JPH0719406U

JPH0719406U - 鉄骨柱脚金物

Info

Publication number: JPH0719406U
Application number: JP3526993U
Authority: JP
Inventors: 英成松尾; 邦昭佐藤
Original assignee: Kajima Corp; Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Kajima Corp; Hitachi Metals Ltd
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-04-07
Anticipated expiration: 2000-03-19
Also published as: JP2567615Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】鉄骨造または鉄骨鉄筋コンクリート造建築物
の柱脚に用い、常に一定の安定したせん断抵抗力を確保
することができる柱脚金物を提供する。【構成】柱脚金物の底板の底面にモルタル流通穴を有
する四角筒状または円筒状の底面側突出部を設け、さら
に底板にモルタル注入口とモルタル排出口と空気抜き穴
を設ける。モルタルの充満により、底板の底面および底
面側突出部と基礎コンクリートとの完全な密着が行なわ
れる。このため、高い回転剛性を有する柱脚を確保でき
るとともに、柱から伝達されるせん断力を、柱脚金物の
突出部を介して、基礎コンクリートへ確実に伝達でき
る。この柱脚金物は、鋳造、鍛造、鋼材の組立て等によ
り製作する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、鉄骨造または鉄骨鉄筋コンクリート造建築物に用いる鉄骨柱脚金物に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図３（ａ）、（ｂ）に示す従来の鉄骨柱脚は、柱脚部に作用するせん断力に対し、抵抗力を確保する方法として二つの方法がある。第１の方法は、図３（ａ）に示すように、柱脚部に発生する柱３の軸力Ｎと曲げモーメントＭによって発生する基礎コンクリート（以下単にコンクリートといい、各図の断面はハッチングを省略する）５の圧縮反力Ｎｃの柱脚金物１の底面との間の摩擦力μＮｃで確保する方法である。

【０００３】また第２の方法は、前記摩擦効果に加えて図３（ｂ）に示すように、柱脚金物１のアンカーボルト穴とアンカーボルト２との間隙にモルタル４等を注入し、柱３側から伝達されるせん断力Ｑを柱脚金物１、さらに柱脚金物１のアンカーボルト穴とアンカーボルト２の間隙に注入されたモルタル４等を介してアンカーボルト２に伝達し、アンカーボルト２によってせん断抵抗力を確保するものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところがこれらの方法は、いずれも建物の条件によっては、柱脚部に作用するせん断力に抵抗できるだけの大きなせん断抵抗力を確保することができないという問題点がある。

【０００５】すなわち、第１の方法の柱脚部のコンクリート５の圧縮反力Ｎｃの柱脚底面との摩擦力μＮｃによってせん断抵抗力を確保する方法では、図４（ａ）に示すように、建物６の外周部にある外柱３ａ、または図４（ｂ）に示すような間口が狭く高さの高い建物６の柱３ｂでは、地震時等に柱脚部に大きな引抜力Ｔが働き、図５に示すように柱脚部に作用する曲げモーメントＭによるコンクリート５の圧縮反力Ｎｃを、引抜側の軸力Ｎが打ち消し、コンクリート５に圧縮反力Ｎｃが作用しない場合がある。この場合、コンクリート５の圧縮反力Ｎｃが０（ゼロ）となるので、柱脚金物１の底面１ａとコンクリート上面５ａとの摩擦力μＮｃを期待できず、柱脚に作用するせん断力Ｑに対する抵抗力を確保できない。

【０００６】また第２の方法は、前述のように、柱脚金物１のアンカーボルト穴とアンカーボルト２との間隙にモルタルを注入し、柱側から伝達されるせん断力Ｑを柱脚金物１、さらに柱脚金物１のアンカーボルト穴とアンカーボルト２との間隙にあるモルタル４等を介してアンカーボルト２に伝達し、アンカーボルト２によってせん断抵抗力を確保するものである。ところがこの方法も、図６に示すように、主に柱脚金物１の端部から注入されるモルタル４を、ボルト穴とアンカーボルト２との間隙に完全に封入することが施工的に非常に難しく、実際の建築物においては、せん断抵抗力を確保できない場合がある。従ってこの方法は、建築物の安全性確保という点で問題を有している。

【０００７】本考案は、これら従来の問題点を解決すべく、鉄骨造または鉄骨鉄筋コンクリート造建築物の柱脚に、常に一定の安定したせん断抵抗力を確保することができる柱脚金物を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び実施例】

