JP5426907B2 - 鉄骨柱の固定構造 - Google Patents

Description

本発明は、納まりよく鉄骨柱を基礎上面に固定しうる鉄骨柱の固定構造に関する。

例えば、鉄骨軸組構造の家屋等にあっては、図６に示されるように、断面略矩形のパイプ状をなす鉄骨柱ａが基礎ｂの上面に固定される。従来、この種の固定構造としては、鉄骨柱ａの下端に、基礎ｂの上面に沿って略水平にのびかつ鉄骨柱ａの両外側に張り出すはみ出し部ｃ１を有する板状の取付プレートｃを予め溶着しておき、このはみ出し部ｃ１に設けた開口部ｆに、基礎ｂから突出するアンカーボルトｄを挿入してナット固定するものが知られている。関連する技術としては、次のものがある。

特公昭５６−３０４２５号公報

しかしながら、従来の固定構造では、アンカーボルトｄやナットが柱の両外側にはみ出すため、これらが邪魔になって他の部材の固定が妨げられるなど納まりが悪いという問題があった。

また、アンカーボルトｄの十分な埋着強度を確保するため、アンカーボルトｄは、基礎ｂの端部ｂｅから所定の距離Ｋを隔てて設ける必要がある。このため、上記のような取付プレートｃのはみ出し部ｃ１を用いた固定構造では、鉄骨柱ａの位置を基礎ｂの端部ｂｅに近づけて固定するには限界がある。このため、間取り等のレイアウトが制約されるという問題があった。

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、鉄骨柱を、アンカーボルト及びナットを収納しうる略箱体状のボックス金物を介して基礎の上面に固定することを基本として、柱の外部にアンカーボルトやナットがはみ出すのを防止し、仕上げ材などの納まり性を向上させ得る鉄骨柱の固定構造を提供することを目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、鉄骨柱を基礎に固定するための鉄骨柱の固定構造であって、前記鉄骨柱の下端が、略箱体状のボックス金物を介して基礎の上面に固定され、前記ボックス金物は、前記鉄骨柱の下端に固着された上板と、前記柱断面の投影領域内に前記基礎の上面から突設されたアンカーボルトが挿入される貫通孔を有する底板と、該底板と前記上板との間を継ぎかつ四周の少なくとも一つの面を開口した側板部とを含むとともに、前記鉄骨柱は、基礎上に近接して並設された一対からなるとともに、各前記鉄骨柱の前記ボックス金物の前記両側板部間が補強横材で連結され、前記補強横材は、水平方向にのびる溝型鋼と、その両端に固着される前記側板部に沿った受圧面を有する端部プレートとを含み、前記底板が前記ボックス金物内部のナットで前記アンカーボルトに固定されることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記側板部は、ボルトを挿通可能な透孔が形成され、前記端部プレートは、前記ボルトを挿通可能な透孔を有する請求項１記載の鉄骨柱の固定構造である。

また請求項３記載の発明は、前記一対の鉄骨柱の一方は、基礎の端部に近接して固定される請求項１又は２記載の鉄骨柱の固定構造である。

また請求項４記載の発明は、前記一対の鉄骨柱は、その間に斜材が架け渡された耐力フレームの一部を構成する請求項１乃至３のいずれかに記載の鉄骨柱の固定構造である。

本願請求項１に記載された発明では、鉄骨柱の下端が、略箱体状のボックス金物を介して基礎に固定される。ボックス金物は、鉄骨柱の下端に固着された上板と、前記鉄骨柱の柱断面の投影領域内に前記基礎の上面から突設されたアンカーボルトが挿入される貫通孔を有する底板と、該底板と前記上板との間を継ぎかつ四周の少なくとも一つの面を開口した側板部とを含むとともに、前記底板が、ボックス金物内部に位置するナットで前記アンカーボルトに固定される。

従って、本発明の固定構造によれば、鉄骨柱を基礎に固定するためのアンカーボルト及びナットをボックス金物が柱の両外側に外部にはみ出すことがないので、これらが邪魔になって他の部材の固定が妨げられることがなく、仕上げ材などを納まり良く配置できる。また、例えば、底板の貫通孔を柱断面の中心に設けたときには、１本のみのアンカーボルトにて鉄骨柱を安定して固定することも可能になり、コスト及び施工工数を削減できる。また、アンカーボルト及びナットを、ボックス金物内部かつ柱断面投影領域内に納めることができるので、鉄骨柱を基礎の端部側により近づけて配置でき、ひいてはレイアウトの自由度を高め得る。

また、前記鉄骨柱は、基礎上に近接して並設された一対からなるとともに、各鉄骨柱の前記ボックス金物間が基礎から離間した補強横材で連結される。このような態様では、一本の鉄骨柱に大きな水平力が作用した場合でも、該水平力を、基礎とは独立した補強横材を介して他方の鉄骨柱に分散させ、相互に水平力を分担することができる。従って、アンカーボルトの抜けやその埋着部分のコンクリート割れ等を効果的に防止し耐久性を向上させることができる。このような作用は、例えば、請求項３記載の発明のように、一対の鉄骨柱の一方を、基礎の端部に近接して固定した場合、該端部側のアンカーボルトへの水平力の集中を効果的に防ぎ、耐久性をより一層向上させることができる。

