JP6570412B2 - アンカーボルト構造体 - Google Patents

Description

本発明は、アンカーボルト構造体に関する。

鉄骨造あるいは鉄骨鉄筋コンクリート造の建築物にあっては、柱部材の下端部、いわゆる柱脚部がアンカーボルトで基礎に固定されている（特許文献１、２、３）。
アンカーボルトは、その上端部が突き出た状態で基礎躯体に埋設されている。柱脚部に略正方形のベースプレートが取り付けられ、このベースプレートの四隅に開けられた孔にアンカーボルトを挿入して柱が固定される。したがって、柱の設置精度はアンカーボルトの設置精度に依存するのであり、アンカーボルトは正確に設置されなければならない。

アンカーボルトは基礎躯体に埋設されているが、基礎躯体上の建築物の荷重は、地中に打ち込まれた杭によってその荷重が支持される。建築物の荷重を支えるため、杭の直上に柱部材の下端部を据え付けるようにする設計が採用されることが多い。

杭の直上に柱部材の下端部を据え付けるためには、杭を取り囲むようにアンカーボルトを配置する。
図１を参照して、杭打ちから柱部材の据え付けまでの工程を説明する。
まず、杭５０を地中に打設する。
杭の打設方法としては、既製杭の杭頭を直接打撃する打込杭工法、既製杭の先頭部に拡翼を設け、この杭に回転力を与えて地中に貫入させる回転杭工法またはベノト杭に代表されるような場所打ち杭工法などがある。
そして、基礎躯体のコンクリート６０と杭５０とが一体的に定着するのを補強するため、杭５０の頭部に杭頭補強筋５１を取り付ける。

次に、杭５０を中心にして取り囲むように４本のアンカーボルト８２を据え付ける。
ここでは、先行技術（特許文献１、２、３）の構成を採用し、矩形枠状の定着プレート８１を用いたアンカーボルト８２の構造体を杭５０を取り囲むように組み立てる。この後、地中梁の配筋や型枠の組み付けがあり（図１中では省略）、その後、コンクリート６０を打ち込んで基礎躯体を作る。
基礎躯体から突き出たアンカーボルト８２の頭部ネジに柱部材９０に取り付けたベースプレート９１を固定する。

特許４３８９０９７号 特開２００４−３６１０３号公報 特開平１１−３３６０８６号公報

杭を打設する地盤は均一ではなく、場合によっては転石が混入していることがある。不均一な地盤に杭を打設すると、杭が周囲の地盤から受ける力は均等でなく、杭の位置がずれることがある。地盤中に転石が混入していると更に杭の位置がずれることがある。実際、国交省大臣認定工法の杭の打設工法（例えばｅ−ｐｉｌｅ工法）では、杭５０の直径をＤとしたとき、杭芯ずれの許容値がＤ／２以内であるとしており、杭芯ずれをＤ／２以内に収めることが要求されている。また、場所打ち杭では、杭芯ずれの許容値は、１００ｍｍ以内とされている。

杭５０の位置がずれた場合を図２に例示する。
図２において、杭５０の位置が横（紙面左側）にずれた場合でもアンカーボルト８２の据え付け位置は変更できないので、矩形枠状の定着プレート８１は杭頭補強筋５１と干渉してしまう。
したがって、矩形枠状の定着プレート８１を一部溶断して杭頭補強筋５１と定着プレート８１とが干渉しないようにしなければならない。
図２では、枠の一辺を溶断して、コ字状の定着プレート８１にしている。

杭５０がずれた場合でも杭頭補強筋５１と定着プレート８１とが干渉しないようにするためには、図３に例示のように、初めから定着プレート８１が個別に分離していればよいとも考えられる。
しかし、この場合、別の問題が生じる。
枠状の定着プレート８１の効果でアンカーボルト８２同士の相対位置が拘束されていたので、この枠状定着プレート８１がなくなると、４本のアンカーボルト８２は頭部がテンプレート８３に付いているだけになり、アンカーボルト８２の相対位置が拘束されなくなる。
特に、アンカーボルト８２の下端部は何らの拘束も受けなくなり、アンカーボルト８２の構造体は自立しない。
アンカーボルト８２には鉛直性も要求されるので、下げ振り等を用いて鉛直性を確かめる必要があり、アンカーボルト８２を鉛直に固定するのに別の困難が生じる。

