JP2019085801A - 鉄骨部材の接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄骨部材のベースプレートからアンカーボルトの先端部を突出させない又は突出量を抑制する。【解決手段】接合構造１５は、基礎梁７０に接合されるベースプレート２０を有する鉄骨柱１０と、ベースプレート２０の裏面２０Ｂに接合され基礎梁７０から突出するアンカーボルト５０が挿通するボルト孔３６が形成された補強プレート３０と、ベースプレート２０に形成されアンカーボルト５０の先端部５２に螺合するナット６０が収まるナット孔３２と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、鉄骨部材の接合構造に関する。

特許文献１には、複数の鋼板を互いに重ね合わせ接合して構成したベースプレートに、面外への曲げ変形が作用しても、鋼板同士の間の横方向への相対的なズレを抑制することが可能で、これにより、基礎コンクリートの割裂破壊を生じ難くすることができる露出型柱脚部接合構造に関する技術が開示されている。

特許文献２には、高力ボルトによる接合を併用することなく、鋼板同士の一体化を高めるように溶接接合することを可能にして、面外曲げに対しても、その一体性を維持することができる露出型柱脚用ベースプレートに関する技術が開示されている。

特開２０１２−００７３８１号公報 特開２０１２−００７３８２号公報

上記特許文献では、鉄骨柱等の鉄骨部材のベースプレートからアンカーボルトの先端部が突出し、これにナットが螺合している。つまり、ベースプレートからアンカーボルトの先端部が突出している。そして、例えば、アンカーボルトの先端部を隠すために基礎にコンクリートを増し打ちする場合、その厚みが厚くなる。

本発明は、上記事実に鑑み、鉄骨部材のベースプレートからアンカーボルトの先端部を突出させない又は突出量を抑制することが目的である。

請求項１の発明は、建物躯体に接合されるベースプレートを有する鉄骨部材と、前記ベースプレートの裏面に接合され、前記建物躯体から突出するアンカーボルトが挿通するボルト孔が形成された補強プレートと、前記ベースプレートに形成され、前記アンカーボルトの先端部に螺合するナットが収まるナット孔と、を備えた鉄骨部材の接合構造である。

請求項１に記載の発明では、鉄骨部材のベースプレートに形成されたナット孔に収まるナットがアンカーボルトの先端部に螺合し、建物躯体に補強プレートを締結することで、鉄骨部材のベースプレートが建物躯体に接合される。よって、鉄骨部材のベースプレートからアンカーボルトの先端部が突出しない又は突出量が抑制される。

また、補強プレートによってベースプレートが補強されるので、ベースプレートに生じる曲げ変形が抑制される。

請求項２の発明は、前記建物躯体の接合面には、前記補強プレートが配置される凹部が形成され、前記凹部には、充填材が充填されている、請求項１に記載の鉄骨部材の接合構造である。

請求項２に記載の発明では、建物躯体の接合面に形成されると共に充填材が充填された凹部に配置された補強プレートがコッターとして作用するので、ベースプレートに作用するせん断力は、充填材が充填された凹部に配置された補強プレートを介して建物躯体に伝達される。

また、補強プレートで建物躯体にせん断力を伝達するので、補強プレートのボルト孔を大きくすることができ、施工公差を大きくできる。

また、鉄骨部材の曲げ変形を、合成梁のようにベースプレートで引張を受け、建物躯体で圧縮を受けるので、接合部位の剛性及び強度が向上する。

請求項３の発明は、前記ナット孔には、充填材が充填されている、請求項１又は請求項２に記載の鉄骨部材の接合構造である。

請求項３に記載の発明では、ナット孔に充填された充填材がナットの弛み止めとなる。また、これにより、ダブルナットが不要となり、シングルナットが可能となる。

本発明によれば、鉄骨部材のベースプレートからアンカーボルトの先端部を突出させない又は突出量を抑制することができる。

本発明の一実施形態の接合構造を一部断面で示す斜視図である。 本発明の一実施形態の接合構造の要部の縦断面図である。 本発明の一実施形態の接合構造の平面図である。 本発明の一実施形態の鉄骨柱のベースプレートを下から見た場合の斜視図である。 第一変形例の補強プレートが接合された鉄骨柱のベースプレートを下から見た場合の斜視図である。 第二変形例の補強プレートが接合された鉄骨柱のベースプレートを下から見た場合の斜視図である。 比較例の接合構造の要部の縦断面図である。

＜実施形態＞
本発明の一実施形態の鉄骨部材の接合構造について説明する。

（構造）
先ず、本実施形態の構造について説明する。

図１〜図３に示すように、本実施形態の接合構造１５は、鉄骨部材の一例としての鉄骨柱１０と、建物躯体の一例としての鉄筋コンクリート製の基礎梁７０と、を有している。

図１〜図４に示すように、鉄骨柱１０は、断面矩形状の鋼管１２と、鋼管１２の下端部に接合された平面視矩形状のベースプレート２０と、を有している。ベースプレート２０の裏面（下面）２０Ｂには、四枚の補強プレート３０が接合されている。

