JP3470697B2

JP3470697B2 - 露出型柱脚

Info

Publication number: JP3470697B2
Application number: JP2000383796A
Authority: JP
Inventors: 俊明宮尾; 良比呂崎野
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1993-05-17
Filing date: 2000-12-18
Publication date: 2003-11-25
Anticipated expiration: 2018-11-25
Also published as: JP2001207461A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築および土木構
造物で、構造体を鉄骨または鋼管コンクリート構造とす
る場合における露出型柱脚に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来の露出型柱脚を示す。図
１０に示す構造は、基礎コンクリート101 内に、基礎梁
主筋（下端筋及び上端筋）102 ，103 、あばら筋104 、
フープ筋105 、立上げ筋106 を埋設し、塩化ビニール製
シース管107 で被覆されたアンカーボルト108 の上端を
柱材109 の柱脚金物110 にナット111 で固定し、下端に
定着板112 を取付けている。また、基礎コンクリート10
1 の上面と柱脚金物110の下面との間には、レベル調整
用モルタル113 が介在され、グラウト材114 が充填され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】（問題点１）従来の露
出型柱脚では、基礎部にコンクリート101 を打設する以
前に、アンカーボルト108 を施工する必要がある。ここ
で、アンカーボルト上部は、柱脚金物110 とボルト接合
させるため、アンカーボルト108 の施工位置の精度を確
保する必要がある。一般には、ボルト穴の径は、ボルト
径＋５ｍｍ以内でないとボルト接合が成立しない。複数
本のアンカーボルト108 をボルト接合させるためには、
アンカーボルト108 の水平方向の施工精度を誤差２〜３
ｍｍ以内に保つ必要があった。

【０００４】しかし、コンクリート打設時には、コンク
リート流により、アンカーボルト108 に横力が加わり、
アンカーボルト108 に横ぶれが生じやすい。このため、
アンカーボルト108 の施工精度を保つには、相当の注意
が必要であった。また、アンカーボルト108 の位置が数
ミリメートル以上ずれた場合には、柱脚金物110 のボル
ト穴をガス切りする等の処理が行われ、建物の安全性に
重大な影響を与える場合さえあった。

【０００５】このため、従来法による工程では、表１に
示すように、アンカーボルト位置の精度を保つために、
アンカーボルト108 の立上げを専門の柱脚施工会社が行
い、基礎部配筋時から、コンクリート打設時まで、この
専門の柱脚施工会社が立合い、必要に応じて精度を確保
するための手直しを行うことが一般的である。

【０００６】よって、専門の柱脚施工会社は、アンカー
ボルト立ち上げ時からコンクリート打設時まで、施工場
所に常駐する必要があり、この省力化が強く求められて
いた。

【０００７】（問題点２）従来の露出型柱脚では、塩化
ビニール管等をシース管107 に用いてアンカーボルト10
8 と周囲のコンクリート101 との付着を切り、下部に取
付けた定着板112の反力によってボルト軸力を伝達させ
る構造である。この構造では、ボルト軸部に大きな伸び
（縮み）変形が生じる。このため、ボルト接合されてい
る柱脚金物110 に回転変形が生じる。このために、露出
柱脚109 は、曲げ剛性の低い柱脚と成らざるを得なかっ
た。

【０００８】この柱脚剛性を向上させる手段として、い
ままで試みられたことは、大きく２種類に大別される。

【０００９】第１の構造は、アンカーボルト軸部に異形
鉄筋等のコンクリート101 との付着特性の優れたものを
使用し、シース管を使用せずに、直接、基礎部のコンク
リート101 と一体化させるものである。この構造に関し
ては、特開昭57−66250 号公報や特開昭57−140454号公
報等がある。この構造の最大の欠点は、図１５に示すよ
うに、アンカーボルト軸部に引張り力が生じた時には、
柱脚金物直下のアンカーボルト近傍のコンクリート101
が連続的にコーン状に破壊していくことである。このた
め、この方法は、軽微な建物以外に使用することができ
ない。

【００１０】このコンクリート101 のコーン状破壊を防
止する方法としては、柱脚金物直下から一定の長さだけ
シース管を用いてアンカーボルト軸部とコンクリート10
1 との付着を切る構造が考えられている。しかし、この
場合でも、問題点２は解決不能である。

【００１１】第２の構造は、塩化ビニール管等のシース
管を使用した従来法による露出柱脚で、アンカーボルト
108 に高強度な鋼材を使用し、ナット締めを十分に行
い、アンカーボルト108 にプレストレスを導入するもの
である。この方法に関する発明として、実開昭５９−６
３１０８公報がある。この構造の欠点は、ボルトのリラ
クゼーションやコンクリート101 のクリープ現象によ
り、導入したプレストレスが減少し、この効果が持続で
きないことである。