一つの建設現場では杭打ちおよびアンカーボルト８２の設置が多数ある。この中には、アンカーボルトの設置に工数を要する箇所が複数生じ、時間と手間が掛かっていた。

本発明の目的は、杭の打設位置に誤差が生じた場合であっても、効率的に設置作業ができるアンカーボルト構造体を提供することにある。

本発明のアンカーボルト構造体は、
基礎杭を中心に前記基礎杭を取り囲むように据え付けられる４本のアンカーボルトと、
前記アンカーボルトの引き抜き抵抗となる定着プレートと、を備えたアンカーボルト構造体であって、
前記定着プレートとして、拘束型定着プレートと、孤立型定着プレートと、があり、
前記拘束型定着プレートは、前記４本のアンカーボルトのうちの３本の前記アンカーボルト間を架設するように設けられ、
前記孤立型定着プレートは、残る１本の前記アンカーボルトに取り付けられている
ことを特徴とする。

本発明では、
前記拘束型定着プレートは、
２枚の直線状のバー型定着プレートで構成されており、
１枚の前記バー型定着プレートは、前記３本のアンカーボルトのうちの一方の端の前記アンカーボルトと中央の前記アンカーボルトとの間を架設し、
残る一枚の前記バー型定着プレートは、前記３本のアンカーボルトのうちの他方の端の前記アンカーボルトと前記中央のアンカーボルトとの間を架設している
ことが好ましい。

本発明では、
前記アンカーボルトの下端に連結される下軸部と、前記アンカーボルトと前記下軸部とを連結する連結ナットと、をさらに有し、
前記アンカーボルトの下部領域には雄ネジが設けられ、
前記下軸部の上部領域には、前記アンカーボルトの前記雄ネジとは逆向きの螺旋になっている雄ネジが設けられ、
前記連結ナットは、筒状であって、その内側に螺旋方向が互いに逆向きになった雌ネジを有する
ことが好ましい。

本発明では、
前記アンカーボルトの設置位置は、前記基礎杭を囲む正方形または長方形の４隅である
ことが好ましい。

本発明のアンカーボルト設置方法は、
前記アンカーボルト構造体を設置するアンカーボルト設置方法であって、
前記基礎杭がずれた方向に、前記孤立型定着プレートが取り付けられた前記アンカーボルトがくるようにして、前記アンカーボルト構造体を設置する
ことを特徴とするアンカーボルト設置方法。

本発明では、
前記基礎杭の周囲に捨てコンクリートを打ち、
前記捨てコンクリートの上にアンカーボルトの設置位置を墨出しし、
墨出しした位置に台板を固定し、
前記台板の上に再度墨出しし、
この墨出しした位置に前記アンカーボルト構造体を設置する
ことが好ましい。

本発明の柱固定方法は、
柱脚部の底面に略正方形であって４隅に穴を備えたベースプレートが取り付けられており、
前記アンカーボルト構造体の上端部が前記ベースプレートの前記穴に通されて柱が固定される
ことを特徴とする。

従来技術を例示する図である。 従来技術の課題を説明するための図である。 従来技術の課題を説明するための図である。 第１実施形態を示す図である。 第１実施形態の分解斜視図である。 第１実施形態の作用効果を説明するための図である。 第１実施形態の作用効果を説明するための図である。 第１実施形態の作用効果を説明するための図である。 対比例を説明するための図である。 第２実施形態を例示する図である。 第３実施形態を例示する図である。

