JP2021075957A

JP2021075957A - 柱脚構造

Info

Publication number: JP2021075957A
Application number: JP2019205291A
Authority: JP
Inventors: 麻由美矢澤; Mayumi Yazawa
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 2019-11-13
Filing date: 2019-11-13
Publication date: 2021-05-20

Abstract

【課題】柱部材の柱脚部が埋め込まれた基礎部の成を小さくする。【解決手段】柱脚構造１００は、基礎部５０に埋め込まれた鉄骨柱１０の柱脚部１２と、柱脚部１２の下端部１４よりも上方に設けられ基礎部５０の上面５０Ａに接触又は基礎部５０に埋設された軸力プレート１１０と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、柱脚構造に関する。

特許文献１には、鉄骨建物の鉄骨柱を地中梁に固定する方法に関する技術が開示されている。この先行技術では、鉄骨柱の柱脚周囲の地中梁コンクリートにプレストレスを与えるようにしている。

特許文献２には、建築物における構造用の柱体のコンクリート基礎への固定方法に関する技術が開示されている。この先行技術では、掘削孔の底部に、第１コンクリート層の形成のための第１コンクリートを打設し、その硬化前の上面に、ベースプレートの上面を露出させて略水平に保持しアンカーを第１コンクリート層中に埋入する。その硬化後に、ベースプレートの上面に、位置決め体を載置し固定する。次に、位置決め体の上面の複数のＬ形片に、柱体の下端部を嵌合させて略鉛直に保持し、掘削孔内に、第２コンクリートを打設し、柱体の下端寄り部位の周囲を第２コンクリート層で固める。

特開昭６３−２２３２４１号公報特開２００３−１４７８５５号公報

一方、基礎部に柱部材の柱脚部が埋め込まれた柱脚構造、所謂埋め込み柱脚において、柱脚部の下端部にベースプレートを設けた構造が知られている。

このような柱脚構造において、柱部材の軸力をベースプレートから基礎部に伝達する場合（図４参照）、パンチングによる柱部材の沈下等を防止するため、基礎部におけるベースプレートの下側の部位の厚みを確保する必要があり、基礎部の成が大きくなる。

本発明は、上記事実に鑑み、柱部材の柱脚部が埋め込まれた基礎部の成を小さくすることが目的である。

第一態様は、基礎部に埋め込まれた柱部材の柱脚部と、前記柱脚部の下端部よりも上方に設けられ、前記基礎部の上面に接触又は前記基礎部に埋設された板状部材と、を備えた柱脚構造である。

第一態様の柱脚構造では、基礎部に埋め込まれた柱脚部の下端部よりも上方に設けられた板状部材で柱部材の軸力を基礎部に伝達するので、柱脚部の下端部に設けられたベースプレートで軸力を基礎部に伝達する構成と比較し、基礎部の成を小さくできる。

また、板状部材によって支圧面積を大きく確保することで、パンチングによる柱部材の沈下等を効果的に防止することができる。

また、板状部材は、柱部材の側面から外側に突出する棒状部材（スタッド及び鉄筋等）を柱部材に多数設ける場合と比較し、容易に支圧面積を大きくすることができる。

第二態様は、前記板状部材の下面と前記柱脚部の側面との間に、リブが設けられている、第一態様に記載の柱脚構造である。

第二態様の柱脚構造では、板状部材の下面と柱脚部の側面との間にリブを設けることで、板状部材が補強され、板状部材の剛性が大きくなる。よって、柱部材の軸力を効果的に基礎部に伝達することができる。

第三態様は、前記柱脚部の下端部には、建方用のベースプレートが設けられている、第一態様又は第二態様に記載の柱脚構造である。

第三態様の柱脚構造では、柱脚部の下端部に建方用のベースプレートを設けることで、柱部材の建方時における作業性が向上する。

第四態様は、前記基礎部の下には捨てコンクリートが打設され、前記捨てコンクリートにおける前記ベースプレートの下の部位は、他の部位よりも厚みが大きい、第三態様に記載の柱脚構造である。

第四態様の柱脚構造では、基礎部の下に打設された捨てコンクリートにおけるベースプレートの下の部位の厚みを大きくすることで、アンカーボルトによるベースプレートの捨てコンクリートへの固定力が向上する。よって、柱部材の建方時の作業性が向上する。

