JP6695514B1 - 鉄骨架構の基礎構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ラーメン架構とブレース架構の双方を備えた架構の柱を支持する基礎構造に関し、型枠工を不要にでき、可及的に安価な施工にて基礎のサイズダウンを図ることを可能とした、鉄骨架構の基礎構造を提供すること。【解決手段】梁間方向に延びる複数の鉄骨製のラーメン架構１０と、桁行方向に延びる複数の鉄骨製のブレース架構２０とを備え、複数のラーメン架構１０は、ブレース架構２０は、ラーメン架構１０を構成する複数の柱１と、複数の柱１を繋ぐ梁３及びブレース４とにより形成されている、鉄骨架構１００において、柱１の下端にはベースプレート１ｃが取り付けられており、鉄筋コンクリート製の基礎４０とベースプレート１ｃがアンカーボルト８を介して接続されている、鉄骨架構の基礎構造７０であって、基礎４０は円柱状を呈し、基礎４０とベースプレート１ｃが軸力伝達部材６０を介して梁間方向においてピン接合されている。【選択図】図４

Description

本発明は、鉄骨架構の基礎構造に関する。

建物の鉄骨架構には、鉄骨製のラーメン架構や鉄骨製のブレース架構等、様々な構造の鉄骨架構がある。その中で、物流施設や倉庫等においては、梁間方向に延びる複数の鉄骨製のラーメン架構が、桁行方向に間隔を置いて配設され、隣接するラーメン架構同士は、桁行方向に延びる梁やブレースによって接続されることによりブレース架構が形成され、ラーメン架構とブレース架構の双方を備えた架構が構成される。この形態の架構においては、ラーメン架構とブレース架構が柱を共有しており、この柱は、例えば鉄筋コンクリート製の布基礎や独立基礎により支持されている。すなわち、ラーメン架構とブレース架構は基礎も共有している。

ところで、桁行方向に延設するブレース架構に対して地震時等の際に水平力が作用した場合でも、ブレース架構は殆ど変形しないことから、柱脚や基礎には曲げモーメントは殆ど生じない。これに対して、梁間方向に延設するラーメン架構に対して地震時等の際に水平力が作用した場合は、ラーメン架構が水平方向に変位すること、及び、構造設計上はラーメン架構の基礎を剛結合として設計することにより、ラーメン架構の基礎は曲げモーメントに抗し得る構造とする必要がある。そのため、ラーメン架構の構面に平行な方向（梁間方向）に横長の平面視長方形のフーチングを備えた基礎が合理的な基礎となる。

しかしながら、このように直方体状のフーチングと、フーチングから立設する立ち上り部と、を備える鉄筋コンクリート製の基礎を施工する場合、型枠の組み立てと脱型を含む型枠工を要し、施工手間がかかるといった課題がある。建物の規模が大きくなるにつれて、基礎の数（独立基礎の数）が多くなったり、基礎の延長（布基礎の延長）が長くなることとなり、この課題は一層顕著になる。

上記型枠工の抱える課題を解消するべく、型枠工を不要として、施工手間を少なくできる円筒形基礎構造が提案されている。具体的には、構造物を支持する基礎構造であり、この基礎構造は、薄板鋼板により形成される円筒形の外枠と、円筒形外枠内に充填されて円筒形外枠と一体とされるコンクリートと、薄板鋼板からなる外枠の外表面に塗布又は接着により形成される防錆効果の高い防錆材層とにより構成される（例えば、特許文献１参照）。

一方、基礎に生じる曲げモーメントを低減するべく、柱脚に皿バネ等の弾性バネを適用することにより、柱脚の回転剛性を低減する工法が提案されている。より具体的には、建築物の鉄骨構造の柱脚を構成しているベースプレート、アンカーボルト、基礎鉄筋コンクリートの接合方法に関し、ベースプレートとそれを固定するアンカーボルトのナットとの間に特定のバネ定数を有するスプリング部材を挿入し、さらに、ベースプレートと基礎鉄筋コンクリート上面との間に、特定のバネ定数を有するスプリング部材および回転軸部材を挿入し、柱の回転曲げ剛性を柔軟にする、柱脚の接合工法である（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−６８９５１号公報 特許第３５７９２１１号公報