（第１実施形態）
本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
図４に第１実施形態を示す。
図５に第１実施形態の分解斜視図を示す。
本実施形態のアンカーボルト構造体１００においては、定着プレートを一つのＬ字型定着プレート２１０と一つの孤立型プレート３１０とで構成した点に特徴を有する。

アンカーボルト構造体１００は、４本の下軸部１１０と、４本のアンカーボルト１２０と、４つの連結ナット１３０と、定着プレート２１０、３１０と、テンプレート１４０と、を備える。

下軸部１１０は，直線状の棒状体であって、本実施形態では側周の全体に雄ネジを切った全ネジにしてある。なお、下軸部１１０を全ネジとせずに、下軸部１１０の上方寄りの領域に所定長さの雄ネジを設けるようにしてもよい。下軸部１１０は、捨てコンクリート６１とアンカーボルト１２０との間に介在して、４本のアンカーボルト１２０の高さ調整を行うためのものである。

アンカーボルト１２０は、直線状の棒状体であって、上方寄りの領域と下方寄りの領域とに雄ネジ１２１、１２２を有する。上方寄りの領域の雄ネジを上雄ネジ１２１とし、下方寄りの領域の雄ネジを下雄ネジ１２２とする。

なお、下軸部１１０の全ネジとアンカーボルト１２０の下雄ネジ１２２とでは、ネジの螺旋方向が逆になっている。

連結ナット１３０は、下軸部１１０とアンカーボルト１２０とを連結する。連結ナット１３０は、筒状であって、その内側に螺旋方向が互いに逆向きになった雌ネジを有する。そして、連結ナット１３０は、一方で下軸部１１０の全ネジと螺合し、他方でアンカーボルト１２０の下雄ネジ１２２と螺合する。

次に、定着プレートについて説明する。
定着プレートは二つに分離しており、一つはＬ字型の拘束型定着プレート２１０であり、もう一つは孤立型定着プレート３１０である。
拘束型定着プレート２１０は、１枚の鋼板から切り出され、所定の幅でＬ字型を構成している。
孤立型定着プレート３１０は、所定の面積を有し、ここでは、矩形状としているが、円形、楕円形、三角形、多角形でもよい。

拘束型定着プレート２１０には、３本のアンカーボルト１２０を挿通するための挿通孔が穿設されている。アンカーボルト１２０の設置位置は厳密に設計されていることから、三本のアンカーボルト１２０同士の相対位置は規定される。したがって、規定通りの相対位置関係になるように前記三つの挿通孔を予め拘束型定着プレート２１０に穿設しておく。
孤立型定着プレート３１０にも、アンカーボルト１２０を通す挿通孔が穿設されている。

定着プレート２１０、３１０は、上下二つのナット３２１、３２２によってアンカーボルト１２０に固定される。

テンプレート１４０は、４本のアンカーボルト１２０の上部に取り付けられるものであり、４本のアンカーボルト１２０が規定の相対位置をとるようにテンプレート１４０には４つの孔が穿設されている。

このようなアンカーボルト構造体１００の組み立てから設置の手順を簡単に説明する。
３本のアンカーボルト１２０を拘束型定着プレート２１０の挿通孔に通し、上下のナット３２１、３２２で各アンカーボルト１２０と定着プレート２１０とを固定する。
同じく、残り一本のアンカーボルト１２０を孤立型定着プレート３１０の挿通孔に通し、上下のナット３２１、３２２でアンカーボルト１２０と定着プレート３１０とを固定する。

次に、各アンカーボルト８２の下雄ネジ１２２に連結ナット１３０の一端をはめ、さらに、連結ナット１３０の他端に下軸部１１０をはめる。最後に、テンプレート１４０の孔に４本のアンカーボルト１２０の上端を通す。
アンカーボルト１２０の上端をナットで仮止めしておく。
これでアンカーボルト構造体１００の組み立てが完了である。

