JP4834185B1 - 建築物の柱脚部、及び建築物の柱脚部の固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 柱脚部が固定されるコンクリート基礎の規模を最小限に抑えることができる建築物の柱脚部及びその固定方法を提供する。
【解決手段】 建築物の柱１０の下端には、下端の開口を覆うようにプレート２０が取り付けられ、プレート２０の下面には、柱１０の曲げ耐力よりも小さい曲げ耐力を有する挿入柱３０が突設されている。挿入柱３０をコンクリート基礎４０の上面に空けられた穴５０に挿入し、グラウト６０を充填する。グラウト６０は、挿入柱３０のプレート２０に接続された上端から、下端に達する途中の中間点までの間の、穴５０の開口部よりも下方の高さＬまで充填され、高さＬからプレート２０までの間に、挿入柱３０の周面がグラウト６０に直接支持されることなく曲がることが可能な部分が設けられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、建築物の柱の下端部に設けられ、コンクリート基礎の上方に開口した穴に挿入し、穴との間にグラウトを充填して固定するための建築物の柱脚部及びその固定方法に関し、特に柱脚部が固定される基礎の規模を最小限に抑えることができる建築物の柱脚部及びその固定方法に関する。

建築物（工作物を含む。）の柱は、地中若しくは地上の低い位置に打設されたコンクリート基礎上に立てられる。柱の下端近くの柱脚部はさまざまな方法でコンクリート基礎に対し固定される。特開平２−１９０５２１号公報には、鉄筋コンクリート造の基礎に設けられた穴に鉄骨柱を建て込んで、後打ちコンクリートを充填する柱脚部の固定方法が開示されている。特開２００８−２１０９公報には、基礎に埋め込んだアンカーボルトの突出部をベースプレートのアンカーボルト挿入用孔に挿入し、ナットで締め付ける柱脚部の構造が開示されている。このような構成においては、コンクリート基礎の水平方向及び垂直方向のサイズが非常に大きく且つ堅牢にならざるを得なかった。コンクリート基礎の規模が大きくなると、コンクリートや鉄筋等の材料も多く使用しなければならず、工期も長くなるため、建築コストがその分嵩むほか、コンクリート基礎の大きさが、その上に構築することのできる建築物自体の床の高さや広さ等を過度に規制してしまっていた。

特開平２−１９０５２１号公報 特開２００８−２１０９公報

よって本発明の目的は、柱脚部が固定されるコンクリート基礎の規模を最小限に抑えることができる建築物の柱脚部及びその固定方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、建築物の柱の下端部に設けられ、コンクリート基礎の上方に開口した穴に挿入し、穴との間にグラウトを充填して固定するための建築物の柱脚部において、前記柱の下端に、下端の開口を覆うように取り付けられたプレートと、前記プレートの下面から下方向に向かって突設され、且つ前記柱の曲げ耐力よりも小さい曲げ耐力を有する挿入柱とを含み、前記挿入柱には、前記プレートに接続された上端から下端の手前までの間に、前記挿入柱の外周面とグラウトとが直に接することを妨げる緩衝材が周設されているように建築物の柱脚部を構成した。

また本発明は、建築物の柱の下端部に設けられた柱脚部を、コンクリート基礎の上方に開口した穴に挿入し、穴との間にグラウトを充填して固定する建築物の柱脚部の固定方法において、前記挿入柱を前記穴に挿入する工程と、前記緩衝材の下端を超える高さまでグラウトを充填する工程とを含んで建築物の柱脚部の固定方法を構成した。

本発明に係る建築物の柱脚部においては、プレートを介して挿入柱が建築物の柱と接続されており、挿入柱は建築物の柱の曲げ耐力よりも小さい曲げ耐力を有する。従って、コンクリート基礎が回転したときには、挿入柱が曲げ応力の少なくとも一部を吸収することができる。挿入柱に曲げ応力を吸収させるためには、穴に挿入された挿入柱には、プレートに接続された上端から、下端に達する途中の中間点までの間に、挿入柱の周面がグラウトに直接支持されることなく曲がることが可能な部分を設けて建築物の柱脚部を固定する。

挿入柱の曲がることが可能な部分は、挿入柱に、プレートに接続された上端から下端の手前までの間に緩衝材を周設し、挿入柱の外周面とグラウトとが直に接することを妨げるようにして、緩衝材の下端を超える高さまでグラウトを充填することによって構成できる。

