JP4424638B2

JP4424638B2 - Anchor bolt seismic construction method

Info

Publication number: JP4424638B2
Application number: JP2000124310A
Authority: JP
Inventors: 治克角屋; 眞金井; 由貴栗原; 貴章平山; 和秀九谷
Original assignee: 岡部株式会社; 和秀九谷
Priority date: 2000-04-25
Filing date: 2000-04-25
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2020-04-25
Also published as: JP2001303585A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基礎コンクリート中に埋設されたアンカーボルトを介してベースプレート等を締付け固定することにより、鉄骨柱を基礎コンクリートの所定位置に立設する露出型柱脚などに好適なアンカーボルト耐震工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基礎コンクリート中に埋設したアンカーボルトを用いて鉄骨柱のベースプレートを基礎コンクリートに対して締付け固定する露出型柱脚の場合においては、アンカーボルトの上部露出部に螺合した締付けナットを用いてベースプレートの上面を直接的に締付けることにより、基礎コンクリート上の所定位置に鉄骨柱を立設するという手法が広く採用されている。
【０００３】
ところで、以上の従来技術においては、アンカーボルトに螺合した締付けナットによりベースプレートの上面を直接的に締付けるという手法を採用していたことから、地震時の躯体の揺れによって柱脚部に作用する回転モーメントがアンカーボルトに引張荷重として直接的に伝達された。そして、地震に基づいて作用するアンカーボルトに対する引張荷重がアンカーボルトの降伏耐力以下であれば弾性変形の範囲で収るが、降伏耐力を超えれば塑性変形が生じ、さらに最大引張耐力に達した場合には、やがて破断することになる。したがって、地震規模が小さく弾性変形の範囲内で収れば、柱脚部や躯体に及ぼす地震の影響は少なく、あとに残る損傷もなく特に問題はないが、地震規模が大きくなるにつれて、アンカーボルトに塑性変形が生じるようになると、地震後にアンカーボルトを掘起して交換する等の厄介な修復作業が必要とされる場合も生じた。また、更に損傷が大きくなると、建直しが必要となる場合もあった。いずれにしても、地震後の対処に大きな費用負担が必要とされた。さらに、アンカーボルトが破断するような事態に至れば、建物の倒壊などによる人命等に対する被害も問題になった。
【０００４】
他方、塑性変形能力の低い材質からなるアンカーボルトを使用した場合には、地震エネルギを吸収しきれずに破断して建物が倒壊する危険を伴うという問題があった。このため、例えば塑性変形能力の低い高張力鋼をアンカーボルトの素材として使用する場合には、その降伏耐力の５０〜６０％の強度として設計せざるを得ないのが実状であった。すなわち、高張力鋼としての優れた能力を十分に活用することはできなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来技術の地震に対する問題点に鑑みて開発したものであり、アンカーボルトに対する地震作用を緩和して、地震によるアンカーボルトの損傷や破断を軽減ないし遅延し、さらには地震後の補修工事にかかる費用負担等を削減し得る耐震工法を提供することを目的とする。また、高張力鋼等の塑性変形能力の低い素材をアンカーボルトに使用する場合に、その素材の有する優れた特性を十分に活用することの可能なアンカーボルト耐震工法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、コンクリート中に埋設したアンカーボルトの上部露出部に螺合した締付けナットと鉄骨柱のベースプレートなどの締付け対象部材との間に、前記アンカーボルトに嵌合可能な中空部を有する筒状本体と該筒状本体の少なくとも下端部に一体的に形成したフランジ部とから構成され、金属塑性体からなるエネルギ吸収部材を介在させた状態で、前記締付けナットを用いて締付け対象部材を前記コンクリートに対して締付け固定することにより、前記エネルギ吸収部材の塑性変形によって地震エネルギを吸収させて、アンカーボルトに対する地震作用を緩和するという技術手段を採用した。前記エネルギ吸収部材としては、前記アンカーボルトの降伏耐力より小さく、その降伏耐力の６０％以上の塑性耐力を有する金属塑性体や、前記アンカーボルトの降伏耐力とほぼ同等の塑性耐力又は前記アンカーボルトの降伏耐力より大きく、最大引張耐力より小さい塑性耐力を有する金属塑性体などが用いられる。また、それらの特性を有する金属塑性体からなるエネルギ吸収部材を組合わせてなる２個のエネルギ吸収部材を１本のアンカーボルトに対して適用することも可能である。なお、ここで、塑性耐力とは、金属塑性体が塑性変形領域に至る荷重を指すものとする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、鉄骨柱の露出型柱脚部の耐震工法として好適であるが、コンクリート中に埋設したアンカーボルトの上部露出部に螺合した締付けナットを用いて締付け固定する形態のものであれば広く適用が可能である。前記エネルギ吸収部材を構成する金属塑性体は、例えば、鉄、鋳鋼、極低降伏点鋼、銅、鉛、亜鉛、アルミニウム、真鍮、錫や、それらの合金などのアンカーボルトに比較して塑性変形によるエネルギ吸収作用の大きい材料から構成される。そして、エネルギ吸収部材としての塑性耐力の大きさに関しては、アンカーボルトの降伏耐力より小さく、その降伏耐力の６０％以上の範囲内に入るように設定したり、アンカーボルトの降伏耐力とほぼ同等の塑性耐力又は前記アンカーボルトの降伏耐力より大きく、最大引張耐力より小さい塑性耐力を有するように設定したりすることができる。また、それらの特性を有する金属塑性体からなるエネルギ吸収部材を組合わせてなる２個のエネルギ吸収部材を１本のアンカーボルトに対して適用することも可能である。さらに、エネルギ吸収部材の具体的形状としては、例えばアンカーボルトに外嵌可能、すなわちアンカーボルトの外側に嵌合可能な中空部を有する円筒状のものが用いられ、その円筒部の上端部あるいは下端部にフランジ部を形成したもの、あるいは同様の中空部を有し、外形がテーパ状に形成されたものなどが使用される。また、それらの具体的寸法に関しては、アンカーボルトの材質や寸法、コンクリートに対する定着の仕方などから決るアンカーボルト側の強度との関係において、前記エネルギ吸収部材としての耐震機能を充足し得るように設定することになる。