杭５０を所定位置に打設したら、杭５０の周辺を捨てコンクリート６１の厚さに合せて掘ったあと、捨てコンクリート６１を打つ。
捨てコンクリート６１が固まったら、捨てコンクリート６１の上にアンカーボルト１２０の据え付け位置を墨出しする。
墨出しで位置がでたら、その位置に台板１９０を取り付ける。台板１９０は、捨てコンクリート６１上にネジ１９１で止め付けられる。台板１９０の上にもう一度墨出しし、組み立てておいたアンカーボルト構造体１００の各下軸部１１０を墨出しされた位置に載せる。

このとき、拘束型定着プレート２１０で拘束されている３本のアンカーボルト１２０により、アンカーボルト構造体１００は手で支えていなくても自立できる。
下げ振り等を用いて鉛直を確認しながら連結ナット１３０を回して、高さ調整を行う。調整が済んだら、下軸部１１０の下端を台板１９０に溶接して止める。再び、下げ振り等を用いて鉛直を確認し、必要があれば最終調整を行う。
これで、アンカーボルト１２０の据え付けは完了である。

このあと、地中梁の配筋や型枠の組み付けなどがあり、その後、コンクリート６０を打ち込んで基礎躯体を作る。

（作用効果）
さて、本実施形態の作用効果を図６、図７、図８を参照して説明する。
本実施形態は、Ｌ字型の拘束型定着プレート２１０と、孤立型定着プレート３１０と、を利用するものである。
図６（Ａ）は、杭５０を中心として本実施形態のアンカーボルト構造体１００を据え付けた状態を示す図である。
杭５０がずれていないので、杭頭補強筋５１と定着プレート２１０、３１０とが干渉することはもちろんない。

次に、図６（Ｂ）で杭５０が図中の左にずれた場合を示す。
本実施形態において、杭５０が図中の左にずれても杭頭補強筋５１と定着プレート２１０、３１０とは干渉しない。

次に、図６（Ｃ）で杭５０が図中の右にずれた場合を示す。
本実施形態の場合、図６（Ａ）のアンカーボルト構造体１００を１８０度回転させて図６（Ｃ）のようにする。
アンカーボルト１２０同士の対応関係が分かりやすいように、図６（Ａ）中のアンカーボルト１２０に時計回りにＩ〜ＩＶの番号を付した。つまり、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩのアンカーボルト１２０に拘束型定着プレート２１０が付いている。
図６（Ｃ）のように、アンカーボルト構造体１００を図６（Ａ）から１８０度回転させてもアンカーボルト１２０の据え付け位置は全く変わらない。そして、図６（Ｃ）の右にずれた杭５０をうまく避けることができている。

なお、アンカーボルトの設置位置は正方形の四隅とされることもある。その場合は、１８０度回転ではなく、拘束型定着プレート２１０と杭頭補強筋５１が干渉しなくなる方向に９０度回転してもよい。

次に、図７（Ｄ）で杭５０が図中の上にずれた場合を示す。
もちろん、本実施形態であれば、杭５０が上にずれても問題ない。
図７（Ｅ）で杭５０が図中の下方向にずれた場合を示す。
本実施形態の場合、図６（Ａ）のアンカーボルト構造体１００を１８０度回転させて図７（Ｅ）のようにする（これは図６（Ｃ）と同じである）。
これで杭頭補強筋５１と定着プレート２１０とが干渉しなくなる。

さらに、図８（Ｆ）（Ｇ）で杭５０が斜め方向にずれた場合を示す。
図８（Ｆ）において、杭５０が図中の左上方向にずれても杭頭補強筋５１と定着プレート２１０との干渉はない。
図８（Ｇ）のように、杭５０が図中の右下方向にずれる場合、図６（Ａ）のアンカーボルト構造体１００を１８０度回転させて図８（Ｇ）のようにする（これは図６（Ｃ）と同じである）。
これで杭頭補強筋５１と定着プレート２１０とが干渉しなくなる。

