JP6026794B2 - 鉄骨柱の柱脚構造 - Google Patents

Description

本発明は、ベースプレートに対する引張力の作用を低減しつつ、アンカーボルトについてもこれが負担する引張力を低減することが可能で、これによりアンカーボルトの本数を少なくしたりボルト径を小さくすることができ、柱脚構造をさらにコストダウンすることが可能な鉄骨柱の柱脚構造に関する。

鉄骨柱の露出型柱脚構造は、鉄骨柱自体に塑性ヒンジを形成する保有耐力接合形式の構造と、アンカーボルト等との接合箇所周辺である柱脚部に塑性ヒンジを形成するピン形式の構造とに大別される。

前者の構造形式で設計する場合、鉄骨柱に塑性ヒンジを生じさせる関係上、鉄骨柱を基礎コンクリートに接合する接合部材であるアンカーボルトやベースプレート等に対し、上記柱脚部に作用する曲げモーメントに抵抗し得る十分な強度を確保する必要がある。

アンカーボルトにおいては、本数を増やす、ボルト径を大きくする、などの手段が講じられる。ベースプレートにおいては、厚みを増す、リブを付設するなど補強を施す、等の手段が採用される。しかしながら、これら手段の適用により、柱脚構造のコストが嵩んでしまうといった問題がある。

この問題を解決し得る提案として、特許文献１及び特許文献２が知られている。特許文献１の「柱脚構造」は、柱脚金物の軽量化を図ることができると共に、柱脚構造自身の大型化や高額化を防止することができる柱脚構造を提供することを目的とし、第１コンクリート中に埋設されたアンカーボルトの第１コンクリート上に突出した突出部に、柱部材の下端部に接合された柱脚金物を固定する柱脚構造において、第１コンクリート上に形成される第２コンクリートと、柱脚金物をアンカーボルトに接合する接合金物の上面からアンカーボルトの上端までの長さのアンカーボルトの余長部を第２コンクリートに定着させる定着手段とを備えている。

特許文献２の「柱脚構造」は、同様な目的に対し、第１コンクリート中に埋設されたアンカーボルトの第１コンクリート上に突出した突出部に、柱部材の下端部に接合された柱脚金物を固定する柱脚構造において、前記柱脚金物をアンカーボルトに接合する接合金物の上面より突出したアンカーボルトの余長部に近接して設けられた水平力負担部材と、前記第１コンクリート上に形成され、少なくとも前記水平力負担部材よりも高い位置に上面を有する第２コンクリートとを備えている。

特開２０１１−３２７２６号公報 特開２０１１−３２７２４号公報

いずれの特許文献の構造も、柱脚部に作用する曲げモーメントによってアンカーボルトに生じる全引張力のうち、一部が接合金物（ナット）を介してベースプレートに伝達され、残りの引張力はベースプレートに作用しないようにしている。このため、ベースプレートは、一部の引張力に抵抗するだけで足り、従って、全引張力に抵抗しなければならない場合に比べ、その板厚を薄くすることが可能で、その分、柱脚構造のコストが低減される。

しかしながら、アンカーボルトについては依然として、全引張力を負担する構造であるため、柱脚構造のコストダウンに寄与し得ていないという課題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、ベースプレートに対する引張力の作用を低減しつつ、アンカーボルトについてもこれが負担する引張力を低減することが可能で、これによりアンカーボルトの本数を少なくしたりボルト径を小さくすることができ、柱脚構造をさらにコストダウンすることが可能な鉄骨柱の柱脚構造を提供することを目的とする。

