JP4625691B2 - Method of joining steel column and seismic isolation device - Google Patents
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Description
この発明は、鉄骨系柱と免震装置との接合方法の技術分野に属し、更に云うと、鉄骨系柱と柱脚ベースプレートとを溶接を用いないで接合し、且つ応力伝達性能を向上させた接合方法に関する。 The present invention belongs to a technical field of a method for joining a steel system column and a seismic isolation device, and more specifically, a steel system column and a column base plate are joined without using welding, and stress transmission performance is improved. The present invention relates to a joining method.
鉄骨系柱と免震装置との接合に関して、応力伝達を確実・高効率に行うため、前記免震装置の上部プレートと鉄骨系柱の柱脚ベースプレートとを高い精度で密着させる必要がある。そのため通常は、鉄骨系柱と柱脚ベースプレートとを突き合わせて密接に溶接接合している。例えば特許文献1の「杭と構造物との接合構造及び接合方法」には、鉄骨系柱の下端へ溶接固定された方形板状の柱脚ベースプレートが、有頭の中心ボルトと、連結ボルトにより鋼管杭の上部プレートと接合された構成が開示されている。 Regarding the joining of the steel system column and the seismic isolation device, it is necessary to closely contact the upper plate of the seismic isolation device and the column base plate of the steel system column with high accuracy in order to transmit stress reliably and efficiently. For this reason, usually, the steel-based column and the column base plate are abutted and closely welded together. For example, in the “joint structure and joining method of a pile and a structure” of Patent Document 1, a square plate-like column base plate fixed to a lower end of a steel column is welded to a headed center bolt and a connecting bolt. A structure joined to an upper plate of a steel pipe pile is disclosed.
しかし、上記のように鉄骨系柱と柱脚ベースプレートとを溶接接合する方法の場合、同柱脚ベースプレートに熱歪みよる変形が生じる問題点がある。熱変形が生じた柱脚ベースプレートを免震装置等の上に載置すると、前記免震装置の上部プレートと柱脚ベースプレートとの間に隙間が発生して接触不良状態となる。すると、鉄骨系柱から免震装置等への鉛直軸力の伝達に偏心ないし偏向が生じ、免震装置が変形した状態で支持することになり免震性能に支障をきたす。のみならず、上部免震建物の建て方精度にも支障をきたすという問題点がある。 However, in the case of the method of welding and joining the steel-based column and the column base plate as described above, there is a problem that the column base plate is deformed due to thermal distortion. When the column base plate having undergone thermal deformation is placed on a base isolation device or the like, a gap is generated between the upper plate of the base isolation device and the column base base plate, resulting in a poor contact state. Then, eccentricity or deflection occurs in the transmission of the vertical axial force from the steel system column to the seismic isolation device or the like, and the seismic isolation device is supported in a deformed state, thereby impairing the seismic isolation performance. In addition, there is a problem that the accuracy of the construction of the upper seismic isolation building is also hindered.
前記溶接接合により生じる柱脚ベースプレートの変形を矯正するために、従来、柱脚ベースプレートの表面にフェーシング加工を施す等の措置が行われている。しかし、柱と溶接した柱脚ベースプレートをフェーシング加工により表面を水平に形成する作業は技術的に非常に難しく、且つ面倒なもので作業効率も悪い。更に、昨今の高層化や長大スパン化に伴い、柱脚ベースプレート形状も巨大なものとなっており、フェーシング加工はコスト及び工期に大きな影響を及ぼす。 Conventionally, in order to correct the deformation of the column base plate caused by the welding, measures such as facing processing are performed on the surface of the column base plate. However, the operation of forming the surface of the column base plate welded to the column horizontally by facing processing is technically very difficult and cumbersome and has poor work efficiency. Furthermore, with the recent increase in the number of layers and the increase in span, the shape of the column base plate has become enormous, and the facing process has a significant effect on cost and construction period.
