JP5956894B2 - 柱脚金物及びそれを用いた柱脚構造 - Google Patents

Description

本発明は、建築構造物における柱部材の下端部がその上に接合され、かつ、基礎コンクリート中より上方に突出したアンカーボルトの先端部が押さえ部材を介して締結される柱脚金物、及びそれを用いた柱脚構造に関するものである。

図９及び図１０は、第１の従来の柱脚金物６、及びそれを用いた第１の従来の柱脚構造２について説明するために参照する図である。

図９に示すように、第１の従来の柱脚構造２は、その表面に鉄骨柱４（柱部材）の下端面が溶接により接合される、平板状の柱脚金物６を備えていた。この柱脚金物６は、基礎コンクリート３の上方にモルタル８を介して設けられていた。

そして、基礎コンクリート３中からモルタル８を貫いて上方に突出するアンカーボルト１０の上端部が、柱脚金物６のボルト挿通孔６ａ，６ｂ（図１０参照）に挿通して、アンカーボルト１０に形成されたオネジ部にナット部材１２のメネジ部がねじ締結されることにより、鉄骨柱４は、柱脚金物６を介して基礎コンクリート３上に立設して固定されていた（例えば、特許文献１参照）。

基礎コンクリート３上には被覆コンクリート１１が形成されていた。この被覆コンクリート１１は、アンカーボルト１０上端部の高さ上端位置よりも高い位置に上面を有しており、鉄骨柱４の下端部、柱脚金物６、モルタル８、アンカーボルト１０の上端部、ナット部材１２等の各部材をその内部に埋設するようになっていた。

なお、従来の柱脚構造の中には、ボルト貫通孔を有さない柱脚金物上に載置された押さえ部材にボルト挿通孔が形成されて、基礎コンクリート中からモルタルを貫いて上方に突出するアンカーボルトの上端部がそのボルト挿通孔を挿通して、アンカーボルトに形成されたオネジ部にナット部材がねじ締結することにより、鉄骨柱が、柱脚金物と４枚の帯板状の押さえ部材を介して基礎コンクリートの上に立設して固定されるものもあった（例えば、特許文献２参照）。

上記第１の従来の柱脚構造２における柱脚金物６は、図１０に示すように、金属製の正方形状の表裏両面と厚さを有する板状に形成されており、その厚さ方向（図中紙面に対して垂直方向）に貫通するボルト挿通孔６ａと６ｂが計１２個形成されていた。これらのボルト挿通孔６ａ，６ｂは、それぞれの孔径が略同一に形成されており、それぞれには１本のアンカーボルト１０を緩く挿通させていた。

そして、柱脚金物６のボルト挿通孔６ａは、柱脚金物６の正方形状の四つの隅部それぞれに１つずつ形成されていた。すなわち、柱脚金物６のボルト挿通孔６ａは、図１０中左右方向に伸びて、柱脚金物６の同図中上下方向の中心位置を通る仮想線Ｘから、同図中上下方向に長さＬ１だけ離れた位置にあり、かつ、同図中上下方向に伸びて、柱脚金物６の同図中左右方向の中心位置を通る仮想線Ｙから、同図中左右方向に長さＬ１だけ離れた位置にある、４つの位置のそれぞれに中心位置が配置されていた。

柱脚金物６のボルト挿通孔６ｂは、柱脚金物６の正方形状の四つの辺部それぞれの両端部のボルト挿通孔６ａ，６ａ間の長さに略均等の間隔をおいた位置に配置されるように、すなわち、ボルト挿通孔６ａ，６ａの中心同士を繋ぐ線分を略三等分した２つの位置に、それぞれの中心位置が配置されていた。

ボルト挿通孔６ｂは、例えば図１０中上下方向に伸びる２つの辺部においては、仮想線Ｙから図中左右方向に長さＬ１だけ離れた位置にあり、かつ、仮想線Ｘから図中上下方向それぞれの長さＬ２だけ離れた位置に、それぞれの中心位置が配置されていた。長さＬ２は、長さＬ１の略三分の一の長さである。図１０中左右方向に伸びる２つの辺部においてもボルト挿通孔６ｂは、同様の長さ位置に配置されていた。

特許第４００６５０３号公報 特開２０１１−０３２７２５号公報

上記第１の従来の柱脚構造２の鉄骨柱４に対して、例えば地震等により、図９に示すような、鉄骨柱４と柱脚金物６との接合部の回転中心Ｏの周りに反時計回り方向に、鉄骨柱４を回転させようとする大きな曲げモーメントＭを発生させる荷重が加わった場合には、この曲げモーメントＭは、柱脚金物６の同図中右端部を浮き上がらせるように作用する。

これに対して、柱脚金物６における図９中上記回転中心Ｏより右側部分を固定するアンカーボルト１０には、そのオネジ部と上記ナット部材１２のメネジ部とのねじ締結により、上記のような曲げモーメントＭによる柱脚金物６の同図中右端部が浮き上がるのを防ぐための反力として、同図中上記回転中心Ｏから図中右方向の長さＬ１，Ｌ２の位置に引張荷重Ｐ１，Ｐ２が生じる。