本考案柱脚金物７の第１の考案は、実施例を示す図１のように、柱３に固着する底板７ｄの底面７ｆの外周より内側に四角筒状の底面側突出部７ａを設け、その外形の一辺の長さＤをアンカーボルトの直径の４．５倍以上、突出長さｈを０．４５倍以上にするとともに、モルタル流通穴７ｈを設け、かつ底板７ｄにアンカーボルト穴７ｅとモルタル注入口７ｂとモルタル排出口７ｃと空気抜き穴７ｇとを設け、鋳造または鍛造または鋼材の組立てにてなる鉄骨柱用の柱脚金物である。この場合、底板７ｄの外周側はモルタル用の型枠（図示せず）により囲まれているので、底面側突出部７ａと型枠との間にモルタルが充満される。突出部７ａの内側は、突出部７ａに設けたモルタル流通穴７ｈと突出部７ａ内側上部の底板７ｄに設けた空気抜き穴７ｇとによりモルタルが充満される。

【０００９】次に、第２の考案は、第１の考案と同様に用いられ、実施例を示す図２のように、底板７ｄの底面７ｆの外周より内側に円筒状の底面側突出部７ａを設け、その外形の直径Ｄをアンカーボルトの直径の４．５倍以上、突出長さｈを０．４５倍以上にするとともに、モルタル流通穴７ｈを設け、かつ底板７ｄにアンカーボルト穴７ｅとモルタル注入口７ｂとモルタル排出口７ｃと空気抜き穴７ｇとを設け、鋳造または鍛造または鋼材の組立てにてなる鉄骨柱用の柱脚金物である。この場合も、底板７ｄの外周側はモルタル用の型枠（図示せず）により囲まれているので、円筒状の底面側突出部７ａと型枠との間にモルタルが充満される。突出部７ａの内側は、突出部７ａに設けたモルタル流通穴７ｈと突出部７ａ内側上部の底板７ｄに設けた空気抜き穴７ｇによりモルタルが充満される。

【００１０】

【作用】

図１又は図２に示す本考案実施例鉄骨柱脚金物を用い、図６に示す従来の柱脚部を引用し、従来の柱脚金物１を本考案の柱脚金物７に置き換えて、コンクリートと結合する方法並びに手順を述べる。（１）中心部モルタル５ｂにより形成され、柱脚金物７の底面７ｆの中央部が密着する部分的な平面５ａを有し、アンカーボルト２を埋設したコンクリート５を製作する。（２）コンクリート５の養生が終わった後、柱３に取り付けた柱脚金物７をコンクリート５上に据え付け、アンカーボルト２によって柱脚金物７を仮り締めする。このとき、平面５ａにより空気抜き穴７ｇが塞がれないよう、予め配慮しておく必要がある。（３）柱脚金物７に設けたモルタル注入口７ｂよりモルタル４を圧入し、モルタル排出口７ｃからモルタル４が排出されたことを確認し、モルタル４の充填を完了する。なお、中心部モルタル５ｂと底面側突出部７ａ内側との間は、モルタル流通穴７ｈにより充填されることは前述の通りである。（４）モルタル４の養生後、アンカーボルト２の本締めを行なう。本考案による柱脚金物７を使用して上記の手順で施工を行なえば、柱脚金物７の底面７ｆおよび底面側突出部７ａの内面および外面に完全に密着したコンクリート５を確保できる。

【００１１】そして従来の第１の方法による問題点であった、軸力Ｎが引抜側に作用してコンクリート５の圧縮反力Ｎｃが０（ゼロ）の場合でも、柱脚部に作用するせん断力Ｑに対する抵抗力を確保できる。すなわち、柱３から伝達されるせん断力Ｑは、柱脚金物７の底面側突出部７ａを介してコンクリート５に伝達できる。

【００１２】また従来の第２の方法による問題点、すなわちモルタルが柱脚金物のアンカーボルト穴との間隙に完全に充填されず、せん断抵抗力を確保できないという問題点も同様の理由で解消できる。

【００１３】なお、柱脚金物７の底面側突出部７ａの一辺の長さＤ（図１参照）または直径Ｄ（図２参照）をアンカーボルト２の直径ｄ（図６参照）の４．５倍以上とした理由は以下のとおりである。図３（ｂ）の従来の柱脚部においては、アンカーボルト穴に充填されたモルタル４の許容圧縮力から柱脚部のせん断抵抗力Ｑｃが数１により決まる。