【００１２】（問題点３）従来型の露出柱脚で、アンカ
ーボルト下部の定着板112 の反力を基礎梁の鉄筋に伝達
するためには、アンカーボルト108 の周囲に立ち上げ筋
106 を立て、この立ち上げ筋106 に沿わせて、フープ筋
105 により剪断補強を行っている。さらに、剛性をある
程度確保するため、アンカーボルト軸部の長さを短くす
る場合や、柱脚金物110 の上下にナットを付けることに
よりアンカーボルト108 に圧縮力を負担させる場合に
は、基礎梁の下端主筋より上部に定着板112 を固定し、
この為のアンカーフレームを組む必要もある。さらに、
基礎梁の下端主筋にまで、応力伝達させるためには、定
着板近傍から基礎梁主筋までをつなぐ補助筋を組む必要
があった。このため、柱脚部では複雑な配筋とならざる
を得なかった。

【００１３】（問題点４）柱脚金物110 と柱材109 （角
形鋼管、円形鋼管、Ｈ型鋼）とは、一般にはファブリケ
ート工場で溶接接続される。この柱を用いて建物を建て
るためには、各々の柱の鉛直方向の施工精度を確保する
必要がある。一方基礎部のコンクリート101 の上面の高
さは、個々の基礎部毎に異なっている。また、コンクリ
ート101 の上面は、こて仕上げされるので水平方向にも
誤差が生じる。

【００１４】このため、従来は、基礎部のコンクリート
101 が固まった後に、柱脚金物110が設置される位置
に、垂直方向の施工精度を確保する為のモルタルを打設
し、このモルタルが固結した後に柱の建方を行ってい
た。このため、基礎部のコンクリート101 が固まってか
ら柱の建方を行うまでに数日を要していた。

【００１５】モルタル打ちの手間を省き、施工工程を短
縮する方法としては、アンカーボルト上部のネジ部にレ
ベル調整用のナットを配し、柱脚金物110 の施工位置の
精度を確保した後に、柱を建てることが考えられる。こ
の方法の難点は、柱材が重量化した場合に使用できない
ことである。

【００１６】（問題点５）アンカーボルト108 にレベル
ナットを取付けない図１０に示す従来構造では、柱脚金
物110 の下面では、圧縮力はコンクリート101 のみが負
担し、引張り力はアンカーボルト108 のみが負担する。
その結果、図１４に示すように、鋼構造の柱材の終局耐
力の軸力−曲げモーメント関係が圧縮側と引張り側とが
対称関係にあるのに対して、柱脚部の終局耐力の軸力−
曲げモーメント関係は圧縮側に大きく膨らんだものとと
なる。このため、柱軸力の小さな領域では、柱脚部が負
担できる曲げモーメントが小さくなってしまうという欠
点があった。実際、超高層ビル等の特殊な建造物を除く
と、柱材に加わっている軸力は、降伏軸力の２０％以下
が大部分を占めている。

【００１７】このため、柱脚部に大きな柱脚金物110 を
使用し、アンカーボルト108 の径も大きくする必要があ
った。

【００１８】本発明はこれらの問題点１〜５を解消すべ
くなされたもので、アンカーボルト立ち上げ時からコン
クリート打設時までの省力化を図れ、ボルト軸部に大き
な伸び（縮み）変形が生じることがなく、柱脚部を簡単
な配筋とし、重量化した柱材でも施工工程を短縮でき、
大きな柱脚金物、アンカーボルトを必要としない露出型
柱脚を提供するものである。

【００１９】また、本発明は、コンクリート打設時に容
易にアンカーボルト取り付け穴に挿入することができる
露出型柱脚を提供するものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、基礎コンクリ
ート内に配置される上下の基礎梁主筋と、これら上下主
筋間に配設されるあばら筋と、柱材取付用アンカーボル
トが挿入される複数のシース管と、これらシース管間に
配設されるフープ筋とを具備した露出型柱脚である。

【００２１】さらに、シース管上部又はアンカーボルト
の上部に設けたねじ部と、このねじ部に嵌合して、柱脚
金物の水平位置調整を可能とするナットとを具備してい
る。そして、シース管は、内面及び外面の少なくとも一
方の一部または全部に凹凸部を設け、アンカーボルト
は、シース管内に充填されたグラウト材と接触する面の
一部又は全部に凹凸部を設けている。