上記反力として生じる引張荷重Ｐ１，Ｐ２は、アンカーボルト１０が図９に示す上記回転中心Ｏから図中右方向の長さＬ１，Ｌ２が大きくなるほど大きくなり、また、アンカーボルト１０の外径寸法が大きくなるほど大きくなる。

しかしながら、上記第１の従来の柱脚構造２においては、上記回転中心Ｏから図９中右方向に長さＬ２だけ離れた位置のボルト挿通孔６ｂに挿通して固定されたアンカーボルト１０に生じる引張荷重Ｐ２は、回転中心Ｏから長さＬ１だけ離れた位置のボルト挿通孔６ａ，６ｂに挿通して固定されたアンカーボルト１０に生じる引張荷重Ｐ１に比べて、かなり小さい値の引張荷重となってしまう。

したがって、上記曲げモーメントＭに対抗してアンカーボルト１０に生じる引張荷重（曲げモーメントＭに対する曲げ耐力と相関する）は、上記のようなかなり小さい値の引張荷重Ｐ２しか発生できないアンカーボルト１０が存在するため、全体としての引張荷重、すなわち曲げモーメントＭに対する柱脚構造２の曲げ耐力はその分小さくなってしまうという問題があった。

また、曲げモーメントＭに対抗してアンカーボルト１０に生じる引張荷重Ｐ１，Ｐ２を増大させるために、大きな外径寸法を有するアンカーボルト１０を採用した場合には、対応するナット部材１２も大きくなるばかりでなく、柱脚金物６の厚さも大きくする必要があるため、柱脚金物６の大型化や重量化、高額化を招いてしまうという問題があった。

また、図１１及び図１２は、前記第１の従来の柱脚金物６や柱脚構造２とは別の、第２の従来の柱脚金物２２や柱脚構造２０について説明するために参照する図である。
以下、前記第１の従来の柱脚金物６や柱脚構造２と同様の部分には同じ符号を付して説明し、前記第１の従来の柱脚金物６や柱脚構造２と同様の構成についての重複する説明は、一部を除き省略するものとする。

第２の従来の柱脚構造２０は、図１１に示すように、前記第１の従来の柱脚構造２における柱脚金物６の代わりに、別の柱脚金物２２を有している点において、前記第１の従来の柱脚構造２とは異なるものである。

図１２に示すように、柱脚金物２２は、金属製の正方形状の表裏両面と厚さを有する板状に形成されており、その厚さ方向（図中紙面に対して垂直方向）に貫通するボルト挿通孔２２ａと２２ｂが計１２個形成されていた。これらのボルト挿通孔２２ａ，２２ｂは、それぞれの孔径が略同一に形成されており、それぞれには１本のアンカーボルト１０を緩く挿通させていた。

そして、柱脚金物２２のボルト挿通孔２２ａは、柱脚金物２２の正方形状の四つの隅部それぞれにおいて、各辺に対して互いに斜め方向に隣り合った位置に２つずつ形成されていた。

すなわち、柱脚金物２２のボルト挿通孔２２ａは、図１２中左右方向に伸びて、柱脚金物２２の同図中上下方向の中心位置を通る仮想線Ｘから、同図中上下方向に長さＬ１，Ｌ３だけ離れた位置にあり、かつ、同図中上下方向に伸び、柱脚金物２２の同図中左右方向の中心位置を通る仮想線Ｙから、同図中左右方向に長さＬ３，Ｌ１だけ離れた２つの位置に、それぞれの中心位置が配置されていた。

柱脚金物２２のボルト挿通孔２２ｂは、柱脚金物２２の正方形状の四つの辺部それぞれの長さ方向中央部の位置の内側の近傍にその中心位置が配置されていた。すなわち、柱脚金物２２のボルト挿通孔２２ｂは、例えば図１２中上下方向に伸びる辺部においては、仮想線Ｙから図中左右方向に長さＬ１だけ離れた位置で、かつ、仮想線Ｘ上の各位置に、それぞれの中心位置が配置されていた。

このような第２の従来の柱脚構造２０においても、前記第１の従来の柱脚構造２と同様の問題があった。

すなわち、上記第２の従来の柱脚構造２０の鉄骨柱４に対して、例えば地震等により、図１１に示すような、鉄骨柱４と柱脚金物２２との接合部の回転中心Ｏの周りに反時計回り方向に、鉄骨柱４を回転させようとする大きな曲げモーメントＭを発生させる荷重が加わった場合には、柱脚金物２２における同図中右側部分を固定するアンカーボルト１０には、上記曲げモーメントＭによる柱脚金物２２の図中右側部分の浮き上がりを防ぐための反力としてそれぞれ引張荷重Ｐ１，Ｐ３が生じる。

しかしながら、上記第２の従来の柱脚構造２０においては、図１１中左右方向において、回転中心Ｏと同じ位置のように見える、その中心位置が配置されたボルト挿通孔２２ｂに挿通されたアンカーボルト１０には、上記曲げモーメントＭに対抗する引張荷重は発生しない。