【０００８】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。図１及び図２は本発明の耐震工法を鉄骨柱の露出型柱脚部に適用した実施例を示したもので、図１は地震作用を受ける前の状態を示した状態説明図、図２は大きな地震作用を受けた際の状態を示した状態説明図である。図中、１は基礎コンクリート、２は基礎コンクリート１中に埋設されたアンカーボルトである。図示のように、鉄骨柱３の下部に溶接等により固定されたベースプレート４は、アンカーボルト２の上部に螺合した締付けナット５を用いて、それらの間に金属塑性体からなるエネルギ吸収部材６を介在した状態で締付け固定される。図１に示したように、地震作用を受ける前、あるいは地震作用を受けても、エネルギ吸収部材６の塑性耐力を超えるような大きな地震作用を受ける前には、柱脚部は損傷を受けていないから設置当時の状態が維持される。一方、エネルギ吸収部材６の塑性耐力を超えるような大きな地震作用を受けた際には、図２に示したように、まずエネルギ吸収部材６が塑性変形を起してアンカーボルト２に対する地震作用を緩和する。その結果、後述のようにアンカーボルト２の損傷や破断が軽減ないし遅延されることになる。なお、本実施例では、エネルギ吸収部材６を下部に形成したフランジ部を介してベースプレート４の上面に直接設置する形態を採用したが、それらのエネルギ吸収部材６の下部とベースプレート４との間に適宜の座金を介在させるようにしてもよい。図中、７は基礎コンクリート１とベースプレート４との間に充填された無収縮性のグラウト材、８は前記締付けナット５のロック用ナットである。
【０００９】
図３は前記エネルギ吸収部材６を拡大して示した片側断面図である。図示のように、本実施例のエネルギ吸収部材６は、内部にアンカーボルト２が挿通可能な中空部９が形成され、外形が円筒状に形成された筒状本体１０と、該筒状本体１０の下部に形成されたフランジ部１１とから構成される。これらの筒状本体１０とフランジ部１１は、前述の塑性特性を有する金属塑性材から一体形成される。しかして、エネルギ吸収部材６は、図１に示したように、その中空部９を介してアンカーボルト２の外側に嵌合した状態で使用されることになる。図４は地震作用を想定して実験的に圧縮荷重を加えた場合のエネルギ吸収部材６の変形状態を示したものであり、図示のように、筒状本体１０の部分のみが大きく塑性変形を起すことが確認された。図５は他の実施例に係るエネルギ吸収部材１２を拡大して示した片側断面図である。本実施例のエネルギ吸収部材１２は、前記実施例の変形例で、内部にアンカーボルト２に対して外嵌可能な中空部１３が形成され、外形が先細のテーパ状に形成された筒状本体１４と、該筒状本体１４の下部に一体形成されたフランジ部１５とから構成されている。なお、以上の説明では、筒状本体１０，１４の下部にフランジ部１１，１５を一体形成したものを例示したが、フランジ部を筒状本体の上下双方に設けた形態も可能である。さらに、筒状本体部分の外形を中間部を太く形成した和太鼓形に形成した形態も可能である。
【００１０】
次に、本発明に係るアンカーボルト耐震工法の耐震作用に関して説明する。図６はアンカーボルト単体の引張荷重Ｐと変位δとの関係を概略的に例示した荷重−変位特性曲線図である。また、図７はエネルギ吸収部材単体の圧縮荷重Ｐと変位δとの関係を概略的に例示した荷重−変位特性曲線図である。図６に示したように、アンカーボルト単体の荷重−変位特性から、地震によってアンカーボルトに作用する引張荷重が、降伏耐力Ｐａに至るまでの間は弾性変形を繰返すことになる。引張荷重Ｐが降伏耐力Ｐａに達すると、その荷重Ｐをほぼ一定に維持しながら所定の塑性変形を起す降伏状態を経由した後、前記塑性変形によるひずみ硬化によって変形抵抗が増大して荷重Ｐが再び上昇を開始する。そして、最大引張耐力Ｐｂに達した後、荷重を支えきれなくなり、破断耐力Ｐｃまで降下して破断することになる。一方、エネルギ吸収部材単体の方は、図７に理想化して例示したように、弾完全塑性体に近い特性を有し、塑性耐力Ｐｄに至るまでの荷重Ｐに対しては弾性変形をし、それ以上の荷重Ｐに対しては降伏して塑性変形を継続することになる。因みに、それぞれの特性曲線の下方のハッチングを施した部分の面積が、その間の変形によって吸収される地震エネルギ等の外部エネルギを表している。なお、本例では、０．６×Ｐａ＜Ｐｄ＜Ｐａの場合に関して例示した。
【００１１】
図８は、以上の特性を有するアンカーボルト単体とエネルギ吸収部材単体とを組合わせて使用した場合の荷重−変位特性曲線図を例示したものである。すなわち、図６の特性曲線と図７の特性曲線とを合成したものである。なお、この合成特性曲線図における荷重Ｐは、前記締付けナット５を介してアンカーボルト２とベースプレート４等の締付け対象部材との間に作用する荷重であり、アンカーボルト２に対しては引張荷重、エネルギ吸収部材６，１２に対しては圧縮荷重として作用することになる。以下に示す荷重−変位特性曲線図においては、それぞれ荷重Ｐがゼロの点からの特性を表示しているが、アンカーボルト２には設置時の締付け力による引張荷重が初期荷重として作用していることから、地震によって発生する実際の変位δは、地震による引張荷重が前記初期荷重としての締付け力による引張荷重を超えた超過分に対して生じることになる。
【００１２】
しかして、図示のように、荷重Ｐがエネルギ吸収部材の塑性耐力Ｐｄに至るまでの間は、アンカーボルトの弾性引張変形とエネルギ吸収部材の弾性圧縮変形とが共存する弾性領域となる。この弾性領域で変形により吸収される吸収エネルギは、ハッチング（Ａ）の部分の面積で表される。次に、荷重Ｐが塑性耐力Ｐｄに達すると、エネルギ吸収部材の塑性領域に入り、荷重Ｐをほぼ一定に維持しながら塑性変形が継続されることになる。この塑性領域における吸収エネルギは、ハッチング（Ｂ）の部分の面積で表される。そして、エネルギ吸収部材の塑性変形が限界に達して、例えば前記ベースプレート４から締付けナット５を介してアンカーボルト２に荷重Ｐが直接的に伝達されるような状態になると、アンカーボルトの残りの特性曲線に従って推移することになる。すなわち、前記塑性変形後の降伏耐力Ｐａまでの間は弾性変形をし、その後、荷重Ｐが上昇しながら塑性変形をして最大引張耐力Ｐｂに達し、しかる後、荷重Ｐを支えきれなくなり、破断耐力Ｐｃまで降下して破断することになる。この間における吸収エネルギは、ハッチング（Ｃ）の部分の面積で表される。なお、地震の規模が比較的小さく、アンカーボルトに対する引張荷重が降伏耐力Ｐａに達する前に収れば、アンカーボルトが損傷を受けることはないから、地震後の対処は、エネルギ吸収部材の交換という簡便な補修作業で済む。
【００１３】
