JP2015025288A - Column base reinforcement method and device - Google Patents
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Description
本発明は、既存の建築物における柱脚の基礎接合部分を補強するために用いる柱脚補強方法及び装置に関するものである。 The present invention relates to a column base reinforcement method and apparatus used to reinforce a foundation joint portion of a column base in an existing building.
一般に、各種プラントでは、機器や配管等を支持するための架台として、鋼製の柱材と梁材とブレース等からなる鉄骨構造(鋼構造)の架構が多く使用されている。 Generally, in various plants, a steel frame structure (steel structure) made up of steel pillars, beam members, braces, and the like is often used as a stand for supporting equipment, piping, and the like.
この種の架構を基礎に設置する場合は、各柱脚の下端に、平板状のベースプレートを、各柱脚ごとに溶接等の固定手段によりそれぞれ個別に取り付ける。更に、地面には、予め前記各柱脚の下方となる位置に、個別のベースプレートに対応する基礎を埋設しておき、該各基礎に、それぞれ対応する柱脚のベースプレートが、アンカーボルトを介して固定された構成としてある。 When installing this type of frame on the basis, a flat base plate is individually attached to the lower end of each column base by fixing means such as welding for each column base. Furthermore, foundations corresponding to the individual base plates are embedded in the ground in advance at positions below the respective column bases, and the base plates of the corresponding column bases are respectively attached to the respective foundations via anchor bolts. It is a fixed configuration.
前記架構は、地震時に水平力が作用すると、前記各柱脚における基礎設置部分では、ベースプレートと基礎との間に、水平方向の剪断力が作用するようになる。 When a horizontal force acts on the frame during an earthquake, a horizontal shearing force acts between the base plate and the foundation at the foundation installation portion of each column base.
更に、前記各柱脚のうち、特に、ブレースが接続されている柱脚において、該ブレースが地震による水平力の作用方向に沿って斜め下向きの配置となっているときには、前記地震による水平力がブレースを介して斜め下向きの力として柱脚に伝えられることから、該柱脚には基礎に対して押し付ける方向(下向き)の圧縮力が作用するようになる。 Further, among the column bases, particularly in the column bases to which the braces are connected, when the braces are arranged obliquely downward along the action direction of the horizontal force due to the earthquake, the horizontal force due to the earthquake is reduced. Since it is transmitted to the column base as an obliquely downward force via the brace, a compressive force in the direction of pressing against the foundation (downward) is applied to the column base.
一方、前記ブレースが接続されている柱脚において、該ブレースが地震による水平力の作用方向に沿って斜め上向きの配置となっているときには、前記地震による水平力がブレースを介して斜め上向きの力として柱脚に伝えられることから、該柱脚には基礎より離反させるような方向(上向き)の引抜力が作用するようになる。 On the other hand, in the column base to which the brace is connected, when the brace is arranged obliquely upward along the direction of the horizontal force due to the earthquake, the horizontal force due to the earthquake is obliquely upward through the brace. Therefore, a pulling force in a direction (upward) that separates from the foundation acts on the column base.
そのために、前記ブレースが接続されている柱脚では、地震時の揺れに伴って前記引抜力と圧縮力が交互に作用するようになることから、前記柱脚における基礎設置部分では、特に、前記引抜力の荷重に耐える構成とすることが必要とされる。 Therefore, in the column base to which the brace is connected, the pulling force and the compressive force act alternately with the shaking at the time of the earthquake. A structure that can withstand the load of the pulling force is required.
ところで、既存の建築物は、建設当時の耐震基準に則って、或る設計荷重に耐えるように建設されているものであるが、近年では、大地震への備えとして、既存の建築物について、前記耐震基準で規定されているものよりも大きな震度の地震(水平震動)にも耐えられるようにするための耐震対策が望まれることがある。 By the way, existing buildings are constructed to withstand a certain design load in accordance with the earthquake resistance standards at the time of construction, but in recent years, as a preparation for a large earthquake, In some cases, an earthquake resistance measure is required to withstand an earthquake having a greater seismic intensity (horizontal vibration) than that specified in the earthquake resistance standard.