本発明によれば、柱部材の柱脚部が埋め込まれた基礎部の成を小さくすることができる。

本実施形態の柱脚構造を示すＸ方向に沿った縦断面図である。図１の２−２線に沿った水平断面図である。（Ａ）は軸力プレートの板厚方向の一部が基礎部に埋設された場合の拡大図であり、（Ｂ）は軸力プレートの板厚方向の全部が基礎部に埋設された場合の拡大図である。比較例の柱脚構造を示すＸ方向に沿った縦断面図である。他の例の柱脚構造を示すＸ方向に沿った縦断面図である。

＜実施形態＞
本発明の一実施形態の柱脚構造について説明する。なお、水平方向の直交する二方向をＸ方向及びＹ方向とし、それぞれ矢印Ｘ及び矢印Ｙで示す。また、Ｘ方向及びＹ方向に直交する鉛直方向をＺ方向とし、矢印Ｚで示す。

［構成］
まず、本実施形態の柱脚構造の構成について説明する。

図１に示すように、本実施形態の柱脚構造１００は、柱部材の一例としての鉄骨柱１０の柱脚部１２と、柱脚部１２に設けられた板状部材の一例としての軸力プレート１１０と、を有している。また、柱脚構造１００は、基礎部５０に鉄骨柱１０の柱脚部１２を埋め込んで固定端とする埋め込み柱脚である。

本実施形態の鉄骨柱１０は、鋼管で構成され（図２も参照）、柱脚部１２が基礎部５０に埋め込まれている。本実施形態の基礎部５０は、地盤Ｇに設けられ、図示していない鉄筋が配筋された鉄筋コンクリート造とされている。また、本実施形態では、基礎部５０の下には捨てコンクリート６０が打設され、捨てコンクリート６０の下には砕石７０が敷かれている。なお、基礎部５０には、基礎柱及び基礎梁等が含まれる。また、砕石７０は、省略される場合がある。

鉄骨柱１０の柱脚部１２の下端部１４には、建方用のベースプレート２０が設けられている。具体的には、ベースプレート２０は、柱脚部１２の下面１５に接合されている。また、本実施形態のベースプレート２０は、平面視で矩形状であるが、これに限定されない。

ベースプレート２０は、捨てコンクリート６０にＬ字状のアンカーボルト２２によって固定されている。なお、ベースプレート２０と捨てコンクリート６０との間には、無収縮モルタル２４が設けられている。また、捨てコンクリート６０におけるベースプレート２０の下の部位６２は、他の部位６４よりも厚みが大きくなっている。なお、平面視において、捨てコンクリート６０における厚みが大きい部位６２の領域は、ベースプレート２０よりも若干大きい。

柱脚部１２におけるベースプレート２０が設けられた下端部１４よりも上方には、軸力プレート１１０が設けられている。本実施形態の軸力プレート１１０は、柱脚部１２の側面１２Ａに接合されており、外ダイアフラムと同様の接合構造となっている。しかし、ベースプレート２０の接合構造は、これに限定されない。例えば、通しダイアフラムと同様の接合構造であってもよい。

本実施形態の軸力プレート１１０は、基礎部５０の上面５０Ａに接触している。なお、図３（Ａ）のように、軸力プレート１１０は、板厚方向の一部が基礎部５０に埋設されていてもよい。更に、図３（Ｂ）のように、軸力プレート１１０は、板厚方向の全部が基礎部５０に埋設されていてもよい。言い換えると、軸力プレート１１０の上面１１０Ｂが、基礎部５０の上面５０Ａと面一又は略面一であってもよい。

軸力プレート１１０の下面１１０Ａと柱脚部１２の側面１２Ａとの間には、複数のリブ１２０が設けられている。リブ１２０は、基礎部５０に埋設されており、露出していない。また、本実施形態では、図２に示すように、リブ１２０は、Ｘ方向及びＹ方向に沿って設けられている。

［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。

ここで、まず比較例の柱脚構造について説明する。
図４に示す比較例の柱脚構造３００は、図示していない鉄筋が配筋された鉄筋コンクリート造の基礎部５１に鋼管で構成された鉄骨柱１０の柱脚部１２が埋設されている埋め込み柱脚である。柱脚部１２の下端部１４には、ベースプレート２０が設けられている。ベースプレート２０は、基礎部５１にアンカーボルト２３によって固定されている。なお、ベースプレート２０の下には無収縮モルタル２４が設けられている。

この比較例の柱脚構造３００では、ベースプレート２０から鉄骨柱１０の軸力が基礎部５１に伝達される。よって、パンチングによる鉄骨柱１０の沈下等を防止するため、基礎部５１におけるベースプレート２０の下側の部位の厚みをＬ１確保する必要がある。また、鉄骨柱１０の柱脚部１２を固定端とするために必要な埋設深さはＬ２が必要である。よって、基礎部５１の全体の成であるＬ３（＝Ｌ１＋Ｌ２）が大きくなる。なお、想像線Ｓは、パンチングによって沈下等が発生する領域である。また、本実施形態では、応力分散角である角度θは４５°で検討したが、これに限定されない。角度θは、４５°以上であればよい。

