JP4877686B2

JP4877686B2 - 柱脚部の固定構造

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Publication number: JP4877686B2
Application number: JP2001184529A
Authority: JP
Inventors: 哲也菅野; 正裕鈴木; 丈史槙枝
Original assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Current assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2021-06-19
Also published as: JP2002371628A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は柱の下端部に取付固定されたベースプレートを、建物の基礎コンクリートに埋め込まれたアンカーボルトの上部に固定する柱脚部の固定構造に係り、特に、露出型柱脚構造の耐震性の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の一般的な露出型の柱脚部の固定構造は、例えば図９に示す如く、基礎コンクリート５１に埋め込まれたアンカーボルト５２上部に、柱５３の下端部に取り付けたボルト孔を有するベースプレート５４を設置し、座金を挿通した後でナット５５締めすること、もしくは直接ナット５５締めすることにより固定していた。図中５６はモルタルである。
【０００３】
従来の鉄骨造の建物の大部分は、極めて稀に発生する大きな地震動に対し、鉄骨造を構成する柱や梁などの主要な構成部材が必ずしも弾性範囲の状態でなくともよく、前記構成部材が降伏点を過ぎて塑性変形することによって、極めて稀に発生する大きな地震動によって建物に入力されるエネルギーを吸収すればよいという考え方に基づいて構造計算がなされている。したがってエネルギー吸収能力の高い前記構成部材を用いた接合部を採用することは、建物の耐震性能を向上させる上で重要である。
【０００４】
柱脚部においても、極めて稀に発生する大きな地震動に対しては、柱脚部が降伏しても可とする考え方があるが、前記従来の技術によれば、露出型の柱脚部は、極めて稀に発生する大きな地震動に対して、一般的にアンカーボルトが降伏点を過ぎて塑性変形するよう設計されており、エネルギー吸収能力は低いとされている。
【０００５】
前述の図９に示す一般的な露出柱脚部が、前述のようにエネルギー吸収能力が低い理由を、図１０(ａ)〜(ｅ)に示す一般的な露出柱脚部が地震動によって変形する図と、図１１（ａ）〜（ｉ）に示すエネルギー吸収能力を表す復元力特性のグラフとを用いて説明すると次の通りである。
【０００６】
先ず図１０（ａ）、(ｄ)に示す如く、地震時には柱５３を回転させる力（以下単にモーメントＭまたはＭと表示する）が生じ、かつその力Ｍによって柱５３には傾斜角（以下単に傾斜角θまたはθと表示する）が生じる。
【０００７】
前記図９は柱５３にモーメントＭが作用していない、即ち地震前の柱脚部の状態を示している。このようにモーメントＭが作用していない状態では、当然の如く柱５３の傾斜角は０であるために、Ｍとθの関係は図１１(ａ)のグラフに示すとおりの原点となる。
【０００８】
次に、地震が発生し、時計回りのモーメントＭが柱５３に作用した場合には図１０(ａ)の如く向かって左側のアンカーボルト５２ａに引張り力が生じ、同時にアンカーボルト５２ａに伸びが発生する。この場合のアンカーボルト５２ａに生ずる引張り力が、アンカーボルト５２ａの弾性範囲であれば、柱５３の傾斜角θ１とモーメントＭ１の関係は図１１(ｂ)のグラフ(イ)の範囲であって、モーメントＭ１が０になると、柱５３は図９の状態及びＭとθの関係は図１１(ａ)のグラフの原点の状態に復帰する。
【０００９】
しかし、上記の場合で、アンカーボルト５２ａの弾性範囲を超える引張り力がアンカーボルト５２ａに生じた場合には、アンカーボルト５２ａは、降伏点を過ぎて塑性化し伸び変形するため、柱５３の傾斜角θ２とモーメントＭ２は図１１(ｂ)のグラフの（ロ）の範囲となる。このとき柱脚部としては塑性変形によるエネルギー吸収をおこなっている。また、この後、モーメントＭ２が０になったとしても、柱５３の傾斜角が残留し、図１０(ｂ)の如く傾斜角は０には戻らない。このときのＭとθの関係を示したものが図１１(ｃ)のグラフであり、同図の(ハ)の点は、モーメントＭが０の状態を示している。
