JP4785167B2 - Reinforcement structure of column base in steel pipe structure - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨柱として鋼管自体やコンクリート充填鋼管などを使用した鋼管構造における柱脚部の補強技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
鉄骨構造の柱脚部を基礎コンクリートに固定するアンカーボルトなどが地震の際に受ける引張及び圧縮の繰返し荷重によって破断され、これが建物の倒壊の原因になるといった技術的問題が近時注目されている。このような被害をなくすべく、アンカーボルトの本数を増やすなどの対応策もとられているが、この対応策の場合には、増やしたアンカーボルトにより基礎コンクリート中の配筋状態が入組み配筋作業が煩雑になり、施工性が阻害されるだけでなく、コストアップにもつながるといった技術的難点があった。また、アンカーボルトの設置に関しては、非常に高い据付精度が要求されることから、その施工には高度の技術レベルと大きな作業負担が必要とされた。
【0003】
そこで、鋼管構造の柱脚部の補強技術として、鋼管柱の下端部に一体的に設けたベースプレートを基礎コンクリートに固定するアンカーボルトのほかに、鋼管柱の下部内方に鉄筋を挿入設置して、その定着力を利用して柱脚部を補強するという技術手段が開示されている(特開2000−297480号公報)。この従来技術によれば、鋼管の内方の空間を活用して鉄筋等からなる内部アンカーを設置するように構成したので、ベースプレートの周辺部のみに多数のアンカーが密集することなく、締付用のアンカーボルトと内部アンカーとに設置位置が分散されることから、その設置に関する作業性が改善されるとともに、基礎コンクリート部分の配筋作業が阻害される程度も大幅に軽減される。しかしながら、内部アンカーは、鋼管柱の下部内方に鉄筋を単に挿入しただけであるため、あまり大きな定着作用は期待できず、鋼管内の設置長さも大きくとる必要があり、鉄筋の直径の少なくとも20倍程度はとる必要があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の技術的状況に鑑みて発明したもので、鋼管柱の内部空間を活用して鉄筋等からなる内部アンカーを設置することにより鋼管構造の柱脚部を補強することを前提に、その場合の補強作用をより効果的かつ合理的に実現し得るように改良することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明では、前記課題を解決するため、アンカー材の破壊形態に着目した。アンカー材の破壊形態はおおよそ次の三つ形態に大別できる。すなわち、基礎コンクリートに対する定着力が弱くアンカー材が抜出して破壊する破壊形態、基礎コンクリートとの定着力が強くアンカー材の途中が破断して破壊する破壊形態、アンカー材の強度が強く基礎コンクリートが定着部材を頂部とする略45度の円錐面からコーン破壊する破壊形態に大別できる。本発明は、その最後のコーン破壊する破壊形態がこの場合の定着力の強化に有効である点に着目して、前記鋼管柱の下部内方に挿通設置する内部アンカーの補強作用をより効果的かつ合理的に実現し得るように構成したものである。すなわち、本発明では、鋼管柱の下端部に溶接等により一体的に設けられたベースプレートを基礎コンクリートに定着したアンカーボルトを用いて締付け固定する鋼管構造の柱脚部において、前記ベースプレートに鋼管柱の内方に張出した内鍔部を残した状態に中央開口部を形成し、該中央開口部を介して前記鋼管柱の下部内方に内部アンカーを挿通し、かつ該内部アンカーの上端部近傍に定着部材を設置するとともに、その定着部材を頂部とし前記内部アンカーとの間の円錐角を略45度とする、定着部材により上方截断された円錐台状の円錐面からなるコーン破壊面が、少なくとも前記ベースプレートの内鍔部にかかるように、つまりその円錐面からなるコーン破壊面と内鍔部とが少なくとも交わるように、それらの定着部材とベースプレートの内鍔部との位置関係を保持した状態に、前記内部アンカーを設置するという技術手段を採用した。これにより、内部アンカーは、そのコーン破壊面が、少なくとも前記ベースプレートの内鍔部にかかる位置関係に設置されるので、内部アンカーに設けた定着部材に基づく定着力を鋼管の内方に張出した前記内鍔部を介して鋼管側へ効果的に伝達することができるとともに、前記内部アンカーの鋼管内へ突出する挿入量が必要以上に長くなることが抑制され、鋼管構造における柱脚部をより効果的かつ合理的に補強することが可能である。
【0006】
