JP5656538B2 - 上部鉄骨造柱脚基礎の配筋構造 - Google Patents

Description

この発明は、工場、倉庫、事務所建物等の鉄骨造の上部構造体に対する柱脚基礎の配筋構造である上部鉄骨造柱脚基礎の配筋構造に関する。

工場、倉庫、事務所建物などでは、上部構造体が鉄骨造とされるものが大多数となってきている。その中で、上部構造体と下部基礎構造の接点である柱脚部は、露出型固定柱脚が、信頼性、施工性、工期を確保する為に用いられることが多い。

特開２０００−７３３８１号公報 特開２００９−２６４０４５号公報

上記のような上部鉄骨造の露出型固定柱脚では、例えば図１０に示すように、複数本のアンカーボルト５１が埋め込まれていて、多数の柱主筋５２や、フープなどが有り、さらに柱主筋の端部には定着長さの確保のためにフック部やＬ形部等が設けられる（図では一部の柱主筋５２のみを図示し、他の鉄筋は図示を省略している）。例えば、建築の法令または規則で、柱脚基礎５０の柱主筋５２については、基礎梁５３やフーチング部（図示せず）に引っ張り力を確実に伝達するために、下部や上部の定着長さＬｔが定められており、このため、柱主筋５２のＬ形部５２ａや、フック部（図示せず）が設けられる。そのため、アンカーボルト５１と鉄筋とが過密に輻輳し、鉄筋組立作業等に困難を極めている。

なお、鉄筋における定着長さの確保のために、拡径頭部を用いても良い旨が、建築に関する法令・規則で定められているが、どのような部位にその拡径頭部を用るかは規定されておらず、柱脚基礎において、拡径頭部を用いた例は知られていない。拡径頭部を用いた配筋例としては、特許文献２に示すものがある。

この発明の目的は、上部鉄骨造柱脚基礎において、アンカーボルトと各種鉄筋との過密配筋を解消し、鉄筋組立を容易にし、構造の信頼性を向上させることのできる上部鉄骨造柱脚基礎の配筋構造を提供することである。

この発明の上部鉄骨造柱脚基礎の配筋構造は、鉄骨造の上部構造体における鉄骨柱を支持する鉄筋コンクリート造の柱脚基礎であって、鉄筋コンクリート造の基礎梁が接合されるか、またはフーチング部上に設けられる立ち上がり部を有し、この立ち上がり部に、前記鉄骨柱と結合する複数本のアンカーボルトが埋設され、かつ前記立ち上がり部の鉄筋として、外周部に並んで配置されてそれぞれ上下方向に延びる複数本の柱主筋と、これら複数本の柱主筋の並びの周囲を取り巻く上下複数箇所のフープとを有する柱脚基礎の配筋構造において、前記柱主筋に、端部に拡径頭部を有する拡径頭部付き鉄筋を用いたことを特徴とする。

この構成によると、拡径頭部を有する拡径頭部付き鉄筋を柱主筋に用いたため、定着長さの確保のために必要とされる柱主筋端部のフック部やＬ形部が不要となる。フック部やＬ形部の代わりに拡径頭部が必要であるが、拡径頭部はフック部やＬ形部に比べて極小さい。そのため、フック部やＬ形部が省略される分だけ、配筋の過密化が緩和される。したがって、複数本のアンカーボルトが埋め込まれていて、多数の柱主筋、フープなどが有る柱脚基礎でありながら、過密配筋が解消されて、鉄筋組立が容易にとなり、定着長さの確保や施工精度の向上による構造の信頼性を向上させることができる。

前記柱脚基礎の四隅の柱主筋は、上下端に拡径頭部を有する拡径頭部付き鉄筋とし、中間の柱主筋は、下端のみに拡径頭部を有する拡径頭部付き鉄筋とする。
建築に係る法令・基準により、認定された固定柱脚において、柱脚基礎の柱主筋は、下部の定着長さが決められ、また出隅の柱主筋では、さらに上端にフックを設けることが義務付けられている。そのため、四隅の柱主筋は、上下端に拡径頭部を有する拡径頭部付き鉄筋とすることで、下端の定着長さおよび上端にフックを設ける要求を充足し、中間の柱主筋は下端のみに拡径頭部を有する拡径頭部付き鉄筋とすることで、下端に要求される定着長さの要求を充足することができる。一端に拡径頭部を有する鉄筋は、定尺物の商品化が試みられており、中間の柱主筋については、下端のみに拡径頭部を有する拡径頭部付き鉄筋とすることで、定尺物を利用できて、加工コストや切断による鉄筋の無駄を無くし、コスト削減を図ることができる。