図９は本発明の他の実施例における荷重Ｐと変位δとの関係を概略的に例示した荷重−変位特性曲線図であり、アンカーボルト単体の引張特性曲線とエネルギ吸収部材単体の圧縮特性曲線を同時に表示したものである。本実施例では、図示のように、エネルギ吸収部材単体の塑性耐力Ｐｅを前記アンカーボルト単体の降伏耐力Ｐａより大きく、最大引張耐力Ｐｂより小さく設定した場合を例示した。図１０は、それらのアンカーボルト単体とエネルギ吸収部材単体とを組合わせて使用した場合の荷重−変位特性曲線図を例示したもので、双方の特性曲線を合成して示したものである。図示のように、荷重Ｐがアンカーボルトの降伏耐力Ｐａに至るまでの間は、アンカーボルトの弾性引張変形とエネルギ吸収部材の弾性圧縮変形とが共存する弾性領域となる。この弾性領域において変形により吸収される吸収エネルギは、ハッチング（Ｄ）の部分の面積で表される。次に、荷重Ｐが降伏耐力Ｐａに達すると、アンカーボルトの降伏領域に入り、その荷重Ｐをほぼ一定に維持しながら所定の塑性変形が生じる。この間の変形により吸収される吸収エネルギは、ハッチング（Ｅ）の部分の面積で表される。その後、塑性変形によるひずみ硬化によってアンカーボルトの変形抵抗が増大して荷重Ｐが再び上昇し始める。そして、エネルギ吸収部材の塑性耐力Ｐｅに至るまでは、アンカーボルトの塑性変形とエネルギ吸収部材の弾性変形とが共存する変形領域となり、この間の変形によって吸収される吸収エネルギは、ハッチング（Ｆ）の部分の面積で表される。さらに、荷重Ｐがエネルギ吸収部材の塑性耐力Ｐｅに達すると、エネルギ吸収部材の塑性領域に入り、荷重Ｐをほぼ一定に維持しながら塑性変形が継続される。この塑性領域における吸収エネルギは、ハッチング（Ｇ）の部分の面積で表される。そして、エネルギ吸収部材の塑性変形が限界に達すると、アンカーボルトの残りの特性曲線に従って推移することになる。すなわち、荷重Ｐを再び上昇しながら塑性変形をして最大引張耐力Ｐｂに達した後、荷重を支えきれなくなり、破断耐力Ｐｃまで降下して破断することになる。なお、この間における吸収エネルギは、ハッチング（Ｈ）の部分の面積で表される。
【００１４】
前述のように、本発明では、アンカーボルト２に螺合した締付けナット５と鉄骨柱３のベースプレート４などの締付け対象部材との間に金属塑性体からなるエネルギ吸収部材６，１２を介在させたことから、図８あるいは図１０に例示した荷重−変位特性を備えることになる。例えば、エネルギ吸収部材６，１２の塑性耐力Ｐｄを０．６×Ｐａ＜Ｐｄ＜Ｐａの条件を充足するように設定した場合には、図８の特性曲線に従い、エネルギ吸収部材６，１２の塑性耐力Ｐｄに至るまでの弾性領域（Ａ）と塑性耐力Ｐｄに達した後の塑性領域（Ｂ）において、エネルギ吸収部材６，１２自体の変形によるエネルギ吸収が加算される。したがって、それらのエネルギ吸収部材６，１２自体の弾性変形及び塑性変形によるエネルギ吸収が加算された分、アンカーボルト２に対して作用する地震エネルギ等の外部エネルギの影響が緩和されることになる。また、エネルギ吸収部材６，１２の塑性耐力ＰｅをＰａ≦Ｐｅ＜Ｐｂの条件を充足するように設定した場合には、図１０の特性曲線に従い、ハッチング（Ｄ）及び（Ｆ）を施した領域においてエネルギ吸収部材６，１２自体の弾性変形によるエネルギ吸収が加算されるとともに、ハッチング（Ｇ）を施した領域においてエネルギ吸収部材６，１２自体の塑性変形によるエネルギ吸収が加算される。したがって、この場合も、エネルギ吸収部材６，１２自体の弾性変形及び塑性変形によるエネルギ吸収が加算された分、アンカーボルト２に対して作用する地震エネルギ等の外部エネルギの影響が緩和されることになる。
【００１５】
本発明によれば、以上のように、エネルギ吸収部材６，１２自体の弾性変形及び塑性変形によるエネルギ吸収が加算され、アンカーボルト２に対して作用する地震エネルギの影響が緩和されることから、図示のようにアンカーボルト２の降伏耐力Ｐａへの到達や、最大引張耐力Ｐｂへの到達を遅延させることができる。したがって、延いては建物の損壊や倒壊を遅延させることができ、避難時間を増やすことも可能なことから、人命等に対する被害を低減することができる。また、アンカーボルト２の降伏耐力Ｐａへの到達が免れた場合には、アンカーボルト２が損傷を受けないことから、エネルギ吸収部材６，１２の交換による補修によって簡便に対処できる。
【００１６】
なお、以上の説明では、１本のアンカーボルト２に対して１個のエネルギ吸収部材６，１２を用いた場合に関して説明したが、前述の図８に示した特性を有するエネルギ吸収部材と、図１０に示した特性を有するエネルギ吸収部材とを組合わせて、１本のアンカーボルト２に対して２個ずつのエネルギ吸収部材を適用することも可能である。図１１は、その場合の荷重Ｐと変位δとの関係を概略的に例示した荷重−変位特性曲線図である。本実施例では、第１エネルギ吸収部材として塑性耐力Ｐｆが０．６×Ｐａ＜Ｐｆ＜Ｐａの条件を充足するものを用いるとともに、第２エネルギ吸収部材として塑性耐力ＰｇがＰａ≦Ｐｇ＜Ｐｂの条件を充足するものを用いた場合を例示した。
【００１７】
図示のように、本実施例では、先ず荷重Ｐが第１エネルギ吸収部材の塑性耐力Ｐｆに至るまでのハッチング（Ｉ）の領域では、アンカーボルト２と第１及び第２の双方のエネルギ吸収部材の弾性変形とが共存する形で推移する。荷重Ｐが第１エネルギ吸収部材の塑性耐力Ｐｆに到達すると、第１エネルギ吸収部材が塑性変形を開始するハッチング（Ｊ）の領域に入る。その後、荷重Ｐが再び上昇してアンカーボルト２の降伏耐力Ｐａに至るまでのハッチング（Ｋ）の領域では、アンカーボルト２と第２エネルギ吸収部材の弾性変形とが共存する形で推移する。なお、地震がこの間で収れば、アンカーボルト２及び第２エネルギ吸収部材は損傷を受けないことから、地震後の対処は第１エネルギ吸収部材の交換という簡便な補修作業で済む。荷重Ｐがアンカーボルト２の降伏耐力Ｐａに達すると、ハッチング（Ｌ）の領域で示したように、降伏による塑性変形が現れる。その降伏による塑性変形が終ると、荷重Ｐが再び上昇を開始し、第２エネルギ吸収部材の塑性耐力Ｐｇに至るまでのハッチング（Ｍ）の領域では、アンカーボルト２の塑性変形と第２エネルギ吸収部材の弾性変形とが共存した形で推移する。荷重Ｐが第２エネルギ吸収部材の塑性耐力Ｐｇに達すると、ハッチング（Ｎ）の領域で示したように、第２エネルギ吸収部材の塑性変形が開始する。そして、第２エネルギ吸収部材の塑性変形が終了すると、荷重Ｐが再び上昇を開始し、ハッチング（Ｏ）の領域で示したように、荷重Ｐがアンカーボルトの最大引張耐力Ｐｂに達した後、破壊耐力Ｐｃまで低下してアンカーボルト２が破壊されることになる。
【００１８】
以上のように、本実施例によれば、地震エネルギがハッチング（Ｉ）の領域における弾性変形とハッチング（Ｊ）の領域における塑性変形によって緩和され、アンカーボルト２に作用する引張荷重が降伏耐力Ｐａに至る前に地震が収った場合には、地震後の対処が第１エネルギ吸収部材の交換という簡便な補修作業で済むという、第１エネルギ吸収部材の荷重−変位特性から派生する利点を享受することができる。同時に、アンカーボルト２に作用する荷重が降伏耐力Ｐａを超えた場合においても、第２エネルギ吸収部材に係るハッチング（Ｍ）における弾性変形とハッチング（Ｎ）の領域における塑性変形によって地震エネルギが吸収され、アンカーボルト２に対する地震作用が緩和されるので、荷重が最大引張耐力Ｐｂに達する時点を遅延させることができ、避難の時間的余裕を付加することができる。
