JP5078023B2

JP5078023B2 - 柱脚接合具及び柱脚接合構造

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Publication number: JP5078023B2
Application number: JP2008162744A
Authority: JP
Inventors: 憲光里村; 眞一横山
Original assignee: 岡部株式会社
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2028-06-23
Also published as: JP2010001689A

Description

本発明は、鉄筋コンクリートで形成された基礎に柱の下端を接合するための柱脚接合具及び柱脚接合構造に関する。

建築物の柱を鉄筋コンクリート（ＲＣ）で形成された基礎に立設するにあたっては、アンカーフレーム、アンカーボルトといった基礎定着部材を基礎内に予め埋設しておき、かかる基礎定着部材に柱の下端を接合することが多い。

アンカーフレームは、杭を用いて基礎を構築する場合など、比較的大規模な構築物に採用されることが多く、建物の規模が小さくなると、柱の断面寸法や基礎の大きさとの関係上、アンカーフレームを省略するのが一般的である。

アンカーフレームを省略してアンカーボルトのみで基礎定着部材を構成する場合、アンカーボルトは、基礎断面内に仮止めされた状態でコンクリート打設が行われるため、コンクリート打設の際の衝撃でどうしても設置誤差が生じやすい。加えて、周囲に配置される鉄筋との干渉をやむを得ず避けた結果、設計通りの位置にアンカーボルトを位置決めできないという問題も、アンカーボルトの設置誤差の原因となる。

ここで、コンクリート打設時の衝撃や周囲に配置される鉄筋との干渉によってアンカーボルトに設置誤差が生じた場合、該アンカーボルトの設置誤差を吸収することで柱への建込み精度を確保可能な接合具が従来から提案されてきた。

特開平１０−１４７９８２号公報特開２００７−１３２０５３号公報

しかしながら、建て込んだ柱を基礎側に引き寄せる作業が困難であるために、予定していた引抜き抵抗力を得られない場合が少なくない。

例えば、特許文献２記載の結合金具では、柱７０を建て込んだ後に該柱を基礎２側へ引き寄せる手だてがそもそも設けられていない。また、特許文献１記載の柱脚固定具の場合には、ドリフトピン９を打ち込むことで固定板部材７を柱３の脚部に固定した後、回動用係合部６１ｃを回動させて柱３の脚部を基礎１の方向に引き寄せることができるものの、その作業は座板２０の厚みに相当するスペースで行わねばならない。

このように、要求される接合強度が比較的小さい場合には上述した構成で何ら問題とはならないとしても、例えば大断面の柱を複数箇所で接合する場合には、従来の技術を採用することができず、作業性の面でもなお改良の余地があった。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、柱と基礎との接合強度を高めるとともに接合時の作業性を改善可能な柱脚接合具及び柱脚接合構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る柱脚接合具は請求項１に記載したように、座金状頭部と該座金状頭部から延設された非円形断面を有する雌ネジ本体とで構成されてなる雌ネジ部材と、前記雌ネジ本体が挿通される挿通孔が形成された頂部とネジ孔が形成された底部とを側部を介して互いに接続してなる接合具本体とを備え、前記雌ネジ本体が前記挿通孔に挿通された状態で前記雌ネジ部材を材軸回りに回動自在となるように前記挿通孔の形状及び寸法を定めるとともに、前記雌ネジ本体が前記挿通孔に挿通された状態で該雌ネジ本体が前記頂部の上面から突出するように前記雌ネジ部材の長さを定めたものである。

また、本発明に係る柱脚接合構造は請求項２に記載したように、請求項１の柱脚接合具を用いた柱脚接合構造であって、基礎に埋設されたアンカーボルトの設置位置を中心として該基礎の上面に形成された凹部に前記柱脚接合具を配置して前記アンカーボルトの先端を前記底部のネジ孔に螺合するとともに、前記雌ネジ部材の雌ネジ本体を柱の下端から突出する雄ネジに螺合し、前記基礎の上面と前記柱の下端との間に形成された隙間及び前記柱脚接合具を除いた前記凹部内の残余空間にグラウト材を満たしたものである。

