JP5498014B2 - 連結ボルト付き柱および連結金具の接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、柱の下端部に連結ボルトが柱の下端面から突出して設けられた連結ボルト付き柱および連結ボルト付き柱に、基礎連結用の連結金具を接合する連結金具の接合構造に関する。

柱の下端部に連結ボルトが柱の下端面から突出して設けられた連結ボルト付き柱および連結ボルト付き柱に、基礎連結用の連結金具を取り付ける連結金具の取付け構造の一例として特許文献１に記載のものが知れられている。
特許文献１に記載されている連結ボルト付き柱は、柱の下端面に形成された孔に連結ボルトが柱の下端面から突出して挿入されるとともに、前記孔の内壁と前記連結ボルトとの間に接着剤が充填されてなるものである。
そして、このような連結ボルト付き柱に、基礎連結用の連結金具を接合する場合、一側面が開口した箱状の連結金具の上壁に連結ボルト付き柱の下端面を当接するとともに、前記上壁に形成された孔に、連結ボルトを挿通したうえで、この連結ボルトに前記開口から挿入されたナットを螺合されて締め付けることによって、連結ボルト付き柱に連結金具を接合している。
特開２００８−１７５０２０号公報

ところで、前記従来の連結ボルト付き柱では、柱の下端面に形成された孔と、この孔に挿入された連結ボルトとの間に、接着剤充填用の隙間があるので、この隙間のために、連結ボルトの径方向における位置決めが容易ではなく、また、連結ボルトを位置決めしても接着剤の硬化前に連結ボルトが径方向にずれるおそれもある。
また、連結ボルト付き柱に、地震等によって外力が作用した場合に、柱の下端面に形成された孔の開口部が連結ボルトから力を受け、この結果、柱の下端部が損傷するおそれもある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、連結ボルトを容易に位置決めできるとともに、接着剤硬化前の連結ボルトの位置ずれを防止でき、さらに、柱の下端部の補強を行える連結ボルト付き柱およびこの連結ボルト付き柱に、基礎連結用の連結金具を接合する連結金具の接合構造を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図５に示すように、柱２の下端部に連結ボルト３が前記柱２の下端面から突出して設けられた連結ボルト付き柱１において、
前記柱２の下端面に形成された孔２ａに前記連結ボルト３が前記柱２の下端面から突出して挿入されるとともに、前記孔２ａの内壁と前記連結ボルト３との間に接着剤５が充填されており、
前記柱２の下端部に、前記連結ボルト３の直径とほぼ等しい内径のボルト挿通孔８が形成された平板部６と、この平板部６の外周部に沿って形成された環状部７とを有する柱座金４が、前記平板部６を前記柱２の下端面に当接するとともに、前記ボルト挿通孔８に前記連結ボルト３を挿通し、さらに、前記環状部７を前記柱２の下端外周部に外嵌して取り付けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、柱２の下端部に柱座金４が、その平板部６を柱２の下端面に当接するとともに、環状部７を柱２の下端外周部に外嵌して取り付けられているので、柱座金４の平板部６に形成されたボルト挿通孔８は、その径方向の位置決めがなされている。
そして、この位置決めされたボルト挿通孔８に連結ボルト３が挿通されているので、この連結ボルト３を径方向において容易かつ確実に位置決めできる。また、ボルト挿通孔８に連結ボルト３が挿通されているので、接着剤硬化前の連結ボルト３の径方向の位置ずれを防止できる。
さらに、柱２の下端外周部に柱座金４の環状部７が外嵌されているので、柱２の下端部を環状部７によって外側から補強できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の連結ボルト付き柱１において、
前記柱２の下端外周部に、前記環状部７が装着される装着面２ｂが形成されており、この装着面２ｂと前記柱２の外周面との間の段差は前記環状部７の厚さとほぼ等しいことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、柱２の下端外周部に形成された装着面２ｂと柱２の外周面との間の段差が環状部７の厚さとほぼ等しいので、この環状部７の外周面と柱２の外周面とがほぼ面一となり、柱２の下端部の仕上がりが秀麗なものとなる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の連結ボルト付き柱において、
前記ボルト挿通孔８に、前記連結ボルト３に螺合する雌ねじ部が形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、ボルト挿通孔８に形成された雌ねじ部に連結ボルト３を螺合することによって、この連結ボルト３の軸方向における位置決めを容易に行えるとともに、接着剤硬化前の連結ボルト３の軸方向の位置ずれを防止できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の連結ボルト付き柱１に、基礎連結用の連結金具１０を接合する連結金具の接合構造において、
前記連結金具１０は側面の少なくとも一部が開口した箱状に形成されており、
この連結金具１０の上壁に前記柱座金４の平板部６が当接されるとともに、前記上壁に形成された孔１１に、前記柱座金４のボルト挿通孔８に挿通された連結ボルト３が挿通されたうえで、この連結ボルト３に前記連結金具１０の開口１０ａから挿入されたナット１３が螺合されて締め付けられることによって、前記連結ボルト付き柱１に前記連結金具１０が接合されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、連結金具１０の上壁に柱座金４の平板部６が当接されるとともに、前記上壁に形成された孔１１に、柱座金４のボルト挿通孔８に挿通された連結ボルト３が挿通されたうえで、この連結ボルト３に前記開口１０ａから挿入されたナット１３が螺合されて締め付けられているので、連結ボルト付き柱１に連結金具１０を容易かつ強固に接合することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の連結金具の接合構造において、
前記連結金具１０の底壁に、アンカーボルト２３が挿通されるアンカーボルト挿通孔１２が形成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、基礎２０から延出するアンカーボルト２３の上端部を連結金具１０の底壁に形成されたアンカーボルト挿通孔１２に挿通したうえで、このアンカーボルト２３に連結金具１０の開口１０ａから挿入されたナット２５を螺合して締め付けることによって、基礎２０と柱２とを強固に連結することができる。