【００１９】
図１２は高張力鋼をアンカーボルトに使用する本発明の他の実施例に関する荷重Ｐと変位δとの関係を概略的に例示した荷重−変位特性曲線図であり、アンカーボルト単体の引張特性曲線とエネルギ吸収部材単体の圧縮特性曲線を同時に表示したものである。本実施例では、図示のように、高張力鋼から形成されたアンカーボルト単体の塑性変形の始る降伏耐力Ｐｈの近傍にエネルギ吸収部材単体の塑性耐力Ｐｉを設定した場合を例示した。図１３は、それらのアンカーボルト単体とエネルギ吸収部材単体とを組合わせて使用した場合の荷重−変位特性曲線図を例示したもので、双方の特性曲線を合成して示したものである。図１２に示し、また前述したように、高張力鋼から形成されたアンカーボルト単体の場合には塑性変形能力が低いため、地震エネルギを吸収しきれずに早期に最大引張耐力Ｐｊに達して破断されてしまうという問題があった。しかし、本実施例によれば、図１３に示したように、エネルギ吸収部材の塑性変形能力によって高張力鋼からなるアンカーボルトの低い塑性変形能力が補完されることから、地震エネルギの吸収能力が増大し、アンカーボルトの破断に至る事態は大幅に低減される。したがって、高張力鋼としての伸びが小さく降伏耐力Ｐｈが高いという優れた特性を十分に活用することが可能になる。すなわち、小規模の地震の範囲ではハッチング（Ｐ）で示した伸びが比較的小さい弾性領域で対応し、また大きな地震に対しては、ハッチング（Ｑ）で示した塑性変形による地震エネルギの吸収作用が良好な塑性領域で対応することができ、しかも弾性と塑性が共存したハッチング（Ｒ）で示した領域を経て高い最大引張耐力Ｐｊで破断するまでもちこたえることができるという信頼性の高いアンカーボルト耐震構造を提供することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果を得ることができる。
（１）アンカーボルトに螺合した締付けナットと鉄骨柱のベースプレート等の締付け対象部材との間に介在させた金属塑性体からなるエネルギ吸収部材の塑性変形によって地震エネルギが吸収されるので、アンカーボルトに対する地震作用が緩和され、耐振性を向上することができる。したがって、柱脚部等に及ぼす地震の影響が少なくなる分、建物としての損傷や倒壊が軽減される。
（２）地震がアンカーボルトの降伏耐力以下で収った場合には、塑性変形したエネルギ吸収部材を交換するという、きわめて簡便な補修作業により地震後の修復が可能である。
（３）高張力鋼等の塑性変形能力の低い素材をアンカーボルトとして使用する場合には、前記エネルギ吸収部材の塑性変形によって地震エネルギが吸収され、その低い塑性変形能力が補完されるので、素材の有する優れた特性を十分活用できる形態でアンカーボルトとして使用できる。例えば、高張力鋼の高い降伏耐力とエネルギ吸収部材の塑性変形能力との組合わせにより、小規模の地震では伸びが小さく、大きな地震では塑性変形による地震エネルギの吸収作用が良好な信頼性の高いアンカーボルト耐震構造を提供することができる。
（４）とりわけ、前記エネルギ吸収部材をアンカーボルトに嵌合可能な中空部を有する筒状本体と該筒状本体の少なくとも下端部に一体的に形成したフランジ部とから構成したので、前記中空部に嵌合したアンカーボルトによって筒状本体の内方への変形が拘束されると同時に、前記フランジ部によって筒状本体の下端部の変形が拘束されることから、前記エネルギ吸収部材に圧縮力が作用した場合には、図３に示したように筒状本体が常に安定して外側へ膨らむ変形性状が得られる。したがって、そのエネルギ吸収部材の有する変形性状からしてエネルギ吸収に関する変動が小さく、常に安定的なエネルギ吸収が実現可能となる。しかも、前記フランジ部の変形は小さいので、地震等の前後を通じて、前記フランジ部を介してより安定した圧縮応力の伝達が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の地震作用を受ける前の状態を示した状態説明図である。
【図２】同実施例の大きな地震作用を受けた際の状態を示した状態説明図である。
【図３】同実施例におけるエネルギ吸収部材を拡大して示した片側断面図である。
【図４】同エネルギ吸収部材の変形状態を示した片側断面図である。
【図５】エネルギ吸収部材に関する他の実施例を拡大して示した片側断面図である。
【図６】アンカーボルト単体に関する荷重−変位特性曲線図である。
【図７】エネルギ吸収部材単体に関する荷重−変位特性曲線図である。
【図８】アンカーボルト単体とエネルギ吸収部材単体とを組合わせて使用した場合の荷重−変位特性曲線図である。
【図９】本発明の他の実施例におけるアンカーボルト単体及びエネルギ吸収部材単体に関する荷重−変位特性曲線図である。
【図１０】同実施例のアンカーボルト単体とエネルギ吸収部材単体とを組合わせて使用した場合の荷重−変位特性曲線図である。
【図１１】本発明の他の実施例に関する荷重−変位特性曲線図である。
【図１２】本発明の他の実施例におけるアンカーボルト単体及びエネルギ吸収部材単体に関する荷重−変位特性曲線図である。
【図１３】同実施例のアンカーボルト単体とエネルギ吸収部材単体とを組合わせて使用した場合の荷重−変位特性曲線図である。
【符号の説明】
１…基礎コンクリート、２…アンカーボルト、３…鉄骨柱、４…ベースプレート、５…締付けナット、６…エネルギ吸収部材、７…グラウト材、８…ロック用ナット、９…中空部、１０…筒状本体、１１…フランジ部、１２…エネルギ吸収部材、１３…中空部、１４…筒状本体、１５…フランジ部、Ｐａ…アンカーボルトの降伏耐力、Ｐｂ…アンカーボルトの最大引張耐力、Ｐｃ…アンカーボルトの破断耐力、Ｐｄ〜Ｐｇ…エネルギ吸収部材の塑性耐力、Ｐｈ…アンカーボルトの降伏耐力、Ｐｉ…エネルギ吸収部材の塑性耐力、Ｐｊ…アンカーボルトの最大引張耐力[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  TECHNICAL FIELD The present invention relates to an anchor bolt seismic method suitable for an exposed type column base for standing a steel column at a predetermined position of a foundation concrete by fastening and fixing a base plate or the like via an anchor bolt embedded in the foundation concrete. .