特許文献１に記載の基礎構造を適用することにより、型枠工を不要にできるものの、上記する梁間方向に横長の平面視長方形のフーチングを備えた基礎に代わり、この平面視長方形の基礎の長辺を直径とする特許文献１に記載の基礎を適用すると、桁行方向に無駄に長い基礎となることから、合理的な基礎とは言えず、不経済となる。

一方、特許文献２に記載の柱脚の接合工法を適用することにより、例えばラーメン架構の柱脚に生じる曲げモーメントを低減し、もって基礎のサイズダウンを図ることができるものの、皿バネ等のスプリング部材は高価であり、工費増大に繋がることと、スプリング部材を備えていることにより柱脚と基礎の接合が完全なピン接合とはならず、例えば半固定接合となり、曲げモーメントの低減効果に関して改善の余地を残す。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ラーメン架構とブレース架構の双方を備えた架構の柱を支持する基礎構造に関し、可及的に安価な施工にて基礎のサイズダウンを図ることを可能とした、鉄骨架構の基礎構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成すべく、本発明による鉄骨架構の基礎構造の一態様は、
梁間方向に延びる複数の鉄骨製のラーメン架構と、桁行方向に延びる複数の鉄骨製のブレース架構と、を備え、複数の前記ラーメン架構は、前記桁行方向に間隔を置いて配設され、前記ブレース架構は、前記ラーメン架構を構成する複数の柱と、複数の該柱を繋ぐ梁及びブレースと、により形成されている、鉄骨架構において、前記柱の下端にはベースプレートが取り付けられており、鉄筋コンクリート製の基礎と該ベースプレートがアンカーボルトを介して接続されている、鉄骨架構の基礎構造であって、
前記基礎は、円柱状を呈し、
前記基礎と前記ベースプレートが軸力伝達部材を介して梁間方向においてピン接合されていることを特徴とする。

本態様によれば、梁間方向に延びる複数の鉄骨製のラーメン架構と、桁行方向に延びる複数の鉄骨製のブレース架構とを備えた、所謂、片側ラーメン架構・片側ブレース架構の鉄骨架構において、柱下端のベースプレートと基礎が梁間方向（ラーメン架構の構面方向）においてピン接合されていることにより、梁間方向の曲げモーメントが卓越し得る柱脚や基礎における曲げモーメントを解消することができる。このことにより、基礎の梁間方向の寸法を可及的に小さくすることができ、この梁間方向の寸法にて規定される基礎の全体寸法をこの梁間方向の寸法に合わせることができるため、梁間方向の寸法を直径とする可及的に平面寸法の小さな円柱状の基礎を有する基礎構造とすることができる。

このピン接合は、基礎とベースプレートの間に介在する軸力伝達部材により形成される。軸力伝達部材は、文字通り、柱から基礎へ軸力を伝達することを目的とした部材であり、軸力伝達部材の上に載置されたベースプレートは、この軸力伝達部材を支点として、梁間方向左右に回動することが許容されている。この作用により、柱の下端（軸力伝達部材に載置されている面）は梁間方向に回転自由となり、この方向におけるピン接合（もしくはピン柱脚）が形成される。尚、ブレース架構を形成する桁行方向においては、既述するように、作用する水平力に対してブレース架構は殆ど変形しないことから、基礎の梁間方向は必ずしもピン接合である必要はなく、半固定接合等であってもよい。

また、本発明による鉄骨架構の基礎構造の他の態様において、前記軸力伝達部材と前記アンカーボルトがいずれも、平面視において、前記柱のうち梁間方向の柱成の中心に配設されていることを特徴とする。

本態様によれば、軸力伝達部材とアンカーボルトがいずれも、平面視において、柱のうち梁間方向の柱成の中心に配設されていることにより、アンカーボルトを介して基礎と接続される柱（ベースプレート）を、軸力伝達部材を支点として梁間方向左右に回動させることができ、基礎とベースプレートの梁間方向へのピン接合を形成することができる。例えば、Ｈ形鋼からなる柱が、ウエブを梁間方向に配設された状態で基礎に固定されている形態において、例えば二本のアンカーボルトが二つのフランジの間の中心（ウエブの中心）であってウエブを挟んだ両サイドに配設されている形態、四本のアンカーボルトがウエブを挟んだ両サイドに二本ずつ配設されている形態などが挙げられる。

