JP2011102513A - Anchor bolt for column base - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建築物における柱部材下端部に接合された柱脚金物と基礎コンクリートとを連結する柱脚用アンカーボルトに関するものである。 The present invention relates to an anchor bolt for a column base that connects a column base metal and a foundation concrete joined to a lower end portion of a column member in a building.
従来の柱脚用アンカーボルトとしては、例えば、図4に示すように、異形棒鋼(異形鉄筋)により形成された柱脚用アンカーボルト2があった。この従来の柱脚用アンカーボルト2は、建築物の一部を構成する柱部材4の下端部に接合された柱脚金物6と基礎コンクリート8とを連結する柱脚構造1に用いられていた。
As a conventional column base anchor bolt, for example, as shown in FIG. 4, there is a column
すなわち、この従来の柱脚用アンカーボルト2は、基礎コンクリート8中に埋設されると共に、基礎コンクリート8から上方に突出する上端側の長さ部分に形成された、オネジ部10にネジ結合したナット12が座金14を介して柱脚金物6の上面を抑え付けることにより、柱脚金物6と基礎コンクリート8とを連結するようになっていた。
That is, the
また、柱脚用アンカーボルト2は、その下端部にオネジ部16が形成され、このオネジ部16に、ナット20の径より大きく水平に張り出した定着板18を嵌合した後、ナット20をネジ結合するようになっていた。また、柱脚金物6は、基礎コンクリート8上にモルタル部15を介して配置されるようになっていた。
Further, the column
上記した従来の柱脚用アンカーボルト2におけるオネジ部10とオネジ部16との間の中央部分22は、公称直径DK(図5参照)を有しているものとして扱うことができる。また、従来の柱脚用アンカーボルト2のオネジ部10とオネジ部16間の中央部分22としての異形棒鋼の周部には、節23とリブ24の凸部が形成されている。
The
ここで、図5に示す、中央部分22の公称直径DKとは、上記中央部分22としての異形棒鋼の質量と同じ質量により、この中央部分22の長さと同じ長さの丸棒を形成したと仮想した場合に、このような丸棒が有するような直径をいう。また、この公称直径DKに基づいて算出される仮想丸棒の断面積を、有効断面積AKと呼ぶこととする。
Here, the nominal diameter DK of the
公称直径DKは、上記中央部分22としての異形棒鋼から節23やリブ24を取り除いた直径D2よりも大きい径になると共に、この中央部分22における断面の直径方向において節23やリブ24の高さ中央部(一対の)それぞれの間に設定されるようになっている。
The nominal diameter DK is larger than the diameter D2 obtained by removing the
図4に示すように、上記した異形棒鋼により形成された従来の柱脚用アンカーボルト2は、弱い地震等により、建築物がその損壊を生じるおそれが無い程度の小さな揺れを生じた場合に、この建築物の居住性等を損なわないようにするために、その節やリブが基礎コンクリート8に引掛って柱脚用アンカーボルト2の伸びを抑え、建築物の揺れを小さく抑えるように作用するのに適していた。
As shown in FIG. 4, the conventional column
一方、従来のアンカーボルト2は、大地震等により、建築物にその損壊を生じるおそれが有る程の大きな揺れを生じた場合には、建築物に損壊が生じるのを防止するために、自身に作用する引張荷重により塑性変形を伴って伸びることにより、振動エネルギーを吸収するようになっていることが望ましい。
On the other hand, when the
上記した従来のアンカーボルト2のように、異形棒鋼から形成された従来のアンカーボルトとしては、例えば、特許文献1,2に記載されているようなものがあった。
As
しかしながら、上記した従来の柱脚用アンカーボルト2においては、図5に示すように、そのオネジ部10をネジ切削加工により形成すると、このオネジ部10の外径D1が、中央部分22の異形棒鋼における節23とリブ24を取り除いた場合の径D2よりも小さくなる。したがって、オネジ部10の外径D1は、必然的に、中央部分22の公称直径DKよりも小さくなるため、上記従来の柱脚用アンカーボルト2には、以下に説明するような問題があった。
However, in the above-described conventional column
すなわち、従来の柱脚用アンカーボルト2のオネジ部10は、上記のように、その外径寸法D1が中央部分22の公称直径DKよりも小さくなるように形成されるので、その外径寸法D1よりも小さいネジの谷の径D3を有効径とすると、その有効径に基づいて定まる有効断面積A3が、中央部分22の上記有効断面積AKよりも小さくなってしまう。
That is, the
したがって、従来の柱脚用アンカーボルト2は、その長さ方向に沿って引張荷重Pが一様に伝達されるものとみなした場合に、オネジ部10の有効断面積A3の単位面積当たりに働く引張応力(P/A3)が、中央部分22の異形棒鋼の有効断面積AKの単位面積当たりに働く引張応力(P/AK)よりも常に大きくなる。
Therefore, the conventional column
