JP4163575B2 - 柱脚金物 - Google Patents

Description

本発明は、建築構造物の柱、例えば鋼構造、鋼管コンクリート構造、或はコンクリート充填鋼管構造等の柱の柱脚に用いられる柱脚金物に関するものである。

従来の柱脚金物としては、例えば、図７，８に示すような柱脚金物２０がある。この従来の柱脚金物２０は、断面の外形が矩形の鋼管柱の柱脚に用いられるものであり、図８に示すように、所定の厚さを有する底板部２０ｂと、この底板部２０ｂの上面からその上方に突出し、この上面が鋼管柱の断面形状に対応すると共に、高さを有する支持台部２０ａから構成されている。

このような柱脚金物２０は、断面の外形が矩形の鋼管柱の下端面をその支持台部２０ａの上面に合わせて溶接し、予じめ基礎コンクリート（底板部２０ｂの下方に打設されている）に埋設したアンカーボルト２２を、底板部２０ｂの四隅のアンカーボルト挿通用の孔に挿通後、柱脚金物２０の上に突出したアンカーボルト２２にナット２４を締結させて、柱脚金物２０を固定することにより、地震等により鋼管柱に発生する力を、底板部２０ｂとアンカーボルト２２を介して基礎コンクリートに伝達するようになっている。

このように、鋼管柱に発生する力を底板部２０ｂとアンカーボルト２２を介して基礎コンクリートに伝達するため、底板部２０ｂの厚さは柱脚の所定の曲げ応力に耐えられるように設定されている。このとき底板部２０ｂの厚さは、アンカーボルト２２の引張力や、２本のアンカーボルト２２の中心を結ぶ線から支持台部２０ａの高さ下端位置迄の距離Ｌに比例する値として求められる。

しかしながら、図８において、支持台部２０ａの上面は鋼管柱の下端面の断面形状に対応する同一形状となっており、支持台部２０ａの高さ下端の、底板部２０ｂとの境界水平断面においても上面と同じ形状であるため、支持台部２０ａの上面の四隅角部からその高さ下端までの稜線は、底板部２０ｂの上面に対して垂直となっている。このため、図７に示すように、底板部２０ｂの四隅の各２本のアンカーボルト２２の中心を結ぶ線から、支持台部２０ａの四隅の角部の高さ下端位置までの距離Ｌが大きくなっている。

この距離Ｌの値は、支持台部２０ａの四隅角部の高さ下端位置の下側の底板部２０ｂの厚さに比例するので、距離Ｌの値が大きいときは、底板部２０ｂのその厚さも厚くなるため、柱脚金物２０の重量化やコストアップを招くという問題がある。

このような問題を解決するためには、図９に示す柱脚金物２５のように、アンカーボルト２２の位置をその支持台部２５ａの四隅角部に近づけて、底板部２５ｂの四隅の各２本のアンカーボルト２２の中心を結ぶ線から支持台部２５ａの四隅の角部までの距離Ｌ’を０に近づけることが考えられ、こうすることにより底板部２５ｂの前記厚さを薄くすることができ、柱脚金物２０の重量化やコストアップを防止することができる。

しかしながら、このような柱脚金物２５によると、２本のアンカーボルト２２の間の重心位置Ｇと、それと隣合う重心位置Ｇとの間の応力重心距離ｊ’も小さくなってしまうことにより、これに比例する柱脚の曲げ耐力も小さくなってしまい、柱脚の曲げに対する抵抗力が小さくなってしまうという新たな問題が出てくる。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、柱脚の曲げ耐力を小さくすることなく柱脚金物の底板部の厚さを薄くできて、柱脚金物の重量化やコストアップを防止することができる柱脚金物を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明による柱脚金物は、
断面の外側輪郭が矩形状または円形状の柱の下端面輪郭と対応する平面輪郭を上面に有しこの上面に前記柱の下端を接合する支持台部と、
前記支持台部の下側に一体形成される底板部とを備え、
前記支持台部と前記底板部との間の境界水平断面の輪郭と底板部の外周輪郭との間に、底板部の外周輪郭に外接する真相矩形の対角線のそれぞれを挟むように配置されて各々が一対を成す２つずつのアンカーボルト用孔が形成され、
前記境界水平断面の輪郭と前記対角線との交点近傍部に、前記支持台部から前記一対を成す２つのアンカーボルト用孔間の中央の重心位置に向かって伸びる突出部を少なくとも１箇所以上形成したことを特徴とするものである。