また、本発明に係る柱脚接合構造は、前記柱の雄ネジ及びアンカーボルトを複数とするとともにそれらの数に応じて前記柱脚接合具を複数備え、前記基礎の上面と前記柱の下端との間に形成された隙間のうち、前記柱の中心近傍にレベルモルタルを設けたものである。

請求項１に係る柱脚接合具を用いて柱を基礎に接合するには、まず、アンカーボルトが、柱の下端から突出する雄ネジの位置、例えば柱中心位置にくるように基礎を構築するとともに、アンカーボルトの設置位置を中心とする凹部を基礎の上面に形成しておく。

次に、基礎に形成された凹部に柱脚接合具の接合具本体を落とし込むとともに、柱脚接合具の底部に形成されたネジ孔にアンカーボルトの先端をねじ込んで螺着する。螺着作業は、柱脚接合具を手で持って全体を回転させればよい。

次に、雌ネジ部材の座金状頭部が下、雌ネジ本体が上になるように雌ネジ本体を頂部の挿通孔に挿通するとともに、雌ネジ本体の先端が頂部の上面から突出するように雌ネジ部材を保持する。

座金状頭部が下、雌ネジ本体が上になるようにかつ雌ネジ本体の先端が頂部の上面から突出するように雌ネジ部材を保持するには、例えばコイルバネを、その上端が雌ネジ部材の座金状頭部に当接され、下端が底部に当接されるように頂部と底部の間に嵌め込めばよい。

このようにすれば、コイルバネは、底部からの反力を下端で受けながら、上端で雌ネジ部材を押し上げることが可能となり、雌ネジ部材の自重による落下を防止することができる。

ここで、基礎に形成された凹部が四方を鉄筋コンクリート躯体で囲まれているのではなく、側方の一部が解放されている場合には、接合具本体を凹部に設置した後に雌ネジ部材を内装する上述の手順でかまわないが、凹部の周囲が鉄筋コンクリート躯体で囲まれている場合には、雌ネジ部材が接合具本体に予め内装された状態、すなわち、柱脚接合具全体を凹部に落とし込むようにする。

次に、柱を建て込みつつ、該柱の下端から突出する雄ネジと雌ネジ部材の雌ネジ本体とを位置あわせし、次いで、雌ネジ本体のうち、頂部の上面から突出している部分にスパナ等の締付け工具を掛けて該締付け工具を操作することにより、雌ネジ本体を柱の雄ネジに螺合する。

ここで、接合具本体の頂部に形成された挿通孔の形状及び寸法は、該挿通孔に雌ネジ本体が挿通された状態で雌ネジ部材を材軸回りに回動自在となるように定めてあるとともに、雌ネジ本体が挿通孔に挿通された状態で該雌ネジ本体が頂部の上面から突出するように雌ネジ部材の長さを定めてあるので、締付け工具を用いた螺合作業をスムーズに行うことができるとともに、かかる螺合作業によって柱を基礎の方向に引き寄せることが可能となる。

座金状頭部は、接合具本体の頂部の下面に当接されることで柱からの引抜き力を支持することができるよう、挿通孔の形状や寸法を考慮しながら適宜構成すればよい。

雌ネジ本体は、スパナ等の締付け工具を掛けることができるよう、非円形断面とするが、例えば正六角形断面とすることができる。

接合具本体は、挿通孔が形成された頂部と、ネジ孔が形成された底部と、材軸方向荷重が伝達可能な状態でそれらを互いに接続する側部とからなる限り、どのように構成するかは任意であって、例えば、両端部が閉じた中空円筒部材の底部にネジ孔を設けるとともに頂部に挿通孔を設けて構成することができる。この場合、中空円筒部材の円筒部の一部が本発明に係る接合具本体の壁部を構成することになる。

