JPH02132241A - 柱脚部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鉄骨構造または鉄骨鉄筋コンクリート構造ある
いは鉄骨構造と鉄骨鉄筋コンクリート構造との組合わせ
による混合構造における柱脚部措造に関するものである
。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕鉄骨
構造物の精度は最下階の鉄骨柱の位置精度によって大き
く左右されるが，その鉄骨社は基礎構造部分の精度に大
きな影響を受ける。工場において製作された鉄骨部材は
許容誤差範囲内で納入されるのが一殼的であるから，工
事現場における鉄骨建方の誤差はアンカーボルトの精度
の影響がそのまま現れる場合が多い。従って鉄骨建方の
良否はーに上記アンカーボルトの精度にかかっており，
正確な位置決めを行う必要がある．このため例えば鉄骨
工事技術指針・同解説（昭和５４年４月２５日，日本建
築学会発行）第６２５頁に記載のようにアンカーボルト
を鋼製フレーム若しくは保持具によって保持し，コンク
リートの打設による衝窄や流れによる圧力によって移動
しないようにするアンカーボルト固定装置を使用するの
が通常である。

第４２図は従来のアンカーボルトの固定装置の一例を示
す要部正面図である。同図において１はフレームであり
，例えば等辺山形鋼によって角枠状に構成すると共に，
上部に上部形板２を，下端部から若干の高さの位置に下
部形板３を各々固着し，上部形板２および下部形板３に
設けた保持穴（図示せず）にアンカーボルト４を保持す
るように構成する。なおアンカーボルト４の上下方向の
位置決めは，例えば角片状の定着板５を介してナット６
により下部形板３を決着する手段によって行う．上記の
構成により，予め打設した捨てコンクリート７上の所定
の位置にフレーム１を！３！Ｗし，ドリルアンカー９等
を打込んで固定した後，コンクリートを打設して鎖線に
て示すようなコンクリート５礎８を形成するのである。

上記従来の固定装置を構成するフレーム１は予め工場に
おいて製作した後．建方現場に運搬するのが通常である
が，次のような問題点がある。

（ｌ）　　フレーム１に突出部分が多いため．工場から
現場までの運搬途中において，フレームｌ相互の重合，
衝突等によって変形を生じ．アンカーボルト４をコンク
リート基ＦＡＢ中に高精度で埋設することが困難である
。

（２）　　フレームｌは一般に溶接接合で組立製作され
るため，建方現場におけるアンカーボルト４の水平方向
芳しくは垂直方向の位置調整を行うことができない． （３｝　　アンカーボルト４の下端部は定着仮５に固定
するのであるが，定着板５は水平面に対する投影面積が
大であるため，これを収納できるようにするためにはフ
レームｌ全体を大きくする必要がある。

（４）　　フレームｌはコンクリート基礎８の打設によ
ってアンカーボルト４がずれないように剛性が要求され
る。このため．構成部材として比較的大寸法のものを使
用する必要があり．コンクリート基礎８中に配設する鉄
筋（図示せず）との干渉頻度が高い。

（５）　　アンカーボルト４の外周にはアンポンド用の
被覆スリーブ（第４２図では図示せず）によって被覆さ
れている。そして．第４３図に示すようにアンカーボル
ト４の上端部は被覆スリーブ１１を介してフレームの上
部形板２に支持されるようになっている。しかし，上部
形板２とスリーブｌ１とアンカーポルト４との間には隙
間があるため．例えば第４４図のように傾斜して狂いを
生し，アンカーボルト４の固定精度を高めることができ
ない． 次に上記コンクリート基礎８上に鉄骨柱（図示せず）を
構築する場合には，鉄骨柱の柱脚部に柱脚金物（図示せ
ず）を一体に接合し，この柱脚金物をアンカーボルト４
によってコンクリート基礎８上に強固に固定する手段を
使用するのが通常である。このような柱脚金物の一例は
，第４５図に示すような形状を有する。柱脚金物１０は
正方形の底板部ｌ２と正方形の突出部１３とを有する。

底板部１２には．厚肉部ｌ４が４隅に設けられており，
各隅にアンカーボルト用の穴１５が加工される。また突
出部１３は正方形，矩形．円形，　Ｕ字形などの各種鉄
骨柱の横断面形状に対応する盛り上がりを持った形状を
しており，この部分に鉄骨柱を接合するようになってい
る。

このような柱脚金物ｌＯは典型的には鋳造又は鍛造によ
り製造されるので５アンカーボルｌ−用の穴１５は鋳造
又は鍛造後に形成することになる。

この場合，穴１５の位置を正確に決めるために，第４６
図に示すようにまず底仮部ｌ２の中心Ａを通る直交する
２本の中心３１１６ａ，１６ｂをけがき．次に夫々穴１
５の中心線１７ａ，１７ｂをけがきにより求める．この
ようにして求めた各中心Ｂにドリルで穴１５を形成する
． また第４５図に示す突出部１３に鉄骨柱（図示せず）を
接合する場合は，第４７図の１９８にて示すように突出
部１３の側面に中心を示すけがきをいれ．鉄骨柱１８の
中心を示すけがき１９ｂとを合わせて熔接接合する．こ
のようにして柱脚金物ＩＯと鉄骨柱１８とを溶接接合に
より一体に構成した柱脚部は，第４７図に示すように，
コンクリート基礎８ヘアンカーボルト４，ナット６によ
り固定する． しかしながら，このようなけがき作業は柱脚金物」Ｏの
一品毎に行われなければならず．煩雑であると共に多大
の時間と工数を要する。このため，柱脚金物１０を使用
する工事において施工費用が高くなるという問題点があ
る． 次に上記柱爬部構造においては，柱犯金物とコンクリー
ト基礎とを密着させる必要があるため．両者間にモルタ
ルを充填する必要がある．第４８図は前記第４７図に示
す柱脚部構造に対応する嬰部縦断面図である。同図にお
いて，まず鋼材からなる鉄骨柱１８に柱脚金物ｌＯを溶
接によって一体に接合し，コンクリート基礎８上に予め
設けた中心部モルタル２０を介して！！πする．この場
合，コンクリート基礎８には，所定個数のアンカーボル
ト４を埋設してあるので，柱脚金物１０に穿設したボル
ト穴（図示せず）によって位置決めを行う．その後．柱
脚金物ＩＯとコンクリート基礎８との間にモルタル２１
を充填し．モルタル２１が充分固化した後に，アンカー
ボルト４に平座金２２を介装させてナット６を締結し，
鉄骨柱１８を固定するのである．２３は型枠であり，モ
ルタル２１を注入充填する場合の外形寸法を規制するも
のである。