また、本発明による鉄骨架構の基礎構造の他の態様において、前記軸力伝達部材は、密実で平面視矩形のブロック体からなり、該平面視矩形の長手方向が桁行方向に向けて配設されており、
前記アンカーボルトは前記ブロック体の内部を貫通していることを特徴とする。

本態様によれば、軸力伝達部材が密実で平面視矩形のブロック体により形成され、平面視矩形の長手方向が桁行方向に向けて配設されていることにより、軸力伝達部材にて柱からの軸力を基礎に十分に伝達しながら、平面視矩形のブロック体の短手方向である梁間方向に柱を回動させることができる。ここで、「平面視矩形」とは、平面視が長方形、長方形の隅角が湾曲に面取りされた形状、平面視がトラック状の各形状を含んでいる。尚、基礎へ伝達すべき軸力に応じて軸力伝達部材の平面寸法は調整され、必要に応じて軸力伝達部材の数を複数にしてもよい。例えば、ウエブの左右にそれぞれ軸力伝達部材が設けられ、各軸力伝達部材にアンカーボルトが貫通する形態であってもよい。

また、本発明による鉄骨架構の基礎構造の他の態様において、前記ブロック体は、セメント系材料によるブロック体、平面視矩形枠状の角形鋼管と該角形鋼管の内部にセメント系材料が充填されているブロック体、鉄製のブロック体、のいずれか一種からなることを特徴とする。

本態様によれば、いずれも密実なブロック体により、柱からの軸力を基礎に十分に伝達することができる。特に、平面視矩形枠状の角形鋼管と角形鋼管の内部にセメント系材料が充填されているブロック体では、角形鋼管が脱型不要の型枠の役割を担い、その内部にセメント系材料が充填されていることから、可及的に安価で効率的に基礎構造を施工できる。ここで、「セメント系材料」とは、セメントペースト、モルタル（無収縮モルタルを含む）、コンクリートを含んでいる。

また、本発明による鉄骨架構の基礎構造の他の態様において、前記軸力伝達部材における二つの前記長手方向の側面の側方にはそれぞれ、第一弾性体が配設されて前記ベースプレートを支持しており、
前記第一弾性体がコンクリートに埋設されていることを特徴とする。

本態様によれば、軸力伝達部材における二つの長手方向の側面の側方に第一弾性体が配設され、軸力伝達部材の側方において第一弾性体がベースプレートを支持していることにより、柱（及びベースプレート）が軸力伝達部材を支点として梁間方向に回動した際に、第一弾性体が変形しながらベースプレートの変位を吸収することができる。そして、回動したベースプレートが軸力伝達部材の中心に戻った際には、第一弾性体も膨らんで元の状態に戻ることにより、ベースプレートの支持姿勢を維持することができる。ここで、「第一弾性体」は、例えば直方体状の定型の発泡性樹脂等により形成できる。また、例えば第一弾性体がコンクリートに完全に埋設されていることにより、第一弾性体を外部に露出させることなく、基礎とベースプレートとコンクリートにて包囲することができる。ここで、「コンクリート」には、土間コンクリート（ひび割れ防止用の鉄筋が埋設された形態を含む）、構造スラブを形成するコンクリート（鉄筋コンクリート）、基礎梁を形成するコンクリート（鉄筋コンクリート）、基礎柱を形成するコンクリート（鉄筋コンクリート）等が含まれる。

また、本発明による鉄骨架構の基礎構造の他の態様において、前記軸力伝達部材における二つの前記長手方向の側面の側方にはそれぞれ、第一弾性体が配設されて前記ベースプレートを支持しており、
前記基礎の天端から前記柱の柱脚の一定レベルに亘る高さの第二弾性体により、前記柱の周囲が包囲されており、
前記第二弾性体がコンクリートに埋設されていることを特徴とする。

