JP3519390B2 - 柱脚の定着装置及びそれを用いた柱脚の定着部 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は鉄骨造や鉄骨鉄筋
コンクリート造、あるいは鋼管コンクリート造の柱脚の
ベースプレートを基礎コンクリートに定着する柱脚の定
着装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】鉄骨造
その他の鉄骨柱の柱脚はその底面に接合されるベースプ
レートに、基礎コンクリート中に埋設されるアンカーボ
ルトを緊結することにより基礎コンクリートに定着さ
れ、引き抜き力に対しては基礎コンクリート中のアンカ
ーボルトの軸部とコンクリートとの付着力によって抵抗
することから、アンカーボルトの径と埋込み長さが大き
くなる傾向がある。

【０００３】特にアンカーボルトの埋込み長さは許容付
着応力度及びアンカーボルトの周長との積が引き抜き力
を上回るように決定されることから、一般にアンカーボ
ルトの径の20〜30倍程度の長さを必要とする。

【０００４】アンカーボルトの先端に定着板等を接続す
る場合にはアンカーボルトのみの場合より埋込み長さを
短くできるが、それでもアンカーボルトの径の20倍程度
以上確保する必要がある。

【０００５】特許第 2100158号，第 2666652号，第 266
6659号ではアンカーボルトの頭部、または頭部付近に減
衰力を発生するダンパを組み込むことで、柱脚の復元力
特性をエネルギ吸収型にし、柱脚に一定の引き抜き力が
作用したときにダンパを降伏させ、その塑性変形能力に
より柱脚に生ずるエネルギを吸収させ、アンカーボルト
に過大な引張力が作用する事態を回避する方法が示され
ている。

【０００６】しかしながら、ダンパはベースプレート上
に位置することから、ダンパの機能はベースプレートが
アンカーボルトに対して浮き上がりを生じない限り発揮
されず、ベースプレートがアンカーボルトに対して浮き
上がりを生ずるにはアンカーボルトがその付着力や先端
の定着板の支圧力等によって基礎コンクリート中で定着
状態を維持しなければならないため、ダンパはアンカー
ボルトの軸部における付着力を低減するようには機能せ
ず、アンカーボルトの埋込み長さを短縮することには結
び付かない。

【０００７】この発明は上記背景より、アンカーボルト
の埋込み長さを短縮できる柱脚の定着装置を提案するも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では基礎コンクリ
ート中の天端寄りに定着管を定着させると共に、ベース
プレートを貫通し、頭部がベースプレートに定着される
アンカーボルトを定着管内にその内周面との間に距離を
隔てて挿入し、アンカーボルトの軸部、もしくはその周
囲に一体化するスリーブと定着管をつなぎ材でつなぐこ
とにより、アンカーボルトの埋込み長さを短縮すること
を可能にする。またベースプレートからアンカーボルト
に引き抜き力が作用した時点からつなぎ材の抵抗力と塑
性変形能力を発揮させることも可能にする。

【０００９】定着管は新設の基礎コンクリートにおいて
は埋設によって定着され、既存の基礎コンクリートにお
いては埋設による他、切削刃を有するコアチューブ等の
回転による天端からの穿孔によって形成される定着孔に
定着される。

【００１０】定着装置は請求項１に記載のように定着管
とアンカーボルト及びつなぎ材から、もしくはそれに加
えてアンカーボルトの軸部に一体化するスリーブから構
成される。請求項２の定着装置は特にスリーブをアンカ
ーボルトの軸部に螺合により一体化させた場合である。

【００１１】螺合以外の方法でスリーブをアンカーボル
トに一体化させることは、スリーブがない場合より表面
積の小さいアンカーボルトに直接つなぎ材を接合するよ
り、表面積の大きいスリーブに接合する方が作業し易い
場合等に行われ、その場合、スリーブとアンカーボルト
とは溶接や焼きばめ等により一体化させられる。螺合に
よる一体化は特に定着管とアンカーボルトを分離して施
工する場合等に採用される。

【００１２】アンカーボルトの頭部はベースプレートに
定着されるが、使用状態では従来通り、請求項８，９に
記載のように例えばベースプレート上からアンカーボル
トに螺合するナットが緊結されることにより、もしくは
溶接される等によりベースプレートに固定され、アンカ
ーボルトはベースプレートが引き抜き力により浮き上が
ろうとするときにベースプレートと共に浮き上がろうと
し、定着管との間で相対変位を生じ、つなぎ材に強制的
に変形を与える。