[0002]
[Prior art]
  In the case of an exposed-type column base that uses an anchor bolt embedded in the foundation concrete to fasten and fix the steel column base plate to the foundation concrete, the base plate is fixed using a tightening nut screwed into the upper exposed part of the anchor bolt. A method of standing a steel column at a predetermined position on the foundation concrete by directly tightening the upper surface is widely adopted.
[0003]
  By the way, in the above prior art, since the method of directly tightening the upper surface of the base plate with the tightening nut screwed to the anchor bolt was adopted, the rotation acting on the column base due to the shaking of the frame during the earthquake The moment was transmitted directly to the anchor bolt as a tensile load. And if the tensile load on the anchor bolt acting on the basis of the earthquake is less than the yield strength of the anchor bolt, it will fit within the range of elastic deformation, but if it exceeds the yield strength, plastic deformation will occur, and if the maximum tensile strength is reached It will eventually break. Therefore, if the magnitude of the earthquake is small and within the range of elastic deformation, the impact of the earthquake on the column base and the frame will be small, and there will be no damage after the damage. When plastic deformation occurs, troublesome repair work, such as excavating and replacing anchor bolts after an earthquake, may occur. In addition, when damage is further increased, rebuilding may be required. In any case, a large cost was required to deal with the post-earthquake. Furthermore, when an anchor bolt breaks, damage to human life due to the collapse of the building has become a problem.
[0004]
  On the other hand, when an anchor bolt made of a material having a low plastic deformation capacity is used, there is a problem that the building cannot be collapsed without being able to absorb the seismic energy and the building collapses. For this reason, for example, when high tensile steel with low plastic deformation ability is used as the material of the anchor bolt, the actual condition is that it must be designed with a strength of 50 to 60% of its yield strength. That is, the excellent ability as a high-strength steel could not be fully utilized.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
  The present invention has been developed in view of the above-described problems with respect to earthquakes of the prior art, and mitigates or delays the damage and breakage of anchor bolts due to earthquakes by mitigating the seismic action on anchor bolts. The purpose is to provide a seismic method that can reduce the cost burden for repair work after an earthquake. Another object of the present invention is to provide an anchor bolt seismic construction method that can fully utilize the excellent characteristics of the material when a material with low plastic deformation ability such as high-tensile steel is used for the anchor bolt. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is provided between a tightening nut screwed into an upper exposed portion of an anchor bolt embedded in concrete and a member to be tightened such as a base plate of a steel column.A cylindrical main body having a hollow portion that can be fitted to the anchor bolt, and a flange portion formed integrally with at least the lower end of the cylindrical main body,With the energy absorbing member made of metal plastic interposed, the member to be tightened is fastened and fixed to the concrete using the tightening nut to absorb the seismic energy by plastic deformation of the energy absorbing member. Adopted technical means to mitigate seismic action on anchor bolts. in frontAs the energy absorbing member, a metal plastic body having a plastic yield strength smaller than the yield strength of the anchor bolt and 60% or more of the yield strength, a plastic yield strength substantially equal to the yield strength of the anchor bolt, or the anchor bolt A metal plastic body having a plastic strength greater than the yield strength and smaller than the maximum tensile strength is used. Also, combining energy absorbing members made of metal plastics with these characteristicsThe two energy absorbing members are applied to one anchor boltIt is also possible. Here, the plastic proof stress refers to the load that the metal plastic body reaches the plastic deformation region.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  The present invention is suitable as a seismic construction method for the exposed column base of a steel column, but if it is of a form that is tightened and fixed using a tightening nut screwed to an upper exposed portion of an anchor bolt embedded in concrete Widely applicable. The metal plastic constituting the energy absorbing member is, for example, plastic deformation compared to anchor bolts such as iron, cast steel, extremely low yield point steel, copper, lead, zinc, aluminum, brass, tin, and alloys thereof. It is made of a material having a large energy absorption effect. And as for the magnitude of the plastic yield strength as the energy absorbing member, it is set to be smaller than the yield strength of the anchor bolt and within the range of 60% or more of the yield strength, or almost equal to the yield strength of the anchor bolt. It can be set so as to have a plastic strength greater than the yield strength of the anchor bolt or the anchor bolt and smaller than the maximum tensile strength. Also, combining energy absorbing members made of metal plastics with these characteristicsThe two energy absorbing members are applied to one anchor boltIt is also possible. Furthermore, as a specific shape of the energy absorbing member, for example, an anchor boltCan be externally fitted, that is, fitted outside the anchor boltA cylindrical shape having a hollow portion that can be used is used, a flange portion is formed at the upper end portion or the lower end portion of the cylindrical portion, or a similar hollow portion is formed and the outer shape is tapered. Is used. In addition, the specific dimensions of these are set so that the seismic function as the energy absorbing member can be satisfied in relation to the anchor bolt side strength determined by the material and dimensions of the anchor bolt and the manner of anchoring to the concrete. Will do.
[0008]
【Example】
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show an embodiment in which the seismic construction method of the present invention is applied to an exposed column base of a steel column. FIG. 1 is a state explanatory view showing a state before receiving an earthquake action, FIG. FIG. 6 is a state explanatory diagram showing a state when a large earthquake action is received. In the figure, 1 is foundation concrete, and 2 is an anchor bolt embedded in the foundation concrete 1. As shown in the drawing, a base plate 4 fixed to the lower part of the steel column 3 by welding or the like uses a tightening nut 5 screwed to the upper part of the anchor bolt 2 and an energy absorbing member 6 made of a metal plastic between them. It is fastened and fixed with the intervening. As shown in FIG. 1, the column base is damaged before receiving the earthquake action or before receiving a large earthquake action exceeding the plastic yield strength of the energy absorbing member 6 even if the earthquake action is received. Because there is no, the state at the time of installation is maintained. On the other hand, when a large seismic action exceeding the plastic yield strength of the energy absorbing member 6 is received, the energy absorbing member 6 first undergoes plastic deformation to cause seismic action on the anchor bolt 2 as shown in FIG. ease. As a result, the damage or breakage of the anchor bolt 2 is reduced or delayed as will be described later. In this embodiment, the energy absorbing member 6 is directly installed on the upper surface of the base plate 4 through the flange portion formed in the lower portion. However, the energy absorbing member 6 is interposed between the lower portion of the energy absorbing member 6 and the base plate 4. An appropriate washer may be interposed. In the figure, 7 is a non-shrinkable grout material filled between the basic concrete 1 and the base plate 4, and 8 is a locking nut of the tightening nut 5.