上記従来の柱脚部構造においては．柱脚金物ＩＯを中心
部モルタル２０上に載置した後．柱脚金物１０とコンク
リート基礎８との間隙にモルタル２ｌを充填する際に，
空気を密閉するため空洞２４を創出する現象を生じ，柱
脚金物ＩＯの底面全域にモルタル２１が完全に密着しな
いという問題点がある． 第４９図は上記モルタル２１の型枠２３内における流動
状態を示す説明図である。第４９図において，鎖線で示
ずのは柱御金物１０の平面における外形輪郭である．な
お中心部モルタル２０は図示のように平面形状を四辺形
に形成するのが最も一形的な例である．第４９図に示す
ような状態でモルタル２ｌを例えばホノバ等の容器を介
して矢印Ｃ方向から注入充填すると．モルタル２１は矢
印Ｄで示す流線に沿って流動するが．中心部モルタル２
０が存在するため．一旦分割した流れが下流側において
合流し，この間において柱脚金物ｌＯとコンクリート基
礎８との間に存在する空気を密閉し，複数本の斜線によ
って示すような空洞２４を形成するのである． 柱脚部構造に要求される性能としては．第４８図におい
て柱脚金物１０の剛性．アンカーボルト４の締結力と共
に，モルタル２ｌと柱脚金物１０との密着性が重要であ
る．しかし上記のように柱脚金物ＩＯの底面に空洞２４
が存在すると．満足すべき柱脚部構造の性能を得ること
ができず．耐震性を著しく低下させるという問題点があ
る．次に柱脚金物１０とコンクリート基礎８とはアンカ
ーポルト４にナット６を螺着してその締結力によって一
体に接合されるのであるが，柱脚部に曲げモーメントが
作用した場合には，柱脚金物ｌＯが局部的にしかも複雑
に変形する。またアンカーボルト４に付加すべき張力の
値が明確にされてなく．夫々の建築物において上記張力
の値が個々別々であると同時に．性能（固定度）の評価
方法も定まっていないのが通常である． すなわち，従来の柱脚部構造は，上述の理由でアンカー
ボルト４の性能を最大限生かした高い固定度が得られな
いばかりか，固定度を建築物設計時に，正確に把握する
ことが困難であり．建築物の安全性確保という点におい
て，大きな不安を残している． 次に柱脚部構造に作用する外力について考察する。第５
０図は柱脚部構造に作用する外力を説明する図であり，
同一部分は前記第４７図および第４８図と同一の参照符
号で示す。第５０図において鉄骨柱１日には建築物の重
量および地震や暴風による軸力Ｎと水平力Ｆがかかる．
水平力Ｆにより，柱脚部を曲げようとする曲げモーメン
トＭと．水平方向に移動させようとするせん断力Ｑが発
生する．曲げモーメン｝Ｍ及び軸力Ｎに対しては．鉄骨
柱ｌ８から応力が柱脚金物１０，アンカーポルト４．コ
ンクリート基Ｐ７８の順に伝達されるように，柱脚部構
造が設計されている．またせん断力Ｑに対しては．その
値が小さい場合には，鉄骨柱ｌ８から柱脚金物１０，コ
ンクリート基礎８の順に応力が伝達されるように設計さ
れている．この場合柱脚金物１０からコンクリート基礎
８への応力の伝達は，柱脚部構造に作用する軸力Ｎおよ
びアンカーボルト４の引張力によって生じる柱脚金物１
０とコンクリート基礎８との間の摩擦抵抗力Ｑａ，によ
り行われる． またせん断力Ｑの値が大きく，柱脚金物１０とコンクリ
ート基礎８との間の摩擦抵抗力Ｑａ＋がせん断力Ｑに抵
抗できない場合には，鉄骨柱１８から柱脚金物１０，平
座金２２．アンカーボルト４，コンクリート基礎８の順
に応力が伝達されるように設計されている．このために
．第５１図に示すようにアンカーボルト４と柱脚金物Ｉ
Ｏの穴ｌ５とのクリアランスをできるだけ小さくするた
めに，アンカーボルト４の外径に対してクリアランスの
小さい内穴を有する平座金２２と柱脚金物１０とを全周
隅肉溶接する手段を採用していた．溶接部は２５により
示す． 一方最近においては，耐震設計の思想から．柱脚部構造
にも．耐力的な性能を増大させる二−ズが高まっており
，これを実現するためには，機械的性能の良好な（降伏
点及び引張強さの高い）アンカーボルト４を採用するこ
とが重要な要素の一つになっている． しかし従来引張強さが５０ｋｇ／ｍ＊”以上のアンカー
ボルト４を柱脚部構造に用いる場合は．一般的にセット
部品であるアンカーボルト４と同材質の平座金２２等は
．その炭素含有量及び炭素当量（Ｃｅｑ）が高く，柱脚
金物１０と溶接できなかった．そのため，この高強度（
引張強さが５０ｋｇ／ｍ！Ｉｚ以上）のアンカーボルト
４を用いる場合は．大きなせん断力Ｑを柱脚金物１０か
らアンカーボルト４へ伝達できない。結果的に．この高
強度のアンカーボルト４を用いると．柱脚部構造の曲げ
耐力Ｍａ（曲げモーメントＭに抵抗する耐力》は向上す
るが，せん断耐力Ｑａは．柱脚金物１０とコンクリート
基礎８との！！！擦抵抗力Ｑａ，でしか確保できず．か
えって低下するという問題点がある。

本発明の第１の目的は．アンカーボルトの固定精度の高
い柱脚部構造を提供することである．本発明の第２の目
的は，アンカーボルトの位置決めおよび埋設作業が極め
て容易である柱脚部構造を捷供することである． 本発明の第３の目的は．鉄骨柱と柱脚金物および柱脚金
物とコンクリート基礎との位置合わせが容易である柱脚
部構造を提供することである．本発明の第４の目的は．
柱脚金物とコンクリート基礎との密着性が大であり，耐
震性を著しく向上させた柱脚部構造を提供することであ
る．本発明の第５の目的は．アンカーボルトに所定の初
期張力を付与した安全性の高い柱脚部構造を提供するこ
とである． 〔課題を解決するための手段〕 上記の目的を達成するために，第１の発明においては．
鉄骨柱と．この鉄骨柱の脚部端面の輪郭と対応する平面
形状に形成した突出部と平板状に形成した底板部とから
なる柱脚金物とを一体に接合すると共に，前記柱脚金物
とコンクリート基礎とを．予めコンクリート基礎上に設
けた中心部モルタルと柱脚金物の設置後に注入するモル
タルとを挟持し，かつコンクリート基礎中に埋設してな
るアンカーボルトとナットとを介して接合してなる柱脚
部構造において，捨てコンクリート上に突設した支持部
材の上端部に水平支持部材を固着し．この水平支持部材
上に．上下端にねじ部を設けてなるアンカーボルトの上
下端部に各々上部形板および下部形板をナットを介して
固着して形成したアンカーボルトフレームを固着し，上
端ねじ部を除いてアンカーボルトフレームをコンクリー
ト基礎中に埋設する．という技術的手段を採用した。

この場合において，支持部材の下端部を捨てコンクリー
ト内に埋設するか，若しくは支持部材を固定ボルトを介
して捨てコンクリート上に固定することができる． また水平支持部材と下部形板とはボルト・ナット若しく
は溶接によって固着することができる。

次に上部形板および／または下部形板のアンカーボルト
の軸線と平行な断面における高さ寸法を構成部材の厚さ
寸法より大に形成すると好ましい。

なおアンカーボルト挿入用の穴周辺の高さ寸法を他の部
位の高さ寸法より大に形成してもよい．次に第２の発明
においては，鉄骨柱と，この鉄骨柱の廖部端面の輪郭と
対応する平面形状に形成した突出部と平板状に形成した
底板部とからなる柱脚金物とを一体に接合すると共に．
前記柱ＩＩＩ金物とコンクリート基礎とを，予めコンク
リート基礎上に設けた中心部モルタルと柱脚金物の設置
後に注入するモルタルとを挟持し．かつコンクリート基
礎中に埋設してなるアンカーボルトとナットとを介して
接合してなる柱脚部構造において，捨てコンクリート上
に突設した支持部材の上端部に水平支持部材を固着し．
この水平支持部材上に上部形板と下部形板とを複数個の
連結部材を介して一体的に固着して形成した保持具を固
着し．上下端にねじ部を設けてなるアンカーボルトを前
記保持具を形成する上部形板および下部形板に各々設け
た挿通穴を介して保持し，前記保持具と共に上端ねじ部
を除いてアンカーボルトをコンクリート基礎中に埋設す
る．という技術的手段を採用した． この場合において，上部形板および下部形板と連結部材
とをボルト・ナットを介して固着することができる。

また水平支持部材と保持具とをボルト・ナット若しくは
溶接によって固着することができる。

次に第３の発明においては，前記第１または第２の発明
に加えて，柱脚金物の底板部の外周に柱脚金物の中心を
示すマークを予め設ける．という技術的手段を採用した
． 更に第４の発明は，上記第１ないし第３の発明の何れか
に加えて．柱脚金物の突出部の外形輪郭内に上下方向に
貫通する穴を１個若しくは複数個設ける，という技術的
手段を採用した。

この場合において中心部モルタルに水平方向に貫通する
溝を１個若しくは複数個設けることができる． 更に上記中心部モルタルの平面形状をモルタルの流線に
対応する形状としてもよい。

次に第５の発明においては，上記第１ないし第４の発明
の何れかに加えて．鋳造または鍛造製の柱脚金物の底仮
部の肉厚を突出部と接する基部から端部に向かって漸次
減少させて形成し．軸方向不拘束状態でコンクリート基
礎中に埋設したアンカーボルトに降伏点の０．１５〜１
．２倍の引張力を付与させて接合する，という技術的手
段を採用した．また第６の発明においては，上記第１な
いし第５の発明の何れかに加えて，柱騨金物とナットと
の間に溶接構造用鋼材からなる平座金を介装させると共
に．平座金の外径および厚さを各々アンカーボルトのね
じ部の外径の１．７３倍以上および０．１３倍以上に形
成し，アンカーボルトを引張り強さ５０〜７０ｋｇ／ａ
ｍ”を有する材料によって形成するという技術的手段を
採用した． 更に第７の発明においては．上記第１若しくは第２の発
明に加えて，鋳造または鍛造製の柱脚金物の底板部の肉
厚を突出部と接する基部から端部に向かって漸次減少さ
せて形成すると共に，底板部の外周に柱脚金物の中心を
示すマークを予め設け，突出部の外形輪郭内に柱脚金物
を上下方向に貫通する穴を１個若しくは複数個設け．軸
方向不拘束状態でコンクリート基礎中に埋設したアンカ
ーボルトを引張り強さ５０〜７０ｋｇ／ｐＡＩＩＩ２を
有する材料によって形成すると共に降伏点の０．１５〜
１．２倍の引張力を付与させて接合し，柱脚金物とナッ
トとの間に溶接構造用鋼材からなる平座金を介装させる
と共に、平座金の外径および厚さを各々アンカーボルト
のねじ部の外径の１．７３倍以上および０．１３倍以上
に形成する，という技術的手段を採用した． 〔実施例〕 第１図は本発明の第１実施例におけるアンカーボルトの
保持状態を示す要部正面図．第２図は第１図のＥ−Ｅ線
断面図であり同一部分は前記第４２図と同一の参照符号
にて示す。両図において上部形板２，下部形板３は所定
寸法のピッチでアンカーボルト４の挿通穴を設ける．５
は例えば角片状の定着板であり．下部形板３の上部に設
置する．アンカーポルト４の下部ねし部には下部ナノｌ
−　６により定着板５とその下に下部形板３を挾着する
。