また、請求項2の発明のように、前記定着部材の中心を頂点とし、前記内部アンカーとの間の円錐角を略45度とする円錐面が、前記内鍔部と鋼管柱との接合部、すなわちベースプレートと鋼管柱との接合部の内側の縁部より上方に越えないように、定着部材とベースプレートの内鍔部との位置関係を保持した状態に、前記内部アンカーを設置するようにすれば、内部アンカーの長さをより簡便かつ的確に縮小することができる。なぜなら、定着部材による定着作用に関しては、少なくとも定着部材の中心から定着部材の外周部に至る間のいずれかの部位から発生するコーン破壊を想定して、前記内鍔部により支持されるように設定しておけば十分であり、それ以上に内部アンカーを長くして、定着部材の中心から発生するコーン破壊の境界面としての円錐面が前記内鍔部と鋼管柱との接合部を越えるように設定しても、あとは付着力による増加だけで、内部アンカーの定着力を効果的に増大させることはできないからである。すなわち、前述のように、定着部材の中心を頂点とし、前記内部アンカーとの間の円錐角を略45度とする円錐面が、前記内鍔部と鋼管柱との接合部より上方に越えないように設定すれば、内部アンカーの長さをより合理的に縮小することが可能である。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明は、鉄骨柱として鋼管自体やコンクリート充填鋼管などを使用した鋼管構造に広く適用できる。鋼管柱の形状は、角形でも丸形でも他の形状のものでも広く適用できる。アンカーボルトは、基礎コンクリート中に埋設され、その定着力を用いて、鋼管柱の下端部に一体的に設けられたベースプレートを締付け固定し得るものであればよく、その具体的な外面形状や材質は問うところではない。また、内部アンカーは、鋼管柱の下部内方に挿通設置して柱脚部を補強し得るものであればよく、一般的な異形鉄筋や外周面がネジ状に形成されたネジ鉄筋などが使用可能である。その内部アンカーの設置の仕方に関しては、鋼管柱の下部中央部に1本のアンカー材を設置する形態や、その周囲に複数本のアンカー材を配設する形態など、種々の設置形態が可能であるが、基礎コンクリート中の他の配筋状態との関係を勘案して配筋作業に支障を来さないように設定する。また、内部アンカーは、予め工場等において鋼管柱の下部内方に挿通して内部コンクリートにより固定した状態で現場に搬入するようにしてもよいし、現場においてアンカーボルトと共に内部アンカーを基礎コンクリートの所定位置に定着し、鋼管柱を設置した後、鋼管柱の内部に内部コンクリートを打設するようにしてもよい。なお、内部アンカーの上端部近傍に設置する定着部材は、定着板をナットと一体的に構成したものや、ナットと別体に構成して上下のナットの間に挟み込んで支持するようにしたもの、あるいはナット自体を定着手段として用いるものなど、適宜の形態のものが可能である。
【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は本発明の第1実施例を示したものであり、図1はその柱脚部を示した縦断面図、図2は平面図である。図中、1は角形の鋼管柱であり、その下端部にはベースプレート2が溶接等により一体的に設けられている。ベースプレート2の周辺部は、本実施例では8本のアンカーボルト3を用いて締付け固定される。アンカーボルト3は基礎コンクリート4中に埋設され、上端部はベースプレート2の周辺部に形成された挿通孔5に挿通される。施工に際しては、調整用モルタル等を用いてベースプレート2の高さレベルや垂直性を出した上、基礎コンクリート4との間にグラウト材等の充填物6を充填して固化させた後、アンカーボルト3に螺合した締付けナット7により所定の締付力で締付け、その締付け状態をロックナット8でロックする。これにより、鋼管柱1は、各アンカーボルト3の基礎コンクリート4に対する定着力を介して締付け固定されることになる。なお、図中、9はワッシャである。
【0009】
次に、本発明の特徴部分に関して説明する。図示のように、前記ベースプレート2には、鋼管柱1の内方に張出した内鍔部10を残した状態に中央開口部11を形成する。この中央開口部11は、本実施例のように角形のほか、丸形でも他の形状でもよい。該中央開口部11を介して内部アンカー12を挿通設置する。内部アンカー12の下部は基礎コンクリート4中に定着される。また、内部アンカー12の上端部近傍には、定着部材13が設置される。本実施例では、角形の平板からなる定着部材13を使用し、内部アンカー12の上部に形成した雄ネジに螺合した固定ナット14により支持されるように構成している。定着部材13とベースプレート2の内鍔部10との位置関係に関しては、図3の要部拡大図で示したように、定着部材13を頂部とし内部アンカー12との間の円錐角θを略45度とする円錐台状の円錐面からなるコーン破壊面15が、少なくとも前記ベースプレート2の内鍔部10にかかるように、つまりその円錐面からなるコーン破壊面15と内鍔部10とが少なくとも交わる位置関係に設定される。
【0010】