[0009]
  FIG. 3 is an enlarged side sectional view showing the energy absorbing member 6. As shown in the figure, the energy absorbing member 6 of this embodiment has a hollow body 9 into which the anchor bolt 2 can be inserted and a cylindrical body 10 whose outer shape is formed in a cylindrical shape, and the cylindrical body 10. It is comprised from the flange part 11 formed in the lower part of this. These cylindrical main body 10 and flange part 11 are integrally formed from the metal plastic material which has the above-mentioned plastic property.Thus, the energy absorbing member 6 is used in a state of being fitted to the outside of the anchor bolt 2 through the hollow portion 9 as shown in FIG.FIG. 4 shows a deformation state of the energy absorbing member 6 when a compressive load is experimentally applied assuming an earthquake action. As shown in the figure, only the portion of the cylindrical main body 10 is greatly plastically deformed. It was confirmed that it would happen. FIG. 5 is an enlarged side sectional view showing an energy absorbing member 12 according to another embodiment. The energy absorbing member 12 of this embodiment is a modification of the above embodiment, and has an anchor bolt 2 inside.External fittingThe hollow main body 14 is formed with a hollow portion 13 which can be formed, and the outer shape is formed in a tapered shape, and the flange portion 15 is formed integrally with the lower portion of the cylindrical main body 14. In the above description, the flanges 11 and 15 are integrally formed in the lower part of the cylindrical main bodies 10 and 14.uponProvided on both sidesShapeA state is also possible. Furthermore, the form which formed the external shape of the cylindrical main-body part in the Japanese drum shape which formed the intermediate part thickly is also possible.
[0010]
  Next, the seismic effect of the anchor bolt seismic construction method according to the present invention will be described. FIG. 6 is a load-displacement characteristic curve diagram schematically illustrating the relationship between the tensile load P and the displacement δ of the anchor bolt alone. FIG. 7 is a load-displacement characteristic curve diagram schematically illustrating the relationship between the compression load P and the displacement δ of the energy absorbing member alone. As shown in FIG. 6, from the load-displacement characteristics of the anchor bolt alone, elastic deformation is repeated until the tensile load acting on the anchor bolt due to the earthquake reaches the yield strength Pa. When the tensile load P reaches the yield strength Pa, after passing through a yield state in which a predetermined plastic deformation occurs while maintaining the load P substantially constant, the deformation resistance increases due to strain hardening due to the plastic deformation, and the load P increases. Start rising again. Then, after reaching the maximum tensile strength Pb, the load cannot be supported, and it falls to the breaking strength Pc and breaks. On the other hand, the energy absorbing member alone, as idealized and illustrated in FIG. 7, has a characteristic close to an elastic perfect plastic body, and elastically deforms with respect to a load P up to the plastic proof stress Pd, For loads P beyond that, it yields and plastic deformation continues. Incidentally, the area of the hatched portion below each characteristic curve represents the external energy such as seismic energy absorbed by the deformation therebetween. In this example, the case of 0.6 × Pa <Pd <Pa is illustrated.
[0011]
  FIG. 8 shows an example of a load-displacement characteristic curve when an anchor bolt having the above characteristics and an energy absorbing member are used in combination. That is, the characteristic curve of FIG. 6 and the characteristic curve of FIG. 7 are synthesized. The load P in this composite characteristic curve diagram is a load acting between the anchor bolt 2 and a member to be tightened such as the base plate 4 via the tightening nut 5, and a tensile load, The energy absorbing members 6 and 12 act as a compressive load. In the load-displacement characteristic curves shown below, the characteristics from the point where the load P is zero are displayed, but the tensile load due to the tightening force at the time of installation acts on the anchor bolt 2 as the initial load. Therefore, the actual displacement δ generated by the earthquake is generated for the excess of the tensile load due to the earthquake exceeding the tensile load due to the tightening force as the initial load.
[0012]
  Thus, as shown in the drawing, the elastic tension deformation of the anchor bolt and the elastic compression deformation of the energy absorbing member coexist until the load P reaches the plastic yield strength Pd of the energy absorbing member. The absorbed energy absorbed by deformation in this elastic region is represented by the area of the hatched (A) portion. Next, when the load P reaches the plastic yield strength Pd, it enters the plastic region of the energy absorbing member, and plastic deformation is continued while maintaining the load P substantially constant. The absorbed energy in this plastic region is represented by the area of the hatched (B) portion. When the plastic deformation of the energy absorbing member reaches the limit, for example, when the load P is directly transmitted from the base plate 4 to the anchor bolt 2 via the tightening nut 5, the remaining characteristics of the anchor bolt are obtained. It will follow the curve. That is, elastic deformation is performed up to the yield strength Pa after the plastic deformation, and then the plastic deformation is performed while the load P is increased to reach the maximum tensile strength Pb. It falls to the proof stress Pc and breaks. The absorbed energy during this period is represented by the area of the hatched (C) portion. In addition, since the scale of the earthquake is relatively small and the anchor bolt does not get damaged if the tensile load on the anchor bolt reaches before the yield strength Pa, the countermeasure after the earthquake is replacement of the energy absorbing member Simple repair work is enough.
