JPH08747U - 柱脚金物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設計工数を低減させ、軽量かつ作業性を大幅
に向上させ得る柱脚金物を提供する。 【解決手段】 鉄骨柱の下端部と固着しアンカーボルト
を介してコンクリート基礎との接合に使用する柱脚金物
において、底板部上に鉄骨柱の下端面の内外形輪郭線に
よって囲まれた領域と接触しこの領域以外の領域が凹部
となるように上端面の内外形輪郭を形成した突出部を一
体に設け、底板部外形輪郭を鉄骨柱の軸線と同軸の円形
に形成し、アンカーボルト挿通用のボルト穴を鉄骨柱の
軸線と同軸かつ底板部外形輪郭寸法より小なる直径の同
心円上に等間隔で６個以上配設する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案が属する技術分野】

本考案は土木建築構造物の鉄骨柱をコンクリート基礎上に建てる際に使用する 柱脚金物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来鉄骨柱に柱脚金物を溶接接合する場合、鋼板製のベースプレートを使用し 、鋼板製のリブプレートによって補剛する方法が採用されてきている（例えば昭 和４９年鹿島出版会発行 鋼構造接合部デザインマニュアル等）。しかしながら 上記方法においては、鋼板製のベースプレートを直接鉄骨柱に溶接接合するため 溶接歪によってベースプレートが湾曲する。

【０００３】 このため加熱による歪矯正および機械加工による修正作業を必要とし、更に鋼 板製のリブプレートを溶接すると、溶接歪が増加して修正作業が煩雑になる等の 欠点がある。また柱脚部の加工工数が大であると共に、アンカーボルトをコンク リート基礎中に隠蔽することが困難であるという欠点も併存している。

【０００４】 上記の欠点を解決するために、鋳造若しくは鍛造によって製作した柱脚金物が 提案され、溶接作業の省力化、使用鋼材量の低減および底板の湾曲現象の防止の 効果を挙げている（例えば特公昭５１−４７９６３号、同５６−３０４２５号公 報）。図１３は上記のような柱脚金物を使用して鉄骨柱をコンクリート基礎上に 建設する状態を示す要部縦断面図である。

【０００５】 同図において、まず鉄骨柱１の下端部に例えば平面外形輪郭を四角形若しくは 長方形に形成した柱脚金物２を、その上面に設けた突出部２１を介して溶接接合 する。次に予め打設したコンクリート基礎３上に部分モルタル４を介して載置す る。この場合コンクリート基礎３には予めアンカーボルト５を突設してあるので 、柱脚金物２を構成する底板部２２に設けたボルト穴２３により位置決めを行う 。上記位置決め後、例えば型枠６を配設して柱脚金物２の底板部２２とコンクリ ート基礎３との間にモルタル７を充填するのである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来の柱脚金物は、突出部２１の上端面の平面への投影形状に関係なく底 板部２２の外形輪郭形状がすべて四角形若しくは長方形に形成されており、かつ またアンカーボルト５は底板部２２の角隅部に４本配設されているのが通常であ る。一方意匠的な観点および鉄骨柱１の軸線と直交する平面内の何れの方向にお ける性能も同一にする趣旨から、横断面外形輪郭が円形である丸柱を採用する使 用態様においては、柱脚部の設計が極めて煩雑になるという問題点がある。すな わちこの場合丸柱である鉄骨柱１は軸線と直交する平面内の何れの方向において も性能が同一であるのに拘わらず、柱脚金物２においては上記と同一には論じ得 ないことによる。

【０００７】 図１４は丸柱を使用した建物の例を示す一部断面平面図である。図１４におい て２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは夫々同一形状寸法からなる柱脚金物であり、夫々同 一寸法の丸柱からなる鉄骨柱１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを溶接により固着し、隣接 する鉄骨柱間にはり８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを接合してある。なおはり８ａ，８ ｂのなす角θは鋭角（θ＜９０°）に形成してある。Ｘ，Ｙは説明のために定め た直交座標軸である。このような建物の場合において、鉄骨柱１ｃ，１ｄは構成 および配置が同一であり、かつ直交するＸ軸とＹ軸方向の外力のみを勘案するの みであるため、柱脚部の性能の算出は容易である。

【０００８】 しかしながらＸ軸とθなる角度を有するＹ′軸方向のはり８ａを接合してなる 鉄骨柱１ａ，１ｂにおけるＹ′軸方向の構造計算は極めて煩雑になる。すなわち 鉄骨柱１ａ，１ｂは外力の加わる方向に関係なく性能が同一であるので問題はな いが、柱脚金物２ａ，２ｂを含む柱脚部におけるＹ′軸方向の性能（主として曲 げ耐力）を算定する場合には、建物によってθが異なるため、構造計算その他を 特別に実行しなければならず、設計工数および時間の増大を招来するという問題 点がある。