図３及び図４に示すように、補強プレート３０は、直角三角形状の先端部３２と、先端部から延在する長方形状の延在部３４と、で構成されている。各補強プレート３０は、ベースプレート２０の角部２０Ａに先端部３２が接合され、延在部３４が中心部に向かって延在している。

図３に示すように、補強プレート３０の延在部３４は、平面視において、鋼管１２の角部１２Ａに重なるように接合されている。

図１〜図３に示すように、基礎梁７０には、四本のアンカーボルト５０が埋め込まれ、基礎梁７０の上面７０Ａから突出している。

図２及び図４に示すように、各補強プレート３０には、アンカーボルト５０（図２参照）が挿通するボルト孔３６が形成されている。

図１〜図３に示すように、ベースプレート２０の角部２０Ａには、アンカーボルト５０の先端部５２に螺合するナット６０が収まるナット孔２２が形成されている。なお、前述したボルト孔３６（図２及び図４参照）は、アンカーボルト５０よりも大きく、ナット６０よりも小さい。

基礎梁７０の上面７０Ａには、凹部７２が形成されている。凹部７２は、グラウト等の充填材７４が充填され、その上に鉄骨柱１０のベースプレート２０が配置されると共に、補強プレート３０が埋設されている。

アンカーボルト５０は、補強プレート３０のボルト孔３６（図４も参照）に挿通され、ベースプレート２０のナット孔２２内で、アンカーボルト５０の先端部５２にナット６０が螺合することで、基礎梁７０に鉄骨柱１０のベースプレート２０が接合されている。

図２に示すように、ベースプレート２０のナット孔２２には、グラウト等の充填材６２が充填されている。なお、図２以外の図では、充填材６２の図示を省略している。

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

鉄骨柱１０のベースプレート２０に形成されたナット孔２２に収まるナット６０がアンカーボルト５０の先端部５２に螺合し、基礎梁７０に補強プレート３０をボルト締結することで、鉄骨柱１０のベースプレート２０が基礎梁７０に接合される。よって、鉄骨柱１０のベースプレート２０からアンカーボルト５０の先端部５２が突出していない。

また、ナット孔２２に充填された充填材６２がナット６０の弛み止めとなる。また、これにより、ダブルナットが不要となり、シングルナットが可能となる。

また、補強プレート３０によってベースプレート２０が補強されるので、ベースプレート２０に生じる曲げ変形が抑制される。

基礎梁７０の上面７０Ａに形成されると共に充填材７４が充填された凹部７２に配置された補強プレート３０がコッターとして作用する。よって、ベースプレート２０に作用するせん断力は、充填材７４が充填された凹部７２に配置された補強プレート３０を介して基礎梁７０に伝達される。

そして、このように、せん断力は主に補強プレート３０で基礎梁７０に伝達し、アンカーボルト５０は、主に引張力を基礎梁７０に伝達すればよいので、補強プレート３０のボルト孔３６を大きくすることができ、この結果、施工公差を大きくすることができる。

また、鉄骨柱１０の曲げ変形を、合成梁のようにベースプレート２０で引張（図２の矢印Ｊを参照）を受け、コンクリート造の基礎梁７０で圧縮（図２の矢印Ｋ参照）を受けるので、接合部位の剛性及び強度が向上する。

ここで、図７は、本発明が適用されていない比較例の鉄骨柱５１０と基礎梁７０との接合部位を示している。

比較例の鉄骨柱５１０のベースプレート５２０は、基礎梁７０の上面７０Ａにレベル調整の充填材５７４を介して、アンカーボルト５０によってボルト締結されている。ベースプレート５２０には、アンカーボルト５０が挿通するボルト孔５３６が形成され、ベースプレート５２０からアンカーボルト５０の先端部５２が突出し、これにナット６０及びナット６１が螺合している。また、緩み防止のためにダブルナット（ナット６０、６１）で締結している。よって、ベースプレート５２０からアンカーボルト５０の先端部５２の突出量が大きい。

このように、ベースプレート５２０からアンカーボルト５０の先端部５２が大きく突出していると、例えば、先端部５２を低くするために、基礎梁７０の上面７０Ａのレベルを下げる場合には掘削量が大きくなり、先端部５２を隠すためにコンクリートを増し打する場合にはその厚みが厚くなる。

これに対して、本実施形態では、図１及び図２等に示すように、鉄骨柱１０のベースプレート２０からアンカーボルト５０の先端部５２が突出していない。よって、基礎梁７０の上面７０Ａのレベルを下げたり、コンクリートを増し打ちしたりする必要がない。