【００１３】つなぎ材はその形態に応じ、アンカーボル
トがベースプレートと共に、基礎コンクリート中に定着
された定着管に対して軸方向に一定量を超える相対変位
を生じたときに曲げモーメントとせん断力を負担しなが
ら、あるいは曲げモーメントと捩じりモーメントを負担
しながら降伏してエネルギを吸収し、柱脚に作用する引
き抜き力を低減する。

【００１４】つなぎ材はベースプレートと共に浮き上が
ろうとするアンカーボルトの定着管に対する相対変位の
発生時にエネルギ吸収能力を発揮しながら引き抜き力を
低減するが、つなぎ材による引き抜き力低減効果を発揮
させる上ではアンカーボルトが基礎コンクリート中で定
着状態を維持する必要がなく、ベースプレートと共に浮
き上がることが許容されるため、アンカーボルトの付着
力を得るための埋込み長さを確保する必要がなくなり、
アンカーボルト自身の長さを短縮することが可能にな
る。

【００１５】基礎コンクリート中ではアンカーボルトと
の間で相対変位を生ずる定着管が定着状態を維持すれば
よいため、従来のアンカーボルトの埋込み長さに相当す
る定着装置の基礎コンクリートへの埋込み深さを従来の
アンカーボルトより極端に短くすることができる。

【００１６】つなぎ材によるエネルギ吸収により柱脚に
作用する引き抜き力が低減されることに加え、柱脚から
ベースプレートに作用する引き抜き力はアンカーボルト
からつなぎ材に伝達され、つなぎ材によって主に負担さ
れることで、ベースプレートの負担が軽減されるため、
ベースプレートの板厚を小さくできる等、ベースプレー
ト自体の規模の縮小化も可能になる。

【００１７】ベースプレートの縮小化により、アンカー
ボルトの径を小さくすることと併せて柱脚をピン柱脚と
して設計することも可能であるため、ベースプレートと
アンカーボルトの寸法の設定により柱脚を固定柱脚から
ピン柱脚まで幅広く適切に評価し、設計することができ
る。

【００１８】引き抜き力はアンカーボルトの軸部、もし
くはスリーブからつなぎ材に伝達され、更につなぎ材か
ら定着管に伝達されるが、定着管はアンカーボルトの径
より大きい径を持つことで、引き抜き力に抵抗するのに
十分な基礎コンクリートとの付着力を持つため、基本的
に定着管が引き抜かれる事態は回避される。周面の付着
力のみでは十分でない場合には安全のためにつなぎ材が
降伏する程度の引き抜き力に対しても定着状態を維持で
きるよう、定着管の外周面にはシアコネクタや定着管を
周回する定着板等が突設される。

【００１９】つなぎ材はアンカーボルト、もしくはスリ
ーブが定着管に対して平行移動しようとするときに曲げ
モーメントとせん断力等を負担することから、両端はア
ンカーボルト、もしくはスリーブと定着管に溶接等によ
り一体的に接合される。

【００２０】つなぎ材の降伏耐力と塑性変形能力は材料
の選定、材料強度の設定、配置数、形状、アンカーボル
トと定着管間の間隔その他の設定により自由に設定さ
れ、併せて柱脚の耐力と剛性も自由に調整される。つな
ぎ材の材料としては例えばアンカーボルトや定着管の材
料より材料強度の低い軟鋼や極軟鋼等の使用が適当であ
るが、材料強度自体等の設定によりアンカーボルト等よ
り降伏耐力を抑えることができるため、アンカーボルト
等と同一の材料を用いる場合もある。

【００２１】つなぎ材の形状は板状、棒状、コイルスプ
リング状等、特に問われないが、板状や棒状の場合は請
求項３に記載のように全つなぎ材が均等に抵抗力を発揮
するよう、アンカーボルトの軸部の軸方向及び周方向に
間隔をおき、アンカーボルトと定着管との間に複数個配
置される。この場合、１個、もしくは複数個のつなぎ材
毎に降伏耐力を変化させ、全体としてつなぎ材を段階的
に降伏させることもできる。

【００２２】つなぎ材の降伏後には図５に実線で示すよ
うにつなぎ材の変形δのみが増大し、塑性変形能力によ
りエネルギ吸収能力を維持することから、柱脚に作用す
る引き抜き力Ｐが増大することはなく、柱脚の変形のみ
が増大する形になるため、本発明の柱脚は図５に破線で
示すアンカーボルト及びベースプレート等の耐力によっ
て抵抗する従来の柱脚のエネルギ吸収量と同等程度以上
のつなぎ材によるエネルギ吸収量を獲得する。