図６から図８で例示した様に、Ｌ字型の定着プレート２１０と孤立型プレート３１０との組み合わせとすれば、杭頭補強筋５１と定着プレート２１０、３１０との干渉を回避することができる。これは、孤立プレート３１０の周囲に空間があり、この空間に杭５０を逃がすようにすれば、杭頭補強筋５１と定着プレート２１０、３１０との干渉を回避できるからである。
一方、Ｌ字型の定着プレート２１０により、アンカーボルト１２０は自立を保つことができる。
したがって、本実施形態のアンカーボルト構造体１００によってアンカーボルト１２０の設置作業が効率的に行える。

（対比例）
対比例として、定着プレートを二本のバー２０１とし、矩形の対辺を構成するように平行に設けた場合を図９に例示する。
図９（Ａ）や（Ｂ）に示すように、杭５０が上下あるいは左右に変位する場合にはこの対比例でも対応可能である。
しかしながら、図９（Ｃ）に示すように杭５０が斜めにずれる場合、定着プレート２０１と杭頭補強筋５１とが干渉してしまう。この場合、定着プレート２０１を溶断するなどの追加の作業が生じる。

なお、４本のアンカーボルトが正方形の各頂点に配置される場合には図９（Ａ）と図９（Ｂ）との間に差が無い。しかし、４本のアンカーボルトの設置位置が正方形ではなく長方形となる場合、図９（Ａ）と、図９（Ａ）を９０度回転させた図９（Ｂ）と、ではアンカーボルトの設置位置が変わってきてしまう。この場合、杭５０のずれ方向としては一方向しか許容できないことになる。

（第２実施形態）
上記実施形態においては、拘束型定着プレート２１０を一本の板（例えば金属板（例えば厚鋼板））で構成していた。
拘束型定着プレートとしては、図１０に示すように、バー型定着プレート２０１を利用して拘束型定着プレート２１０にしてもよい。
二つのバー型定着プレート２０１を相互に溶接して完全に一体となった拘束型定着プレート２１０にしてもよい。
あるいは、バー型定着プレート２０１をアンカーボルト１２０に固定するにあたり、二つのバー型定着プレート２０１を重ねて上下ナット３２１、３２２で挟み締めしてしまえば、重なった部分がずれなくなるのでアンカーボルト１２０同士の相対移動を拘束するには十分である。

（第３実施形態）
上記実施形態では、拘束型定着プレート２１０は、引き抜き抵抗としての定着プレートであり、かつ、アンカーボルト１２０同士を拘束する拘束治具としての機能を持っていた。一の部材が二つの働きを持つのは構成部材を少なくするという点で利点がある。
一方で、定着プレートには、アンカーボルト１２０の引き抜き抵抗として十分な強度を持たねばならないなど満たすべき基準や規格があり、複数種類の定着プレートを用意しようとすると却ってコスト増になる場合もありうる。
そこで、図１１に示すように、定着プレートは総て孤立型定着プレート３１０で統一し、Ｌ字型の拘束治具４１０を別途設けるようにしてもよい。
拘束治具４１０は、アンカーボルト構造体１００の据え付け時にアンカーボルト構造体１００の自立を支えることができればよい。針金のように細くては役目を果たさないが、ある程度の幅や厚みがある金属板（例えばアルミ板等）でも拘束治具４１０としては十分機能すると考えられる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
上記実施形態では、杭が４本のアンカーボルトの中心にあって、杭芯と柱心とが同軸になるように建築物が設計される場合を例示した。建築物の設計として杭芯と柱心とが一致しないような場合もあり、この場合、設計に従って、４本のアンカーボルトの中心からずれた位置に杭が打たれることになる。このような場合でも、本発明が有効なのはもちろんであり、杭が設計通りに打設されたか否かに関係なく、本発明は有効である。

