JP7018263B2 - 建物 - Google Patents

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本発明は、例えば、鉄骨柱脚を有する建物に関する。
従来、一般的な柱脚構造として、露出柱脚(露出型固定柱脚)が知られている(特許文献1参照)。
特開平10-25808号公報
ところで、例えば細かいピッチで鉄骨柱が列柱形式で並ぶ場合、鉄骨柱を露出柱脚形式で設けると、柱が並ぶ方向(列柱方向)の剛性は、アンカーボルトの諸元による回転剛性しか見込めないため、柱本数を多くしても耐力を十分に高くすることができない。
本発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、鉄骨柱脚の回転剛性を高く評価することのできる建物を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明に係る建物は、アンカーボルトによって建物の外周に沿うように延びる基礎に緊結された複数の土台鉄骨と、前記土台鉄骨の上面に溶接接合された複数の鉄骨柱とを具備し、前記アンカーボルトは前記土台鉄骨を直接貫き、前記複数の土台鉄骨は、一繋ぎにした状態で建物の外周に沿って延び、前記土台鉄骨は、ウェブの両側において上下のフランジにわたって延びる複数の支持プレートにより補強したH形鋼を用いて構成してあり、前記アンカーボルトは、前記ウェブの両側において、前記H形鋼の長手方向に間隔をあけて設けた前記複数の支持プレートの間の位置で、前記上下のフランジのうち少なくとも下フランジを貫くようにした(請求項1)。
上記建物において、外周に沿って延びる鉄骨梁が前記鉄骨柱の上部に剛接合されていると共に、建物の内側に向かって延びる直交梁は、前記鉄骨柱又は前記鉄骨梁にピン接合されていてもよい(請求項2)。
上記建物において、梁スパン中央部に前記鉄骨柱が溶接接合された長さの等しい前記土台鉄骨どうしが隣接する箇所では、当該土台鉄骨どうしがピン接合されていてもよい(請求項3)。
上記建物は、前記土台鉄骨どうしが隣接する箇所において、曲げモーメントが発生する箇所では、当該土台鉄骨どうしが剛接合されていてもよい(請求項4)。
本願発明では、鉄骨柱脚の回転剛性を高く評価することのできる建物が得られる。
すなわち、本願の各請求項に係る発明の建物では建物外周に沿って土台鉄骨を配置し、その上に鉄骨柱を溶接するので、土台鉄骨を固定するためのアンカーボルト諸元による回転剛性をk1、土台鉄骨による回転剛性をk2とすると、本例の柱脚構造の回転剛性は、上記回転剛性k1、k2の直列和の剛性とすることができる。従って、同じアンカーボルトの諸元による従来の露出柱脚の回転剛性k1よりも回転剛性Kを高く評価することができる。
また、本願発明の建物では、鉄骨柱を土台鉄骨に溶接接合する構成により、鉄骨柱の配置の自由度を高めることができる。
請求項2に係る発明の建物では、鉄骨梁、鉄骨柱、土台鉄骨で一方向のラーメン架構を構築し、このラーメン架構に延びる直交梁をピン接合とすることにより、面外方向の曲げ応力を発生させないようにすることができるため、鉄骨柱の小断面化が実現可能となる。
請求項3に係る発明の建物では、曲げモーメントが発生しない箇所でピン接合を行うことにより、土台鉄骨どうしの接合作業の簡便化を図ることができる。
本発明の一実施の形態に係る建物の基礎及び鉄骨架構の構成を概略的に示す斜視図である。 (A)及び(B)は、前記建物の要部の構成を概略的に示す横断面図及び縦断面図であり、(C)は(B)と直交する平面で切断したときの縦断面図である。 (A)は前記建物における土台鉄骨の連結方法を概略的に示す説明図、(B)及び(C)は土台鉄骨の接続部の一例及び他の例の構成を概略的に示す説明図である。 前記建物における土台鉄骨の固定方法の変形例の構成を概略的に示す説明図である。
本発明の実施の形態について図面を参照しながら以下に説明する。
本実施の形態に係る建物は、図1に示す基礎及び鉄骨架構を有する鉄骨造の建物であって、アンカーボルト1(図2(B)及び(C)参照)によって基礎2に緊結され、相互に繋がった状態(一繋ぎにした状態)で建物の外周に沿って延びる土台鉄骨3と、土台鉄骨3の上面に溶接接合された複数の鉄骨柱4とを具備する(図3(A)も参照)。
基礎2は、図1に示すように、建物の外周に沿うように設けられている。
土台鉄骨3は、H形鋼を用いて構成してあり、図2(A)~(C)に示すように、ウェブ3aの両側には、上下のフランジ3b、3cにわたって延びる支持プレート5を適宜の間隔で設け、その補強を図っている。
また、図2(B)及び(C)に示すように、アンカーボルト1は下フランジ3cで締め付けるのであり、そのため、下フランジ3cにはアンカーボルト挿通用の貫通孔を設けてあり、土台鉄骨3と基礎2の間には無収縮モルタル6が充填される。
一方、鉄骨柱4も、H形鋼を用いて構成してあり、その下端は土台鉄骨3の上面(上フランジ3b)に溶接接合(本例では部分溶け込み溶接)される。但し、コーナー部の鉄骨柱4A(図1参照)は、鋼製ボックス柱を用いて構成してある。
さらに、図1に示すように、外周に沿って延びる鉄骨梁7が鉄骨柱4の上部に剛接合されていると共に、建物の内側に向かって延びる直交梁8は、鉄骨柱4又は鉄骨梁7(本例では鉄骨梁)にピン接合されている。鉄骨梁7、直交梁8は、それぞれ例えばH形鋼等を用いて構成することができる。
上記の構成を備えた本例の建物では、建物外周に沿って土台鉄骨3を配置し、その上に鉄骨柱4を溶接するので、アンカーボルト1諸元による回転剛性をk1、土台鉄骨3による回転剛性をk2とすると、本例の柱脚構造の回転剛性Kは、上記回転剛性k1、k2の直列和の剛性、すなわち、
K=1/[(1/k1)+(1/k2)]
とすることができる。従って、同じアンカーボルト1の諸元による従来の露出柱脚の回転剛性k1よりも回転剛性Kを高く評価することができる。
また、鉄骨柱4を土台鉄骨3に溶接接合する構成により、鉄骨柱4の配置の自由度を高めることができる。その上、鉄骨柱4を耐震要素としているので、耐震壁やブレースのないすっきりとした架構を実現することができる。
さらに、鉄骨梁7、鉄骨柱4、土台鉄骨3で一方向のラーメン架構を構築し、このラーメン架構に延びる直交梁8をピン接合とすることにより、面外方向の曲げ応力を発生させないようにすることができるため、鉄骨柱4の小断面化が実現可能となる。
そして、図3(A)に示すように、梁スパン中央部に鉄骨柱4が溶接接合された長さの等しい土台鉄骨3どうしが隣接する箇所では、曲げモーメントが発生しないため、土台鉄骨3どうしをピン接合し(例えば図3(B)参照)、接合作業の簡便化を図ることができる。なお、図3(B)には、隣接する土台鉄骨3のウェブ3aどうしを連結用プレート9及び締結具(例えばボルト・ナット)10で連結する例を示しており、連結用プレート9はウェブ3aの片面のみに配置されていても両面に配置されていてもよい。
一方、土台鉄骨3どうしが隣接する箇所において、曲げモーメントが発生する箇所では、例えば図3(C)に示すように剛接合することが望ましい。なお、図3(C)には、隣接する土台鉄骨3のウェブ3aどうしのみでなく、上下フランジ3b、3cどうしも連結用プレート9及び締結具10で連結する例を示しており、連結用プレート9は上下フランジ3b、3cの両面に配置されている。また、鉄骨柱4を上下に複数繋げる場合は、その接合も例えば図3(C)に示すように剛接合すればよい。
なお、本発明は、上記の実施の形態に何ら限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々に変形して実施し得ることは勿論である。例えば、以下のような変形例を挙げることができる。
図1には、1層(1階)のみ示しているが、本発明の建物は2層以上有していてもよい。
土台鉄骨3、鉄骨柱4、鉄骨梁7、直交梁8は、H形鋼に限らず、他の形状の形鋼や鋼管等を用いて構成してもよい。
図2(B)等に示す例では、アンカーボルト1を下フランジ3cで締め付けているが、これに限らず、例えば図4に示すように、アンカーボルト1を上フランジ3bで締め付けるようにしてもよく、この場合、上下フランジ3b、3cにアンカーボルト挿通用の貫通孔を設けるとともに、上フランジ3bの上面側に例えば鋼製の受圧板(ベースプレート)11を設けることが考えられる。
なお、上記変形例どうしを適宜組み合わせてもよいことはいうまでもない。
1 アンカーボルト
2 基礎
3 土台鉄骨
3a ウェブ
3b 上フランジ
3c 下フランジ
4 鉄骨柱
4A コーナー部の鉄骨柱
5 支持プレート
6 無収縮モルタル
7 鉄骨梁
8 直交梁
9 連結用プレート
10 締結具
11 受圧板