【００２３】併せて図６に実線で示すようにつなぎ材の
降伏後は柱脚に作用する曲げモーメントＭが増大するこ
とはなく、柱脚の回転角φのみが増大するため、柱脚を
ピン柱脚として扱うことが可能になる。

【００２４】図６に破線で示す従来の柱脚のようにアン
カーボルト及びベースプレート等の耐力によって抵抗す
る柱脚は設計上、剛接合として扱われることになるが、
ベースプレートの回りをコンクリートで被覆する場合以
外、引き抜き力によりベースプレートの曲げ変形やアン
カーボルトの伸び変形が生じ得るため、完全な剛と見な
すことはできず、実際にはピン接合と剛接合の中間の状
態にあり、柱脚の剛性と耐力が適切に評価されていると
は言い難い。

【００２５】反面、柱脚をピン柱脚として扱えば、直上
階の柱頭の曲げモーメントが大きくなるものの、地上階
全体の設計がし易い場合もあり、柱脚を耐力抵抗型より
エネルギ吸収型にし、ピン柱脚にする方が合理的な場合
もあるため、上記の通り、つなぎ材の降伏後の柱脚をピ
ン柱脚として扱うことが可能になることで、柱脚の剛性
と耐力を適切に評価した上で、柱脚の合理的な設計、且
つ適切な性能の評価を行うことも可能になる。

【００２６】定着装置はつなぎ材がアンカーボルト、も
しくはスリーブと定着管に一体化していることから、主
として基礎コンクリートの構築時に基礎コンクリート中
に定着されるが、請求項２に記載のようにアンカーボル
トの軸部にスリーブを螺合により一体化させれば、つな
ぎ材で一体化した定着管とスリーブを基礎コンクリート
中に埋設した後に、ベースプレートのレベルを調整しな
がらアンカーボルトをスリーブに螺入させることができ
るため、柱脚の施工精度の向上が図られる。

【００２７】請求項１，２共、既存の基礎コンクリート
に対して適用することもできるが、請求項２の場合はア
ンカーボルトと定着管を分離させておくことができるた
め、既存の基礎コンクリートに対して定着孔を形成する
ことで、既存の柱脚に適用する上でも容易に設置するこ
とができる。

【００２８】既存の基礎コンクリートにおいては定着管
を基礎コンクリートの天端から形成される定着孔に定着
させることが行われるが、既存の基礎コンクリートへの
適用に当たり、定着管の基礎コンクリートからの抜け出
しに対する安全性を高める上では、請求項４に記載のよ
うに定着孔を深さ方向の少なくとも一部の区間に、表面
側の断面積より奥側の断面積が大きい部分を有する形状
に形成し、定着孔内の、定着管の周囲に充填材を充填す
ることが適切である。

【００２９】この場合、既存の基礎コンクリートの表層
側の一部を除去して定着孔を形成し、定着孔内に定着管
を挿入することになるが、定着孔全体の内の、深さ方向
の少なくとも一部の区間に、表面側の断面積より奥側の
断面積が大きい部分を形成することで、定着孔の範囲を
拡げることなく、アンカーボルトに作用する引き抜き力
に対する抵抗力を増大させることが可能になる。

【００３０】定着孔の断面積とはアンカーボルトの軸に
直交する断面の面積を言い、定着孔は深さ方向の少なく
とも一部の区間に、断面積が例えば表面側から奥側へか
けて階段状に、または連続的に次第に拡大する部分を有
し、除去部分の全体では断面積が奥側へかけて段階的
に、もしくは徐々に拡大する形状の他、断面積の小さい
区間と断面積の大きい区間が交互に繰り返される形状の
場合がある。

【００３１】定着孔の形成上は請求項５に記載のように
定着孔が深さ方向に表面側と奥側の二区間に区分され、
表面側の区間が円柱状をし、奥側の区間が表面側の区間
より大きい径の円柱状をした場合が最も単純な形とな
り、形成が容易になる。

【００３２】いずれの形状の場合も、定着孔であるコン
クリートの除去部分が、表面側の断面積より奥側の断面
積が大きい部分を有することで、除去部分に充填される
充填材がアンカーボルトと定着管から基礎コンクリート
の表面側へ引き抜き力を受けたときに除去部分内で既存
の基礎コンクリートにその表面側へ係止、あるいは係合
し得る係止部を有する形状をする。請求項５の場合は奥
側の区間の表面側の面が係止部となる。