上部形板２は上部ナノト６ａによりアンカーボルト４に
挟着する．また，アンカーボルト４の軸部には被覆スリ
ーブ１ｌが設けられている．これらの組立てにより例え
ば４本のアンカーボルト４が保持される． 次に例えば山形鋼からなる複数の支持部材２６を複数の
固定部材２７に溶接等により固着し，捨てコンクリート
７上の所定の位置に固定ボルト２８等により固着する．
鋼材からなる複数の水平支持部材２９は所定の高さで複
数の支持部材２６に熔接接合すると共に．上面は実質的
に水平面を形成するように構成する．その後水平支持部
材２９上に前記アンカーボルト４等を！！置し，芯出し
，溶接等によって固着した後．コンクリートを打設すれ
ばアンカーボルト４を精度よくかつ強固に，コンクリー
ト基礎８中に埋設することができる．第３図は本発明の
第２実施例におけるアンカーボルトの保持状態を示す要
部正面図，第４図は第３図のＦ−Ｆ線断面図であり同一
部分は前記第１図および第２図に示す実施例と同一の参
照符号で示す。アンカーボルト４その他の構成は前記第
１図および第２図の実施例と同様である．捨てコンクリ
ート７中に例えば山形鋼からなる４本の支持部材２６を
モルタル３０によって埋設し．支持部材２６上に水平支
持部材２９を上面が実質的に水平面を形成するように固
着する．その他の構成は前記第１実施例と同様である． なお上記の両実施例において，上部形板２はコンクリー
ト基礎８中に埋設されず．アンカーボルト４に連結され
る鉄骨柱を建てる前に，上部ナット６ａを取外し除去す
る。

次に鉄骨柱と接合した柱脚金物（何れも図示せず）をコ
ンクリート基礎８上に設置してナット６をアンカーボル
ト４に締結すれば柱脚部構造を完成することができる。

上記の構成とすることにより次の作用効果が得られる． （１）工場において予め所定寸法に加工した構成部材の
みを製作して建方現場において組立てることができるた
め．運搬作業が極めて容易となる。

（２）従来のフレームのように突出部分が少なく．上記
（１）と関連して運搬中の変形が殆んどないため．保持
具およびアンカーボルト４の精度が大幅に向上する． （３）　　アンカーポルト４の支持態様が主にアンカー
ボルト４と上部形板２，下部形板３という少ない要素で
構成されているので．従来のようなフレームとコンクリ
ート基礎８の鉄筋との干渉關度が大幅に低減される。

（４）下部形板３が定着板５の下側に設けられているの
で，下部形板３の直下に設けた水平支持部材２９が定着
仮５に干渉せず，定着板５と下部形板３とをアンカーボ
ルト４の下部ねし部に固定するナットの近隣まで広げた
位置に配置でき，水平支持部材２９の間隔を大きくでき
る．これがコンクリート基礎８の打設によって起こる下
部形板３の変形を小さ＜シ，アンカーボルト４の芯ずれ
を防止するのに大きく寄与する。

｛５｝上部形板２はアンカーボルト４の被覆スリーブ１
ｌを介さずにアンカーボルト４に連結されるので．アン
カーボルト４と位置決め精度が被覆スリーブｌ１とアン
カーボルト４の間隙に左右されない． 上記の構成による装置によって，アンカーボルト４を正
確に位置決めした状態でコンクリート基礎８中に埋設す
ることができるのである．第５図は本発明の第３実施例
における形板を示す平面図．第６図および第７図は各々
第５図におけるＧ−Ｇ線断面図およびＨ−Ｈ線断面図で
ある。

これらの図において形板３０（前記実施例における上部
形板２および下部形板３に相当する）は厚さｔなる鋼板
によって中空四辺形に形成すると共に．各辺の横断面を
略コ字形に形成し．高さ寸法ｈを【より大に形成する．
形板３０の角部には厚さ１．なる鋼板からなる座金３１
を溶接によって固着すると共に．アンカーボルト（図示
せず）挿入用の穴３２を穿設する． 以上の構成により，形板３０の各辺の横断面の高さ寸法
ｈが鋼板の厚さｔより大なる寸法に形成され，剛性を充
分に確保することができる．また角部に座金３１を固着
することにより，アンカーボルト（図示せず）の挿通が
容易となると共に，位置決め精度が極めて良好となる． 第８図はアンカーボルトを形板に挿入した状態を示す要
部拡大断面図である．同図において，形板３０の厚さ寸
法ｔがアンカーボルト４に設けたねじ４ａのピンチ寸法
ｐより小であると，ねじ４ａの谷部に形板３０が喰込む
ことにより．アンカーボルト４を挿通する穴３２への挿
入が困難となるのみならず，アンカーボルト４が傾くこ
ととなり，位置決め精度を低下させるため不都合である
．この点前記第５図ないし第６図に示すように形板３０
に座金３１を設けることによって，上記不都合を解消で
きるのである．この場合形板３０の厚さｔ，座金３１の
厚さｔ，およびねじ４ａのピンチ寸法ｐの関係を（ｔ＋
ｔ，）＞ｐとするとよい．但し１−１，としてもよい． 第９図および第１０図は各々本発明の第４および第５実
施例における形板を示す平面図であり同一部分は前記第
３実施例におけるものと同一の参照符号で示す．第９図
に示す第４実施例においては，形板３０を中空円環状の
平面投影輪郭に形成し．中空円板状に形成した座金３１
を等間隔で配設したものである．なお形板３０の横断面
形状は前記第３実施例と同様に略コ字形に形成する。

また第１０図に示す第５実施例における形板においては
．平面投影形状を十字形に形成したものであり，形板３
０の自由端部近傍に穴３２を穿設する．なお前記実施例
における座金３１を省略してあるが，アンカーボルト（
図示せず）の直径，ねじピンチ等とを勘案して省略する
こともできる．第１１図および第１２図は各々本発明の
第６および第７実施例における形板を示す平面図であり
，同一部分は前記の実施例におけるものと同一の参照符
号で示す．両図において形板３０は例えば溝形澗により
溶接手段を介して一体に形成することができる．形板３
０が大形の場合には．単一の鋼板によって形成すること
が困難な場合があり１上記のように複数個の部材によっ
て形成することが有効である． 第１３図は本発明の第８実施例における形板を示す平面
図，第１４図および第１５図は各々第１３図におけるＩ
−Ｔ線断面図およびＪ−Ｊ線断面図である．これらの図
において．形板３０を例えば溝形鋼により溶接手段によ
って一体に形成する点は前記第６および第７実施例と同
様であるが本実施例においては構成部材を角部において
重合させて構成した．このように構成することにより，
組立て溶接が節単かつ容易になると共に，アンカーボル
ト挿入用の穴３２の周辺における厚さ寸法が大となるた
め．前記のようなアンカーボルトのねしが形板に喰込む
ことを防止でき．かつ喰込防止用の座金を省略できるの
で好ましい。

次に第１６図および第１７図は各々本発明の第９実施例
における形板を示す要部平面図および横断面図である。

形板３０の構成部材に両図に示すように平面への投影形
状において長円状とした凹凸３３を設けることにより，
形板３０の高さ寸法ｈを構成部材の厚さ寸法ｔより大に
形成する。

第１８図は本発明の第１０実施例における形板を示す平
面図，第１９図は第１８図におけるＫＫ線断面図である
．両図において３４はセンターマークであり．アンカー
ボルト（図示せず）挿入用の２個の穴３２．３２間を等
分する位置に４箇所設ける．なおセンターマーク３４は
形板３０の成形時および／または穴３２の穿設時に同時
に成形することができる．このようにセンターマーク３
４を設けることにより．形板３０を位置決めする際に．
捨てコンクリート上に設けた柱心を示すけがき線との合
わせ作業が容易となる。なおセンターマーク３４の形状
は，第１９図に示すものと逆に上面を凹としてもよく５
断面形状も任意に選定できる。また上記の他にポンチに
よって形成してもよく，更にはけかき線とすることもで
きる。

