵抗力を従来のような摩擦力に比べて著しく大き
くすることができるので、上記水平力により柱脚金物が
水平方向にズレることをより効果的に防止することがで
きる。

【００４０】また、柱脚金物の高さ位置決め部材の使用
に支障が無いと共に、施工効率やモルタルの充填性が悪
化することをも防止することができる。

【００４１】さらに、上記水平力をアンカーボルトに伝
えるようにするために、柱脚金物のアンカーボルトの近
傍に段差凹部を形成するだけで済むので、柱脚金物の大
幅なコストアップを防止することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るベースプレー
ト１４の底面図である。

【図２】図１のベースプレート１４におけるＡ−Ａ線断
面図である。

【図３】ベースプレート１４をモルタル７を介してコン
クリート基盤２上にアンカーボルト５及びナット８を用
いて固定したときのアンカーボルト５周辺の断面図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係るベースプレー
ト１４の底面隅部を示す図である。

【図５】図４のベースプレート１４におけるＢ−Ｂ線断
面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態に係るベースプレー
ト１６を示す底面図である。

【図７】図６におけるベースプレート１６のＡ−Ａ線断
面図である。

【図８】図６におけるベースプレート１６の側面図であ
る。

【図９】図６におけるベースプレート１６のＢ−Ｂ線断
面図である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態に係るベースプレ
ート１８の底面図である。

【図１１】従来の柱脚金物４をモルタル７を介してコン
クリート基盤２上に固定した状態を示す一部断面側面図
である。

【図１２】従来の柱脚金物４をモルタル７を介してコン
クリート基盤２上にアンカーボルト５及びナット８を用
いて固定したときのアンカーボルト５周辺の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 柱 ２ コンクリート基盤 ４ 柱脚金物 ４ａ アンカーボルト用孔 ５ アンカーボルト ７ モルタル ８ ナット １０ 座金 １４ ベースプレート １４ａ アンカーボルト用孔 １４ｂ 底面 １４ｃ 段差凹部 １４ｄ 境界垂直面 １６ ベースプレート １６ａ アンカーボルト用孔 １６ｂ 底面 １６ｃ 段差凹部 １６ｄ 境界垂直面 １６ｅ 段差凹部 １８ ベースプレート １８ａ アンカーボルト用孔 １８ｂ 底面 １８ｃ 段差凹部 １８ｄ 境界垂直面 １８ｅ 段差凹部 Ｍ 曲げモーメント Ｑ せん断力 Ｎ 軸方向圧縮力 Ｚ 締付力 Ｆ 水平力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 久智 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 高橋 秀明 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 伊藤 倫夫 福岡県北九州市若松区北浜一丁目９番１号 日立金属株式会社若松工場内 (72)発明者 大庭 秀治 福岡県北九州市若松区北浜一丁目９番１号 日立金属株式会社若松工場内 Ｆターム(参考） 2E125 AA04 AA48 AC14 AG38 BA01 BB22 BD01 BE07 BE08 CA04 DA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柱脚の下端部に設けられアンカーボルト
   用孔が形成された柱脚金物であって、厚さが薄くなる段
   差凹部を裏面四隅部のみに形成したことを特徴とする柱
   脚金物。
2. 【請求項２】 柱脚の下端部に設けられアンカーボルト
   用孔が形成された柱脚金物であって、厚さが薄くなる段
   差凹部を裏面四隅部及び／又は裏面側辺部に形成したこ
   とを特徴とする柱脚金物。
3. 【請求項３】 前記アンカーボルト用孔が前記段差凹部
   に形成された請求項１又は請求項２に記載の柱脚金物。
4. 【請求項４】 前記アンカーボルト用孔が前記段差凹部
   と他部の裏面との間の境界垂直面に接するように形成さ
   れた請求項３に記載の柱脚金物。