本発明によれば、柱の下端部に、連結ボルトの直径とほぼ等しい内径のボルト挿通孔が形成された平板部と、この平板部の外周部に沿って形成された環状部とを有する柱座金が、前記平板部を前記柱の下端面に当接するとともに、前記ボルト挿通孔に前記連結ボルトを挿通し、さらに、前記環状部を前記柱の下端外周部に外嵌して取り付けられているので、連結ボルトを径方向において容易かつ確実に位置決めできるとともに、接着剤硬化前の連結ボルトの径方向の位置ずれを防止でき、さらに柱の下端部を環状部によって外側から補強できる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る連結ボルト付き柱の一例を示すもので、その先端部の斜視図、図２は分解斜視図、図３は連結ボルト付き柱に連結金具を接合した状態を示す斜視図、図４は図３におけるＸ円部の拡大図、図５は連結ボルト付き柱を基礎に連結した状態を示す断面図である。

図１〜図５に示すように、連結ボルト付き柱１は、柱２と、連結ボルト３と、柱座金４とを備えている。
柱２は正方形断面の木製の四角柱であり、その下端面には前記連結ボルト３を挿入するための孔２ａが形成されている。孔２ａは円形断面に形成されており、その内径は前記連結ボルト３の直径より接着剤充填用の隙間の分だけ大きくなっている。また、孔２ａの深さは連結ボルト３の長さより短くなっている（図５参照）。
連結ボルト３は外周部の全体に雄ねじが形成されたものであり、前記孔２ａに挿入されている。この状態において、連結ボルト３の先端部（下端部）は柱２の下端面から突出している。また、孔２ａの内壁と連結ボルト３との間には接着剤５が充填されている（図５参照）。接着剤５としては、例えばエポキシ系接着剤やウレタン系接着剤が使用される。
また、柱２の下端外周部には、後述する環状部７が装着される装着面２ｂが形成されている。装着面２ｂは柱２の下端外周部を周方向に沿って所定の幅で所定の深さだけ削って形成されたものであり、柱２の外周面（側面）との間に所定の段差を有している。