なお、既存の建築物の補強手法の一つとして、たとえば、地中に埋設される鉄筋コンクリート製のフーチングにコンクリート製の柱が一体的に形成された形式の橋脚の補強を行う手法は、従来提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 As one of the existing building reinforcement methods, for example, a method of reinforcing a pier in which concrete columns are integrally formed on a reinforced concrete footing embedded in the ground is proposed in the past. (For example, refer to Patent Document 1).
ところが、前記特許文献1に示されたものは、鉄筋コンクリート製のフーチングと一体に形成されたコンクリート製の橋脚の補強構造であるため、前述した架構のような鋼製の柱脚を基礎上に設置した構成に対し、剪断力や引抜力に対する耐性の向上化を図る耐震補強としてそのまま適用することができるものではない。
However, since the structure disclosed in
したがって、前記架構のような既存の建築物における柱脚の基礎設置部分の耐震補強、特に前記した剪断力や引抜力に関する耐震補強を行う手法は従来特に提案されていない。 Therefore, a method for performing seismic reinforcement at the foundation installation portion of the column base in an existing building such as the above-mentioned frame, in particular, the above-described seismic reinforcement related to the shearing force and pulling-out force has not been proposed.
更に、前記架構は、柱脚の下端付近に、前記ブレースが接続されていることが多く、又、柱脚付近に配管の支持を行う構成とされていることも多いため、柱脚付近での作業性が悪いというのが実状である。 Furthermore, the frame is often connected to the brace near the lower end of the column base, and is often configured to support the piping near the column base. The reality is that workability is poor.
そこで、本発明は、前記架構の如き既設の建築物における柱脚の基礎設置部分について、地震時に作用する剪断力や引抜力に対する耐性を向上させ、しかも作業性よく耐震補強できるようにするための柱脚補強方法及び装置を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention is to improve the resistance against the shearing force and the pulling force acting during an earthquake on the foundation installation part of the column base in the existing building such as the frame, and to make it possible to perform seismic reinforcement with good workability. It is an object of the present invention to provide a column base reinforcing method and apparatus.
本発明は、前記課題を解決するために、請求項1に対応して、既存の建築物の鋼製の柱脚の下端部に設けて基礎に既設のアンカーボルトを介して固定してある既設のベースプレートの周りに、板状としてあって一つの辺の中間部に前記既設ベースプレートの平面形状に対応した形状の切欠部を備えた第一増設ベースプレートと、該第一増設ベースプレートの前記一つの辺側に位置する板状の第二増設ベースプレートを取り付け、且つ前記各増設ベースプレートを基礎に固定するための後打ちアンカーボルトと、前記柱脚の下端部と前記各増設ベースプレートの間に取り付けるリブ部材とを備えた構成を有する柱脚補強装置とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides an existing installation which is provided at the lower end of a steel column base of an existing building and is fixed to the foundation via an existing anchor bolt, corresponding to claim 1 A first extension base plate having a shape corresponding to the planar shape of the existing base plate at a middle portion of one side around the base plate, and the one side of the first extension base plate A plate-like second extension base plate positioned on the side and a post-fixed anchor bolt for fixing each extension base plate to the foundation; a rib member attached between the lower end of the column base and each extension base plate; It is set as the column base reinforcement apparatus which has the structure provided with.
更に、請求項2に対応して、前記請求項1の構成において、第二増設ベースプレートにおける既設ベースプレートに接する辺に、該既設ベースプレートの一つの端縁部を嵌合させるための嵌合用凹部を備えるようにした構成とする。
Further, corresponding to
又、請求項3に対応して、既存の建築物の鋼製の柱脚の下端部に設けて基礎に既設のアンカーボルトを介して固定してある既設のベースプレートの周りに、板状としてあって一つの辺の中間部に前記既設ベースプレートの平面形状に対応した形状の切欠部を備えた第一増設ベースプレートと、該第一増設ベースプレートの前記一つの辺側に位置する板状の第二増設ベースプレートとを配置し、前記各増設ベースプレートを、後打ちアンカーボルトを介して基礎に固定すると共に、該各増設ベースプレートと前記既設のベースプレート、及び、該各増設ベースプレート同士を接合し、次いで、前記柱脚の下端部と前記各増設ベースプレートの間にリブ部材を取り付けるようにする柱脚補強方法とする。 Corresponding to claim 3, there is a plate shape around an existing base plate provided at the lower end of a steel column base of an existing building and fixed to the foundation via an existing anchor bolt. A first extension base plate having a cutout portion corresponding to the planar shape of the existing base plate in the middle of one side, and a plate-like second extension located on the one side of the first extension base plate A base plate is arranged, and each extension base plate is fixed to the foundation via a post-fixed anchor bolt, each extension base plate is joined to the existing base plate, and each extension base plate is joined, A column base reinforcement method is provided in which a rib member is attached between the lower end portion of the leg and each of the additional base plates.