【００１０】
地震は、建物に左右交互に作用するものであるため、柱５３には次に反時計回りのモーメントＭ（時計回りのモーメントを正とすると、反時計回りのモーメントは負となる）が作用する。しかし図１０(ｂ)の状態では、反時計回りの柱５３の傾斜を抑制するための反力が働かないため、ごくわずかなモーメントＭによって図１０(ｃ)の状態まで柱５３は変動する。このときのＭとθの関係を示したものが図１１(ｄ)のグラフであり、同図１１(ｄ)のグラフに示す（ニ）の現象が、スリップ現象と呼ばれている。
【００１１】
柱５３に反時計回りのモーメントＭが作用すると図１０(ｄ)の如く、今度は向かって右側のアンカーボルト５２ｂに引張り力が生じるが、上記時計回りの場合と同様に、アンカーボルト５２ｂの弾性範囲を超える引張り力が生じた場合には、アンカーボルト５２ｂが、降伏点を過ぎて塑性化することで伸び変形し、同時に柱脚部は塑性変形によるエネルギー吸収をおこなっている。このときの状態を示したのが図１０(ｄ)であり、Ｍとθの関係を示したものは図１１(ｅ)のグラフである。
【００１２】
また、上記時計回りの場合と同様に、モーメントが０になった時点でも柱５３の傾斜角θは図１１(ｆ)のグラフ(ヘ)点に示すように０とはならない。また同様に、わずかな時計回りのモーメントＭによって柱５３の傾斜角θは大きく変動する。このときのＭとθの関係を示したものが前記図１１(ｆ)のグラフである。
【００１３】
以上のように、一度スリップ現象が生じると、柱５３の傾斜角θが、図１１（ｆ）のグラフに示すθハとθヘに挟まれている範囲では、柱脚部はほとんど力を負担できない状態であり、柱脚部におけるエネルギー吸収能力はほとんど期待できない。
【００１４】
地震発生中に、図１０（ａ）或は図１０（ｄ）に示した傾斜角θよりも大きい傾斜角の状態になることも考えられる。この場合、再度アンカーボルト５２ａ、５２ｂは塑性変形し、図１０（ａ）或は図１０（ｄ）のアンカーボルト５２ａ、５２ｂの状態からさらに伸び変形する。このとき柱脚部としては塑性変形によるエネルギー吸収を行う。図１１（ｇ）〜図１１（ｉ）のグラフがこの状態を示している。
【００１５】
しかし、モーメントＭが０になった時点で、残留する傾斜角θは図１１（ｈ）のグラフの（ハ）点よりもさらに大きい（ニ）点となる。これはスリップ範囲がさらに広くなったことを示すものである。
【００１６】
塑性化によるエネルギー吸収能力は、復元力特性を表すＭとθの履歴において、ループ状に囲まれた面積の累加で表されるため、スリップ現象をともなう従来技術による一般的な露出柱脚部のエネルギー吸収能力は、図１１(ａ)〜(ｉ)の復元力特性に示すとおり、地震時に生じた柱最大の傾斜角θ及びモーメントＭに基づき算出できるが、累加はなく１サイクル分でしかない。
【００１７】
一方、完全弾塑性型の復元力特性は、エネルギー吸収能力が高いとされている。この完全弾塑性型の復元特性は、図１２(ａ)〜(ｅ)のグラフに示す如く、モーメントＭと傾斜角θとの関係で表され、柱梁接合部の復元力特性がこれに近い。
【００１８】
前述の完全弾塑性型の復元力特性がエネルギー吸収能力の高い理由は、ループ状に囲まれた面積が、スリップ型のそれよりも大きいという影響よりは、地震によって建物は左右交互複数回の変動を余儀なくされ、その間、スリップ型とは異なり常に塑性変形によるエネルギー吸収を行っているため、ループ状に囲まれた面積を、複数回繰り返されるサイクル数分累加したものが、エネルギー吸収能力になるからである。
【００１９】
また、柱脚部の復元力特性がスリップ型であると、柱梁接合部の復元力特性は完全弾塑性型に近い復元力特性であって、柱脚部の復元力特性とは異なることから、建物の第1層には異なる復元力特性が混在することになり、地震時の損傷が第１層に集中し、さらにそのような場合、損傷が完全弾塑性型の復元力特性を持つ要素に偏るため、第１層の柱梁接合部には特に損傷集中が生じるとも言われている。
【００２０】
以上詳述した従来の一般的な露出型の柱脚部の固定構造は、柱脚部の復元力特性がスリップ型となるので、建物の耐震性能上に於いて好ましいことではないことが明らかとなった。そこで、前述の従来の露出型の柱脚部の固定構造の問題点を改善するために、最近になって、後述のような種々の発明がなされ、既に公知技術となって公開されている。