前記柱座金４は、柱２の下端部に取り付けられるものであり、平板部６と環状部７とを備えて構成されている。
平板部６は正方形板状のものであり、柱２の下端面とほぼ等しい大きさに形成されている。また、平板部６の中央部には、連結ボルト３の直径とほぼ等しい内径のボルト挿通孔８が形成されている。さらに、平板部６にはボルト挿通孔８を挟んでビス穴９，９が平板部６の対角方向に離間して形成されている。
環状部７は平板部６の外周部に沿って正方形環状に、かつ、平板部６に対して直角に形成されている。また、環状部７の高さは前記装着面２ｂの幅とほぼ等しくなっており、環状部７の厚さは、装着面２ｂと柱２の外周面との間の段差とほぼ等しくなっている。
さらに、柱座金４の４つの角部には、角穴４ａがそれぞれ形成されている。

このように構成された柱座金４は、平板部６の裏面を柱２の下端面に当接するともに、ボルト挿通孔８に前記連結ボルト３を挿通し、さらに、環状部７を柱２の下端外周部の装着面２ｂに外嵌して取り付けられている。この状態において、ボルト挿通孔８と連結ボルト３とは同軸に配置され、かつ、連結ボルト３の先端部（下端部）は柱座金４の平板部６より所定の長さだけ突出している。また、平板部６に形成されたビス穴９，９には木ねじ９ａ，９ａが挿通され、柱２の下端面にねじ込まれている。これによって、柱座金４は柱２の下端部に強固に固定されている。さらに、柱座金４の角穴４ａに、柱２の下端面の４つの角部が露出しており、これによって、柱２の下端面を柱座金４の平板部６の裏面に確実に当接させるとともに、柱２の下端面の４つの角部の潰れを防止している。

次に、前記連結ボルト付き柱１に、基礎連結用の連結金具１０を接合する連結金具の接合構造について説明する。
連結金具１０は、箱状に形成された鉄製のものであり、その対向する二つの側面にはそれぞれ開口１０ａ，１０ａが形成されている。開口１０ａ，１０ａは対向する一対の側面ほぼ全体に形成されたものであり、スパナやレンチ、ドライバー等の工具を連結金具１０内に挿入できるようになっている。
連結金具１０の上壁の中央部には、前記連結ボルト３の先端部（下端部）が挿通される孔１１が形成されており、下壁の中央部には、アンカーボルトが挿通されるアンカーボルト挿通孔１２が孔１１と同軸に形成されている。
そして、連結金具１０は、その上壁に柱座金４の平板部６の表面が当接されるとともに、前記上壁に形成された孔１１に、柱座金４のボルト挿通孔８に挿通された連結ボルト３が挿通されたうで、この連結ボルト３に開口１０ａから挿入されたナット１３が、連結金具１０の上壁の下面との間に座金１４を挟んだ状態で螺合されて締め付けられることによって、前記連結ボルト付き柱１に接合されている。

次に、前記連結ボルト付き柱１を連結金具１０を介して基礎に連結する方法について説明する。
図５に示すように、基礎２０の上面には土台２１が設置されており、この土台２１上に、床２２が設けられている。
基礎２０の内部には、アンカーボルト２３が埋設されており、このアンカーボルト２３の上端部は、土台２１と床２２を貫通して該床２２の上面から突出している。
このアンカーボルト２３の上端部は、ナット２４に螺合されたうえで連結金具１０のアンカーボルト挿通孔１２に挿通されており、このアンカーボルト２３の上端部にはナット２５が螺合されて締め付けられている。これによって、連結金具１０はその底壁がナット２４，２５によって挟み付けられた状態で、アンカーボルト２３の上端部に固定されている。この状態において、連結金具１０と床２２との間には所定の隙間Ｓが設けられている。なお、ナット２５の締め付け作業は、連結金具１０の開口１０ａからスパナやレンチ等の工具を挿入することによって行う。
また、連結金具１０の上壁に、上述したようにして、連結ボルト付き柱１を接合する。このようにして、連結ボルト付き柱１を連結金具１０を介して基礎２０に連結する。