本発明に係る鉄骨柱の柱脚構造は、各隅角部に少なくとも１つ以上のボルト挿通孔が形成されて、鉄骨柱の柱脚部下端に固着されるベースプレートに、基礎コンクリートに定着されて、該ボルト挿通孔にそれぞれ挿通される異形鉄筋からなるアンカーボルトを締結することで、該基礎コンクリート上に該鉄骨柱を接合するようにした鉄骨柱の柱脚構造であって、上記ベースプレートは、外形輪郭が四角形状もしくは八角形状で形成され、上記ベースプレートの周囲に、適宜間隔で、上記基礎コンクリート内に下部が埋設されると共に上部が該基礎コンクリートの上面から突出される異形鉄筋からなる立ち上がり筋を複数本設け、複数本の該立ち上がり筋を外回りから包囲してフープ筋を配筋し、上記ベースプレートに、上記フープ筋の辺に沿う上記立ち上がり筋の配設位置に位置させて、該立ち上がり筋を受容する切り欠きを形成し、上記アンカーボルトを上記基礎コンクリートに定着することで得られる該アンカーボルトの引張耐力によって決定される柱脚部の第１の曲げ耐力に加えて、上記立ち上がり筋の引張耐力によって決定される柱脚部の第２の曲げ耐力を確保するために、該立ち上がり筋の上部を、上記ベースプレートの上面を水平基準として、当該立ち上がり筋が向かい合っている該ベースプレート上面の端縁から上方へ向かって略４５°の角度で延ばした想定応力伝達ラインを横切る高さ位置まで突出させ、これら立ち上がり筋の上部及びアンカーボルトを含めて、上記鉄骨柱の柱脚部全体を被覆コンクリートで被覆したことを特徴とする。

前記第１の曲げ耐力（_abＭ）と前記第２の曲げ耐力（_tＭ） の総和と、前記鉄骨柱の全塑性曲げ耐力（_cＭ_p）との関係が、
Ｍ_u＝_abＭ＋_tＭ≧α・_cＭ_p
Ｍ_u：前記鉄骨柱の柱脚部の終局曲げ耐力
α：前記鉄骨柱の強度種別によって定まる係数
となるように設定することを特徴とする。

前記基礎コンクリートの上面から前記被覆コンクリートの上面までの該被覆コンクリートの高さは、前記鉄骨柱の外径寸法の２．５倍未満に設定されることを特徴とする。

前記被覆コンクリートは、前記立ち上がり筋の上端もしくは前記アンカーボルトの上端のうち、いずれか高い方から上方へ測って、３０ｍｍ以上の被り厚に設定されることを特徴とする。

本発明にかかる鉄骨柱の柱脚構造にあっては、ベースプレートに対する引張力の作用を低減しつつ、アンカーボルトについてもこれが負担する引張力を低減することができ、これによりアンカーボルトの本数を少なくしたりボルト径を小さくすることができて、柱脚構造をさらにコストダウンすることができる。特に、ベースプレートに、フープ筋の辺に沿う立ち上がり筋の配設位置に位置させて、立ち上がり筋を受容する切り欠きを形成しているので、被覆コンクリートの大きさやそのボリュームが最小限で済むことから、柱脚構造をさらにコストダウンすることができる。また、立ち上がり筋とベースプレートとの間で良好な応力伝達を確保でき、それぞれの応力負担を分散することができて、ベースプレートを薄肉化できる。立ち上がり筋をよりベースプレートに近接配置することができ、良好な施工性及び付着性能を確保することができる。また、立ち上がり筋をベースプレートにより近づけることができることによって、突出高さが低い立ち上がり筋であっても、想定応力伝達ラインを横切ることができる。そしてさらに、切り欠きによって、ベースプレートがこれに作用するせん断力で動こうとする際、立ち上がり筋でこれに抵抗させることができる。これにより、せん断力の面からも、アンカーボルトの負担を立ち上がり筋が補って、アンカーボルトの外径を小さくすることができる。

本発明に係る鉄骨柱の柱脚構造の好適な一実施形態を示す側断面図である。 図１に示した鉄骨柱の柱脚構造のＸ−Ｘ線矢視断面図である。 本発明に係る鉄骨柱の柱脚構造におけるアンカーボルト及び立ち上がり筋の配列の変形例を説明する説明図である。 図１に示した鉄骨柱の柱脚構造において、曲げモーメントによる圧縮側の応力状態を説明する説明図である。 本発明に係る鉄骨柱の柱脚構造における他の各種変形例を説明する説明図である。