このため、従来の柱脚用アンカーボルト2は、その素材となった異形棒鋼の材質(以下、柱脚用アンカーボルト2の材質ということがあるものとする。)についての応力と歪との相関を示す図6の歪−応力線図に基づいて考察すると、図5中の引張荷重Pが増大していった場合に、オネジ部10の引張応力(P/A3)が、中央部分22の引張応力(P/AK)よりも先に、順次、図6中の降伏応力σy、引張強さσuのそれぞれに達するようになる。
Therefore, the conventional column
ここで、従来の柱脚用アンカーボルト2の材質の特性の一つとして降伏応力σyと引張強さσuに基づいて定まる降伏比(σy/σu)が、仮に、オネジ部10と中央部分22との間の断面積比(A3/AK)よりも高い数値であるとすると、この降伏比(σy/σu)と断面積比(A3/AK)との間の関係は下記の数式1のように表すことができる。また、この数式1は、数式2のように変形することもできる。
Here, the yield ratio (σy / σu) determined based on the yield stress σy and the tensile strength σu as one of the material properties of the conventional column
従来の柱脚用アンカーボルト2における上記降伏比(σy/σu)と断面積比(A3/AK)との間にこのような関係がある場合において、この従来の柱脚用アンカーボルト2に加わる引張荷重Pが増大していくことにより、オネジ部10の引張応力(P/A3)が引張強さσuに達したとき(図6中、点U)、すなわち、(P/A3)=σuとなったときには、上記した数式2のσuは(P/A3)と置き換えることができるので、数式2は下記の数式3のように変形することができる。
When there is such a relationship between the yield ratio (σy / σu) and the cross-sectional area ratio (A3 / AK) in the conventional column
上記数式3は、オネジ部10の引張応力(P/A3)が引張強さσu(図6中、点U)に達したときでも、中央部分22の引張応力(P/AK)がまだ降伏応力σyに達していないことを意味する(図6中、点X)。
Equation 3 above shows that the tensile stress (P / AK) of the
そうすると、従来の柱脚用アンカーボルト2は、そのオネジ部10の引張応力(P/A3)が引張強さσuに達して破断するまでの間に、中央部分22は全く塑性変形を伴って伸びないことになる。このような場合には、従来の柱脚用アンカーボルト2は、大地震等の際に振動エネルギーを吸収する機能を発揮できないことになる。
Then, in the conventional column
このため、柱脚用アンカーボルト2は、実際には、上述したような大地震等の際に振動エネルギーを吸収する機能を発揮できるようにするために、市販されている一般的な材質ではなく、断面積比(A3/AK)の数値よりも小さい降伏比(σy/σu)となるように特別に製造した材質を用いる必要があった。
For this reason, the column
したがって柱脚用アンカーボルト2は、例えば、その素材となる異形棒鋼として呼び径がD29,D32,D35,D38であるものを用い、これら異形棒鋼としての呼び径のそれぞれに対応して、呼び径がM27,M30,M33,M36であるオネジ部10を形成するような場合においては、下記の表1中に示す断面積比(A3/AK)の数値よりも小さい降伏比(σy/σu)となるように特別に製造した材質を用いる必要があった。
Accordingly, the column
このため、従来の柱脚用アンカーボルト2は、その降伏比(σy/σu)が表1中に示した断面積比(A3/AK)よりも小さくなるように特別に製造した材質の異形棒鋼により形成する必要があるので、製造費が高額化してしまうという問題があった。
For this reason, the conventional column
また、上記した従来の柱脚用アンカーボルト2は、図4に示すように、オネジ部10とは反対側端部のオネジ部16についても、オネジ部10と同様にネジ切削加工により形成すると、やはり、大地震等における振動エネルギーを吸収する機能を発揮できないことになってしまう。それを解決するために、上記のように特別に製造した材質の異形棒鋼により形成すると、やはりその製造費が高額化してしまうという問題があった。
Further, as shown in FIG. 4, the above-described conventional column
そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、中小地震時においては建物の揺れを小さくでき、大地震時においてはオネジ部が破断する前に長さ中央部分が塑性変形を伴って伸びることにより地震エネルギーを吸収することができると共に、製造費を低減することができる柱脚用アンカーボルトを提供することを課題とするものである。 Therefore, in view of the above problems, the present invention can reduce the shaking of a building during a small and medium-sized earthquake, and during a large earthquake, the central portion of the length extends with plastic deformation before the external thread breaks. It is an object of the present invention to provide an anchor bolt for a column base that can absorb energy and reduce manufacturing costs.