【００２２】更に、本発明は、柱脚金物のアンカーボル
ト取り付け穴の内径をアンカーボルトの外径に対して５
ｍｍから１５ｍｍ大きくすることにより、コンクリート
打設時に容易にアンカーボルト取り付け穴にアンカーボ
ルトを挿入することができるようにしている。

【００２３】本発明において、支持体とはシース管を支
持固定するものであればよく、例えば基礎（フーチング
基礎、布基礎、マット状基礎、基礎梁、杭基礎、その
他）や柱梁仕口部、梁（地中梁、基礎上の梁、その他）
が含まれる。

【００２４】本発明によれば、アンカーボルト６に生じ
た力をシース管５を介して基礎コンクリートｌ内に伝達
するので、従来法で必要であったアンカーボルト回りの
立ち上げ筋を省略できる。さらに、基礎梁の主筋への応
力伝達も簡便になる。すなわち、シース管５を柱主筋と
みなせば、基礎梁との接合は、通常の鉄筋コンクリート
の接合部と同等なものとなり、定着板近傍から基礎梁主
筋までをつなぐ補助筋を組む必要がなくなる。よって、
この補助筋も省略できる。

【００２５】以上により、従来の柱脚部では不可避であ
った複雑な配筋がなくなり、配筋作業が大幅に省力化さ
れ、使用する鉄筋量も減ずることができる。その結果、
問題点３を解消することができる。

【００２６】本発明による露出型柱脚によれば、基礎部
のコンクリート打設時にはアンカーボルトの施工を行わ
ず、柱の建方時にアンカーボルトの施工を行う方法を採
用できる。この工法によれば、アンカーボルトとシース
管との間のクリアランスにより、アンカーボルトの施工
誤差を吸収できる。

【００２７】特に、アンカーボルト取り付け穴の内径を
アンカーボルトの外形に対して５ｍｍから１５ｍｍ大き
くすることにより、コンクリート打設時にアンカーボル
トまたはシース管に横振れが生じても、横振れによる芯
ずれを吸収し、容易にアンカーボルト取り付け穴に挿入
することができる。

【００２８】また、本発明による応力伝達は、アンカー
ボルトからグラウト材を介してシース管に軸力を伝達す
るので、アンカーボルト軸部の伸びは、極めて小さくな
る。

【００２９】さらに、本発明では、シース管を用いない
従来の方法で生じていたコンクリートのコーン状破壊が
生じない。すなわち、シース管内部に充填したグラウト
材は、シース管５の拘束力により耐力上昇し、グラウト
材のコーン状破壊が生じる懸念は、シース管とアンカー
ボルトとのクリアランス部分のみに限定される。

【００３０】また、シース管と外側のコンクリートのコ
ーン状破壊は、シース管が降伏し、伸び変形することに
より起こる。本発明では、例えばシース管の断面積をア
ンカーボルトの断面積よりも大きくすることなどして、
シース管の降伏力をアンカーボルトの降伏力よりも大き
くすることができる。従って、特開昭57−66250 号公報
や特開昭57−140454号公報に開示されたようなアンカー
ボルトと基礎部のコンクリートを直接一体化させる柱脚
部構造よりもコンクリートのコーン状破壊を起こりにく
くすることができる。

【００３１】本発明において、柱脚金物の下に位置調整
用ナットを設けない場合、柱脚金物に加わる圧縮力に対
する抵抗は、支持体のコンクリートのみで負担すること
になる。本発明において、アンカーボルトに位置調整用
ナットを設けた場合、柱脚金物に加わる力はアンカーボ
ルトにも伝わる。このため、支持体のコンクリート及び
アンカーボルトの断面に圧縮荷重がかかる。従って、柱
脚金物の下に位置調整用ナットを設けない場合よりも、
アンカーボルトの断面積分だけ圧縮力に対する抵抗を大
きくすることができる。本発明において、シース管に位
置調整用ナットを設けた場合、柱脚金物に加わる力はシ
ース管にも伝わる。従って、柱脚金物の下に位置調整用
ナットを設けない場合よりも、シース管の断面積分だけ
圧縮力に対する抵抗を大きくすることができる。シース
管の断面積はアンカーボルトの断面積より大きくするこ
とができるので、シース管による圧縮力に対する抵抗
は、アンカーボルトによる圧縮力に対する抵抗よりも大
きくすることができる。すなわち、柱脚部にある軸力と
曲げモーメントが加わった際、柱脚が変形しないための
軸力と曲げモーメントとの関係を示すと、図１４のよう
になる。図中、縦軸は柱脚部にかかる鉛直方向の軸力の
大きさ、横軸は柱脚部にかかる曲げモーメントの大きさ
を示している。柱脚が変形しないための軸力と曲げモー
メントの値を示す領域は、図１４中、各柱脚部の耐力を
示す曲線と縦軸に囲まれた領域である。アンカーボルト
に位置調整用ナットを設けた場合、柱脚金物の下に位置
調整用ナットを設けない従来の柱脚部よりも、曲げモー
メント０における圧縮の軸力を及び、圧縮の軸力が０．
２Ｎｙ（Ｎｙは柱材の降伏応力）の時の曲げモーメント
を大きな値とすることができる。

