JP2019044401A - Column leg joining structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建築物や構造物等に用いられる柱の脚部をコンクリートからなる基礎に接合する構造に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a structure in which the leg portion of a column used for a building or a structure is joined to a foundation made of concrete.
柱の脚部をコンクリートの基礎に接合する構造は、基礎のコンクリート中に下部を埋め込んだ複数のアンカーボルトを用いる構造が広く用いられている。複数の上記アンカーボルトは、例えば基礎の上面から突き出した上端部を、柱の下端部に固定されたベースプレートに係止し、ベースプレートを基礎に押し付けるように接合することができる。このような構造では、柱に水平方向の力が作用すると柱の下端部には曲げモーメントが発生する。そして地震時等においては水平力がその方向を反転して繰り返し作用し、これにともなって曲げモーメントも方向が反転して繰り返し作用する。 The structure which joins the leg part of a pillar to the foundation of concrete is widely used the structure using a plurality of anchor bolts which carried the lower part in concrete of the foundation. A plurality of the above anchor bolts can be joined, for example, to lock the upper end protruding from the upper surface of the base to the base plate fixed to the lower end of the pillar and press the base plate against the base. In such a structure, when a horizontal force is applied to the column, a bending moment is generated at the lower end of the column. When an earthquake or the like occurs, the horizontal force reverses the direction and repeatedly acts, and along with this, the bending moment also reverses the direction and repeatedly acts.
このように柱の下端部に曲げモーメントが作用すると引張側にあるアンカーボルトには引き抜き力が作用し、アンカーボルトに伸びが生じる。そして圧縮側ではベースプレートが基礎に押し付けられる。アンカーボルトの伸びは、曲げモーメントが増大して応力度が降伏点を超えると塑性変形となる。その後、曲げモーメントの方向が反転すると引張側であった領域に圧縮力が作用してベースプレートが基礎に強く押し付けられ、圧縮側であった部分にあるアンカーボルトに引張力が作用し、曲げモーメントが大きいときには塑性的な伸びが生じる。 As described above, when a bending moment acts on the lower end of the column, a pullout force acts on the anchor bolt on the tension side, and the anchor bolt is stretched. And on the compression side, the base plate is pressed against the foundation. The elongation of the anchor bolt becomes plastic deformation when the bending moment increases and the degree of stress exceeds the yield point. Thereafter, when the bending moment reverses direction, a compressive force acts on the region which was on the tension side and the base plate is strongly pressed against the base, and a tensile force acts on the anchor bolt on the portion which was on the compression side. When it is large, plastic elongation occurs.
このように曲げモーメントの方向が反転するときに、アンカーボルトの圧縮方向に該アンカーボルトとベースプレートとが拘束されていないと、アンカーボルトには伸びが生じたままベースプレートが基礎に押し付けられる位置に戻ることになり、いわゆるスリップ現象が生じる。 When the direction of bending moment reverses in this manner, if the anchor bolt and the base plate are not restrained in the compression direction of the anchor bolt, the anchor bolt returns to the position where the base plate is pressed against the foundation while stretching. As a result, a so-called slip phenomenon occurs.
特許文献1及び特許文献2には、このようなスリップ現象を防止する構造が提案されている。これらの構造では、アンカーボルトに塑性的な伸びが生じた後、曲げモーメントの方向が反転したときにベースプレートからアンカーボルトに圧縮力が作用し、塑性的な伸びが生じたアンカーボルトに圧縮変形を生じさせる。これにより、アンカーボルトの応力−ひずみ履歴が大きなループを描くものとなり、震動のエネルギーを効率よく吸収して建築物や構造物等の震動を有効に減衰させるものとなる。
しかしながら、従来の技術には次のような解決が望まれる課題がある。
上記のように繰り返し反転する方向に曲げモーメントが作用するときに、アンカーボルトに塑性的な伸びと圧縮変形とを生じさせる構造であっても、地震動がおさまった後のアンカーボルトに塑性変形が残留することがある。建築物や構造物を地震動の負荷を受ける前の状態に修復するためにはアンカーボルトの残留変形を解消しておくことが望まれる。しかし、アンカーボルトに生じている残留変形を解消することは難しく、従来の構造ではアンカーボルトを交換して新しいものとすることもできない。
However, the prior art has problems that the following solutions are desired.
As described above, even if the structure that causes plastic elongation and compressive deformation to the anchor bolt when bending moment acts in the direction to reverse repeatedly, plastic deformation remains in the anchor bolt after the earthquake motion is settled. There is something to do. It is desirable to eliminate residual deformation of the anchor bolt in order to restore a building or structure to a state before being subjected to seismic load. However, it is difficult to eliminate the residual deformation occurring in the anchor bolt, and in the conventional structure, the anchor bolt can not be replaced to be a new one.
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンカーボルトの塑性変形によって震動等のネルギーを吸収するとともに、アンカーボルトの交換を可能とする柱脚部接合構造を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is a column-to-base joint structure capable of absorbing energy such as vibration by plastic deformation of the anchor bolt and enabling replacement of the anchor bolt. To provide.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、 コンクリートで主要部が形成された基礎と、 前記基礎上に立設される柱と、 前記柱の下端部に固定されたベースプレートと、 下部が前記基礎に埋め込まれ、上端部が前記基礎の上面より突出して、前記べースプレートと結合される複数のアンカー部材と、を有し、 前記アンカー部材は、 前記基礎を形成するコンクリート中に埋め込んで固定された定着部材と、 前記定着部材に設けられた雌ねじ部に下端部の雄ねじ部がねじ込まれ、前記雌ねじ部にねじ込まれた部分より上方は前記基礎を構成するコンクリート又はモルタルと非接触に維持され、上端部が前記基礎の上面により突出して前記ベースプレートに結合されるアンカーボルトと、を含むものであり、 前記アンカーボルトは、前記基礎の上面より突出した部分に付与された軸線周りの回転力によって前記定着部材から抜き取りが可能に該定着部材とねじり合わされている柱脚部接合構造を提供する。
In order to solve the above problems, the invention according to
本発明において、上記定着部材は、アンカーボルトの下端部に設けられた雄ねじ部がねじり合わされ、アンカーボルトに作用する上方への引き抜き力に抵抗するものであれば、形状は限定されるものではない。例えばナットであってもよいし、ナットとこれに係止されるプレートとを含むものであってもよい。また、軸線方向にアンカーボルトを挿入することができるボルト挿入穴を有し、該ボルト挿入穴内にアンカーボルトの先端部がねじり合わされる雌ねじ部有する棒状の部材であってもよい。また、この棒状の部材は、基礎のコンクリートからの引き抜きに抵抗するための付加部材を有するものであってもよい。 In the present invention, the shape of the fixing member is not limited as long as the fixing member is such that the male screw portion provided at the lower end of the anchor bolt is twisted and resists the upward pulling force acting on the anchor bolt. . For example, it may be a nut, or may include a nut and a plate locked thereto. Alternatively, it may be a rod-like member having a bolt insertion hole in which the anchor bolt can be inserted in the axial direction, and a tip portion of the anchor bolt being twisted together in the bolt insertion hole. The rod-like member may also have an additional member to resist withdrawal of the foundation from the concrete.