【００３３】この係止部を有する充填材の形状により、
定着孔の充填材内に定着された定着管に作用する引き抜
き力に対しては充填材の、除去部分の内周面との間の付
着力に加え、係止部における既存コンクリートとの間の
支圧力によって抵抗するため、付着力のみの場合より抵
抗力が増大する。

【００３４】特に請求項６に記載のように定着孔の全体
の内の、深さ方向の少なくとも一部の区間が前記のよう
に表面側から奥側へかけ、断面積が次第に拡大する形状
をした場合には、係止部がアンカーボルトの軸に直交す
る断面に対して傾斜することで、既存の基礎コンクリー
トは充填材から受ける引き抜き力に対し、充填材の係止
部の外縁から既存コンクリートの表面側へかけて次第に
拡大する領域において抵抗するため、既存コンクリート
の破壊に対する安全性が高い。

【００３５】請求項６の具体的な形状例としては請求項
７に記載のように定着孔が表面側の区間と、奥側の区間
と、その中間の区間の三区間に区分され、表面側の区間
が円柱状をし、中間の区間が円錐台状をし、奥側の区間
が表面側の区間より大きい径の円柱状に形成される。こ
の場合、係止部は円錐台状の中間区間の表面側の面に形
成され、表面側から奥側へかけて径が次第に拡大する形
状を有する。

【００３６】

【発明の実施の形態】請求項１乃至請求項７に記載の発
明は図１に示すように基礎コンクリート６中の天端寄り
に定着される定着管２と、柱脚８の下端に接合されたベ
ースプレート９を貫通し、定着管２内に挿入されるアン
カーボルト３と、アンカーボルト３の軸部、もしくはそ
の周囲に螺合その他の手段により一体化するスリーブ４
と定着管２をつなぐつなぎ材５から構成され、ベースプ
レート９を基礎コンクリート６に定着させる定着装置１
である。図面ではアンカーボルト３の軸部にスリーブ４
が螺合により一体化した請求項２の定着装置１を示して
いる。

【００３７】請求項８，９に記載の発明は上記定着装置
１を用い、アンカーボルト３の頭部をベースプレート９
上に突出させ、ベースプレート９上にナット10の緊結等
により固定させた状態で柱脚８を基礎コンクリート６に
定着させた定着部である。

【００３８】定着管４は内径等の内周面の内法がアンカ
ーボルト３の径、もしくはスリーブ４の外径より大きい
円筒形、または多角柱形等の筒状をし、上端が基礎コン
クリート６の天端に位置するように基礎コンクリート６
中に埋設される。既存の基礎コンクリート６においては
天端から形成される定着孔７に定着される。

【００３９】図面では定着管２の内部を中空状態に保つ
ために定着管２の底面を閉塞させているが、新設の基礎
コンクリート６においてコンクリートの定着管２内部へ
の浸入が防止されれば、必ずしも定着管２の底面を塞ぐ
必要はなく、既存の基礎コンクリート６においても後述
の充填材12を充填する場合以外は定着管２の底面を塞ぐ
必要はない。

【００４０】またつなぎ材５の変形を阻害しないために
定着管２の内部を中空状態に保っているが、アンカーボ
ルト３の軸部やスリーブ４、つなぎ材５の防錆等のため
につなぎ材５の変形を阻害しない程度の繊維材料や流体
を充填することもある。

【００４１】アンカーボルト３やスリーブ４は定着管２
内にその内周面との間に距離を隔てて挿入され、つなぎ
材５はアンカーボルト３やスリーブ４の外周面と定着管
２の内周面との間に跨設され、アンカーボルト３が定着
管２に対して軸方向に一定量を超える相対変位を生じた
ときに降伏し、弾塑性履歴特性によりエネルギを吸収す
る。

【００４２】つなぎ材５はアンカーボルト３からの引き
抜き力によって曲げモーメントとせん断力等を負担する
よう、両端においてアンカーボルト３やスリーブ４と定
着管２に溶接等により一体的に接合されるが、つなぎ材
５の溶接の便宜より例えば定着管２を軸方向、または周
方向に分割しておき、つなぎ材５をアンカーボルト３や
スリーブ４と定着管２に溶接した後に分離している定着
管２を溶接して一体化させることもある。

【００４３】つなぎ材５はアンカーボルト３やスリーブ
４と定着管２をつなぎ、アンカーボルト３やスリーブ４
の定着管４に対する変位に伴って弾塑性変形する機能を
有すれば形態を問わないが、アンカーボルト３からの引
張力を特定のつなぎ材５に集中させず、全つなぎ材５に
分散させて伝達するために、断面上は図２に示すように
アンカーボルト３の周方向に均等に配置される。