上記の実施例においては．形板３０を形成する材料が鋼
板である場合について記述したが，非金属材料も含む！
Ｉｌ仮以外の他の構造用材料であっても作用は同様であ
る。また形板３０の平面投影形状は四辺形．円形５十字
形以外でもよく，横断面形状もまたコ字形に限定されず
．例えば中空角筒状，中空円筒状その他の幾何学的形状
を選定でき要するに構成部材の厚さ寸法ｔより大なる高
さ寸法ｈに形成し得るものであればよい．またアンカー
ボルト挿入用の穴３２周辺に設ける座金は．必要に応じ
て省略することができる。

上記の構成により，所定の剛性を有する形板３０の重量
を大幅に低減することができ，ハンドリングが極めて容
易になる．また形板の構成材料の厚さを薄くすることが
できるため．製作コストを低減し得るという効果がある
。

第２０図および第２１図は各々本発明の第１１実施例を
示す要部正面図および同平面図．第２２図は第２０図に
おけるＬ−Ｌ線断面図であり，同一部分は前記第１図〜
第４図と同一の参照符号にて示す．これらの図において
，３５は連結部材であり，例えば等辺山形鋼により，両
端部を直角に折り曲げて．ボルト・ナット３６を介して
上部形板２および下部形板３と一体的に固着し，保持具
３７を形成する．次に上部形板２および下部形板３に各
々設けた所定寸法およびピノチの挿通穴（図示せず）を
介してアンカーボルト４を保持する。なおアンカーボル
ト４を定着板５およびナノト６により，下部形板３を挟
着することによって位置決めする手段は．前記第１図〜
第４図に示すものと同様である．次に捨てコンクリート
７に例えば等辺山形鋼からなる４本の支持部材２６を突
設すると共に．支持部材２６の上端部に例えば等辺山形
鋼からなる２本の水平支持部材２９を．それらの上面が
実質的に水平面を形成するように固着してアンカーフレ
ーム３８を構成する。上記のＪＡＳ　成により．保持具
３７をアンカーフレーム３８上に載置して，両者をボル
ト・ナット（図示せず）若しくは溶接接合により固着し
た後．コンクリート打設により，アンカーボルト４を保
持具３７およびアンカーフレーム３８と共に，コンクリ
ート基礎８中に埋設することができる。

第２３図および第２４図は各々本発明の第１２実施例に
おけるアンカーフレームを示す要部正面図および要部平
面図であり，同一部分は前記第２０図〜第２２図に示す
実施例と同一の参照符号で示す。まず第２３図において
，支持部材２６の上端部近傍に上下方向に延びる長穴３
９を穿設して，ボルト４０を貫通可能とする。このよう
に構成することにより，水平支持部材２９を上下に移動
可能とすることができ，上面のレベル出し，および第２
０図〜第２２図に示すアンカーボルト４の上下方向の位
置調整が可能である。次に第２４図において．下部形板
３および水平支持部祠２９に各々直交するように長六４
１．４２を設けてボルト４３を貫通可能とする。このよ
うに構成することにより，下部形板３を水平面内におい
て移動可能とし得るから，下部形板３に設けた挿通穴３
ａに挿通保持するアンカーボルト（図示せず）の水平面
内における位置調整が可能である。

上記の実施例においては．保持具３７をボルト・ナット
接合によって構成した例を示したが１建方現場にて溶接
接合によって構成してもよく，また両者を併用してもよ
い。また保持具３７を構成する連結部材３５の数量は４
本に限定せず，アンカーボルト４の配設本数その他を勘
案して適宜選定することができる．更に保持具３７およ
びアンカーフレーム３日の構成部材が等辺山形鋼である
例を示したが．これに限定せず他の形鋼，管材棒材，そ
の他の構造川部材の使用が可能であると共に．これらの
併用も当然に可能である。なお捨てコンクリート７に突
設する支持部材２６は，１舎てコンクリート７を打設後
．コンクリート未凝固の間に所定位置に挿し込む手段を
採用してもよい．上記のような構成により，下記の効果
を期待できる． ＋１＋　　工場において予め所定寸法に加工した構成部
材のみを製作して建方現場において組立てることができ
るため，運搬作業が極めて容易となる。

（２）従来のフレームのように突出部分が少なく．上記
（１）と関連して運搬中の変形が殆んどないため，保持
具３７およびアンカーフレーム３８の精度が大幅に向上
する． （３）構成部材相互の接合手段の全部若しくは一部をボ
ルト・ナット接合することができ，建方現場におけるア
ンカーボルト４の位置調整が可能であり．アンカーボル
ト４の位置決め精度が大幅に向上する． （４）　　アンカーフレーム３８の設置が極めて容易で
あるため．従来技術において必要としていた特殊工具の
使用若しくは煩雑な作業が全く不要となり，工程を大幅
に短縮し得る． 第２５図は本発明の第１３実施例における柱脚金物を加
工治具に載置した状態を示す斜視図である．第２５図に
おいて柱脚金物１０は正方形の底板部Ｉ２と正方形の突
出部１３とを有する。底板部１２には厚肉部４４が４隅
に設けられている。

また突出部１３は正方形の辺のみが盛り上がった形状で
あり，この部分に鉄骨柱（図示せず）を接合する．第２
５図に明らかに示されるように．柱脚金物１０は底仮部
１２の各辺の中点にマーク４５があらかじめ設けられて
いる。このマーク４５は線状突起からなっているが，本
発明の柱脚金物１０はこれに限定されるものではなく．
点状突起溝，凹み等いかなる形状のものでもよい。また
突出部ｌ３の各辺の中点にも同様のマーク４６があらか
しめ設けられている。

このようにマーク４５を有する柱脚金物１０にアンカー
ボルト用の穴ｌ５を形成するには，まず柱脚金′ＰＩ１
１０を芯出し装置付の加工機械，例えばＮＣ加工機上の
加工治具４７上に載せる。加工治具４７はＸＹ方向に延
在する台４Ｂ，４９からなり．各台には中心線５０．５
１があらかじめ形成してあるので，各中心線５０．５１
に各マーク４５を一致させると．芯出しが自動的に行わ
れる。

次に割出し装置によって底仮部１２の各隅の厚肉部４４
にアンカーボルト用の穴ｌ５を自動的に位置決めし，ド
リルにより穴１５を形成する。このようにして，けがき
作業なしにアンカーボルト用の穴ｌ５を加工することが
できる。

第２６図は本発明の第１３実施例を示す斜視図であり，
前記第２５図に示ず柱脚金物１０と鉄骨柱およびコンク
リート基礎との接合状態を示す図である。第２６図にお
いて．鉄骨柱１８と柱脚金物１０との接合に際しては，
まず鉄骨柱ｌ８の各辺の中心に縦の中心線５２．５３を
けがき，各中心線５２．５３と突出部ｌ３のマーク４６
とを合致させる．その後溶接等により鉄骨柱ｌ８に柱脚
金物１０を接合する。

さらに，第２５図の柱脚金物１０を用いれば．コンクリ
ート基礎８上の位置決めも容易にできる。

すなわち，第２６図に示すようにコンクリートａ礎８に
柱の中心線５４．５５をけがき，各中心線５４．５５に
底板部ｌ２のマーク４５を合致させる。

上記のような構成による柱脚金物１０を用いれば．底板
部１２や突出部１３にけがき線を入れる作業を省略する
ことができる。なお，この実施例は正方形断面柱を支持
する柱脚金物についての例であるが，矩形断面柱の場合
についても同様である。

第２７図は本発明の第１４実施例における柱脚金物を示
す斜視図である。柱脚金物１０は．Ｈ形の鉄骨柱を支持
するようにＨ形の突出部１３を有する。この例でも．底
板部１２の各辺の中点にマーク４５が，また，突出部１
３の各辺の中点にマーク４６がそれぞれあらかじめ設け
られている。

第２８図は本発明の第１５実施例における柱脚金物を示
す斜視図である。柱脚金物１０は丸柱用の突出部ｌ３を
有し，その突出部１３の外周に９０″′の間隔でマーク
４６があらかじめ設けられている。なお底仮部１２の各
辺の中点にマーク４５を設ける点は前記実施例と同様で
ある。

上記の構成により，次のような効果が得られる．（１》
　　柱脚金物１０にアンカーボルト用の穴１５を加工す
る際に，けがき作業を省略することができ．柱脚金物ｌ
Ｏの製造時の原価を低減できる．（２）突出部１３にも
あらかじめマーク４６を設けておけば，鉄骨柱１８と柱
脚金物ｌＯとを溶接接合する際の鉄骨柱１８の加工にお
いて，柱脚金物１０の突出部１３の外周に鉄骨柱１８の
中心を示すけがき作業が省略でき．鉄骨柱ｌ８の接合時
の工数低減がはかれる。