この柱脚部接合構造では、柱からベースプレートを介して基礎に下方への圧縮力が伝達されるとともに、曲げモーメントが柱脚部に作用したときには、アンカー部材の引き抜き抵抗力によってベースプレートの上方への変位が制限される。また、アンカーボルトは、ベースプレートに結合される部分と定着部材にねじ込まれる下端部との間で基礎のコンクリート又はモルタルと非接触となって伸びが許容されるものとなっている。これにより、アンカーボルトに大きな引き抜き力が作用したときに伸びが許容される範囲で塑性変形が生じ、破断までの変形によって大きなエネルギーを吸収することができるものとなる。また、アンカーボルトに大きな負荷が作用して塑性変形が残留した場合等には、アンカーボルトの上部に軸線周りの回転力を付与することによってアンカーボルトを定着部材から引き抜くことができる。そして、変形が生じていない新たなアンカーボルトを基礎の上方から定着部材にねじ込むことができ、アンカーボルトを容易に交換することが可能となる。 In this column-to-base joint structure, downward compressive force is transmitted from the column to the foundation via the base plate, and when a bending moment acts on the column base, the pull-out resistance force of the anchor member causes the base plate to move upward. Displacement is limited. In addition, the anchor bolt is allowed to extend without being in contact with the concrete or mortar of the foundation between the portion coupled to the base plate and the lower end portion screwed to the fixing member. As a result, when a large pulling force acts on the anchor bolt, plastic deformation occurs in a range in which the elongation is allowed, and a large energy can be absorbed by the deformation up to the fracture. When a large load acts on the anchor bolt and plastic deformation remains, etc., the anchor bolt can be pulled out from the fixing member by applying a rotational force around the axis to the top of the anchor bolt. Then, a new anchor bolt not deformed can be screwed into the fixing member from above the base, and the anchor bolt can be easily replaced.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の柱脚部接合構造において、 前記アンカーボルトは、前記ベースプレートから上方への引張力と下方への圧縮力とが伝達されるように該ベースプレートと結合されているものとする。
The invention according to
この柱脚部接合構造では、柱の上部に大きな水平力が作用し、柱脚部に大きな曲げモーメントが作用すると、引張側のアンカーボルトに大きな塑性変形が生じることがある。そして、地震時のように大きな水平力が方向を反転して繰り返し作用すると、引張側となって塑性的な伸びが生じたアンカーボルトには、その後に圧縮力が作用して圧縮変形が生じる。これにより、アンカーボルトの応力−ひずみ曲線は大きなループを描くものとなり、震動のエネルギーを有効に吸収して制震効果が得られる。 In this column-to-column joint structure, when a large horizontal force acts on the top of the column and a large bending moment acts on the column base, a large plastic deformation may occur in the tension-side anchor bolt. Then, when a large horizontal force reverses the direction and repetitively acts as in the case of an earthquake, a compressive force acts on the anchor bolt which has become a tension side and a plastic elongation has occurred, and a compressive deformation occurs. As a result, the stress-strain curve of the anchor bolt becomes a large loop, and vibration energy can be effectively absorbed to obtain a damping effect.
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載の柱脚部接合構造において、 前記定着部材は、上下方向に軸線を有する棒状体を含み、該棒状体の上端面から軸線方向に中心穴が形成され、該中心穴の底部に前記アンカーボルトの前記雄ねじ部がねじ込まれる雌ねじ部が形成されているものとする。
The invention according to
この柱脚部接合構造では、棒状体の中心穴に挿入された部分では、アンカーボルトを基礎のコンクリート又はモルタルと非接触に維持することができ、アンカーボルトを軸線回りに回転することによって底部の雌ねじ部から抜き取り、容易にアンカーボルトを交換することができる。
また、この構造では棒状体の長さの設定によって棒状体を基礎のコンクリートに埋め込む長さを決定することができるとともに、棒状体の上端面から軸線方向に形成された中心穴の深さの設定によってアンカーボルトの長さを決定することができる。したがって、アンカー部材の基礎への埋め込み深さとアンカーボルトの長さとを、互いに独立して設定することができる。これにより、アンカーボルトに引張力が作用して降伏するまでのアンカーボルトの伸び量、及び降伏後破断するまでの伸び量を適切な値に設定することが可能であるとともに、棒状体の長さの設定によって十分な引き抜き抵抗力を有するように十分な深さまで該棒状体を基礎のコンクリート中に埋め込むことができる。
In this column-to-base joint structure, the anchor bolt can be kept out of contact with the concrete or mortar of the foundation at the portion inserted into the central hole of the rod, and the bottom of the anchor bolt can be rotated by rotating the anchor bolt around its axis. It can be removed from the female screw and the anchor bolt can be easily replaced.