また、本発明が適用されていない比較例の場合は、図７に示すように、ベースプレート５２０で引張（矢印Ｊを参照）と圧縮（矢印Ｋ参照）との両方を受ける。

これに対して、本実施形態の場合は、前述の図２に示すようにベースプレート２０で引張（矢印Ｊを参照）を受け、コンクリート造の基礎梁７０で圧縮（矢印Ｋ参照）を受けるので、比較例よりも、接合部位の剛性及び強度が向上する。

［補強プレートの変形例］
補強プレート３０は、本実施形態の構成に限定されない。よって、次に、補強プレートの変形例について説明する。

図５に示す第一変形例の補強プレート１３０は、矩形板状の中心側の角部が面取りされた形状である。

図６に示す第二変形例の補強プレート２３０は、一枚の矩形板状であり、中心部に貫通孔２３２が形成されている。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態及び変形例に限定されない。

例えば、上記実施形態及び変形例では、基礎梁７０の上面７０Ａに凹部７２を形成したが、これに限定されない。凹部７２を形成しないで、上面７０Ａにレベル調整の充填材を介してベースプレート２０を接合してもよい。

また、例えば、上記実施形態及び変形例では、ベースプレート２０のナット孔２２に充填材６２を充填したが、ナット孔２２に充填材６２を充填しなくてもよい。この場合、ナット６０に緩み対策が必要な場合は、ダブルナット等の他方法で行えばよい。

また、例えば、上記実施形態及び変形例では、鉄骨柱１０のベースプレート２０からアンカーボルト５０の先端部５２は突出していなかったが、これに限定されない。鉄骨柱１０のベースプレート２０からアンカーボルト５０の先端部５２が突出していてもよい。先端部５２が突出していたとしても、本発明を適用しない場合、例えば比較例よりも、突出量が抑制される。よって、例えば、基礎梁７０の上面７０Ａのレベルを下げる場合の掘削量やコンクリートを増し打する場合の厚み等が抑制される。

また、例えば、上記実施形態及び変形例では、基礎梁７０の上面７０Ａの凹部７２は、平面視において、鉄骨柱１０のベースプレート２０よりも大きいが、これに限定されない。凹部はベースプレート２０よりも小さくてもよい。補強プレート３０、１３０、２３０が収まる大きさであればよい。

また、例えば、上記実施形態及び変形例では、鉄骨柱１０は、鋼管１２の下端部にベースプレート２０が接合された構成であったが、これに限定されない。鉄骨柱は、鋼管１２以外、例えば、Ｈ形鋼やクロスＨ形鋼にベースプレート２０が接合された構成であってもよい。ベースプレート２０は、平面視で矩形以外、例えば、円形であってもよい。

また、例えば、上記実施形態及び変形例では、アンカーボルト５０は、矩形のベースプレート２０の各角部に対応する位置に合計四本、基礎梁７０に埋設されていたが、これに限定されない。アンカーボルト５０は、四本以上であってよいし、四本未満であってもよい。また、アンカーボルト５０の埋設位置は、ベースプレートの形状に合わせて、適宜設定すればよい。

また、例えば、上記実施形態及び変形例では、基礎梁７０と鉄骨柱との接合部位に本発明を適用したが、これに限定されない。基礎梁７０以外の基礎やフーチング等と鉄骨柱との接合部位にも本発明を適用できる。

更に、鉄骨柱以外の鉄骨部材と建物躯体との接合にも本発明を適用することができる。例えば、鉄骨梁と鉄筋コンクリート梁との接合部位にも本発明を適用することができる。

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

１０ 鉄骨柱（鉄骨部材の一例）
１５ 接合構造
２０ ベースプレート
２０Ｂ 裏面
２２ ナット孔
３０ 補強プレート
３６ ボルト孔
５０ アンカーボルト
５２ 先端部
６０ ナット
６２ 充填材
７０ 基礎梁（建物躯体の一例）
７２ 凹部
７４ 充填材
１３０ 補強プレート
２３０ 補強プレート

Claims (3)

1. 建物躯体に接合されるベースプレートを有する鉄骨部材と、
   前記ベースプレートの裏面に接合され、前記建物躯体から突出するアンカーボルトが挿通するボルト孔が形成された補強プレートと、
   前記ベースプレートに形成され、前記アンカーボルトの先端部に螺合するナットが収まるナット孔と、
   を備えた鉄骨部材の接合構造。
2. 前記建物躯体の接合面には、前記補強プレートが配置される凹部が形成され、
   前記凹部には、充填材が充填されている、
   請求項１に記載の鉄骨部材の接合構造。
3. 前記ナット孔には、充填材が充填されている、
   請求項１又は請求項２に記載の鉄骨部材の接合構造。