JP6220645B2

JP6220645B2 - 柱脚固定構造及び柱脚固定方法

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Publication number: JP6220645B2
Application number: JP2013238605A
Authority: JP
Inventors: 啓介市川; 修一保坂; 周平中尾; 義司秋葉; 正弘稲山
Original assignee: Lixil Corp
Current assignee: Lixil Corp
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2033-11-19
Also published as: JP2015098694A

Description

本発明は、コンクリート基礎に対して柱の柱脚を固定する柱脚固定構造及び柱脚固定方法に関する。

従来、コンクリート基礎に埋設されたシース管等によって形成された穴部にアンカーボルト（アンカー部材）を挿入し、穴部にグラウト材（充填材）を注入してアンカー部材を固定することで、アンカー部材を介して柱脚をコンクリート基礎に対して固定する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された従来の柱脚固定構造では、アンカー部材を穴部内で移動させることで柱脚の位置を調節することができ、穴部の位置精度が低くても柱脚をコンクリート基礎の所定位置に位置決めして固定することができる。

特開２０００−２２０１４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された従来の柱脚固定構造では、引き抜き耐力を大きくしようとしてアンカー部材を軸方向に長く形成した場合、コンクリート基礎の高さ寸法も大型化してしまうという不都合があった。

また、アンカー部材の外径を大きくしたり、アンカー部材の下部にナットを取り付けたりすることで引き抜き耐力を大きくすることも考えられるが、アンカー部材が穴部内で移動可能なクリアランスが確保できなくなってしまうことから、穴部を大径化するとコンクリート基礎の幅寸法が大型化してしまう。

本発明の目的は、コンクリート基礎の大型化を防ぎつつ引き抜き耐力を向上させることができる柱脚固定構造及び柱脚固定方法を提供することにある。

本発明の柱脚固定構造は、コンクリート基礎に対して柱の柱脚を固定する柱脚固定構造であって、前記コンクリート基礎に形成されて上方に開口された穴部と、前記柱脚から下方に突出して前記穴部に挿入されるアンカー部材と、前記アンカー部材を挿入した前記穴部に注入される充填材と、を備え、前記アンカー部材は、前記柱脚に対し、上下方向に係止され、且つ、軸回りに回転自在に設けられた主部材と、該主部材の軸から偏心して該主部材の側面に固定された副部材と、を有し、前記副部材は、前記主部材に沿って上下方向に延びる柱状に形成され、前記副部材は、前記上下方向の全長よりも短い固定長さを有して前記主部材に固定されることを特徴とする。

以上のような本発明によれば、アンカー部材が副部材を備えていることで、充填材との接触面積（付着面積）を大きくして引き抜き耐力を向上させることができる。また、副部材が主部材の軸から偏心して設けられるとともに主部材が軸周りに回転自在に設けられていることで、アンカー部材を穴部に挿入する際に、主部材を回転させてアンカー部材と穴部とのクリアランスを確保することができ、穴部の径を大きくしなくてもアンカー部材を挿入しやすくすることができる。さらに、クリアランスを大きくするために穴部を大径化する必要がないことから、コンクリート基礎が大型化することを防止することができる。

また、アンカー部材全体の構成を簡単化することができるとともに、副部材が主部材の外周全体に亘って設けられる構成と比較してアンカー部材と穴部とのクリアランスを確保しやすくすることができ、アンカー部材の挿入作業を円滑に実施することができる。

さらに、副部材が上下方向の全長よりも短い固定長さを有して主部材に固定されていることで、主部材が副部材の固定部において上下方向の引張力（引き抜き力）によって伸び変形しにくくなるものの、副部材が固定されない部分における主部材の伸び変形が拘束されないことから、主部材の変形性能を確保して柱脚固定構造の靱性を高めることができる。