以下、本発明に係る柱脚接合具及び柱脚接合構造の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。

図１は本実施形態に係る柱脚接合具を示した全体斜視図、図２は本実施形態に係る柱脚接合具の平面図及び断面図である。これらの図でわかるように、本実施形態に係る柱脚接合具１は、木質系の柱２１を鉄筋コンクリートで形成された基礎２４に接合するための接合具であって、雌ネジ部材２と接合具本体３とを備える。

雌ネジ部材２は、座金状頭部４と該座金状頭部から延設された非円形断面としての正六角形断面をなす雌ネジ本体５とで構成してあるとともに、雌ネジ本体５には、座金状頭部４まで貫通する雌ネジ９を設けてある。

ここで、柱２１の中心には、異形鉄筋からなる定着部材２２を埋設してあるとともに、該定着部材の先端には柱２１の下端から突出するように雄ネジ２３を設けてあり、かかる雄ネジ２３を雌ネジ９に螺合できるようになっている。

一方、接合具本体３は、雌ネジ本体５が挿通される挿通孔としての円孔１０が形成された円板状の頂部６と、基礎２４に埋設されたアンカーボルト２５の先端が螺合されるネジ孔１２が形成された円板状の底部８と、材軸方向荷重が伝達されるように頂部６及び底部８を接続する側部７，７とで構成してあり、側部７，７は、円弧及び弦で囲まれたいわゆる弓形状断面をなす壁状部材であって、それらの湾曲側面は、頂部６及び底部８の側面とともに、頂部６及び底部８の外径を直径とし底部８の下面から頂部６の上面までを高さとする仮想円筒部材の周面の一部を形成する。

円孔１０は、該挿通孔に雌ネジ本体５が挿通された状態で雌ネジ部材２を材軸回りに回動自在となるように、かつ雌ネジ本体５が挿通された状態で雌ネジ部材２を材軸に直交する任意方向にδ′あるいはδの範囲でずらすことができるようにその形状及び寸法を定めてあり、具体的には正六角形断面である雌ネジ本体５の最大外径よりも内径が大きな円形の挿通孔としてある。

ここで、δ′は、円孔１０の直径から雌ネジ本体５の最大外径を差し引いて２で除したもの、δは、円孔１０の直径から雌ネジ本体５の最小外径を差し引いて２で除したものであり、円孔１０に対する雌ネジ部材２の材軸直交任意方向への移動範囲を示す。

雌ネジ部材２は、雌ネジ本体５が円孔１０に挿通された状態で該雌ネジ本体が頂部６の上面から突出するように、その長さを定めてあり、同図で言えばhだけ突出するようにその長さを定めてある。

頂部６と底部８の間であって側部７，７で挟まれた空間には、上端が雌ネジ部材２の座金状頭部４に当接され、下端が底部８の上面に当接されるように、コイルバネ１３を内装してある。

かかるコイルバネ１３は、底部８からの反力を下端で受けながら、上端で雌ネジ部材２を押し上げることで、雌ネジ部材２の自重による落下を防止するとともに、雌ネジ本体５の先端が頂部６の上面から突出した状態を保持できるようになっている。

本実施形態に係る柱脚接合具１を用いて柱２１を基礎２４に接合するには、まず、柱２１を建て込んだとき、アンカーボルト２５が雄ネジ２３の位置にくるように、基礎２４を構築するとともに、図３(a)に示すようにアンカーボルト２５の設置位置を中心とする凹部２６を基礎２４の上面に形成しておく。

そして、図３(b)に示すように、基礎２４に形成された凹部２６に柱脚接合具１を落とし込むとともに、柱脚接合具１の底部８に形成されたネジ孔１２にアンカーボルト２５の先端をねじ込んで螺着する。螺着作業は、柱脚接合具１を手で持って全体を回転させればよい。