【００３２】さらにまた、本発明によれば、アンカーボ
ルトに生じた力をシース管を介して基礎コンクリート内
に伝達するので、従来法で必要であったアンカーボルト
回りの立ち上げ筋を省略できる。さらに、基礎梁の主筋
への応力伝達も簡便になる。すなわち、シース管を柱主
筋とみなせば、基礎梁との接合は、通常の鉄筋コンクリ
ートの接合部と同等なものとなり、定着板近傍から基礎
梁主筋までをつなぐ補助筋を組む必要がなくなる。よっ
て、この補助筋も省略できる。

【００３３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の露出型柱脚を示
す。図１に示す構造は、基礎コンクリート１内に、基礎
梁主筋（下端筋及び上端筋）２，３、あばら筋４を埋設
し、鋼管製シース管５を垂直に配置し、このシース管５
内にアンカーボルト６を挿入し、アンカーボルト６の上
端を柱材７の柱脚金物８から突出させて、ここをナット
９で固定している。柱材７は例えば角形鋼管、円形鋼
管、Ｈ形鋼等で、柱脚金物８は鋳鋼、鍛鋼、鋼板等で構
成される。また、アンカーボルト６には、柱脚金物８の
下面に高さ調整ナット１０が螺合している。高さ調整ナ
ット１０は、柱脚金物８の高さ調整を行うためのもので
ある（図４参照）。高さ調整ナット１０は、このシース
管５の上部外周端部にネジ切り、このネジ部に取付けら
れてもよい（図２参照）。なお、本発明の構築構造にと
って、必須ではなく、高さ調整に関しては、従来行われ
ているように、無収縮性グラウトを支持体と柱脚金物の
間に挿入することのみで、柱脚金物の高さ調整を行って
もよい（図３参照）。そして、シース管５内にはグラウ
ト材１１が充填され、アンカーボルト６を固定してい
る。柱脚金物８の下面にはシアーコネクター１２が設け
られ、柱脚金物８の下面と基礎コンクリート１の上面と
の間には、無収縮性グラウト材１３が充填されている。

【００３４】図５は、本発明の他の実施例を示す図で、
上記実施例と同一部分については同一符号を付してその
説明を省略する。図５の実施例では、柱脚金物８のアン
カーボルト取り付け穴の内径がアンカーボルト６の外径
に対して１２ｍｍ大きくなっている例を示す。本実施例
の場合、コンクリート打設によりアンカーボルト６及び
シース管５に７ｍｍの横ずれを生じたが、柱脚金物８の
アンカーボルト取り付け穴にアンカーボルト６を挿入す
ることに特別な修正作業を要せず容易に施工することが
できた。

【００３５】なお、アンカーボルト６を柱脚金物８に固
定するために直径がアンカーボルト取り付け穴よりも大
きいワッシャー２０を用いており、こうすることによ
り、アンカーボルトの柱脚金物への固定がいっそう確実
に行われている。

【００３６】なお、上記実施例と同一部分については同
一符号を付してその説明を省略する。また、図５の実施
例で符号２１は空気抜き、２２はアンカーナット、２３
はアンカーフレームである。

【００３７】次ぎに、本発明で使用するアンカーボルト
の形状の一例を図６に示す。

【００３８】（ａ）〜（ｄ）は、ネジ部６ａに転造ネジ
を施し、アンカーボルト軸部の降伏を保証したものであ
る。（ｅ）〜（ｈ）は、このような処理を行わない場合
を示す。（ａ）は、軸部全面にわたってグラウト材との
付着特性を向上させるために、表面に凹凸部６ｂを付け
たものである。（ｂ）は、この凹凸部６ｂを軸部の一部
だけに付けたものである。（ｃ）は、スタッドジベルの
ように、最下部のみに凹凸部６ｃがある場合である。
（ｄ）は、大きな凹凸部は無いが、鋳造品や、表面をシ
ョットブラスト処理した丸棒を用いることによって、小
さな凹凸部６ｄを設けて、グラウト材との付着特性を向
上させた場合である。（ｅ）〜（ｈ）の凹凸部は、それ
ぞれ（ａ）〜（ｄ）の凹凸部と同様であるので、その説
明を省略する。