In this structure, the length of the rod can be determined by setting the length of the rod, and the length of the central hole formed in the axial direction from the upper end face of the rod can be determined. The length of the anchor bolt can be determined by Therefore, the embedding depth of the anchor member in the base and the length of the anchor bolt can be set independently of each other. As a result, it is possible to set the elongation of the anchor bolt until it yields by the tensile force acting on the anchor bolt, and the elongation until it breaks after yielding to appropriate values, and the length of the rod-like body The rod-like body can be embedded in the concrete of the foundation to a sufficient depth to have a sufficient pull-out resistance by setting.
請求項4に係る発明は、請求項3に記載の柱脚部接合構造において、 前記棒状体は、下端部に断面が拡大された拡大部を備えるか、又は外周面に形成された雄ねじにねじり合わされたナット、もしくは該ナットと該ナットに係止される定着プレートとが装着されているものとする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the column-base joint structure according to the third aspect, the rod-like body is provided with an enlarged portion whose cross section is enlarged at a lower end portion, or twisted with an external thread formed on an outer peripheral surface. It is assumed that a combined nut or the nut and a fixing plate to be locked to the nut are attached.
上記棒状体は、拡大部、ナット又はナットに係止された定着プレートによって基礎のコンクリートから引き抜く力に対して大きな抵抗力を有するものとなる。 The rod-like body has a large resistance to the pulling-out force from the concrete of the base by the enlarged portion, the nut or the fixing plate anchored to the nut.
請求項5に係る発明は、請求項1又は請求項2に記載の柱脚部接合構造において、 前記定着部材は、前記アンカーボルトの前記雄ねじ部とねじり合わされるナットを有し、該ナットから前記ベースプレートまでの間に、該アンカーボルトの周囲を囲むように筒状部材が装着されているものとする。
The invention according to
この柱脚部接合構造では、アンカーボルトのナットがねじり合わされた部分からベースプレートまでの間を筒状部材によって囲み、基礎を構成するコンクリート又はモルタルとアンカーボルトとを非接触に維持することができる。これにより、アンカーボルトを軸線回りに回転することによってナットから抜き取り、容易にアンカーボルトを交換することができる。
また、ナットがアンカーボルトにねじり合わされていることによって、アンカーボルトに作用する引き抜き力に抵抗するものとなる。このナットはアンカーボルトを基礎のコンクリート又はモルタルと非接触にしてねじり合わされるものであれば長ナットや袋ナット等を用いることができる。
In this column-to-base joint structure, the portion from which the nut of the anchor bolt is twisted together to the base plate can be surrounded by the tubular member to maintain the concrete or mortar forming the foundation and the anchor bolt in non-contact. Thus, the anchor bolt can be removed from the nut by rotating the anchor bolt about the axis, and the anchor bolt can be easily replaced.
In addition, since the nut is twisted with the anchor bolt, the nut resists the pulling force acting on the anchor bolt. This nut may be a long nut, a cap nut or the like as long as the anchor bolt is twisted without being in contact with the concrete or mortar of the base.
請求項6に係る発明は、請求項1から請求項5までのいずれかに記載の柱脚部接合構造において、 前記ベースプレートは、上面から上方に立ち上げられた枠体を有し、 前記アンカーボルトは前記ベースプレートの板状本体部を貫通して上端部が前記枠体の上部に結合されているものとする。
The invention according to
この柱脚部接合構造では、柱の下端が上方へ浮き上がるように変位しようとするときに、上記枠体を介してアンカーボルトが抵抗するものとなる。そして、基礎と密着するベースプレートの板状本体部より上方でアンカーボルトを枠体と結合することができる。これにより、大きな引張力が作用した後の塑性変形の残留状態を容易に観察することができ、交換の必要性を容易に判断することできる。また、アンカーボルトを交換する作業も容易となる。特に、アンカーボルトにベースプレートから引張力と圧縮力との双方が伝達されるように結合すること、及びこの結合を解除してアンカーボルトを交換することが容易となる。 In this column-to-column joint structure, when the lower end of the column is displaced so as to float upward, the anchor bolt resists via the above-mentioned frame. Then, the anchor bolt can be coupled to the frame above the plate-like main body of the base plate in close contact with the base. Thus, the residual state of plastic deformation after the application of a large tensile force can be easily observed, and the necessity of replacement can be easily determined. In addition, the work of replacing the anchor bolt also becomes easy. In particular, it becomes easy to couple to the anchor bolt so that both tensile and compressive forces are transmitted from the base plate, and to release the coupling and replace the anchor bolt.
請求項7に係る発明は、請求項6に記載の柱脚部接合構造において、 前記アンカーボルトには、ベースプレートの板状本体部より上方で前記枠体に結合される部分より下方の少なくとも一部に、該アンカーボルトの外周面を囲むように金属の筒体が装着されているものとする。
The invention according to
この柱脚部接合構造では、アンカーボルトに塑性的な伸び変形が生じ、その後に圧縮力が作用したときに、ベースプレートの板状本体部より上方でアンカーボルトの曲げ変形を拘束し、座屈するのを防止することができる。 In this column-to-base joint structure, plastic deformation occurs in the anchor bolt, and thereafter, when compressive force is applied, the bending deformation of the anchor bolt is restrained and buckled above the plate-like main body of the base plate. Can be prevented.
請求項8に係る発明は、請求項1から請求項7までのいずれかに記載の柱脚部接合構造において、 前記ベースプレートは、前記基礎のコンクリート又は該基礎と一体となったモルタルによって下面より高い位置まで埋め込まれ、 該ベースプレートの側面は、下方に向かって該ベースプレートの中央側に傾斜しており、 前記ベースプレートの側面及び下面には、前記基礎のコンクリートとの付着力又は該基礎と該ベースプレートとの間に介挿されるモルタルとの付着力を抑制する剥離層が形成されているものとする。
The invention according to
この柱脚部接合構造では、ベースプレートがコンクリート又はモルタルに埋め込まれていることにより、柱に水平方向の力が作用したときに、ベースプレートの側面に当接されているコンクリート又はモルタルによって水平方向の変位が拘束される。そして、柱の下端部に曲げモーメントが作用し、引張側でアンカーボルトに伸びが生じてベースプレートが浮き上がったときには、剥離層によってベースプレートがコンクリート又はモルタルと容易に分離し、隣接する部分のコンクリート又はモルタルが損傷するのを抑制することができる。そして、曲げモーメントの方向が反転して浮き上がったベースプレートが再び基礎に押し付けられる時には、傾斜する側面によってベースプレートは元の位置に正確に復元される。 In this column-to-base joint structure, the base plate is embedded in concrete or mortar so that horizontal displacement is caused by the concrete or mortar being in contact with the side surface of the base plate when horizontal force is applied to the column. Are bound. Then, when the bending moment acts on the lower end of the column and the anchor bolt is stretched on the tension side and the base plate is lifted, the peeling layer separates the base plate from concrete or mortar easily, and concrete or mortar of the adjacent part Can be suppressed from being damaged. Then, when the direction of bending moment is reversed and the lifted base plate is again pressed against the foundation, the base plate is accurately restored to the original position by the inclined side surface.