【００４４】図面では各方向のつなぎ材５の変形能力を
高めるために、単一のつなぎ材５を、長さ／高さの大き
い板状にし、アンカーボルト３からの引張力による曲げ
モーメントを面内力として受ける方向に向け、立面上は
アンカーボルト３の軸方向に間隔をおいて配置してい
る。

【００４５】つなぎ材５の一端がスリーブ４に接合され
る場合、定着管２はスリーブ４と一体となった状態で基
礎コンクリート６の構築時に、または既存の基礎コンク
リート６への定着孔７の形成後にコンクリート中に埋設
されて定着され、アンカーボルト３は定着管２の定着後
にスリーブ４に螺入して一体化する。つなぎ材５がアン
カーボルト３の軸部に接合される場合は定着管２はアン
カーボルト３と一体となった状態でコンクリート中に埋
設され、定着される。

【００４６】定着管２の外周面にはアンカーボルト３、
またはスリーブ４とつなぎ材５から伝達される引き抜き
力に対して基礎コンクリート６から抜け出しを生じない
よう、スタッドボルト等のシアコネクタ2aが必要により
突設される。シアコネクタ2aに代えて定着管２の外周を
周回する円板状のプレートを突設することもある。

【００４７】基礎コンクリート６の天端上にはベースプ
レート９を受ける均しモルタル11が充填されるが、均し
モルタル11の充填時には定着管２の内部にモルタルが浸
入しないよう、定着管２の上端が閉塞される。

【００４８】新設の場合は基礎コンクリート６の構築
後、ベースプレート９が一体化した柱脚８を基礎コンク
リート６上に設置し、ベースプレート９の下に均しモル
タル11を充填し、ベースプレート９上からアンカーボル
ト３の頭部にナット10を緊結する等によりアンカーボル
ト３の頭部をベースプレート９に固定することにより柱
脚８の定着が完了する。

【００４９】アンカーボルト３はベースプレート９が引
き抜き力により浮き上がろうとするときにベースプレー
ト９と共に浮き上がるようにベースプレート９に一体的
に固定されていればよいため、溶接によりアンカーボル
ト３の頭部をベースプレート９に固めることもある。

【００５０】図面ではベースプレート９からの引き抜き
力をアンカーボルト３の軸部に損失なく伝達させるため
に、引き抜き力によってアンカーボルト３の、ベースプ
レート９を挟んだ頭部の区間が降伏せずに弾性範囲内に
留まるよう、ベースプレート９の両面からナット10，10
を緊結し、アンカーボルト３の頭部を拘束しているが、
ダブルナット形式で頭部をベースプレート９に緊結する
こともある。この場合、引き抜き力によるアンカーボル
ト３の軸方向の変位を阻害しないよう、ベースプレート
９の下面側のナット10は均しモルタル11から絶縁され
る。

【００５１】図示しないが、図１におけるスリーブ４の
先端を延長させ、定着管２の底面を塞いでいる底板にス
リーブ４を一体化させるか、定着管２の底板を定着管２
から分離させてスリーブ４の先端に一体化させることに
よりスリーブ４自体を基礎コンクリート６に定着させる
と共に、つなぎ材５の降伏耐力を上昇させてつなぎ材５
を剛に近づけ、つなぎ材５をスリーブ４と定着管２に剛
接合することで、定着装置１としての基礎コンクリート
６中への埋込み深さを短くしたまま、柱脚４を限りなく
固定柱脚に近づけることもできる。

【００５２】図３，図４は既存の基礎コンクリート６に
定着孔７を穿設し、定着装置１を設置した場合の施工例
を示す。この場合、定着孔７は定着管２の抜け出しに対
する抵抗力を高めるために、深さ方向の少なくとも一部
の区間に、表面側の断面積より奥側の断面積が大きい部
分を有する形状に形成され、定着孔７内の、定着管２の
周囲にはセメントミルクやモルタル、コンクリート、接
着剤等の充填材12が充填される。

【００５３】図面では定着孔７が全体で表面側から奥側
へかけ、断面積が次第に拡大する形状をした請求項６の
場合、特に定着孔７を表面側の区間と奥側の区間、及び
その中間の区間に区分した請求項７の場合を示してい
る。