上記課題を解決するために、本発明による柱脚用アンカーボルトは、
周面に節やリブ等の凸部を有する異形棒鋼により形成され、その断面の直径方向において前記凸部の高さ中央部間に設定された公称直径よりも大きい外径のオネジを有するネジ部が少なくとも一方の端部に形成されていることを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the anchor bolt for a column base according to the present invention is:
A threaded portion formed of a deformed steel bar having convex portions such as nodes and ribs on the peripheral surface and having a male screw having an outer diameter larger than the nominal diameter set between the height central portions of the convex portions in the diameter direction of the cross section Is formed at least at one end.
また、本発明による柱脚用アンカーボルトは、
前記オネジは転造加工法によりその外径が前記設定された公称直径よりも大きくなるように形成されたことを特徴とするものである。
Moreover, the anchor bolt for a column base according to the present invention is:
The male screw is formed by a rolling method so that its outer diameter is larger than the set nominal diameter.
このような本発明の柱脚用アンカーボルトによれば、
周面に節やリブ等の凸部を有する異形棒鋼により形成され、その断面の直径方向において前記凸部の高さ中央部間に設定された公称直径よりも大きい外径のオネジを有するネジ部が少なくとも一方の端部に形成されていることにより、
中小地震時においては建物の揺れを小さくでき、大地震時においてはオネジ部が破断する前に長さ中央部分が塑性変形を伴って伸びることにより地震エネルギーを吸収することができると共に、製造費を低減することができる。
According to such an anchor bolt for a column base of the present invention,
A threaded portion formed of a deformed steel bar having convex portions such as nodes and ribs on the peripheral surface and having a male screw having an outer diameter larger than the nominal diameter set between the height central portions of the convex portions in the diameter direction of the cross section Is formed on at least one end,
During small and medium-sized earthquakes, the shaking of the building can be reduced, and in the case of a large earthquake, the center part of the length is stretched with plastic deformation before the external thread breaks, and the seismic energy can be absorbed and the manufacturing cost can be reduced. Can be reduced.
また、本発明の柱脚用アンカーボルトによれば、
前記オネジは転造加工法によりその外径が前記設定された公称直径よりも大きくなるように形成されたことにより、
オネジ部の外径を従来の柱脚用アンカーボルトのオネジ部の外径より大きくして、引張力が掛かったときに、オネジ部が破断するまでの間に中央部分で塑性変形を伴って伸びることができ、大地震時における地震エネルギーを吸収することが可能となる。
Moreover, according to the anchor bolt for the column base of the present invention,
The external thread is formed by a rolling method so that the outer diameter is larger than the set nominal diameter,
When the external diameter of the male screw part is larger than the external diameter of the male screw part of the conventional column base anchor bolt and a tensile force is applied, the male screw part extends with plastic deformation until it breaks. It is possible to absorb seismic energy during a large earthquake.
以下、本発明に係る柱脚用アンカーボルトを実施するための形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
図1から図3は、本発明の一実施の形態に係る柱脚用アンカーボルト30について説明するために参照する図である。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing the anchor bolt for column bases which concerns on this invention is demonstrated concretely based on drawing.
FIGS. 1 to 3 are views referred to for explaining a column
本実施の形態に係る柱脚用アンカーボルト30は、図1に示すように、その長さ方向の両端部にオネジ部32,33が形成されている。この柱脚用アンカーボルト30は、その両端部のオネジ部32,33の間の中央部分34の外周に、この柱脚用アンカーボルト30の素材となった異形棒鋼としての形状が形成されている。