【００２１】
即ち、前述の問題点を解決するために、例えば特開平４−８０４２８号公報（第１公知技術）或は特開平８−２０９７２１号公報(第二公知技術)に示す如く、露出型の柱脚部の固定構造に於いて、アンカーボルトの上部ねじに螺合する上ナットと下ナットとの間にベースプレートを挟持する工法が開発されている。これ等の工法はアンカーボルトに加えられる引張り力によって、従来技術同様にアンカーボルトは降伏後に塑性変形するが、ベースプレート下面に当接する下ナットを配置したことにより、ベースプレートが下がろうとする下向きの力の伝達をアンカーボルトに期待し、アンカーボルトの降伏及び塑性変形後も柱脚部のスリップ現象を防止しようとした工法である。
【００２２】
また、例えば特開平７−３０５４１８号公報（第３公知技術）に示す如く、ベースプレートに働く下向きの力をアンカーボルトへ伝達するため、上記下ナット方式ではなく、アンカーボルトとベースプレートを一体化または当接させることで解決しようとした工法もある。
【００２３】
さらに、例えば特開平１０−２９２４８７号公報（第４公知技術）に示す如く、基礎コンクリートに埋設されたアンカーボルトを降伏させることなく、ベースプレートと締付ナットとの間にアンカーボルトに挿通したバネ座金を介在せしめ、柱脚部を常に弾性範囲で使用することが出来るようにした構造の露出型の柱脚部の固定構造も開発されている。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、前述の第１公知技術乃至第３公知技術の場合には、いずれもアンカーボルトに生ずる力が降伏点を過ぎて、塑性変形後にアンカーボルトに伸び変形が残留することによるスリップ現象を防止しようとしたものであって、アンカーボルトが伸びて降伏点を過ぎて塑性変形しているにもかかわらず、アンカーボルトに生ずる圧縮力による圧縮方向の塑性ひずみをアンカーボルトという細長い線材に期待するということに構造上無理があった。また、この場合には、柱脚におけるエネルギー吸収をアンカーボルトの塑性化に頼らざるをえなかった。
【００２５】
また、降伏点を超えて伸び変形により塑性化、及び圧縮により塑性化されたアンカーボルトは、当初の塑性変形能力をすでに下回っている。そのため当初の期待する性能まで柱脚性能を戻そうとするためには、アンカーボルトの交換を行う必要があり、その場合は、基礎コンクリート構造の取り壊し等のため、多大な労力と費用を要することになる等の大きな問題が発生していた。
【００２６】
さらに、前述の第４公知技術に於いては、柱脚としての十分な回転変形能力があり、大地震時にもアンカーボルトが降伏することなく健全なままではあるけれども、図１３のグラフに示す如く、この工法による柱脚部分のモーメントＭと傾斜角θは常に弾性範囲の関係にあり、塑性化する部位はなく、塑性変形によるエネルギーの吸収能力は考えていない。また、期待できない。従って、大地震時にも柱脚部は健全であるが、この柱脚部に於いてエネルギーを吸収することが出来ないので、建築物の柱や梁或はこれ等の接合部の断面を大きくするなどしなければならず、建築費がコスト高になる等の問題があった。
【００２７】
本発明は、前述の従来の一般的技術或は最近開発された公知技術の多くの問題点に鑑み開発された全く新しい技術であって、地震時に建物に生じるエネルギーを柱脚部位で吸収するにあたり、アンカーボルトの塑性化に伴う効果だけに期待するのではなく、柱脚においてのエネルギー吸収能力を飛躍的に向上させた、エネルギー吸収性能の高い全く新しい柱脚部の工法を提供することを目的としたものである。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の多くの問題点を根本的に改善した発明であって、建物の基礎コンクリートに埋め込まれたアンカーボルト上部に、柱下端部に取り付けたべースプレートを固定してなる柱脚構造において、ベースプレートの上下動に追随する追随部と、アンカーボルトに固定される固定部と、前記追随部と前記固定部とを連結する連結部を有するベースプレート固定手段を用いた柱脚構造であって、建物に地震動などの外力が作用したときに、前記追随部、或は前記固定部、或は前記連結部の一部もしくは複数部が塑性変形することによって、上記目的を達成しようとしたものである。