本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
(1)請求項1に示した構成を有する柱脚補強装置では、地震時等に建築物の柱脚と基礎との間に生じる剪断力及び引抜力を、既設のベースプレートより既設のアンカーボルトを介して基礎に伝えることに加えて、柱脚の下端部より、新設したリブ部材と、各増設ベースプレートと、後打ちアンカーボルトを介して基礎に伝えて支持させることができる。よって、前記既設の建築物の柱脚における基礎設置部分について、前記した剪断力や引抜力に対する耐性を向上させる耐震補強を行うことができる。
(2)請求項3に示した構成を有する柱脚補強方法によっても、前記(1)と同様の効果を得ることができる。
According to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
(1) In the column base reinforcement device having the configuration described in
(2) The same effects as in (1) can be obtained also by the column base reinforcing method having the configuration shown in
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1(a)(b)及び図2(a)(b)は本発明の柱脚補強方法及び装置の実施の一形態を示すものである。 FIGS. 1A, 1B and 2A, 2B show one embodiment of the column base reinforcing method and apparatus of the present invention.
ここで、先ず、図2(a)(b)を参照して、本発明を適用する既存の建築物における既設の鋼製の柱脚1の構成について説明する。
Here, first, with reference to FIG. 2 (a) (b), the structure of the existing
前記既設の柱脚1は、下端に平板状のベースプレート2が取り付けてあり、該ベースプレート2が、地面3に埋設されたコンクリート製の基礎4に対し、アンカーボルト5を介して固定された構成としてある。なお、説明の便宜上、以下では、前記既設のベースプレート2及びアンカーボルト5は、それぞれ既設ベースプレート2、及び、既設アンカーボルト5と云うものとする。なお、図では、前記柱脚1を、H形鋼によるものとして示してある。
The existing
前記既設の柱脚1の補強に用いる本発明の柱脚補強装置6は、構成部材として、図1(a)(b)と図2(a)に示すように、矩形板状とし、且つ一方の長辺の中間部に、前記既設ベースプレート2の平面形状に対応した形状の切欠部8を備えた平面コの字型の第一増設ベースプレート7と、該第一増設ベースプレート7の長辺の全長に沿って伸びる矩形板状の第二増設ベースプレート9を備える。これにより、前記第一増設ベースプレート7の一方の長辺に沿わせて前記第二増設ベースプレート9を配置すると、第一増設ベースプレート7の切欠部8と、第二増設ベースプレート9の一側縁とによって囲まれた内側に、前記既設ベースプレート2の平面形状に対応した形状の開口を形成できるようにしてある。
The column base reinforcing device 6 of the present invention used for reinforcing the existing
更に、本発明の柱脚補強装置6は、構成部材として、図1(a)(b)に示すように、前記基礎4の上面における前記既設ベースプレート2の周囲に、前記第一及び第二の各増設ベースプレート7及び9を固定するための複数の後打ちアンカーボルト(後施工アンカーボルト)10と、複数のリブ部材11とを備える。
Furthermore, as shown in FIGS. 1A and 1B, the column base reinforcing device 6 according to the present invention has the first and second components around the existing