一方、本発明の柱脚固定方法は、コンクリート基礎に対して柱の柱脚を固定する柱脚固定方法であって、前記柱脚に対し、上下方向に係止され、且つ、軸回りに回転自在に設けられた主部材と、該主部材の軸から偏心して該主部材の側面に固定された副部材と、を備えたアンカー部材を用い、前記副部材は、前記主部材に沿って上下方向に延びる柱状に形成されるとともに、前記上下方向の全長よりも短い固定長さを有して前記主部材に固定されたものであって、前記コンクリート基礎に形成されて上方に開口された穴部に前記アンカー部材を挿入する挿入工程と、前記アンカー部材が挿入された前記穴部に充填材を注入する注入工程と、を備えることを特徴とする。

このような本発明の柱脚固定方法によれば、前述のようにアンカー部材が副部材を備えるとともに主部材が軸周りに回転自在に設けられていることで、引き抜き耐力を向上させるとともに基礎の大型化を防ぐことができる。

この際、本発明の柱脚固定方法では、前記挿入工程において、前記主部材を回転させて前記アンカー部材と前記穴部とのクリアランスを調節することが好ましい。このような構成によれば、主部材を回転させてアンカー部材と穴部とのクリアランスを確保することで、アンカー部材を穴部に容易に挿入することができる。

以上のような本発明の柱脚固定構造及び柱脚固定方法によれば、アンカー部材が副部材を備えるとともに主部材が回転自在に設けられていることで、基礎の大型化を防ぎつつ引き抜き耐力を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る柱脚固定構造を備えた架構体を示す斜視図である。前記柱脚固定構造を示す部分断面図である。前記柱脚固定構造の要部を拡大して示す部分断面図である。前記柱脚固定構造のアンカー部材を示す側面図及び平面図である。前記柱脚固定構造における位置決めの様子を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の柱脚固定構造１は、例えば、木造ラーメン架構を主体とする２〜３階建ての建物に適用され、図１に示すような架構体Ｆに設けられてコンクリート基礎Ｇに対して柱Ｆ１の柱脚Ｆ２を固定するものであって、架構体Ｆに作用する水平力によって柱脚Ｆ２に生じる引き抜き力をコンクリート基礎Ｇに伝達できるように設計されている。この柱脚固定構造１は、図２、３に示すように、コンクリート基礎Ｇに埋設されるとともに上方に開口した穴部２Ａを形成するシース管２と、柱脚Ｆ２から下方に突出して穴部２Ａに挿入されるアンカー部材３と、アンカー部材３を挿入した穴部に注入される充填材としてのグラウト材４と、を備えている。柱脚Ｆ２の下面には、ベースプレートＦ２１が設けられており、柱脚Ｆ２は、このベースプレートＦ２１を介してコンクリート基礎Ｇに載置される。

シース管２は、底部が塞がれるとともに穴部２Ａを形成する筒状の管本体２１と、コンクリート基礎Ｇの側端部Ｇ１から外部に連通する注入管２２と、を備え、注入管２２からグラウト材４を注入することで、管本体２１（穴部２Ａ）にグラウト材４が充填される。グラウト材４は、例えば無収縮モルタルやセメントミルク、液状の合成樹脂、水ガラス等によって構成され、適宜な流動性を有するとともに、硬化することでアンカー部材３とコンクリート基礎Ｇとを一体的に固定する。

アンカー部材３は、図４にも示すように、柱脚Ｆ２に形成された切欠き部Ｆ２２において座金３３及びナット３４によって柱脚Ｆ２に対し上下方向に係止されるとともに軸回りに回転自在に設けられた主部材としてのアンカーボルト３１と、アンカーボルト３１に沿って固定された副部材３２と、を備えている。アンカーボルト３１は、例えば、建築構造用圧延棒鋼（ＳＮＲ４００Ｂ）からなる呼び径Ｍ２０のものであり、コンクリート基礎Ｇへの挿入長さが４００ｍｍに設定されている。副部材３２は、上下方向に延びる一本の円柱状部材としての異形鉄筋（例えば、Ｄ１３）であって、アンカーボルト３１のコンクリート基礎Ｇへの挿入長さと同じ４００ｍｍの長さ寸法を有し、アンカーボルト３１の一方の側面に沿って溶接されていることで、アンカーボルト３１の軸から偏心して設けられている。また、副部材３２は、上下方向の全長よりも短い固定長さ（例えば、下端から連続した３００ｍｍ）を有してアンカーボルト３１に溶接されており、アンカーボルト３１は、この溶接箇所よりも上部の溶接されない部分において上下に伸び変形することができ、引き抜き力に対しての変形性能が確保されている。