ところで従来、鉄骨系柱と柱脚ベースプレートとを溶接接合しない技術も開示されている。例えば、特許文献2には、図5A、図5Bに示すように、免震装置50(積層ゴム支承)の上部プレート51の上に載せてボルト接合した柱脚ベースプレート52の上面に、ボルトとナットによる上向きの高さ調節部材53を垂直上向きに立ち上がらせ、これを鉄骨系柱54の下端の板体55と接合して高さ調節を行い、隙間に支持片56を差し込み、しかる後にコンクリートを打設して固める接合方法が開示されている。
特許文献2の発明は、鉄骨系柱と柱脚ベースプレートとを溶接しない接合方法により、柱脚ベースプレートの熱変形を防止する技術である点が注目に値する。しかし、図5Bが示すように、鉄骨系柱54からその下端部へ伝達される免震建物の荷重を、前記柱54の下端の各所に設けられた高さ調節部材53(ボルト)、板体55、支持片56が所謂点状に受けて柱脚ベースプレート52を介して免震装置50へ応力伝達を行う構造であり、鉄骨系柱の下端の全面で荷重を伝達する場合に比して応力伝達性能(効率)が悪く、免震装置の能力を十分に発揮できないという問題点がある。また、鉄骨系柱の下端に局部的な集中荷重が作用して部分的に塑性化する虞がある。
It is worth noting that the invention of
本発明の目的は、鉄骨系柱と柱脚ベースプレートとを溶接しない接合方法を提供することであり、柱脚ベースプレートの熱変形を排除し、且つ応力の伝達効率を向上させて、免震装置の能力を十分に発揮させる鉄骨系柱と免震装置との接合方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a joining method that does not weld a steel-based column and a column base plate, eliminates thermal deformation of the column base plate, improves stress transmission efficiency, and The object is to provide a method for joining a steel-based column and a seismic isolation device to fully demonstrate its ability.
本発明の次なる目的は、管状型の鉄骨系柱の外周面及び内周面並びに管内のベースプレート上に結合材を設置し、同鉄骨系柱内へ充填材を充填して充填型鋼管柱を構成して、基礎柱と柱脚ベースプレートとの応力伝達性能を向上させる鉄骨系柱と免震装置との接合方法を提供することにある。 The next object of the present invention is to install a binding material on the outer peripheral surface and inner peripheral surface of a tubular steel column and a base plate in the pipe, and fill the steel column with a filler to form a filled steel tube column. The object is to provide a method for joining a steel-based column and a seismic isolation device that improves the stress transmission performance between the foundation column and the column base plate.
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項1に記載した発明に係る鉄骨系柱と免震装置との接合方法は、
鉄骨系柱と免震装置との接合方法であって、
免震装置の上部プレートの上面へ、予め連結ボルトを設けた柱脚ベースプレートを同上部プレートのボルト孔へ連結ボルトを通すように載置し密着状態に締結すること、
前記管状型の鉄骨柱をほぼ鉛直姿勢に吊り込み、前記柱脚ベースプレートの所定の平面位置に鉄骨柱の下端面が密着するように当接し、仮止め具により仮固定すること、
柱脚部のベースプレートからアンカーボルト又はスタッドを上向きに設置すると共に、柱脚ベースプレートの上面で管状型の鉄骨柱の内部に上向きに、管状型の鉄骨柱の内周壁には内向きに突き出すスタッドを設置すること、
しかる後に、基礎梁部分の鉄骨梁、鉄筋を組み立て、コンクリート型枠を組み立て、コンクリートを打設すると共に、前記管状型の鉄骨柱の内部へコンクリートを充填して柱脚ベースプレートとの応力伝達性能が高い充填型鋼管柱を構成することを特徴とする。
As a means for solving the problems of the prior art, a method for joining a steel system column and a seismic isolation device according to the invention described in claim 1 is as follows:
A method for joining a steel column and a seismic isolation device,
Place the column base plate on which the connection bolt is provided in advance on the upper surface of the upper plate of the seismic isolation device so that the connection bolt passes through the bolt hole of the upper plate, and fasten it in close contact.
Suspending the tubular steel column in a substantially vertical posture, abutting so that the lower end surface of the steel column is in close contact with a predetermined plane position of the column base plate, and temporarily fixing with a temporary fastener,
Together placed from the base plate of the column base anchor bolts or studs upwardly, upwardly inside the tubular-shaped steel columns at the top surface of pedestal base plate, on the inner peripheral wall of the tubular mold of steel columns projecting inwardly stud Installing,
Thereafter, the steel beam of the fundamental beam portion, assembling rebar, assembling concrete formwork, both when concrete is, stress transfer performance of the column base base plate by filling concrete into the interior of the tubular shaped steel columns is It is characterized by constituting a high filling type steel pipe column .