上記のようにして、基礎２０に連結された連結ボルト付き柱１には、図６に示すように、制振装置３０が取り付けられる。
制振装置３０は、図６に示すように、矩形枠状の矩形フレーム３１と、この矩形フレーム３１の縦フレーム３１ａ，３１ａに対向して設けられた一対の支持部３２，３２と、この一対の支持部３２，３２間に配置され、かつ該一対の支持部３２，３２によって支持された上下に長尺な振り子部材３３と、矩形フレーム３１の上下の横フレーム３１ｂ，３１ｂに設けられた制振ボックス３４，３４とを備えている。
そして、矩形フレーム３１は左右方向に力が作用すると平行四辺形を形成するようにして変形可能となっている。なお、矩形フレーム３１は鉄やアルミニウム等の金属で形成されている。

前記振り子部材３３は板状でかつ、縦長の八角形状に形成されており、長手方向を上下に向けて配置されている。振り子部材３３は鉄やアルミニウム等の金属によって形成されており、地震等の振動によって矩形フレーム３１が変形して一対の支持部３２，３２が変位した場合に、該一対の支持部３２，３２間の略中央部を中心として振れるように構成されている。

すなわち、一方の支持部３２の先端中央部には穴が形成されており、他方の支持部３２の先端中央部にも穴が形成されている。一方、振り子部材３３の中央部には、左右に離間して穴が形成されており、これら穴のうち左側の穴は左右に長い長穴となっている。
そして、一方の支持部３２に形成された穴と、振り子部材３３の中央部に形成された一方の長穴とには、軸３５が振り子部材３３を回転可能とするように、かつ、長穴の長さ方向に摺動可能となるように挿通されている。
また、他方の支持部３２に形成された穴と、振り子部材３３の中央部に形成された他方の穴とには、軸３５が振り子部材３３を回転可能とするように挿通されている。
これによって、振り子部材３３は、一対の支持部３２，３２によって軸３５，３５を介して支持されており、この振り子部材３３は、地震等の振動によって一対の支持部３２，３２が変位した場合に、該一対の支持部３２，３２間の略中央部、言い換えれば、軸３５，３５間の中央部を中心として振れるように構成されている。

前記制振ボックス３４は、上下面が開口した箱状のボックス３６と、このボックス３６内に取り付けられた一対の制振部材３７，３７と、これら制振部材３７，３７間に挿入されかつ該一対の制振部材３７，３７に固着されたプレート３８とを備えている。制振部材３７としては、例えば高減衰ゴムによって形成された粘弾性体３７を使用している。
ボックス３６の対向する内面にはそれぞれ前記粘弾性体（制振部材）３７，３７が接着剤等によって固着されている。これら粘弾性体３７，３７間には、プレート３８が挿入されており、該プレート３８の表面は前記粘弾性体３７，３７に固着されている。プレート３８の一端部は、ボックス３６より突出しており、この突出している一端部は、振り子部材３３の端部に連結されている。
そして、制振ボックス３４は矩形フレーム３１の横フレーム３１ｂの略中央部に取り付けられている。なお、制振ボックス３４のボックス３６、プレート３８等は鉄やアルミニウム等の金属で形成されている。

基礎２０には、前記連結ボルト付き柱１，１が左右に離間して連結されており、これら連結ボルト付き柱１，１間に前記制振装置３０が配置されている。
また、連結ボルト付き柱１，１の上端部間には上構造材４０が配置されており、下端部間には下構造材４１が配置されている。
連結ボルト付き柱１，１の内側を向く側面には、制振装置３０の左右の縦フレーム３１ａ，３１ａが取り付けられている。この取付けは、縦フレーム３１ａから連結ボルト付き柱１にビスや木ねじ等の止着材をねじ込むとともに、縦フレーム３１ａを連結ボルト付き柱１の側面に接着剤によって接着することによって行われている。

前記上構造材４０は、ＬＶＬ（単板積層材）や合板で形成されてなる矩形板状のものであり、その両側端面は連結ボルト付き柱１，１の側面に接着剤によって接着固定されている。さらに、上構造材４０の下端面は制振装置３０の上の横フレーム３１ｂに当接、固定されている。この固定は、横フレーム３１ｂから上構造材４０にビスや木ねじ等の止着材をねじ込むとともに、上構造材４０の下端面を横フレーム３１ｂに接着剤によって接着することによって行われている。