次に、柱２１を建て込みつつ、該柱の下端から突出する雄ネジ２３と雌ネジ部材２の雌ネジ本体５とを螺合する。すなわち、図４に示すように、雌ネジ本体５のうち、頂部６の上面から突出している部分に締付け工具である六角レンチ（図示せず）を掛けて操作することで、雌ネジ本体５を雄ネジ２３に螺合する。

ここで、基礎２４は、上述したようにアンカーボルト２５の埋設位置が柱２１の建込み位置と一致するように施工されるが、鉄筋との干渉やコンクリート打設時の振動あるいは衝撃が原因で、アンカーボルト２５にはどうしても設置誤差が生じる。

しかし、本実施形態では、アンカーボルト２５と柱２１の中心である雄ネジ２３とのずれは、±δ′あるいは±δの範囲で吸収される。

最後に、基礎２４の上面と柱２１の下端との間に形成された隙間及び柱脚接合具１を除いた凹部２６内の残余空間にグラウト材５１を注入する。グラウト材５１は、例えばモルタルで構成すればよい。

図５は、グラウト材５１の注入によって完成した柱脚接合構造５０を示した鉛直断面図であり、基礎２４に埋設されたアンカーボルト２５の設置位置を中心として該基礎の上面に形成された凹部２６に柱脚接合具１を配置し、アンカーボルト２５の先端を底部８のネジ孔１２に螺合するとともに、雌ネジ部材２の雌ネジ本体５を柱２１の下端から突出する雄ネジ２３に螺合し、基礎２４の上面と柱２１の下端との間に形成された隙間及び柱脚接合具１を除いた凹部２６内の残余空間にグラウト材２６を満たしてなる。

以上説明したように、本実施形態に係る柱脚接合具１及び柱脚接合構造５０によれば、雌ネジ本体５を接合具本体３の頂部６から突出させることで該頂部と柱２１の下端との間に作業スペースを確保するとともに、該作業スペースを利用してスパナやレンチといった締付け工具を回すことが可能となり、締付け工具を用いた螺合作業の作業性は、従来より格段に向上する。

また、かかる螺合作業によって柱２１を基礎２４の方向に引き寄せることができるので、従来よりもより耐震性の高い柱脚接合を実現することができる。

また、本実施形態に係る柱脚接合具１及び柱脚接合構造５０によれば、円孔１０に対する雌ネジ部材２の位置を、±δ′あるいは±δの調整幅で調整することができるので、アンカーボルト２５と柱２１の中心である雄ネジ２３とのずれを吸収することが可能となる。

また、本実施形態に係る柱脚接合構造５０によれば、基礎２４の上面と柱２１の下端との間に形成された隙間及び柱脚接合具１を除いた凹部２６内の残余空間にグラウト材５１を注入するようにしたので、柱脚接合具１とアンカーボルト２５との螺着の緩みあるいは柱脚接合具１と雄ネジ２３との螺合の緩みを未然に防止することが可能となる。

本実施形態では、挿通孔を円孔１０としたが、挿通孔をどのような形状にするかは任意であり、例えば円孔１０に代えて、長孔としてもよい。

かかる変形例においては、長孔の長軸方向に沿った調整が可能となり、上述の実施形態よりも調整幅を大きくとることが可能となる。なお、本変形例の場合、挿通孔による調整方向は一方向に限られるが、アンカーボルト２５に対する柱脚接合具の取付け角度を適宜調整するようにすれば、長孔の長軸方向に沿った調整と柱脚接合具の回転による調整とにより、全体としては任意方向に調整可能となる。

また、本実施形態では、柱２１を、住宅等で多用される比較的小断面の柱と想定したが、大断面の柱の場合には、図６に示すように、柱中心を取り囲むように柱６１の下端に複数の定着部材２２を埋設する一方、それらの先端に設けられた雄ネジ２３の位置と対応するようにアンカーボルト２５をそれぞれ埋設するとともに凹部２６を形成し、複数組のアンカーボルト２５及び雄ネジ２３を柱脚接合具１を介して、上述した実施形態と同様の手順で接合する。