（３）　　さらに．鉄骨柱脚部をコンクリー｝ＪＪ礎８
上に設置する現場作業において，コンクリート基礎８上
に設けられた鉄骨柱ｌ８の中心を示すけがきに底板部１
２のマーク４５を合わせることにより容易に位置決めす
ることができ，建方現場での工数の低減がはかられる。

第２９図および第３０図は各々本発明の第１６実施例を
示す要部縦断面図および一部横断面平面図であり，同一
部分は前記第４７図および第４８図と同一の参照符号で
示す。第２９図および第３０図において，柱脚金物１０
は例えば鋳鋼により．鉄骨柱１８の脚部端面の輪郭と対
応する平面形状に形成した突出部１３と．平板状に形成
した底板部ｌ２とを一体に形成すると共に，アンカーボ
ルト４と対応する位置にボルト穴（図示せず）を穿設す
る。なお突出部１３および底板部ｌ２の平面輪郭形状は
，鉄骨柱ｌ８の横断面輪郭形状と対応させて，略正方形
に形成する。次に５６は穴であり，中心部モルタル２０
の平面輪郭と略対応する位置に，柱脚金物１０を上下方
向に貫通するように設ける． 上記の構成により．鉄骨柱ｌ８と柱脚金物１０とを溶接
接合した後，コンクリート基礎８上に予め設けた中心部
モルタル２０上に載置して位置決めし，型枠２３内にモ
ルタル２１を矢印Ｃにて示すように注入充填する。この
場合にはモルタル２ｌは前記第４９図に示すように流動
し．特に中心部モルタル２０の近傍にて空気を密閉する
傾向があるが．第２９図および第３０図に示すように柱
脚金物１０に穴５６を設けてあるため，仮りに上記のよ
うに密閉された空気が存在しても，穴５Ｇから容易に排
出することが可能である。従ってモルタル２１の流動充
填には何等の支障がなく．柱脚金物１０の底面に完全に
密着させることができ前記第４８図および第４９図に示
したような空洞２４の発生を皆無とすることができる。

次に第３１図は本発明の第１７実施例を示す一部横断面
平面図であり，同一部分は前記第２９図および第３０図
と同一の参照符号にて示す。第３１図において５７は溝
であり．モルタル２Ｉの注入方向Ｃと略同一方向にかつ
水平方向に貫通するように設ける。なお柱脚金物１０に
設ける穴５６は，上記の溝５７にｐＥむように設けると
よい。

上記の構成により２モルタル２１を矢印Ｃ方向に注入充
填すると，モルタル２ｌは前記実施例において記述した
と同様に流動する他，中心部モルタル２０に設けた１５
７にも流動する．そして溝５７内を流動するモルタル２
１は他の部位を流動するモルタル２１よりも早く溝５７
を通過して，柱脚金物１０の縁辺近傍に到達するから，
空気を密閉することなく．柱脚金物１０の底面に完全に
密着する．なお溝５７に臨ませて穴５６を設けてあるた
め．モルタル２ｌが溝５７内に充填され若しくは流動す
る際に空気を密閉することがあっても，容易に排出する
ことができるのである。

第３２図は本発明の第１８実Ｊｉｉｉ例におけるモルタ
ル部分を示す平面図であり．同一部分は前記第２９図な
いし第３１図と同一の参照符号で示す。

第３２図において，中心部モルタル２０は平面形状を楕
円に形成すると共に．モルタル２ｌの注入流動方向に長
軸が存在するように設ける。その他の構成は前記実施例
の場合と同様である。

上記の構成により，前記実施例と同様にして鉄骨柱と柱
脚金物とを接合した状態で（何れも図示省略）中心部モ
ルタル２０上にＳｙ．ｘし．モルタル２ｌを矢印Ｃ方向
より注入充填する．この場合中心部モルタル２０は平面
形状を楕円に形成し．かつその長軸をモルタル２１の流
動方向に合致するように設けてあるため，中心部モルタ
ル２０の外形輪郭は矢印５８で示す流線と略合致する。

従って所謂流体抵抗が少なく，中心部モルタル２０の下
流側におけるｖＬ線の乱れを防止することができ，モル
タル２１による空気の密閉作用を皆無とすることができ
る。

上記の実施例においては．鉄骨柱ｌ８の横断面形状なら
びに柱脚金物１０の平面形杖を略正方形に形成した例を
示したが，正方形以外の他の四辺形，円形その他の幾何
学的形状としても作用は同様である．また柱脚金物１０
は鋳鋼によって形成する以外に．鋼板若しくは鋼材によ
って形成することができる．更に柱脚金物ｌＯに設ける
べき穴５６は１横断面形杖を円形以外の形状とすること
ができると共に．設置個数は任意に選定できる．次に中
心部モルタル２０に設けるべき水平方向の貫通溝５７は
，１個のみでなく複数個としてもよい。なお中心部モル
タル２０の平面形状は，正方形，楕円形以外の任意の形
状とすることができるが，水平方向の溝を設置しない場
合には，モルタル２１の流線に対応する曲線を輪郭の一
部とする形状に形成することが好ましい。

上記の構成により．モルタル２１の注入充填の際におい
て．柱脚金物１０とコンクリート基礎８との間に介在し
た空気は，柱脚金物１０に設けた穴５６から容易に排出
され．モルタル２１内に空洞を形成するという不都合を
完全に回避することができるのである． 次に第３３図は本発明の第１９実施例における柱脚部構
造の外力に対する回転変形の挙動を示す図，第３４図は
同じく回転変形の模式図である。

すなわち本発明の第１９実施例においては，第３３図に
示すように高い回転剛性Ｋを得るために．第３４図にお
けるアンカーボルト４に降伏点の０，１５〜１．２倍の
引張力を付与させて接合したものである．以下これにつ
いて詳述する。

本発明における柱脚部構造は前記実施例中においても記
述したように．柱脚金物１０の回転剛性が極めて大であ
るため，変形を極めて小さくすることができ．柱脚部に
おける回転変形を略０にすることができる．また上記の
ように回転剛性の大なる柱脚金物１０を使用すると共に
．アンカーボルト４に所定の引張力を付与することによ
り，柱脚部構造の回転剛性に関する評価を正確に把握で
きるようにしたものである。

実験によれば，本実施例における柱脚部構造の外力（曲
げモーメント）に対する回転変形の挙動は，第３３図中
に実線で示すような単純化された形態となる。すなわち
，柱脚部の回転剛性（Ｍ／θ）は．第３４図における柱
脚金物１０の引張側アンカーボルト位置の底而１０ａと
コンクリート基礎８の上面８ａとが離間する点ａ　（第
３３図）までと．引張側アンカーボルト４が降伏する点
ｂ（第３３図）までと．さらにその後との３区分に分か
れて変化する。

第３３図中に一点鎖線で示した回転剛性は，柱御金物ｌ
Ｏを完全剛体とし．アンカーボルト４には張力を導入し
ない場合の回転剛性の理論値であり．幾何学的に《１）
式で与えられる。

Ｌ Ｋ０　：アンカーボルトに張力を導入しない場合の柱脚
部の回転剛性（Ｌｍ／ｒａｄ） Ｅ　；アンカーボルトのヤング係数（ｔ　／ｃｍｚ）Ａ
，：引張側アンカーボルト群の総断面積（ｃｍ”　） １　：アンカーボルト間距離（ｃｍ） Ｌ　：アンカーボルト有効埋込Ｒさ（ｃｍ）この場合に
おける柱脚部の０〜ａ間での回転剛性Ｋは引張接合と同
様の理論式（２）に示すようにアンカーボルト４に張力
を導入しない場合の（１＋α）倍のものが得られる。こ
の場合．αはアンカーボルト４とコンクリート基礎８と
のバ不定数比で（３）式で与えられる。

Ｋ＝　（１＋α）Ｋ０　　　　　　　　　　・・・・・
・（２）Ａｃ α一　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・・・・
（３）ｎ−Ａｂ 八Ｃ：コンクリート基礎の有効断面積（ｃｍ”　）Ａｂ
：アンカーボルトの断面積（ｃｍ”　）ｎ　；アンカー
ボルトとコンクリート基礎とのヤング係数比 （ｌ＋α）の値は．一般に使用されるＳＳ４１材等のア
ンカーボルト４では，約５〜６となり，第３３図におけ
るＱ　−　ａ間ではアンカーボルト４に張力を導入する
ことで，大幅に高い回転剛性が得られることになる。と
ころが．第３３図におけるａ　％　ｂ間では．柱脚金物
１０の底面１０ａがコンクリート基礎８の上面８ａより
離間すると，アンカーボルト４は張力を導入しない場合
と同じ卑純引張りの状態に変化するので．回転剛性は（
１）式〇Ｋ０と同値となり，０〜ａ間の値を下まわる。