【０００９】 次に図１５は従来の柱脚金物を使用した建物の柱脚部の例を示す一部断面平面 図であり、同一部分は前記図１３と同一の参照符号で示す。図１５において鉄骨 柱１は中空角筒状の角柱によって形成すると共に、アンカーボルト５を８個配設 したものである。

【００１０】 このようにアンカーボルト５を６個若しくはそれ以上配設する場合において、 鉄骨柱１の横断面外形輪郭および柱脚金物２の平面への投影輪郭が四角形である ときは、アンカーボルト５の配設位置は、ナット５ａが鉄骨柱１の側面と干渉し ないようにするため、まずＢ寸法から決定することとなる。従って角隅部２４に おけるアンカーボルト５の配設位置におけるＡ寸法は当然にＡ＞Ｂとなる。この ため柱脚金物２の角隅部２４は更に外方に突出し、柱脚金物２の外形寸法Ｄが増 大する。

【００１１】 この場合対角寸法は√２Ｄに更に大寸法となり、隣接地境界Ｅが切迫している 場合には作業空間が狭隘となるのみでなく、コンクリート基礎（図示せず）の打 設寸法を制約することとなる。なお上記柱脚金物２の外形寸法を小に形成するこ とは、前記Ａ，Ｂ寸法を充分に確保することができず、柱脚金物２の性能を大幅 に低下させることとなるため実現不可能であり、僅かに角隅部２４に若干の丸味 を設けるのみに留まり、柱脚金物２の寸法および重量低減には至らず、建築現場 における作業性を悪化させるという問題点がある。

【００１２】 本考案は上記従来技術に存在する問題点を解決し、設計工数の低減と共に、軽 量かつ作業性を大幅に向上させ得る柱脚金物を提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、まず第１の考案においては、鉄骨柱の下端部と固 着しアンカーボルトを介してコンクリート基礎との接合に使用する柱脚金物にお いて、底板部上に鉄骨柱の下端面の内外形輪郭線によって囲まれた領域と接触し この領域以外の領域が凹部となるように上端面の内外形輪郭を形成した突出部を 一体に設け、底板部外形輪郭を鉄骨柱の軸線と同軸の円形に形成し、アンカーボ ルト挿通用のボルト穴を鉄骨柱の軸線と同軸かつ底板部外形輪郭寸法より小なる 直径の同心円上に等間隔で６個以上配設する、という技術的手段を採用した。

【００１４】 次に第２の考案においては、鉄骨柱の下端部と固着しアンカーボルトを介して コンクリート基礎との接合に使用する柱脚金物において、底板部上に鉄骨柱の下 端面の内外形輪郭線によって囲まれた領域と接触しこの領域以外の領域が凹部と なるように上端面の内外形輪郭を形成した突出部を一体に設け、底板部外形輪郭 の一部若しくは全部を、鉄骨柱の軸線と同軸の包絡円に内接しかつ隣接するアン カーボルト挿通用のボルト穴間に変曲点を２個有する凹凸曲線によって形成し、 アンカーボルト挿通用のボルト穴を鉄骨柱の軸線と同軸かつ底板部外形輪郭寸法 より小なる直径の同心円上に等間隔で６個以上配設する、という技術的手段を採 用した。

【００１５】 上記両考案において、突出部と底板部との境界部における横断面外形輪郭寸法 を上方から下方に向かって漸増するように形成することができる。 また上記の考案において、突出部の上端面の平面への投影形状を円形、四角形 、Ｈ形、十字形、Ｔ形の何れかに形成することができる。

【００１６】 上記の構成により、鉄骨柱の軸線と直交する平面内における柱脚金物の性能を 、何れの方向においても同一若しくは極めて近似したものとすることができる。

【００１７】

【実施例】

図１および図２は各々本考案の第１実施例を示す平面図および縦断面図であり 、同一部分は前記図１３および図１５と同一の参照符号で示す。図１および図２ において、突出部２１と底板部２２とは、例えば鉄鋼材料により鋳造手段および ／または鍛造手段を介して、外形輪郭を同軸の円形にかつ一体に形成する。

【００１８】 突出部２１の上端面は固着すべき鉄骨柱（図示省略したが、この場合は横断面 中空円筒状に形成した丸柱）の下端面の内外形輪郭によって囲まれた領域と接触 するような輪郭に形成すると共に、底板部２２の上端面を平坦に形成し、台座部 とする。２１ａは開先である。次にボルト穴２３は突出部２１および底板部２２ の軸線と同軸かつ底板部２２の外形輪郭寸法より小なる同心円（図示省略）上に 等間隔に８個設ける。２５は凹部であり、突出部２１内に上方を開口するように 設ける。

