JP2021014695A - 柱脚構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】柱脚構造を形成する際に、アンカーボルトの先端とボルト孔近傍のベースプレートの下面とが衝突し、ベースプレートやアンカーボルトが変形したり、破損してしまうという事態が発生することを抑制することが可能となるベースプレートを提供する。【解決手段】基礎に対してアンカーボルト6により固定される柱材のベースプレート3であって、ベースプレート3は、アンカーボルト6が貫通されるボルト孔4を有し、ボルト孔4の直径は、ボルト孔4の中心軸とアンカーボルト6の先端の中心とが平面視で重ならない場合であっても、ボルト孔4の内周に対してアンカーボルト6を接触させずに、アンカーボルト6を貫通させることが可能な大きさである。さらに、ベースプレート3あるいは前記アンカーボルト6のいずれか一方の動きに応じて回転変形を可能とする、スリット5を有している。【選択図】図6
Description
本発明は、柱材の下端に取り付けられたベースプレートを介して基礎に固定される柱脚構造に関する。
鉄骨柱と基礎とを接合するには、鉄骨柱の下端に固定したベースプレートを、基礎に対してアンカーボルトで固定するのが一般的であった(特許文献1参照)。
このような構造では、側方からの力が柱に作用した際に柱と基礎の接合箇所に大きな曲げモーメントが加わることになる。この曲げモーメントに耐えるために、柱や基礎の剛性を大きく頑丈にする必要があり、コスト増を引き起こす要因となっていた。
このような構造では、側方からの力が柱に作用した際に柱と基礎の接合箇所に大きな曲げモーメントが加わることになる。この曲げモーメントに耐えるために、柱や基礎の剛性を大きく頑丈にする必要があり、コスト増を引き起こす要因となっていた。
このような柱脚構造を形成する際に、ボルト孔を有するベースプレートと柱材を接合したのち、ボルト孔に対して、基礎に固定されたアンカーボルトを貫通させる施工を行う場合がある。ところが、平面視におけるアンカーボルトの位置と、ボルト孔の位置とがずれていた場合には、ボルト孔に対してアンカーボルトを適切に通過させることができず、アンカーボルトの先端とボルト孔近傍のベースプレートの下面とが衝突して、ベースプレートやアンカーボルトが変形したり、破損してしまうおそれがあった。
一方で、このような柱脚構造において、ベースプレートの表面を例えばコンクリートのような被覆材で覆うことがある。このような場合に、柱と基礎の接合箇所に大きな曲げモーメントが作用すると、柱やベースプレートが若干回転変形しようとするが、被覆材で拘束され、回転変形自体が阻害されたり、ときには被覆材に亀裂が発生することがある。
また、このようにベースプレート表面を覆う被覆材に拘束されず、柱材及びベースプレートの外力による回転変形が阻害されない柱脚構造を提供することにある。
そして力学的に当該柱脚構造を説明すると、被覆材に柱及び/又はベースプレートからの外力が伝達され、その反力が柱及び/又はベースプレートに作用し、意図した回転変形を阻害することを防止する柱脚構造を提供することにある。
一方で、このような柱脚構造において、ベースプレートの表面を例えばコンクリートのような被覆材で覆うことがある。このような場合に、柱と基礎の接合箇所に大きな曲げモーメントが作用すると、柱やベースプレートが若干回転変形しようとするが、被覆材で拘束され、回転変形自体が阻害されたり、ときには被覆材に亀裂が発生することがある。
また、このようにベースプレート表面を覆う被覆材に拘束されず、柱材及びベースプレートの外力による回転変形が阻害されない柱脚構造を提供することにある。
そして力学的に当該柱脚構造を説明すると、被覆材に柱及び/又はベースプレートからの外力が伝達され、その反力が柱及び/又はベースプレートに作用し、意図した回転変形を阻害することを防止する柱脚構造を提供することにある。
本願請求項1に係る発明は、基礎に対してアンカーボルトにより固定される柱材のベースプレートであって、前記ベースプレートは、前記アンカーボルトが貫通されるボルト孔を有し、前記ボルト孔の直径は、前記ボルト孔の中心軸と前記アンカーボルトの先端の中心とが平面視で重ならない場合であっても、前記ボルト孔の内周に対して前記アンカーボルトを接触させずに、前記アンカーボルトを貫通させることが可能な大きさであることを特徴とするベースプレートである。
本願請求項2に係る発明は、前記ベースプレートは、前記ベースプレートの表裏面を貫通するとともに前記ボルト孔から離間した周囲の少なくとも一部を囲んで形成されたスリットを有し、前記スリットで囲まれた部分は、前記ボルト孔に前記アンカーボルトが貫通された状態において、前記ベースプレートあるいは前記アンカーボルトの少なくともいずれか一方の動きに応じて回転変形することが可能であることを特徴とする請求項1に記載のベースプレートである。
本願請求項3に係る発明は、前記ボルト孔の直径が、前記スリットにより囲まれた部分の幅に対して、0.4〜0.8倍であることを特徴とする請求項2に記載のベースプレートである。
本願請求項4に係る発明は、前記ボルト孔の直径が、前記アンカーボルトの軸径の1.3〜2.5倍であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちいずれか1項に記載のベースプレートである。
また、他の解決手段として以下のものがある。
手段1に係る発明は、柱材と、該柱材の下端に接合されたベースプレートと、前記ベースプレートを被覆する被覆材と、を備えた柱脚構造であって、前記ベースプレートの少なくとも一部と前記被覆材との間に、縁切材が設置されていることを特徴とする柱脚構造である。