【００３９】次いで、本発明で使用するシース管５の内
面形状の一例を図７に示す。

【００４０】（ａ）は、遠心鋳造管等で造られた場合で
ある。（ｂ），（ｃ）は、内面に凹凸部５ａを有するシ
ース管５を用いた場合である。（ｄ）は、シース管自体
の内周がテーパー状の凹凸部５ｂを形成している場合で
ある。（ｅ）は、スパイラル状突起（メネジ）の凹凸部
５ｃを有する場合である。（ｆ）は、シース管自体の内
周を連続的にテーパーを付けた凹凸部５ｄを有するもの
である。この例では、内部の凹凸部が鋼管の上半分のみ
である。（ｇ）は、鋼管自体を蛇腹状に加工した凹凸部
５ｅを設けた場合を示す。

【００４１】さらに、本発明に使用するシース管の外面
形状の一例を図８に示す。

【００４２】（ａ）は、遠心鋳造管で造られた場合であ
る。（ｂ）は、転造等によりスパイラル状突起の凹凸部
５ｆを付けた場合である。（ｃ）は、異形鉄筋状突起の
凹凸部５ｇを付けた場合である。（ｄ）は、鋼管の一部
にのみ凹凸部５ｇを付けた例である。（ｅ）は、不連続
な凹凸部５ｈを付けた場合である。（ｆ）は、下面に定
着板５ｉを取り付け、これを凹凸部とした場合である。
（ｇ）は、鋼管の端面を増肉してこれを凹凸部５ｊとし
た場合である。次に、アンカーボルト６とシース管５と
の必要付着長さを調べる実験をおこなった。この実験
は、アンカーボルトをシース管の中に固定した試験体を
用意し、アンカーボルトをシース管に挿入する長さをか
えてそれぞれ引張り試験して、アンカーボルトとシース
管の付着が切れる時にアンカーボルトにかかった応力を
求めた。実験条件は、アンカーボルト；ＳＤ４０、アン
カーボルト径ｄ＝３５ｍｍ、アンカーボルト長＝６ｄ、
シース管径Ｄ＝７６ｍｍ、シース管板厚ｔ＝８ｍｍ、グ
ラウト材強度＝６００ｋｇｆ／ｃｍ²である。図１２
は、アンカーボルトをシース管に挿入する長さ（横軸）
とアンカーボルトとシース管の付着が切れる時にアンカ
ーボルトにかかった応力（縦軸）の関係を示したグラフ
である。実際の柱脚部においては、アンカーボルトとシ
ース管の付着の切れる時にアンカーボルトにかかる応力
は、アンカーボルトの引張り強さ以上に設計すれば十分
である。従って、図１２の実験結果より、アンカーボル
トをシース管に挿入する長さは、アンカーボルトの外径
ｄの６倍以上が好ましいことがわかる。

【００４３】次に、本発明の構造物に繰返し荷重をかけ
て、耐低サイクル疲労を調べる試験をおこなった。この
試験は、「鉄筋継手性能判定基準」（１９８２年）日本
建築センター制定の塑性域正負繰返し試験によるもの
で、その試験方法は、（１）まず、試験体の降伏時の伸
びＥＹの２倍の伸びに達するので、試験体に引張り荷重
を与え、（２）次に、ＪＩＳ規格で定められた鉄筋の降
伏応力σｙの０．５倍の圧縮荷重を加える。上記
（１）、（２）を４回繰返した後、（３）試験体の降伏
時の伸びＥＹの５倍の伸びに達するまで、試験体に引張
り荷重を与え、（４）次に、ＪＩＳ規格に定められた鉄
筋の降伏応力σｙの０．５倍の圧縮荷重を加える。上記
（３）、（４）を４回繰返し試験を終える。試験体に
は、アンカーボルトをシース管に挿入する長さがアンカ
ーボルトの径ｄの６倍のものを用いた。その他の実験条
件は先に示した引張り試験の時と同じ条件とした。

【００４４】その結果を図１３に示す。図１３は、アン
カーボルトをシース管中にグラウト材を充填して固定し
た試験体を繰返し載荷試験したときの、試験体に加えら
れた荷重（縦軸）と試験体の伸び（横軸）を示す。アン
カーボルトを塑性域正負繰返し試験後、試験体には、連
続的なコーン破壊やアンカーボルトの抜け出しは発生し
なかった。試験体は、「鉄筋継手性能判定基準」のＳＡ
級の性能を有していることが分かった。ゆえに、本発明
による柱脚部においても、アンカーボルトをシース管に
挿入する長さを、アンカーボルトの外径ｄの６倍以上と
することによって、地震等の繰返し荷重時のような低サ
イクル疲労にも耐えられることが分かる。