【００１９】 上記の構成により、鉄骨柱と固着した場合における柱脚部の性能は、鉄骨柱の 軸線と直交する平面内においては何れの方向においても曲げ耐力を初めとして、 何れも同一若しくは極めて近似したものとすることができる。またボルト穴２３ は何れも同心円上に等間隔に配設されると共に、底板部２２の外形輪郭が円形で あるため、前記図１５におけるものと比較して最大外形寸法を小にすることがで き、隣接地境界Ｅが切迫している場合においても作業空間を確保することができ る。従ってコンクリート基礎の打設には全く支障がなく、建築現場における作業 性を向上させ得るのである。

【００２０】 図３および図４は各々本考案の第２実施例を示す平面図および縦断面図であり 、同一部分は前記図１および図２と同一の参照符号で示す（以後の実施例におい ても同じ）。図３および図４において２６は境界部であり、突出部２１と底板部 ２２との境界を形成する。そしてこの境界部２６の横断面外形輪郭寸法を、上方 から下方に向かって漸増するように形成する。

【００２１】 上記のように形成することにより、曲げモーメントが比較的大である境界部２ ６の強度を大にすることができると共に、底板部２２の厚さ寸法を低減し、柱脚 金物全体の重量を低減させ得る。その他の作用は前記第１実施例と同様である。

【００２２】 図５は本考案の第３実施例を示す平面図、図６は図５におけるＦＯＦ線断面図 である。図５および図６において、底板部２２の平面への投影外形輪郭は８個の 凹凸円弧の連続曲線によって形成すると共に、最大外周部を突出部２１および底 板部２２の軸線と同軸の包絡円に内接するように設ける。なお前記凹凸円弧の変 曲点は隣接するボルト穴２３，２３間に設け、かつこれらの変曲点が前記包絡円 と同軸の円周上に存在するように形成することが好ましい。

【００２３】 上記の構成により、ボルト穴２３近傍の台座部以外の底板部２２の外周（この 部分に作用する応力は小さい）には８個の凹部２２ａが形成され、柱脚金物全体 の重量を軽減させることができる。なおその他の作用は前記第１および第２実施 例と同様である。

【００２４】 図７は本考案の第４実施例を示す平面図、図８は図７におけるＧＯＧ線断面図 である。図７および図８において、底板部２２の上端部は前記図５および図６に 示す第３実施例と同様に、その平面への投影外形輪郭を８個の凹凸円弧の連続曲 線によって形成する。一方底板部２２の底面近傍は、上記連続曲線の最大外周部 を含む包絡円と同一直径の円板状に形成する。そして隣接するボルト穴２３，２ ３間に形成される凹部２２ａの下部は円錐面、曲面若しくは平面からなる傾斜部 ２２ｂとする。

【００２５】 上記の構成により、前記第３実施例と同様の作用を期待できる。なお前記第３ 実施例においては、底板部２２の外周に凹部２２ａを設けた構成であるため、軸 線と直交する平面内のすべての方向における性能が厳密には同一とはならないが 、本実施例においては底板部２２の底面近傍を円板状に形成してあるため、上記 性能の同一性をより向上させ得る。

【００２６】 図９および図１０は各々本考案の第５実施例を示す平面図および縦断面図であ る。本実施例においては、突出部２１の上端面を、中空角筒状に形成した角柱に 対応させて形成したものであり、その他の構成は前記図１および図２に示す第１ 実施例と同一である。

【００２７】 図１１は本考案の第６実施例を示す平面図、図１２は図１１におけるＨ方向矢 視図である。本実施例に示すものはＨ形鋼からなる鉄骨柱と接合する場合の例で あり、突出部２１の上端面形状をＨ形に構成した以外は、前記第１および第５実 施例と同一である。なお突出部２１の上端部には溶接用の開先を設けてもよい。

【００２８】 上記の実施例においては丸柱、角柱およびＨ形鋼からなる鉄骨柱の場合の例に ついて記述したが、上記以外に横断面形状が十字形、Ｔ形のような鉄骨柱の場合 にも当然に適用可能であり、突出部の上端面の平面への投影形状を接合すべき鉄 骨柱の下端面外形輪郭と対応させて形成すればよい。

【００２９】 また上記の実施例においては一貫してボルト穴が８個である例を示したが、ボ ルト穴の数は６個以上あればよい。すなわち任意方向の地震力によって柱脚に曲 げモーメントが作用したとき、ボルトが４本の場合はボルト間隔が大であるため 、曲げ耐力は地震力の方向によって大きく変動する。更にボルトが５本の場合は ボルト間隔は小になるが、ボルト配置が鉄骨柱の軸線を含む平面に対して非対称 となるため、往方向と復方向とで地震力に対する曲げ耐力が大きく変動する。従 ってボルト穴の数は６個以上必要である。