しかして、地震時に図示のように鋼管柱1に引張力Fが作用した場合には、アンカーボルト3の引抜き抵抗力に、内部アンカー12の引抜き抵抗力が加わるので、柱脚部が補強される。すなわち、鋼管柱1の内方に張出した内鍔部10の内部コンクリート16に対する支圧力、及び鋼管柱1の内面や内部アンカー12の外面と内部コンクリート16との摩擦力を介して、内部アンカー12に前記引張力Fに対する引抜き抵抗力が発生する。この場合、本発明によれば、前記コーン破壊面15が少なくとも前記内鍔部10にかかる位置関係に設定されることから、内鍔部10と定着部材13間、従って鋼管柱1と内部アンカー12との間のより効果的な定着力の伝達が可能になる。因みに、前記中央開口部11が大きく、コーン破壊面15の下端部が内鍔部10にかからない場合には、定着部材13の定着作用が有効に働かずに、より小さな引張力によって内部アンカー12が内部コンクリート16から抜出てしまうことになる。なお、鋼管柱1に圧縮力が作用した場合には、その圧縮力はベースプレート2を介して基礎コンクリート4に伝達されて支持されるとともに、鋼管柱1の内面と摩擦接合した内部コンクリート16を介して基礎コンクリート4に伝達されて支持されることから、ベースプレート2に中央開口部11を設けたことによる耐力低下はない。また、鋼管柱1に剪断力が作用した場合に対しても、内部アンカー12により補強される。
【0011】
図4は本発明の第2実施例の柱脚部を示した縦断面図である。本実施例は、前記第1実施例の変形例であり、前記定着部材13を頂部とし内部アンカー12との間の円錐角θを略45度とする円錐面によって表される前記コーン破壊面15がベースプレート2の内鍔部10上に若干でもかかるように、その内鍔部10の内縁部17間の内幅、すなわち中央開口部11の幅をコーン破壊面15より若干小さく設定した場合を示したものである。なお、コーン破壊面15の下部と内鍔部10との位置関係は、定着部材13、すなわち内部アンカー12の設定高さにも関わる。本実施例は、定着部材13の高さを最小に設定した場合を例示したものであり、前記第1実施例の場合を含めてこれ以上の高さに設定すれば、コーン破壊するまで内部アンカー12の引抜き抵抗力を鋼管柱1に有効に伝達することができる。逆に、これより定着部材13の高さが低く、コーン破壊面15の下部全体が中央開口部11内に位置する場合には、円錐台状のコーン部分がベースプレート2の内鍔部10によって支持されないため、より小さな引張力によって中央開口部11を抜出して早期にコーン破壊してしまうことになる。
【0012】
以上のように、本発明によれば、図4に示した第2実施例のように、定着部材13の外径をdとし、内鍔部10の内縁部17間の内幅、すなわち中央開口部11の幅をBとすると、ベースプレート2の内鍔部10と定着部材13との間の内部アンカー12の定着長さLa>(B−d)/2の条件を満たすように設定することにより、柱脚部に対する効果的な補強が可能である。因みに、図3に示した第1実施例のように、鋼管柱1の内径をDとし、Lb=(D−d)/2の条件を満たすように設定した場合には、コーン破壊面15の下部が鋼管柱1の内面に丁度達して、強度が大きく、より合理的な補強が可能である。例えば、鋼管柱1として500×500×22mm、内径D=456mmの角形鋼管を使用し、外径d=80mmの定着部材13を用いた場合には、内部アンカー12の定着長さLbは188mmとなり、内部アンカー12の直径を36mmとすれば、その直径の5〜6倍程度に相当することから、アンカー材の直径の少なくとも20倍程度の定着長をとる必要があった従来技術に比較して、内部アンカー12の定着長さLbを大幅に縮小できるため、施工も容易になり柱脚部に対するきわめて合理的な補強作業が可能になる。
【0013】
図5は本発明の第3実施例の要部を示した縦断面図である。図示のように、本実施例は、前記ベースプレート2の内鍔部10の内縁上部をテーパ状に面取りして傾斜部18を設けたものであり、これにより前記円錐台状のコーン部分を支持する内鍔部10側の支圧面積を拡大して、鋼管柱1の柱脚部に対する補強効果の増大を図ったものである。図6は本発明の第4実施例の要部を示した縦断面図である。本実施例では、図示のように、定着部材13の外縁下部をテーパ状に面取りをして傾斜部19を設けたものであり、これにより前記円錐台状のコーン部分を支持する定着部材13側の支圧面積を拡大して、鋼管柱1の柱脚部に対する補強効果の増大を図ったものである。これらの傾斜部18,19は、いずれか一方を採用してもよいし、双方を採用してもよい。
【0014】
図7及び図8は複数本の内部アンカー材を用いる他の形態の柱脚部を示したものであり、本発明はこの形態にも適用が可能である。図7はその柱脚部を示した縦断面図、図8は平面図である。図示のように、本例では、鋼管柱1の内方に、ベースプレート2に形成した中央開口部11を介して、4本の内部アンカー20を設置した場合を示したものである。なお、図中、21は4本のそれぞれの内部アンカー20の上端部を挿通してナットにより固定される定着部材で、それらの間の位置関係を保持する機能も奏する。その中央部に内部コンクリート16の打設時にコンクリートや空気の通路となる開口部22を形成してもよい