参考提案例として、前記柱脚基礎の四隅の柱主筋は、下端に、柱外方へ折れ曲がって略水平に延びて垂直部とでＬ字形を成すＬ形部を有するものとしても良い。四隅の柱主筋の上端は、前記拡径頭部を有するものとするのが好ましいが、必ずしも拡径頭部を設けなくても良い。
このように、柱脚基礎の四隅の柱主筋が柱外方へ延びるＬ形部を有する場合は、配筋作業時に、前記Ｌ形部が柱主筋とフープとの鉄筋組立体の脚部となって、鉄筋組立体が安定し、作業性が向上する。

この発明において、前記立ち上がり部に鉄筋コンクリート造の基礎梁が接合されていて、前記立ち上がり部の前記複数本の柱主筋とフープとで囲まれる部分に前記基礎梁の梁主筋の端部があり、この梁主筋を、前記端部が拡径頭部となった拡径頭部付き鉄筋としても良い。梁主筋についても、柱脚基礎内に定着される部分を拡径頭部とすることで、過密配筋がより一層確実に解消される。

この発明の上部鉄骨造柱脚基礎の配筋構造は、鉄骨造の上部構造体における鉄骨柱を支持する鉄筋コンクリート造の柱脚基礎であって、鉄筋コンクリート造の基礎梁が接合されるか、またはフーチング部上に設けられる立ち上がり部を有し、この立ち上がり部に、前記鉄骨柱と結合する複数本のアンカーボルトが埋設され、かつ前記立ち上がり部の鉄筋として、外周部に並んで配置されてそれぞれ上下方向に延びる複数本の柱主筋と、これら複数本の柱主筋の並びの周囲を取り巻く上下複数箇所のフープとを有する柱脚基礎の配筋構造において、前記柱主筋に、端部に拡径頭部を有する拡径頭部付き鉄筋を用い、前記柱脚基礎の四隅の柱主筋は、上下端に拡径頭部を有する拡径頭部付き鉄筋とし、中間の柱主筋は、下端のみに拡径頭部を有する拡径頭部付き鉄筋とするため、上部鉄骨造柱脚基礎において、アンカーボルトと各種鉄筋との過密配筋を解消し、鉄筋組立を容易にし、構造の信頼性を向上させることができる。

この発明の一実施形態に係る上部鉄骨造柱脚基礎の配筋構造を示す破断正面図である。 同柱脚基礎の配筋構造を示す破断平面図である。 同柱脚基礎に用いるアンカーを組み立てたアンカーフレームの平面図および正面図である。 同柱脚基礎の柱主筋の拡径頭部の一例を示す正面図である。 拡径頭部の変形例を示す破断正面図である。 拡径頭部の他の変形例を示す破断正面図である。 他の実施形態に係る上部鉄骨造柱脚基礎を示す破断斜視図である。 参考提案例に係る上部鉄骨造柱脚基礎の配筋構造を示す破断正面図である。 同参考提案例における鉄筋組立体の一部省略斜視図である。 従来の柱脚基礎の配筋における定着長さを示す説明図である。

この発明の一実施形態を図１ないし図４と共に説明する。図１，図２は、いずれも断面図であるが、コンクリート部分のハッチングを省略している。この上部鉄骨造柱脚基礎の配筋構造は、鉄骨造の上部構造体１における鉄骨柱２を支持する鉄筋コンクート造の柱脚基礎３における配筋構造である。鉄骨柱２は、角形鋼管またはＨ形鋼等からなり、ベースプレート４を有している。上部構造体１は、工場、倉庫、事務所建物である。柱脚基礎３の平面形状は、この実施形態では正方形等の矩形としているが、円形等であっても良い。

図１，図２において、柱脚基礎３には、鉄筋コンクリート造の基礎梁５が、１側面ないし４側面に接合される。図１，２は、基礎梁５を柱脚基礎３の２側面に接合した例である。図７は、基礎梁５を柱脚基礎３の２側面に接合した例を示す。ただし、図７は、柱脚基礎３の鉄筋については一部のみを示して他は省略している。

柱脚基礎３は、基礎梁５の幅よりも広い幅の立ち上がり部３ａと、この立ち上がり部３ａの下端外周に広がるフーチング部（図示せず）とを有する。フーチング部は、必ずしも設けられていなくても良い。また、フーチング部が設けられていて、基礎梁５が設けられていなくて良い。柱脚基礎３には、鉄骨柱２と結合する複数本のアンカーボルト６が埋設されている。アンカーボルト６は、図示の例では、柱脚基礎３の四隅に２本ずつ並べて設けられている。なお、図１では、図示の都合上、アンカーボルト６は、１隅に対して１本のみ図示し、他は図示を省略している。鉄骨柱２のベースプレート４は、柱脚基礎３の上面に介在部材７を介して設置される。介在部材７は、天端モルタルやスペーサ等である。このベースプレート４に設けられた各ボルト挿通孔にアンカーボルト６が挿通され、アンカーボルト６に螺合したナット９を締めつけることにより、ベースプレート４が柱脚基礎３の上面に固定される。