このため、上記第２の従来の柱脚構造２０においては、曲げモーメントＭの作用する方向によって、そのような引張荷重を生じないアンカーボルト１０が存在するため、全体としての引張荷重、すなわち上記曲げモーメントＭに対する柱脚構造２０全体としての曲げ耐力がその分小さくなってしまうという問題があった。

また、前記第１、第２の従来の柱脚構造２，２０においては、１２本のアンカーボルト１０それぞれの上端部を柱脚金物６，２２のボルト挿通孔６ａ，６ｂ，２２ａ，２２ｂのそれぞれに挿通させるようになっているため、その設置作業の効率が悪化してしまうという問題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、柱脚構造全体の曲げ耐力を向上させることができる他、柱脚金物の大型化や重量化、高額化を防止することができると共に、柱脚構造の設置作業の効率を向上させることができる柱脚金物及びそれを用いた柱脚構造を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明による柱脚金物は、
四角形状の表裏両面と厚さを有する板状に形成され、その表面に柱部材の下端部が接合されると共に、その表面に載置される押さえ部材により基礎コンクリートの上方に固定される柱脚金物であって、
前記四角形状の四つの隅部それぞれに３つの切欠き部が形成され、
前記３つの切欠き部は、互いの円弧部の中心位置を繋ぐ線分により構成される三角形の重心が前記柱部材の角部に相当する位置に来るようにそれぞれの円弧部の中心位置が配置されたことを特徴とするものである。

また、本発明による柱脚金物は、
前記３つの切欠き部は、その最奥部に円弧部を有する略Ｕ字状に形成されたことを特徴とするものである。

また、本発明による柱脚金物は、
前記３つの切欠き部は、前記四つの隅部それぞれに形成された第１切欠き部と、前記隅部に隣接する二つの辺部それぞれの前記第１切欠き部よりも中央部寄りの位置に形成された第２切欠き部であることを特徴とするものである。

また、本発明による柱脚金物は、
前記四角形状の、一つの辺部の長さ方向の２箇所の位置に形成された前記第２切欠き部の円弧部の２つの中心を通る直線と、前記一つの辺部に直角方向に隣接する辺部の長さ方向の２箇所の位置に形成された前記第２切欠き部の円弧部の２つの中心を通る直線との交点の位置から、前記四角形状の中央部寄りにずれた位置に前記第１切欠き部の円弧部の中心位置が配置されたことを特徴とするものである。

また、上記課題を解決するために、本発明による柱脚構造は、
四角形状の表裏両面と厚さを有する板状に形成され、その表面に柱部材の下端部が接合されると共に、その表面に載置される押さえ部材により基礎コンクリートの上方に固定される柱脚金物を備えた柱脚構造であって、
前記柱脚金物は、
前記四角形状の四つの隅部それぞれに３つの切欠き部が形成され、
前記３つの切欠き部は、互いの円弧部の中心位置を繋ぐ線分により構成される三角形の重心が前記柱部材の角部に相当する位置に来るようにそれぞれの円弧部の中心位置が配置されたことを特徴とするものである。

また、本発明による柱脚構造は、
前記柱脚金物は基礎コンクリートの上方に設けられ、前記３つの切欠き部のそれぞれに、前記基礎コンクリート中から上方に突出したアンカーボルトが挿通され、
前記３つの切欠き部を挿通したアンカーボルトにより前記押さえ部材が前記柱脚金物上に固定されたことを特徴とするものである。

このような本発明の柱脚金物によれば、
四角形状の表裏両面と厚さを有する板状に形成され、その表面に柱部材の下端部が接合されると共に、その表面に載置される押さえ部材により基礎コンクリートの上方に固定される柱脚金物であって、
前記四角形状の四つの隅部それぞれに３つの切欠き部が形成され、
前記３つの切欠き部は、互いの円弧部の中心位置を繋ぐ線分により構成される三角形の重心が前記柱部材の角部に相当する位置に来るようにそれぞれの円弧部の中心位置が配置されたことにより、
柱脚構造全体の曲げ耐力を向上させることができる他、柱脚金物の大型化や重量化、高額化を防止することができると共に、柱脚構造の設置作業の効率を向上させることができる。

また、本発明の柱脚構造によれば、
四角形状の表裏両面と厚さを有する板状に形成され、その表面に柱部材の下端部が接合されると共に、その表面に載置される押さえ部材により基礎コンクリートの上方に固定される柱脚金物を備えた柱脚構造であって、
前記柱脚金物は、
前記四角形状の四つの隅部それぞれに３つの切欠き部が形成され、
前記３つの切欠き部は、互いの円弧部の中心位置を繋ぐ線分により構成される三角形の重心が前記柱部材の角部に相当する位置に来るようにそれぞれの円弧部の中心位置が配置されたことにより、
柱脚構造全体の曲げ耐力を向上させることができる他、柱脚金物の大型化や重量化、高額化を防止することができると共に、柱脚構造の設置作業の効率を向上させることができる。