As shown in FIG. 1, the column
すなわち、柱脚用アンカーボルト30の中央部分34の外周には、ボルトの長さ方向に沿って形成されたリブ36と、このリブ36を挟んでボルトの長さ方向において互い違いになるように配置され、円周方向に半周分の長さ分だけ形成された複数の節(ふし)38が形成されている。
That is, the outer periphery of the
柱脚用アンカーボルト30のオネジ部32は、図2に示すように、その外径D1が、上記中央部分34の公称直径DKよりも大きくなるように形成されている。この公称直径DKは、前記従来の柱脚用アンカーボルト2の説明で用いたものと同じ意味のものである。
As shown in FIG. 2, the
オネジ部32は、この柱脚用アンカーボルト30の素材となる不図示の異形棒鋼の端部のリブ36及び節38と、それら以外の場所の周面を少し削り落とすことにより、図3に示すように、オネジ部32の長さとほぼ同じ長さを有する丸棒形状部40を形成した後に、この丸棒形状部40にネジ転造加工を施すことにより形成される。
The
図2に示すように、オネジ部32は、上記ネジ転造加工を用いて形成されることにより、ネジ山の谷が凹むように形成される分だけ、ネジ山の頂部が外側に隆起するように形成されて、その外径D1が、上記中央部分34の公称直径DKよりも大きくなるように転造される。また、図1に示すように、オネジ部32と反対側端部のオネジ部33も同様にして形成される。
As shown in FIG. 2, the
このようにしてオネジ部32,33が形成された柱脚用アンカーボルト30は、例えば、その素材となる異形棒鋼としての呼び径がD25,D29,D32,D35であるものを用いた場合に、これらの呼び径のそれぞれに対応して、オネジ部としての呼び径がM27,M30,M33,M36であるオネジ部32,33を形成することができる。このような場合について、その断面積比(A3/AK)を下記の表2に示す。
When the column
このような本実施の形態によれば、柱脚用アンカーボルト30は、その中央部分34の外周に異形棒鋼としてのリブ36と節38の凸部が形成されているので、中小地震時においては、自身に引張荷重が加わっても変形量が小さくて済むため、建物の揺れを小さくでき、大地震時においては、オネジ部32,33が破断する前に中央部分34が塑性変形を伴って伸びることにより地震エネルギーを吸収することができる。
According to the present embodiment, the column
また、本実施の形態によれば、柱脚用アンカーボルト30の素材となる異形棒鋼について、下記の理由により、その許容することができる降伏比(σy/σu)の範囲の上限を引き上げることができるので、柱脚用アンカーボルト30を特別に製造した材質の異形棒鋼から形成しなくても、地震エネルギーを吸収することができるため、柱脚用アンカーボルト30の製造費を低減することができる。
Further, according to the present embodiment, the upper limit of the allowable yield ratio (σy / σu) range of the deformed steel bar used as the material of the
すなわち、本実施の形態に係る柱脚用アンカーボルト30は、大地震等の際に、オネジ部32,33が破断する前に中央部分34が塑性変形を伴って伸びることにより、地震エネルギーを吸収することができるようになるために、その降伏比(σy/σu)と有効断面積比(A3/AK)とが下記の数式4の関係を満たしていなければならないところ、柱脚用アンカーボルト30は、その有効断面積比(A3/AK)の数値を増大させることができるので、これに伴って、許容できる降伏比(σy/σu)の範囲の上限を引き上げることができるようになっている。
That is, the column
したがって本実施の形態によれば、柱脚用アンカーボルト30の素材となる異形棒鋼について、その降伏比(σy/σu)が上記した表2中の有効断面積比(A3/AK)よりも小さい程度の材質のもので足りるようになるので、柱脚用アンカーボルト30を、特別に製造した材質の異形棒鋼から形成しなくても、市販されている一般的な材質から形成することが可能となるため、柱脚用アンカーボルト30の製造費を低減することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the yield ratio (σy / σu) is smaller than the effective area ratio (A3 / AK) in Table 2 described above for the deformed bar steel used as the material of the
なお、本実施の形態に係る柱脚用アンカーボルト30は、その両端部にオネジ部32,33が形成されていたが、いずれか一方だけが形成されるようになっていてもよい。
In addition, although the
また、本実施の形態に係る柱脚用アンカーボルト30は、図1に示すように、その素材として、外周にリブ36と節38の凸部が形成されている異形棒鋼を用いるようにしていたが、外周にリブ36や節38とは異なる他の凸部を有する異形棒鋼を素材としてもよい。
Further, as shown in FIG. 1, the column
また、本実施の形態に係る柱脚用アンカーボルト30は、上記表2中において、呼び径がD25,D29,D32,D35である異形棒鋼から形成されるようになっていたが、これらの呼び径以外の他の呼び径の異形棒鋼から形成されてもよい。この場合には、柱脚用アンカーボルト30の両端部に形成されるオネジ部32,33は、素材となった異形棒鋼の公称直径よりも大きい外径を有するようになるものが形成されることはいうまでもない。
In addition, the column
また、本実施の形態に係る柱脚用アンカーボルト30は、その両端部に形成されるオネジ部32,33がメートルネジであったが、メートルネジ以外の他の種類のネジが形成されてもよい。例えば、インチネジ等が形成されてもよい。
Further, in the column
2 柱脚用アンカーボルト
4 柱部材
6 柱脚金物
8 梁コンクリート
10 オネジ部
12 ナット
14 座金
15 モルタル部
16 オネジ部
18 定着板
20 ナット
22 中央部分
23 節(ふし)
24 リブ
30 柱脚用アンカーボルト
32,33 オネジ部
34 中央部分
36 リブ
38 節(ふし)
40 丸棒形状部
2 Anchor bolt for
24
40 Round bar shape part
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