本態様によれば、コンクリートが柱脚の途中レベルまで打設される場合において、基礎の天端から柱脚の一定レベル（例えばベースプレートから上方３０ｃｍ乃至５０ｃｍ程度の高さ）に亘る高さの第二弾性体により柱の周囲が包囲されていることにより、柱脚と土間コンクリートを第二弾性体にて縁切りしながら、柱脚の変位を第二弾性体にて吸収することができる。尚、ここでも、「コンクリート」には、上記する土間コンクリートをはじめとして、様々な形態のコンクリートが含まれる。

また、本発明による鉄骨架構の基礎構造の他の態様において、前記基礎は、薄板鋼板により形成される円筒体と、該円筒体の内側にある鉄筋コンクリート製の円柱体とにより構成されていることを特徴とする。

本態様によれば、基礎が、薄板鋼板により形成される円筒体とその内側にある鉄筋コンクリート製の円柱体とを有することにより、円筒体の内部にコンクリートが充填されて内側から円筒体に対してコンクリート圧が作用した際に、円筒状で引張力に強い鋼板からなる円筒体には周方向の引張力が作用してコンクリート圧に抗することができるため、円筒体を薄板鋼板にて形成することが可能になる。さらに、薄板鋼板からなる円筒体を型枠として兼用しながら円柱体を施工でき、さらには円筒体を脱型しないことにより、型枠工を解消することができ、基礎構造の施工性の向上に繋がる。

以上の説明から理解できるように、本発明の鉄骨架構の基礎構造によれば、ラーメン架構とブレース架構の双方を備えた架構の柱を支持する基礎構造に関し、可及的に安価な施工にて基礎のサイズダウンを図ることができる。

実施形態に係る基礎構造を備えた鉄骨架構の一例を示す斜視図である。 実施形態に係る基礎構造を土間コンクリートとともに示す斜視図である。 実施形態に係る基礎構造を示す斜視図である。 図３に示す基礎構造から第二弾性体を取り除いた状態を示す斜視図である。 軸力伝達部材の一例とアンカーボルトのみを取り出して示す斜視図である。 図３のVI方向矢視図である。 図３のVII方向矢視図である。 図３のVIII方向矢視図である。 図６に対応した図であって、基礎構造の他の例を示す図である。

以下、実施形態に係る鉄骨架構の基礎構造について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。

［実施形態に係る鉄骨架構の基礎構造］
＜鉄骨架構＞
はじめに、図１を参照して、実施形態に係る基礎構造を備えた鉄骨架構の一例について説明する。ここで、図１は、実施形態に係る基礎構造を備えた鉄骨架構の一例を示す斜視図である。

鉄骨架構１００は、例えば、平屋の物流施設や倉庫、工場、プラント施設、事務所等として適用され、図１に示す鉄骨架構１００に対して、壁材や屋根材が取り付けられることにより、各種の平屋建物が構成される。鉄骨架構１００は、梁間方向に延びる複数の鉄骨製のラーメン架構１０と、桁行方向に延びる複数の鉄骨製のブレース架構２０とを有する。複数のラーメン架構１０は、桁行方向に所定の間隔を置いて配設されている。

図示例のラーメン架構１０は、三本の柱１と、隣接する柱１の柱頭同士を繋ぐ梁２とを有する門型架構を呈し、柱１と梁２は、高力ボルト等によるボルト接合や溶接接合により、剛接合されている。尚、ラーメン架構は、二本の柱１を備え、開口の間口の広い門型架構であってもよい。

一方、ブレース架構２０は、ラーメン架構１０を構成する柱１と、隣接する柱１の柱頭や柱脚、及び柱中段を繋ぐ横胴縁３（梁）と、隣接する柱１と上下の横胴縁３により形成される矩形枠の対角線に交差した態様で架け渡されたブレース４とにより形成されている。また、図示例のブレース架構２０では、隣接する柱１の間に縦胴縁５が配設されている。尚、図示例のブレース架構２０は、桁行方向に間隔を置いて配設されているが、ブレース架構２０が桁行方向に連続する形態であってもよいし、ブレース４は図示例の交差する形態の他、一方の対角線にのみ配設される形態であってもよい。