前記下構造材４１は、上構造材４０と同様に、ＬＶＬ（単板積層材）や合板で形成されてなる矩形板状のものであり、その下端面は前記連結ボルト付き柱１の下端面より下方に位置しているとともに、床２２に当接されている。
また、下構造材４１の両側端面は連結ボルト付き柱１，１の側面に接着剤によって接着固定されている。さらに、下構造材４１の上端面は制振装置３０の下の横フレーム３１ｂに当接、固定されている。この固定は、横フレーム３１ｂから下構造材４１にビスや木ねじ等の止着材をねじ込むとともに、下構造材４１の上端面を横フレーム３１ｂに接着剤によって接着することによって行われている。

前記連結ボルト付き柱１，１の上端部には、梁４５が架設されており、この梁４５と連結ボルト付き柱１，１との交差部にガセットプレート４６，４６が正面と背面側から固定されている。
ガセットプレート４６は鉄板等の金属板で形成された矩形板状のものであり、正面側のガセットプレート４６は、連結ボルト付き柱１の上端部の正面、上構造材４０の上端部の正面、梁４５の正面に跨るようにして当接され、釘等の止着材によって固定されている。同様に、背面側のガセットプレート４６、連結ボルト付き柱１の上端部の背面、上構造材４０の上端部の背面、梁４５の背面に跨るようにして当接され、釘等の止着材によって固定されている。
なお、連結ボルト付き柱１の下端部は、上述したようにして基礎２０に連結されており、連結金物１０の側面は下構造材４１に当接されている。

そして、連結ボルト付き柱１，１に制振装置３０が取り付けられた建物の躯体では、建物に地震等の横揺れ振動によって変形が生じると、基礎２０および土台２１と、梁４５とが互いに水平方向逆方向に変位する。これによって、制振装置３０の矩形フレーム３１の上下の横フレーム３１ｂ，３１ｂが左右にずれるようにして変位するとともに、縦フレーム３１ａ，３１ａが横方向に傾斜することによって矩形フレーム３１が略平行四辺形状に変形する。
矩形フレーム３１が略平行四辺形状に変形すると、一対の支持部３２，３２が斜め上下に互いに離間するようにして変位する。
一対の支持部３２，３２が変位することによって、振り子部材３３が一対の支持部３２，３２間の略中央部を中心として振り子のように振れ、この振り子部材３３の端部は振れが増幅され、これによって、前記一対の支持部３２，３２の変位が増幅される。
そして、振り子部材３３の端部と制振ボックス３４のプレート３８とが連結されており、このプレート３８は粘弾性体３７，３７間に挿入されかつ該一対の粘弾性体３７，３７に固着されているので、この粘弾性体３７，３７の変形を増幅できる。したがって、建物の小さな変形から制振機能を有効に働かせることができる。
また、粘弾性体３７，３７の変形速度も建物の変形速度より増幅することができるため、エネルギー吸収性能が変形速度に比例する粘弾性材料から形成された粘弾性体を用いる場合には、より効率的にエネルギーを吸収でき、大きな減衰力を発揮できる。

本実施の形態によれば、以下のような効果を奏する。
柱２の下端部に柱座金４が、その平板部６を柱２の下端面に当接するともに、環状部７を柱２の下端外周部に外嵌して取り付けられているので、柱座金４の平板部６に形成されたボルト挿通孔８は、その径方向の位置決めがなされている。
そして、この位置決めされたボルト挿通孔８に連結ボルト３が挿通されているので、この連結ボルト３を径方向において容易かつ確実に位置決めできる。また、ボルト挿通孔８に連結ボルト３が挿通されているので、接着剤５の硬化前の連結ボルト３の径方向の位置ずれを防止できる。
さらに、柱２の下端外周部に柱座金４の環状部７が外嵌されているので、柱２の下端部を環状部７によって外側から補強できる。