手段1に係る発明は、柱材と、該柱材の下端に接合されたベースプレートと、前記ベースプレートを被覆する被覆材と、を備えた柱脚構造であって、前記ベースプレートの少なくとも一部と前記被覆材との間に、縁切材が設置されていることを特徴とする柱脚構造である。
手段2に係る発明は、柱材と、該柱材の下端に接合されたベースプレートと、前記柱材の外周面の下部を被覆する被覆材と、を備えた柱脚構造であって、前記柱材の少なくとも一部と前記被覆材との間に、縁切材が設置されていることを特徴とする柱脚構造である。
手段3に係る発明は、柱材と、該柱材の下端に接合されたベースプレートと、前記ベースプレート及び前記柱材の外周面の下部を被覆する被覆材と、を備えた柱脚構造であって、前記ベースプレート及び前記柱材の外周面の下部の少なくとも一部と前記被覆材との間に、縁切材が設置されていることを特徴とする柱脚構造である。
手段4に係る発明は、柱材と、該柱材の下端が接合される突部を有するベースプレートと、前記突部の外周面を被覆する被覆材と、を備えた柱脚構造であって、前記突部の外周面の少なくとも一部と前記被覆材との間に、縁切材が設置されていることを特徴とする柱脚構造である。
手段5に係る発明は、柱材と、該柱材の下端に接合されたベースプレートと、前記ベースプレートを被覆する被覆材と、を備えた柱脚構造であって、前記被覆材は、第1被覆部と、該第1被覆部より前記ベースプレート側に位置する第2被覆部とを備えており、前記ベースプレートの少なくとも一部と前記第2被覆部との間に、縁切材が設置されていることを特徴とする柱脚構造である。
手段6に係る発明は、柱材と、該柱材の下端に接合されたベースプレートと、前記柱材の外周面の下部を被覆する被覆材と、を備えた柱脚構造であって、前記被覆材は、第1被覆部と、該第1被覆部より前記柱材側に位置する第2被覆部とを備えており、前記柱材の少なくとも一部と前記第2被覆部との間に、縁切材が設置されていることを特徴とする柱脚構造である。
手段7に係る発明は、柱材と、該柱材の下端に接合されたベースプレートと、前記ベースプレート及び前記柱材の外周面の下部を被覆する被覆材と、を備えた柱脚構造であって、前記被覆材は、第1被覆部と、該第1被覆部より前記ベースプレート及び前記柱材側に位置する第2被覆部とを備えており、前記ベースプレート及び前記柱材の外周面の下部の少なくとも一部と前記第2被覆部との間に、縁切材が設置されていることを特徴とする柱脚構造である。
手段8に係る発明は、柱材と、該柱材の下端が接合される突部を有するベースプレートと、前記突部の外周面を被覆する被覆材と、を備えた柱脚構造であって、前記被覆材は、第1被覆部と、該第1被覆部より前記突部側に位置する第2被覆部とを備えており、前記突部の外周面の少なくとも一部と前記第2被覆部との間に、縁切材が設置されていることを特徴とする柱脚構造である。
手段9に係る発明は、前記ベースプレートはアンカーボルトを介して基礎に固定され、前記ベースプレートは、前記アンカーボルトが貫通されるボルト孔と、前記ベースプレートの表裏面を貫通するとともに前記ボルト孔から離間した周囲の少なくとも一部を囲んで形成されたスリットとを有しており、前記縁切材は、前記スリットで囲まれた部分を除いた前記ベースプレートの表面と前記被覆材との間に設置されていることを特徴とする手段1乃至手段4のうちいずれか1つに記載の柱脚構造である。
手段10に係る発明は、前記縁切材は、クッション性を有することを特徴とする手段1乃至手段9のうちいずれか1つに記載の柱脚構造である。
手段11に係る発明は、前記縁切材が止水性を有することを特徴とする手段1乃至手段10のうちいずれか1つに記載の柱脚構造である。
手段12に係る発明は、前記ベースプレートは、駒材と、該駒材の周囲に形成される隙間とを介して基礎に固定されることを特徴とする手段1乃至手段11のうちいずれか1つに記載の柱脚構造である。
手段13に係る発明は、前記ベースプレートの外周囲に沿って、基礎から延びて前記ベースプレートの側面と対向する塞ぎ板が立設され、前記塞ぎ板は、上端が前記縁切材の下方に位置することを特徴とする手段1乃至手段12のうちいずれか1つに記載の柱脚構造である。
本発明によれば、柱脚構造を形成する際に、アンカーボルトの先端とボルト孔近傍のベースプレートの下面とを衝突させてしまう事態の発生を抑制することができるため、ベースプレートやアンカーボルトが変形したり、破損してしまうという事態が発生することを抑制することが可能となる。
また、手段1に係る発明によれば、柱材が側方からの外力を受けた時、柱材やベースプレートに設置された縁切材によってコンクリートのような被覆材に拘束されず、回転変形自体が阻害されたり、被覆材に亀裂が発生することが防止できる。
また、柱材やベースプレートと被覆材との間に縁切材を設置しているので、柱材やベースプレートと被覆材との間に単に隙間を設けて、被覆材に拘束されないようにした場合に比べて、当該隙間に雨や埃等の侵入を防止することができる。その結果、ベースプレートや柱材やその周辺部材の傷み、外観の低下という大きな問題の発生を防止することもできる。さらに、ベースプレートや柱材と被覆材との間に隙間を設けることは、例えば、被覆材をコンクリートとした場合に、コンクリートを流し込む際に、隙間を設けるためのコンクリートの止め板設置等が必要になり、施工性が大変悪いものとなる。特にベースプレート上面に隙間を設けることは困難性が極めて高い。これらの問題点を解決するために、縁切材によって上記の隙間が発生されず、柱やベースプレートの回転移動を伝達することなく、コンクリートに接触しないため、コンクリートに亀裂が形成されず、柱材及びベースプレートが回転変形し、この結果、意図した柱脚性能を確実に発揮させることができる。
また、コンクリートに亀裂を発生させないため、見栄えがよく、亀裂から侵入した水によって錆や汚れが発生するのを防ぎ、耐久性が向上する。