【0015】
【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)請求項1の発明では、鋼管柱の内方に設置する内部アンカーの上端部近傍に定着部材を設け、しかもその定着部材を頂部とし内部アンカーとの間の円錐角を略45度とする円錐台状の円錐面からなるコーン破壊面が、少なくともベースプレートの内鍔部にかかるように構成したので、定着部材の設置により内部アンカーの定着作用が向上し、鋼管柱の柱脚部に対する内部アンカーによる補強作用をより効果的に行うことが可能である。しかも、内部アンカーに設けた定着部材に基づく前記コーン破壊面とベースプレートの内鍔部との位置関係が、前者のコーン破壊面が少なくとも後者の内鍔部にかかる位置関係に規制されることから、内部アンカーの鋼管柱内部に突出する定着長さを合理的かつ的確に縮小することが可能である。
(2)請求項2の発明では、前記定着部材の中心を頂点とし、前記内部アンカーとの間の円錐角を略45度とする円錐面が、前記内鍔部と鋼管柱との接合部より上方に越えないように、定着部材とベースプレートの内鍔部との位置関係を保持した状態に、前記内部アンカーを設置するように構成したので、内部アンカーの長さをより合理的に縮小することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例に係る柱脚部を示した縦断面図である。
【図2】 同実施例の平面図である。
【図3】 図1の要部拡大図である。
【図4】 本発明の第2実施例に係る柱脚部を示した縦断面図である。
【図5】 本発明の第3実施例の要部を示した縦断面図である。
【図6】 本発明の第4実施例の要部を示した縦断面図である。
【図7】 他の形態の柱脚部を示した縦断面図である。
【図8】 同柱脚部を示した平面図である
【符号の説明】
1…鋼管柱、2…ベースプレート、3…アンカーボルト、4…基礎コンクリート、5…挿通孔、6…充填物、7…締付けナット、8…ロックナット、9…ワッシャ、10…内鍔部、11…中央開口部、12…内部アンカー、13…定着部材、14…固定ナット、15…コーン破壊面、16…内部コンクリート、17…内縁部、18,19…傾斜部、20…内部アンカー、21…定着部材、22…開口部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for reinforcing a column base in a steel pipe structure using a steel pipe itself or a concrete-filled steel pipe as a steel column.
[0002]
[Prior art]
Attention has recently been paid to technical problems such as anchor bolts that fix steel column bases to foundation concrete being broken by repeated loading of tension and compression during earthquakes, which can cause buildings to collapse. . In order to eliminate such damage, countermeasures such as increasing the number of anchor bolts have been taken. In this countermeasure, however, the increased anchor bolts will cause the bar arrangement in the foundation concrete to be included. There is a technical difficulty that the work becomes complicated and not only the workability is hindered but also the cost is increased. In addition, since the installation of anchor bolts requires very high installation accuracy, the construction required a high technical level and a large work load.