【００４５】アンカーボルト６よりもシース管５の方が
断面積が小さい場合やグラウト材１３の剪断弾性係数が
大きい場合には、シース管外側のコーン状破壊の懸念が
生じる。しかし、この場合には、従来アンカーボルト６
の上部のみに塩化ビニール等からなるシース管を設置し
てコーン破壊が懸念される範囲はコンクリートとの付着
を切っているが、本発明の場合にも、シース管５の外側
に塩化ビニール等でできたシース管を設けることによ
り、コンクリート１との付着を切っておけば十分であ
る。

【００４６】この本発明の実施の形態によれば以下の作
用を有する。

【００４７】（問題点１に対して）本発明の実施例によ
る露出型柱脚によれば、図２，図３に示すように、基礎
部のコンクリート打設時にはアンカーボルト６の施工を
行わず、柱の建方時にアンカーボルト６の施工を行う方
法を採用できる。この工法によれば、アンカーボルト６
とシース管５との間のクリアランスにより、アンカーボ
ルト６の施工誤差を吸収できる。その結果、問題点１を
解消することができる。

【００４８】また、図４は、従来のように、柱の建方前
にアンカーボルト６を施工する場合を示す。この場合で
も、シース管５の施工位置に生じた誤差を、アンカーボ
ルト６とシース管５との間のクリアランスにより吸収で
きる。

【００４９】このために、本発明の実施例の構造によれ
ば、専門の柱脚施工会社がシース管５の立上げを行うほ
どの精巧さを必要としない。また、基礎部配筋時やコン
クリート打設時にも、精度確保のための専門の柱脚施工
会社による立合い、手直しを行う必要もなくなる。よっ
て、各工種の技能者を同時に必要とすることがなくな
り、工程が極めて単純化される。

【００５０】表１は、従来構造の場合と本発明の実施例
の構造による場合とで、各工程とその工程で必要とされ
る技能者の種類を表しているが、本発明の実施例の構造
によれば、複数種の技能工を同時に手配する必要がなく
なることがわかる。すなわち、問題点１が解消できるこ
とが分かる。

【００５１】（問題点２に対して）本発明の実施例によ
る応力伝達は、アンカーボルト６からグラウト材１３を
介してシース管５に軸力を伝達するので、アンカーボル
ト軸部の伸びは、極めて小さくなる。

【００５２】本発明の実施例では、シース管５を用いな
い従来の方法で生じていたコンクリートのコーン状破壊
が生じない。すなわち、シース管内部に充填したグラウ
ト材１３は、シース管５の拘束力により耐力上昇し、グ
ラウト材１３のコーン状破壊が生じる懸念は、シース管
５とアンカーボルト６とのクリアランス部分のみに限定
される。次に、シース管５の外側のコンクリート１のコ
ーン状破壊について記す。アンカーボルト６に伸び変形
が生じた場合は、まずアンカーボルト６周囲のグラウト
材１３が剪断変形することによって、シース管５に引張
り力を伝達させる。上述した図１２に示す実験結果から
明らかなように、柱脚金物直下近傍（２ｄまで）で、ア
ンカーボルト６に加わる引張り力の概ね１／２がシース
管５に伝達される。よって、アンカーボルト６とシース
管５の断面積比を１：２程度にすれば、シース管５に生
じる引張り応力は、従来法で、アンカーボルト６に生じ
る応力の１／４程度となる。コンクリート１のコーン状
破壊の現象は、コンクリート１が保持できる引張り伸び
変形の最大値を超えた場合に生じる現象であるから、従
来構造に比べて、本発明の実施例による構造の場合は、
４倍程度の耐力に耐えられるものとなる。また、従来構
造では、アンカーボルト６が降伏して、伸び変形が大幅
に増加した場合には、コンクリート１のコーン状破壊が
連続的に進んでいくが、本発明の実施例では、アンカー
ボルト６が降伏しても、シース管５は降伏しないから、
このようなコーン状破壊が連続的に進んでいく懸念がな
い。また、上述した図１３に示す実験結果から明らかな
ように、低サイクル疲労に耐えられる構造である。従っ
て、本発明の実施例によれば、剛性、耐力共に高い露出
柱脚を構築することができ、問題点２を解消することが
できる。