以下に、本発明にかかる鉄骨柱の柱脚構造の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る鉄骨柱の柱脚構造は、図１及び図２に示すように、鉄骨柱１の柱脚部１ａの下端に、平板状のベースプレート２が溶接などによって固着される。

図示例にあっては、鉄骨柱１は平断面四角形状のボックス形態であるが、平断面が円形状や多角形状のものであっても、またＨ形状であっても良い。図示例では、ベースプレート２も、外形輪郭が四角形状であるが、多角形状であっても良い。

ベースプレート２には、鉄骨柱１の周囲を取り囲むようにして、適宜間隔でボルト挿通孔２ａが貫通形成される。ボルト挿通孔２ａは、ベースプレート２の各隅角部に少なくとも一つ形成される。従って、ボルト挿通孔２ａは、各隅角部に位置させて、２つ以上形成しても良い。

図示した四角形状のベースプレート２には、四隅の隅角部に１つずつ、４つのボルト挿通孔２ａが形成されている。ボルト挿通孔２ａは、各隅角部周辺に、当該隅角部を挟む配置で一対形成するようにしても良い。

各ボルト挿通孔２ａには、基礎コンクリート３と接合するために後述するアンカーボルト４が挿通されるが、本実施形態に係る鉄骨柱の柱脚構造は、ベースプレート２の各隅角部にアンカーボルト４のボルト挿通孔２ａを形成し、鉄骨柱１に作用する曲げモーメントＭによる引張力を当該アンカーボルト４に負担させる構造形式となっていて、すなわち、ピン形式ではなく、鉄骨柱１自体に塑性ヒンジ（図１中、Ｑ参照）を形成する保有耐力接合形式の柱脚構造として構成される。

鉄骨柱１を設置して接合する鉄筋コンクリートからなる基礎コンクリート３には、アンカーボルト４が定着される。アンカーボルト４は、基礎コンクリート３の上面３ａから上部４ａが突出するように、下部４ｂが基礎コンクリート３中に埋設される。アンカーボルト４は、基礎コンクリート３への定着性が良好な異形鉄筋で構成される。異形鉄筋のうちのネジ節鉄筋を用いても良い。ネジ節鉄筋であっても、剛性が低下することなく、所定の柱脚性能を発揮させることができる。

アンカーボルト４は、ベースプレート２に形成したボルト挿通孔２ａにそれぞれ挿通するために、これらボルト挿通孔２ａ位置に合わせて複数本が基礎コンクリート３に設けられる。アンカーボルト４をボルト挿通孔２ａに挿通しつつ、ナット６でアンカーボルト４とベースプレート２とを締結し、その後、基礎コンクリート上面３ａとベースプレート２下面との間にグラウト材５を充填することにより、基礎コンクリート３上に鉄骨柱１が接合される。ナット６は、ダブルナットとして締め込むようにしても良い。

本実施形態にあってはさらに、ベースプレート２の周囲を取り囲むようにして、適宜間隔で複数本の立ち上がり筋７が設けられる。図示例にあっては、立ち上がり筋７は、ベースプレート２の四隅に位置する４本と、四隅の間に１本づつの４本とで、計８本設けられている。

これら立ち上がり筋７は、基礎コンクリート３内に下部７ａが埋設され、上部７ｂが基礎コンクリート３の上面３ａから突出される。基礎コンクリート３から突出される立ち上がり筋７の上部７ｂの上端７ｃ位置と、ナット６を締結するためにベースプレート２から上方へ突出されるアンカーボルト４の上端４ｃ位置とは、前者をより高い位置に設定しても、後者をより高い位置に設定しても、いずれであっても良い。図示例では、立ち上がり筋７の上端７ｃの高さ位置が、アンカーボルト４の上端４ｃの高さ位置よりも高く設定されている。

立ち上がり筋７は、アンカーボルト４と同様に、基礎コンクリート３への定着性が良好な異形鉄筋で構成される。立ち上がり筋７の上端７ｃは、鉄骨柱１の納まりや建て込み時の干渉防止のために、寸切り形状で形成されている。