以上説明したように、本発明の柱脚金物によれば、柱脚の曲げ耐力を小さくすることなく柱脚金物の底板部の厚さを小さくして、柱脚金物の重量化やコストアップを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る柱脚金物３０を説明するために参照する図である。前記従来の柱脚金物２０と重複する構成の説明は省略する。

前記従来の柱脚金物２０においては、支持台部２０ａの上面の四隅角部からその高さ下端までの稜線は垂直となっていたのに対し、本発明の第１の実施の形態においては、図１，２に示すように、支持台部３０ａの四隅角部には、その下端面（底板部３０ｂとの境界水平断面）において、その角部から対角線外側に向って先端部が鋭角の鋭角三角部が突出するよう形成され、この鋭角三角部が支持台部３０ａの上面の四隅角部の一点に集束するような、三角錐状の突出部３０ｃが形成されている点において異なるものである。

このため、図１に示すように、底板部３０ｂの四隅の各２つのアンカーボルト用孔３２の中心を結んだ線から突出部３０ｃの根元先端までの距離Ｌ’は、２つのアンカーボルト用孔３２の中心を結んだ線から支持台部３０ａの上面の四隅の角までの距離Ｌよりも小さくすることができる。

この距離ＬやＬ’の値は、支持台部３０ａの上面の四隅角部の高さ下端位置の下側の底板部３０ｂの厚さに比例するので、上記距離Ｌ’の値が上記距離Ｌの値より小さくすることができることにより、底板部３０ｂのその厚さを上記距離がＬのときよりも薄くすることができる。

そして、図１に示すように、２本のアンカーボルト用孔３２の間の重心位置Ｇと、それと隣合う重心位置Ｇとの間の応力重心距離ｊは、前記図９に示した柱脚金物２５の応力重心距離ｊ’のように小さくなることはなく、応力重心距離ｊは全く変わらないので、応力重心距離ｊに比例する柱脚の曲げ耐力が小さくなることを防止することができる。

図３，４は、本発明の第２の実施の形態に係る柱脚金物４０について説明するために参照する図である。

前記第１の実施の形態に係る柱脚金物３０おいては、支持台部３０ａの上面の平面輪郭が矩形状に形成されていたのに対し、この第２の実施の形態に係る柱脚金物４０においては、その支持台部４０ａの上面の平面輪郭が円環状に形成されている点において、異なっている。これは、支持台部４０ａの上面の平面輪郭を、柱が鋼管を用いたもののような場合に、その柱の下端断面に対応させたものである。

また、前記第１の実施の形態においては、支持台部３０ａの四隅の角部には前述したような突出部３０ｃが形成されていたのに対し、この第２の実施の形態においては、支持台部４０ａの、底板部４０ｂの四隅に対向する４箇所の部分には、支持台部４０ａの下端面（底板部４０ｂとの境界水平断面）において、底板部４０ｂの対角線外側に向って先端部が鈍角の鈍角三角部が突出するよう形成され、この鈍角三角部が支持台部４０ａの上面の前記対角線上の一点Ｐに集束するような、三角錐状の突出部４０ｃが形成されている点において異なるものである。

このため、図３に示すように、底板部４０ｂの四隅の各２つのアンカーボルト用孔３２の中心を結んだ線から突出部４０ｃの根元先端までの距離Ｌ’は、同じ線から支持台部４０ａの上面の前記対角線上の一点Ｐまでの距離Ｌよりも小さくすることができる。