[0013]
  FIG. 9 is a load-displacement characteristic curve diagram schematically illustrating the relationship between the load P and the displacement δ in another embodiment of the present invention. The tensile characteristic curve of the anchor bolt alone and the compression characteristic curve of the energy absorbing member alone. Is displayed at the same time. In the present embodiment, as shown in the figure, the case where the plastic yield strength Pe of the energy absorbing member alone is set larger than the yield strength Pa of the anchor bolt alone and smaller than the maximum tensile strength Pb is illustrated. FIG. 10 exemplifies a load-displacement characteristic curve when the anchor bolt and the energy absorbing member are used in combination, and shows both characteristic curves synthesized. As illustrated, until the load P reaches the yield strength Pa of the anchor bolt, an elastic region in which the elastic tensile deformation of the anchor bolt and the elastic compression deformation of the energy absorbing member coexist is provided. The absorbed energy absorbed by deformation in this elastic region is represented by the area of the hatched (D) portion. Next, when the load P reaches the yield strength Pa, it enters the yield region of the anchor bolt, and predetermined plastic deformation occurs while maintaining the load P substantially constant. The absorbed energy absorbed by the deformation during this period is represented by the area of the hatched (E) portion. Thereafter, the strain resistance due to plastic deformation increases the deformation resistance of the anchor bolt, and the load P begins to rise again. And until it reaches the plastic yield strength Pe of the energy absorbing member, it becomes a deformation region where the plastic deformation of the anchor bolt and the elastic deformation of the energy absorbing member coexist, and the absorbed energy absorbed by the deformation during this time is the hatching (F). It is represented by the area of the part. Further, when the load P reaches the plastic yield strength Pe of the energy absorbing member, it enters the plastic region of the energy absorbing member, and plastic deformation is continued while maintaining the load P substantially constant. The absorbed energy in this plastic region is represented by the area of the hatched (G) portion. Then, when the plastic deformation of the energy absorbing member reaches the limit, the energy absorbing member changes according to the remaining characteristic curve of the anchor bolt. That is, after the plastic deformation is performed while increasing the load P again to reach the maximum tensile strength Pb, the load cannot be supported, and the load falls to the breaking strength Pc and breaks. The absorbed energy during this period is represented by the area of the hatched (H) portion.
[0014]
  As described above, in the present invention, the energy absorbing members 6 and 12 made of a metal plastic are interposed between the tightening nut 5 screwed to the anchor bolt 2 and the tightening target member such as the base plate 4 of the steel column 3. Therefore, the load-displacement characteristic illustrated in FIG. 8 or FIG. 10 is provided. For example, when the plastic yield strength Pd of the energy absorbing members 6 and 12 is set so as to satisfy the condition of 0.6 × Pa <Pd <Pa, the plasticity of the energy absorbing members 6 and 12 according to the characteristic curve of FIG. In the elastic region (A) up to the proof stress Pd and the plastic region (B) after reaching the plastic proof strength Pd, energy absorption due to the deformation of the energy absorbing members 6 and 12 itself is added. Therefore, the influence of external energy such as seismic energy acting on the anchor bolt 2 is alleviated by the amount of energy absorption due to the elastic deformation and plastic deformation of the energy absorbing members 6 and 12 themselves. Further, when the plastic yield strength Pe of the energy absorbing members 6 and 12 is set so as to satisfy the condition of Pa ≦ Pe <Pb, the hatched (D) and (F) regions are applied according to the characteristic curve of FIG. In FIG. 5, energy absorption due to elastic deformation of the energy absorbing members 6 and 12 itself is added, and energy absorption due to plastic deformation of the energy absorbing members 6 and 12 itself is added in the hatched (G) region. Therefore, in this case as well, the effect of external energy such as seismic energy acting on the anchor bolt 2 is alleviated by the amount of energy absorption due to elastic deformation and plastic deformation of the energy absorbing members 6 and 12 themselves. Become.
[0015]
  According to the present invention, as described above, energy absorption due to elastic deformation and plastic deformation of the energy absorbing members 6 and 12 themselves is added, and the influence of seismic energy acting on the anchor bolt 2 is mitigated. As shown in the figure, the arrival of the anchor bolt 2 to the yield strength Pa and the arrival of the maximum tensile strength Pb can be delayed. Therefore, the damage and collapse of the building can be delayed and the evacuation time can be increased, so that damage to human lives and the like can be reduced. Further, when the anchor bolt 2 is prevented from reaching the yield strength Pa, the anchor bolt 2 is not damaged, and can be easily dealt with by repairing the energy absorbing members 6 and 12.
[0016]
  In the above description, the case where one energy absorbing member 6 or 12 is used for one anchor bolt 2 has been described. However, the energy absorbing member having the characteristics shown in FIG. It is also possible to apply two energy absorbing members to each anchor bolt 2 in combination with the energy absorbing member having the characteristics shown in FIG. FIG. 11 is a load-displacement characteristic curve diagram schematically illustrating the relationship between the load P and the displacement δ in that case. In this embodiment, the first energy absorbing member uses a material having a plastic proof stress Pf satisfying the condition of 0.6 × Pa <Pf <Pa, and the second energy absorbing member has a plastic proof strength Pg of Pa ≦ Pg <Pb. The case where what satisfy | fills conditions was used was illustrated.
[0017]
  As shown in the drawing, in this embodiment, in the hatching (I) region until the load P reaches the plastic yield strength Pf of the first energy absorbing member, both the anchor bolt 2 and the first and second energy absorbing members are shown. It changes in the form of coexisting with elastic deformation. When the load P reaches the plastic yield strength Pf of the first energy absorbing member, the first energy absorbing member enters a hatched (J) region where plastic deformation starts. Thereafter, in the hatching (K) region until the load P rises again and reaches the yield strength Pa of the anchor bolt 2, the anchor bolt 2 and the elastic deformation of the second energy absorbing member transition together. If the earthquake is stopped during this period, the anchor bolt 2 and the second energy absorbing member are not damaged. Therefore, the countermeasure after the earthquake is a simple repair work such as replacement of the first energy absorbing member. When the load P reaches the yield strength Pa of the anchor bolt 2, plastic deformation due to yield appears as shown in the hatched (L) region. When the plastic deformation due to the yielding is finished, the load P starts to rise again, and in the hatching (M) region until reaching the plastic proof stress Pg of the second energy absorbing member, the plastic deformation of the anchor bolt 2 and the second energy absorption. It changes in a form where the elastic deformation of the member coexists. When the load P reaches the plastic yield strength Pg of the second energy absorbing member, plastic deformation of the second energy absorbing member starts as shown in the hatched (N) region. Then, when the plastic deformation of the second energy absorbing member is finished, the load P starts to rise again, and after the load P reaches the maximum tensile strength Pb of the anchor bolt, as shown in the hatching (O) region, The anchor bolt 2 is destroyed by lowering to the fracture strength Pc.
[0018]
  As described above, according to the present embodiment, the seismic energy is alleviated by the elastic deformation in the hatching (I) region and the plastic deformation in the hatching (J) region, and the tensile load acting on the anchor bolt 2 is reduced to the yield strength Pa. If the earthquake has stopped before reaching the point, the advantage derived from the load-displacement characteristics of the first energy absorbing member, that is, a simple repair work of replacing the first energy absorbing member is sufficient after the earthquake. can do. At the same time, even when the load acting on the anchor bolt 2 exceeds the yield strength Pa, the seismic energy is absorbed by the elastic deformation in the hatching (M) and the plastic deformation in the hatching (N) region of the second energy absorbing member. Since the seismic action on the anchor bolt 2 is mitigated, the time when the load reaches the maximum tensile strength Pb can be delayed, and a time evacuation allowance can be added.