【００５３】（問題点３に対して）本発明の実施例によ
れば、アンカーボルト６に生じた力をシース管５を介し
て基礎コンクリートｌ内に伝達するので、従来法で必要
であったアンカーボルト回りの立ち上げ筋を省略でき
る。さらに、基礎梁の主筋への応力伝達も簡便になる。
すなわち、シース管５を柱主筋とみなせば、基礎梁との
接合は、通常の鉄筋コンクリートの接合部と同等なもの
となり、定着板近傍から基礎梁主筋までをつなぐ補助筋
を組む必要がなくなる。よって、この補助筋も省略でき
る。

【００５４】以上により、従来の柱脚部では不可避であ
った複雑な配筋がなくなり、配筋作業が大幅に省力化さ
れ、使用する鉄筋量も減ずることができる。その結果、
問題点３を解消することができる。

【００５５】（問題点４に対して）図２のようにシース
管５上端にレベル調整用のナット１０を取付けた場合に
は、モルタル打設の手間を省き、工期の短縮がなされ
る。これは、図４のようにアンカーボルト６に高さ調整
ナット１０を取付けた従来法でも同様な効果がある。そ
して、シース管５にアンカーボルト６よりも大きな断面
積のものを使用すれば、アンカーボルト６で調節柱材を
支えようとした場合に問題となる柱材の重量制限を緩和
することができ、問題点４が解消される。

【００５６】（問題点５に対して）本発明の実施例によ
る柱脚部では、柱脚金物下面での軸力負担は次のように
なる。圧縮力は、コンクリート１とシース管５の両方が
負担し、引張り力は、アンカーボルト６のみが負担す
る。アンカーボルト６に高さ調整ナット１０を取付けた
場合では、圧縮力はコンクリート１、シース管５、アン
カーボルト６の全ての構造要素が負担する。

【００５７】上述した図１４の説明から明らかなよう
に、本発明の実施例の構造によれば、従来法に比べて、
柱脚部に使用する柱脚金物が小さなもので済み、アンカ
ーボルト６の径も小さくて済む。よって、柱脚金物とア
ンカーボルト６は安価で合理的なものとなり、その結
果、問題点５を解消することができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アンカーボルトの施工精度が容易に確保され、剛性、耐
力共に高い露出柱脚を簡便に構築でき、柱脚部での基礎
梁の配筋が簡便になり、さらに、柱材の高さ調整が容易
になり、アンカーボルトや柱脚金物が小さなもので済む
など種々に顕著な効果を発揮する。

【００５９】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る露出型柱脚の一例を示す断面図。

【図２】本発明に係る露出型柱脚において、シース管に
取付けたレベル調整用ナットにより、柱材の高さに関す
る施工精度を確保する場合の作用を説明する側面図。

【図３】本発明に係る露出型柱脚において、レベル調整
用のモルタルを用いて柱材の高さ調整を行う場合の作用
を説明する側面図。

【図４】本発明に係る露出型柱脚において、アンカーボ
ルトに取付けた高さ調整ナットにより、柱材の高さ調整
を行う場合の作用を説明する側面図。

【図５】本発明の他の実施例を示す図。

【図６】本発明で使用するアンカーボルトの形状の例を
示す図。（ａ）〜（ｄ）は、ネジ部に転造ネジを施し、
アンカーボルト軸部の降伏を保証したものである。
（ｅ）〜（ｈ）は、このような処理を行わない場合であ
る。（ａ）は、軸部全面にわたってグラウト材との付着
特性を向上させるために、表面に凹凸部を付けたもので
ある。（ｂ）は、この凹凸部を軸部の一部だけに付けた
ものである。（ｃ）は、スタッドジベルのように、最下
部のみに凹凸部がある場合である。（ｄ）は、大きな凹
凸部は無いが、鋳造品や、表面をショットブラスト処理
した丸棒を用いることによって、グラウト材との付着特
性を向上させた場合である。

【図７】本発明で使用するシース管の内面形状の一例を
示す断面図。（ａ）は、遠心鋳造管等で造られた場合で
ある。（ｂ），（ｃ）は、内面に突起を有する鋼管を用
いた場合である。（ｄ）は、鋼管自体の内周がテーパー
状に成っている場合である。（ｅ）は、スパイラル状の
突起（メネジ）を有する場合である。（ｆ）は、鋼管自
体の内周を連続的にテーパーを付けたものである。この
例では、内部の凹凸部が鋼管の上半分のみである。アン
カーボルトからグラウト材を介してシース管に軸力を伝
達するためには、アンカーボルトの破断耐力を伝達させ
る場合でも、アンカーボルトの６倍程度の長さのグラウ
ト材付着域があれば良く、この例のように鋼管の一部に
のみ凹凸部を付けたものでも対応可能である。このこと
は、（ａ）〜（ｇ）の他の例でも同様である。（ｇ）
は、鋼管自体を蛇腹状に加工した場合である。

