JP2005016254A

JP2005016254A - 柱脚部の構造

Info

Publication number: JP2005016254A
Application number: JP2003185576A
Authority: JP
Inventors: Tomoyoshi Hirayama; 智良平山; Tadamichi Asao; 忠路浅尾
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】金属管柱の下端部と柱脚金物を、ネジの締め付けによって容易にかつ確実に接合することができ、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、立上り部の上端内面に設けられた雌ネジと金属管柱の下端外面に設けられた雄ネジによって、柱脚金物の立上り部と金属管柱が螺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２を用いて説明する。図２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側に形成されていて、図１（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側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２（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される。この突き合わせ溶接部７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】
また、この嵌合部の外側には金属管柱を立設するとともに、金属管柱の下端を突き合わせ溶接するので、立上り部の上端が複雑な形状の構造となるだけでなく、突き合わせ溶接をするための作業を必要とする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、溶接しなくても、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。
【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、次の特徴を有する。
【００１２】
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、立上り部の上端内面に設けられた雌ネジと金属管柱の下端外面に設けられた雄ネジによって、柱脚金物の立上り部と金属管柱が螺合されている。
【００１３】
なお、本発明において、「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」が用いられるが、ここでいう「ほぼ同一」の径とは、金属管柱を余裕を持って立設し、ネジ締めによって螺合することができる程度の径を意味する。
【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は、本発明にかかる柱脚部の構造の一例を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。
【００１６】
金属管柱３は、その下端外面に雄ネジが設けられる。金属管柱の形状に特に制約はなく、図１に示した円形状だけでなく、柱脚金物１に挿入する下端部以外は、多角形状のものでもよい。また、金属管柱の内面と外面は、図１に示すように、同じ形状にしてもよいが、別の形状にしてもよい。ただし、金属管柱の下端外面には雄ネジを設ける必要があるので、少なくとも金属管柱の下端外面は円形のものが好ましいが、円形でなくても雄ネジを設けることができる形状であればよい。
【００１７】
そして、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、立上り部の上端内面には雌ネジが設けられ、この雌ネジが、立上り部の上端内面に挿入される金属管柱３の下端内面の雌ネジと螺合する。
【００１８】
ベース部１ａは、板状であって、その中心は円形の穴を形成しており、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。ベース部１ａの形状は、図１にみるごとく、外周が面取りされた矩形状のものでもよいが、その形状には特に制約はなく、円形状や六角形状などの他の形状でも構わない。また、ベース部の中心に設けられる穴も、その形状に制約はなく、円形状だけでなく多角形状でもよい。
【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、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。立上り部の下端は、その内面と外面の両方とも、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。図１に示した円形状だけでなく、多角形状のものでもよい。
【００２０】
しかしながら、立上り部の上端の内面は、金属管柱３を挿入した後に、立上り部の上端の内面の雌ネジと金属管柱の下端外面の雄ネジとが螺合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の下端の外面形状とほぼ同じ形状を有する。すなわち、図１に示すように、立上り部１ｂの上端の内面形状は、金属管柱３の外径とほぼ同一の内径の円形に形成される。
【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３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し、多角形状でもよい。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
そして、ベース部１ａの径、立上り部１ｂの高さと径、及び立上り部と鋼管柱の螺合長さＬ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。
【００２６】
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、したがって、立上り部と金属管柱の螺合長さＬを大きくと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。
【００２７】
【実施例】
ここで、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。
【００２８】
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２）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
（立上り部の上端の鋼管の内面の雌ネジと、鋼管柱の下端の外面の雄ネジとを締め付けて、螺合する。鋼管柱と立上り部の螺合長さＬは、（ａ）Ｌ＝１００ｍｍ、（ｂ）Ｌ＝１５０ｍｍの２つのケースとする。）

したがって、鋼管柱の下端の外面に雄ネジを形成し、柱脚金物の立上り部の上端の内面に雌ネジを形成し、両者を締め付けることによって、鋼管柱と柱脚金物を螺合するときには、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。さらに、鋼管柱の螺合長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。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、構造が簡単で、溶接しなくても、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。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明にかかる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。
【図２】図２は、従来例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突き合わせ溶接部
Ｌ螺合長さ

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、立上り部の上端内面に設けられた雌ネジと金属管柱の下端外面に設けられた雄ネジによって、柱脚金物の立上り部と金属管柱が螺合されていることを特徴とする柱脚部の構造。