図示例の柱１や梁２はＨ形鋼により形成され、横胴縁３や縦胴縁５は溝形鋼により形成されている。また、図示例のブレース４は、ターンバックルを備えた鋼棒により形成されている。尚、柱１や梁２等は、他の形鋼材や角形鋼管等により形成されてもよいし、ブレース４は、平鋼等により形成されてもよい。

複数のラーメン架構１０とブレース架構２０により構成される鉄骨架構１００においては、各ラーメン架構１０を構成する梁２の上方において桁行方向に延設する複数の横胴縁３が配設され、交差した態様で架け渡されるブレース４を複数組備えた屋根架構をさらに有している。

鉄骨架構１００を構成する柱１の柱脚は、以下で詳説する基礎構造に固定されており、柱脚の下部は土間コンクリート３０（コンクリートの一例）に埋設されている。尚、この土間コンクリート３０には、ひび割れ防止用の鉄筋が埋設されているのが一般的である。また、柱脚の下部が埋設されるコンクリートは、土間コンクリートの他にも、構造スラブを形成する鉄筋コンクリートや、基礎梁を形成する鉄筋コンクリート、基礎柱を形成する鉄筋コンクリート等であってもよい。

図示例の鉄骨架構１００の柱１の柱脚の基礎構造においては、柱１に対して梁間方向の水平力が作用した際に、梁間方向の曲げモーメントが発生しないように、基礎と柱１が梁間方向にピン接合されている。一方、桁行方向の水平力が柱１に作用した際には、ブレース架構２０は殆ど変形しないことから、柱１の柱脚の基礎構造において桁行方向の曲げモーメントは発生しても僅かである。従って、柱１の柱脚の基礎構造において、基礎と柱１の桁行方向は半固定接合（基礎に対する柱１の回転がある程度拘束される）等であってよく、かならずしもピン接合でなくてよい。

＜基礎構造＞
次に、図２乃至図８を参照して、実施形態に係る基礎構造の一例について説明する。ここで、図２は、実施形態に係る基礎構造を土間コンクリートとともに示す斜視図である。また、図３は、実施形態に係る基礎構造を示す斜視図であり、図４は、図３に示す基礎構造から第二弾性体を取り除いた状態を示す斜視図であり、図５は、軸力伝達部材の一例とアンカーボルトのみを取り出して示す斜視図である。さらに、図６乃至図８はそれぞれ、図３のVI方向矢視図、VII方向矢視図、及びVIII方向矢視図である。尚、図２乃至図４、及び図６乃至図８において、柱１はその途中位置で切断し、柱脚のみを示している。

図４に示すように、基礎構造７０は、基礎４０と、基礎４０の上面に載置されている軸力伝達部材６０及び第一弾性体５０Ａと、軸力伝達部材６０及び第一弾性体５０Ａに載置されている柱１の下端のベースプレート１ｃと、軸力伝達部材６０を介してベースプレート１ｃと基礎４０を接続するアンカーボルト８とを有する。

図４に示す構成に対して、図３に示すように、軸力伝達部材６０及び第一弾性体５０Ａと、ベースプレート１ｃと、柱１の柱脚の一定レベルまでを第二弾性体５０Ｂが包囲することにより、基礎構造７０が形成される。基礎構造７０は、図２に示すように、基礎４０の天端から第二弾性体５０Ｂの例えば上端まで土間コンクリート３０に埋設されることにより、基礎構造７０は土間コンクリート３０と第二弾性体５０Ｂにて縁切りされた態様で一体に形成される。尚、図２及び図３等では、Ｈ形鋼からなる柱１の柱脚の周囲を第二弾性体５０Ｂが長方形筒状に包囲する形態を示しているが、第二弾性体５０Ｂが柱１を形成するＨ形鋼のウエブやフランジの外周面に当設するように配設され、Ｈ形鋼の外周と隙間の無い態様で第二弾性体５０Ｂが柱１の柱脚を包囲する形態であってもよい。また、この形態では、さらに、図３及び図４等に示すスチフナ１ｅの外周面においても、第二弾性体５０Ｂが隙間無く配設されてもよい。