基礎コンクリート３上には、被覆コンクリート８が打設され、被覆コンクリート８は、基礎コンクリート上面３ａから突出する立ち上がり筋７の上部７ｂ及びベースプレート２の上面２ｂのナット６やアンカーボルト４の上部４ａを含めて、鉄骨柱１の柱脚部全体を被覆する。

また本実施形態にあっては、ベースプレート２を取り囲む立ち上がり筋７を外回りから包囲して、高さ方向に複数のフープ筋９が配筋され、これらフープ筋９によりせん断強度が増強される。フープ筋９は、少なくとも、立ち上がり筋７の上部７ｂ周りに配筋されるが、立ち上がり筋７の高さ方向全体にわたり所定の間隔で配筋するようにしても良い。

アンカーボルト４は従来知られているように、基礎コンクリート３に定着することにより、当該アンカーボルト４の引張耐力Ｐ１によって決定される所定の柱脚部の曲げ耐力（以下、第１の曲げ耐力という）が得られる。即ち、鉄骨柱１に作用する曲げモーメントＭに対し、引張側にあるアンカーボルト４が引張耐力Ｐ１で抵抗し、これが柱脚部の曲げ耐力となる。

本実施形態では、引張側にある立ち上がり筋７に、その引張耐力Ｐ２によって曲げモーメントＭに対する抵抗力を生じさせ、これにより柱脚部の曲げ耐力を確保するようになっている。

立ち上がり筋７に抵抗力を負担させるには、当該立ち上がり筋７を、少なくともベースプレート２よりも高い位置に存在させることが必要である。そして、立ち上がり筋７に十分な抵抗力を生じさせるためには、立ち上がり筋７の上部７ｂを、ベースプレート２の上面２ｂを水平基準として、その立ち上がり筋７が向かい合っているベースプレート２の上面２ｂの端縁２ｃ、言い換えれば向かい合っている端縁２ｃの上面２ｂ位置から、上方へ向かって角度θが略４５°で延ばした想定応力伝達ラインＬを横切る高さ位置まで突出させる。

想定応力伝達ラインＬとは、鉄骨柱１に作用する曲げモーメントＭにアンカーボルト４と共に抵抗するベースプレート２から伝達される応力が、被覆コンクリート８を介して立ち上がり筋７の上部７ｂに作用すると想定される下限境界をいう。立ち上がり筋７の上端７ｃは、この想定応力伝達ラインＬを超える高さ位置にあり、これにより被覆コンクリート８に埋設した立ち上がり筋７の引張耐力Ｐ２によって決定される柱脚部の曲げ耐力（以下、第２の曲げ耐力という）が十分に確保される。

これにより、鉄骨柱１に作用する曲げモーメントＭに対し、柱脚部で得られる曲げ耐力は、第１の曲げ耐力に第２の曲げ耐力を加えたものとなる。

設計的には、第１の曲げ耐力（_abＭ）と第２の曲げ耐力（_tＭ） の総和と、鉄骨柱１の全塑性曲げ耐力（_cＭ_p＝基準強度Ｆ×塑性断面係数Ｚｐ）との関係が、
Ｍ_u＝_abＭ＋_tＭ≧α・_cＭ_p
Ｍ_u：鉄骨柱１の柱脚部の終局曲げ耐力
α：鉄骨柱１の強度種別によって定まる係数
となるように設定すればよい。

アンカーボルト４及び立ち上がり筋７を選定して、当該式を満たすようにすれば、これらアンカーボルト４及び立ち上がり筋７によって確保される鉄骨柱１の柱脚部の終局曲げ耐力（Ｍ_u） が、当該鉄骨柱１の全塑性曲げ耐力（_cＭ_p）を超えて、鉄骨柱１自体に塑性ヒンジを形成する保有耐力接合形式の柱脚構造が得られる。なお、係数αについては、例えば鉄骨柱１のＦ値（基準強度）が２３５Ｎ／ｍｍ₂や２９５Ｎ／ｍｍ₂である場合、α＝１．３であり、Ｆ値が３２５Ｎ／ｍｍ₂である場合、α＝１．２である。