柱材の下端が接合される突部が設けられたベースプレートであっても同様の効果を奏する。
また、手段1に係る発明によれば、柱材が側方からの外力を受けた時、柱材やベースプレートに設置された縁切材によってコンクリートのような被覆材に拘束されず、回転変形自体が阻害されたり、被覆材に亀裂が発生することが防止できる。
また、柱材やベースプレートと被覆材との間に縁切材を設置しているので、柱材やベースプレートと被覆材との間に単に隙間を設けて、被覆材に拘束されないようにした場合に比べて、当該隙間に雨や埃等の侵入を防止することができる。その結果、ベースプレートや柱材やその周辺部材の傷み、外観の低下という大きな問題の発生を防止することもできる。さらに、ベースプレートや柱材と被覆材との間に隙間を設けることは、例えば、被覆材をコンクリートとした場合に、コンクリートを流し込む際に、隙間を設けるためのコンクリートの止め板設置等が必要になり、施工性が大変悪いものとなる。特にベースプレート上面に隙間を設けることは困難性が極めて高い。これらの問題点を解決するために、縁切材によって上記の隙間が発生されず、柱やベースプレートの回転移動を伝達することなく、コンクリートに接触しないため、コンクリートに亀裂が形成されず、柱材及びベースプレートが回転変形し、この結果、意図した柱脚性能を確実に発揮させることができる。
また、コンクリートに亀裂を発生させないため、見栄えがよく、亀裂から侵入した水によって錆や汚れが発生するのを防ぎ、耐久性が向上する。
柱材の下端が接合される突部が設けられたベースプレートであっても同様の効果を奏する。
加えて、柱材の外周面下部とコンクリートとの間に縁切材を設置することにより、変形容易性及び耐久性がいっそう高まる。
加えて、縁切材が止水性を有すれば、縁切材とベースプレートあるいは柱材との間を通って水が浸入するのをより確実に防止できる。
加えて、ベースプレートを、駒材と、駒材の周囲に形成される隙間とを介して基礎に固定すれば、ベースプレート及び柱材が、安定して支持され、回転変形しやすい。
加えて、ベースプレートの外周囲に沿って塞ぎ板を立設すれば、ベースプレートと基礎との間に回転変形を阻害する異物が入り込むのを防ぐことができる。また、縁切材を備えたことにより塞ぎ板を、その上端がベースプレートの表面を超えないものとすることができ、これにより、コンクリートに亀裂が入るのを防止できる。
加えて、ベースプレートはボルト孔から離間した周囲を囲んで形成されたスリットを有し、縁切材は、スリットで囲まれた部分を除いたベースプレートの表面とコンクリートとの間に設置することにより、スリットがベースプレートの変形を助けるとともに、必要な箇所にのみ縁切材を設置することができ、施工性がよい。
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照する等して説明する。なお、本発明は、実施形態に限定されないことはいうまでもない。
〔第1の実施形態〕
図1〜図3は、本発明の第1の実施形態を示し、図1は、柱脚部分の縦断面図、図2は、柱脚部分の横断面図、図3は、柱材及びベースプレートの回転変形を説明する図である。
図1〜図3は、本発明の第1の実施形態を示し、図1は、柱脚部分の縦断面図、図2は、柱脚部分の横断面図、図3は、柱材及びベースプレートの回転変形を説明する図である。
図1及び図2に示すように、本実施形態では、柱材1は角形鋼管より成り、柱材1の下端にはベースプレート3が取り付けられる。ベースプレート3は、矩形の鋼板であり、その表面3aの中央部に柱材1が接合される。
ベースプレート3には、ボルト孔4、及び、ベースプレート3の表面3aと裏面3bを貫通するスリット5が形成される。ボルト孔4及びスリット5は柱材1の位置を避けてその外側に配置される。
基礎2にはアンカーボルト6が埋設される。アンカーボルト6の上端部は基礎2の上面から突出し、ベースプレート3のボルト孔4に挿通される。そして、アンカーボルト6のボルト孔4から上方へ突出した部分に厚座金を介してナット7を締め込み、ベースプレート3及び柱材1を基礎2に固定してある。
ベースプレート3には、ボルト孔4、及び、ベースプレート3の表面3aと裏面3bを貫通するスリット5が形成される。ボルト孔4及びスリット5は柱材1の位置を避けてその外側に配置される。
基礎2にはアンカーボルト6が埋設される。アンカーボルト6の上端部は基礎2の上面から突出し、ベースプレート3のボルト孔4に挿通される。そして、アンカーボルト6のボルト孔4から上方へ突出した部分に厚座金を介してナット7を締め込み、ベースプレート3及び柱材1を基礎2に固定してある。
ボルト孔4はベースプレート3の各辺の中央部内側にそれぞれ形成され、アンカーボルト6がこれらボルト孔4と対応する位置に配置される。
スリット5は、ベースプレート3の表面3aと裏面3bとを貫通するとともにボルト孔4から離間してボルト孔4の周囲の少なくとも一部を囲んで形成され、各ボルト孔4の近傍において、ベースプレート3の各辺から直角に内側へ向かって延び、さらに直角に曲がって各辺と平行に延び、全体としてL字形を成す。そして、各ボルト孔4からやや離間した周囲は、L字形のスリット5とベースプレート3の各辺によって3方から囲まれている。
スリット5は、ベースプレート3の表面3aと裏面3bとを貫通するとともにボルト孔4から離間してボルト孔4の周囲の少なくとも一部を囲んで形成され、各ボルト孔4の近傍において、ベースプレート3の各辺から直角に内側へ向かって延び、さらに直角に曲がって各辺と平行に延び、全体としてL字形を成す。そして、各ボルト孔4からやや離間した周囲は、L字形のスリット5とベースプレート3の各辺によって3方から囲まれている。
ベースプレート3の裏面3bと基礎2の上面との間には、ベースプレート3を支持する駒材8が設置される。