【００１４】

【数１】

【００１５】ただしｄ：アンカーボルトの直径ｔ：柱脚金物の底板の厚みｎ：コンクリートの圧縮側に配置されたボルトの本数Ｆｃ：コンクリートの基準強度

【００１６】本考案による柱脚金物７を用いた場合の理論的な柱脚部のせん断抵抗力Ｑｃは、数３および数５のいずれか小さい方の値となる。

【００１７】

【数２】

【００１８】せん断抵抗力は数２を考慮すれば数３となる。また、支圧抵抗力は数４を考慮すれば数５となる。

【００１９】

【数３】

【００２０】

【数４】

【００２１】

【数５】

【００２２】ただしＤ：柱脚金物の底面側突出部の一辺の長さまたは直径ｈ：柱脚金物の底面側突出部の突出長さｔ₀：柱脚金物の底面側突出部の厚み

【００２３】従って、本考案によるせん断抵抗力Ｑｃを従来のそれと同等以上確保するためには、数６の条件が必要である。

【００２４】

【数６】

【００２５】ここで、数１において、従来の一般式の柱脚金物１における下限の条件ｔ≒ ｄ，ｎ＝２を考慮すると、数６の上方側の式より数７の上方側の式の不等式が、数６の下方側の式より数７の下方側の式の不等式がそれぞれ成立する。

【００２６】

【数７】

【００２７】すなわち、底面側突出部７ａの一辺の長さＤまたは直径Ｄが、アンカーボルト２の直径ｄの４．５倍以上、またその突出長さｈがアンカーボルト２の直径ｄの０．４５倍以上ある本考案による柱脚金物７を使用すれば、いかなる条件下の柱脚部でも、常に従来と同等以上のせん断抵抗力Ｑｃを確保することができる。

【００２８】またさらに、本考案による柱脚金物７を使用すれば、コンクリート５と柱脚金物７の底面７ｆとの密着が完全となるので、図４に示すように、柱脚部の大きな性能の一つである回転剛性Ｍ／θ（図３（ａ）参照、Ｍ：柱脚部に発生する曲げモーメント、θ：柱脚の回転角）を高くすることができる（コンクリート５と柱脚金物７の密着は回転剛性を高める上での大きな要素である）。これは、上部架構の部材サイズを小さくすることができることにつながり、建築物の原価低減を可能にするものである。

【００２９】

【考案の効果】

本考案の効果としては、以下の２点が挙げられる。（１）いかなる条件下の建物においても、常に一定のしかも従来と同等以上のせん断抵抗力を保有する柱脚を確保できる。（２）柱脚金物底面と基礎コンクリートの密着が完全に行なわれるので、高い回転剛性を有する柱脚が確保でき、建物の上部架構部材の小型化による原価低減が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）および（ｂ）は各々本考案の第１考案の
実施例を示す正面図および底面図である。

【図２】（ａ）および（ｂ）は各々本考案の第２考案の
実施例を示す正面図および底面図である。

【図３】（ａ）および（ｂ）は従来の柱脚部を示す断面
図である。

【図４】（ａ）および（ｂ）は建物の柱に引抜力が作用
した状態を示す説明図である。

【図５】従来の柱脚部の例を示す断面図である。

【図６】従来の柱脚部の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１柱脚金物１ａ底面２アンカーボルト３柱３ａ柱３ｂ柱４モルタル５基礎コンクリート５ａ基礎コンクリート上面５ｂ中心部モルタル６建物７柱脚金物７ａ底面側突出部７ｂモルタル注入口７ｃモルタル排出口７ｄ底板７ｅアンカーボルト穴７ｆ底面７ｇ空気抜き穴７ｈモルタル流通穴Ｄ柱脚金物底面側突出部の一辺の長さまたは直径ｄアンカーボルトの直径ｈ柱脚金物底面側突出部の突出長さｔ₀ 柱脚金物底面側突出部の厚みＭ曲げモーメントＮ軸力Ｎ_C 圧縮反力 μＮ_C 摩擦力Ｑせん断力Ｔ引抜力 θ 柱脚の回転角

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】底板の底面外周より内側に四角筒状の底
面側突出部を設け、その外形の一辺の長さをアンカーボ
ルトの直径の４．５倍以上、突出長さを０．４５倍以上
にするとともに、モルタル流通穴を設け、かつ底板にア
ンカーボルト穴とモルタル注入口とモルタル排出口と空
気抜き穴とを設け、鋳造または鍛造または鋼材の組立て
にてなることを特徴とする鉄骨柱脚金物。
【請求項２】底板の底面外周より内側に円筒状の底面
側突出部を設け、その外形の直径をアンカーボルトの直
径の４．５倍以上、突出長さを０．４５倍以上にすると
ともに、モルタル流通穴を設け、かつ底板にアンカーボ
ルト穴とモルタル注入口とモルタル排出口と空気抜き穴
とを設け、鋳造または鍛造または鋼材の組立てにてなる
ことを特徴とする鉄骨柱脚金物。