【００２９】
前記目的を達成するための本発明の柱脚部の固定構造の第１発明の要旨は、柱の下端部に取付固定されたべースプレートを建物の基礎コンクリートに埋設されたアンカーボルトの上部に取付固定する柱脚部の固定構造に於いて、前記ベースプレートの上下動に追随する追随部と、前記アンカーボルトに固定される固定部と、これ等の追随部と固定部とを相互に連結する連結部とよりなるベースプレート固定装置を介して前記ベースプレートを基礎コンクリートに固定して構成し、前記ベースプレート固定装置は、前記アンカーボルトに生ずる力が、アンカーボルトの降伏する力に達するに先立って塑性変形し、前記追随部と固定部とを相互に連結する連結部は所定の塑性化性を有して構成され、前記追随部は、前記ベースプレートの下部のＴねじが前記アンカーボルトを貫通させる挿通管を具備し、前記Ｔねじが前記ベースプレートの上部にあるキャップねじ下部に対して螺合することで構成されることを特徴とした柱脚部の固定構造である。
【００３０】
前述の第１発明に於いては、基礎コンクリートに埋設されたアンカーボルトの上部に設けられた柱脚部の固定構造を、柱側のベースプレートの上下動に追随し得る追随部と、アンカーボルトに固定される固定部との両方を連結部を介して相互に連結して構成したので、地震などが発生し、柱脚に力が作用した場合には、この固定部や追随部、連結部を塑性変形することによって、地震のエネルギーを効率良く吸収することが出来る。
【００３１】
また、第１発明では、前記ベースプレート固定装置をアンカーボルトの降伏に先んじて降伏することも特徴である。
【００３２】
このように、前記アンカーボルト固定装置が当該アンカーボルトに先んじて降伏し塑性変形することで、アンカーボルトが降伏する力以上の力をアンカーボルトに作用させないことが可能なため、地震発生後もアンカーボルトは健全な状態であり、従って、前述の従来技術或は公知技術のように基礎コンクリートに埋設されたアンカーボルトを塑性化させることがない。そのために、基礎コンクリートを取り壊して、アンカーボルトを交換する作業を不要とすることが出来る。
【００３３】
また、第１発明では、前記追随部と固定部とを相互に連結する連結部は所定の塑性化性を有して構成されていることも特徴である。
【００３４】
このように、前記追随部と固定部とを相互に連結する連結部に所定の塑性化性を与えたので、一定以上の地震等による震動があった場合には、この連結部を正確かつ簡単に塑性変形することが出来、これによって振動のエネルギーを正確にかつ効果的に吸収することが出来る。
【００３５】
前記目的を達成するための本発明の第２発明の要旨は、前記アンカーボルト或は前記ベースプレートが、前記追随部、固定部、連結部の一部もしくは複数部を構成していることを特徴とした第１発明の柱脚部の固定構造である。
【００３６】
前述の第２発明に於いては、前記追随部、固定部、連結部の一部もしくは複数部を前記アンカーボルト或はベースプレートが構成していることで、前記ベースプレート固定装置を構成する部品数を少なくすることが可能であり、施工性が向上すると共に、低コストにすることが出来る。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係る柱脚部の固定構造の一実施例を具体的に説明すると、図１は本発明に係る柱脚部の固定構造の正面図、図２(ａ)、(ｂ)は図１の柱脚部の固定構造の要部の拡大説明図、図３(ａ)、(ｂ)、(ｃ)は夫々地震時に図１の柱脚部の固定構造が変化する状態を示す正面説明図、図４(ａ)、(ｂ)は上部キャップねじの下部に設けられた連結部が塑性変形する状態を示す断面拡大説明図である。
【００３８】
図１乃至図４(ａ)、(ｂ)に於いて、１は基礎コンクリート、２はアンカーボルトであって、その下部は基礎コンクリート１に埋設されている。３は柱であり、この柱３の下端部にはベースプレート４が取付けられている。５はベースプレート４と基礎コンクリート１との間に介在されたモルタル等のグラウト材等よりなるグラウト材層である。
【００３９】