図５に詳細に示すように、軸力伝達部材６０は、平面視矩形枠状の角形鋼管６１と、角形鋼管６１の内部にセメント系材料が充填硬化されてなるセメント系ブロック６２とを有する、密実なブロック体である。このセメント系材料としては、例えば無収縮モルタル等が適用される。尚、角形鋼管６１には、四枚の平鋼が平面視矩形枠状に溶接接合される形態も含まれるものとする。

一方、第一弾性体５０Ａは、直方体状の弾性体であり、ある程度の剛性と弾性を有する発泡性樹脂等により形成されるのがよく、例えばポリスチレンを主成分とする発泡性樹脂が適用できる。また、第二弾性体５０Ｂは板状の弾性体であり、第一弾性体５０Ａと同素材により形成できる。

軸力伝達部材６０は、文字通り、柱１からの軸力を基礎４０に伝達する部材である。梁間方向において曲げモーメントが生じないように基礎構造７０が設計されていることから、平面積Ａ１を有する軸力伝達部材６０は柱１からの軸力を基礎４０に伝達する機能を有していればよい。尚、図示する軸力伝達部材６０は、平面視長方形（より詳細には隅角部がＲ加工された形状）の形態であるが、例えば平面視トラック状の形態であってもよい。

図示例の基礎構造７０では、例えば図４に示すように、二本のアンカーボルト８を有することから、二本のアンカーボルト８は、ベースプレート１ｃの中央の下方に位置する軸力伝達部材６０のセメント系ブロック６２を貫通する。

尚、軸力伝達部材６０は、図示例の形態以外にも、セメント系材料のみによるブロック体や、鉄製のブロック体であってもよい。ただし、図示例の軸力伝達部材６０では、角形鋼管６１の内部にセメント系材料が充填され、角形鋼管６１が残置されることから、角形鋼管６１は型枠としても機能し、かつ脱型を不要にできることから施工性に優れている。また、平面積が同等の密実な鉄製のブロック体に比べて、材料コストや施工コスト（製作コスト）は安価であることから、図示例の軸力伝達部材６０が好適である。

図４に示すように、Ｈ形鋼からなる柱１は、ラーメン架構１０の構面において柱１が強軸方向を向くように配設される。従って、柱１のうち、ウエブ１ａは梁間方向に配向し、二つのフランジ１ｂは桁行方向に配向する。柱１の下端には鋼製のベースプレート１ｃが溶接接合されており、ベースプレート１ｃの中央位置（ウエブ１ａの中央位置）において、平面視長方形の軸力伝達部材６０は、その長手方向を桁行方向に向けた姿勢で配設される。そして、軸力伝達部材６０の左右の長手方向の側面の側方にそれぞれ、第一弾性体５０Ａが配設され、二つの第一弾性体５０Ａと軸力伝達部材６０とにより、ベースプレート１ｃを支持している。尚、柱脚において、ウエブ１ａと二つのフランジ１ｂに対して鋼製の二段のスチフナ１ｅが溶接にて接合され、柱脚を補剛するとともに、このスチフナ１ｅには、例えば地中梁（図示せず）が溶接接合されるようになっている。

ベースプレート１ｃのうち、ウエブ１ａの中央位置（二つのフランジ１ｂの中間位置で、ウエブ１ａの幅ｔの中央ｔ／２の位置）において、ウエブ１ａから左右に同じ距離離れた位置には、ボルト孔（図示せず）が開設されており、アンカーボルト８は、対応するボルト孔を介し、セメント系ブロック６２を貫通して下方の基礎４０にアンカー定着している。ここで、図示例においては、ウエブ１ａの左右にそれぞれ一本ずつのアンカーボルト８が配設されているが、設計上必要に応じてウエブ１ａの左右にそれぞれ複数本のアンカーボルトが配設されてもよく、この場合でも各アンカーボルトはウエブ１ａの中央位置に配設される。

ベースプレート１ｃはその中央位置において桁行方向に長い軸力伝達部材６０にて支持されていることから、図４に示すように柱１に対して梁間方向に水平力が作用した際に、柱１（ベースプレート１ｃ）は梁間方向であるＸ方向に回動することが許容され、従ってベースプレート１ｃと基礎４０は梁間方向にピン接合される（ピン柱脚）。

