JP7018263B2

JP7018263B2 - 建物

Info

Publication number: JP7018263B2
Application number: JP2017081236A
Authority: JP
Inventors: 浩司田渕; 隆氏西崎; 由典松原
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2017-04-17
Filing date: 2017-04-17
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2037-04-17
Also published as: JP2018178587A

Description

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

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。
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。
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。
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。