被覆コンクリート８は、立ち上がり筋上部７ｂへの応力伝達及びその定着作用を確保しつつ、使用コンクリート量を削減するために、また根巻き形式の柱脚でもないので、想定応力伝達ラインＬ上に立ち上がり筋７の上部７ｂが突出することを条件に、基礎コンクリート３の上面３ａから被覆コンクリート８の上面８ａまでの高さＨが、鉄骨柱１の外径寸法（ボックス形態の場合その幅寸法）の２．５倍未満に設定される。

また、被覆コンクリート８は、立ち上がり筋７の上端７ｃやアンカーボルト４の上端４ｃを必要十分な被りで被覆するために、被覆コンクリート８の上記高さＨの設定を満たすことを条件に、これら立ち上がり筋７の上端７ｃもしくはアンカーボルト４の上端４ｃのうち、いずれか高い方から上方へ測って、３０ｍｍ以上の被り厚Ｔに設定される。

次に、本実施形態に係る鉄骨柱の柱脚構造の作用について説明する。施工について説明すると、基礎コンクリート３にアンカーボルト４及びフープ筋９を配筋した立ち上がり筋７を埋設して定着させる。次いで、ベースプレート２を固着した鉄骨柱１を基礎コンクリート３上に吊り込んでボルト挿通孔２ａにアンカーボルト４を挿通し、基礎コンクリート上面３ａに設けたレベルモルタル（図示せず）を介して、基礎コンクリート３上に鉄骨柱１を設置する。次いで、アンカーボルト４にナット６を締結し、ベースプレート２と基礎コンクリート上面３ａとの間隙にグラウト材５を充填して、鉄骨柱１を基礎コンクリート３上に接合する。最後に、立ち上がり筋７を取り囲む型枠内に被覆コンクリート８を打設し、硬化させる。立ち上がり筋７の上部７ａへのフープ筋９の配筋は、鉄骨柱１の設置後に行っても良い。

鉄骨柱１に曲げモーメントＭが作用すると、鉄骨柱１の柱脚部下端のベースプレート２は回転しようとする。ベースプレート２を回転させる力のうち、一部の力はアンカーボルト４に伝達され、アンカーボルト４がその引張耐力Ｐ１でこの一部の力に抵抗する。ベースプレート２を回転させる残りの力は、ベースプレート上面２ｂの端縁２ｃから被覆コンクリート８を介して、立ち上がり筋７の上部７ｂへ伝達される。

残りの力が伝達された立ち上がり筋７は、その引張耐力Ｐ２でこの残りの力に抵抗する。従って、本実施形態に係る鉄骨柱の柱脚構造では、鉄骨柱１に作用する曲げモーメントＭによる力に対し、アンカーボルト４の引張耐力Ｐ１によって決定される第１の曲げ耐力及び立ち上がり筋７の引張耐力Ｐ２によって決定される第２の曲げ耐力によって抵抗することができる。

これにより、アンカーボルト４が負担する引張耐力Ｐ１を低減することができ、使用するアンカーボルト４の本数を少なくしたり、ボルト径を細くすることができて、柱脚部分のコストダウンを達成することができる。

ベースプレート２は、立ち上がり筋７が負担する残りの力の分を除いて、一部の力に対して抵抗するアンカーボルト４の引張耐力Ｐ１に対して必要な曲げ耐力を有していれば良く、即ち、アンカーボルト４に作用する引張耐力Ｐ１が小さくなることで、背景技術と同様に、その板厚を薄くすることができ、軽量化や材料費の節減によって、柱脚部分のコストダウンを達成することができる。

また、曲げモーメントＭによってベースプレート２を回転させる力は図４に示すように、引張側（Ｐ）だけでなく、圧縮側（Ｃ；ベースプレート２に基礎コンクリート３から支圧力が作用する側）にも作用する。

ベースプレート２は、被覆コンクリート８で被覆されていて、ベースプレート２回りで圧縮力Ｃを受け止める領域Ｒが拡張するため、被覆コンクリート８による被覆がなされない場合よりも、ベースプレート２が負担する圧縮応力度が小さくなり、これによってもベースプレート２を薄肉化することができる。