本発明の一実施の形態に係る柱脚構造４０を示す一部断面側面図である。 図１に示す柱脚構造４０における柱脚金物４２の上面図である。 図１に示す柱脚構造４０のＡ−Ａ線矢視断面図である。 図２に示す柱脚金物４２の同図中右上部分を拡大して示す図であって、開口凹部４２ａ，４２ｂの各位置を説明するための部分拡大上面図である。 図１に示す柱脚構造４０において柱脚金物４２に引張荷重Ｔが加えられた状態を説明するための概念側面図である。 図１に示す柱脚構造４０における柱脚金物４２とアンカーボルト１０との締結部を拡大して示す部分拡大断面図である。 図１に示す柱脚構造４０において曲げモーメントＭが加えられた状態を説明するための概念側面図である。 図１に示す柱脚構造４０のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 第１の従来の柱脚構造２を示す概念側面図である。 図９に示す柱脚構造２における柱脚金物６の上面図である。 第２の従来の柱脚構造２０を示す概念側面図である。 図１１に示す柱脚構造２０における柱脚金物２２の上面図である。

以下、本発明に係る柱脚金物、及びそれを用いた柱脚構造を実施するための形態について、図面に基づいて具体的に説明する。

図１から図８は、本発明の一実施の形態に係る柱脚金物４２及びそれを用いた柱脚構造４０について説明するために参照する図である。

本実施の形態に係る柱脚構造４０は、図１に示すように、平板状の柱脚金物４２と、この柱脚金物４２の上面４２ｃ上に載置された押さえ部材４４を備えて構成されており、この柱脚金物４２は、基礎コンクリート３の上方にモルタル８を介して設けられている。また、柱脚金物４２は、同図中上下方向に長さを有する角筒状に形成された鉄骨柱４（柱部材）の下端面が、その上面４２ｃ（表面）に溶接により接合されている。

そして、基礎コンクリート３中から上記モルタル８を貫通してその上方に突出するアンカーボルト１０の上端部が、柱脚金物４２に形成された開口凹部４２ａ，４２ｂと、押さえ部材４４に形成されたボルト挿通孔４４ａに挿通している。

押さえ部材４４の上方に突出した、アンカーボルト１０の上端部に形成されたオネジ部が、座金４８の不図示の貫通孔を挿通して、ナット部材１２のメネジ部とねじ締結することにより、鉄骨柱４は柱脚金物４２と押さえ部材４４とモルタル８を介して基礎コンクリート３の上に立設して固定されている。

そして、基礎コンクリート３上には被覆コンクリート１１が形成されている。この被覆コンクリート１１は、アンカーボルト１０上端部の高さ上端位置よりも高い位置に上面を有しており、鉄骨柱４の下端部、柱脚金物４２、押さえ部材４４、モルタル８、アンカーボルト１０の上端部、ナット部材１２等の各部材をその内部に埋設するようになっている。

図２に示すように、柱脚金物４２は、金属製の正方形状の表裏両面と厚さを有する板状に形成されており、その正方形状の四つの隅部それぞれには、面取りしてできるような角面４２ｊの残り一部が形成されている。

柱脚金物４２は、正方形状の中央部、或いは仮想線Ｘ、Ｙそれぞれと平行方向かつ内側に向かって、略Ｕ字状に入り込むよう切り欠かれた１つの開口凹部４２ａ（第１切欠き部）と、２つの開口凹部４２ｂ（第２切欠き部）が、その四つの隅部それぞれに形成されている。

これらの開口凹部４２ａ，４２ｂは、それぞれの開口幅が略同一であり、かつアンカーボルト１０の直径よりも若干大きく形成されていて、それぞれの開口凹部に１本のアンカーボルト１０を緩く挿通させている。

そして、開口凹部４２ａは、柱脚金物４２の正方形状の四つの隅部それぞれに１つずつ形成されている。この開口凹部４２ａは、柱脚金物４２の正方形状の四つの隅部の角面４２ｊから、正方形状の対角線の長さ中央部に向かって入り込むよう切り欠かれて形成されており、その最奥部に半円状の円弧部４２ｈを有する略Ｕ字状に形成されている。

また、開口凹部４２ｂは、柱脚金物４２の正方形状の四つの辺部から、辺部に対して略垂直方向に入り込むよう切り欠かれて形成されており、その最奥部に半円状の円弧部４２ｉを有する略Ｕ字状に形成されている。この開口凹部４２ｂは、柱脚金物４２の正方形状の四つの辺部それぞれの両端部において、隅部の開口凹部４２ａの円弧部４２ｈの中心位置よりは辺部の長さ中央部寄りの位置に、その円弧部４２ｉの中心位置が配置されている。

すなわち、図４に示すように、柱脚金物４２の四隅それぞれの開口凹部４２ａは、その円弧部４２ｈの中心位置が、同図中左右方向に伸びて柱脚金物４２の同図中上下方向の中心位置を通る仮想線Ｘ（図中横の中心線）から、同図中上下方向に長さＬ１よりも短い長さＬ５だけ離れた位置にあり、かつ、同図中上下方向に伸びて柱脚金物４２の同図中左右方向の中心位置を通る仮想線Ｙ（図中縦の中心線）から、同図中左右方向に長さＬ１よりも短い長さＬ５だけ離れた位置にある。

そして、例えば図４中右側の開口凹部４２ｂは、その円弧部４２ｉの中心位置が、柱脚金物４２の同図中上下方向に伸びる辺部において、仮想線Ｙから図中右方向に長さＬ１だけ離れた位置にあり、かつ、仮想線Ｘから図中上下方向に長さＬ４だけ離れた位置に配置されている。