６は前記ベースプレート４をアンカーボルト２に固定するための固定構造であって、特に図２(ａ)、(ｂ)に明らかなように、中空状の上部キャップねじ７と、逆Ｔ型の下部Ｔねじ８との組合せにより構成されている。該下部Ｔねじ８は、アンカーボルト２を挿通し得る挿通管８ａと、前記ベースプレート４に穿設された穴９よりも大きい外径を有する平ナット部８ｂとより構成されている。前記挿通管８ａの上部外周にはねじ１０が穿設されている。
【００４０】
前記上部キャップねじ７の上部内周面にはアンカーボルト２に螺合し得るねじ１１が穿設されており、かつその上部キャップねじ７の下部内周面には、前記下部Ｔねじ８の挿通管８ａの上部外周に設けられたねじ１０に螺合し得るねじ１２が穿設されている。前記上部キャップねじ７の中間中空部には、一定以上の力が発生した場合には降伏点を過ぎて塑性変形して折れ曲がることが出来る複数スリット１３ａが設けられた連結部１３が一体的に設けられており、かつこの連結部１３の内周面にはリング状の切欠溝１４が設けられている。図中１５はナットであって、アンカーボルト２の上部に螺合されて、上部キャップねじ７の上縁に当接されている。
【００４１】
前述のような構成を有する本発明の柱脚部の構成について説明すると次の通りである。前記アンカーボルト２は基礎コンクリート１に埋設されており、ベースプレート４と柱３とは現場搬入前に予め溶接固定されている。前記下部Ｔねじ８は、柱３の建て方の前に挿通管８ａをアンカーボルト２の上部に挿通して逆Ｔ字となるように配置する。
【００４２】
柱３の建て方時には、アンカーボルト２にベースプレート４の穴９が挿通されるように柱３を設置する。次に、上部キャップねじ７の上部をアンカーボルト２の上部に螺合すると共に、その下部内周面のねじ１２を前記挿通管８ａのねじ１０に螺合し、上部キャップねじ７の下端面と下部Ｔねじ８の平ナット部８ｂとでベースプレート４を上下よりして、ベースプレート４の追随部を構成挟持する。次にベースプレート４が桟木で囲まれ、ベースプレート４の底面にグラウト材等を注入してグラウト材層５を形成して建て方を完成させる。
【００４３】
このような構成の本発明実施例においては、例えば図３(ａ)、(ｂ)、(ｃ)に示す如く、地震時において柱脚部に交互的に作用する曲げモーメントによって生じる柱３の下端部に取り付けられたベースプレート４の上方への移動に対しては、上部キャップねじ７がベースプレート４によって押し上げられるが、上部キャップねじ７は上部のねじ１１によってアンカーボルト２に固定されて固定部を構成しており、ベースプレート４の上方への移動を抑制している。
【００４４】
この場合、アンカーボルト２に作用する引張り力と上部キャップねじ７に作用する圧縮力の絶対値は同値である。ここに上部キャップねじ７の連結部１３の圧縮降伏する力及び圧縮降伏後十分に変形するに至るまでの最大圧縮力をアンカーボルト２が引張り降伏する値より小さく設計することによって、アンカーボルト２が引張り降伏する以前に上部キャップねじ７の連結部１３を降伏、塑性変形させることができ、エネルギーの吸収を図ることができる。
【００４５】
また、この時、下部Ｔねじ８は下部Ｔねじ８の挿通管８ａと上部キャップねじ７とがねじ１０、１２で相互に螺合されて嵌め合っていることから、下部Ｔねじ８はベースプレート４に追随して上方へ移動している。
【００４６】
次に、柱脚部の回転の方向が変わり、ベースプレート４に下向きの力が作用した場合には、ベースプレート４の下向きの移動に伴い下部Ｔねじ８も下方に移動しようとするが、挿通管８ａと上部キャップねじ７とがねじ１０、１２で相互に螺合されて嵌め合っていることから、上部キャップねじ７も下がろうとするが、その上端部の固定部がねじ１１によってアンカーボルト２に固定されており、ベースプレート４の下方への移動を抑制する。この場合、アンカーボルト２に作用する圧縮力と上部キャップねじ７に作用する引張り力の絶対値は同値である。
【００４７】
ここに、上部キャップねじ７の連結部１３の引張り降伏する力または圧縮降伏後の変形を当初の形状に近づけるに至るまでの最大引張り力をアンカーボルト２が圧縮降伏する値より小さく設計することによって、特に図４（ａ）、（ｂ）に示す如く、アンカーボルト２が圧縮降伏する以前に上部キャップねじ７の連結部１３を降伏、塑性化させることができ、塑性変形に伴うエネルギーの吸収を図ることができるとともに、ベースプレート４を所定の位置に戻すことが可能である。
【００４８】