駒材8はベースプレート3の中央部に設けられ、駒材8の外側を囲んで隙間9が形成される。すなわち、ベースプレート3の裏面3bは、駒材8とその周囲の隙間9を介して基礎2に固定される。
なお、駒材8の縦横寸法は、柱材1の断面寸法と同じかやや小さく、駒材8の高さは、柱材1の断面寸法によっても異なるが、50mm程度とする。
駒材8はベースプレート3の中央部に設けられ、駒材8の外側を囲んで隙間9が形成される。すなわち、ベースプレート3の裏面3bは、駒材8とその周囲の隙間9を介して基礎2に固定される。
なお、駒材8の縦横寸法は、柱材1の断面寸法と同じかやや小さく、駒材8の高さは、柱材1の断面寸法によっても異なるが、50mm程度とする。
駒材8は、モルタル部8aと、モルタル部8aの上面に配置された金属板8bとから成る。
モルタル部8aの強度は、基礎2の強度以上とするのが望ましい。
金属板8bの縦横寸法は、モルタル部8aの縦横寸法より小さくなっている。これは、ベースプレート3の配置の際に、金属板8bに接触してモルタル部8a上をずれたとしてもモルタル部8a上に重なって存在することを維持するような寸法である。このようにモルタル部8aとベースプレート3の裏面3bとの間に金属板8bを設けたことにより、ベースプレート3からの圧力によりモルタル部8aが破損するのを防ぐ。さらに、金属板8bの縦横寸法をモルタル部8aより小さくすることで、ベースプレート3がより点に近い形で支持されることになるのでベースプレート3がスムーズに回転変形することになるが、あまり小さくすると、回転変形したベースプレート3の底部がモルタル部8aの縁に接触し、この部分が破壊される場合があるので、適宜設定する。具体的には、金属板8bの縦横寸法は、例えば、モルタル部8aの0.5倍から1.0未満としている。
モルタル部8aの強度は、基礎2の強度以上とするのが望ましい。
金属板8bの縦横寸法は、モルタル部8aの縦横寸法より小さくなっている。これは、ベースプレート3の配置の際に、金属板8bに接触してモルタル部8a上をずれたとしてもモルタル部8a上に重なって存在することを維持するような寸法である。このようにモルタル部8aとベースプレート3の裏面3bとの間に金属板8bを設けたことにより、ベースプレート3からの圧力によりモルタル部8aが破損するのを防ぐ。さらに、金属板8bの縦横寸法をモルタル部8aより小さくすることで、ベースプレート3がより点に近い形で支持されることになるのでベースプレート3がスムーズに回転変形することになるが、あまり小さくすると、回転変形したベースプレート3の底部がモルタル部8aの縁に接触し、この部分が破壊される場合があるので、適宜設定する。具体的には、金属板8bの縦横寸法は、例えば、モルタル部8aの0.5倍から1.0未満としている。
ベースプレート3の外周囲の全長に沿って、木、金属、プラスチック等より成る塞ぎ板10が立設される。塞ぎ板10は、基礎2から延び、ベースプレート3の側面3cと狭い間隙を介して対向している。塞ぎ板10の上端は後述する第1の縁切材14の下方に位置し、ベースプレート3の表面3aを超えないものとする。
また、基礎2の上にはコンクリート11が打設され、ベースプレート3の表面3a、柱材1の外周面下部及び塞ぎ板10の外側はコンクリート11で被覆される。塞ぎ板10の上端は、ベースプレート3の表面3aを超えないので、ベースプレート3の表面3aを覆うコンクリート11には、塞ぎ板10による亀裂が生じにくい。
また、基礎2の上にはコンクリート11が打設され、ベースプレート3の表面3a、柱材1の外周面下部及び塞ぎ板10の外側はコンクリート11で被覆される。塞ぎ板10の上端は、ベースプレート3の表面3aを超えないので、ベースプレート3の表面3aを覆うコンクリート11には、塞ぎ板10による亀裂が生じにくい。
ベースプレート3の表面3aとコンクリート11との間には、第1の縁切材14が設置される。第1の縁切材14は、スリット5で囲まれた部分を除いたベースプレート3の表面3aとコンクリート11との間に設置される。
また、柱材1の外周面下部とコンクリート11との間には第2の縁切材15が設置される。
第1の縁切材14,第2の縁切材15は、独立気泡構造の発泡樹脂を素材とする板体であり、クッション性及び止水性を有している。
なお、第1の縁切材14と第2の縁切材15は、別体であってもよいし、一体であってもよい。また、第1の縁切材14,第2の縁切材15と同じ素材で塞ぎ板10を形成することもできる。塞ぎ板10まで一体にして形成すれば、施工性、止水性が向上する。
また、柱材1の外周面下部とコンクリート11との間には第2の縁切材15が設置される。
第1の縁切材14,第2の縁切材15は、独立気泡構造の発泡樹脂を素材とする板体であり、クッション性及び止水性を有している。
なお、第1の縁切材14と第2の縁切材15は、別体であってもよいし、一体であってもよい。また、第1の縁切材14,第2の縁切材15と同じ素材で塞ぎ板10を形成することもできる。塞ぎ板10まで一体にして形成すれば、施工性、止水性が向上する。
第1の縁切材14,第2の縁切材15は、回転中心からの距離Lに対して1/50の潰れ代δを確保できる厚さとすることが一例として挙げられる。
本実施形態では、駒材8はベースプレート3の中心に設けられているので、ベースプレート3が図3の反時計回りに回転した時、回転中心は図3(ア)の丸印で示すように金属板8bの上面左端の角となり、第1の縁切材14において最も潰れる量が大きいのは、ベースプレート3の右端に相当する部分であり、第2の縁切材15において最も潰れる量が大きいのは、柱材1の左側面とコンクリート11との間に介在された部分の上端である。