また、開口凹部４２ｂのそれぞれは、その円弧部４２ｉの中心位置が、上記四つの辺部それぞれにおいて、仮想線Ｘや仮想線Ｙから略同じ長さ位置に配置されている。

図４に示すように、柱脚金物４２の隅部に形成された開口凹部４２ａと、この開口凹部４２ａの両側に配置されている２つの開口凹部４２ｂは、水平面上において互いの円弧部４２ｈ，４２ｉの中心位置同士を繋ぐ線分により三角形が構成され、この三角形の重心Ｇが、鉄骨柱４の角部４ａに相当する位置に来るように、それぞれの円弧部４２ｈ，４２ｉの中心位置が配置されている。

これらの開口凹部４２ａの円弧部４２ｈと、２つの開口凹部４２ｂの円弧部４２ｉを挿通する３本のアンカーボルト１０も同様に、水平面上において互いの中心位置同士を繋ぐ線分により三角形が構成され、この三角形の重心Ｇ１が、鉄骨柱４の角部４ａに相当する位置に来るように、それぞれの中心位置が配置される。

このため、開口凹部４２ａの円弧部４２ｈと、２つの開口凹部４２ｂの円弧部４２ｉを挿通する３本のアンカーボルト１０の上記重心Ｇ１は、開口凹部４２ａの円弧部４２ｈと２つの開口凹部４２ｂの円弧部４２ｉの中心位置の上記重心Ｇと、同一位置或いは同様の位置に配置される。

図１に示す柱脚構造４０の柱脚金物４２は、地震等により鉄骨柱４に発生する力をアンカーボルト１０を介して基礎コンクリート３に伝達するようになっている。そして、図５に示す柱脚金物４２の厚さｔは、所定の曲げ応力に耐えられるような厚さに設定されている。

ここで、図５に示すように、地震等により柱脚構造４０に曲げモーメントＭが加えられた場合において、開口凹部４２ａの円弧部４２ｈと２つの開口凹部４２ｂの円弧部４２ｉを挿通する３本のアンカーボルト１０に生じる引張荷重の合力をＴとすると、柱脚金物４２における、３本のアンカーボルト１０の上記三角形の重心Ｇ１に上記引張荷重Ｔが作用する。

このとき、柱脚金物４２の、鉄骨柱４の角部４ａの高さ下端位置には曲げモーメントＭ１が生じる。この曲げモーメントＭ１は、上記引張荷重Ｔや、３本のアンカーボルト１０の上記重心Ｇ１から鉄骨柱４の角部４ａの高さ下端位置までの距離Ｌに比例するようになっている。

柱脚金物４２の厚さｔは、柱脚金物４２に加えられる上記曲げモーメントＭ１を考慮して設定されている。

本実施の形態に係る柱脚構造４０は、柱脚金物４２の、開口凹部４２ａの円弧部４２ｈと２つの開口凹部４２ｂの円弧部４２ｉを挿通する３本のアンカーボルト１０の水平面上における上記重心Ｇ１が、鉄骨柱４の角部４ａに相当する位置に配置されているため、アンカーボルト１０の上記重心Ｇ１から鉄骨柱４の角部４ａの高さ下端位置までの距離Ｌを略零に近づくように著しく短くすることができる。

そして、アンカーボルト１０の上記重心Ｇ１から鉄骨柱４の角部４ａの高さ下端位置までの距離Ｌを著しく短くすることにより、上記曲げモーメントＭ１を著しく小さくすることができるので、柱脚金物４２の厚さｔを薄くすることが可能となる。

このため、本実施の形態に係る柱脚構造４０は、柱脚金物４２の厚さｔを薄くすることができることにより、柱脚金物４２の大型化や重量化、高額化を防止することができる。

本実施の形態において、図１に示す押さえ部材４４は、図３に示すように、外形形状が略Ｌ字形の板状に形成されており、そのＬ字形の外側２つの長辺部間の角部には角面４４ｂが形成されている。

この押さえ部材４４は、図１に示すように、その厚さ方向に貫通するボルト挿通孔４４ａにアンカーボルト１０が緩く挿通され、その上面部においてナット部材１２をアンカーボルト１０にネジ結合することにより、押さえ部材４４及び柱脚金物４２を基礎コンクリート３の上方に固定している。

このような本実施の形態に係る柱脚構造４０においては、前記第１の従来の柱脚構造２及び第２の従来の柱脚構造２０とは異なり、柱脚金物４２の開口凹部４２ａ，４２ｂが円形状ではなく略Ｕ字状に形成されているために、１２本のアンカーボルト１０の上端部を柱脚金物４２の開口凹部４２ａ，４２ｂの円弧部４２ｈ，４２ｉの中心位置に下方から上方に差し入れて、開口凹部４２ａ，４２ｂのそれぞれに挿通させることを容易に行うことができる。

そして、３本のアンカーボルト１０の上端部に１枚の押さえ部材４４を、ナット部材１２を介して取り付けることにより、柱脚金物４２を基礎コンクリート３の上方に固定できるので、その設置作業を容易に行うことができる。

