JP4809074B2 - Seismic reinforcement structure and method for steel column exposed column base - Google Patents
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Description
本発明は鋼構造露出柱脚の耐震補強構造および補強工法に関する。 The present invention relates to a seismic reinforcing structure and a reinforcing method for a steel structure exposed column base.
従来、建築構造物を、アンカーボルトにより基礎コンクリートに定着し、支持する工法として露出柱脚が用いられている。
平成7年兵庫県南部地震の経験により現在は、大地震の際にはアンカーボルトの塑性変形によって地震エネルギーを吸収し、建築構造物の倒壊を防ぐように配慮した耐震設計が行われている。
近年は、アンカーボルトの素材として、降伏比を70%以下に抑えたJISG3138SNR材をベースとした転造ネジまたは切削ネジアンカーボルトが使用されている。
Conventionally, exposed column bases are used as a method of fixing and supporting a building structure on foundation concrete with anchor bolts.
Based on the experience of the 1995 Hyogo-ken Nanbu Earthquake, seismic design is currently under consideration to prevent collapse of building structures by absorbing seismic energy by plastic deformation of anchor bolts in the event of a large earthquake.
In recent years, a rolled screw or a cutting screw anchor bolt based on a JISG3138 SNR material whose yield ratio is suppressed to 70% or less is used as a material of the anchor bolt.
しかし、旧来のアンカーボルトには、丸鋼SNR材のようなものはなく、丸鋼(SR材やSS材)等にナットで固定するためのネジ部を切削したものであり、大規模な地震の際に、軸部が十分に塑性変形を行う前に、ネジ部で早期に破断してしまい、建築構造物が倒壊してしまう可能性がある。
現在、この種のアンカーボルトを有する建築構造物が数多く現存しており、何らかの対策を施すことにより、その塑性変形能力を改善することが急務であると考えられている。
However, there is no such thing as a round steel SNR material in the conventional anchor bolts, but it is a large-scale earthquake that cuts the screw part for fixing to round steel (SR material or SS material) with a nut. In this case, before the shaft portion is sufficiently plastically deformed, the screw portion may be broken at an early stage, and the building structure may be collapsed.
At present, there are many building structures having this type of anchor bolt, and it is considered urgent to improve the plastic deformation ability by taking some measures.
本発明は、施工性、経済性に優れた、鋼構造露出柱脚の耐震補強構造および補強工法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the seismic reinforcement structure and reinforcement method of a steel structure exposed column base excellent in workability and economical efficiency.
上記目的を達成するためになされた本願の第1発明は、基礎コンクリートにアンカーボルトを埋設して定着し、基礎コンクリートから露出した前記アンカーボルトの端部にネジ部を設け、締付ナットにより、前記アンカーボルトの端部を建築構造物のベースプレートに固定した、鋼構造露出柱脚の補強構造であって、前記アンカーボルトの、少なくとも前記ネジ部の軸心に、補強芯材を配置し、該補強芯材と、前記アンカーボルトとを固着したことを特徴とする、鋼構造露出柱脚の補強構造を提供するものである。
本願の第2発明は、前記した第1発明において、前記補強芯材が、高張力鋼製または炭素繊維などの高強度新素材を用いた複合材製であることを特徴とする、鋼構造露出柱脚の補強構造を提供するものである。
本願の第3発明は、前記した第1発明または第2発明において、前記補強芯材と前記アンカーボルトとを固着する定着部の下端が、前記アンカーボルトのネジ部の下端よりも下方に位置することを特徴とする、鋼構造露出柱脚の補強構造を提供するものである。
本願の第4発明は、基礎コンクリートにアンカーボルトを埋設して定着し、基礎コンクリートから露出した前記アンカーボルトの端部にネジ部を設け、締付ナットにより、前記アンカーボルトの端部を建築構造物のベースプレートに固定した、鋼構造露出柱脚の補強工法であって、前記アンカーボルトの、少なくとも前記ネジ部の軸心に、孔部を設け、該孔部に補強芯材を挿入し、該補強芯材と、前記アンカーボルトとを固着することを特徴とする、鋼構造露出柱脚の補強工法を提供するものである。
本願の第5発明は、前記した第4発明において、前記補強芯材と前記アンカーボルトとを、螺着、接着、又は溶接により固着したことを特徴とする、鋼構造露出柱脚の補強工法を提供するものである。
1st invention of this application made in order to achieve the said objective, the anchor bolt was embed | buried and fixed to foundation concrete, the thread part was provided in the edge part of the said anchor bolt exposed from foundation concrete, A steel structure exposed column base reinforcing structure in which an end portion of the anchor bolt is fixed to a base plate of a building structure, wherein a reinforcing core material is disposed at least on an axis of the screw portion of the anchor bolt, A reinforcing structure for a steel structure exposed column base is provided, wherein a reinforcing core member and the anchor bolt are fixed.