以上説明したように本実施形態に係る鉄骨柱の柱脚構造にあっては、ベースプレート２に対する引張力の作用を低減できるだけでなく、アンカーボルト４についてもこれが負担する引張力を低減することができて、これによりアンカーボルト４の本数を少なくしたりボルト径を小さくすることができ、これらアンカーボルト４及びベースプレート２双方に対する必要強度の低減により、背景技術に比して、合理的かつ効果的に柱脚構造をコストダウンすることができる。

本実施形態では、フープ筋９を立ち上がり筋７に配筋するようにしたので、被覆コンクリート８の構造を堅牢にすることができ、ベースプレート２から立ち上がり筋７へ確実に応力伝達することができる。

第１の曲げ耐力（_abＭ）と第２の曲げ耐力（_tＭ） の総和と、鉄骨柱１の全塑性曲げ耐力（_cＭ_p）との関係を、
Ｍ_u＝_abＭ＋_tＭ≧α・_cＭ_p
Ｍ_u：鉄骨柱１の柱脚部の終局曲げ耐力
α：鉄骨柱１の強度種別によって定まる係数
となるように設定したので、当該式を満たすようにアンカーボルト４及び立ち上がり筋７を選定することで、保有耐力接合形式の柱脚構造を適切に設計・施工することができる。

基礎コンクリート３の上面３ａから被覆コンクリート８の上面８ａまでの被覆コンクリート８の高さＨを、鉄骨柱１の外径寸法の２．５倍未満に設定するようにしたので、立ち上がり筋上部７ｂへの応力伝達及びその定着作用を確保しつつ、被覆コンクリート８に対する使用コンクリート量を削減することができる。

被覆コンクリート８を、立ち上がり筋７の上端７ｃもしくはアンカーボルト４の上端４ｃのうち、いずれか高い方から上方へ測って、３０ｍｍ以上の被り厚Ｔで設定するようにしたので、立ち上がり筋７の上端７ｃやアンカーボルト４の上端４ｃを必要十分な被りで被覆することができる。

図３には、アンカーボルト４及び立ち上がり筋７の配列状態の変形例が示されている。図３（Ａ）では、アンカーボルト４がベースプレート２の各隅角部近傍に当該隅角部を挟むように一対ずつ配列されると共に、立ち上がり筋７がベースプレート２の端面にほぼ当接した状態で等間隔に配列されている。

図３（Ｂ）では、アンカーボルト４がベースプレート２の四隅と当該四隅の間に１つずつ配列されると共に、立ち上がり筋７が、ベースプレート２の隅角部付近で他の部分よりも密に配列されている。このような変形例にあっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんであるが、特に図３（Ａ）に示すように、立ち上がり筋７をベースプレート２の端面に沿って配列すれば、被覆コンクリート８の大きさやそのボリュームが最小限で済むことから、柱脚構造をさらにコストダウンすることができる。また、立ち上がり筋７とベースプレート２との間で良好な応力伝達を確保でき、それぞれの応力負担を分散することができて、ベースプレート２を薄肉化できる。

上記実施形態及び変形例において、第１及び第２の曲げ耐力を決定するアンカーボルト４及び立ち上がり筋７の引張耐力Ｐ１，Ｐ２については、少なくともいずれか一方、もしくは両方を、降伏耐力以下に抑えるようにしても良い。また、鉄骨柱１がＨ形鋼である場合には、上記鉄骨柱１の外径寸法とは、梁間方向及び桁行き方向の見付け幅が大きい方の寸法をいう。

立ち上がり筋７の上部７ｂは、下向きフック形状に形成しても良い。あるいは、立ち上がり筋７の上部７ｂには、小さな定着部を設けるようにしても良い。定着部は、ナットを立ち上がり筋７の上部７ｂに螺合する方法や、立ち上がり筋７を赤めて鍛造するなどしてコブを形成する方法、立ち上がり筋７に摩擦圧接で定着板を接合する方法など、種々の方法で形成することができる。