以上、説明したように本発明に係る柱端部接合構造では、アンカーボルトの塑性変形によって震動等のネルギーを吸収することができるとともに、アンカーボルトの交換を容易に行うことができ、アンカーボルトに塑性変形が生じる前の状態に復元することが可能となる。 As described above, in the column end joint structure according to the present invention, energy such as vibration can be absorbed by plastic deformation of the anchor bolt, and the anchor bolt can be easily replaced. It is possible to restore the state before plastic deformation occurs.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態である柱脚部接合構造を示す概略正面図及び概略側面図である。また、図2は図1中のA−A線における平断面図である。
この柱脚部接合構造は、木質材からなる柱1の下端部を基礎2に接合するものである。柱1は、小断面の木材を張り合わせた集成材からなるものであり、下面に当接して鋼からなるベースプレート3が取り付けられている。基礎のコンクリート21には複数のアンカー部材4の下部が埋め込まれ、上部が基礎2の上面から突き出しており、これらのアンカー部材4によってベースプレート3が基礎2に結合されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
FIG. 1 is a schematic front view and a schematic side view showing a column-base joint structure according to an embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 2 is a plane sectional view in the AA line in FIG.
This column-to-base joint structure is to joint the lower end portion of the
上記柱1は、断面形状が矩形となっており、断面の一辺の長さが隣接する他の辺より長い扁平な形状となっている。そして、下端部で長辺方向に作用する曲げモーメントに対して大きな抵抗力を有するように基礎2に接合されるものである。
この柱1には中心部に軸線方向の孔が形成され、緊張材11が挿通されている。この緊張材11の下端部は基礎2のコンクリート21中に埋め込まれ、定着されている。そして、柱1の上部(図示しない)で緊張力が導入され、柱1にプレストレスが導入されるともに柱1を軸線方向の力で基礎2に押し付けるものとなっている。
The cross-sectional shape of the
A hole in the axial direction is formed in the center of the
上記ベースプレート3は、鋼の厚板からなる板状本体部31と、この板状本体部31の上面に立ち上げられた複数の枠体32とを有するものである。そして、板状本体部31の上面が柱1の下端面に当接され、強固に接合されている。この板状本体部31の下部は、基礎のコンクリート21の上に形成されたモルタル層22に埋め込まれており、柱1から伝達される鉛直方向の力がモルタル層22を介してコンクリート部分に伝達されるものとなっている。この板状本体部31の側面は、図1に示すようにモルタル層22に埋め込まれた部分が中心側に傾斜している。つまり、上面より下面の寸法が縮小されるように側面が傾斜するものである。
この板状本体部31の下面には剥離剤が塗布されており、板状本体部31の下部を埋め込むように形成されたモルタル層22との付着を遮断し、容易に剥離するものとなっている。
The
A release agent is applied to the lower surface of the plate-like
この板状本体部31の上面に立ち上げられた複数の枠体32は、アンカー部材4が結合される位置に設けられており、鋼からなるものでベースプレート3の板状本体部31に溶接等によって固定されている。これらの枠体32のそれぞれは、板状本体部31の上面より上方に立ち上げられた2つの縦部材32aと、これらの縦部材32aの上部を横方向に連結する横部材32bとを有する。板状本体部31の、上記2つの縦部材32aが立ち上げられた位置の間には貫通孔が形成されている。この貫通孔には、アンカー部材4の上部が挿通され、2つの縦部材32aの間を経て横部材32bにアンカー部材4の上端部が結合されている。
The plurality of
上記ベースプレート3は、図2及び図3に示すように、複数の接合ボルト33によって柱1と接合されている。接合ボルト33は全長にわたって雄ねじが形成されたものであり、ベースプレート3の板状本体部31に形成されたボルト孔の雌ねじに下端部がねじり合わされている。そして、上部は柱1に穿設された穴に挿入される。該穴の内周面と接合ボルト33の外周面との間隙には接着剤が充填され、硬化して柱1と接合ボルト33とを結合している。接着剤は例えばエポキシ樹脂を用いることができる。
The
基礎のコンクリート21は、上面に複数の高さ調整用ボルト23を備えている。これらの高さ調整用ボルト23は下部がコンクリート21に埋め込まれ、上面から突き出した上部に長ナット24がねじり合わされている。これらの長ナット24の上にベースプレート3を載置し、仮支持することができる。そして、長ナット24を高さ調整用ボルト23にねじり合わせる長さを調整することにより、ベースプレート3を正確な高さに仮支持することができものである。
基礎2のコンクリート上に形成されたモルタル層22は、高さ調整用ボルト23と長ナット24でベースプレート3が仮支持された状態で基礎のコンクリート21上に未硬化のモルタルを流し込み、硬化することによって形成されたものである。したがって、高さ調整用ボルト23、長ナット24及び板状本体部31の少なくとも下部を埋め込み、基礎のコンクリート21上でベースプレート3を支持するものとなっている。
The foundation concrete 21 has a plurality of
The
図4は、基礎2とベースプレート3とを結合するアンカー部材4を示す断面図である。
上記アンカー部材4は、下部が基礎のコンクリート21に埋め込まれた棒状体である下部アンカー41と、該下部アンカー41の下端部に形成された雄ねじ部にねじり合わされた埋め込みナット42と、該埋め込みナット42に係止された定着板43と、上記下部アンカー41の上部に接合され、ベースプレート3と結合されるアンカーボルト44と、該アンカーボルト44にねじり合わされるナット45と、を有するものである。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the
The
上記下部アンカー41と、埋め込みナット42と、定着板43とが本件発明の定着部材を形成しており、下部アンカー41が所定の深さまで基礎のコンクリート21に埋め込まれる。定着板43は、中央部に貫通孔を有する鋼プレートであり、該貫通孔に下部アンカー41が挿通され、該定着板43が埋め込みナット42に係止されるものとなっている。したがって、下部アンカー41の雄ねじ部にねじり合わされた埋め込みナット42と、これに係止された定着板43とによって基礎のコンクリート21から抜け出すことがないようにしっかりと定着される。