[0003]
Therefore, as a reinforcement technology for the column base of the steel pipe structure, in addition to anchor bolts that fix the base plate integrally provided at the lower end of the steel pipe column to the foundation concrete, reinforcing bars are inserted and installed inside the lower part of the steel pipe column. Further, a technical means for reinforcing the column base portion using the fixing force is disclosed (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-297480). According to this conventional technology, the inner space of the steel pipe is used to install the internal anchors made of reinforcing bars, etc., so that a large number of anchors are not concentrated only on the periphery of the base plate, and tightening is possible. Since the installation positions are distributed between the anchor bolts and the internal anchors, the workability related to the installation is improved, and the degree of hindering the reinforcement work of the foundation concrete portion is greatly reduced. However, since the internal anchor simply inserts the reinforcing bar inside the lower part of the steel pipe column, a large fixing action cannot be expected, and it is necessary to increase the installation length in the steel pipe, which is at least 20 times the diameter of the reinforcing bar. It was necessary to take about twice.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention was invented in view of the conventional technical situation as described above, and reinforces the column base portion of the steel pipe structure by installing the internal anchor made of a reinforcing bar or the like by utilizing the internal space of the steel pipe column. Therefore, it is an object to improve the reinforcing action so that it can be realized more effectively and rationally.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, attention is paid to the fracture mode of the anchor material. The fracture forms of anchor materials can be roughly divided into the following three forms. In other words, failure mode in which anchor material is weak and anchor material is pulled out and destroyed, failure mode in which anchor force is strong with foundation concrete and anchor material breaks and breaks, anchor material is strong and foundation concrete is fixed It can be roughly classified into a fracture mode in which a cone is broken from a conical surface of approximately 45 degrees with the member as the top. The present invention pays attention to the fact that the last cone breaking mode is effective for strengthening the fixing force in this case, and the reinforcing action of the internal anchor inserted and installed in the lower inner side of the steel pipe column is more effective. It is configured so that it can be realized reasonably. That is, in the present invention, in the column base portion of the steel pipe structure in which the base plate integrally provided by welding or the like at the lower end portion of the steel pipe column is tightened and fixed using the anchor bolt fixed to the basic concrete, the steel plate column is attached to the base plate. A central opening is formed with the inner flange protruding inward, and an inner anchor is inserted into the lower inner side of the steel pipe column through the central opening, and in the vicinity of the upper end of the inner anchor. While installing the fixing member, the cone breaking surface composed of a truncated cone-shaped conical surface whose upper part is cut by the fixing member, the cone angle between the fixing member and the internal anchor is approximately 45 degrees . as according to the inner brim portion of at least the base plate, i.e. the so intersect at least the inner flange portion and the cone fracture surface formed from the conical surface, their fixing member and the base The state of holding the positional relationship between the inner brim portion of the rate, adopts the technical means of placing the inner anchor. As a result, the inner anchor has its cone breaking surface disposed at least in a positional relationship with respect to the inner flange portion of the base plate, so that the fixing force based on the fixing member provided on the inner anchor protrudes inward of the steel pipe. Rutotomoni can be effectively transmitted to the steel pipe side via the inner flange portion, the insertion amount projecting into the steel tube of the internal anchor that is longer than necessary is suppressed more the columnar leg portion of the steel pipe structure Effective and reasonable reinforcement is possible.