このようにすれば、被覆コンクリート８との付着性能を向上でき、被覆コンクリート８の高さが低い（鉄骨柱１の外径寸法の１倍程度）場合などに効果的である。また、立ち上がり筋７の上部７ｂをフック形状に形成すると、配筋の密度が高くなり過ぎて、施工性が低下したり被覆コンクリート８の充填不良の発生などが懸念されるが、小さな定着部を設定することで、かかる懸念も解消することができる。

そして、定着部を備えた立ち上がり筋７であれば、定着長さが短い場合でも、被覆コンクリート８内に対する立ち上がり筋７の定着性能を十分に確保することができ、立ち上がり筋７に安定した耐力と優れた変形性能を発揮させることができる。

図５には、他の変形例が種々示されている。図５（Ａ）は、図２と同様に、四角形状のベースプレート２の四隅にアンカーボルト４を配置した場合に、各アンカーボルト４をベースプレート２の外側から取り囲むように立ち上がり筋７を配列した場合である。

図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の四角形状のベースプレート２に代えて、八角形状のベースプレート２を用いた場合である。上記関係式は、いずれかの立ち上がり筋７がこれを満足すれば良く、立ち上がり筋７すべてが満足しなくてもよい。図示例では、アンカーボルト４は、八角形状の各隅角部に位置させて、８本配列されている。他方、フープ筋９は、ベースプレート２を取り囲む四角形状に形成され、立ち上がり筋７はこのフープ筋９に沿って配列されている。

フープ筋９の「辺」に沿う立ち上がり筋７は、ベースプレート上面の端縁２ｃに近接していて、上記想定応力伝達ラインＬを横切る高さ位置まで突出している。これに対し、フープ筋９の四隅に位置する立ち上がり筋７は、フープ筋９の「辺」に沿う立ち上がり筋７と同じ高さ寸法であっても、八角形状のベースプレート２の端縁２ｃから遠隔に位置していて、これら四隅の立ち上がり筋７が想定応力伝達ラインＬを横切る高さ位置まで達しない、すなわち当該ラインＬを横切らない位置関係になる場合がある。

このような立ち上がり筋７を一部含む場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果を確保できることはもちろんである。

図５（Ｃ）及び（Ｄ）はそれぞれ、図５（Ａ）及び（Ｂ）を前提として、ベースプレート２に、立ち上がり筋７の配設位置に部分的にかかる浅い切り欠き１０を形成した場合である。図３（Ａ）で説明したように、立ち上がり筋７をベースプレート２の端面に沿って配列することで利点が得られるが、他方、両者が接する程度に接近し過ぎると、ベースプレート２を基礎コンクリート３上に建て込む際に、立ち上がり筋７にベースプレート２が干渉してしまって施工性が阻害されたり、また、立ち上がり筋７とベースプレート２の端面との間への被覆コンクリート８の充填が阻害されて良好な付着性能が得られないなどの点が懸念される。

これを考慮して、ベースプレート２には、立ち上がり筋７を受容する浅い切り欠き１０が設けられる。これにより、立ち上がり筋７をよりベースプレート２に近接配置することができ、図３（Ａ）について述べた作用効果をさらに有効に発揮させることができると共に、良好な施工性及び付着性能を確保することができる。また、立ち上がり筋７をベースプレート２により近づけることができることによって、突出高さが低い立ち上がり筋７であっても、想定応力伝達ラインＬを横切ることができる。

また、立ち上がり筋７の配設位置にかかる切り欠き１０をベースプレート２に設けると、ベースプレート２がこれに作用するせん断力で動こうとする際、立ち上がり筋７でこれに抵抗させることができる。これにより、せん断力の面からも、アンカーボルト４の負担を立ち上がり筋７が補って、アンカーボルト４の外径を小さくすることができる。

図５（Ｅ）及び（Ｆ）はそれぞれ、図５（Ｃ）及び（Ｄ）を前提として、ベースプレート２に、立ち上がり筋７全体を包囲する深いＵ字状等の切り欠き１１を形成した場合である。立ち上がり筋７回りを取り囲む深い切り欠き１１を形成することにより、図５（Ｃ）及び（Ｄ）で得られる作用効果をさらに増強することができる。