また、本実施の形態に係る柱脚構造４０は、略Ｕ字状に入り込むよう切り欠かれた開口凹部４２ａ，４２ｂが形成されているために、地震等により曲げモーメントＭと同時に鉄骨柱４の水平断面に作用するせん断力により、柱脚金物４２に対して水平力Ｆ（図６参照）が加えられても、柱脚金物４２が水平方向にずれることを防止することができる。

すなわち、図６に示すように、柱脚金物４２の底面４２ｄと基礎コンクリート３の間に充填されたモルタル８は、開口凹部４２ａ，４２ｂの円弧部４２ｈ，４２ｉと円弧部４２ｈ，４２ｉに連続する２つの側面に密着すると共に、開口凹部４２ａ，４２ｂの円弧部４２ｈ，４２ｉを挿通するアンカーボルト１０の外周面の一部にも密着するように、押さえ部材４４と基礎コンクリート３との間に充填されている。

そして、押さえ部材４４と基礎コンクリート３との間の、モルタル８に充填されていない図中上側の部分には、被覆コンクリート１１が充填されている。

このため、地震等により鉄骨柱４にせん断力が作用して、図６に示すように、柱脚金物４２に対して図中左方向に向かう水平力Ｆが加えられた場合には、この水平力Ｆは、柱脚金物４２の開口凹部４２ａ，４２ｂの円弧部４２ｈ，４２ｉと、これらの円弧部４２ｈ，４２ｉに連続する２つの側面がモルタル８と被覆コンクリート１１を介して、水平力Ｆの方向の下流側で水平力Ｆに対応する何本かのアンカーボルト１０それぞれを押すように動作することにより、その何本かのアンカーボルト１０に伝えられる。

そして、何本かのアンカーボルト１０が、水平力Ｆに対して抵抗力を発揮するため、柱脚金物４２が基礎コンクリート３に対して水平方向にずれることを防止することができる。

さらに、柱脚金物４２に加えられる水平力Ｆをアンカーボルト１０が受けてその抵抗力を発揮するため、水平力Ｆを直接モルタル８と被覆コンクリート１１だけで受けることによりそのモルタル８と被覆コンクリート１１が割れてしまうことを防止することができる。

また、柱脚金物４２の開口凹部４２ａ，４２ｂは、図６に示すように、略Ｕ字状に入り込むよう切り欠かれて形成されているため、押さえ部材４４と基礎コンクリート３の間にモルタル８や被覆コンクリート１１を容易に充填することができる。

図１，８に示すように、本実施の形態に係る柱脚構造４０においては、１つの開口凹部４２ａ及び２つの開口凹部４２ｂに挿通する３本のアンカーボルト１０は、基礎コンクリート３中のそれぞれの下端部が１枚の定着板４６に固定されている。

定着板４６は、図８に示すように、Ｌ字形の板状に形成されている。この定着板４６は、図１に示すように、その厚さ方向に貫通する貫通孔４６ａにアンカーボルト１０が緩く挿通され、その上面側及び下面側においてナット部材５０がアンカーボルト１０にネジ結合することにより、定着板４６が基礎コンクリート３中のアンカーボルト１０の下端部に一体的に固定されている。

このように本実施の形態に係る柱脚構造４０においては、３本のアンカーボルト１０に１枚の定着板４６を取り付けることによって、３本のアンカーボルト１０をまとめて基礎コンクリート３中に定着させることができると共に、その取り付け作業を容易に行なうことができる。

このような本実施の形態に係る柱脚構造４０は、例えば地震等により柱脚構造４０の鉄骨柱４に対して、図７に示すような、柱脚金物４２との接合部の回転中心Ｏの周りに反時計回り方向に、大きな曲げモーメントＭを発生させる荷重が加わった場合には、柱脚金物４２における図中右側部分を固定するアンカーボルト１０は、上記曲げモーメントＭによる柱脚金物４２の図中右側部分の浮き上がりを防ぐための反力としてそれぞれ引張荷重Ｐ５，Ｐ４を生じる。

ここで、前記従来の柱脚構造２における、図９中鉄骨柱４の回転中心Ｏから長さＬ２だけ離れた位置にある、ボルト挿通孔６ｂに挿通して固定されたアンカーボルト１０には引張荷重Ｐ２が生じたが、本実施の形態に係る柱脚構造４０における、図７中鉄骨柱４の回転中心Ｏから図中右方に長さＬ４だけ離れた位置にある、柱脚金物４２の開口凹部４２ｂと押さえ部材４４のボルト挿通孔４４ａに挿通して固定されたアンカーボルト１０に生じる引張荷重Ｐ４は、上記長さＬ４がＬ２より長いので、前記従来の柱脚構造２の引張荷重Ｐ２よりもかなり大きなものとなる。