以上の構成部材からなる本発明の柱脚補強装置6を用いて既設建築物の柱脚1の補強を行う場合は、先ず、補強対象となる柱脚1が設置された基礎4の上面における前記既設ベースプレート2の周囲に、周方向に或る間隔で複数の後打ちアンカーボルト10を植設する。この際、該後打ちアンカーボルト10は、後述するように既設ベースプレート2の周りに配置させる第一増設ベースプレート7と第二増設ベースプレート9の双方にそれぞれ対応する配置で設けるものとする。なお、各後打ちアンカーボルト10の配置は、前記柱脚1を中心として、できるだけ周方向に均等な配置とすることが望ましいが、基礎4の配筋との干渉の回避や、前記既設建築物の地震時に揺れが生じ易い方向(方位)を考慮して、適宜位置を調整してよいことは勿論である。
When reinforcing the
一方、前記第一と第二の各増設ベースプレート7と9には、前記基礎4に設ける後打ちアンカーボルト10の配置に対応させて、それぞれ図示しないボルト挿通孔を予め穿設するようにしてある。
On the other hand, each of the first and second
次に、前記柱脚1には、図2(a)に示すように、第一増設ベースプレート7を、側方より接近させて、切欠部8を既設ベースプレート2の三辺の外側に嵌めるようにした状態で基礎4上に配置させる。この際、同時に、前記基礎4の上面の対応する後打ちアンカーボルト10(図1(a)(b)参照)には、第一増設ベースプレート7の前記図示しないボルト挿通孔を外嵌させるようにする。
Next, as shown in FIG. 2 (a), the first
なお、前記柱脚1の一側に図示しないブレースが接続されていたり、該柱脚1の下端部の一側付近に図示しない配管等の干渉物が配置されている場合には、前記第一増設ベースプレート7は、前記切欠部8を、前記ブレースや干渉物が配置されていない側から柱脚1に接近させて嵌合させるようにすれば、前記ブレースや干渉物との干渉を回避した状態で基礎4上に容易に配置することができる。
When a brace (not shown) is connected to one side of the
前記のようにして基礎4上に第一増設ベースプレート7を配置した後は、前記第二増設ベースプレート9を、前記柱脚1に対して接近させて、前記既設ベースプレート2の残る一辺と、第一増設ベースプレート7の一方の長辺に沿わせるようにして基礎4上に配置する。この際、同時に、前記基礎4の上面の対応する後打ちアンカーボルト10(図1(a)(b)参照)には、該第二増設ベースプレート9の図示しないボルト挿通孔を外嵌させるようにする。該第二増設ベースプレート9は、矩形状としてあるため、前記柱脚1の一側に図示しないブレースが接続されていたり、該柱脚1の下端部の一側付近に図示しない配管等の干渉物が配置されている場合であっても、前記のようにして基礎4上に配置する際に、困難性は特に生じることはない。
After the first
次いで、前記各増設ベースプレート7と9は、その上面側に突出している各後打ちアンカーボルト10の突出端部に、ナット12を螺着させて締めることで、基礎4上に固定する。
Next, each of the
更に、前記第一増設ベースプレート7の切欠部8の内側端部は、既設ベースプレート2の対応する三辺に全長に亘り溶接し、且つ、該第一増設ベースプレート7の一方の長辺における切欠部8の両側の部分と、既設ベースプレート2の残りの一辺に、前記第二増設ベースプレート9の対応する端辺を、全長に亘り溶接する。
Further, the inner end portion of the
その後、前記柱脚1の下端部の側面と、前記既設ベースプレート2の周囲に接合された第一及び第二の各増設ベースプレート7,9の上面との間に、前記既設ベースプレート2と第一及び第二の各増設ベースプレート7,9との溶接部13を跨ぐように、周方向に複数のリブ部材11を配置して、該各リブ部材11を、前記柱脚1の下端部の側面と、前記第一及び第二の各増設ベースプレート7,9の上面に、それぞれ溶接により接合する。これにより、前記柱脚1と、各増設ベースプレート7,9との間で、各リブ部材11を介して力(荷重)を相互に伝えることができるようにする。
Thereafter, between the side surface of the lower end portion of the
更には、図1(a)(b)に二点鎖線で示すように、前記第一と第二の各増設ベースプレート7と9の上面に、該各増設ベースプレート7と9同士の溶接部14を跨ぐように配置したリブ部材15を設けるようにしてもよい。この際、該リブ部材15は、図1(a)(b)に示すように、前記柱脚1の下端部の側面と、第一増設ベースプレート7との間に設置したリブ部材11に接合してもよく、この場合には、荷重を分散して支持させるために、該リブ部材11における前記リブ部材15の接合部の反対側の面に、補強用のリブ部材15aを更に設けるようにすることが望ましい。
Furthermore, as shown by a two-dot chain line in FIGS. 1A and 1B, a welded
