JP2006177119A - 鉄骨系柱と免震装置との接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄骨系柱と柱脚ベースプレートとを溶接を用いないで接合し、且つ応力伝達性能を向上させた接合方法を提供する。
【解決手段】免震装置の上部プレートの上面へ、予め連結ボルトを設けた柱脚ベースプレートを同上部プレートのボルト孔へ連結ボルトを通すように載置し密着状態に締結し、鉄骨柱をほぼ鉛直姿勢に吊り込み、前記柱脚ベースプレートの所定の平面位置に鉄骨柱の下端面が密着するように当接し、仮止め具により仮固定し、柱脚ベースプレートからアンカーボルト又はスタッド等の結合材を上向きに設置し、しかる後に、基礎梁部分の鉄骨梁、鉄筋を組み立て、コンクリート型枠を組み立て、コンクリートを打設する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、鉄骨系柱と免震装置との接合方法の技術分野に属し、更に云うと、鉄骨系柱と柱脚ベースプレートとを溶接を用いないで接合し、且つ応力伝達性能を向上させた接合方法に関する。

鉄骨系柱と免震装置との接合に関して、応力伝達を確実・高効率に行うため、前記免震装置の上部プレートと鉄骨系柱の柱脚ベースプレートとを高い精度で密着させる必要がある。そのため通常は、鉄骨系柱と柱脚ベースプレートとを突き合わせて密接に溶接接合している。例えば特許文献１の「杭と構造物との接合構造及び接合方法」には、鉄骨系柱の下端へ溶接固定された方形板状の柱脚ベースプレートが、有頭の中心ボルトと、連結ボルトにより鋼管杭の上部プレートと接合された構成が開示されている。

しかし、上記のように鉄骨系柱と柱脚ベースプレートとを溶接接合する方法の場合、同柱脚ベースプレートに熱歪みよる変形が生じる問題点がある。熱変形が生じた柱脚ベースプレートを免震装置等の上に載置すると、前記免震装置の上部プレートと柱脚ベースプレートとの間に隙間が発生して接触不良状態となる。すると、鉄骨系柱から免震装置等への鉛直軸力の伝達に偏心ないし偏向が生じ、免震装置が変形した状態で支持することになり免震性能に支障をきたす。のみならず、上部免震建物の建て方精度にも支障をきたすという問題点がある。

前記溶接接合により生じる柱脚ベースプレートの変形を矯正するために、従来、柱脚ベースプレートの表面にフェーシング加工を施す等の措置が行われている。しかし、柱と溶接した柱脚ベースプレートをフェーシング加工により表面を水平に形成する作業は技術的に非常に難しく、且つ面倒なもので作業効率も悪い。更に、昨今の高層化や長大スパン化に伴い、柱脚ベースプレート形状も巨大なものとなっており、フェーシング加工はコスト及び工期に大きな影響を及ぼす。

ところで従来、鉄骨系柱と柱脚ベースプレートとを溶接接合しない技術も開示されている。例えば、特許文献２には、図５Ａ、図５Ｂに示すように、免震装置５０（積層ゴム支承）の上部プレート５１の上に載せてボルト接合した柱脚ベースプレート５２の上面に、ボルトとナットによる上向きの高さ調節部材５３を垂直上向きに立ち上がらせ、これを鉄骨系柱５４の下端の板体５５と接合して高さ調節を行い、隙間に支持片５６を差し込み、しかる後にコンクリートを打設して固める接合方法が開示されている。
特開２００４−１８３２６６号公報 特開平９−１７７３６６号公報

特許文献２の発明は、鉄骨系柱と柱脚ベースプレートとを溶接しない接合方法により、柱脚ベースプレートの熱変形を防止する技術である点が注目に値する。しかし、図５Ｂが示すように、鉄骨系柱５４からその下端部へ伝達される免震建物の荷重を、前記柱５４の下端の各所に設けられた高さ調節部材５３（ボルト）、板体５５、支持片５６が所謂点状に受けて柱脚ベースプレート５２を介して免震装置５０へ応力伝達を行う構造であり、鉄骨系柱の下端の全面で荷重を伝達する場合に比して応力伝達性能（効率）が悪く、免震装置の能力を十分に発揮できないという問題点がある。また、鉄骨系柱の下端に局部的な集中荷重が作用して部分的に塑性化する虞がある。

本発明の目的は、鉄骨系柱と柱脚ベースプレートとを溶接しない接合方法を提供することであり、柱脚ベースプレートの熱変形を排除し、且つ応力の伝達効率を向上させて、免震装置の能力を十分に発揮させる鉄骨系柱と免震装置との接合方法を提供することにある。