以上の柱脚固定構造１は、アンカー部材３の下部（アンカーボルト３１の下部及び副部材３２）がグラウト材４を介してコンクリート基礎Ｇに固定され、アンカーボルト３１の上部がナット３４によって柱脚Ｆ２に締め付けられることで、柱Ｆ１をコンクリート基礎Ｇに固定する構造である。

次に、コンクリート基礎Ｇを形成するとともに、このコンクリート基礎Ｇに架構体Ｆを固定する柱脚固定方法について説明する。まず、コンクリート基礎Ｇを形成するための図示しない型枠を組み立て、シース管２が取り付けられた図示しない治具を型枠に対して固定する。このとき、注入管２２がコンクリート基礎Ｇの外部に開口するような向きでシース管２を取り付ける。このような型枠にコンクリートを流し込み、コンクリートが硬化したら、型枠を取り外す。このようにしてシース管２が所定位置に埋設され、このシース管２によって穴部２Ａが形成されたコンクリート基礎Ｇを形成し、その後適宜なタイミングで治具をコンクリート基礎Ｇから取り外す。

次に、柱Ｆ１と梁Ｆ３とを接合して仮組みした架構体Ｆをコンクリート基礎Ｇに建て込む、即ち、柱脚Ｆ２に仮固定されたアンカー部材３を穴部２Ａに挿入する（挿入工程）。このとき、穴部２Ａの形成位置にずれが生じ、例えば、図５（Ａ）に示すように、穴部２Ａが左側にずれることで副部材３２が右側においてコンクリート基礎Ｇと干渉してしまう場合、アンカーボルト３１を回転させ、図５（Ｂ）に示すように副部材３２を左側に位置させることで、アンカー部材３と穴部２Ａとのクリアランスを確保する。このように、穴部２Ａの位置ずれに応じてアンカーボルト３１を適宜回転させて副部材３２の位置を調節することで、アンカー部材３と穴部２Ａとのクリアランスを確保しつつ、アンカー部材３を穴部２Ａに挿入する。全ての架構体Ｆを建て込んだら、架構体Ｆ同士を桁梁Ｆ４によってつないだ後、柱Ｆ１と梁Ｆ３及び桁梁Ｆ４との各接合部を本締めし、建物の骨組を形成する。

次に、注入管２２から管本体２１内部にグラウト材４を注入する（注入工程）。グラウト材４は管本体２１の下部から充填されていき、シース管２上部に形成された注入管２２からグラウト材４が溢れ出たら注入作業を終了する。

グラウト材４が硬化することでアンカー部材３が穴部２Ａ、即ち、コンクリート基礎Ｇに固定される。その後、アンカーボルト３１の上部に設けられたナット３４を締め付けることで、アンカー部材３と柱脚Ｆ２とが本固定され、柱Ｆ１がコンクリート基礎Ｇに固定される。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、アンカー部材３が副部材３２を備えていることで、グラウト材４との接触面積（付着面積）を大きくして引き抜き耐力を向上させることができる。さらに、副部材３２がアンカーボルト３１の軸から偏心して設けられるとともにアンカーボルト３１が回転自在に設けられていることで、アンカー部材３と穴部２Ａとのクリアランスを確保することができ、穴部２Ａを大径化しなくてもアンカー部材３を挿入しやすくすることができる。クリアランスを大きくするために穴部２Ａを大径化する必要がないことから、コンクリート基礎Ｇが大型化することを防止することができる。