Claims (4)

  1. アンカーボルトによって建物の外周に沿うように延びる基礎に緊結された複数の土台鉄骨と、
    前記土台鉄骨の上面に溶接接合された複数の鉄骨柱とを具備し、
    前記アンカーボルトは前記土台鉄骨を直接貫き、
    前記複数の土台鉄骨は、一繋ぎにした状態で建物の外周に沿って延び
    前記土台鉄骨は、ウェブの両側において上下のフランジにわたって延びる複数の支持プレートにより補強したH形鋼を用いて構成してあり、
    前記アンカーボルトは、前記ウェブの両側において、前記H形鋼の長手方向に間隔をあけて設けた前記複数の支持プレートの間の位置で、前記上下のフランジのうち少なくとも下フランジを貫くようにしたことを特徴とする建物。
  2. 外周に沿って延びる鉄骨梁が前記鉄骨柱の上部に剛接合されていると共に、建物の内側に向かって延びる直交梁は、前記鉄骨柱又は前記鉄骨梁にピン接合されている請求項1に記載の建物。
  3. 梁スパン中央部に前記鉄骨柱が溶接接合された長さの等しい前記土台鉄骨どうしが隣接する箇所では、当該土台鉄骨どうしがピン接合されている請求項1または2に記載の建物。
  4. 前記土台鉄骨どうしが隣接する箇所において、曲げモーメントが発生する箇所では、当該土台鉄骨どうしが剛接合されている請求項1~3の何れか一項に記載の建物。
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