[0006]
According to a second aspect of the present invention, a conical surface having the center of the fixing member as a vertex and a conical angle with the inner anchor of approximately 45 degrees is a joint portion between the inner flange portion and the steel pipe column. In other words, the inner anchor is installed so that the positional relationship between the fixing member and the inner flange of the base plate is maintained so as not to exceed the inner edge of the joint between the base plate and the steel pipe column. Thus, the length of the inner anchor can be reduced more easily and accurately . This is because the fixing action by the fixing member is set so as to be supported by the inner flange, assuming cone breakage occurring at least from any part between the center of the fixing member and the outer periphery of the fixing member. It is sufficient if the inner anchor is longer than that, so that the conical surface as a boundary surface of the cone fracture generated from the center of the fixing member exceeds the joint between the inner flange and the steel pipe column. This is because the fixing force of the internal anchor cannot be effectively increased only by the increase due to the adhesive force even if it is set. That is, as described above, the conical surface with the center of the fixing member as the apex and the conical angle with the internal anchor being approximately 45 degrees does not exceed the joint between the inner flange and the steel pipe column. If set in this way, the length of the inner anchor can be reduced more reasonably.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention can be widely applied to a steel pipe structure using a steel pipe itself or a concrete-filled steel pipe as a steel column. The shape of the steel pipe column can be widely applied to a square shape, a round shape, and other shapes. The anchor bolt is not particularly limited as long as the anchor plate is embedded in the foundation concrete and can fix and fix the base plate integrally provided at the lower end of the steel pipe column using its fixing force. Is not a question. Also, the internal anchor may be anything that can be inserted and installed in the lower inside of the steel pipe column to reinforce the column base, such as a general deformed reinforcing bar or a screw reinforcing bar that has a threaded outer peripheral surface. Is possible. With regard to the installation method of the inner anchor, various installation forms such as a form in which one anchor material is installed in the lower central part of the steel pipe column, and a form in which a plurality of anchor materials are arranged around it are possible. However, it is set so as not to hinder the bar arrangement work in consideration of the relationship with other bar arrangement states in the foundation concrete. In addition, the internal anchor may be inserted into the site in advance in a factory or the like by being inserted into the lower inner side of the steel pipe column and fixed by the internal concrete. After fixing at the position and installing the steel pipe column, internal concrete may be placed inside the steel pipe column. The fixing member installed in the vicinity of the upper end of the inner anchor is one in which the fixing plate is configured integrally with the nut, or is configured separately from the nut so as to be sandwiched and supported between the upper and lower nuts. Alternatively, an appropriate form such as one using the nut itself as a fixing means is possible.
[0008]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the column base portion, and FIG. 2 is a plan view. In the figure, reference numeral 1 denotes a square steel pipe column, and a base plate 2 is integrally provided at the lower end thereof by welding or the like. The peripheral portion of the base plate 2 is fastened and fixed using eight anchor bolts 3 in this embodiment. The anchor bolt 3 is embedded in the foundation concrete 4, and the upper end portion is inserted into an insertion hole 5 formed in the peripheral portion of the base plate 2. At the time of construction, after adjusting the height level and verticality of the base plate 2 using adjustment mortar and the like, the filler 6 such as grout material is filled between the base concrete 4 and solidified, and then the anchor bolt 3 is tightened with a predetermined tightening force by means of a tightening nut 7 screwed into the nut 3, and the tightened state is locked by a lock nut 8. Thereby, the steel pipe column 1 is fastened and fixed through the fixing force of the anchor bolts 3 to the foundation concrete 4. In the figure, 9 is a washer.
[0009]
Next, the characteristic part of the present invention will be described. As shown in the figure, a central opening 11 is formed in the base plate 2 in a state where an inner flange portion 10 projecting inward of the steel pipe column 1 is left. The central opening 11 may be round or other shapes in addition to the square as in the present embodiment. An inner anchor 12 is inserted and installed through the central opening 11. The lower part of the inner anchor 12 is fixed in the foundation concrete 4. A fixing member 13 is installed near the upper end of the internal anchor 12. In the present embodiment, a fixing member 13 made of a rectangular flat plate is used, and the fixing member 13 is supported by a fixing nut 14 screwed into a male screw formed on the upper portion of the internal anchor 12. With respect to the positional relationship between the fixing member 13 and the inner flange portion 10 of the base plate 2, as shown in the enlarged view of the main part of FIG. 3, the cone angle θ between the fixing member 13 and the inner anchor 12 is about 45. The cone breaking surface 15 formed of a truncated cone- shaped conical surface is at least on the inner flange portion 10 of the base plate 2, that is, the cone breaking surface 15 formed of the conical surface and the inner flange portion 10 intersect at least. Ru is set to the position relationship.
[0010]
Thus, when a tensile force F acts on the steel pipe column 1 as shown in the figure at the time of an earthquake, the pulling resistance force of the internal anchor 12 is added to the pulling resistance force of the anchor bolt 3, so that the column base is reinforced. . That is, the inner anchor 12 is mediated by the bearing pressure of the inner flange portion 10 projecting inward of the steel pipe column 1 against the inner concrete 16 and the friction force between the inner surface of the steel pipe column 1 and the outer surface of the inner anchor 12 and the inner concrete 16. Further, a pulling resistance force against the pulling force F is generated. In this case, according to the present invention, the cone breaking surface 15 is set at least in a positional relationship with respect to the inner flange 10, so that the space between the inner flange 10 and the fixing member 13, and hence the steel pipe column 1 and the inner anchor 12. It is possible to more effectively transmit the fixing force between the two. Incidentally, when the central opening 11 is large and the lower end of the cone breaking surface 15 does not cover the inner flange 10, the fixing action of the fixing member 13 does not work effectively, and the inner anchor 12 is pulled by a smaller tensile force. It will be extracted from the internal concrete 16. When a compressive force is applied to the steel pipe column 1, the compressive force is transmitted to and supported by the foundation concrete 4 via the base plate 2, and via the internal concrete 16 that is frictionally bonded to the inner surface of the steel pipe column 1. Therefore, since the central opening 11 is provided in the base plate 2, there is no decrease in yield strength. Further, even when a shearing force is applied to the steel pipe column 1, it is reinforced by the internal anchor 12.