金属板8bの幅をBm、ベースプレート3の幅をAとすると、回転中心から第1の縁切材14の右端までの距離L1=Bm/2+A/2となり、ベースプレート3の右端で潰される第1の縁切材14の潰れ代δ1=1/50×L1となる。
また、金属板8bの上面からコンクリート11の上面までの距離L2とすると、第2の縁切材15の潰れ代δ2=1/50×L2となる。
すなわち、第1の縁切材14及び第2の縁切材15は、それぞれ潰れ代δ1、δ2を確保できる厚さとする。
本実施形態では、駒材8はベースプレート3の中心に設けられているので、ベースプレート3が図3の反時計回りに回転した時、回転中心は図3(ア)の丸印で示すように金属板8bの上面左端の角となり、第1の縁切材14において最も潰れる量が大きいのは、ベースプレート3の右端に相当する部分であり、第2の縁切材15において最も潰れる量が大きいのは、柱材1の左側面とコンクリート11との間に介在された部分の上端である。
金属板8bの幅をBm、ベースプレート3の幅をAとすると、回転中心から第1の縁切材14の右端までの距離L1=Bm/2+A/2となり、ベースプレート3の右端で潰される第1の縁切材14の潰れ代δ1=1/50×L1となる。
また、金属板8bの上面からコンクリート11の上面までの距離L2とすると、第2の縁切材15の潰れ代δ2=1/50×L2となる。
すなわち、第1の縁切材14及び第2の縁切材15は、それぞれ潰れ代δ1、δ2を確保できる厚さとする。
本実施形態の柱脚構造を施工するには、まず、精度保持のために架台及び型材を用いてアンカーボルト6を固定した後、アンカーボルト6の周囲にコンクリートを打設して基礎2を構築し、次いで、基礎2の上面にモルタル部8aを設置し、モルタル部8aが硬化してから、その上面に金属板8bを載置して駒材8を形成する。次に、ベースプレート3が工場溶接された柱材1を駒材8の上に設置し、ベースプレート3をアンカーボルト6及びナット7で固定する。さらに、ベースプレート3の表面3aを第1の縁切材14で被覆し、柱材1の外周面下部を第2の縁切材15で被覆し、ベースプレート3の周囲に塞ぎ板10を立設した後、コンクリート11を打設する。なお、柱材1は、ベースプレート3が基礎2に固定された後にベースプレート3に固定されても良い。
図3(イ)に示すように、地震等で柱材1に大きい曲げモーメントが加わると、ベースプレート3の裏面3bと基礎2の間に隙間9があるので、ベースプレート3が回転変形して曲げモーメントを許容する。この際、ベースプレート3にはスリット5が形成されているので、ベースプレート3は変形しやすく、回転が阻害されない。
そして、ベースプレート3の表面3aとコンクリート11との間には、クッション性を有する第1の縁切材14が介在され、柱材1の外周面下部とコンクリート11との間には、クッション性を有する第2の縁切材15が介在されており、第1の縁切材14,第2の縁切材15が潰れて曲げモーメントを許容するため、回転が阻害されない。
そして、ベースプレート3の表面3aとコンクリート11との間には、クッション性を有する第1の縁切材14が介在され、柱材1の外周面下部とコンクリート11との間には、クッション性を有する第2の縁切材15が介在されており、第1の縁切材14,第2の縁切材15が潰れて曲げモーメントを許容するため、回転が阻害されない。
コンクリート11に曲げモーメントを許容するための亀裂が生じない、よって見栄えがよく、亀裂から水が浸入することもない。
コンクリート11と柱材1の外周面との間隙、コンクリート11とベースプレート3の表面3aとの間隙を通して、水が浸入しようとしても、止水性を有する第1の縁切材14,第2の縁切材15が遮断するため、防水性が高い。
コンクリート11と柱材1の外周面との間隙、コンクリート11とベースプレート3の表面3aとの間隙を通して、水が浸入しようとしても、止水性を有する第1の縁切材14,第2の縁切材15が遮断するため、防水性が高い。
〔第2の実施形態〕
図4を参照して本発明の第2の実施形態を説明する。なお、第1の実施形態と共通する部分については、説明を省略する。
図4を参照して本発明の第2の実施形態を説明する。なお、第1の実施形態と共通する部分については、説明を省略する。
ベースプレート3の表面3aの中央に柱材取り付け突部16が取り付けられる。柱材取り付け突部16の断面は柱材1の断面と同形であり、柱材取り付け突部16の上端面に柱材1の下端面が溶接される。
柱材取り付け突部16の外側において、ベースプレート3の表面3aには、柱材取り付け突部16の上端面と面一となるか、あるいは柱材取り付け突部16がやや突出するようにコンクリート11が打設される。したがって、柱材取り付け突部16の表面(外側面)はコンクリート11で覆われ、柱材取り付け突部16の表面とコンクリート11との間に第2の縁切材15が設置される。
このようにベースプレート3の表面3aに柱材取り付け突部16を設けると、コンクリート11を打設した後でも、柱材1をベースプレート3に溶接することができる。
柱材取り付け突部16の外側において、ベースプレート3の表面3aには、柱材取り付け突部16の上端面と面一となるか、あるいは柱材取り付け突部16がやや突出するようにコンクリート11が打設される。したがって、柱材取り付け突部16の表面(外側面)はコンクリート11で覆われ、柱材取り付け突部16の表面とコンクリート11との間に第2の縁切材15が設置される。
このようにベースプレート3の表面3aに柱材取り付け突部16を設けると、コンクリート11を打設した後でも、柱材1をベースプレート3に溶接することができる。
〔第3の実施形態〕
図5を参照して本発明の第3の実施形態を説明する。なお、第1及び第2の実施形態と共通する部分については、説明を省略する。
図5を参照して本発明の第3の実施形態を説明する。なお、第1及び第2の実施形態と共通する部分については、説明を省略する。