また、請求項４記載の発明のように、前記一対の鉄骨柱は、その間に斜材が架け渡された耐力フレームの一部として好適に採用することができる。

本実施形態の鉄骨柱の固定構造を示す側面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 その斜視図である。 本発明の他の実施形態の側面図である。 その要部拡大図である。 従来の鉄骨柱の固定構造を説明する側面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、本発明の鉄骨柱の固定構造が鉄骨軸組構造の規格化住宅に適用された実施形態が示されている。本実施形態の固定構造は、鉄骨柱２を基礎３に固定するためのものであって、鉄骨柱２の下端２ａが、略箱体状のボックス金物４を介して基礎３の上面に固定される。

前記鉄骨柱２は、断面が略正方形のパイプ状をなし、垂直方向にのびている。特に限定されるものではないが、前記鉄骨柱２には、例えば肉厚ｔが２〜４mm程度の７０〜１００mm角材が好適に採用される。材料については、例えばＳＳ４００等の一般構造用圧延鋼材などが慣例に従って用いられる。なお、鉄骨柱２は、通し柱の他、各階内だけを上下にのびる管柱又は耐力フレーム（サブフレーム）の竪材などを含む概念である。

前記基礎３は、例えば壁面に沿って連続して設けられたコンクリートで作られた布基礎からなり、その柱固定位置には、予め基礎上面から突出するアンカーボルト５が所定の間隔で固設されている。なお、本明細書において、コンクリート基礎３の上面に、土台が一体に固定される場合には、該土台とコンクリート基礎とを含めて「基礎」として取り扱うものとする。

前記ボックス金物４は、鉄骨柱２の下端２ａに固着されかつ水平にのびる上板４ａと、基礎３の上面から突設されたアンカーボルト５が挿入される貫通孔７を有する底板４ｂと、該底板４ｂと前記上板４ａとの間を継ぐとともに四周の少なくとも一つの面を開口Ｏとした側板部４ｃとを含んで構成される。

本実施形態において、上板４ａは、鉄骨柱２の柱断面よりもわずかに大きい寸法で形成される。より具体的には、上板４ａは、鉄骨柱２の下端２ａの外周部との溶接代を確保するために、柱断面の輪郭形状よりも例えば５〜１５mm、好ましくは７〜１３mm程度大きい角寸法で形成される。そして、上板４ａは、その中心を柱断面の中心に揃えて鉄骨柱２の下端２ａに溶接により固着される。

本実施形態において、前記底板４ｂは、上板４ａと実質的に同一寸法の正方形状のプレートで形成される。また、底板４ｂには、一つの前記貫通孔７が設けられる。該貫通孔７は、前記鉄骨柱２の柱断面を該底板４ｂに投影した投影領域Ｖ内に設けられる。換言すれば、貫通孔７は、前記柱断面の投影領域Ｖからはみ出すことなく設けられる。本実施形態においては、貫通孔７は、前記投影領域Ｖの中心位置に円形孔として形成される。ただし、投影領域Ｖ内であれば、貫通孔７は、複数個形成されても良い。

前記側板部４ｃは、図２に示されるように、左右一対の側板４ｃ１と、該側板４ｃ１、４ｃ１間を継ぐ背板４ｃ２とからなり、四周のうち三方を囲むように断面略コ字状に形成されている。従って、側板部４ｃは、背板４ｃ２と対向する面が開口Ｏとして解放されている。なお、側板部４ｃの上端及び下端は、それぞれ上板４ａ及び底板４ｂに溶接により固着されている。

以上のように構成されたボックス金物４は、予め、工場にて鉄骨柱２の下端２ａに固着されている。そして、現場にて、ボックス金物４の底板４ｂの貫通孔７に、基礎３から突出するアンカーボルト５が下側から挿入され建て込みが行われる。しかる後、前記開口Ｏからボックス金物４内をのびるアンカーボルト５にナット６を螺着させかつ締結する。これにより、ボックス金物４の底板４ｂが、前記ボックス金物４の内部に納められたアンカーボルト５及びナット６で基礎３に固定される。

このように、本実施形態の鉄骨柱２の固定構造によれば、鉄骨柱２を基礎３に固定するためのアンカーボルト５及びナット６が柱２の両外側にはみ出すことがないので、これらの部材が邪魔になって他の部材の固定の妨げになることがない。従って、仕上げ材などを納まり良く配置することができる。また、本実施形態では、ボックス金物４の上板４ａ及び底板４Ｂが柱断面と近似した寸法で形成されているため、固定に要するスペースをより小さくすることができ、さらに納まり性を向上しうる。

また、鉄骨柱２の上端は、図示しない梁にて支持されるので、本実施形態のように、柱の実質的な軸中心上にある１本のみのアンカーボルト５によっても基礎３に安定して固定することができる。これは、コスト及び施工工数を削減するのに役立つ。さらに、本実施形態のように、鉄骨柱２の中心線とアンカーボルトとの軸中心とを実質的に一致させたときには、鉄骨柱を、基礎の端部３Ｅ側により近づけて配置することが可能になる。これは、間取りやレイアウト等の設計自由度を高めるのに役立つ。