以上のような構成によれば、従来の柱脚部の構造の耐力が、その上に立設される柱の耐力が基準とされ、柱の耐力以上の、いわゆる１００％耐力を有するように設計されていたのに対し、本発明に係る建築物の柱脚部及びその固定方法によれば、柱脚部の挿入柱に曲げ応力の少なくとも一部を吸収させるようにしたので、各建築物により異なる建築物全体の変形の許容値を自由に設計することが可能であり、よってコンクリート基礎の規模及び堅牢性を必要最小限に抑えることができる。

本発明に係る建築物の柱脚部においては、プレートを介して挿入柱が建築物の柱と接続されており、挿入柱は前記プレートに接続された上端から下端までのいずれの横断面における最大の長径の長さも、建築物の柱の横断面における最大の長径の長さよりも短い。従って、コンクリート基礎の規模は、少なくとも水平方向については小さくすることが可能である。

以上のように本発明に係る建築物の柱脚部及びその固定方法によれば、コンクリート基礎の規模を小さく抑えることができるので、材料費の節減及び工期の短縮を実現してコストを縮減することができる。

図１は、本発明に係る建築物の柱脚部の実施の形態を示す正面図であり、コンクリート基礎部分は断面で表し、またコンクリート基礎部分の下部及び柱の上部は省略して示してある。 図２は、図１の建築物の柱脚部を示す平面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る建築物の柱脚部及びその固定方法の最良の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明は発明をより深く理解するためのものであって、特許請求の範囲を限定するためのものではない。

図１，２は本発明に係る建築物の柱脚部の実施の形態を示す。各図において、柱１０の下端にはプレート２０の上面が取り付けられており、プレート２０の下面には挿入柱３０が突設されている。コンクリート基礎４０には上面に開口した穴５０が設けられており、穴５０と挿入柱３０との間にはグラウト６０が充填されている。

柱１０は鋼管製の円柱であって、建築物の１階の柱である。柱１０の下端の開口を覆って、鉄製のプレート２０が溶接されて取り付けられている。プレート２０は柱１０の外径よりもやや大きい径を有し、両面が平坦な円形であって、柱１０が容易且つ十分な強度で溶接できる。プレート２０は、その上面が柱１０の中心軸に直交し、かつ柱１０と中心軸が合致するように溶接されている。プレート２０の下面に溶接された挿入柱３０は、柱１０よりも径が小さく、かつ肉厚が薄い鋼管製である。挿入柱３０はプレート２０の下面から下方向に向かって、プレート２０の下面に対し長手方向の中心軸が直交するように突設されている。挿入柱３０の下端開口には、鋼板製の蓋３２が溶接されて閉じられている。挿入柱３０の上部の周面には、プレート２０に接続された上端から下端の手前までの間に、発泡樹脂シート製の緩衝材３１が周設されている。基礎コンクリート４０の上面に空けられた穴５０は穴用鋼管５２を立設してからコンクリートを打設することにより形成される。穴用鋼管５２の下端には底板５４が溶接されて、穴５０の底面を構成する。穴５０は、基礎コンクリート４０の上面の浅溝５１の中心に形成される。浅溝５１はプレート２０の外径よりもやや長い径を有する円筒状であり、プレート２０の高さとほぼ同一の深さである。

なお、他の実施の形態においては、柱は鋼管製の角柱であり、プレートは角柱の横断面の形状より一回り大きい方形である。またプレートの形は中央に孔の空けられたリング状でもよく、その場合、挿入柱にプレートを溶接した後、柱を溶接する前に、プレートの孔から中空の挿入柱の内部にグラウト材が充填されていてもよい。また挿入柱の本数及び形状はここに記載した実施の形態に限定されるものではなく、柱の曲げ耐力よりも小さい曲げ耐力を有するように構成されていれば足り、形状や径の大きさや材質は問わない。挿入柱には、例えば角柱、角パイプなども使用可能であるほか、２本のアングルをボックス状に組み合わせたようなものでもよい。また他の実施の形態においては、緩衝材は不織布製あるいは段ボール紙製等である。緩衝材は、グラウト６０が挿入柱３０の周面に直に接するのを妨げることができるとともに、面方向に生ずる圧力に抗するために、ある程度の弾性を有する材料製であることが好ましい。

上述のような柱脚部を備えた柱１０は、コンクリート基礎４０に設けられた穴５０に挿入柱３０を挿入してグラウト６０を充填することにより固定される。コンクリート基礎４０は、まず下段のコンクリートが打設された後、その上に穴５０を形成するための穴用鋼管５２を載置し、上段のコンクリートを打設することにより構築される。