The second invention of the present application is the steel structure exposure according to the first invention, wherein the reinforcing core material is made of high-strength steel or a composite material using a new high-strength material such as carbon fiber. The reinforcement structure of a column base is provided.
According to a third invention of the present application, in the first invention or the second invention described above, the lower end of the fixing portion that fixes the reinforcing core member and the anchor bolt is positioned below the lower end of the screw portion of the anchor bolt. A reinforcing structure for a steel structure exposed column base is provided.
According to a fourth aspect of the present invention, an anchor bolt is embedded and fixed in foundation concrete, a screw portion is provided at an end portion of the anchor bolt exposed from the foundation concrete, and the end portion of the anchor bolt is constructed by a tightening nut. A steel structure exposed column base reinforcement method fixed to a base plate of an object, wherein a hole is provided at least in the axial center of the threaded portion of the anchor bolt , and a reinforcing core material is inserted into the hole, The present invention provides a method for reinforcing a steel structure exposed column base, characterized by adhering a reinforcing core material and the anchor bolt.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for reinforcing a steel structure exposed column base according to the fourth aspect described above, wherein the reinforcing core member and the anchor bolt are fixed by screwing, bonding, or welding. It is to provide.
本発明は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
<1>既存のアンカーボルトを補強し、アンカーボルトネジ部の早期破断による建築構造物の倒壊を防ぐことができる。
<2>既存アンカーボルトに孔部を設けるだけなので、容易に施工することができる。
<3>既存のアンカーボルトはそのまま使用できるため、補強工事費が安価で済む。
The present invention can obtain at least one of the following effects by means for solving the above-described problems.
<1> The existing anchor bolt can be reinforced to prevent the building structure from collapsing due to the early breakage of the anchor bolt screw portion.
<2> Since the hole is only provided in the existing anchor bolt, it can be easily constructed.
<3> Since existing anchor bolts can be used as they are, the cost of reinforcement work can be reduced.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<1>アンカーボルトの耐震補強構造
本発明は、図1及び図2に示すように、既存アンカーボルト10の頭部11に設けられた孔部21と、孔部21に挿入して固着する補強芯材20とにより構成する。
<1> Seismic Reinforcement Structure of Anchor Bolt As shown in FIGS. 1 and 2, the present invention provides a
<2>既存アンカーボルト
既存アンカーボルト10は、建築構造物30の下部に配置される露出柱脚のベースプレート40を基礎コンクリート50に固定しているものである。基礎コンクリート50に埋設して定着した既存アンカーボルト10の露出部に設けたネジ部101をベースプレート40に挿通し、締付ナット12により建築構造物30の下部に設けたベースプレート40を基礎コンクリート50上に固定することにより、建築構造物30を所定の位置に固定している。
既存アンカーボルト10のネジ部101は、軸部102よりも細くなっている。
既存アンカーボルト10は、締付ナット12で締めつけることで、ベースプレート40を固定している。
<2> Existing Anchor Bolt The existing
The threaded
The existing
<3>補強芯材
補強芯材20は、既存アンカーボルト10の頭部11に、既存アンカーボルト10の軸心に設けた孔部21に挿入して固着することで、既存アンカーボルトネジ部101を補強するものである。
補強芯材20は高張力鋼や炭素繊維などの高強度新素材を用いた複合材等の材料からなる。
補強芯材20と既存アンカーボルト10は、螺着により結合して固着する。
<3> reinforcing core material reinforcing
The reinforcing
The reinforcing
<4>耐震補強構造の構築
次に、補強芯材20を用いた鋼構造露出柱脚の耐震補強方法について説明する。
<4> Construction of Seismic Reinforcement Structure Next, a method for seismic reinforcement of a steel structure exposed column base using the reinforcing
図2に示すように、既存アンカーボルト10の頭部11に、既存アンカーボルトの軸心に、ドリルにより孔部21を設ける。孔部21の径や深さは、既存アンカーボルト径や、既存アンカーボルトネジ部101の長さ等により、適宜決定する。
補強芯材20を既存アンカーボルト10に螺着する場合には、孔部21の内側面をネジ状にする。
As shown in FIG. 2, the
When the reinforcing