また、柱２の下端外周部に形成された装着面２ｂと柱２の外周面との間の段差が環状部７の厚さとほぼ等しいので、この環状部７の外周面と柱２の外周面とがほぼ面一となり、柱２の下端部の仕上がりが秀麗なものとなる。
さらに、連結金具１０の上壁に柱座金４の平板部６が当接されるとともに、前記上壁に形成された孔１１に、柱座金４のボルト挿通孔８に挿通された連結ボルト３が挿通されたうで、この連結ボルト３に連結金具１０の開口１０ａから挿入されたナット１３が螺合されて締め付けられているので、連結ボルト付き柱１に連結金具１０を容易かつ強固に接合することができる。
加えて、基礎２０から延出するアンカーボルト２３の上端部を連結金具１０の底壁に形成されたアンカーボルト挿通孔１２に挿通したうえで、このアンカーボルト２３に連結金具１０の開口１０ａから挿入されたナット２５を螺合して締め付けることによって、基礎２０と柱２とを強固に連結することができる。

なお、本実施の形態において、柱座金４の平板部６に形成されたボルト挿通孔８に、連結ボルト３に螺合する雌ねじ部を形成してもよい。そして、この雌ねじ部に連結ボルト３を螺合することによって、この連結ボルト３の軸方向における位置決めを容易に行えるとともに、接着剤硬化前の連結ボルト３の軸方向の位置ずれを防止できる。

本発明に係る連結ボルト付き柱の一例を示すもので、その先端部の斜視図である。 同、先端部の分解斜視図である。 同、連結ボルト付き柱に連結金具を接合した状態を示す斜視図である。 同、図３におけるＸ円部の拡大図である。 同、連結ボルト付き柱を基礎に連結した状態を示す断面図である。 同、連結ボルト付き柱に制振装置を取り付けた状態を示す正面図である。

符号の説明

１ 連結ボルト付き柱
２ 柱
２ａ 孔
２ｂ 装着面
３ 連結ボルト
４ 柱座金
５ 接着剤
６ 平板部
７ 環状部
８ ボルト挿通孔
１０ 連結金具
１０ａ 開口部
１１ 孔
１２ アンカーボルト挿通孔
１３ ナット
２０ 基礎
２３ アンカーボルト

Claims (5)

1. 柱の下端部に連結ボルトが前記柱の下端面から突出して設けられた連結ボルト付き柱において、
   前記柱の下端面に形成された孔に前記連結ボルトが前記柱の下端面から突出して挿入されるとともに、前記孔の内壁と前記連結ボルトとの間に接着剤が充填されており、
   前記柱の下端部に、前記連結ボルトの直径とほぼ等しい内径のボルト挿通孔が形成された平板部と、この平板部の外周部に沿って形成された環状部とを有する柱座金が、前記平板部を前記柱の下端面に当接するとともに、前記ボルト挿通孔に前記連結ボルトを挿通し、さらに、前記環状部を前記柱の下端外周部に外嵌して取り付けられていることを特徴とする連結ボルト付き柱。
2. 請求項１に記載の連結ボルト付き柱において、
   前記柱の下端外周部に、前記環状部が装着される装着面が形成されており、この装着面と前記柱の外周面との間の段差は前記環状部の厚さとほぼ等しいことを特徴とする連結ボルト付き柱。
3. 請求項１または２に記載の連結ボルト付き柱において、
   前記ボルト挿通孔に、前記連結ボルトに螺合する雌ねじ部が形成されていることを特徴とする連結ボルト付き柱。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の連結ボルト付き柱に、基礎連結用の連結金具を接合する連結金具の接合構造において、
   前記連結金具は側面の少なくとも一部が開口した箱状に形成されており、
   この連結金具の上壁に前記柱座金の平板部が当接されるとともに、前記上壁に形成された孔に、前記柱座金のボルト挿通孔に挿通された連結ボルトが挿通されたうえで、この連結ボルトに前記連結金具の開口から挿入されたナットが螺合されて締め付けられることによって、前記連結ボルト付き柱に前記連結金具が接合されていることを特徴とする連結金具の接合構造。
5. 請求項４に記載の連結金具の接合構造において、
   前記連結金具の底壁に、アンカーボルトが挿通されるアンカーボルト挿通孔が形成されていることを特徴とする連結金具の接合構造。

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