これら図５に示した各種の変形例にあっても、上記実施形態や変形例と同様の作用効果を奏することはもちろんである。

１ 鉄骨柱
２ ベースプレート
２ａ ボルト挿通孔
２ｂ ベースプレート上面
２ｃ ベースプレート上面の端縁
３ 基礎コンクリート
３ａ 基礎コンクリート上面
４ アンカーボルト
４ｃ アンカーボルト上端
７ 立ち上がり筋
７ａ 立ち上がり筋の下部
７ｂ 立ち上がり筋の上部
７ｃ 立ち上がり筋の上端
８ 被覆コンクリート
８ａ 被覆コンクリート上面
Ｈ 被覆コンクリートの高さ
Ｌ 想定応力伝達ライン
_abＭ 第１の曲げ耐力
_tＭ 第２の曲げ耐力
Ｐ１ アンカーボルトの引張耐力
Ｐ２ 立ち上がり筋の引張耐力
Ｔ 被覆コンクリートの被り厚

Claims (4)

1. 各隅角部に少なくとも１つ以上のボルト挿通孔が形成されて、鉄骨柱の柱脚部下端に固着されるベースプレートに、基礎コンクリートに定着されて、該ボルト挿通孔にそれぞれ挿通される異形鉄筋からなるアンカーボルトを締結することで、該基礎コンクリート上に該鉄骨柱を接合するようにした鉄骨柱の柱脚構造であって、
   上記ベースプレートは、外形輪郭が四角形状もしくは八角形状で形成され、
   上記ベースプレートの周囲に、適宜間隔で、上記基礎コンクリート内に下部が埋設されると共に上部が該基礎コンクリートの上面から突出される異形鉄筋からなる立ち上がり筋を複数本設け、
   複数本の該立ち上がり筋を外回りから包囲してフープ筋を配筋し、
   上記ベースプレートに、上記フープ筋の辺に沿う上記立ち上がり筋の配設位置に位置させて、該立ち上がり筋を受容する切り欠きを形成し、
   上記アンカーボルトを上記基礎コンクリートに定着することで得られる該アンカーボルトの引張耐力によって決定される柱脚部の第１の曲げ耐力に加えて、上記立ち上がり筋の引張耐力によって決定される柱脚部の第２の曲げ耐力を確保するために、該立ち上がり筋の上部を、上記ベースプレートの上面を水平基準として、当該立ち上がり筋が向かい合っている該ベースプレート上面の端縁から上方へ向かって略４５°の角度で延ばした想定応力伝達ラインを横切る高さ位置まで突出させ、
   これら立ち上がり筋の上部及びアンカーボルトを含めて、上記鉄骨柱の柱脚部全体を被覆コンクリートで被覆したことを特徴とする鉄骨柱の柱脚構造。
2. 前記第１の曲げ耐力（_abＭ）と前記第２の曲げ耐力（_tＭ） の総和と、前記鉄骨柱の全塑性曲げ耐力（_cＭ_p）との関係が、
   Ｍ_u＝_abＭ＋_tＭ≧α・_cＭ_p
   Ｍ_u：前記鉄骨柱の柱脚部の終局曲げ耐力
   α：前記鉄骨柱の強度種別によって定まる係数
   となるように設定することを特徴とする請求項１に記載の鉄骨柱の柱脚構造。
3. 前記基礎コンクリートの上面から前記被覆コンクリートの上面までの該被覆コンクリートの高さは、前記鉄骨柱の外径寸法の２．５倍未満に設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の鉄骨柱の柱脚構造。
4. 前記被覆コンクリートは、前記立ち上がり筋の上端もしくは前記アンカーボルトの上端のうち、いずれか高い方から上方へ測って、３０ｍｍ以上の被り厚に設定されることを特徴とする請求項１から３いずれかの項に記載の鉄骨柱の柱脚構造。

Images