したがって、上記曲げモーメントＭに対する柱脚構造４０の曲げ耐力は、前記従来の柱脚構造２，２０に比べて、全体としてかなり大きなものにすることができる。

また、本実施の形態に係る柱脚構造４０は、図２，４に示すように、柱脚金物４２の開口凹部４２ａが、柱脚金物４２の、１つの辺部の長さ方向の２箇所の位置に形成された開口凹部４２ｂの２つの円弧部４２ｉの中心位置を通る直線と、上記１つの辺部に直角方向に隣接する辺部の長さ方向の２箇所の位置に形成された、開口凹部４２ｂの２つの円弧部４２ｉの中心位置を通る直線との交点の位置（図３中仮想線Ｘ，Ｙから長さＬ１だけ離れた位置）から、鉄骨柱４の角部４ａ寄り（柱脚金物４２の中央部寄り）にずれた位置に、その円弧部４２ｈの中心位置が配置されている。

このように柱脚金物４２の四隅に配置されている４つの開口凹部４２ａの円弧部４２ｈのそれぞれの中心位置を、上記交点よりも鉄骨柱４の角部４ａ寄りにずれた位置に配置することにより、上記交点に開口凹部４２ａの円弧部４２ｈの中心位置を配置した場合よりも柱脚金物４２の剛性が高いものになるため、その剛性の増加分を考慮して、柱脚金物４２の厚さを薄くすることができる。

また、本実施の形態に係る柱脚構造４０においては、図８中左右方向に伸びる主鉄筋１４を配筋する場合には、図２中柱脚金物４２の上下方向に伸びる各辺において、開口凹部４２ｂ，４２ｂに挿通するアンカーボルト１０，１０間に所定長さの間隔が形成されている。

このため、その間隔に図８中左右方向に伸びる主鉄筋１４を３本まとめて挿し通すことができると共に、これら３本の主鉄筋１４それぞれの間には１本もアンカーボルト１０が挟まれていないため、主鉄筋１４の配筋作業がアンカーボルト１０に邪魔されることがないので、その配筋作業を容易に行うことができる。

また、図８中上下方向に伸びる主鉄筋１４（図示せず）を配筋する場合にも、同様の理由により、その配筋作業を容易に行うことができる。

さらに、図８中柱脚金物４２の上下方向に伸びる各辺において、図４に示す開口凹部４２ａに挿通するアンカーボルト１０と、開口凹部４２ｂに挿通するアンカーボルト１０の間に所定長さの間隔が、同図中上方と下方のそれぞれに形成されており、これらの間隔には図８中左右方向に伸びる主鉄筋１４を１本ずつ挿し通すことができる。

このため、図８中柱脚金物４２の上下方向に伸びる各辺において、開口凹部４２ｂ，４２ｂに挿通するアンカーボルト１０，１０の間だけでなく、開口凹部４２ａに挿通するアンカーボルト１０と、開口凹部４２ｂに挿通するアンカーボルト１０の間にも主鉄筋１４を挿通することができる間隔を形成することにより、これらのアンカーボルト１０間に挿し通す主鉄筋１４の本数を多く配筋することができる。

また、図８中上下方向に伸びる主鉄筋１４（図示せず）を配筋する場合にも、同様の理由により、上記アンカーボルト１０間に挿し通す主鉄筋１４の本数を多く配筋することができる。

したがって、以上に説明したように、本実施の形態に係る柱脚金物４２及びそれを用いた柱脚構造４０によれば、柱脚構造４０全体の曲げ耐力を向上させることができる他、柱脚金物４２の大型化や重量化、高額化を防止することができると共に、柱脚構造４０の設置作業の効率を向上させることができる。

なお、前記実施の形態に係る柱脚構造４０においては、柱脚金物４２が正方形状の場合について説明したが、縦横の長さが異なる、正方形状以外の四角形であっても構わない。

また、前記実施の形態に係る柱脚構造４０においては、柱脚金物４２の開口凹部４２ａは、柱脚金物４２の、１つの辺部の長さ方向の２箇所の位置に形成された開口凹部４２ｂの２つの円弧部４２ｉの中心位置を通る直線と、上記１つの辺部に直角方向に隣接する辺部の長さ方向の２箇所の位置に形成された開口凹部４２ｂの２つの円弧部４２ｉの中心位置を通る直線との交点の位置から、鉄骨柱４の角部４ａ寄りにずれた位置に、その円弧部４２ｈの中心位置が配置されていたが、上記交点の位置に開口凹部４２ａの円弧部４２ｈの中心位置が配置されていてもよい。

また、前記実施の形態に係る柱脚金物４２においては、その開口凹部４２ａ，４２ｂは、最奥部に半円状の円弧部４２ｈ，４２ｉを有する略Ｕ字状に形成されていたが、この形状にのみ限定されるわけではなく、アンカーボルト１４の上端部を柱脚金物４２の開口凹部４２ａ，４２ｂのそれぞれの円弧部に下方から上方に挿通させることができる形状であれば、どのような形状になっていてもよい。

また、前記実施の形態に係る柱脚金物４２においては、定着板４６がＬ字形の板材で形成されていたが、ロの字状の１つの定着板を用いて、１２本のアンカーボルト１０すべてをその１つの定着板に固定するようにしてもよく、或いは、１つのアンカーボルト１０にそれぞれ１つの定着板を固定してもよい。