The
上記下部アンカー41には、上端面から軸線方向に穴41aが形成されており、その底部にはアンカーボルト44とねじり合わせることができる雌ねじ部41bが形成されている。この穴の深さ、すなわち雌ねじ部41bが形成される位置は、上記柱1を含む構造物の設計において求められる柱下端の接合部における剛性、変形性能又は終局破壊が生じるまでに許容すべき変形量等によって適宜に定めることできるものである。
In the
上記アンカーボルト44は、下端部が下部アンカー41に設けられた穴41aの底部で雌ねじ部41bにねじり合わせて該下部アンカー41と接続される。そして、上記雌ねじ部41bとねじり合わされた部分より上方は、下部アンカー41に形成された穴41aの内周面と該アンカーボルト44の外周面との間に環状の小さな隙間が形成されている。
このアンカーボルト44の上部は、ベースプレート3に設けられた枠体32の横部材32bに結合されている。横部材32bには鉛直方向の貫通孔32cが形成され、この貫通孔32cにアンカーボルト44が挿通され、頭部44aがワッシャー46を介して横部材32bの上面に当接される。そして横部材32bの下側でアンカーボルト44にねじり合わされたナット45が横部材32bの下面に締め付けられ、アンカーボルト44がベースプレート3に対して上方及び下方へ相対的に変位するが拘束されるものとなっている。
なお、下部アンカー41の上端面は、横部材32bに締め付けられた上記ナット45に押し付けられているのが望ましいが、アンカーボルト44の下端部が穴41aの底部に形成された雌ねじ部41bにねじり合わされた状態で下部アンカー41の上端面がナット45と離隔しているものであってもよい。
The lower end portion of the
The upper portion of the
The upper end surface of the
このような柱脚部接合構造では、柱1からベースプレート3を介して基礎2に下方への圧縮力が伝達されるとともに、柱1に上方への引き抜き力が作用したときには、柱1からベースプレート3、アンカーボルト44、下部アンカー41、埋め込みナット42及び定着板43を介して引き抜き力が基礎のコンクリート21に伝達され、引き抜きに抵抗するものとなる。また、柱脚部に曲げモーメントが作用したときには、圧縮側では柱1からベースプレート3及びモルタル層22を介して圧縮力が基礎のコンクリート21に伝達されるとともに、引張側では柱1に引き抜き力が作用したときと同様にアンカー部材4を介して基礎のコンクリート21に伝達され、引き抜きに抵抗するものとなる。
In such a column-to-base joint structure, when a downward compressive force is transmitted from the
柱脚部に大きな曲げモーメントが作用して引張側のアンカーボルト44に降伏点応力度以上の応力度が発生すると、アンカーボルト44には先端の下部アンカー41にねじり合わされた部分から枠体32に係止された頭部までの広い範囲で塑性的な伸び変形が生じる。そして、地震時のように大きな水平力が方向を反転して繰り返し作用するときには、引張側であった領域が圧縮側となってベースプレート3が基礎に2押し付けられる。このとき、塑性的な伸びが生じたアンカーボルト44は、頭部44aとナット45によって横部材32bに結合されていることから、ベースプレート3から圧縮力が作用し、圧縮変形が生じる。これにより、繰り返し反転する曲げモーメントが作用したときに、アンカーボルト44の応力−ひずみ曲線は大きなループを描くものとなり、震動のエネルギーを有効に吸収して構造物の振動を減衰させる。なお、アンカーボルト44に圧縮方向の力が作用したときに、アンカーボルト44は下部アンカー41の軸線方向の穴41a内で、環状の間隙をおいて対向する内周面に曲げ変形が拘束され、アンカーボルト44の座屈が防止される。
When a large bending moment acts on the column base and a stress degree higher than the yield point stress degree is generated in the tension-
上記のように構造物に大きな負荷が作用してアンカーボルト44に塑性変形が残留した場合等には、アンカーボルトの頭部44aに軸線周りの回転力を付与することによってアンカーボルト44を下部アンカー41の雌ねじ部41bから引き抜くことができる。そして、変形が生じていない新たなアンカーボルトをベースプレート3の上方から下部アンカー41にねじ込むことができ、アンカーボルト44を容易に交換して、塑性変形が生じる前の初期状態に復元することができる。
As described above, when a large load acts on the structure and plastic deformation remains in the
次に、上記構造によって木質材からなる柱1を基礎2に接合する工程について説明する。
柱1を立設する位置に基礎2を形成するための型枠及び必要な鉄筋を組み立て、未硬化のコンクリートを打ち込んで、図5(a)に示すように基礎のコンクリート部分21を形成する。このとき、アンカー部材を埋め込む位置には底を有する円筒状の箱抜き型枠を設置しておき、上面から所定の深さの穴25を形成する。また、柱1の中心となる位置には下端部に定着具12が装着された緊張材の下側部分11aを、その下部がコンクリートに埋め込まれるように配置しておく。
Next, the process of joining the
A formwork and necessary reinforcing bars for forming the
一方、木質材からなる柱1は、工場等において軸線方向を横にして支持し、鋼からなるベースプレート3を取り付ける。ベースプレート3は、例えば次のように取り付けることができる。
図5(b)に示すようにベースプレート3をビス等によって柱1の所定の位置に仮固定し、ベースプレート3に設けられたボルト孔31aの雌ねじに背面側から接合ボルト33をねじ込む。そして、軸線回りに回転させながら柱1に設けられた穴13に挿入してゆき、接合ボルト33の後端がベースプレート3の下面とほぼ一致する位置までねじ込む。このとき接合ボルト33はねじり合わされたベースプレート3によって支持され、柱1に形成された穴13の内周面との間には環状の隙間が形成された状態とすることができる。この隙間に接着剤を充填し、硬化させてベースプレート3と柱1とを接合ボルト33を介して接合する。
On the other hand, the
As shown in FIG. 5B, the
ベースプレート3が取り付けられた柱1は、図6(a)に示すように軸線を上下方向にして吊り上げる。なお、吊り上げる柱1には、中心部に形成された軸線方向の孔に緊張材の上側部分11bを挿入して上部の定着具14によって支持しておく。そして、柱1の下端部に取り付けられたベースプレート3には、図6(b)に示すようにアンカー部材4を装着するとともに、ベースプレート3の板状本体部31の下面及び側面には剥離剤を塗布する。アンカー部材4が装着された柱1は、打設されたコンクリート21上で降下させ、図7(a)に示すようにアンカー部材4をコンクリートに形成された穴25に挿入する。柱1は、基礎のコンクリート21の上面に設けられている高さ調整用ボルト23と、これにねじり合わされた長ナット24とを調整することによって、図7(b)に示すように正確な高さに仮支持する。