第3の実施形態は、第1の実施形態において、柱材1と第2の縁切材15の間、ベースプレート3と第1の縁切材14との間にも被覆材が配置される点が異なる。
すなわち、被覆材であるコンクリート11は、図5に示すように第1被覆部11aと第2被覆部11bとでなり、第1被覆部11aは第1の縁切材14及び第2の縁切材15も被覆している。そして、第2被覆部11bは第1被覆部11aより柱材1側、ベースプレート3側に位置しており、柱材1と第2の縁切材15の間、ベースプレート3と第1の縁切材14との間に位置している。また、塞ぎ板10は上端がベースプレート3の表面3aを超えて第1の縁切材14の下方に位置している。
すなわち、被覆材であるコンクリート11は、図5に示すように第1被覆部11aと第2被覆部11bとでなり、第1被覆部11aは第1の縁切材14及び第2の縁切材15も被覆している。そして、第2被覆部11bは第1被覆部11aより柱材1側、ベースプレート3側に位置しており、柱材1と第2の縁切材15の間、ベースプレート3と第1の縁切材14との間に位置している。また、塞ぎ板10は上端がベースプレート3の表面3aを超えて第1の縁切材14の下方に位置している。
そして、地震等で柱材1に大きい曲げモーメントが加わり、ベースプレート3が回転変形すると、ベースプレート3の表面3aと第1被覆部11aとの間には、第2被覆部11bを介してクッション性を有する第1の縁切材14が介在され、柱材1の外周面下部と第1被覆部11aとの間には、第2被覆部11bを介してクッション性を有する第2の縁切材15が介在されており、第1の縁切材14,第2の縁切材15が潰れて曲げモーメントを許容するため、第1の実施形態と同様に回転が阻害されない。
〔第4の実施形態〕
図6、図7を参照して第4の実施形態を説明する。なお、第1〜第3の実施形態と共通する部分については、説明を省略する。
図6(ア)は、第1〜第3の実施形態におけるボルト孔4とアンカーボルト6との位置及び大きさを示す説明図である。
また、図7(ア)は、第1〜第3の実施形態におけるアンカーボルト6の軸径(呼び径、以下同様)、ボルト孔4の直径、アンカーボルト6の軸径に対するボルト孔4の直径比を示す図である。
図6(イ)は、第4の実施形態におけるボルト孔4とアンカーボルト6との位置及び大きさの一例を示す説明図である。
また、図7(イ)は、第4の実施形態におけるアンカーボルト6の軸径、ボルト孔4の直径、アンカーボルト6の軸径に対するボルト孔4の直径比の一例を示す図である。
図6(ウ)は、第4の実施形態におけるボルト孔4とアンカーボルト6との位置及び大きさの他の例を示す説明図である。
また、図7(ウ)は、第4の実施形態におけるアンカーボルト6の軸径、ボルト孔4の直径、アンカーボルト6の軸径に対するボルト孔4の直径比の他の例を示す図である。
図6、図7を参照して第4の実施形態を説明する。なお、第1〜第3の実施形態と共通する部分については、説明を省略する。
図6(ア)は、第1〜第3の実施形態におけるボルト孔4とアンカーボルト6との位置及び大きさを示す説明図である。
また、図7(ア)は、第1〜第3の実施形態におけるアンカーボルト6の軸径(呼び径、以下同様)、ボルト孔4の直径、アンカーボルト6の軸径に対するボルト孔4の直径比を示す図である。
図6(イ)は、第4の実施形態におけるボルト孔4とアンカーボルト6との位置及び大きさの一例を示す説明図である。
また、図7(イ)は、第4の実施形態におけるアンカーボルト6の軸径、ボルト孔4の直径、アンカーボルト6の軸径に対するボルト孔4の直径比の一例を示す図である。
図6(ウ)は、第4の実施形態におけるボルト孔4とアンカーボルト6との位置及び大きさの他の例を示す説明図である。
また、図7(ウ)は、第4の実施形態におけるアンカーボルト6の軸径、ボルト孔4の直径、アンカーボルト6の軸径に対するボルト孔4の直径比の他の例を示す図である。
第4の実施形態においては、ベースプレート3に設けたボルト孔4の直径を、アンカーボルト6の軸径の約2倍程度(具体的には1.3〜2.5倍)にしている。このように第1〜第3の実施形態と比べ、ボルト孔4の直径を大きなものとすることで、ボルト孔4の中心軸とアンカーボルト6の先端の中心とが平面視で重ならない場合であっても、ボルト孔4の内周に対してアンカーボルト6を接触させずに、アンカーボルト6を貫通させた状態とすることが可能となる。ここで、ボルト孔4の中心軸とは、ベースプレート3の表面3aの中心とベースプレート3の裏面3bの中心とを通過する線に一致するものである。なお、ボルト孔4の中心軸とアンカーボルト6の先端の中心とが平面視で重ならない状況は、例えば、アンカーボルト6全体が水平方向にややずれて設置されてしまった場合や、アンカーボルト6が垂直方向に対してやや傾いて設置されてしまった場合に発生しうるものであるが、本実施形態によれば、このような状況が発生したとしても、ボルト孔4の内周に対してアンカーボルト6を接触させずに、アンカーボルト6を貫通させた状態とすることが可能となる。
以下に、図6、図7を参照して具体的な実施形態(各部材の寸法)を説明する。
例えば、第1〜第3の実施形態において、アンカーボルト6の軸径が24mm(M24)である場合、ボルト孔4の直径は30mmである。このとき、アンカーボルト6の軸径に対するボルト孔4の直径の比率は1.25である(図6(ア)、図7(ア))。
これに対して、第4の実施形態の一例において、アンカーボルト6の軸径が24mm(M24)である場合、ボルト孔4の直径は38mmである。このとき、アンカーボルト6の軸径に対するボルト孔4の直径の比率は1.58である(図6(イ)、図7(イ))。