【００５４】請求項７の場合、中間の区間が表面側から
奥側へかけ、断面積が次第に拡大する形状の円錐台状に
形成されるが、定着孔７は深さ方向の少なくとも一部の
区間に、表面側の断面積より奥側の断面積が大きい部分
を有すればよいため、請求項７の中間の区間がない形
状、すなわち表面側の区間が円柱状をし、奥側の区間が
表面側の区間より大きい径の円柱状に形成される場合も
ある（請求項５）。

【００５５】この他、定着孔７は請求項７の表面側の区
間がない、円錐台と円柱が結合した形状や、中間の区間
のみの、円錐台のみの形状の場合もある。

【００５６】また定着孔７は一部の区間において表面側
の断面積より奥側の断面積が大きい部分を持てばよく、
全体では必ずしも断面積が奥側へかけて段階的に、もし
くは徐々に拡大する形状をする必要はないため、図示す
る形状、または上記した図示する形状の内の一部の区間
がない形状の定着孔７が深さ方向に交互に繰り返される
形状に定着孔７を形成する場合もある。

【００５７】既存の基礎コンクリート６の定着孔７は図
３に示すように表面側の断面積より奥側の断面積が大き
い部分を有することで、定着孔７内の、定着管２回りに
充填される充填材12は硬化によって、定着管２に作用す
る基礎コンクリート６の表面側への引き抜き力を受けた
ときに定着孔７内で基礎コンクリート６にその表面側へ
係止、あるいは係合し得る係止部7aを有する形状をす
る。

【００５８】図示するように定着孔７が深さ方向に二以
上の区間に区分される場合、係止部7aは定着孔７の内、
奥側の部分の表面側寄りの部分に形成される。円錐台状
のみの場合やそれを含む場合は、定着管２の軸に直交す
る断面に対して傾斜した形で表面側寄りの部分に係止部
7aが形成される。

【００５９】定着孔７は例えば図７に示すようにその断
面上の中心部分を、先端に切削刃13ａを有するコアチュ
ーブ13を回転させて円柱状に除去した後、図８に示すよ
うに中心部分の周辺部分を、先端、もしくは周面に切削
刃14ａを有する円筒状や羽根状等のビット14を回転させ
て円錐台状、あるいは円柱状に除去することにより形成
される。

【００６０】図７，図８の場合、基礎コンクリート６の
表面に仮固定された支持部材15に昇降自在に支持された
駆動装置16の駆動軸16ａにコアチューブ13が接続され
る。コアチューブ13は駆動軸16ａの軸の回りに回転する
ことにより先端の切削刃13ａによってハッチングで示す
コンクリートを円柱状に周辺から分離させる。円柱状の
コンクリートはコア抜きの要領でその形のまま引き抜か
れる。

【００６１】その後、コアチューブ13に代え、例えば円
筒状のビット14が接続したロッド14ｂの軸が駆動軸16ａ
に対して偏心して連結されたアタッチメント17を駆動軸
16ａの先端に連結し、駆動軸16ａを回転させ、ビット14
を駆動軸16ａの回りに回転させると共に、駆動軸16ａの
回転をビット14のロッド14ｂに伝達させ、ビット14を自
転させることにより円柱状の除去部分の周囲の、ハッチ
ングで示すコンクリートを円錐台状、あるいは円柱状に
粉砕することが行われる。粉砕されたコンクリートの粉
末は空気を噴射することにより、または吸引することに
より排除され、定着孔７が形成される。

【００６２】図示しないが、駆動装置16から回転力を与
えられる駆動軸16ａやロッドの軸に対して切削刃が偏心
した形のビット、または駆動軸16ａやロッドの軸に対し
て軸が屈曲した形のビットを用いることで、コアチュー
ブ13により円柱状に除去した後に、もしくはコアチュー
ブ13を用いることなく初めから円柱状、もしくは円錐台
状、あるいは円柱と円錐台が組み合わせられた形に定着
孔７を形成することもできる。この他、水を超高圧で噴
射することによっても定着孔７を任意の形状に形成する
ことができる。

【００６３】定着孔７の形成後、その奥側に充填材12が
充填され、定着管２の下端が閉塞させられた状態で定着
管２がスリーブ４と共に、またはアンカーボルト３と共
に挿入される。定着管２が定着孔７の表面側の区間に内
接するように挿入される場合は下端が閉塞した定着管２
を挿入した後に充填材12を充填することもある。