また、緊張材11は、基礎のコンクリート21に一部が埋め込まれている下側部分11aと、柱1に支持された上側部分11bとを、柱に設けられた開口1a内でカプラー15により接続する。
The
Further, the
この状態で基礎のコンクリート21の上部にモルタル用の型枠26を設置し、未硬化のモルタル27を流し込む。モルタル27はアンカー部材4が挿入された穴25内にも流し込み、穴内でアンカー部材4が基礎のコンクリート21と一体となるように埋め込む。また、モルタル27は、ベースプレートの板状本体部31の少なくとも下部を埋め込む高さまで流し込む。このように流し込んだモルタル27の硬化後、柱1の上部で緊張材11に緊張力を導入する。これにより、図8に示すように柱1はベースプレート3、モルタル層22及びアンカー部材4を介して基礎のコンクリート21に固定される。
In this state, a
本発明に適用されるアンカー部材は、図4に示す例に限定されものではなく、例えば図4に示す下部アンカーは、上端面から雌ねじが形成された部分の上側の筒状部分を分離したものであってもよい。下部アンカーのアンカーボルトが接続される部分とアンカーボルトの周囲を囲む筒状部材とに分離することによって、穴の底部の雌ねじ部を浅い位置で形成することができ、加工が容易となる。また、筒状部材によってアンカーボルトの座屈を有効に防止することができる。 The anchor member applied to the present invention is not limited to the example shown in FIG. 4. For example, the lower anchor shown in FIG. 4 is obtained by separating the upper cylindrical portion of the portion where the internal thread is formed from the upper end surface. It may be By separating the lower anchor into the portion to which the anchor bolt is connected and the cylindrical member surrounding the periphery of the anchor bolt, the internal thread at the bottom of the hole can be formed at a shallow position, which facilitates processing. Further, buckling of the anchor bolt can be effectively prevented by the tubular member.
また、アンカー部材は図9に示すような構造のものを用いることもできる。
このアンカー部材5は、下部アンカー51、埋め込みナット52、定着板53及びアンカーボルト54を有するものであるが、アンカーボルト54にねじり合わされるナットを備えていない。このアンカー部材5が採用されるときには、ベースプレート6の板状本体部61から立ち上げられた枠体62の横部材62bに設けられた貫通孔には、内周面に雌ねじが形成されており、アンカーボルト54をねじ込むことができるものとなっている。これにより、アンカーボル54トにはベースプレート6の枠体62から引張方向の力と圧縮方向の力との双方が伝達されるものとなっている。
Moreover, the anchor member can also use the thing of a structure as shown in FIG.
The
本例の枠体62の2つの縦部材62aは、アンカーボルト54の外周面と近接する位置に立設されており、望ましくは縦部材62aに断面が円弧状の溝を形成して該溝の内周面とアンカーボルト54の外周面とが近接して対向するものとする。これにより枠体62の縦部材62aがアンカーボルト54のすべての方向への曲げ変形を拘束して座屈を防止することができる。なお、枠体の縦部材は筒状となってアンカーボルト54の周りを囲むものであってもよい。
The two
本例のアンカー部材5が有する下部アンカー51は、上端面がベースプレート6の板状本体部61の上面とほぼ同じ高さにあり、板状本体部61に形成された貫通孔内で枠体62との段差部で枠体62の縦部材62aに突き当てて保持されている。この下部アンカー51の上端面から軸線方向に形成された穴51aの内周面には上端面から雌ねじが形成され、アンカーボルト54の下端部がねじり合わされてアンカーボルト54と下部アンカー51とが接続されている。なお、下部アンカー51の上端面から軸線方向に形成された穴51aは、図9に示されるものより深く形成することもできる。この穴の底部に限定して雌ねじを形成し、この雌ねじ部より上方はアンカーボルトの外形よりやや大きい内径の穴とすることができる。
The
このようなアンカー部材5を用いたときにも、図4に示すアンカー部材4とほぼ同様に機能するとともに、アンカーボルト54は枠体62の上側で頭部を軸線回りに回転させることによって抜き取ることができ、塑性変形が残留したときにアンカーボルト54を交換することができる。
なお、図4に示すアンカー部材4及び図9に示すアンカー部材5は、いずれも下部アンカー41,51にナットをねじり合わせ、定着板を係止しているが、これに代えて下部アンカーの下端部を拡径するものであってもよい。また、溶接等の手段によって棒状又は板状の張り出し部を設けるもの等であってもよい。
When such an
The
図10は、本発明の他の実施形態である柱脚部接合構造の概略正面図であり、図11は、この柱脚部接合構造で用いることができるアンカー部材の例を示す断面図である。
この柱脚部接合構造では、ベースプレート8に枠体は設けられておらず、アンカー部材7が有するアンカーボルト74の頭部74aは、ベースプレート8の板状本体部81の上面に当接して結合されている。
また、このアンカー部材7は、上記アンカーボルト74の他に、該アンカーボルトにねじり合わされ、板状本体部81をアンカーボルトの頭部74aとの間に挟み込んで締め付けられるナット75と、アンカーボルト74の下部にねじり合われる埋め込みナット72と、該埋め込みナットに係止される定着板73と、上記ナット75と上記定着板73との間でアンカーボルト74を囲むように装着された筒状部材71とを有するものである。上記埋め込みナット72と定着板73とは、本発明の定着部材を構成している。
FIG. 10 is a schematic front view of a column-to-base joint structure according to another embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of an anchor member that can be used in this column-to-base joint structure. .