請求項1の発明に係る鉄骨系柱と免震装置との接合方法は、免震装置1の上部プレート2の上面へ、柱脚ベースプレート3を連結ボルト4により締結し、鉄骨系柱6をほぼ鉛直姿勢に吊り込み、柱脚ベースプレート3の所定の平面位置に鉄骨系柱6の下端面が密着するように載置してメタルタッチさせ、仮止め具7により仮固定する構成とし、鉄骨系柱6と柱脚ベースプレート3を溶接接合しないので、同柱脚ベースプレート3が熱による変形を生じることはなく、面倒なフェーシング加工の必要がなく、施工性の向上及びコスト低減を期待できる。また、免震装置1の上部プレート2と高い精度の密着状態を保持できるので、応力伝達性能が向上され、免震装置1の免震機能を十分に発揮させることができる。のみならず、上部免震建物の建て方精度も十分に確保できる。
更に、鉄骨系柱から柱脚ベースプレート3への応力の伝達は、鉄骨系柱6の下端面(全面)をメタルタッチとして行う構成であるため、応力伝達性能を十分に確保できる。
In the method of joining the steel system column and the seismic isolation device according to the first aspect of the invention, the
Furthermore, since the stress transmission from the steel system column to the
管状型の鉄骨系柱6’の内・外周面及び管内のベースプレート上にそれぞれスタッド等の結合材10を設け、同鉄骨系柱6’内へ充填材を充填して充填型鋼管柱を構成するため、基礎柱と柱脚ベースプレートとの応力伝達性能を更に向上できる。
Tube-like form of steel-framed columns 6 'respectively on the inner and outer circumferential surface and the tube on the base plate provided with
本発明は鉄骨系柱と免震装置との接合方法である。
免震装置1の上部プレート2の上面へ、柱脚ベースプレート3を載置し連結ボルト4により密着状態に締結する。
管状型の鉄骨系柱6をほぼ鉛直姿勢に吊り込み、前記柱脚ベースプレート3の平面位置へ鉄骨系柱6の下端面が密着するように載置してメタルタッチさせ、仮止め具7により仮固定する。
柱脚ベースプレート3上の連結ナット5からアンカーボルト9を上向きに設置すると共に、柱脚ベースプレート3の上面で管状型の鉄骨柱6’の内部に上向きに、管状型の鉄骨柱6’の内周壁には内向きに突き出すスタッド10を設置する。
しかる後に、基礎梁部分の鉄骨梁、鉄筋を組み立て、コンクリート型枠を組み立て、コンクリートを打設すると共に、前記管状型の鉄骨柱6’の内部へコンクリートを充填して柱脚ベースプレート3との応力伝達性能が高い充填型鋼管柱を構成する。
The present invention is a method of joining a steel system column and a seismic isolation device.
The
The
After that, the steel beam and the reinforcing bar of the foundation beam part are assembled, the concrete formwork is assembled, the concrete is placed, and the concrete is filled into the
以下、図1〜図3に基づいて、本発明の鉄骨系柱と免震装置との接合方法を説明する。
本発明の接合方法は先ず、図1に示すように、柱脚部又はフーチングの上に設置される免震装置1の上部プレート2の上面へ、柱脚ベースプレート3を載置し、連結ボルト4により密着状態に締結する。つまり、前記上部プレート2の外周位置に予め設けたボルト孔2aと柱脚ベースプレート3に予め設けたボルト孔3aの位置を一致させ、各ボルト孔2a、3aへ連結ボルト4を上向きに通し、柱脚部ベースプレート3に固定された連結ナット5にねじ込んで締結する。
Hereinafter, based on FIGS. 1-3, the joining method of the steel-system column of this invention and a seismic isolation apparatus is demonstrated.