また、第4の実施形態の他の例において、アンカーボルト6の軸径が24mm(M24)である場合、ボルト孔4の直径は52mmである。このとき、アンカーボルト6の軸径に対するボルト孔4の直径の比率は2.17である(図6(ウ)、図7(ウ))。
アンカーボルト6の軸径が20mm(M20)、30mm(M30)、36mm(M36)である場合も同様に、ボルト孔4の直径をアンカーボルト6の軸径に対応して、大きなものとしている(図7(イ)、図7(ウ))。
例えば、第1〜第3の実施形態において、アンカーボルト6の軸径が24mm(M24)である場合、ボルト孔4の直径は30mmである。このとき、アンカーボルト6の軸径に対するボルト孔4の直径の比率は1.25である(図6(ア)、図7(ア))。
これに対して、第4の実施形態の一例において、アンカーボルト6の軸径が24mm(M24)である場合、ボルト孔4の直径は38mmである。このとき、アンカーボルト6の軸径に対するボルト孔4の直径の比率は1.58である(図6(イ)、図7(イ))。
また、第4の実施形態の他の例において、アンカーボルト6の軸径が24mm(M24)である場合、ボルト孔4の直径は52mmである。このとき、アンカーボルト6の軸径に対するボルト孔4の直径の比率は2.17である(図6(ウ)、図7(ウ))。
アンカーボルト6の軸径が20mm(M20)、30mm(M30)、36mm(M36)である場合も同様に、ボルト孔4の直径をアンカーボルト6の軸径に対応して、大きなものとしている(図7(イ)、図7(ウ))。
なお、ボルト孔4の直径は、スリット5により囲まれた部分の幅L3に対して、0.4〜0.8倍とすることが好ましい。幅L3は、柱材1の重量など種々の条件により決定されるものであるが、図6(ア)〜図6(ウ)においては幅L3を70mmとしたベースプレート3を示している。幅L3が70mm、アンカーボルト6の軸径が24mmのとき、第1〜第3の実施形態において、ボルト孔4の直径は30mmである。これに対して、第4の実施形態の一例におけるボルト孔の直径は38mm、第4の実施形態の他の例におけるボルト孔の直径は52mmとしている。このような構成とすることで、スリット5により囲まれた部分の強度や回転変形性を保ちつつ、ナット7の締結を適切に行うことが可能となる。
ボルト孔4をスリット5で囲まれた部分の基端側に設けた場合には、曲げモーメントを許容することに必要な回転変形を得ることは、困難となる。
また、ボルト孔4に対してアンカーボルト6を通過させる際に、アンカーボルト6が曲がっているなどした場合には、アンカーボルト6がボルト孔4周辺に衝突する事態が起こりうるが、スリット5で囲まれた部分の基端側は、アンカーボルト6が接触しても曲がらないため、このような位置にボルト孔4を設ける必要性が乏しい。
また、ボルト孔4に対してアンカーボルト6を通過させる際に、アンカーボルト6が曲がっているなどした場合には、アンカーボルト6がボルト孔4周辺に衝突する事態が起こりうるが、スリット5で囲まれた部分の基端側は、アンカーボルト6が接触しても曲がらないため、このような位置にボルト孔4を設ける必要性が乏しい。
このような事情を考慮して、ボルト孔4は、例えば、スリット5により囲まれた部分を短手方向に平行に等分した領域のうち、先端側の領域(図6(イ)、図6(ウ)中における一点鎖線Aよりも上側の領域)にのみ設け、基端側には設けられていない。
また、平面視において、ボルト孔4が完全に隠される大きさのナット7を採用するとよい。このような構成とすることで、アンカーボルト6にナット7を締結した状態において、ボルト孔4とナット7の隙間から、打設したコンクリート11がベースプレート3の下方に落下して、隙間9にコンクリート11が充てんされ、スリット5により囲まれた部分の回転変形が阻害された状態となることを防止することができる。
なお、ベースプレート3とナット7との間に座金を配してもよい。この場合、ナット7と座金の双方によって、ボルト孔4が隠されるように構成してもよい。このような構成とした場合でも、アンカーボルト6にナット7を締結した状態において、ボルト孔4とナット7の隙間から打設したコンクリート11がベースプレート3の下方に落下して、隙間9にコンクリート11が充てんされ、スリット5により囲まれた部分の回転変形が阻害された状態となることを防止することができる。
第4の実施形態によれば、ボルト孔4に対してアンカーボルト6を接触させることがなく通過させることが可能となる。このため、ベースプレート3やアンカーボルト6が変形、破損してしまうという事態が発生することを抑制することが可能となる。特に、第1〜第3の実施形態において示したように、ベースプレート3にボルト孔4の周囲を囲う形状のスリット5を設けた場合には、スリット5によって囲まれた部分がアンカーボルト6の衝突によって、上方に折れ曲がってしまうという事態が発生するおそれがあるが、本実施形態のごとくボルト孔4の直径を大きなものとすることで、アンカーボルト6がベースプレート3の下面に衝突するという事態の発生を抑制することが可能となる。
仮にスリット5によって囲まれた部分が変形した場合には、アンカーボルト6とナット7の締結が適切に行えなくなったり、ナット7締結後のコンクリート11の打設時に、ベースプレート3に設けられているスリット5から、あるいはベースプレート3とベースプレート3の外側を囲う塞ぎ板10との間から、ベースプレート3の下方に設けられている隙間9に向けてコンクリートが落下して基礎2の上面に多量に固着した状態となることで、施工後のベースプレート3の回転変形に支障を来たすおそれがあるが、本実施形態によれば、このような事態が発生することを抑制することが可能となる。
〔その他の実施形態〕
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。