したがって本実施例によれば、交互的に柱に作用する曲げモーメントにおいて、柱脚部は降伏してもアンカーボルト２は降伏することなく、常に上キャップねじ７の塑性変形に伴うエネルギーの吸収が行われ、かつ柱脚部のスリップ現象は防止される。また、柱脚部の降伏後の復旧に対しても、基礎構造の取り壊し等多大な労力と費用を要することなく、比較的簡単に安価に地震動発生前の当初の状態に戻すことができる。前述のように塑性変形した連結部１３は外方から簡単に目視して確認することが出来る。このように連結部１３が塑性変形した上部キャップねじ７は新しいものに簡単に交換することが出来、元の状態に復元することが出来る。
【００４９】
なお、上記の実施例では、下部Ｔねじ８と上部キャップねじ７でベースプレート４を挟持することによって前記追随部を構成している。また、上部キャップねじ７の上部のアンカーボルト２に螺合して固定することによって前記固定部を構成している。また上部キャップねじ７の中間部が前記連結部１３を構成している。
【００５０】
このように、前記追随部は下部Ｔねじ８と上部キャップねじ７から構成されており、上部キャップねじ７は前記ベースプレート追随部と前記連結部１３と前記アンカーボルト固定部を有しているが、本発明において前記ベースプレート追随部、前記連結部、前記アンカーボルト固定部の各々は、独立した一つの部品、もしくは複数個から構成される部品であってよい。また一つの部品は前記ベースプレート追随部、前記連結部、前記アンカーボルト固定部の一部もしくは複数部を構成していてもよい。
【００５１】
また、上記実施例は、ベースプレート４の上下動に追随するベースプレート追随部と、アンカーボルト２に固定される固定部と、前記追随部と前記固定部とを連結する連結部１３を有するベースプレート４の固定手段を用いた柱脚構造となる一具体例を示したものであり、本発明の本質を限定するものではない。また、上記実施例において連結部１３は降伏後塑性変形しやすいように所定間隔でスリット１３ａ及びリング状の切角溝１４を設けているが、アンカーボルト固定部、ベースプレート追随部を含め形状を限定するものではない。なお、上記実施例においてナット５１は緩み止めである。
【００５２】
次に、アンカーボルト２に固定される前記固定部の具体的実施例を図５及び図６によって説明する。図５(ａ)はアンカーボルト２にベースプレート４を直接に螺合した固定例、図５（ｂ）はアンカーボルト２とベースプレート４とを２つのナット１６を介して挟み込んだ固定例、図５（ｃ）はアンカーボルト２とベースプレート４とを溶着１７によって固定した例である。
【００５３】
また、図６（ａ）、（ｂ）はアンカーボルト２の特定形状を有する頭部２ａをプレスすることによってこのアンカーボルト２をベースプレート４に直接固定した例である。前述の実施例にとらわれることなく、要はアンカーボルト２への固定部がアンカーボルトに対して不動の状態であれば良い。
【００５４】
さらに、今度はベースプレート４に追随する追随部の具体的実施例を図７及び図８によって説明する。即ち、図７（ａ）はベースプレート４と上部キャップねじ７とを螺合によって追随させた実施例、図７（ｂ）は両者をボルト１８を介して追随させた実施例、図７（ｃ）は両者を溶着１９によって追随させた実施例である。
【００５５】
次に、図８（ａ）はベースプレート４にフック部２０を設け、このフック部２０を上部キャップねじ７に係合して追随させた実施例、図８(ｂ)はベースプレート４が上部キャップねじ７に直接連結されて追随している実施例である。この追随部も、前記実施例にとらわれずに、ベースプレート４の追随部が、ベースプレート４の少なくとも上下動に追随する構成になっていれば良い。
【００５６】
また、前記ベースプレート固定装置は必ずしもベースプレートの上側だけで構成されているばかりでなくともよい。
【００５７】
以上の本実施例によれば、中程度の地震の場合、上記柱脚部を構成する部材は弾性範囲であり、極めて稀に発生する大きな地震の場合に柱脚を降伏させる設計手法も可能であるし、塑性化部位に鉛や低降伏点鋼、揺変性のある材料などを使用する、形状を変化させることによって小、中程度の地震や地震以外の振動などに対しても塑性変形によるエネルギー吸収効果を期待できる柱脚部となり得る。また、柱脚部を限りなくピンに近づけたり、柱脚部の回転剛性を所定の回転剛性に設定することや、柱脚部の降伏耐力を所定の降伏耐力にすることが、比較的容易に可能となる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明に於いては、前述のように、基礎コンクリートに埋設されたアンカーボルトの上部に設けられた柱脚部の固定構造を、柱側のベースプレートの上下動に追随し得る追随部と、アンカーボルトに固定される固定部との両方を連結部を介して相互に連結して構成したので、極めて大きな地震が発生した場合には、この連結部を塑性化させることによって、地震のエネルギーを効率良く吸収することが出来る効果を有している。
