JP2005016241A

JP2005016241A - 柱脚部の構造

Info

Publication number: JP2005016241A
Application number: JP2003185397A
Authority: JP
Inventors: Yasufumi Hatano; 保史波多野
Original assignee: Sumitomo Metal Steel Products Inc
Current assignee: Sumitomo Metal Steel Products Inc
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】構造が簡単で金属管柱の下端部と柱脚金物を確実に接合できて、かつ応力集中が緩和された柱脚部の構造を提供することを目的とする。
【解決手段】基礎に固定されるベース部１ａと金属管柱３に接合される立上り部１ｂとから形成される中空状の柱脚金物１と、その上に立設された金属管柱３とからなる柱脚部の構造であって、立上がり部の上端の内径とほぼ同一の外径を有する金属管柱が立上がり部の内側に挿入され、立上り部と金属管柱が接合されていることを特徴とする柱脚部の構造。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、照明柱、信号柱及び道路標識柱などに使用される金属管柱の柱脚部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路や公園等において、照明柱、信号柱及び標識柱が設置されており、その柱には円形や角形の金属管柱が広く使用されている。金属管柱としては、一般に鋼管柱が用いられ、コンクリートなどの基礎の上に設置された柱脚金物の上に立設されている。
【０００３】
特許文献１には、基礎に固定されるベース部と金属管柱に接合される立上り部とから形成される中空状の柱脚金物が記載されている。
【０００４】
その構造の一例を図５を用いて説明する。図５は、金属管柱と柱脚金物を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は（ｂ）の一部を拡大した図である。
【０００５】
柱脚金物１はコンクリート基礎２に固定されたベース部１ａと立上り部１ｂとから一体的に形成されている。ベース部は、外周が面取りされた矩形の板状であって、その中心は円形の穴を形成していて、立上り部とともに、柱脚金物の内部全体を上下方向に貫通する中空を形成している。ベース部１ａには、コンクリート基礎２から突設されたアンカーボルト４を通すためのボルト孔１ｃが形成されている。そして、アンカーボルト４は固定ナット６によって固定される。
【０００６】
立上り部１ｂの内部は上下方向に貫通する中空状に形成され、ベース部とともに、柱脚金物の内部全体を上下方向に貫通する中空を形成している。この柱脚金物の内部の中空部は、ケーブル等の通線作業の場所となる。立上り部の外径は、下端は金属管柱３の外径より大きく、上方向に行くにつれて徐々に径を細くしてゆき、上端の嵌合部１ｄの直下で金属管柱の外径とほぼ同一に形成される。嵌合部は、立上り部の上端の外面に形成されていて、図５（ｃ）に示すように、金属管柱の下端部を立上がり部の上端部の外面に嵌め込むことができる構造となっている。
【０００７】
嵌合部１ｄの下端部には、同じく図５（ｃ）に示すように、周方向に連続するレ形の開先５が形成され、この開先５において金属管柱の下端を突き合わせ溶接することによって、立上り部と金属管柱が接合されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３３６７７６号公報
【発明が解決しようとする課題】
上記のような構造では、金属管柱から柱脚金物に作用する荷重は、柱脚金物の立上り部の上端の嵌合部のみを介して金属管柱から柱脚金物に伝えられるので、強風や振動を受けたときに、嵌合部への応力集中を引き起こしやすいという問題があった。
【０００９】
さらに、この嵌合部は金属管柱を立設するとともに、金属管柱の下端を柱脚金物の立上り部上端に突き合わせ溶接するために、複雑な形状とならざるを得ないという問題があった。
【００１０】
この発明は、以上の問題を解決するためになされたもので、構造が簡単で金属管柱の下端部と柱脚金物を確実に接合できて、かつ応力集中が緩和される柱脚部の構造を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る柱脚部の構造は、基礎に固定されるベース部と金属管柱に接合される立上り部とから形成される中空状の柱脚金物と、その上に立設された金属管柱とからなる柱脚部の構造であって、立上がり部の上端の内径とほぼ同一の外径を有する金属管柱が立上がり部の内側に挿入され、立上り部と金属管柱が接合されていることを特徴とする。
【００１２】
そして、立上り部と金属管柱は、金属管周面の溶接によって接合されていることが好ましい。立上り部の上端の金属管周面と金属管柱の下端の周面の２カ所で溶接によって接合されていることが、より好ましい。
【００１３】
ここで、「立上がり部の上端の内径とほぼ同一の外径を有する金属管柱」とは、立上り部の上端の内面に、金属管柱を挿入、立設できる程度の外径を有する金属管柱を意味する。