また、軸力伝達部材６０の長手方向の側面の側方に第一弾性体５０Ａが配設されていることにより、ベースプレート１ｃが一方に回動してその回動方向にある第一弾性体５０Ａを圧縮した際には、この第一弾性体５０Ａは圧縮変形し、ベースプレート１ｃが他方に回動して戻る際には圧縮状態の第一弾性体５０Ａは膨張して元の状態に戻ることにより、第一弾性体５０Ａはベースプレート１ｃに常時密着して支持姿勢を維持する。

一方、図４からも明らかなように、軸力伝達部材６０が桁行方向に長く、かつ、二本のアンカーボルト８が桁行方向においてウエブ１ａからそれぞれ離れた位置に配設されていることから、基礎４０とベースプレート１ｃはピン接合ではなく、半固定接合（ある程度の固定度のある接合）となる。しかしながら、既述するように、ブレース架構２０においては桁行方向に変形が殆ど生じないことから、基礎４０とベースプレート１ｃにおいて桁行方向の曲げモーメントは殆ど発生しない。

以上のように、基礎４０において、梁間方向に曲げモーメントは発生せず、桁行方向に発生する曲げモーメントは僅かであることから、基礎４０の平面寸法を可及的に小さな寸法に設定できる。仮に、柱１の柱脚の基礎構造において梁間方向の曲げモーメントが発生する場合は、桁行方向には曲げモーメントが殆ど生じないことを合わせ勘案すると、梁間方向の曲げモーメントに抗し得る梁間方向に横長のフーチングを備えた、平面視長方形の基礎を施工する必要がある。この施工において、基礎を鉄筋コンクリートにて施工する場合、型枠工（型枠の設置及び脱型）を要し、基礎の施工に時間がかかることになる。

図示例の基礎４０は、薄板鋼板により形成される円筒体４１と、その内側にある鉄筋コンクリート製の円柱体４２とを有する。円筒体４１の内部にコンクリートが充填されて内側から円筒体４１に対してコンクリート圧が作用した際に、円筒状で引張力に強い鋼板からなる円筒体４１には周方向の引張力が作用してコンクリート圧に抗することができるため、円筒体４１を薄板鋼板にて形成することが可能になる。

さらに、薄板鋼板からなる円筒体４１を型枠として兼用しながら鉄筋コンクリート製の円柱体４２を施工でき、さらには円筒体４１を脱型しないことにより、型枠工を解消することができ、基礎構造７０の施工性の向上に繋がる。

また、図２、及び図６乃至図８に示すように、軸力伝達部材６０及び第一弾性体５０Ａと、ベースプレート１ｃと、ｃ第二弾性体５０Ｂの周囲に土間コンクリート３０が施工されていることにより、基礎構造７０と土間コンクリート３０を第二弾性体５０Ｂにて完全に縁切りするとともに、柱脚の変位を第二弾性体５０Ｂにて吸収し、柱脚の変位に起因した土間コンクリート３０におけるクラックの発生を解消できる。尚、図示例では、厚み２５ｍｍ以上の複数の板状の第二弾性体５０Ｂが、ベースプレート１ｃ等の四方を包囲し、かつ、その上方の柱脚の四方を包囲している。ここで、軸力伝達部材６０を形成する角形鋼管６１には、例えば、平面寸法が２００ｍｍ×１００ｍｍ程度で、厚みが５ｍｍ程度の鋼管が適用できる。

図６乃至図８に示すように、上段のスチフナ１ｅよりも上方の空間には、土間コンクリート３０の天端レベルまで充填モルタル１ｆが施工され、第二弾性体５０Ｂの上端と柱１のフランジ１ｂの間には変成シリコーン等のシール１ｇが施工される。また、角形鋼管６１とその側方の第一弾性体５０Ａの間には、無収縮モルタルを充填してもよい。

図示する基礎構造７０によれば、ラーメン架構１０とブレース架構２０の双方を備えた鉄骨架構１００の柱１を支持する基礎構造に関し、その施工に際して型枠工を不要にでき、可及的に安価な施工にて基礎４０のサイズダウンを図ることができる。