【００６４】定着管２の奥側の区間には充填材12との間
で付着力や支圧力を得るための突起やスタッドボルト、
定着板等のシアコネクタ2aが必要により突設される。

【００６５】図示するように定着管２が定着孔７の表面
側の区間に内接するように挿入される場合に、定着管２
の挿入時にシアコネクタ2aが定着孔７の表面側の区間と
衝突し得る場合はシアコネクタ2aを定着管２内に引き込
んでおき、挿入後に外周側へ押し出すことにより、また
は定着孔７の表面側の区間を定着管２が内接し得る楕円
柱形に形成しておき、定着管２の挿入後に定着管２を回
転させることによりシアコネクタ2aが定着孔７の奥側の
区間に配置される。

【００６６】充填材12を定着管２の挿入後に充填する場
合は、定着孔７の周囲に基礎コンクリート６の天端から
定着孔７の奥側の区間まで連通して注入孔6aと吐出孔6b
を形成し、注入孔6aから充填した充填材12が吐出孔6bか
ら溢れ出るまで充填を継続することにより定着孔７の奥
側の区間に密実に充填される。

【００６７】

【発明の効果】請求項１，２では基礎コンクリート中の
天端寄りに定着管を定着させると共に、アンカーボルト
を定着管内に挿入し、アンカーボルトの軸部やその周囲
に一体化するスリーブと定着管をつなぎ材でつなぐこと
で、ベースプレートと共に浮き上がろうとするアンカー
ボルトの定着管に対する相対変位の発生時につなぎ材に
エネルギ吸収能力を発揮させ、柱脚の引き抜き力を低減
させるため、アンカーボルトを基礎コンクリート中に定
着状態に保つ必要がない。

【００６８】このため、アンカーボルトの付着力を得る
ための埋込み長さを確保する必要がなくなり、アンカー
ボルト自身の長さを短縮することが可能になる。

【００６９】また基礎コンクリート中ではアンカーボル
トとの間で相対変位を生ずる定着管が定着状態を維持す
ればよいため、従来のアンカーボルトの埋込み長さに相
当する定着装置の基礎コンクリートへの埋込み深さを従
来のアンカーボルトより極端に短くすることができる。

【００７０】つなぎ材のエネルギ吸収により柱脚に作用
する引き抜き力が低減されることに加え、柱脚からベー
スプレートに作用する引き抜き力がアンカーボルトから
つなぎ材に伝達され、つなぎ材によって負担されること
で、ベースプレートの負担が軽減されるため、ベースプ
レートの板厚を小さくできる等、ベースプレート自体の
規模の縮小化も可能になる。

【００７１】つなぎ材の降伏後は柱脚をピン柱脚として
扱うことが可能になるため、柱脚の剛性と耐力を適切に
評価した上で、合理的な設計を行うことも可能になる。

【００７２】請求項２ではアンカーボルトの軸部にスリ
ーブを螺合により一体化させるため、つなぎ材で一体化
した定着管とスリーブを基礎コンクリート中に埋設した
後に、ベースプレートのレベルを調整しながらアンカー
ボルトをスリーブに螺入させることができ、柱脚の施工
精度の向上が図られる。

【００７３】請求項３ではアンカーボルトの軸部の軸方
向及び周方向に間隔をおき、アンカーボルトと定着管と
の間に複数個配置するため、全つなぎ材に均等に抵抗力
を発揮させることができる他、１個、もしくは複数個の
つなぎ材毎に降伏耐力を変化させ、全体としてつなぎ材
を段階的に降伏させることもできる。

【００７４】請求項４〜７では定着孔を深さ方向の少な
くとも一部の区間に、表面側の断面積より奥側の断面積
が大きい部分を有する形状に形成し、定着孔内の、定着
管の周囲に充填材を充填することで、充填材にアンカー
ボルトと定着管から基礎コンクリートの表面側へ引き抜
き力を受けたときに定着孔内で既存の基礎コンクリート
にその表面側へ係止させるため、定着孔の内周面との間
の付着力に加え、係止部における既存コンクリートとの
間の支圧力によって抵抗することができ、既存の柱脚に
対して定着装置を設置する場合に、定着管の定着孔から
の抜け出しに対する安全性を高めることができる。

【００７５】特に請求項６，７では定着孔の全体の内
の、深さ方向の少なくとも一部の区間が表面側から奥側
へかけ、断面積が次第に拡大する形状に形成すること
で、既存の基礎コンクリートが充填材から受ける引き抜
き力に対し、充填材の係止部の外縁から既存コンクリー
トの表面側へかけて次第に拡大する領域において抵抗す
るため、既存コンクリートの破壊に対する安全性が高
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】アンカーボルトにスリーブを螺合させた請求項
２の定着装置の使用状態を示した縦断面図である。