[0011]
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a column base portion of a second embodiment of the present invention. This embodiment is a modification of the first embodiment, and the cone breaking surface 1 represented by a conical surface having the fixing member 13 as a top and a cone angle θ between the fixing member 13 and the inner anchor 12 of approximately 45 degrees. When the inner width between the inner edge portions 17 of the inner collar portion 10, that is, the width of the central opening portion 11 is set slightly smaller than the cone breaking surface 15 so that 5 is slightly applied on the inner collar portion 10 of the base plate 2. It is shown. The positional relationship between the lower portion of the cone breaking surface 15 and the inner collar portion 10 is also related to the set height of the fixing member 13, that is, the inner anchor 12. This embodiment illustrates the case where the height of the fixing member 13 is set to the minimum. If the height is set higher than that including the case of the first embodiment, the internal anchors until the cone breaks. Twelve pulling resistance forces can be effectively transmitted to the steel pipe column 1. Conversely, when the height of the fixing member 13 is lower than this and the entire lower part of the cone breaking surface 15 is located in the central opening 11, the truncated cone-shaped cone portion is supported by the inner flange portion 10 of the base plate 2. Therefore, the central opening 11 is pulled out with a smaller tensile force and the cone is destroyed at an early stage.
[0012]
As described above, according to the present invention, as in the second embodiment shown in FIG. 4, the outer diameter of the fixing member 13 is d, and the inner width between the inner edge portions 17 of the inner collar portion 10, that is, the central opening. When the width of the portion 11 is B, the fixing length La of the inner anchor 12 between the inner flange portion 10 of the base plate 2 and the fixing member 13 is set to satisfy the condition of La> (Bd) / 2. Effective reinforcement for the column base is possible. Incidentally, when the inner diameter of the steel pipe column 1 is set to D and the condition of Lb = (D−d) / 2 is set as in the first embodiment shown in FIG. The lower part just reaches the inner surface of the steel pipe column 1, and the strength is high and more rational reinforcement is possible. For example, when a square steel pipe having a size of 500 × 500 × 22 mm and an inner diameter D = 456 mm is used as the steel pipe column 1 and the fixing member 13 having an outer diameter d = 80 mm is used, the fixing length Lb of the inner anchor 12 is 188 mm. If the diameter of the inner anchor 12 is set to 36 mm, it corresponds to about 5 to 6 times the diameter, so that it is necessary to take a fixing length of at least about 20 times the diameter of the anchor material. Since the fixing length Lb of the inner anchor 12 can be greatly reduced, the construction is facilitated and a very rational reinforcement work for the column base can be performed.
[0013]
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an essential part of a third embodiment of the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, the inner edge upper portion of the inner flange portion 10 of the base plate 2 is chamfered in a tapered shape to provide an inclined portion 18, thereby supporting the cone-shaped cone portion. The bearing area on the inner flange 10 side is expanded to increase the reinforcement effect on the column base of the steel pipe column 1. FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an essential part of a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, as shown in the figure, the lower portion of the outer edge of the fixing member 13 is chamfered in a tapered shape to provide an inclined portion 19, thereby supporting the truncated cone-shaped cone portion side. The bearing area is expanded to increase the reinforcing effect on the column base of the steel pipe column 1. Either one or both of these inclined portions 18 and 19 may be employed.
[0014]
7 and 8 show other types of column bases using a plurality of internal anchor members, and the present invention can also be applied to this mode . FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing the column base, and FIG. 8 is a plan view. As shown in the figure, in this example, the case where four internal anchors 20 are installed inside the steel pipe column 1 through the central opening 11 formed in the base plate 2 is shown . In the figure, reference numeral 21 denotes a fixing member that is inserted through the upper ends of the four inner anchors 20 and fixed by nuts, and also has a function of maintaining the positional relationship between them. You may form the opening part 22 used as the passage of concrete or air at the time of the placement of the internal concrete 16 in the center part .