このようにすると、各柱脚接合具１が柱６１からの圧縮引張荷重に抵抗するため、モーメント抵抗型柱脚を構成することが可能となる。

ここで、基礎２４ａの上面と柱６１の下端との間に形成された隙間のうち、柱の中心近傍には、レベルモルタル６２を設けてある。

このようにすると、柱６１の据付精度を十分に確保することが可能となる。

なお、本変形例では、柱６１の断面の大きさ及び断面形状に合わせて、柱脚接合具１を３×３で配列したが、配列の仕方はこれに限定されるものではなく、柱の断面の大きさや断面形状に合わせて柱脚接合具を任意に配列することができる。

すなわち、本発明に係る柱脚接合具は、その配列を適宜設定することによって、任意の柱に適用することができるものであって、柱の断面形状や断面寸法ごとに個別に設計・製造する必要がなく、住宅から大規模構造物まで、標準化された柱脚接合具とすることができる。

また、本実施形態では、定着部材２２の先端に雄ネジ２３を設けるようにしたが、雄ネジについては、必ずしも定着部材の先端に一体に設けておく必要はなく、これに代えて分離構成とし、雄ネジをスクリューボルトで構成するとともに、その一端を定着部材の先端に螺着し、他端を雌ネジ本体に螺合するようにしてもかまわない。

また、本実施形態では柱を木質系の柱２１としたが、本発明に係る柱脚接合具は、木質系の柱に限定されるものではなく、例えば鉄筋コンクリート柱に適用することも可能である。

柱脚接合具１の組立斜視図。柱脚接合具１の図であり、(a)は平面図、(b)はＡ−Ａ線方向の矢視図、(c)はＢ−Ｂ線方向の矢視図。柱脚接合具１を用いて柱２１を基礎２４に接合する手順を示した図。引き続き接合手順を示した図。柱脚接合構造５０を示した鉛直断面図。変形例に係る柱脚接合構造を示した図であり、(a)は鉛直断面図、(b)は、Ｃ−Ｃ線に沿う水平断面図。

符号の説明

１柱脚接合具
２雌ネジ部材
３接合具本体
４座金状頭部
５雌ネジ本体
６頂部
７側部
８底部
９雌ネジ
１０円孔（挿通孔）
１２ネジ孔
２１柱
２３雄ネジ
２４基礎
２５アンカーボルト
２６凹部
５１グラウト材
６２レベルモルタル

Claims

座金状頭部と該座金状頭部から延設された非円形断面を有する雌ネジ本体とで構成されてなる雌ネジ部材と、前記雌ネジ本体が挿通される挿通孔が形成された頂部とネジ孔が形成された底部とを側部を介して互いに接続してなる接合具本体とを備え、前記雌ネジ本体が前記挿通孔に挿通された状態で前記雌ネジ部材を材軸回りに回動自在となるように前記挿通孔の形状及び寸法を定めるとともに、前記雌ネジ本体が前記挿通孔に挿通された状態で該雌ネジ本体が前記頂部の上面から突出するように前記雌ネジ部材の長さを定めたことを特徴とする柱脚接合具。
請求項１の柱脚接合具を用いた柱脚接合構造であって、基礎に埋設されたアンカーボルトの設置位置を中心として該基礎の上面に形成された凹部に前記柱脚接合具を配置して前記アンカーボルトの先端を前記底部のネジ孔に螺合するとともに、前記雌ネジ部材の雌ネジ本体を柱の下端から突出する雄ネジに螺合し、前記基礎の上面と前記柱の下端との間に形成された隙間及び前記柱脚接合具を除いた前記凹部内の残余空間にグラウト材を満たしたことを特徴とする柱脚接合構造。
前記柱の雄ネジ及びアンカーボルトを複数とするとともにそれらの数に応じて前記柱脚接合具を複数備え、前記基礎の上面と前記柱の下端との間に形成された隙間のうち、前記柱の中心近傍にレベルモルタルを設けた請求項２記載の柱脚接合構造。