本実施形態では、スリット5を有するベースプレート3の柱脚構造(いわゆる回転剛性の低い柱脚構造)が記載されているが、本願発明には特許文献1に記載のスリットを有さない構成のベースプレートの柱脚構造にも本願発明は採用される。
本実施例では、縁切材が柱材やベースプレートとコンクリートの間に配置されることが記載されているが、この場合、柱材やベースプレートと隣接する部材がコンクリートに限定されず、鉄板、鋼管、タイル等、柱材及び/又はベースプレートの間に干渉するものであれば、全ての構成が含まれる。そして、縁切材は鉄板、鋼管、タイル等、柱材及び/又はベースプレートの間に干渉する部分の全部及び/又は一部に設けるものでよい。
本実施形態では、第1の縁切材14及び第2の縁切材15の双方を使用したものであったが、これに限られず、いずれか一方としても良い。
本実施形態では、柱材を角形としたが、H形、溝形等としてもよい。この場合、ボルト孔の位置や、スリットの位置及び形状は、柱材の形状に合わせて設置する。
本実施形態では、駒材8の縦横寸法について、モルタル部8aより金属板8bを小さくしたが、これに限られず、ほぼ同じ縦横寸法としても良い。
また、駒材の平面形状を矩形としていたが、これにも限られず、平面視において円形であっても良い。
また、駒材の平面形状を矩形としていたが、これにも限られず、平面視において円形であっても良い。
本実施形態では、モルタル部8aの上に金属板8bを重ねて駒材8としたが、金属板の上にモルタル部を重ねてもよいし、駒材に金属板を設置しない場合もある。
本実施形態では、第1の縁切材14は、ベースプレートのボルト孔から離間した周囲の少なくとも一部を囲んで形成されたスリットで囲まれた部分を除いたベースプレートの表面とコンクリートとの間に設置されてたが、これに限られず、ベースプレート3の表面3aの全てに設置されても良い。
本実施形態では、縁切材はクッション性及び止水性を備えるものを採用したが、これに限られず、これらを備えないものでも良い。要するに、柱材またはベースプレートの回転変形を設計上阻害しない材料であれば良い。また、止水性は求められる状況に応じて適宜選択すれば良い。また、柱下端から浸水を防止することに重視して、第2の縁切材15にクッション性及び止水性を備えるものとし、第1の縁切材14にクッション性を備えるものとしても良い。
本実施形態では、縁切材は回転の際にコンクリートとベースプレート或いは柱材との間隔が狭まるところで採用されるものを想定したが、反対側はコンクリートとベースプレート或いは柱材との間隔が広がることになる。このことを考慮して、コンクリートとベースプレート或いは柱材との間隔が広がったとしても依然としてその間隔を埋めるようなものであっても良い。例えば、弾力性を備えた部材でコンクリートとベースプレート或いは柱材との間に圧縮して設置しておけば、回転が生じ間隔が広がった際にもその間隔を埋めるようにすることができる。さらに縁切材に止水性を備えさせれば、間隔が広がっても水が浸入しない。また、他の例として、縁切材の両側(コンクリート側とベースプレート側、コンクリート側と柱材側、第1の被覆部側と第2の被覆部側など)を接着などで固定して設置しておけば、回転が生じ間隔が広がった際にも同様に追従してその間隔を埋めるようにすることができる。
いずれの実施形態における各技術的事項を他の実施形態に適用して実施例としても良い。
1 柱材
2 基礎
3 ベースプレート
3a 表面
3b 裏面
3c 側面
4 ボルト孔
5 スリット
6 アンカーボルト
7 ナット
8 駒材
8a モルタル部
8b 金属板
9 隙間
10 塞ぎ板
11 コンクリート
12 防錆層
13 凹凸部
14 第1の縁切材
15 第2の縁切材
16 柱材取り付け突部
2 基礎
3 ベースプレート
3a 表面
3b 裏面
3c 側面
4 ボルト孔
5 スリット
6 アンカーボルト
7 ナット
8 駒材
8a モルタル部
8b 金属板
9 隙間
10 塞ぎ板
11 コンクリート
12 防錆層
13 凹凸部
14 第1の縁切材
15 第2の縁切材
16 柱材取り付け突部
Claims (4)
- 基礎に対してアンカーボルトにより固定される柱材のベースプレートであって、
前記ベースプレートは、前記アンカーボルトが貫通されるボルト孔を有し、
前記ボルト孔の直径は、前記ボルト孔の中心軸と前記アンカーボルトの先端の中心とが平面視で重ならない場合であっても、前記ボルト孔の内周に対して前記アンカーボルトを接触させずに、前記アンカーボルトを貫通させることが可能な大きさである
ことを特徴とするベースプレート。 - 前記ベースプレートは、前記ベースプレートの表裏面を貫通するとともに前記ボルト孔から離間した周囲の少なくとも一部を囲んで形成されたスリットを有し、
前記スリットで囲まれた部分は、前記ボルト孔に前記アンカーボルトが貫通された状態において、前記ベースプレートあるいは前記アンカーボルトの少なくともいずれか一方の動きに応じて回転変形することが可能である
ことを特徴とする請求項1に記載のベースプレート。 - 前記ボルト孔の直径が、前記スリットにより囲まれた部分の幅に対して、0.4〜0.8倍である
ことを特徴とする請求項2に記載のベースプレート。 - 前記ボルト孔の直径が、前記アンカーボルトの軸径の1.3〜2.5倍である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちいずれか1項に記載のベースプレート。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A80 | Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention |
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