[0019]
  FIG. 12 is a load-displacement characteristic curve diagram schematically illustrating the relationship between the load P and the displacement δ according to another embodiment of the present invention in which high-strength steel is used for the anchor bolt, and the tensile characteristic curve of the anchor bolt alone. And a compression characteristic curve of the energy absorbing member alone. In the present embodiment, as shown in the figure, the case where the plastic yield strength Pi of the energy absorbing member alone is set in the vicinity of the yield strength Ph where the plastic deformation of the anchor bolt alone formed from high-tensile steel starts. FIG. 13 exemplifies a load-displacement characteristic curve when the anchor bolt and the energy absorbing member are used in combination, and shows both characteristic curves synthesized. As shown in FIG. 12 and as described above, in the case of a single anchor bolt made of high-strength steel, the plastic deformation ability is low, so that it does not absorb the seismic energy and reaches the maximum tensile strength Pj at an early stage and breaks. There was a problem that. However, according to the present embodiment, as shown in FIG. 13, the low plastic deformation capability of the anchor bolt made of high-strength steel is complemented by the plastic deformation capability of the energy absorbing member. Increasing the situation leading to anchor bolt breakage is greatly reduced. Therefore, it is possible to fully utilize the excellent characteristic that the elongation as a high-tensile steel is small and the yield strength Ph is high. That is, in the range of small-scale earthquakes, the elongation indicated by hatching (P) corresponds to the elastic region, and for large earthquakes, the seismic energy absorption action by plastic deformation shown by hatching (Q). Can be dealt with in a good plastic region, and through a region indicated by hatching (R) where elasticity and plasticity coexist, it can be held until it breaks with a high maximum tensile strength Pj. Can provide seismic structure.
[0020]
【The invention's effect】
  According to the present invention,The following effects can be obtained.
(1)Seismic energy is absorbed by the plastic deformation of the energy absorbing member made of a metal plastic body interposed between the tightening nut screwed to the anchor bolt and the member to be tightened such as the base plate of the steel column. Is relaxed and vibration resistance can be improved. Therefore, damage and collapse of the building are reduced by the amount of the influence of the earthquake on the column base and the like.
(2)When the earthquake falls below the yield strength of the anchor bolt, the post-earthquake repair is possible by a very simple repair work of replacing the plastically deformed energy absorbing member.
(3)When using a material with low plastic deformation capacity such as high-tensile steel as an anchor bolt, seismic energy is absorbed by the plastic deformation of the energy absorbing member, and the low plastic deformation capacity is complemented. It can be used as an anchor bolt in a form that can fully utilize its characteristics. For example, the combination of the high yield strength of high-strength steel and the plastic deformation ability of the energy absorbing member makes the elongation small for small earthquakes, and the seismic energy absorption effect due to plastic deformation is good for large earthquakes. An anchor bolt seismic structure can be provided.
(4) In particular, the energy absorbing member is composed of a cylindrical main body having a hollow portion that can be fitted to an anchor bolt and a flange portion integrally formed at least at the lower end of the cylindrical main body. Since the inward deformation of the cylindrical body is restrained by the anchor bolts fitted to the flange, the deformation of the lower end portion of the tubular body is restrained by the flange portion, so that the compression force is applied to the energy absorbing member. In the case of acting, a deformable property is obtained in which the cylindrical main body always stably swells outward as shown in FIG. Therefore, fluctuations relating to energy absorption are small in view of the deformation properties of the energy absorbing member, and stable energy absorption can always be realized. In addition, since the deformation of the flange portion is small, more stable compression stress can be transmitted through the flange portion before and after an earthquake or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a state explanatory view showing a state before an earthquake action according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a state explanatory view showing a state when receiving a large seismic action of the embodiment.
FIG. 3 is an enlarged side sectional view showing an energy absorbing member in the same embodiment.
FIG. 4 is a half sectional view showing a deformed state of the energy absorbing member.
FIG. 5 is an enlarged side sectional view showing another embodiment of the energy absorbing member.
FIG. 6 is a load-displacement characteristic curve for an anchor bolt alone.
FIG. 7 is a load-displacement characteristic curve diagram for a single energy absorbing member.
FIG. 8 is a load-displacement characteristic curve diagram when an anchor bolt alone and an energy absorbing member alone are used in combination.
FIG. 9 is a load-displacement characteristic curve diagram regarding an anchor bolt alone and an energy absorbing member alone according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a load-displacement characteristic curve when the anchor bolt alone and the energy absorbing member alone according to the embodiment are used in combination.
FIG. 11 is a load-displacement characteristic curve for another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a load-displacement characteristic curve diagram regarding an anchor bolt alone and an energy absorbing member alone according to another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a load-displacement characteristic curve diagram when the anchor bolt alone and the energy absorbing member alone of the embodiment are used in combination.
[Explanation of symbols]
  DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Foundation concrete, 2 ... Anchor bolt, 3 ... Steel column, 4 ... Base plate, 5 ... Fastening nut, 6 ... Energy absorption member, 7 ... Grout material, 8 ... Lock nut, 9 ... Hollow part, 10 ... Cylindrical shape Main body, 11 ... flange portion, 12 ... energy absorbing member, 13 ... hollow portion, 14 ... cylindrical main body, 15 ... flange portion, Pa: yield strength of anchor bolt, Pb: maximum tensile strength of anchor bolt, Pc: fracture strength of anchor bolt, Pd to Pg: plastic strength of energy absorbing member, Ph: yield strength of anchor bolt, Pi ... of energy absorbing member Plastic yield strength, Pj: Maximum tensile strength of anchor bolt

Claims

A cylindrical main body having a hollow portion that can be fitted to the anchor bolt between a tightening nut screwed into an upper exposed portion of the anchor bolt embedded in concrete and a member to be tightened such as a base plate of a steel column, and the cylinder And a flange part integrally formed at least at the lower end of the main body, and with the energy absorbing member made of a metal plastic body interposed, the member to be tightened is tightened against the concrete using the tightening nut. An anchor bolt seismic construction method that absorbs seismic energy by plastic deformation of the energy absorbing member to reduce the seismic action on the anchor bolt.

2. The anchor bolt seismic construction method according to claim 1, wherein a metal plastic body having a plastic yield strength that is smaller than the yield strength of the anchor bolt and 60% or more of the yield strength is used as the energy absorbing member.

A metal plastic body having a plastic yield strength substantially equal to a yield strength of the anchor bolt or a yield strength greater than the anchor bolt and smaller than a maximum tensile strength is used as the energy absorbing member. anchor bolts seismic method according to 1.

An energy absorbing member made of a metal plastic that is smaller than the yield strength of the anchor bolt and having a plastic strength of 60% or more of the yield strength, and a plastic strength almost equal to the yield strength of the anchor bolt or the yield strength of the anchor bolt 2. Two energy absorbing members made of a combination with an energy absorbing member made of a metal plastic material having a plastic strength larger than that of a maximum tensile strength are applied to one anchor bolt. The anchor bolt seismic construction method according to 1.