次に、孔部21に補強芯材20を挿入し、既存アンカーボルト10と一体になるように螺着し、定着部103を形成して固着する。
補強芯材20と既存アンカーボルト10を螺着することにより、既存アンカーボルトネジ部101の引張力の一部を、補強芯材20の頭部201から、補強芯材20の軸部、補強芯材20と既存アンカーボルト10との定着部103を通して既存アンカーボルトの軸部102に伝えることができる。
補強芯材20は、定着部103の下端が、アンカーボルトネジ部101の下端よりも下方に位置するように配置する。
Next, the reinforcing
By screwing the reinforcing
The reinforcing
[作用]
図3に示すように、地震等により、建築構造物30に曲げモーメントMが作用すると、既存アンカーボルト10に引張力Tが作用する。
その際に、固着した補強芯材20により、既存アンカーボルトネジ部101を補強する。これにより、既存アンカーボルト軸部102で引張降伏するより先に、軸部102よりも細い既存アンカーボルトネジ部101が破断することを防止する。
[Action]
As shown in FIG. 3, when a bending moment M acts on the
At that time, the existing anchor
上記のように実施した場合、補強芯材20の寸法は、以下の3つの関係要素により求められる。
When implemented as described above, the dimension of the reinforcing
(i)補強芯材先端孔部と既存アンカーボルト軸部の関係
補強芯材20の先端孔部211が、既存アンカーボルト軸部102降伏前に破断しないために、先端孔部211断面積を控除した既存アンカーボルト軸部102の最大耐力が、既存アンカーボルト軸部102の降伏耐力以上となるように設定する。その関係は次に示す通りである。
孔部211の断面積を控除した既存アンカーボルト軸部102最大耐力≧既存アンカーボルト軸部102の降伏耐力
(I) Relationship between the reinforcing core member tip hole and the existing anchor bolt shaft portion The
Maximum yield strength of existing anchor
(ii)既存アンカーボルトネジ部と既存アンカーボルト軸部の関係
補強芯材20により補強した既存アンカーボルトネジ部101が、既存アンカーボルト軸部102降伏前に破断しないために、既存アンカーボルトネジ部101と補強芯材20との断面の最大耐力の合計が、既存アンカーボルト軸部102の降伏耐力以上となるように設定する。その関係は次に示す通りである。
既存アンカーボルトネジ部101断面の最大耐力+補強芯材20の最大耐力≧アンカーボルト軸部102の降伏耐力
(Ii) Relationship between the existing anchor bolt screw portion and the existing anchor bolt shaft portion The existing anchor
Maximum strength of cross section of existing anchor
(iii)補強芯材と補強芯材定着部の関係
補強芯材20が破断する前に、孔部21から抜脱しないために、補強芯材定着部103のせん断耐力が、補強芯材20の最大引張耐力以上となるように設定する。その関係は次に示す通りである。
アンカーボルト軸部への定着部103のせん断耐力≧補強芯材の最大引張耐力
(Iii) Relationship between Reinforcement Core Material and Reinforcement Core Material Fixing Section In order not to pull out from the
Shear strength of anchoring
上記関係のうち、(i)および(ii)により、補強芯材20の径を決定し、(iii)より定着部103の長さを決定する。
Of the above relationships, the diameter of the reinforcing
[その他実施例]
補強芯材20と既存アンカーボルト10は、螺着ではなく、接着、溶接等により結合して固着することもできる。接着や溶接により結合する場合には、補強芯材20や孔部21をネジ状とする必要はないが、接着や溶接の結合強度に合わせて、補強芯材20の長さを長くし、既存アンカーボルト軸部102への定着部103の長さを確保する必要がある。
[Other Examples]
The reinforcing
10 既存アンカーボルト
101 既存アンカーボルトネジ部
102 既存アンカーボルト軸部
103 補強芯材定着部
11 既存アンカーボルト頭部
12 締付ナット
20 補強芯材
201 頭部
21 孔部
211 補強芯材先端孔部
30 建築構造物
40 ベースプレート
50 基礎コンクリート
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記アンカーボルトの、少なくとも前記ネジ部の軸心に、補強芯材を配置し、
該補強芯材と、前記アンカーボルトとを固着したことを特徴とする、
鋼構造露出柱脚の補強構造。 Anchor bolts were embedded and fixed in the foundation concrete, screw portions were provided at the ends of the anchor bolts exposed from the foundation concrete, and the ends of the anchor bolts were fixed to the base plate of the building structure with a tightening nut. Steel structure exposed column base reinforcement structure,
The anchor bolt, the axis of at least the threaded portion, arranged reinforcing core member,
The reinforcing core material and the anchor bolt are fixed to each other,
Steel structure exposed column base reinforcement structure.
前記アンカーボルトの、少なくとも前記ネジ部の軸心に、孔部を設け、
該孔部に補強芯材を挿入し、
該補強芯材と、前記アンカーボルトとを固着することを特徴とする、
鋼構造露出柱脚の補強工法。 Anchor bolts were embedded and fixed in the foundation concrete, screw portions were provided at the ends of the anchor bolts exposed from the foundation concrete, and the ends of the anchor bolts were fixed to the base plate of the building structure with a tightening nut. A steel structure exposed column base reinforcement method,
The anchor bolt, the axis of at least the threaded portion, is provided a hole,
Insert a reinforcing core into the hole,
The reinforcing core material and the anchor bolt are fixed to each other,
Steel structure exposed column base reinforcement method.
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