他の実施の形態においては、コンクリート基礎は上下段の構成ではなく、段差がなくてもよい。また上下段の基礎は、穴用鋼管５２を位置決めした後、同時に打設されてもよい。さらに穴を形成する手段は、例えばボイド型枠等、箱抜きできるものであれば足りる。穴の形状も、円筒状に限らず、例えば角筒状でもよい。

次に、柱１０をコンクリート基礎４０に固定する工程について説明する。

柱１０に柱脚部を取り付ける作業は工場内で行われ、柱脚部が取り付けられた柱１０が建築現場へ搬送されて、コンクリート基礎４０上に立設される。工場内では、挿入柱３０の下端に蓋３２が溶接され、挿入柱３０の上端にプレート２０の下面が溶接され、柱１０にプレート２０の上面が溶接される。

上述のように建築現場ではコンクリート基礎４０が打設される。すなわち下段のコンクリートが打設された後、穴用鋼管５２を載置し、上段のコンクリートを打設する。建築現場に搬送された柱１０はクレーンで吊り下げられ、穴５０に挿入される。浅溝５１はプレート２０の外径よりもやや長い径を有する円筒状であり、プレート２０の高さとほぼ同一の深さである。よって、プレート２０が浅溝５１の底に当接する位置まで挿入柱３０を下降させた後に、プレート２０を浅溝５１中で水平方向に移動させることができ、これにより柱１０の水平方向の位置を微調整することが可能である。位置決め後、グラウト６０が、穴５０を全部埋めて、プレート２０の下面に達するまで充填される。

本実施の形態に係る建築物の柱においては、挿入柱３０に周設された緩衝材３１により、グラウト６０が挿入柱３０の周面に直接触れて支持されることのない、曲がることができる部分を生ずる。また緩衝材３１を周設する長さを調節することにより、建築物の変形の許容値に応じた曲げ耐力の大きさを決定することができる。

次に本実施の形態の作用について説明する。

本実施の形態に係る建築物の柱脚部においては、挿入柱３０は柱１０の曲げ耐力よりも曲げ耐力がより小さく、且つ挿入柱３０には、挿入柱３０に周設された緩衝材３１により、グラウト６０が挿入柱３０の周面に直接触れてグラウト６０に支持されていない、曲がることが可能な部分が設けられているので、地震時にコンクリート基礎４０が回転したときには、挿入柱３０が曲げ応力を柱１０に優先して吸収することになる。

従って本実施の形態に係る建築物の柱脚部及びその固定方法によれば、各建築物により異なる建築物全体の変形の許容値を自由に設計することが可能である。よってコンクリート基礎の規模及び堅牢性を必要最小限に抑えることができ、これにより材料費の節減及び工期の短縮を実現してコストを縮減することができる。

具体的には、例えば図２のコンクリート基礎４０には基礎梁８０が接続されるが、柱脚部を固定するための構造の左右の幅が、柱１０の幅とほとんど同じ小ささなので、通常この箇所に設けられている水平ハンチが不要となり、鉄筋８２も水平ハンチに合致するように湾曲させる必要はなく、真っ直ぐなままで足りる。よって基礎の規模が小さくなるとともに、基礎工事も技術的に容易で、短時間で済む。同様に、アンカーボルト等を使用する従来の工法に比較すると、建築物の床の高さとコンクリート基礎の上面との間を狭くすることができ、その分基礎を地中深くまで埋める必要がない。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態によって限定されることはなく、本発明の要旨の範囲内において、適宜変形実施が可能であることは言うまでもない。

１０…柱
２０…プレート
３０…挿入柱
４０…コンクリート基礎
５０…穴
６０…グラウト

Claims (2)

1. 建築物の柱の下端部に設けられ、コンクリート基礎の上方に開口した穴に挿入し、穴との間にグラウトを充填して固定するための建築物の柱脚部において、
   前記柱の下端に、下端の開口を覆うように取り付けられたプレートと、
   前記プレートの下面から下方向に向かって突設され、且つ前記柱の曲げ耐力よりも小さい曲げ耐力を有する挿入柱とを含み、
   前記挿入柱には、前記プレートに接続された上端から下端の手前までの間に、前記挿入柱の外周面とグラウトとが直に接することを妨げる緩衝材が周設されたことを特徴とする建築物の柱脚部。
2. 建築物の柱の下端部に設けられた柱脚部を、コンクリート基礎の上方に開口した穴に挿入し、穴との間にグラウトを充填して固定する建築物の柱脚部の固定方法において、
   請求項１に記載の建築物の柱脚部の前記挿入柱を前記穴に挿入する工程と、
   前記緩衝材の下端を超える高さまでグラウトを充填する工程とを含むことを特徴とする建築物の柱脚部の固定方法。