In the joining method of the present invention, as shown in FIG. 1, first, a
次に、前記鉄骨系柱6をほぼ鉛直姿勢に吊り込み、前記柱脚ベースプレート3の所定の平面位置へ免震構造物の基礎柱を構成する(第1節目の)鉄骨系柱(梁付き柱)6の下端面が柱自重により密着するように載置してメタルタッチさせ、鉄骨系柱6の転倒を防止と水平位置の固定のために仮止め具7により仮固定する。
前記仮止め金具7は、例えば図2A、図2Bに拡大図を示すように、倒立T型材70の底辺部71を、柱脚ベースプレート3へ上向きに接着し又は点付け溶接したボルト・ナット8で結合し、前記底辺部71の中央部に立ち上がる連結辺72と、鉄骨系柱6の側面へ溶接又は接着した吊り片73とを2枚の補助材74で両側から挟み付け、各々ボルト・ナット75で結合して、鉄骨系柱6の下端面に柱脚ベースプレート3を仮固定する。
但し、仮止め金具7は図示例の限りではない。一般にエレクションピースと称して使用される部材を用いても良い。
上記のように、鉄骨系柱6の下端面の全面と柱脚ベースプレート3とをメタルタッチ状態に仮止めするので、鉄骨系柱6から柱脚ベースプレート3への応力伝達性能を十分に確保できる。
Next, the steel-based
For example, as shown in enlarged views in FIGS. 2A and 2B, the
However, the
As described above, since the entire lower end surface of the
その後、図4に示すように、柱脚ベースプレート3上の連結ナット5へ鉛直に伸びるアンカーボルト9を上向きに接続する。また、柱脚ベースプレート3の上面から上向きの配置でスタッド等の結合材10を設ける。更に、鉄骨柱6の外周面からも放射状の配置でスタッド等の結合材10を設けることも好適に実施される。因みに、図3には鉄骨系柱6をH形鋼として実施した一例を示している。前記アンカーボルト9及び結合材10は、柱脚部の応力伝達性能(剪断力、曲げモーメント)及び免震装置1との接合力を高める目的で設けられるものであり、独自の手段で設置しても良い。
Thereafter, as shown in FIG. 4 , the
本発明の管状型の鉄骨系柱6’は、その外周面に外向きに放射状の配置で、内周面には内向きに求心状の配置でそれぞれスタッド等の結合材10が設けられ、更に管内のベースプレート上にも上向きのスタッド等の結合材10が設けられ、前記鉄骨系柱6’の内部へコンクリート等の充填材を充填して柱脚ベースプレートとの応力伝達性能が高い充填型鋼管柱(CFT柱)を構成する。
Steel-based
しかる後、基礎梁部分を構成する鉄骨梁11…及び鉄筋(図示せず)を順に組み立て、更に梁型枠(点線)を組み立てる。柱脚ベースプレート3は底型枠を兼用する。型枠設置後にコンクリートを打設し、コンクリート硬化後に型枠を脱型すると鉄骨系柱6’と免震装置1との接合が完成する。
After that, the steel beams 11 and the reinforcing bars (not shown) constituting the foundation beam portion are sequentially assembled, and a beam form frame (dotted line) is further assembled. The
なお、以上に本発明の実施例を説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施し得る。 In addition, although the Example of this invention was described above, this invention is not limited to such an Example at all, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can implement with a various form.
1 免震装置
2 上部プレート
3 柱脚ベースプレート
4 連結ボルト
5 連結ナット
6、6’ 鉄骨系柱
7 仮止め金具
9 アンカーボルト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
免震装置の上部プレートの上面へ、予め連結ボルトを設けた柱脚ベースプレートを同上部プレートのボルト孔へ連結ボルトを通すように載置し密着状態に締結すること、
前記管状型の鉄骨柱をほぼ鉛直姿勢に吊り込み、前記柱脚ベースプレートの所定の平面位置に鉄骨柱の下端面が密着するように当接し、仮止め具により仮固定すること、
柱脚部のベースプレートからアンカーボルト又はスタッドを上向きに設置すると共に、柱脚ベースプレートの上面で管状型の鉄骨柱の内部に上向きに、管状型の鉄骨柱の内周壁には内向きに突き出すスタッドを設置すること、
しかる後に、基礎梁部分の鉄骨梁、鉄筋を組み立て、コンクリート型枠を組み立て、コンクリートを打設すると共に、前記管状型の鉄骨柱の内部へコンクリートを充填して柱脚ベースプレートとの応力伝達性能が高い充填型鋼管柱を構成することを特徴とする、鉄骨系柱と免震装置との接合方法。
A method for joining a steel column and a seismic isolation device,
Place the column base plate on which the connection bolt is provided in advance on the upper surface of the upper plate of the seismic isolation device so that the connection bolt passes through the bolt hole of the upper plate, and fasten it in close contact.
Suspending the tubular steel column in a substantially vertical posture, abutting so that the lower end surface of the steel column is in close contact with a predetermined plane position of the column base plate, and temporarily fixing with a temporary fastener,
Together placed from the base plate of the column base anchor bolts or studs upwardly, upwardly inside the tubular-shaped steel columns at the top surface of pedestal base plate, on the inner peripheral wall of the tubular mold of steel columns projecting inwardly stud Installing,
Thereafter, the steel beam of the fundamental beam portion, assembling rebar, assembling concrete formwork, both when concrete is, stress transfer performance of the column base base plate by filling concrete into the interior of the tubular shaped steel columns is A method for joining a steel column and a seismic isolation device, characterized in that it constitutes a high-filled steel pipe column .
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