【００５９】
さらに、塑性変形する部位が十分変形するに至るまでアンカーボルトを降伏させないことで、前述の従来技術或は公知技術のように基礎コンクリートに埋設されたアンカーボルトを塑性化させることがない。そのために、基礎コンクリートを取り壊して、アンカーボルトを交換する作業を不要とすることが出来る等の多大な効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る柱脚部の固定構造の正面図である。
【図２】図２(ａ)、(ｂ)は図１の柱脚部の固定構造の要部の拡大説明図である。
【図３】図３(ａ)、(ｂ)、(ｃ)は夫々地震時に図１の柱脚部の固定構造が変化する状態を示す正面説明図である。
【図４】図４(ａ)、(ｂ)は上部キャップの下部に設けられた連結部が塑性変形する状態を示す断面拡大説明図である。
【図５】図５(ａ)、(ｂ)、(ｃ)は夫々アンカーボルトとベースプレートとの固定部の実施例を示す断面説明図である。
【図６】図６(ａ)、(ｂ)はアンカーボルトの頭部で固定部を構成する実施例を示す断面説明図である。
【図７】図７(ａ)、(ｂ)、(ｃ)は夫々ベースプレートの追随部の実施例を示す断面説明図である。
【図８】図８(ａ)、(ｂ)は夫々ベースプレートを特定の構造にすることによって追随部を構成した実施例を示す断面説明図である。
【図９】従来の一般的柱脚部の固定構造の要部の簡略説明図である。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｅ）は図５の固定構造が地震時に作動される状態の説明図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｉ）は図５及び図６に示す状態の固定構造の柱に作用するモーメントＭと傾斜角θとの関係を示すグラフである。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｅ）は従来の完全弾塑性型の復元力特性を示すグラフである。
【図１３】前記第４公知技術の柱脚部の固定構造の復元特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ …基礎コンクリート
２ …アンカーボルト
３ …柱
４ …ベースプレート
５ …グラウト材層
６ …固定構造
７ …上部キャップねじ
８ …下部Ｔねじ
８ａ …挿通管
８ｂ …平ナット部
９ …穴
１０ …ねじ
１１ …ねじ
１２ …ねじ
１３ …連結部
１４ …切欠溝
１５ …ナット
１６ …ナット
１７ …溶着
１８ …ボルト
１９ …溶着
２０ …フック部
５１ …基礎コンクリート
５２ …アンカーボルト
５３ …柱
５４ …ベースプレート
５５ …ナット
５６ …モルタル

Claims

柱の下端部に取付固定されたべースプレートを建物の基礎コンクリートに埋設されたアンカーボルトの上部に取付固定する柱脚部の固定構造に於いて、
前記ベースプレートの上下動に追随する追随部と、前記アンカーボルトに固定される固定部と、これ等の追随部と固定部とを相互に連結する連結部とよりなるベースプレート固定装置を介して前記ベースプレートを基礎コンクリートに固定して構成し、
前記ベースプレート固定装置は、前記アンカーボルトに生ずる力が、アンカーボルトの降伏する力に達するに先立って塑性変形し、
前記追随部と固定部とを相互に連結する連結部は所定の塑性化性を有して構成され、
前記追随部は、前記ベースプレートの下部のＴねじが前記アンカーボルトを貫通させる挿通管を具備し、前記Ｔねじが前記ベースプレートの上部にあるキャップねじ下部に対して螺合することで構成されることを特徴とした柱脚部の固定構造。
前記アンカーボルト或は前記ベースプレートが、前記追随部、固定部、連結部の一部もしくは複数部を構成していることを特徴とした請求項１の柱脚部の固定構造。