【００１４】
本発明に係る金属管支柱に用いられる金属管としては、特に制約はないが、鋼管、ステンレス鋼管、アルミニウム管などが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜図４に、本発明に係る柱脚部の構造の一例を示す。
【００１６】
図は、いずれも、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図を示す。金属管柱の形状、柱脚金物の立上り部の内面及び外面形状、及びベース部の形状は、様々である。
【００１７】
ここで、柱脚金物１はコンクリートの基礎２に固定されるベース部１ａと、金属管柱３に接合される立上り部１ｂとから一体的に形成されている。
【００１８】
ベース部１ａは面取りされた矩形板状又は円板状に形成され、ベース部の中心は円形又は多角形状の穴が形成され、立上り部とともに柱脚金物の内部全体を上下方向に貫通する中空を形成している。ベース部１ａにはコンクリート基礎２の上端部に突設されたアンカーボルト４を通すためのボルト孔１ｃが形成されている。アンカーボルト４は固定ナット６によって固定されている。
【００１９】
立上り部１ｂの内部は上下方向に貫通する中空状に形成される。立上り部の下端は、その内面と外面の両方とも、金属管柱の外径より大きく、上方向に行くにつれて徐々に径を細くしてゆくが、その形状は金属管柱の形状とは無関係に設計が可能であり、制約はない。
【００２０】
しかしながら、立上り部の上端の内面は、金属管柱３を挿入することができるように、金属管柱３の外径とほぼ同一の内径を有し、かつ金属管柱３の外面形状とほぼ同じ形状を有する。例えば、金属管柱３の外面形状が円形の場合は、立上り部１ｂの上端の内面も、金属管柱３の外径とほぼ同一内径の円形の断面形状に形成される（図１）。そして、金属管柱３の外面形状が八角形の場合には立ち上がり部１ｂの上端の内面も、金属管柱３の外径とほぼ同一内径の八角形の断面形状に形成される（図２）。
【００２１】
これに対して、立上り部の上端の外面は、金属管柱３の外径より大きくする必要はあるが、その外面形状は金属管柱の形状とは無関係に設計が可能であり、制約はない。例えば、金属管柱３の外面形状が円形の場合は、立上り部１ｂの外面は円形でもよい（図１）し、多角形状でもよい（図３）。
【００２２】
また、ベース部１ａの形状については、面取りされた矩形板状又は円板状を例示したが、この形状も格別の制約はなく、他の形状でも構わない。また、その形状も、金属管柱の形状とは無関係に設計が可能であり、制約はない。例えば、金属管柱３の外面形状が円形の場合は、ベース部１ａの形状は面取りされた矩形板状でもよい（図１）し、円板状でもよい（図４）。
【００２３】
このように、本発明にかかる柱脚金物の内部の中空部は、ベース部の穴径を金属管柱の径よりもかなり大きくすることができ、また立上り部も下端は大きくすることができるので、柱脚金物の中空部でのケーブル等の通線作業の場所的制約は少ない。
【００２４】
柱脚金物のベース部と立上り部は、鍛造又は鋳造などによって一体的に製造してもよいし、また、それぞれを別々に製造した後、溶接して一体化してもよい。本発明にかかる柱脚金物は、立上り部の上端の形状がシンプルなので、製造が容易である。
【００２５】
なお、柱脚金物の立上り部の内面には、金属管柱が挿入される上端を除いて、水平方向又は垂直方向に補強リブを設けてもよい。いずれも、その数に制限はない。水平補強リブは、周方向に連続して設けてもよい。
【００２６】
そして、ベース部１ａの径、および立上り部１ｂの高さと径は柱脚部に作用する曲げ応力、せん断力、軸力、さらには金属管柱３とのバランス等を参酌して適宜決めることができる。
【００２７】
こうして製造された柱脚金物の内部に、金属管柱の下端を挿入して、立設し、柱脚金物の立上り部と金属管柱を接合することによって、柱脚部となる。この柱脚部は、金属管周面の隅肉溶接によって接合するのが好ましい。溶接は、図１（ｂ）に示すように、柱脚金物の立上り部の上端の金属管周面７と金属管柱の下端の周面８の両方が可能である。いずれか一方の溶接でもよいが、２カ所とも溶接するのが、より好ましい。金属管柱の下端の周面８の隅肉溶接は、ベース部を基礎に固定する前に、柱脚金物の内部の中空部において作業することができる。
【００２８】
溶接を金属管柱の２カ所の周面で行った場合は、応力が２カ所にかつ周方向に分散されて、応力集中が緩和され、疲労による亀裂の発生を防ぐことができるからである。
【００２９】
また、本発明によれば、金属管柱の下端を長く挿入することができるので、その分、金属管柱からの荷重を分散することができる。
【００３０】
【実施例】
ここで、金属柱として鋼管柱を用い、柱脚金物の立上り部の内側に挿入することによって、柱脚部が受ける曲げモーメントの許容量を、従来例との比較のもとで、検証する。
【００３１】
高さ１０ｍの鋼管柱の柱脚部であって、柱脚部の鋼管柱の外径が１７４ｍｍ、肉厚４．２ｍｍであるとしたときの、柱脚部の許容曲げモーメントＭは、次のとおりとなる。
（１）従来例（図５）にかかる柱脚部の場合
（接合は、立ち上がり部の上端の嵌合部での突き合わせ溶接とする）