In this column-to-base joint structure, no frame is provided on the
In addition to the
上記埋め込みナット72は、アンカーボルト74の先端部にねじり合わされ、アンカーボルト74の先端面が該埋め込みナット72の軸線方向の寸法内にあって先端が埋め込みナット72から突出しないものとなっている。埋め込みナット72は、このようにねじり合わされた状態でアンカーボルト74が抜け出さないように保持することができる長さを有するものである。この埋め込みナット72の中空孔の下側には遮蔽部材76をはめ込む等の手段によって周囲に充填されるモルタル28と非接触とすることができる。これにより、アンカーボルト74をベースプレート8の上側で回転されることによって埋め込みナット72から抜き取ることを可能としている。
上記定着板73は、上記埋め込みナット72に係止され、アンカー部材7の引き抜きに対して抵抗するものである。
なお、上記埋め込みナット72は、軸線方向の一端が閉塞された袋ナットを用いるものであってもよい。
The embedded
The fixing
The embedded
アンカーボルト74にねじり合わされ、板状本体部81の下面に締め付けられるナット75は、板状本体部81の下面に固定されたナットカバー82によって覆われており、板状本体部81の下面と基礎のコンクリート21との間に充填されるモルタル28と非接触となっている。これにより、ナット75はモルタル28に拘束されることなくアンカーボルト74の変位が許容される範囲内で該アンカーボルト74とともに水平方向に変位が可能となっている。ナット75の位置がモルタル28によって拘束されていると、柱の下端部に大きな曲げモーメント及び水平力が作用してベースプレート8に変位が生じたときに、ナット75とベースプレート8との間にアンカーボルト74が挟まれて抜き取りが困難となるおそれがあり、これを回避するものである。
A
上記筒状部材71は、内径がアンカーボルト74の外形よりやや大きいものであり、アンカーボルト74の周囲に環状の隙間が形成されている。この隙間は、アンカーボルト74に圧縮力が作用したときにアンカーボルトの曲げ変形を拘束して座屈を抑制する程度の大きさとなっている。この筒状部材71の上端面はナットカバー82の下面に当接され、下端面が定着板73の上面に当接されている。これにより、アンカー部材7を基礎のコンクリート21と一体に固定するために充填されたモルタル28とアンカーボルト74は非接触に維持されることになり、アンカーボルト74はベースプレート8の上方から軸線回りに回転させることによって抜き取ることが可能となっている。
The
図11に示すアンカー部材7で用いられる筒状部材71、アンカーボルト74にねじり合わされる埋め込みナット72及びこの埋め込みナット72に係止される定着板73は、これらに代えて、図12に示すような下部アンカー91、この下部アンカー91にねじり合わされる埋め込みナッ92ト及び定着板93を採用することができる。
上記下部アンカー91は、図4示す柱脚部接合構造で用いられている下部アンカー41と同様に上端面から軸線方向に形成された穴91a有するものであり、穴91aの底部にアンカーボルト94の先端部がねじり合わされる雌ねじ部91bを備えている。また、雌ねじ部91bより上方では穴91aの内周面がアンカーボルト94との外周面と環状の間隙をおいて対向するものとなっている。
The
The
この下部アンカー91の上端面は、ベースプレートの板状本体部81に取り付けられたナットカバー82の下面に当接されるとともに、下部の外周面には雄ねじが形成され、埋め込みナット92がねじり合わされて定着板93が係止されている。
一方、上記アンカーボルト94は、先端部が下部アンカー91の雌ねじ部91bにねじり合わせて下部アンカー91と接続されとともに、頭部94aとナット95との間にベースプレート81を挟み込んで結合される。
このようなアンカー部材9を用いても、図11に示すアンカー部材7とほぼ同様に機能するともにアンカーボルト94を容易に交換することができる。
The upper end surface of the
On the other hand, the
Even if such an anchor member 9 is used, the
以上に説明した実施の形態では、柱が木質材からなるものであるが、本発明は木質材からなる柱の脚部を接合するものに限定されず、柱の下端部にベースプレートを用いるものであれば、鋼製の柱、プレキャストコンクリートからなる柱の脚部の接合構造に適用することができる。また、本発明の柱脚部接合構造は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で形状、寸法等を変更して適用することができるものである。 In the embodiment described above, the columns are made of wood, but the present invention is not limited to joining the legs of the columns made of wood, but using the base plate at the lower end of the columns. If it is, it can apply to the joint structure of the leg of a steel pillar and a pillar which consists of precast concrete. Further, the column-to-base joint structure of the present invention is not limited to the above embodiment, and the shape, size, etc. can be changed and applied within the scope of the present invention.