また、前記実施の形態に係る柱脚構造４０においては、図８に示すように、１辺における２つの開口凹部４２ｂに挿通するアンカーボルト１０，１０間に３本の主鉄筋１４を配置した場合について説明したが、可能な場合であれば、そのようなアンカーボルト１０，１０間に４本以上の主鉄筋１４を配置してもよい。

また、可能な場合であれば、１辺における開口凹部４２ａに挿通するアンカーボルト１０と、開口凹部４２ｂに挿通するアンカーボルト１０の間に２本以上の主鉄筋１４を配置してもよい。

また、前記実施の形態に係る柱脚構造４０においては、柱脚金物４２の上面４２ｃに溶接によりその下端面が接合される鉄骨柱４は、角筒状に形成されていたが、この形状に限定されず、例えば円筒状に形成されていてもよい。

そして、鉄骨柱４の形状を円筒状に変更した場合には、柱脚構造４０の水平断面において、鉄骨柱４の円形状の外周面の、開口凹部４２ａの円弧部４２ｈの中心位置から最短距離にある部分を、本発明における角部４ａに相当するものとみなすことができる。

また、前記実施の形態に係る柱脚構造４０においては、基礎コンクリート３上に被覆コンクリート１１が形成されていたが、基礎コンクリート３上に被覆コンクリート１１を形成しない柱脚構造に本発明を適用してもよい。

そして、被覆コンクリート１１を形成しない場合には、アンカーボルト１０とナット部材１２のねじ締結が緩まないように、アンカーボルト１０の上端部に形成されたオネジ部に、２つのナット部材１２のメネジ部がねじ締結（ダブルナット止め）されていることが望ましい。

２ 柱脚構造
３ 基礎コンクリート
４ 鉄骨柱
４ａ 角部
６ 柱脚金物
６ａ，６ｂ ボルト挿通孔
８ モルタル
１０ アンカーボルト
１１ 被覆コンクリート
１２ ナット部材
１４ 主鉄筋
２０ 柱脚構造
２２ 柱脚金物
２２ａ，２２ｂ ボルト挿通孔
４０ 柱脚構造
４２ 柱脚金物
４２ａ，４２ｂ 開口凹部
４２ｃ 上面
４２ｄ 底面
４２ｈ，４２ｉ 円弧部
４２ｊ 角面
４４ 押さえ部材
４４ａ ボルト挿通孔
４４ｂ 角面
４６ 定着板
４６ａ 貫通孔
４８ 座金
５０ ナット部材
Ｆ 水平力
Ｇ，Ｇ１ 重心
Ｌ 距離
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５ 長さ
Ｍ，Ｍ１ 曲げモーメント
Ｏ 回転中心
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５ 引張荷重
Ｔ 引張荷重
ｔ 厚さ
Ｘ，Ｙ 仮想線

Claims (6)

1. 四角形状の表裏両面と厚さを有する板状に形成され、その表面に柱部材の下端部が接合されると共に、その表面に載置される押さえ部材により基礎コンクリートの上方に固定される柱脚金物であって、
   前記四角形状の四つの隅部それぞれに３つの切欠き部が形成され、
   前記３つの切欠き部は、互いの円弧部の中心位置を繋ぐ線分により構成される三角形の重心が前記柱部材の角部に相当する位置に来るようにそれぞれの円弧部の中心位置が配置された
   ことを特徴とする柱脚金物。
2. 前記３つの切欠き部は、その最奥部に円弧部を有する略Ｕ字状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の柱脚金物。
3. 前記３つの切欠き部は、前記四つの隅部それぞれに形成された第１切欠き部と、前記隅部に隣接する二つの辺部それぞれの前記第１切欠き部よりも中央部寄りの位置に形成された第２切欠き部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の柱脚金物。
4. 前記四角形状の、一つの辺部の長さ方向の２箇所の位置に形成された前記第２切欠き部の円弧部の２つの中心を通る直線と、前記一つの辺部に直角方向に隣接する辺部の長さ方向の２箇所の位置に形成された前記第２切欠き部の円弧部の２つの中心を通る直線との交点の位置から、前記四角形状の中央部寄りにずれた位置に前記第１切欠き部の円弧部の中心位置が配置された
   ことを特徴とする請求項３に記載の柱脚金物。
5. 四角形状の表裏両面と厚さを有する板状に形成され、その表面に柱部材の下端部が接合されると共に、その表面に載置される押さえ部材により基礎コンクリートの上方に固定される柱脚金物を備えた柱脚構造であって、
   前記柱脚金物は、
   前記四角形状の四つの隅部それぞれに３つの切欠き部が形成され、
   前記３つの切欠き部は、互いの円弧部の中心位置を繋ぐ線分により構成される三角形の重心が前記柱部材の角部に相当する位置に来るようにそれぞれの円弧部の中心位置が配置された
   ことを特徴とする柱脚構造。
6. 前記柱脚金物は基礎コンクリートの上方に設けられ、前記３つの切欠き部のそれぞれに、前記基礎コンクリート中から上方に突出したアンカーボルトが挿通され、
   前記３つの切欠き部を挿通したアンカーボルトにより前記押さえ部材が前記柱脚金物上に固定された
   ことを特徴とする請求項５に記載の柱脚構造。

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