また、図９は、図６に対応した図であって、基礎構造の他の例を示す図である。図９に示す基礎構造７０Ａは、柱１からの軸力を基礎４０に伝達するべく、アンカーボルト８ごとに固有の軸力伝達部材６０を設け、各軸力伝達部材６０の平面積Ａ１の二倍の平面積Ａ２の軸力伝達部材を有する基礎構造である。このように、柱１から作用する軸力に応じて軸力伝達部材６０の数を増やしたり、あるいは軸力伝達部材６０の平面積を大きくすることにより、柱１から作用する軸力を基礎４０に十分に伝達することが可能になる。尚、基礎構造７０Ａにおいて、二つの軸力伝達部材６０の側方に配設される第一弾性体は、ベースプレート１ｃの左右の平面寸法を備えていればよい。

上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本発明はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１：柱
１ａ：ウエブ
１ｂ：フランジ
１ｃ：ベースプレート
１ｅ：スチフナ
１ｆ：充填モルタル
１ｇ：シール
２：梁
３：梁（横胴縁）
４：ブレース
５：縦胴縁
８：アンカーボルト
１０：ラーメン架構
２０：ブレース架構
３０：土間コンクリート（コンクリート）
４０：基礎
４１：円筒体
４２：円柱体
５０Ａ：第一弾性体
５０Ｂ：第二弾性体
６０：軸力伝達部材
６１：角形鋼管
６２：セメント系ブロック
７０，７０Ａ：基礎構造（鉄骨架構の基礎構造）
１００：鉄骨架構

Claims (7)

1. 梁間方向に延びる複数の鉄骨製のラーメン架構と、桁行方向に延びる複数の鉄骨製のブレース架構と、を備え、複数の前記ラーメン架構は、前記桁行方向に間隔を置いて配設され、前記ブレース架構は、前記ラーメン架構を構成する複数の柱と、複数の該柱を繋ぐ梁及びブレースと、により形成されている、鉄骨架構において、前記柱の下端にはベースプレートが取り付けられており、鉄筋コンクリート製の基礎と該ベースプレートがアンカーボルトを介して接続されている、鉄骨架構の基礎構造であって、
   前記基礎は、円柱状を呈し、
   前記基礎と前記ベースプレートが軸力伝達部材を介して梁間方向においてピン接合されていることを特徴とする、鉄骨架構の基礎構造。
2. 前記軸力伝達部材と前記アンカーボルトがいずれも、平面視において、前記柱のうち梁間方向の柱成の中心に配設されていることを特徴とする、請求項１に記載の鉄骨架構の基礎構造。
3. 前記軸力伝達部材は、密実で平面視矩形のブロック体からなり、該平面視矩形の長手方向が桁行方向に向けて配設されており、
   前記アンカーボルトは前記ブロック体の内部を貫通していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の鉄骨架構の基礎構造。
4. 前記ブロック体は、セメント系材料によるブロック体、平面視矩形枠状の角形鋼管と該角形鋼管の内部にセメント系材料が充填されているブロック体、鉄製のブロック体、のいずれか一種からなることを特徴とする、請求項３に記載の鉄骨架構の基礎構造。
5. 前記軸力伝達部材における二つの前記長手方向の側面の側方にはそれぞれ、第一弾性体が配設されて前記ベースプレートを支持しており、
   前記第一弾性体がコンクリートに埋設されていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の鉄骨架構の基礎構造。
6. 前記軸力伝達部材における二つの前記長手方向の側面の側方にはそれぞれ、第一弾性体が配設されて前記ベースプレートを支持しており、
   前記基礎の天端から前記柱の柱脚の一定レベルに亘る高さの第二弾性体により、前記柱の周囲が包囲されており、
   前記第二弾性体がコンクリートに埋設されていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の鉄骨架構の基礎構造。
7. 前記基礎は、薄板鋼板により形成される円筒体と、該円筒体の内側にある鉄筋コンクリート製の円柱体とにより構成されていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の鉄骨架構の基礎構造。