本発明の次なる目的は、管状型の鉄骨系柱の外周面及び内周面並びに管内のベースプレート上に結合材を設置し、同鉄骨系柱内へ充填材を充填して充填型鋼管柱を構成して、基礎柱と柱脚ベースプレートとの応力伝達性能を向上させる鉄骨系柱と免震装置との接合方法を提供することにある。

上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る鉄骨系柱と免震装置との接合方法は、
鉄骨系柱と免震装置との接合方法であって、
免震装置の上部プレートの上面へ、予め連結ボルトを設けた柱脚ベースプレートを同上部プレートのボルト孔へ連結ボルトを通すように載置し密着状態に締結すること、
前記鉄骨柱をほぼ鉛直姿勢に吊り込み、前記柱脚ベースプレートの所定の平面位置に鉄骨柱の下端面が密着するように当接し、仮止め具により仮固定すること、
柱脚ベースプレートからアンカーボルト又はスタッド等の結合材を上向きに設置すること、
しかる後に、基礎梁部分の鉄骨梁、鉄筋を組み立て、コンクリート型枠を組み立て、コンクリートを打設することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載した鉄骨系柱と免震装置との接合方法において、
柱脚ベースプレートの上面で管状型の鉄骨柱の内部には上向きに、管状型の鉄骨柱の内周壁には内向きに突き出されたスタッド等の結合材が設けられ、前記鉄骨柱の内部へコンクリート等の充填材を充填して柱脚ベースプレートとの応力伝達性能が高い充填型鋼管柱を構成することを特徴とする。

請求項１の発明に係る鉄骨系柱と免震装置との接合方法は、免震装置１の上部プレート２の上面へ、柱脚ベースプレート３を連結ボルト４により締結し、鉄骨系柱６をほぼ鉛直姿勢に吊り込み、柱脚ベースプレート３の所定の平面位置に鉄骨系柱６の下端面が密着するように載置してメタルタッチさせ、仮止め具７により仮固定する構成とし、鉄骨系柱６と柱脚ベースプレート３を溶接接合しないので、同柱脚ベースプレート３が熱による変形を生じることはなく、面倒なフェーシング加工の必要がなく、施工性の向上及びコスト低減を期待できる。また、免震装置１の上部プレート２と高い精度の密着状態を保持できるので、応力伝達性能が向上され、免震装置１の免震機能を十分に発揮させることができる。のみならず、上部免震建物の建て方精度も十分に確保できる。
更に、鉄骨系柱から柱脚ベースプレート３への応力の伝達は、鉄骨系柱６の下端面（全面）をメタルタッチとして行う構成であるため、応力伝達性能を十分に確保できる。

請求項２の発明によれば、管状型の鉄骨系柱６’の場合には、その内・外周面及び管内のベースプレート上にそれぞれスタッド等の結合材１０を設け、同鉄骨系柱６’内へ充填材を充填して充填型鋼管柱を構成するため、基礎柱と柱脚ベースプレートとの応力伝達性能を更に向上できる。

本発明は鉄骨系柱と免震装置との接合方法である。
免震装置１の上部プレート２の上面へ、柱脚ベースプレート３を載置し連結ボルト４により密着状態に締結する。
前記鉄骨系柱６をほぼ鉛直姿勢に吊り込み、前記柱脚ベースプレート３の平面位置へ鉄骨系柱６の下端面が密着するように載置してメタルタッチさせ、仮止め具７により仮固定する。
柱脚ベースプレート３上の連結ナット５からアンカーボルト９を上向きに設置する。
しかる後に、基礎梁部分の鉄骨梁、鉄筋を組み立て、コンクリート型枠を組み立て、コンクリートを打設する。

以下、図１〜図３に基づいて、本発明の鉄骨系柱と免震装置との接合方法を説明する。
本発明の接合方法は先ず、図１に示すように、柱脚部又はフーチングの上に設置される免震装置１の上部プレート２の上面へ、柱脚ベースプレート３を載置し、連結ボルト４により密着状態に締結する。つまり、前記上部プレート２の外周位置に予め設けたボルト孔２ａと柱脚ベースプレート３に予め設けたボルト孔３ａの位置を一致させ、各ボルト孔２ａ、３ａへ連結ボルト４を上向きに通し、柱脚部ベースプレート３に固定された連結ナット５にねじ込んで締結する。