1:柱, 1a:柱の開口, 2:基礎, 3:ベースプレート, 4:アンカー部材, 5:アンカー部材, 6:ベースプレート, 7:アンカー部材, 8:ベースプレート, 9:アンカー部材,
11:緊張材, 11a:緊張材の下側部分, 11b:緊張材の上側部分, 12:定着具, 13:柱に設けられた穴, 14:定着具, 15:カプラー,
21:基礎のコンクリート, 22:モルタル層, 23:高さ調整用ボルト, 24:長ナット, 25:基礎のコンクリートに形成された穴, 26:モルタル用の型枠, 27:未硬化のモルタル, 28:モルタル,
31:板状本体部, 31a:板状本体部に設けられたボルト孔, 32:枠体, 32a:枠体の縦部材, 32b:枠体の横部材, 32c:横部材に設けられた貫通孔, 33:接合ボルト,
41:下部アンカー, 41a:下部アンカーの端面から軸線方向の形成された穴, 41b:穴の底部の雌ねじ部, 42:埋め込みナット, 43:定着板, 44:アンカーボルト, 44a:アンカーボルトの頭部, 45:ナット, 46:ワッシャー,
51:下部アンカー, 51a:下部アンカーの端面から軸線方向に設けられた穴, 52:埋め込みナット, 53:定着板, 54:アンカーボルト,
61:ベースプレートの板状本体部, 62:枠体, 62a:枠体の縦部材, 62b:枠体の横部材,
71:筒状部材, 72:埋め込みナット, 73:定着板, 74:アンカーボルト, 74a:アンカーボルトの頭部, 75:ナット, 76:遮蔽部材,
81:ベースプレートの板状本体部, 82:ナットカバー,
91:下部アンカー, 91a:下部アンカーの端面から軸線方向に設けられた穴, 91b:穴の底部の雌ねじ部, 92:埋め込みナット, 93:定着板, 94:アンカーボルト, 94a:アンカーボルトの頭部, 95:ナット
1: Column, 1a: Column opening, 2: Foundation, 3: Base plate, 4: Anchor member, 5: Anchor member, 6: Base plate, 7: Anchor member, 8: Base plate, 9: Anchor member,
11: tendon, 11a: lower part of tendon, 11b: upper part of tendon, 12: anchorage, 13: hole provided in column, 14: anchorage, 15: coupler,
21: Foundation concrete, 22: mortar layer, 23: height adjustment bolt, 24: long nut, 25: hole formed in foundation concrete, 26: formwork for mortar, 27: uncured mortar, 28: Mortar,
31: plate-like main body, 31a: bolt hole provided in plate-like main body, 32: frame, 32a: longitudinal member of frame, 32b: lateral member of frame, 32c: penetration provided in lateral member Hole 33: Joint bolt,
41: lower anchor, 41a: hole axially formed from end face of lower anchor, 41b: internal thread at bottom of hole, 42: embedded nut, 43: anchor plate, 44: anchor bolt, 44a: head of anchor bolt Part 45: Nut 46: Washer
51: lower anchor, 51a: hole axially provided from the end face of lower anchor, 52: embedded nut, 53: anchor plate, 54: anchor bolt,
61: plate-like main portion of base plate, 62: frame, 62a: vertical member of frame, 62b: horizontal member of frame,
71: Tubular member, 72: Embedded nut, 73: Anchor plate, 74: Anchor bolt, 74a: Head of anchor bolt, 75: Nut, 76: Shield member,
81: Plate-like main portion of base plate, 82: Nut cover,
91: lower anchor, 91a: hole axially provided from end face of lower anchor, 91b: internal thread at bottom of hole, 92: embedded nut, 93: anchor plate, 94: anchor bolt, 94a: head of anchor bolt Part, 95: Nut
Claims (8)
前記基礎上に立設される柱と、
前記柱の下端部に固定されたベースプレートと、
下部が前記基礎に埋め込まれ、上端部が前記基礎の上面より突出して、前記べースプレートと結合される複数のアンカー部材と、を有し、
前記アンカー部材は、
前記基礎を形成するコンクリート中に埋め込んで固定された定着部材と、
前記定着部材に設けられた雌ねじ部に下端部の雄ねじ部がねじ込まれ、前記雌ねじ部にねじ込まれた部分より上方は前記基礎を構成するコンクリート又はモルタルと非接触に維持され、上端部が前記基礎の上面により突出して前記ベースプレートに結合されるアンカーボルトと、を含むものであり、
前記アンカーボルトは、前記基礎の上面より突出した部分に付与された軸線周りの回転力によって前記定着部材から抜き取りが可能に該定着部材とねじり合わされていることを特徴とする柱脚部接合構造。 A foundation whose main part is formed of concrete,
A pillar standing on the foundation,
A base plate fixed to the lower end of the pillar;
And a plurality of anchor members having a lower portion embedded in the base and an upper end projecting from the upper surface of the base and coupled to the base plate;
The anchor member is
A fixing member embedded and fixed in the concrete forming the foundation;
The male screw at the lower end is screwed into the female screw provided on the fixing member, and the upper part from the portion screwed into the female screw is maintained in non-contact with the concrete or mortar constituting the foundation, and the upper end is the foundation And an anchor bolt protruding from the upper surface of the base plate and coupled to the base plate;
The anchor-bolt joint structure according to claim 1, wherein the anchor bolt is twistable with the fixing member so as to be able to be removed from the fixing member by a rotational force about an axis applied to a portion protruding from the upper surface of the foundation.
前記アンカーボルトは前記ベースプレートの板状本体部を貫通して上端部が前記枠体の上部に結合されていることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに記載の柱脚部接合構造。 The base plate has a frame raised upward from the upper surface,
The column support according to any one of claims 1 to 5, wherein the anchor bolt penetrates the plate-like main body of the base plate and an upper end is coupled to an upper portion of the frame. Junction structure.
該ベースプレートの側面は、下方に向かって該ベースプレートの中央側に傾斜しており、
前記ベースプレートの側面及び下面には、前記基礎のコンクリートとの付着力又は該基礎と該ベースプレートとの間に介挿されるモルタルとの付着力を抑制する剥離層が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれかに記載の柱脚部接合構造。 The base plate is embedded by the concrete of the base or a mortar integrated with the base to a position higher than the lower surface,
The side surface of the base plate is inclined downward toward the center side of the base plate,
The side surface and the lower surface of the base plate are characterized in that a peeling layer is formed which suppresses the adhesion of the foundation to the concrete or the adhesion between the foundation and the mortar inserted between the foundation and the base plate. The column base joint structure according to any one of claims 1 to 7.
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