このように、本発明の柱脚補強方法及び装置によれば、地震時等に既設の建築物の柱脚1と基礎4との間に生じる剪断力及び引抜力は、既設ベースプレート2より既設アンカーボルト5を介して基礎4に伝えることに加えて、柱脚1の下端部より、新設した各リブ部材11と、各増設ベースプレート7,9と、各後打ちアンカーボルト10を介して基礎4に伝えて支持させることができる。よって、前記既設の建築物の柱脚1における基礎設置部分について、前記した剪断力や引抜力に対する耐性を向上させる耐震補強を行うことができる。
Thus, according to the column base reinforcement method and apparatus of the present invention, the shearing force and the pulling force generated between the
更に、本発明の柱脚補強方法及び装置では、既設ベースプレート2の周りに取り付ける増設用のベースプレートとして、前記切欠部8を備えたコの字型の第一増設ベースプレート7と、矩形状の第二増設ベースプレート9とからなる2分割構造のものを用いるようにしてあるため、たとえば、既設ベースプレート2の四方に別々の増設用のベースプレートを設ける場合に比して、現場での各増設ベースプレート7,9の移送作業の回数を削減できる。又、柱脚1の下端部付近に図示しないブレースや配管が配置されているような場合であっても、各増設ベースプレート7,9の基礎4への設置作業は、作業性を向上させることができる。
Furthermore, in the column base reinforcement method and apparatus of the present invention, as a base plate for expansion to be installed around the existing
しかも、補強対象となる柱脚1の基礎4の上面のレベルに不整が生じているような場合であっても、前記各増設ベースプレート7,9と既設ベースプレート2、及び、各増設ベースプレート7,9同士の位置合わせ作業は、回数を削減できるため、位置合わせをより容易に実施することができ、このことによっても前記作業性を向上させることができる。
Moreover, even if the level of the upper surface of the
又、前記2分割構造の増設ベースプレート7,9は、現場での突合せ溶接を行う作業量を低減させることができ、このことによっても前記作業性を向上させることができる。
Further, the
次に、図3は本発明の実施の他の形態として、前記実施の形態の応用例を示すものである。 Next, FIG. 3 shows an application example of the above embodiment as another embodiment of the present invention.
本実施の形態の柱脚補強装置6は、図1(a)(b)に示したと同様な構成において、第二増設ベースプレート9を、単純な矩形状とする構成に代えて、一方の側辺の中間部に、既設ベースプレート2の一つの端縁部を嵌合させるための嵌合用凹部16を備えた第二増設ベースプレート9aを用いる構成としたものである。
The column base reinforcing device 6 according to the present embodiment has a configuration similar to that shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), but the second
なお、前記のように第二増設ベースプレート9aに設けた嵌合用凹部16に、既設ベースプレート2の一つの端縁部を嵌合させることに伴い、第一増設ベースプレート7は、一方の長辺に設ける切欠部8の該一方の長辺から切り欠く深さ(奥行)を、前記第二増設ベースプレート9aの嵌合用凹部16の一方の側辺からの深さ(奥行)に対応する分、減少させるようにしてある。
As described above, the first
その他の構成は図1(a)(b)に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。 Other configurations are the same as those shown in FIGS. 1A and 1B, and the same components are denoted by the same reference numerals.