【００３０】 更に突出部と底板部とは、柱脚金物に要求される性能を勘案して形状を適宜選 定可能であるから、上記実施例に示す組み合わせには限定されないことは勿論で ある。また突出部の外形輪郭内に形成される凹部の底面の底板部下面からの高さ は、上記殆どの実施例においては突出部の外側部分の底板部上面と同一に形成し た例を示したが、例えば柱脚金物の重量軽減のために、図８に示す第４実施例の ように形成することができる。なお第３実施例および第４実施例においては、底 板部の外周を凹凸円弧の連続曲線によって形成した例を示したが、円弧以外の他 の曲線若しくは曲線と直線の組み合わせによって形成してもよい。

【００３１】

【考案の効果】 本考案は以上記述のような構成および作用であるから、下記の効果を奏し得る 。 （１）鉄骨柱の軸線と直交する平面内の何れの方向においても性能を同一に若し くは極めて近似させ得るため、柱脚部の設計が極めて容易となり、設計工数およ び時間を大幅に低減することができる。 （２）鉄骨柱の軸線からの柱脚金物の外形寸法が同一であるため、最大外形寸法 を小にすることができ、特に隣接地境界が切迫している場合においても作業空間 を比較的広く確保することができる。 （３）ボルト穴周辺の台座部以外の底板部外形を小にすることができるため、重 量を低減させることができ、軽量化が可能であると共に、建築現場における作業 性を大幅に向上させ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例を示す平面図である。

【図２】本考案の第１実施例を示す縦断面図である。

【図３】本考案の第２実施例を示す平面図である。

【図４】本考案の第２実施例を示す縦断面図である。

【図５】本考案の第３実施例を示す平面図である。

【図６】図５におけるＦＯＦ線断面図である。

【図７】本考案の第４実施例を示す平面図である。

【図８】図７におけるＧＯＧ線断面図である。

【図９】本考案の第５実施例を示す平面図である。

【図１０】本考案の第５実施例を示す縦断面図である。

【図１１】本考案の第６実施例を示す平面図である。

【図１２】図１１におけるＨ方向矢視図である。

【図１３】従来の柱脚金物を使用した柱脚構造の例を示
す要部縦断面図である。

【図１４】丸柱を使用した建物の例を示す一部断面平面
図である。

【図１５】従来の柱脚金物を使用した建物の柱脚部の例
を示す一部断面平面図である。

【符号の説明】

２１ 突出部 ２２ 底板部 ２３ ボルト穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 山本 勇 福岡県北九州市若松区北浜一丁目９番１号 日立金属株式会社若松工場内 (72)考案者 佐藤 邦昭 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)考案者 中村 嘉弘 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)考案者 富田 昭夫 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)考案者 前田 祥三 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)考案者 山田 俊一 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)考案者 佐伯 俊夫 東京都調布市飛田給二丁目19番１号 鹿島 建設株式会社技術研究所内

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄骨柱の下端部と固着しアンカーボルト
   を介してコンクリート基礎との接合に使用する柱脚金物
   において、底板部上に鉄骨柱の下端面の内外形輪郭線に
   よって囲まれた領域と接触しこの領域以外の領域が凹部
   となるように上端面の内外形輪郭を形成した突出部を一
   体に設け、底板部外形輪郭を鉄骨柱の軸線と同軸の円形
   に形成し、アンカーボルト挿通用のボルト穴を鉄骨柱の
   軸線と同軸かつ底板部外形輪郭寸法より小なる直径の同
   心円上に等間隔で６個以上配設したことを特徴とする柱
   脚金物。
2. 【請求項２】 鉄骨柱の下端部と固着しアンカーボルト
   を介してコンクリート基礎との接合に使用する柱脚金物
   において、底板部上に鉄骨柱の下端面の内外形輪郭線に
   よって囲まれた領域と接触しこの領域以外の領域が凹部
   となるように上端面の内外形輪郭を形成した突出部を一
   体に設け、底板部外形輪郭の一部若しくは全部を、鉄骨
   柱の軸線と同軸の包絡円に内接しかつ隣接するアンカー
   ボルト挿通用のボルト穴間に変曲点を２個有する凹凸曲
   線によって形成し、アンカーボルト挿通用のボルト穴を
   鉄骨柱の軸線と同軸かつ底板部外形輪郭寸法より小なる
   直径の同心円上に等間隔で６個以上配設したことを特徴
   とする柱脚金物。
3. 【請求項３】 突出部と底板部との境界部における横断
   面外形輪郭寸法を上方から下方に向かって漸増するよう
   に形成したことを特徴とする請求項１若しくは２記載の
   柱脚金物。
4. 【請求項４】 突出部の上端面の平面への投影形状を円
   形、四角形、Ｈ形、十字形、Ｔ形の何れかに形成したこ
   とを特徴とする請求項１ないし３何れかに記載の柱脚金
   物。