アンカーボルト６は、個別に柱脚基礎３に埋め込まれるものであっても良く、また、例えば図３のようにアンカーフレーム１０として組み立てた状態に柱脚基礎３に埋め込まれるようにしても良い。アンカーフレーム１０は、一つの柱脚基礎３に用いられる各アンカーボルト６を、上下の矩形環状のフレーム１１，１２に設けられた挿通孔（図示せず）にに挿通し、ナット９，１３で締め付けたものである。下側のフレームには、四隅にＬ形鋼等からなる脚材１５が設けてある。この脚材１５は省略しても良い。上側のフレーム１１は、柱脚基礎３のコクリート内に埋め込むようにしても、上方に露出するようにしても良く、またコンクリートの硬化後に取り外しても良い。各アンカーボルト６の下部には、定着板１４が取付けられる。定着板１４は、各アンカーボルト６を個別に埋め込む場合にも設けられる。各アンカーボルト６の外周には、基礎コンクリートとの摩擦を低減するためのスリーブであるアンボンドスリーブ（図示せず）が被せてあっても良い。

図１，図２において、柱脚基礎３の立ち上がり部３ａの鉄筋としては、外周部に並んで配置されてそれぞれ上下方向に延びる複数本の柱主筋１５（１５A ，１５B ）と、これら複数本の柱主筋１５の並びの周囲を取り巻く上下複数箇所のフープ１６とを有する。柱主筋１５には、柱脚基礎３の四隅に配置される柱主筋１５A と、これら各隅の柱主筋１５A の間である中間に配置される柱主筋１５B とがある。
基礎梁５の鉄筋としては、上端および下端にそれぞれ横方向に並んで複数本ずつ設けられる梁主筋１７と、これら上下の梁主筋１７の並びの周囲を取り巻く長手方向複数箇所のスターラップ１８と、横方向の補助筋１９とでなる。

柱脚基礎３の前記各柱主筋１５には、いずれも、端部に拡径頭部１５ａを有する拡径頭部付き鉄筋を用いている。このうち、四隅に配置される柱主筋１５A は、上下端に拡径頭部１５ａを有するものとされ、中間の柱主筋１５B には、下端のみに拡径頭部１５ａを有するものとされる。
基礎梁５の梁主筋１７は、図２のように、端部が柱脚基礎３内に延びて柱脚基礎３の立ち上がり部３ａ内で定着される。これら梁主筋１７は、いずれも、柱脚基礎３で定着される端部が拡径頭部１７ａとされる。

図４は、柱主筋１５の拡径頭部１５ａの一例を示す。この例の拡径頭部１５ａは、柱主筋１５となる鉄筋の端部を加熱状態で拡径形状に塑性変形させたものである。拡径頭部１５ａの外径は、建築に関する法令や規則で定められた外径とされる。また、柱主筋１５は、丸棒部１５ｂの外周に突条１５ｃを設けた異形鉄筋とされている。
柱主筋１５の拡径頭部１５ａは、一体に塑性変形で形成したものに限らず、例えば図６に示すように、鉄筋嵌合孔２１ａを有する頭部形成部材２１を、柱主筋１５の丸棒部１５ｂの端部に嵌合して接合したものであっても良い。また、図６に示すように、柱主筋１５の端部外周に雄ねじ部１５ｄを形成し、雌ねじ孔２１ｂを有する頭部形成部材２１Ａを螺合させて拡径頭部１５ａとしても良い。
なお、図２の梁主筋１７の拡径頭部１７ａも、上述の柱主筋１５の各種の拡径頭部１５ａと同様のものとされる。

上記構成の柱脚基礎３の配筋構造によると、拡径頭部１５ａを有する拡径頭部付き鉄筋を柱主筋１５に用いたため、定着長さの確保のために必要とされる柱主筋端部のフック部やＬ形部が不要となる。すなわち、建築に係る法令・基準により、認定された固定柱脚において、柱脚基礎３の柱主筋１５は、下部の定着長さが定められている。また、出隅の柱主筋１５A については、さらに上部の定着長さが定められ、そのためにフックを設けることなどが義務付けられている。
これに対して、この実施形態では、四隅の柱主筋１５A は、上下の両端端に拡径頭部１５ａを有する拡径頭部付き鉄筋としており、中間の柱主筋１５B については、下端のみに拡径頭部を有する拡径頭部付き鉄筋としている。これらの拡径頭部１５ａを設けることにより、図１に図示の上部定着長さＬ１、下部定着長さＬ２だけで、定着長さの確保のための基準を満足し、必要な定着強度を得ることができる。
フック部やＬ形部の代わりに拡径頭部１５ａは必要であるが、拡径頭部１５ａはフック部やＬ形部に比べて極小さい。