これに対して、図１に示す本実施形態の柱脚構造１００では、鉄骨柱１０の軸力は、柱脚部１２におけるベースプレート２０が設けられた下端部１４よりも上方に設けられた軸力プレート１１０から基礎部５０に伝達される。

鉄骨柱１０の柱脚部１２を固定端とするために必要な埋設深さＬ２よりも、パンチングによる沈下等を防止するために必要な厚みＬ１が大きい場合、基礎部５０全体の成Ｌ３は、Ｌ１又は略Ｌ１にすることができる。また、図示は省略するが、Ｌ２よりもＬ１が小さい場合は、基礎部５０全体の成Ｌ３は、Ｌ２又は略Ｌ２にすることができる。

このように基礎部５０に埋め込まれた柱脚部１２の下端部１４よりも上方に設けられた軸力プレート１１０で鉄骨柱１０の軸力を基礎部５０に伝達するので、比較例のように柱脚部１２の下端部１４に設けられたベースプレート２０で軸力を基礎部５１に伝達する構成と比較し、基礎部５０の成を小さくできる。

また、柱脚部１２の下端部１４に建方用のベースプレート２０を設けることで、鉄骨柱１０の建方時における作業性が向上する。

別の観点から説明すると、比較例の柱脚構造３００では、ベースプレート２０は建て方と軸力伝達の二つの機能を有しているのに対して、本実施形態の柱脚構造１００では、建て方はベースプレート２０が行い、軸力伝達は軸力プレート１１０が行っており、機能分離されている。よって、基礎部５０の成を小さくできると共に建方時の作業性が向上する。

また、基礎部５０の下に打設された捨てコンクリート６０におけるベースプレート２０の下の部位６２の厚みを大きくすることで、アンカーボルト２２によるベースプレート２０の捨てコンクリート６０への固定力が向上する。よって、鉄骨柱１０の建方時の作業性が更に向上する。

また、軸力プレート１１０によって支圧面積を大きく確保することで、パンチングによる鉄骨柱１０の沈下等を効果的に防止することができる。

また、板状の軸力プレート１１０は、例えば鉄骨柱１０の柱脚部１２の側面１２Ａに外側に突出する棒状部材（スタッド及び鉄筋等）を多数設ける場合と比較し、容易に支圧面積を大きくすることができると共に基礎部５０の配筋への影響が少ない。

また、軸力プレート１１０の下面１１０Ａと柱脚部１２の側面１２Ａとの間にリブ１２０を設けることで、軸力プレート１１０が補強され、軸力プレート１１０の剛性が大きくなる。よって、鉄骨柱１０の軸力を効果的に基礎部５０に伝達することができる。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、図５に示す柱脚構造１０１のように、軸力プレート１１０が基礎部５０内に完全に埋設されていてもよい。

要は、軸力プレート１１０は、基礎部５０に対してパンチングにより鉄骨柱１０が沈下しない厚みＬ１以上の高さに配置されていればよい。

また、例えば、リブ１２０は、設けられていなくてもよい。

また、例えば、ベースプレート２０は、設けられていなくてもよい。

また、鉄骨柱１０は、鋼管で構成されていたが、これに限定されない。鉄骨柱１０は、Ｈ形鋼等の形鋼で構成されていてもよい。更に、鉄骨以外の柱部材、例えば木質の材料で構成された柱部材であってもよい。

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（柱部材の一例）
１２柱脚部
１２Ａ側面
１４下端部
２０ベースプレート
２２アンカーボルト
５０基礎部
５０Ａ上面
１００柱脚構造
１１０軸力プレート（板状部材の一例）
１１０Ａ下面
１２０リブ

Claims

基礎部に埋め込まれた柱部材の柱脚部と、
前記柱脚部の下端部よりも上方に設けられ、前記基礎部の上面に接触又は前記基礎部に埋設された板状部材と、
を備えた柱脚構造。
前記板状部材の下面と前記柱脚部の側面との間に、リブが設けられている、
請求項１に記載の柱脚構造。
前記柱脚部の下端部には、建方用のベースプレートが設けられている、
請求項１又は請求項２に記載の柱脚構造。
前記基礎部の下には捨てコンクリートが打設され、
前記捨てコンクリートにおける前記ベースプレートの下の部位は、他の部位よりも厚みが大きい、
請求項３に記載の柱脚構造。