このため、前記第１の実施の形態と同様に、２つのアンカーボルト用孔３２の中心を結んだ線から突出部４０ｃの根元先端までの距離がＬ’の場合は、その突出部４０ｃの根元先端の下側の底板部４０ｂの厚さを、上記距離がＬのときよりも薄くすることができる。そして、やはり前記第１の実施の形態と同様に応力重心距離ｊが小さくなることはないので、柱脚の曲げ耐力が小さくなることを防止することもできる。

図５，６は、本発明の第３の実施の形態に係る柱脚金物５０について説明するために参照する図である。

前記第２の実施の形態においては、底板部４０ｂの四隅に対向する支持台部４０ａの四箇所の部分に、前述したような突出部４０ｃが形成されていたのに対し、この第３の実施の形態においても、支持台部５０ａの円周方向の四箇所の部分に、上記突出部４０ｃと同様の三角錐状の突出部５０ｃが形成されている点においては同様である。

このため、前記第２の実施の形態と同様に、底板部５０ｂの厚さを薄くして柱脚金物５０の重量化やコストアップを防止することができると共に、応力重心距離ｊが小さくなることもないので、柱脚の曲げ耐力が小さくなることをも防止することができる。

他方、前記第２の実施の形態においては、底板部４０ｂの四隅のアンカーボルト用孔３２がある厚さ部分より外側の底部側に、直角部に円弧が形成された隅板部４０ｄがあるのに対し、この第３の実施の形態においては、底板部５０ｂの四隅の同様の箇所に、上記隅板部４０ｄに相当する部分が無い点において、前記第２の実施の形態とは異なるものである。

このため、底板部５０ｂの四隅のアンカーボルト用孔３２がある厚さ部分より外側に、前記隅板部４０ｄに相当する部分が無いことにより、柱脚金物の重量化やコストアップを防止する効果をさらに促進することができる。

なお、前記実施の形態においては、支持台部３０ａの四隅の角部に、三角錐状の突出部３０ｃを形成したが、このような形状に限定する必要は無く、突出部は他の、三角柱状、四角錐状、四角柱状、多角錐上、多角柱状、球状、楕円体状等、どのような形状に形成してもよい。

また、前記実施の形態においては、突出部３０ｃを支持台部３０ａの４箇所に形成したが、４箇所に限定する必要は無く、突出部３０ｃを支持台部３０ａの１~３箇所に、または５箇所以上に形成してもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る柱脚金物３０の平面図である。 図１に示す柱脚金物３０の側面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る柱脚金物４０の平面図である。 図３に示す柱脚金物４０の側面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る柱脚金物５０の平面図である。 図５に示す柱脚金物５０の側面図である。 従来の柱脚金物２０を示すその平面図である。 図７に示す柱脚金物２０の側面図である。 従来の柱脚金物２０の有する問題点を解決するために考えられる柱脚金物２５を示すその平面図である。

符号の説明

２０ 柱脚金物
２０ａ 支持台部
２０ｂ 底板部
２２ アンカーボルト
３０ 柱脚金物
３０ａ 支持台部
３０ｂ 底板部
３０ｃ 突出部
３２ アンカーボルト用孔
４０ 柱脚金物
４０ａ 支持台部
４０ｂ 底板部
４０ｃ 突出部
５０ 柱脚金物
５０ａ 支持台部
５０ｂ 底板部
５０ｃ 突出部
Ｇ 重心位置
ｊ 応力重心距離
Ｌ，Ｌ’ 距離

Claims (1)

1. 断面の外側輪郭が矩形状または円形状の柱の下端面輪郭と対応する平面輪郭を上面に有しこの上面に前記柱の下端を接合する支持台部と、
   前記支持台部の下側に一体形成される底板部とを備え、
   前記支持台部と前記底板部との間の境界水平断面の輪郭と底板部の外周輪郭との間に、底板部の外周輪郭に外接する真相矩形の対角線のそれぞれを挟むように配置されて各々が一対を成す２つずつのアンカーボルト用孔が形成され、
   前記境界水平断面の輪郭と前記対角線との交点近傍部に、前記支持台部から前記一対を成す２つのアンカーボルト用孔間の中央の重心位置に向かって伸びる突出部を少なくとも１箇所以上形成したことを特徴とする柱脚金物。

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