さらに、副部材３２が上下方向に延びる柱状に形成されていることで、アンカー部材３全体の構成を簡単化することができるとともに、アンカー部材３と穴部２Ａとのクリアランスを確保しやすくすることができ、アンカー部材３の挿入作業を円滑に実施することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。例えば、前記実施形態では、副部材３２が上下方向に延びる一本の柱状に形成されるものとしたが、副部材は、アンカーボルト３１の軸に偏心して設けられていればよく、複数本で構成されてアンカーボルト３１に固定されていてもよい。また、副部材は、例えば、一方側の外径が小さく形成されて他方側の外径が大きく形成されることで偏心するとともに内側がねじ切りされたナット状の部材であってもよく、このような構成によれば、副部材をアンカーボルト３１に溶接する必要がなく、容易に固定することができる。

また、前記実施形態では、柱脚固定構造１が木造ラーメン架構を主体とする建物に適用されるものとしたが、例えば、木造枠組構造やパネル構造、或いは鉄骨構造等の適宜な構造体に適用されるとともに、該構造体の柱をコンクリート基礎Ｇに固定する構造であればよい。

また、前記実施形態では、副部材３２が下端から連続した上下方向の一部においてアンカーボルト３１に溶接されるものとしたが、副部材は、例えば、上下方向に離隔した複数箇所においてアンカーボルトに点付けで溶接されてもよいし、ナット等の固定部材を用いて一箇所又は複数箇所においてアンカーボルトに機械的に固定されてもよい。また、副部材は、上下方向の全長に亘ってアンカーボルトに固定されてもよく、このような構成によれば、固定強度を高くすることができる。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

Ｇコンクリート基礎
Ｆ１柱
Ｆ２柱脚
１柱脚固定構造
３アンカー部材
４グラウト材（充填材）
２Ａ穴部
３１アンカーボルト（主部材）
３２副部材

Claims

コンクリート基礎に対して柱の柱脚を固定する柱脚固定構造であって、
前記コンクリート基礎に形成されて上方に開口された穴部と、
前記柱脚から下方に突出して前記穴部に挿入されるアンカー部材と、
前記アンカー部材を挿入した前記穴部に注入される充填材と、を備え、
前記アンカー部材は、前記柱脚に対し、上下方向に係止され、且つ、軸回りに回転自在に設けられた主部材と、該主部材の軸から偏心して該主部材の側面に固定された副部材と、を有し、
前記副部材は、前記主部材に沿って上下方向に延びる柱状に形成され、
前記副部材は、前記上下方向の全長よりも短い固定長さを有して前記主部材に固定されることを特徴とする柱脚固定構造。
前記副部材は、前記主部材よりも小径であることを特徴とする請求項１に記載の柱脚固定構造。
コンクリート基礎に対して柱の柱脚を固定する柱脚固定方法であって、
前記柱脚に対し、上下方向に係止され、且つ、軸回りに回転自在に設けられた主部材と、該主部材の軸から偏心して該主部材の側面に固定された副部材と、を備えたアンカー部材を用い、
前記副部材は、前記主部材に沿って上下方向に延びる柱状に形成されるとともに、前記上下方向の全長よりも短い固定長さを有して前記主部材に固定されたものであって、
前記コンクリート基礎に形成されて上方に開口された穴部に前記アンカー部材を挿入する挿入工程と、
前記アンカー部材が挿入された前記穴部に充填材を注入する注入工程と、を備えることを特徴とする柱脚固定方法。
前記副部材は、前記主部材よりも小径であることを特徴とする請求項３に記載の柱脚固定方法。
前記挿入工程において、前記主部材を回転させて前記アンカー部材と前記穴部とのクリアランスを調節することを特徴とする請求項３又は４に記載の柱脚固定方法。