【図２】図１のｘ−ｘ線断面図である。

【図３】請求項７の定着装置の使用状態を示した縦断面
図である。

【図４】図３の一部の平面図である。

【図５】本発明の柱脚と従来の柱脚の引き抜き力−変形
関係を示したグラフである。

【図６】本発明の柱脚と従来の柱脚の曲げモーメント−
回転角関係を示したグラフである。

【図７】図３における定着孔の表面側の区間の形成方法
を示した立面図である。

【図８】図３における定着孔の奥側の区間の形成方法を
示した立面図である。

【符号の説明】

１……定着装置、２……定着管、2a……シアコネクタ、
３……アンカーボルト、４……スリーブ、５……つなぎ
材、６……基礎コンクリート、6a……注入孔、6b……吐
出孔、７……定着孔、7a……係止部、８……柱脚、９…
…ベースプレート、10……ナット、11……均しモルタ
ル、12……充填材、13……コアチューブ、13ａ……切削
刃、14……ビット、14……切削刃、14ｂ……ロッド、15
……支持部材、16……駆動装置、16ａ……駆動軸、17…
…アタッチメント。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04B 1/24 E04B 1/30 E04B 1/41 E04B 1/58 E02D 27/00 E04H 9/02

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柱脚の下端に接合されたベースプレート
   を基礎コンクリートに定着させる定着装置であり、基礎
   コンクリート中の天端寄りに定着される定着管と、ベー
   スプレートを貫通し、定着管内にその内周面との間に距
   離を隔てて挿入され、頭部がベースプレートに定着され
   るアンカーボルトと、アンカーボルトの軸部、もしくは
   その周囲に一体化するスリーブと定着管をつなぐつなぎ
   材から構成され、アンカーボルトが定着管に対して軸方
   向に一定量を超える相対変位を生じたときにつなぎ材が
   降伏し、エネルギを吸収する柱脚の定着装置。
2. 【請求項２】 柱脚の下端に接合されたベースプレート
   を基礎コンクリートに定着させる定着装置であり、基礎
   コンクリート中の天端寄りに定着される定着管と、ベー
   スプレートを貫通し、定着管内にその内周面との間に距
   離を隔てて挿入され、頭部がベースプレートに定着され
   るアンカーボルトと、アンカーボルトの軸部に螺合によ
   り一体化するスリーブと、スリーブと定着管をつなぐつ
   なぎ材から構成され、アンカーボルトが定着管に対して
   軸方向に一定量を超える相対変位を生じたときにつなぎ
   材が降伏し、エネルギを吸収する柱脚の定着装置。
3. 【請求項３】 つなぎ材はアンカーボルトの軸部の軸方
   向及び周方向に間隔をおき、アンカーボルトと定着管と
   の間に複数個配置されている請求項１、もしくは請求項
   ２記載の柱脚の定着装置。
4. 【請求項４】 定着管は基礎コンクリートの天端から形
   成される定着孔に定着され、定着孔は深さ方向の少なく
   とも一部の区間に、表面側の断面積より奥側の断面積が
   大きい部分を有し、定着孔内の、定着管の周囲に充填材
   が充填されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記
   載の柱脚の定着装置。
5. 【請求項５】 定着孔は表面側の区間と、奥側の区間に
   区分され、表面側の区間は円柱状をし、奥側の区間は表
   面側の区間より大きい径の円柱状をしている請求項４記
   載の柱脚の定着装置。
6. 【請求項６】 定着孔の全体の内の、深さ方向の少なく
   とも一部の区間は表面側から奥側へかけ、断面積が次第
   に拡大する形状をしている請求項４記載の柱脚の定着装
   置。
7. 【請求項７】 定着孔は表面側の区間と、奥側の区間
   と、その中間の区間に区分され、表面側の区間は円柱状
   をし、中間の区間は円錐台状をし、奥側の区間は表面側
   の区間より大きい径の円柱状をしている請求項６記載の
   柱脚の定着装置。
8. 【請求項８】 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載
   の柱脚の定着装置を用いて柱脚を基礎コンクリートに定
   着させた定着部であり、定着装置を構成するアンカーボ
   ルトの頭部がベースプレートに固定されている柱脚の定
   着部。
9. 【請求項９】 アンカーボルトの頭部はベースプレート
   上に突出し、ベースプレート上からアンカーボルトに螺
   合するナットの緊結によりベースプレートに固定されて
   いる請求項８記載の柱脚の定着部。