このため、フック部やＬ形部が省略される分だけ、配筋の過密化が緩和される。したがって、複数本のアンカーボルト６が埋め込まれていて、多数の柱主筋１５、フープ１６、梁主筋１７の定着部などが存在する柱脚基礎３でありながら、過密配筋が解消されて、鉄筋組立が容易にとなり、定着長さの確保や施工精度の向上による構造の信頼性を向上させることができる。
この実施形態では、前記梁主筋１７についても、柱脚基礎３内に定着される部分を拡径頭部１７ａとした拡径頭部付き鉄筋としたため、定着強度を確保しながら、過密配筋がより一層確実に解消される。
また、図３のようなアンカーフレーム１０を構成する場合、連結フレーム１１，１２があって、柱脚基礎３のコンクリーク内に埋め込む部材がより過密となるが、この場合にも柱主筋１５に拡径頭部１５ａを設けたため、過密配置が緩和され、アンカーフレーム１０の採用と拡径頭部１５ａの採用とで、鉄筋の組立がより一層簡単で短時間に行え、信頼性もさらに向上する。

図８，図９は、参考提案例を示す。この参考提案例は、図１に示す実施形態において、四隅の柱主筋１５A につき、下端に拡径頭部１５ａを設ける代わりに、下端にＬ形部１５ｆを設けたものである。Ｌ形部１５ｆは、柱主筋１５A の垂直部の下端から柱外方へ折れ曲がって略水平に延びて垂直部とでＬ字形を成す。Ｌ形部１５ｆの延びる方向は、例えば、柱脚基礎３の立ち上がり部３ａの断面における対角線の延長方向、または立ち上がり部３ａのいずれかの側面に対する略４５°の方向とされる。四隅の柱主筋１５A の上端は拡径頭部１５ａを有しているが、必ずしも拡径頭部１５ａを設けなくても良い。なお、図９では中間の柱主筋１５B は、図示を省略している。
このように、四隅の柱主筋１５A が柱外方へ延びるＬ形部１５ｆを有する場合は、配筋作業時に、前記Ｌ形部１５ｆが柱主筋１５とフープ１６との鉄筋組立体の脚部として機能して鉄筋組立体が安定し、作業性が向上する。この参考提案例におけるその他の構成，効果は、図１に示す第１の実施形態と同様である。

１…上部構造体
２…鉄骨柱
３…柱脚基礎
５…基礎梁
６…アンカーボルト
１５…柱主筋
１５A …四隅の柱主筋
１５B …中間の柱主筋
１５ａ…拡径頭部
１５ｆ…Ｌ形部
１７…梁主筋
１７ａ…拡径頭部

Claims (2)

1. 鉄骨造の上部構造体における鉄骨柱を支持する鉄筋コンクリート造の柱脚基礎であって、鉄筋コンクリート造の基礎梁が接合されるか、またはフーチング部上に設けられる立ち上がり部を有し、この立ち上がり部に、前記鉄骨柱と結合する複数本のアンカーボルトが埋設され、かつ前記立ち上がり部の鉄筋として、外周部に並んで配置されてそれぞれ上下方向に延びる複数本の柱主筋と、これら複数本の柱主筋の並びの周囲を取り巻く上下複数箇所のフープとを有する柱脚基礎の配筋構造において、
   前記柱主筋に、端部に拡径頭部を有する拡径頭部付き鉄筋を用い、前記柱脚基礎の四隅の柱主筋は、上下端に拡径頭部を有する拡径頭部付き鉄筋とし、中間の柱主筋は、下端のみに拡径頭部を有する拡径頭部付き鉄筋とすることを特徴とする上部鉄骨造柱脚基礎の配筋構造。
2. 請求項１において、前記立ち上がり部に鉄筋コンクリート造の基礎梁が接合されていて、前記立ち上がり部の前記複数本の柱主筋とフープとで囲まれる部分に前記基礎梁の梁主筋の端部があり、この梁主筋を、前記端部が拡径頭部となった拡径頭部付き鉄筋とする上部鉄骨造柱脚基礎の配筋構造。

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