ここで建築業界では一般に．柱脚部の許容耐力は柱脚部
全体の降伏点の値をもって定めているので，柱脚部の許
容耐力は第３３図中のＭｙ（アンカーボルト４が降伏す
る曲げモーメント）の値となる。従って柱腓部の許容耐
力がＭｙであり，離間モーメントＭｓがＭｙを下まわる
場合は，柱脚部の回転剛性をＫ′としてしか評価せざる
をえず，高い回転剛性Ｋを確保することが困難となる．
また逆に高い回転剛性Ｋを保証するためには，柱脚部の
許容耐力をＭｙからＭｓに下げて評価せざるを得なくな
り，耐力的なデメリットが生じる。

それゆえに高い回転剛性Ｋを保証し．本来柱脚部が保有
する高い許容耐力Ｍｙを確保するためには，ＭＳをＭｙ
と同値とすればよい． ところで離間モーメントＭｓは，アンカーボルト４への
導入張力の値に関係し，（４）式で与えられる． Ｍｓ＃Ｔ，　　・ｌ　　　　　　　　　　　　・・・・
・・（４）Ｔｏ　：アンカーボルトの導入張力の｛ａ　
（ｔ／ｃ＋ａ”　＞１　：アンカーボルト間距離（ｃｍ
） また柱脚部の許容耐力は，（５）式によって与えられる
。

Ｍｙ＝”ｒｙ　−　１＝σｙ−Ａ．　　・ｌ　　　　・
・・・・・（５）Ｔｙ：アンカーボルト降伏引張力（Ｌ
／ｃ．”　）σｙ：アンカーボルト降伏応力度（ｔ八．
′）それゆえに、Ｍｓ＝ＭｙとするためにはＴｏ　一Ｔ
ｙ＝σ）’−Ａｓ　とすればよく．これがアンカーボル
ト４の性能を許容耐力的にもまた回転剛性的にも最大限
に発揮する方法である。

従って基本的には．アンカーボルト４への導入張力を付
与する効果は，アンカーボルト４の降伏応力度のＯ−１
倍までの間で発生する。

ところが，アンカーボルト４の導入張力はコンクリート
基礎８の乾燥収縮およびクリープによって解除されるこ
とが従来からわかっている。

発明者らが行ったアンカーボルト張力除荷試験結果を第
３５図に示す。第３５図はアンカーボルト４の張力の経
時変化（所定時間経過後の張力Ｔと初期導入張力Ｔ０と
の比）を調査したもので柱脚金物１０，鉄骨柱１８．　
コンクリート基礎８，アンカーボルト４で構成された，
後記の第３８図および第３９図に示すような実際の鉄骨
建築物の鉄骨柱脚に相当する供試体（後記表のｌＩ＆１
５の供試体）により行ったものである。

この実験により５アンカーボルト４の導入張力が前記σ
ｙの近傍では，アンカーボルト４の応力解除に一定の規
則性があることを発見した。すなわち，通常使用される
打設後４週間以上経過したコンクリート基礎８のアンカ
ーボルト４に張力ヲ導入した場合，応力解除が約４日で
安定し．約２０％になる。このことは，当業者らが通常
経験している，コンクリート基礎８を打設し上記期間経
過後，アンカーボルト４を増締めする量とよく合致して
いる． 従って．上記実験結果から．アンカーボルト４にσｙの
２０％増の１．２σｙの導入張力を付与しておけば，経
時変化後最終的にその値が１．０σｙとなり理想的であ
る．従って．本実施例においては１．２σｙを導入張力
の上限値とした．また本実施例によるアンカーボルト４
の導入張力の下限値は以下の理由によって．　０．１５
σｙとした。すなわち，アンカーボルト４の導入張力が
０の場合は，柱脚部は第３６図に示すようなスリップ型
となることは数多くの実験結果から明らかであり，柱脚
部に発生する曲げモーメントが正負逆転するところでは
．柱脚部に大きな曲げモーメントが発生しなくても．柱
脚部が大幅に回転変形を起こす形態となる。そしてこれ
が上部構造に悪影響を及ぼすことにつながることは周知
の事実である．ここで柱脚部を第３７図に示すような良
好な性能（紡錘形の復元力特性）を有するものにするた
めには，アンカーボルト４に導入張力の完全な解除を起
こさせないことが必要条件である。すなわち．アンカー
ボルト４の導入張力が．０．１〜０．２σｙの低いレベ
ルでは，アンカーボルト４の応力解除は，コンクリート
基礎８の乾燥収縮によるものが約０．０５σｙ．コンク
リート基礎８のクリープによるものが約０．０２σｙと
なり，合計約０．０７σｙの応力解除が起こることを発
見した。従って安全率を約２とし導入張力（応力度）を
最低０．１５σｙに設定すれば，経時的にアンカーボル
ト４の導入張力は完全には解除されず（０．０８σｙ残
る）柱脚部の性能も第３７図に示す良好な性能を確保で
きる。

従って本実施例においては，アンカーボルトの導入張力
（応力度）の下限値を０．１５σｙとした。

第３８図および第３９図は各々本発明の第１９実施例に
おける供試体を示す平面図および縦断面正面図である。

このような供試体について柱脚部の回転剛性を測定した
結果を表に記載した．表中のＫ０はアンカーボルト４に
張力を導入しない場合．すなわち，従来の柱脚部構造の
回転剛性であり，Ｋはアンカーボルト４に張力を導入し
た本発明による柱脚部構造の回転剛性である。

以下余白。

表からわかるように，本実施例における柱脚部の回転剛
性Ｋは．従来のものの回転剛性Ｋ０の５〜６倍であり．
極めて高いものである．なお，本実施例における柱脚部
において，鉄骨柱１８と接合する柱脚金物１０に突出部
１３を設けたのは，鉄骨柱１８との溶接時の歪を柱匪金
物１０の底而１０ａに及ぼさないように考慮したもので
ある。

また基部から端部にかけて勾配を設けて，基部を中高に
しているのは．アンカーボルト４の導入張力の効果を，
コンクリート基礎８の全域に与えるためのものである． しかして５柱脚金物１０としては，例えば特公昭５１−
４７９６３号，同５２−１３６４２号．同５２−４３３
３０号，同５６−３０４２５号等の各公報に記載された
柱脚金物を用いると上記の効果を十分に発揮させること
ができる。

上記のようにアンカーボルト４への導入張力（応力度）
を０．　１５〜１．２σｙの値に設定したのでアンカー
ボルト４の性能を許容耐力的に最大限発揮することがで
き．しかも柱脚部の回転剛性も高く評価できる．また．
地震時等の正負繰り返し応力（柱脚部に発生する曲げモ
ーメント）に対しても，良好な性能（紡錘形復元力特性
）を確保できる．またさらに，柱脚部の力学的メカニズ
ムを単純化することにより．柱脚部の性能（回転剛性お
よび耐力）を正確に把握でき，建築物の安全性を高める
ことができる。

第４０図は本発明の第２０実施例におけるアンカーボル
ト組立体を示す一部断面図である。これはアンカーポル
ト４と，その上端ねじ部４ａに螺着されるナット６と．
被締結体（図示せず）との間に介在する平座金２２と．
アンカーポルト４の下端ねじ部４ｂに螺着される一対の
ナソト５９ａ５９ｂと，ナット５９ａ．５９ｂにより固
定される定着仮５とからなる。

アンカーボルト４は，引張強さが５０〜７０ｋｇ／ＩＩ
ＩＩＩｌｔの材質からなり，具体的にはＳＳ５０．ＳＳ
５５，ＳＲ３０，ＳＲＲ４０．ＳＤ３０．ＳＤ３５，Ｓ
Ｄ４０，ＳＤ５０，Ｓ３０Ｃ，Ｓ３５Ｃ，Ｓ４０Ｃ，Ｓ
４５Ｃ，Ｓ５０Ｃ，Ｓ５５Ｃからなる。平座金２２は，
？８接構造用鋼材からなり．具体的にはＳＭ５０又はＳ
ＭＡ５０からなる．平座金２２の外径はアンカーボルト
４のねじ外径の１．７３倍以上で．厚さはアンカーボル
ト４のねじ外径の０．　１３倍以上である．また内径は
アンカーボルト４のねじ外径とねじ外径＋２ＩＩＭとの
間に設定するのが好ましい．またナット６はアンカーボ
ルト４と同じ材質で形成するのが好ましい．なおナット
６を一殻構造用鋼材および溶接構造用鋼材，例えばＳＳ
４１，ＳＭ４１およびＳＭＡ４１の何れかの材質として
もよい．またナソト６の高さをアンカーボルト４のねじ
部外径の約０．９２〜１．４０倍としてもよい。