例えば、請求項１中の「基礎杭」を「柱設置位置」と読み替えてもよい。
すなわち、本発明を次のように表現してもよい。
柱設置位置に据え付けられる４本のアンカーボルトと、
前記アンカーボルトの引き抜き抵抗となる定着プレートと、を備えたアンカーボルト構造体であって、
前記定着プレートとして、拘束型定着プレートと、孤立型定着プレートと、があり、
前記拘束型定着プレートは、前記４本のアンカーボルトのうちの３本の前記アンカーボルト間を架設するように設けられ、
前記孤立型定着プレートは、残る１本のアンカーボルトに取り付けられている
ことを特徴とするアンカーボルト構造体。

５０…杭、５１…杭頭補強筋、
６０…コンクリート、６１…捨てコンクリート、
８１…定着プレート、８２…アンカーボルト、８３…テンプレート、
９０…柱部材、
１００…アンカーボルト構造体、
１１０…下軸部、１２０…アンカーボルト、１２１…上雄ネジ、１２２…下雄ネジ、
１３０…連結ナット、１４０…テンプレート、
１９０…台板、
２０１…バー型定着プレート、
２１０…拘束型定着プレート、
３１０…孤立型定着プレート、
４１０…拘束治具。

Claims (7)

1. 基礎杭を中心に前記基礎杭を取り囲むように据え付けられる４本のアンカーボルトと、
   前記アンカーボルトの引き抜き抵抗となる定着プレートと、を備えたアンカーボルト構造体であって、
   前記定着プレートとして、拘束型定着プレートと、孤立型定着プレートと、があり、
   前記拘束型定着プレートは、前記４本のアンカーボルトのうちの３本の前記アンカーボルト間を架設するように設けられ、
   前記孤立型定着プレートは、残る１本のアンカーボルトに取り付けられている
   ことを特徴とするアンカーボルト構造体。
2. 請求項１に記載のアンカーボルト構造体において、
   前記拘束型定着プレートは、
   ２枚の直線状のバー型定着プレートで構成されており、
   １枚の前記バー型定着プレートは、前記３本のアンカーボルトのうちの一方の端の前記アンカーボルトと中央の前記アンカーボルトとの間を架設し、
   残る一枚の前記バー型定着プレートは、前記３本のアンカーボルトのうちの他方の端の前記アンカーボルトと前記中央のアンカーボルトとの間を架設している
   ことを特徴とするアンカーボルト構造体。
3. 請求項１または請求項２に記載のアンカーボルト構造体において、
   前記アンカーボルトの下端に連結される下軸部と、前記アンカーボルトと前記下軸部とを連結する連結ナットと、をさらに有し、
   前記アンカーボルトの下部領域には雄ネジが設けられ、
   前記下軸部の上部領域には、前記アンカーボルトの前記雄ネジとは逆向きの螺旋になっている雄ネジが設けられ、
   前記連結ナットは、筒状であって、その内側に螺旋方向が互いに逆向きになった雌ネジを有する
   ことを特徴とするアンカーボルト構造体。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のアンカーボルト構造体において、
   前記アンカーボルトの設置位置は、前記基礎杭を囲む正方形または長方形の４隅である
   ことを特徴とするアンカーボルト構造体。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載のアンカーボルト構造体を設置するアンカーボルト設置方法であって、
   前記基礎杭がずれた方向に、前記孤立型定着プレートが取り付けられた前記アンカーボルトがくるようにして、前記アンカーボルト構造体を設置する
   ことを特徴とするアンカーボルト設置方法。
6. 請求項５に記載のアンカーボルト設置方法であって、
   前記基礎杭の周囲に捨てコンクリートを打ち、
   前記捨てコンクリートの上にアンカーボルトの設置位置を墨出しし、
   墨出しした位置に台板を固定し、
   前記台板の上に再度墨出しし、
   この墨出しした位置に前記アンカーボルト構造体を設置する
   ことを特徴とするアンカーボルト設置方法。
7. 柱脚部の底面に略正方形であって４隅に穴を備えたベースプレートが取り付けられており、
   請求項１から請求項４のいずれかに記載の前記アンカーボルト構造体の上端部が前記ベースプレートの前記穴に通されて柱が固定される柱固定方法。