本実施の形態の柱脚補強装置6によれば、前記実施の形態と同様の効果を得ることができることに加えて、第二増設ベースプレート9aを基礎4上に設置する際の位置決め作業を容易なものとすることができる。よって、本実施の形態では、柱脚1の耐震補強を行う際の作業性を更に向上させることができる。
According to the column base reinforcing device 6 of the present embodiment, in addition to being able to obtain the same effects as those of the above embodiment, the positioning work when installing the second additional base plate 9a on the
なお、本発明は、前記実施の形態にのみ限定されるものではなく、既設の建築物における柱脚1の耐震補強に所望される強度に応じて、後打ちアンカーボルト10の本数は適宜増減してもよい。又、所望される後打ちアンカーボルト10の本数に応じて、各増設ベースプレート7,9,9aのサイズや形状は適宜変更してもよい。
In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, According to the intensity | strength desired for the earthquake-proof reinforcement of the
リブ部材11は、柱脚1と各増設ベースプレート7,9,9aとの間で伝達される荷重の大小や、各増設ベースプレート7,9,9aのサイズに応じて、斜辺の傾斜角度やサイズ、柱脚1の周方向に関する設置数を適宜変更してもよい。
The
柱脚1は、角管状等、図示したH形鋼以外のいかなる断面形状のものであってもよい。
The
更に、本発明の柱脚補強方法及び装置は、前記のように既設の鋼製の柱脚1を既設ベースプレート2を介して基礎4に接合した構成を備えた既存の建築物であれば、たとえば、各種プラントとして、排熱回収ボイラ、LNGプラント、発電プラント等の生産設備における柱脚1の基礎設置部分の耐震補強のために適用してもよい。更には、本発明の柱脚補強方法及び装置は、プラントに限られずに、空調設備や、食品や化学の設備、大型機器を支える支持装置の柱脚1に対して、耐震補強のために適用してもよいことは勿論である。
Furthermore, the column base reinforcement method and apparatus of the present invention is an existing building having a structure in which the existing
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。 Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 柱脚、2 既設ベースプレート、4 基礎、5 既設アンカーボルト、7 第一増設ベースプレート、8 切欠部、9,9a 第二増設ベースプレート、10 後打ちアンカーボルト、11 リブ部材、16 嵌合用凹部 1 Column base, 2 Existing base plate, 4 Foundation, 5 Existing anchor bolt, 7 First extension base plate, 8 Notch, 9, 9a Second extension base plate, 10 Rear anchor bolt, 11 Rib member, 16 Recess for fitting
Claims (3)
且つ前記各増設ベースプレートを基礎に固定するための後打ちアンカーボルトと、
前記柱脚の下端部と前記各増設ベースプレートの間に取り付けるリブ部材とを備えた構成を有すること
を特徴とする柱脚補強装置。 Around the existing base plate that is provided at the lower end of the steel column base of an existing building and fixed to the foundation via the existing anchor bolts, the existing base plate is in the middle of one side. A first extension base plate having a cutout portion corresponding to the planar shape of the base plate, and a plate-like second extension base plate located on the one side of the first extension base plate are attached,
And post-fixed anchor bolts for fixing each extension base plate to the foundation,
A column base reinforcement device comprising: a structure including a rib member attached between a lower end portion of the column base and each of the additional base plates.
請求項1記載の柱脚補強装置。 The column base reinforcing device according to claim 1, wherein a fitting recess for fitting one end edge portion of the existing base plate is provided on a side of the second extension base plate in contact with the existing base plate.
前記各増設ベースプレートを、後打ちアンカーボルトを介して基礎に固定すると共に、該各増設ベースプレートと前記既設のベースプレート、及び、該各増設ベースプレート同士を接合し、
次いで、前記柱脚の下端部と前記各増設ベースプレートの間にリブ部材を取り付けること
を特徴とする柱脚補強方法。 Around the existing base plate that is provided at the lower end of the steel column base of an existing building and fixed to the foundation via the existing anchor bolts, the existing base plate is in the middle of one side. A first extension base plate having a cutout portion having a shape corresponding to the planar shape of the base plate, and a plate-like second extension base plate located on the one side of the first extension base plate;
Each extension base plate is fixed to the foundation via post-fixed anchor bolts, the extension base plate and the existing base plate, and the extension base plates are joined together,
Next, a rib base reinforcing method is provided, wherein a rib member is attached between a lower end portion of the column base and each of the additional base plates.
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