上記の構成により．アンカーボルト４には５０〜７　０
　ｋｇ／ｍｓ”の高い引張強さを期待できると同時に，
平座金２２がＳＭ５０又はＳＭＡ５０の材質であること
から．平座金２２と前記柱脚金物ｌＯとの良好な溶接が
可能であるため．柱脚部に高いせん断耐力Ｑａを確保で
きる。これにより，鉄骨柱１８に発生したせん断力Ｑを
．柱脚金物１０，平座金２２及びアンカーボルト４，を
介してコンクリート基礎８にスムーズに伝達できる。

また上記構成の平座金２２を用いると金周隅肉溶接がで
きる。この場合，平座金２２の外径寸法がアンカーボル
ト４のねし外径の１．７３倍以上で厚さがアンカーボル
ト４のねし外径の０．１３倍以上であると，以下の計算
からわかるように１アンカーボルト４の全強のせん断耐
力．Ｑａをカバーすることができる。

（１）　　アンカーボルトの全強せん断耐力，Ｑａｄ：
アンカーボルトねし外径 ｆ１　：アンカーボルト降伏点−２．８ｔ／ｃｍｚ（２
）平座金全周の隅肉溶接部のせん断耐力ｗ　Ｑ　ａＤ：
平座金の外径≧１．７３ｄ Ｌ：平座金の厚み ｆ２　：隅肉溶接部の許容引張応力度 ＝　３．３　Ｌ　／ｃｍ” （３）平座金全周の隅肉溶接部のせん断耐力ｗ　Ｑ　ａ
がアンカーボルトの全強せん断耐力．Ｑａより大きくな
る条件 ．Ｑａ≦ｗＱａ Ｏ．９５ｄ”≦７．３ｔｄ ｔ≧０．　１３　ｄ さらに本発明の好ましい一実施例によれば、平座金２２
は，その内径がアンカーボルト４のねじ外径とアンカー
ポルト４のねじ外径＋２ｍｍとの間にあるので．柱脚部
に作用するせん断力Ｑにより柱脚部が水平方向にずれて
も．その量は最大４１である。従って第４１図に示すよ
うに，その時の建築物の１階分の鉄骨柱１８の水平方向
の変位鼠δを１階分の高さＨで割った眉間変形角γ　（
一δ ）は．１階分の高さ■］を一般的な数値である３５００
＋ｗｍに仮定すると．約１／８７５で，現在の法的基準
であるｌ／２００を十分に満足する範囲に入る。

また前記のようにナット６を他の材質で形成した場合に
は，耐力的にはアンカーボルト４と同等の性能を付与す
ることができると共に，平座金２２と全周溶接できると
いう利点がある．このナット６は溶接できる材質である
ため，機械的性質（陣伏点，引張強さ）の低いものであ
るが，ＪＪＳに定められた標準的なナット（アンカーボ
ルト４と同材質）と同等のねし部その他の強度を有する
ように．アンカーボルト４と同材質のＪＩＳで定められ
たナットの高さの１．１５〜１．７５倍の高さを有する
。

数値の裏付は，以下のとおりである。

｛１）　　アンカーボルトと同材質のナットのねじ部強
度Ｔａ ｈｎ Ｔａ＝Ｓｎ＝Ｓ ｐ Ｓ：アンカーボルトと同材質のナットのねし山強度 ｎ：アンカーボルトと同材質のナットのねじ山数 ｈｎ：アンカーボルトと同材質のナットのＪＩＳで定め
られた高さ ｐ：アンカーボルトと同材質のナットのねしピッチ （２）一般構造用鋼材等によるナットのねじ部強度Ｔａ ｈｎ Ｔａ’　　＝Ｓ’　　ｎ’　　＝Ｓ’ ｐ Ｓ′：ナソトのねし山の強度 ｎ＋，　　，　　のねし山数 ｈｎ’：ｓ　　の高さ ｐ　：　　　のねしピッチ（上記ｆｉｌのピンチと同じ
） （３）　　一般構造用鋼材等のナットとアンカーボルト
と同材質のナットとのねじ部強度が同等となる条件 Ｔａ　＝Ｔａ ｈｎ　　　　　　　　　　ｈｎ ・゛・Ｓ　“　　　　　　　＝Ｓ′ ｐ　　　　　　　　　　　　ｐ ｈ　　ｎ　　　＝　　−　　ｈ　　ｎ Ｓ′ ？ ここで■はアンカーボルトと一般構造用Ｓ′ 鋼材等によるナノトの降伏点との比で．本実施例による
組合わせでは１．１５〜１．７５となる。

．’．１．Ｉ５ｈｎ≦ｈｎ’　　≦１．７５ｈｎ上記の
ようなアンカーボルＶｔ立体を用いて平座金２２と柱脚
金物１０５平座金２２とナフト６とをそれぞれ全周隅肉
溶接して使用すれば５柱脚部にアンカーボルト４の全強
のせん断耐力Ｑａを確保できると同時に．ナソト６のゆ
るみをも防止できる． 上記のようなアンカーボルト組立体を．被｛１ヤ結体を
締結することを目的として組合わせ，鉄骨建築物の柱ｍ
部に用いれば．以下の効果が期待できる。

ｆｉ＋　　柱脚部の曲げ耐力Ｍａとせん断耐力Ｑａを同
時に増大することができる．（アンカーボルトには５０
〜７０ｋｇ／ｍ翔”の引張強さを確保すると同時に，そ
のアンカーボルトの全強のせん断耐力．Ｑａも確保でき
る）。

ｔ２）　　５　０　〜７　０　ｋｇ／　ａｍｔの引張強
さの７　７　，！Ｊ　−　ボルトのゆるみ止めが可能と
なる。

〔発明の効果〕

本発明は以上記述のような構成および作用であるから，
下記のような効果を朋待できる。

ｉｌ＋　　アンカーボルトフレーム若しくは保持具は建
方現場に部材を運搬して組立てることができるため，運
搬が容易であるほか，組立てに際しても精度が得られる
ので，アンカーボルトとの位置決め精度が向上する。

（２）　　構成部材数が少なく全体の構造が簡素である
のでコンクリート基礎中に配設する鉄筋との干冫歩が低
減される。

（３）　　コンクリート基礎打設の際のコンクリートの
流れによる圧力による変形が殆んどなくアンカーボルト
の高精度な芯出しが可能である。

（４）　　アンカーボルトと上部形板とが．アンカーボ
ルト被覆スリーブを介さずに連結されるため．アンカー
ボルトの固定精度が向上する．（５）柱脚金物の底仮部
外周にマークを予め設けたものを使用することにより．
柱脚金物にアンカーボルト用の穴を加工する際に，けが
き作業を省略することができ，柱脚金物の製造時の原価
を低減できる。

（６）突出部にもあらかじめマークを設けておけば，鉄
骨柱と柱脚金物とを溶接接合する際の鉄骨柱脚部の加工
において，柱脚金物の突出部の外周に鉄骨柱の中心を示
すけがき作業が省略でき５鉄骨柱接合時の工数低減がは
かれる。

（７）　　さらに．鉄骨柱脚部を基礎上に設置する現場
作業において，コンクリート基礎上に設けられた鉄骨柱
の中心を示ずけがきに底板部のマークを合わせることに
より容易に位置決めすることができ．建方現場での工数
の低減がはかられる．（８）柱脚金物の突出部の外形輪
郭内に上下方向に貫通する穴を設けることにより．柱脚
金物とコンクリート基礎との間にモルタルを注入充填す
る際における空気の密閉を回避し，これに起因する空洞
の発生を完全に防止することができる。