（２）本発明にかかる柱脚部の場合
（接合は、立上り部の上端の鋼管周面と鋼管柱の下端の周面の２カ所の隅肉溶接とする。隅肉溶接の脚長を６ｍｍとする。鋼管柱の挿入深さＬは、（ａ）Ｌ＝１００ｍｍ、（ｂ）Ｌ＝１５０ｍｍの２つのケースとする。）
（ａ）鋼管柱の挿入深さＬ＝１００ｍｍの場合

（ｂ）鋼管柱の挿入深さＬ＝１５０ｍｍの場合

したがって、鋼管柱を柱脚金物の立上り部の内側に挿入することによって、柱脚部の許容曲げモーメントＭは、従来の外側に立設したときと比べて、格段に向上することが分かる。また、鋼管柱の挿入深さを長くすることにより、柱脚部の許容曲げモーメントＭは、格段に向上することが分かる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、構造が簡単で、金属管柱の下端部と柱脚金物を確実に接合できて、かつ応力集中が緩和された柱脚部の構造が得られるので、疲労による亀裂の発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、円形の金属管柱と柱脚金物を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。ここで、柱脚金物の立ち上がり部は内面と外面とも円形断面を有し、ベース部は面取りされた矩形板状である。
【図２】図２は、八角形の金属管柱と柱脚金物を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。ここで、柱脚金物の立ち上がり部は、内面は八角形断面、外面は円形断面を有する。ベース部は面取りされた矩形板状である。
【図３】図３は、円形の金属管柱と柱脚金物を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。ここで、柱脚金物の立ち上がり部は、内面は円形断面、外面は八角形断面を有する。ベース部は面取りされた矩形板状である。
【図４】図４は、円形の金属管柱と柱脚金物を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。ここで、柱脚金物の立ち上がり部は内面と外面とも円形断面を有し、ベース部は円形板状である。
【図５】図５は、従来の金属管柱と柱脚金物を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は（ｂ）の一部を拡大した図である。
【符号の説明】
１柱脚金物
１ａベース部
１ｂ立上り部
１ｃボルト孔
１ｄ嵌合部
２基礎
３金属管柱
４アンカーボルト
５開先
６固定ナット
７柱脚金物の立上り部の上端の金属管周面
８金属管柱の下端の周面

Claims

基礎に固定されるベース部と金属管柱に接合される立上り部とから形成される中空状の柱脚金物と、その上に立設された金属管柱とからなる柱脚部の構造であって、立上がり部の上端の内径とほぼ同一の外径を有する金属管柱が立上がり部の内側に挿入され、立上り部と金属管柱が接合されていることを特徴とする柱脚部の構造。
立上り部と金属管柱が、金属管周面の溶接によって接合されていることを特徴とする、請求項１記載の柱脚部の構造。
立上り部と金属管柱が、立上り部の上端の金属管周面と金属管柱の下端の周面の２カ所で溶接によって接合されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の柱脚部の構造。