[0015]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) In the invention of claim 1, a fixing member is provided in the vicinity of the upper end portion of the internal anchor installed inside the steel pipe column, and the conical angle between the fixing member and the internal anchor is approximately 45 degrees. internal cone fracture surface consisting of a truncated cone shape of the conical surface, for at least so constructed as according to the inner flange portion of the base plate, the fixing effect of the internal anchor is improved by installation of a fixing member, columnar leg portion of the steel column to It is possible to more effectively perform the reinforcing action by the anchor. Moreover, since the positional relationship between the cone breaking surface based on the fixing member provided on the internal anchor and the inner flange portion of the base plate is regulated by the positional relationship where the former cone breaking surface is at least applied to the latter inner flange portion , It is possible to rationally and accurately reduce the fixing length protruding inside the steel pipe column of the inner anchor.
(2) In the invention of claim 2, the conical surface having the apex at the center of the fixing member and the conical angle between the inner anchor and the inner anchor being approximately 45 degrees is formed by the joint between the inner flange and the steel pipe column. Since the inner anchor is installed in a state where the positional relationship between the fixing member and the inner flange portion of the base plate is maintained so as not to exceed the upper side, the length of the inner anchor can be more rationally reduced. Is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a column base according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the same embodiment.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 1;
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a column base according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an essential part of a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an essential part of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing another form of the column base.
FIG. 8 is a plan view showing the column base .
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steel pipe column, 2 ... Base plate, 3 ... Anchor bolt, 4 ... Foundation concrete, 5 ... Insertion hole, 6 ... Filling material, 7 ... Fastening nut, 8 ... Lock nut, 9 ... Washer, 10 ... Inner collar part, 11 ... central opening, 12 ... inner anchor, 13 ... fixing member, 14 ... fixing nut, 15 ... cone fracture surface, 16 ... inner concrete, 17 ... inner edge, 18, 19 ... inclined portion, 20 ... inner anchor, 21 ... Fixing member, 22 ... opening

Claims (2)

鋼管柱の下端部に一体的に設けられたベースプレートを基礎コンクリートに定着したアンカーボルトにより締付け固定する鋼管構造の柱脚部において、前記ベースプレートに鋼管柱の内方に張出した内鍔部を残した状態に中央開口部を形成し、該中央開口部を介して前記鋼管柱の下部内方に内部アンカーを挿通し、かつ該内部アンカーの上端部近傍に定着部材を設置するとともに、その定着部材を頂部とし前記内部アンカーとの間の円錐角を略45度とする円錐台状の円錐面からなるコーン破壊面が、少なくとも前記ベースプレートの内鍔部にかかるように、それらの定着部材とベースプレートの内鍔部との位置関係を保持した状態に、前記内部アンカーを設置することを特徴とする鋼管構造における柱脚部の補強構造。In the column base part of the steel pipe structure in which the base plate integrally provided at the lower end of the steel pipe column is fastened and fixed by anchor bolts fixed to the basic concrete, the inner flange part protruding inward of the steel pipe column is left on the base plate A central opening is formed in the state, an internal anchor is inserted into the lower inner side of the steel pipe column through the central opening, and a fixing member is installed in the vicinity of the upper end of the internal anchor. The inside of the fixing member and the base plate is arranged such that a cone breaking surface composed of a truncated cone- shaped conical surface having a cone angle between the top and the inner anchor of approximately 45 degrees is applied to at least the inner flange portion of the base plate. A reinforcing structure for a column base in a steel pipe structure, wherein the internal anchor is installed in a state in which a positional relationship with a collar portion is maintained. 前記定着部材の中心を頂点とし、前記内部アンカーとの間の円錐角を略45度とする円錐面が、前記内鍔部と鋼管柱との接合部より上方に越えないように、定着部材とベースプレートの内鍔部との位置関係を保持した状態に、前記内部アンカーを設置することを特徴とする請求項1に記載の鋼管構造における柱脚部の補強構造。  The fixing member is arranged such that a conical surface having the apex at the center of the fixing member and a conical angle between the inner anchor and the inner anchor of approximately 45 degrees does not exceed the joint between the inner flange portion and the steel pipe column. The reinforcement structure of the column base part in the steel pipe structure according to claim 1, wherein the internal anchor is installed in a state in which the positional relationship with the inner flange part of the base plate is maintained.
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