【図８】本発明に使用するシース管の外面形状の一例を
示す図。（ａ）は、遠心鋳造管で造られた場合である。
（ｂ）は、転造等によりスパイラル状の突起を付けた場
合である。（ｃ）は、異形鉄筋状の突起を付けた場合で
ある。（ｄ）は、鋼管の一部にのみ凹凸部を付けた例で
ある。（ｅ）は、不連続な凹凸部を付けた場合である。
（ｆ）は、下面に定着板を取り付け、鋼管自体には凹凸
部を施さない場合である。（ｇ）は、鋼管の端面を増肉
した場合である。

【図９】本発明に係る基礎コンクリートの配筋の一例を
示す平面図。

【図１０】従来の典型的な露出柱脚の構築構造の一例を
示す側面図。

【図１１】従来の典型的な露出柱脚の構築構造における
柱脚の高さ調整方法を示す側面図。

【図１２】アンカーボルトとシース管との必要付着長さ
を決定するために行った、引張り試験結果の一例を示す
図。

【図１３】アンカーボルトとシース管モデルを作り、ア
ンカーボルトが塑性する領域で行った繰り返し載荷試験
の結果の一例を示す図。

【図１４】従来法と本発明による柱脚部の耐力（軸力−
曲げモーメント関係）を比較した図。

【図１５】従来法でアンカーボルトに異形鉄筋を使用し
たりして、アンカーボルトとコンクリート間に付着が生
じている場合に、アンカーボルトに引張り力が生じ、こ
のために柱脚金物直下のコンクリートが連続的にコーン
状に破壊していく過程を断面図で描いた図。

【符号の説明】

１…基礎コンクリート、２，３…基礎梁主筋、４…あば
ら筋、５…鋼管製シース管、５ａ〜５ｊ…凹凸部（５ａ
…内面突起、５ｂ…テーパー状内面、５ｃ…内面スパイ
ラル状突起、５ｄ…テーパー状内周、５ｅ…蛇腹状内外
面、５ｆ…外面スパイラル状突起、５ｇ…外面異形鉄筋
状突起、５ｈ…外面不連続凹凸部、５ｉ…定着板、５ｊ
…肉増端面）、６…アンカーボルト、６ａ…ねじ部、６
ｂ〜６ｄ…凹凸部（６ｂ…凹凸部、６ｃ…凸部、６ｄ…
ショットブラスト処理表面）、７…柱材、８…柱脚金
物、９…ナット、１０…高さ調整ナット、１１…グラウ
ト材、１２…シアーコネクター、１３…グラウト材、１
４…フープ筋、１５…レベル調節用モルタル、２０…ワ
ッシャー、２１…空気抜き、２２…アンカーナット、２
３…アンカーフレーム、

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＥ０４Ｂ 1/58 Ｅ０４Ｂ 1/58 ５１１Ｈ (56)参考文献特開平４−83020（ＪＰ，Ａ) 特開平４−76118（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−127022（ＪＰ，Ａ) 特開平１−203523（ＪＰ，Ａ) 特開平２−197622（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−41823（ＪＰ，Ａ) 特開平６−228972（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 27/08 E02D 27/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基礎コンクリート内に配置される上下の
基礎梁主筋と、これら上下主筋間に配設されるあばら筋
と、柱材取付用アンカーボルトが挿入される複数のシー
ス管と、これらシース管間に配設されるフープ筋とを具
備してなる露出型柱脚。
【請求項２】シース管上部又はアンカーボルトの上部
に設けたねじ部と、このねじ部に嵌合して、柱脚金物の
水平位置を調整可能とするナットとを具備した請求項１
に記載の露出型柱脚。
【請求項３】柱脚金物のアンカーボルト取り付け穴の
内径を該アンカーボルトの外径よりも５ｍｍから１５ｍ
ｍ大きくし、アンカーボルト取り付け穴にアンカーボル
トを挿入可能としたことを特徴とする請求項１又は２に
記載の露出型柱脚。
【請求項４】シース管は、内面及び外面の少なくとも
一方の一部又は全部に凹凸部を設けた請求項１乃至３の
いずれか１に記載の露出型柱脚。
【請求項５】シース管内にグラウト材が充填され、ア
ンカーボルトは、グラウト材と接触する面の一部又は全
部に凹凸部を設けた請求項１乃至４のいずれか１に記載
の露出型柱脚。