図４には、本発明の他の実施形態が示される。なお、上記実施形態と同一部分には、同じ符号が用いられ、ここでの説明は省略される。

この実施形態では、鉄骨柱２は、基礎３上に互いに近接して並設された一対、具体的には基礎３の最も端部３Ｅ側に配された第１の鉄骨柱２Ａと、それに隣接して（例えば１０００mm以下の配設ピッチで）配された第２の鉄骨柱２Ｂとからなる。これらの鉄骨柱２Ａ、２Ｂは、それぞれ上端が２階の梁１０に固定されるとともに、下端が前記ボックス金物４を介して基礎３に固定されている。

また、第１の鉄骨柱２Ａ及び第２の鉄骨柱２Ｂの間には、斜めにのびる斜材１２が架け渡される。これにより、この実施形態の鉄骨柱２Ａ及び２Ｂは、水平力に対する建築物の変形を抑制する耐力フレームＦの一部（即ち、竪材）を構成している。このように、本実施形態の鉄骨柱２の固定構造は、種々の構造物の中に取り入れることができる。

本実施形態の耐力フレームＦでは、前記斜材１２は、互いに傾斜の向きが異なる上の斜材１２Ａと、下の斜材１２Ｂとを含む。上の斜材１２Ａは、下端が第１の鉄骨柱２Ａの長さ方向のほぼ中間部に設けられた中間プレート１１ａ固着されるとともに、上端が第２の鉄骨柱２Ｂの上端側に設けられた上側プレート１１ｂに固着される。他方、下の斜材１２Ｂは、上端が中間プレート１１ａ固着されるとともに、下端が第２の鉄骨柱２Ｂの下端側に設けられた下側プレート１１ｃに固着される。これにより、第１の鉄骨柱２Ａ及び斜材１２により、側面視略Ｋ字状に枠組みされている。

また、図５には、図４の下部拡大図を示す。図５から明らかなように、この実施形態では、第１の鉄骨柱２Ａのボックス金物４と、第２の鉄骨柱２Ｂのボックス金物４との間が、基礎３から離間した水平にのびる補強横材１３で連結されている。

補強横材は、例えば溝部を下に向けた溝型鋼からなり、その両端にはボルトを挿通可能な透孔を有する端部プレート１５が固着される。また、各ボックス金物４の向き合う側板４ｃ１には、前記ボルト１６を挿通可能な透孔が形成される。そして、該端部プレート１５とボックス金物４の側板４ｃ１とが、ボルト１６及びナットで締結される。

このような実施形態では、１本の鉄骨柱２Ａ又は２Ｂに大きな水平力が作用した場合でも、該水平力を、基礎３とは独立した補強横材１３にて各々の鉄骨柱２Ａ、２Ｂに分散して負担させることができる。従って、耐久性において不利となりがちな基礎３の端部３Ｅ側のアンカーボルトの抜けやアンカーボルト埋着部分のコンクリート割れ等の損傷等を長期に亘って効果的に防止し耐久性を高めることができる。

なお、上記耐力フレームＦは、通し柱（図示省略）に隣設させて設けられても良い。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく、本発明の用紙を逸脱しない範囲において、種々の態様に変形して実施することができるのは言うまでもない。

２ 鉄骨柱
３ 基礎
４ ボックス金物
４ａ 上板
４ｂ 底板
４ｃ 側板部
５ アンカーボルト
１３ 補強横材

Claims (4)

1. 鉄骨柱を基礎に固定するための鉄骨柱の固定構造であって、
   前記鉄骨柱の下端が、略箱体状のボックス金物を介して基礎の上面に固定され、
   前記ボックス金物は、前記鉄骨柱の下端に固着された上板と、前記鉄骨柱の柱断面の投影領域内に前記基礎の上面から突設されたアンカーボルトが挿入される貫通孔を有する底板と、該底板と前記上板との間を継ぎかつ四周の少なくとも一つの面を開口した側板部とを含むとともに、
   前記鉄骨柱は、基礎上に近接して並設された一対からなるとともに、各前記鉄骨柱の前記ボックス金物の前記両側板部間が補強横材で連結され、
   前記補強横材は、水平方向にのびる溝型鋼と、その両端に固着される前記側板部に沿った受圧面を有する端部プレートとを含み、
   前記底板が前記ボックス金物内部のナットで前記アンカーボルトに固定されることを特徴とする鉄骨柱の固定構造。
2. 前記側板部は、ボルトを挿通可能な透孔が形成され、
   前記端部プレートは、前記ボルトを挿通可能な透孔を有する請求項１記載の鉄骨柱の固定構造。
3. 前記一対の鉄骨柱の一方は、基礎の端部に近接して固定される請求項１又は２記載の鉄骨柱の固定構造。
4. 前記一対の鉄骨柱は、その間に斜材が架け渡された耐力フレームの一部を構成する請求項１乃至３のいずれかに記載の鉄骨柱の固定構造。

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