従ってモルタルは柱脚金物の底面に完全に密着し．柱脚
構造に要求される耐震性能を大幅に向上させ得る． 《９》　　アンカーボルトへの導入張力く応力度）を０
．１５〜１．２σｙの値に設定することにより，アンカ
ーボルトの性能を許容耐力的に最大限発揮することがで
き，しかも柱脚部の回転剛性を高く評価できる． （１３）　　１Ｉ！！Ｍ時等の正負繰り返し応力（柱脚
部に発生する曲げモーメント）に対しても，良好な性能
（紡錘形復元力特性）を確保できる．ａＯ　　柱脚部の
力学的メカニズムを単純化することにより，柱脚部の性
能（回転剛性および耐力）を正確に把握でき．建築物の
安全性を高めることができる． （自）柱脚金物とナットとの間に所定寸法の平座金を介
装させることにより，柱脚部の曲げ耐力とせん断耐力を
同時に増大させ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例におけるアンカーボル］・
の保持状態を示す要部正面図．第２図は第１図における
Ｅ，−２４’ｉｌ断面図，第３図は本発明の第２実施例
におけるアンカーボルトの保持状態を示す要部正面図，
第４図は第３図におけるＦ−Ｆ線断面図，第５図は本発
明の第３実施例における形板を示す平面図．第６図およ
び第７図は各々第５図におけるＧ−Ｇ線断面図およびＨ
　−　１｛線断面図．第８図はアンカーボルトを形板に
挿入した状態を示す要部拡大断面図，第９図および第ｌ
Ｏ図は各々本発明の第４実施例および第５実施例におけ
る形板を示す平面図，第１１図および第１２図は各々本
発明の第６実施例および第７実施例における形板を示す
平面図，第１３図は本発明の第８実施例における形板を
示す平面図，第１４図および第１５図は各々第１３図に
おけるＩ−１線断面図およびＪ−Ｊ線断面図，第１６図
および第１７図は各々本発明の第９実施例における形板
を示す要部平面図および横断面図，第１８図は本発明の
第１０実施例における形板を示す平面図，第１９図は第
１８図におけるＫ−Ｋ線断面図，第２０図および第２１
図は各々本発明の第１１実施例におけるアンカーボルト
保持具を示す要部正面図および同平面図，第２２図は第
２０図におけるＬ−Ｌ線断面図．第２３図および第２４
図は各々本発明の第１２実施例におけるアンカーフレー
ムを示す要部正面図および要部平面図，第２５図は本発
明の第１３実施例における柱脚金物を加工治具に載置し
た状態を示す斜視図，第２６図は本発明の第１３実施例
を示す斜視図，第２７図および第２８図は各々本発明の
第１４実施例および第１５実施例における柱脚金物を示
す斜視図，第２９図および第３０図は各々本発明の第１
６実施例を示す要部縦断面図および一部横断面平面図，
第３１図は本発明の第１７実施例を示す一部横断面平面
図．第３２図は本発明の第１８実施例におけるモルタル
部分を示す平面図，第３３図は本発明の第１９実施例に
おける柱脚部構造の外力に対する回転変形の挙動を示す
図，第３４図は同じく回転変形の模式図．第３５図は本
発明の第１９実施例におけるアンカーボルトの張力の経
時変化を示す図，第３６図はアンカーボルトに張力を導
入した従来の柱脚部構造における復元力特性図，第３７
図は本発明の第１９実施例における復元力特性図，第３
８図および第３９図は各々本発明の第１９実施例におけ
る供試体を示す平面図および縦断面正面図，第４０図は
本発明の第２０実施例におけるアンカーボルｌ−＆Ｉ１
立体を示す一部断面図．第４１図は本発明の第２０実施
例における建築物の眉間変形を示す図，第４２図は従来
のアンカーボルトの固定装置の一例を示す要部正面図，
第４３図および第４４図は各々第４２図におけるアンカ
ーボルト上端部における上部形板との関係を示す要部拡
大縦断面図，第４５図は従来の柱贋金物の一例を示す斜
視図，第４６図は第４５図に示す柱脚金物の底面にけが
いた夫々の中心線を示す図，第４７図は第４５図に示す
柱脚金物を使用して鉄骨柱をコンクリート基礎に固定し
た状態を示す正面図，第４８図は第４７図に示す柱脚部
構造に対応する要部縦断面図，第４９図はモルタルの型
枠内における流動状態を示す説明図．第５０図は柱脚部
構造に作用する外力を説明するための図，第５１図は従
来の柱脚金物に平座金を溶接した状態を示す要部拡大縦
断面図である．

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄骨柱と、この鉄骨柱の脚部端面の輪郭と対応す
   る平面形状に形成した突出部と平板状に形成した底板部
   とからなる柱脚金物とを一体に接合すると共に、前記柱
   脚金物とコンクリート基礎とを、予めコンクリート基礎
   上に設けた中心部モルタルと柱脚金物の設置後に注入す
   るモルタルとを挟持し、かつコンクリート基礎中に埋設
   してなるアンカーボルトとナットとを介して接合してな
   る柱脚部構造において、捨てコンクリート上に突設した
   支持部材の上端部に水平支持部材を固着し、この水平支
   持部材上に、上下端にねじ部を設けてなるアンカーボル
   トの上下端部に各々上部形板および下部形板をナットを
   介して固着して形成したアンカーボルトフレームを固着
   し、上端ねじ部を除いてアンカーボルトフレームをコン
   クリート基礎中に埋設したことを特徴とする柱脚部構造
   。
2. （２）支持部材の下端部を捨てコンクリート内に埋設し
   た請求項（１）記載の柱脚部構造。
3. （３）支持部材を固定ボルトを介して捨てコンクリート
   上に固定した請求項（１）記載の柱脚部構造。
4. （４）水平支持部材と下部形板とをボルト・ナットを介
   して固着した請求項（１）ないし（３）何れかに記載の
   柱脚部構造。
5. （５）水平支持部材と下部形板とを溶接によって固着し
   た請求項（１）ないし（３）何れかに記載の柱脚部構造
   。
6. （６）上部形板および／または下部形板のアンカーボル
   トの軸線と平行な断面における高さ寸法を構成部材の厚
   さ寸法より大に形成した請求項（１）ないし（５）何れ
   かに記載の柱脚部構造。
7. （７）アンカーボルト挿入用の穴周辺の高さ寸法を他の
   部位の高さ寸法より大に形成した請求項（６）記載の柱
   脚部構造。
8. （８）鉄骨柱と、この鉄骨柱の脚部端面の輪郭と対応す
   る平面形状に形成した突出部と平板状に形成した底板部
   とからなる柱脚金物とを一体に接合すると共に、前記柱
   脚金物とコンクリート基礎とを、予めコンクリート基礎
   上に設けた中心部モルタルと柱脚金物の設置後に注入す
   るモルタルとを挟持し、かつコンクリート基礎中に埋設
   してなるアンカーボルトとナットとを介して接合してな
   る柱脚部構造において、捨てコンクリート上に突設した
   支持部材の上端部に水平支持部材を固着し、この水平支
   持部材上に、上部形板と下部形板とを複数個の連結部材
   を介して一体的に固着して形成した保持具を固着し、上
   下端にねじ部を設けてなるアンカーボルトを前記保持具
   を形成する上部形板および下部形板に各々設けた挿通穴
   を介して保持し、前記保持具と共に上端ねじ部を除いて
   アンカーボルトをコンクリート基礎中に埋設したことを
   特徴とする柱脚部構造。
9. （９）上部形板および下部形板と連結部材とをボルト・
   ナットを介して固着した請求項（８）記載の柱脚部構造
   。
10. （１０）水平支持部材と保持具とをボルト・ナットを介
    して固着した請求項（８）若しくは（９）記載の柱脚部
    構造。
11. （１１）水平支持部材と保持具とを溶接によって固着し
    た請求項（８）若しくは（９）記載の柱脚部構造。
12. （１２）柱脚金物の底板部の外周に柱脚金物の中心を示
    すマークを予め設けた請求項（１）ないし（１１）何れ
    かに記載の柱脚部構造。
13. （１３）柱脚金物の突出部の外形輪郭内に上下方向に貫
    通する穴を１個若しくは複数個設けた請求項（１）ない
    し（１２）何れかに記載の柱脚部構造。
14. （１４）中心部モルタルに水平方向に貫通する溝を１個
    若しくは複数個設けた請求項（１３）記載の柱脚部構造
    。
15. （１５）中心部モルタルの平面形状をモルタルの流線に
    対応する形状とした請求項（１３）記載の柱脚部構造。
16. （１６）鋳造または鍛造製の柱脚金物の底板部の肉厚を
    突出部と接する基部から端部に向かって漸次減少させて
    形成し、軸方向不拘束状態でコンクリート基礎中に埋設
    したアンカーボルトに降伏点の０．１５〜１．２倍の引
    張力を付与させて接合した請求項（１）ないし（１５）
    何れかに記載の柱脚部構造。
17. （１７）柱脚金物とナットとの間に溶接構造用鋼材から
    なる平座金を介装させると共に、平座金の外径および厚
    さを各々アンカーボルトのねじ部の外径の１．７３倍以
    上および０．１３倍以上に形成し、アンカーボルトを引
    張り強さ５０〜７０ｋｇ／ｍｍ＾２を有する材料によっ
    て形成した請求項（１）ないし（１６）何れかに記載の
    柱脚部構造。
18. （１８）鋳造または鍛造製の柱脚金物の底板部の肉厚を
    突出部と接する基部から端部に向かって漸次減少させて
    形成すると共に、底板部の外周に柱脚金物の中心を示す
    マークを予め設け、突出部の外形輪郭内に柱脚金物を上
    下方向に貫通する穴を１個若しくは複数個設け、軸方向
    不拘束状態でコンクリート基礎中に埋設したアンカーボ
    ルトを引張り強さ５０〜７０ｋｇ／ｍｍ＾２を有する材
    料によって形成すると共に降伏点の０．１５〜１．２倍
    の引張力を付与させて接合し、柱脚金物とナットとの間
    に溶接構造用鋼材からなる平座金を介装させると共に、
    平座金の外径および厚さを各々アンカーボルトのねじ部
    の外径の１．７３倍以上および０．１３倍以上に形成し
    た請求項（１）若しくは（８）記載の柱脚部構造。