次に、前記鉄骨系柱６をほぼ鉛直姿勢に吊り込み、前記柱脚ベースプレート３の所定の平面位置へ免震構造物の基礎柱を構成する（第１節目の）鉄骨系柱（梁付き柱）６の下端面が柱自重により密着するように載置してメタルタッチさせ、鉄骨系柱６の転倒を防止と水平位置の固定のために仮止め具７により仮固定する。
前記仮止め金具７は、例えば図２Ａ、図２Ｂに拡大図を示すように、倒立Ｔ型材７０の底辺部７１を、柱脚ベースプレート３へ上向きに接着し又は点付け溶接したボルト・ナット８で結合し、前記底辺部７１の中央部に立ち上がる連結辺７２と、鉄骨系柱６の側面へ溶接又は接着した吊り片７３とを２枚の補助材７４で両側から挟み付け、各々ボルト・ナット７５で結合して、鉄骨系柱６の下端面に柱脚ベースプレート３を仮固定する。
但し、仮止め金具７は図示例の限りではない。一般にエレクションピースと称して使用される部材を用いても良い。
上記のように、鉄骨系柱６の下端面の全面と柱脚ベースプレート３とをメタルタッチ状態に仮止めするので、鉄骨系柱６から柱脚ベースプレート３への応力伝達性能を十分に確保できる。

その後、図３に示すように、柱脚ベースプレート３上の連結ナット５へ鉛直に伸びるアンカーボルト９を上向きに接続する。また、柱脚ベースプレート３の上面から上向きの配置でスタッド等の結合材１０を設ける。更に、鉄骨柱６の外周面からも放射状の配置でスタッド等の結合材１０を設けることも好適に実施される。なお、図示した鉄骨系柱６は一例としてＨ形鋼としている。前記アンカーボルト９及び結合材１０は、柱脚部の応力伝達性能（剪断力、曲げモーメント）及び免震装置１との接合力を高める目的で設けられるものであり、独自の手段で設置しても良い。

管状型の鉄骨系柱６’の場合には、図４に示すように、その外周面に外向きに放射状の配置で、内周面には内向きに求心状の配置でそれぞれスタッド等の結合材１０が設けられ、更に管内のベースプレート上にも上向きのスタッド等の結合材１０が設けられ、前記鉄骨系柱６’の内部へコンクリート等の充填材を充填して柱脚ベースプレートとの応力伝達性能が高い充填型鋼管柱（ＣＦＴ柱）を構成する（請求項２記載の発明）。

しかる後、基礎梁部分を構成する鉄骨梁１１…及び鉄筋（図示せず）を順に組み立て、更に梁型枠（点線）を組み立てる。柱脚ベースプレート３は底型枠を兼用する。型枠設置後にコンクリートを打設し、コンクリート硬化後に型枠を脱型すると鉄骨系柱６’と免震装置１との接合が完成する。

なお、以上に本発明の実施例を説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施し得る。

本発明に係る鉄骨系柱と免震装置との接合方法の手順を概念的に示した立面図である。 Ａは止め金具の一例を示した右側面図である。ＢはＡの正面図である。 本発明に係るＨ形鋼の鉄骨系柱と免震装置との接合方法を実施した完成図である。 本発明に係る管状型の鉄骨系柱と免震装置との接合方法を実施した完成図である。 Ａは従来技術の接合方法を概念的に示した立面図である。ＢはＡのＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。

符号の説明

１ 免震装置
２ 上部プレート
３ 柱脚ベースプレート
４ 連結ボルト
５ 連結ナット
６、６’ 鉄骨系柱
７ 仮止め金具
９ アンカーボルト

Claims (2)

1. 鉄骨系柱と免震装置との接合方法であって、
   免震装置の上部プレートの上面へ、予め連結ボルトを設けた柱脚ベースプレートを同上部プレートのボルト孔へ連結ボルトを通すように載置し密着状態に締結すること、
   前記鉄骨柱をほぼ鉛直姿勢に吊り込み、前記柱脚ベースプレートの所定の平面位置に鉄骨柱の下端面が密着するように当接し、仮止め具により仮固定すること、
   柱脚ベースプレートからアンカーボルト又はスタッド等の結合材を上向きに設置すること、
   しかる後に、基礎梁部分の鉄骨梁、鉄筋を組み立て、コンクリート型枠を組み立て、コンクリートを打設することを特徴とする、鉄骨系柱と免震装置との接合方法。
2. 柱脚ベースプレートの上面で管状型の鉄骨柱の内部には上向きに、管状型の鉄骨柱の内周壁には内向きに突き出されたスタッド等の結合材が設けられ、前記鉄骨柱の内部へコンクリート等の充填材を充填して柱脚ベースプレートとの応力伝達性能が高い充填型鋼管柱を構成することを特徴とする、請求項１に記載した鉄骨系柱と免震装置との接合方法。
   
   
   

Images