JPH09165754A - 鉄骨柱脚等の固定構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可能な限りアンカーボルトには鉛直力（引抜
力）のみが作用するようにし、アンカーボルトの設計を
正確にかつ容易にできる鉄骨柱脚等の固定構造を提供す
る。 【解決手段】 鉄骨柱脚１の下端に一体的に固定された
ベースプレート１ａの中央部下端に突設したシアキー１
ｄをコンクリート基礎体Ａに埋設すると共に、ベースプ
レート１ａの貫通孔１ｅを貫通するアンカーボルト２の
下部をコンクリート基礎体Ａ中に埋設することにより固
定する構造で、アンカーボルト２の上部でベースプレー
ト１ａより下方の所定範囲において、コンクリート基礎
体Ａ内のアンカーボルト２周囲に空間部Ｓを形成してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鉄骨柱脚や鉄筋
コンクリート製柱脚あるいは鉄製据付台など（以下、鉄
骨柱脚等という）の被固定物をアンカーボルト等を用い
てコンクリート基礎体に固定するための構造に関し、詳
しくは、コンクリート基礎体内に埋設されるシアキーが
下端に突設されている鉄骨柱脚等の固定構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の鉄骨柱脚を固定するための構造
として、例えば特開平４−２８９３４９号公報に記載の
発明がある。この発明にかかる構造は、鉄骨柱脚を、そ
のフランジとコンクリート基礎体に定着されたアンカー
ボルトとによって接続し、鉄骨柱脚のフランジに沿って
シアキーが突設された接続金物を介してコンクリート基
礎体に接合するもので、特にシアキーによって剪断力を
支圧力としてコンクリート基礎体へ伝達するものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した公報に記載の
構造によると、剪断力をシアキーが負担するからアンカ
ーボルトによる剪断力の負担は軽減される。しかし、接
合金物から水平に延設された定着部を貫通させて、アン
カーボルトの頭部を上方に突出させ、その頭部（螺合
部）にナットを螺合して締め付けており、またアンカー
ボルトは頭部を除きコンクリート基礎体内に埋設されて
いる。このため、鉄骨柱脚の剪断力の一部がアンカーボ
ルトの頭部付近に作用する。

【０００４】上記のようにシアキーを備えた鉄骨柱脚で
は、コンクリート基礎体に対するアンカーボルト等の固
定手段を設計する場合に、剪断力はシアキーが、鉛直力
（引抜力）はアンカーボルトがそれぞれ別個に負担する
ものとして、設計を行うのが一般的である。ところが実
際には、上記したようにアンカーボルトにも剪断力が作
用しているから、剪断力を考慮してアンカーボルトの強
度を設計上で求められる数値よりも大きくする必要があ
り、鉛直力のみをアンカーボルトに負担させることを前
提とした厳密な設計ができない。

【０００５】この発明は上述の点に鑑みなされたもの
で、可能な限りアンカーボルトには鉛直力（引抜力）の
みが作用するようにし、アンカーボルトの設計を正確に
かつ容易にできる鉄骨柱脚等の固定構造を提供すること
を課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めにこの発明の鉄骨柱脚等の固定構造は、鉄骨柱脚等の
被固定物の下端に突設したシアキーを前記コンクリート
基礎体に埋設すると共に、前記コンクリート基礎体に埋
設したアンカーボルトの頭部を前記被固定物の下端に一
体的に固定されたベースプレートに貫通させ、アンカー
ボルト頭部に螺合するナットにより締め付けることによ
り、被固定物をコンクリート基礎体に固定する構造であ
って、前記アンカーボルトの、前記ベースプレートより
下方の所定範囲において、前記コンクリート基礎体内の
アンカーボルト周囲に空間部を形成している。ここで前
記所定範囲とは、被固定物の剪断力がアンカーボルトに
作用しない程度にその上部の湾曲を許容するのに必要な
軸方向の長さをいう。

【０００７】この構成により、上記被固定物の剪断力は
シアキーによってコンクリート基礎体ヘ伝達される。同
時に上記ベースプレートを介して剪断力がアンカーボル
トの頭部にも作用しようとするが、アンカーボルトの上
部の上記空間部の範囲内で頭部近傍が剪断力の方向へ湾
曲するため、アンカーボルトには剪断力はほとんど作用
しない。一方、上記被固定物の鉛直力（引抜方向の力）
は、アンカーボルトを介してコンクリート基礎体に伝達
される。したがって、アンカーボルトを設計する場合に
は、アンカーボルトに負担させようとする引抜力（鉛直
力）だけを考慮して、いいかえれば剪断力は考慮せずに
設計することができる。

【０００８】また、アンカーボルトはその下方部分をあ
らかじめコンクリート基礎体中に埋設した状態で、被固
定物のベースプレートに穿設された貫通孔をアンカーボ
ルト頭部に挿通させてナットにより締め付けるが、ベー
スプレートの貫通孔の位置とアンカーボルト頭部の位置
が多少ずれることがある。このような場合に、アンカー
ボルトの上部に空間部が設けられているので、アンカー
ボルトの上部を所定の方向に湾曲させることにより、ベ
ースプレートの貫通孔の位置にアンカーボルトの頭部の
位置を簡単に合わせることができる。

【０００９】請求項２記載のように、前記アンカーボル
トの上部を上端を開放した円筒体の底板中央孔に挿通
し、該円筒体により前記空間部を形成することができ
る。

【００１０】この構成により、アンカーボルト上部とコ
ンクリート基礎体との間に容易かつ確実に空間部を形成
できる。

【００１１】請求項３記載のように、前記アンカーボル
トの上部をスポンジなどの弾性材料で取り囲み、前記空
間部を形成してもよい。

【００１２】この構成によっても、アンカーボルト上部
とコンクリート基礎体との間に容易かつ確実に空間部を
形成できる。

【００１３】請求項４記載のように、前記アンカーボル
トの頭部側螺合部に螺合するナット下に、２枚のワッシ
ャーを重ね合わせて配置して該ワッシャー間に低摩擦材
を介装すると共に、前記ベースプレートのアンカーボル
ト貫通孔をアンカーボルト外径より大きく形成すること
が望ましい。

【００１４】この構成によれば、アンカーボルトの頭部
に螺合したナットをベースプレート上で締め付けて鉄骨
柱脚等の被固定物をコンクリート基礎体上に固定した状
態においても、被固定物の剪断力はワッシャー間に介装
された低摩擦材によりベースプレートがアンカーボルト
に対し剪断力方向へ円滑に滑動することによって、アン
カーボルトには伝達されないから、アンカーボルトに剪
断力が作用するのが確実に防止される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる鉄骨柱脚
等の固定構造の実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００１６】図１は鉄骨柱脚の下端部の固定構造の一実
施例を示す断面図、図２は図１のII−II線断面図、図３
は図１のアンカーボルトおよび付属部品を拡大して示す
正面図で、一部分を断面で表している。図４は他の実施
例にかかる固定構造のアンカーボルトとその付属部品を
拡大して示す断面図である。

【００１７】図１に示すように、コンクリート基礎面Ｂ
から上方へ突出した枠体状のコンクリート基礎体Ａの頂
面に、建屋の鉄骨柱脚１が固定されている。この鉄骨柱
脚１は、図２に示すように、正方形のベースプレート１
ａを下面に備え、このベースプレート１ａ上に本例では
断面十字形の柱体１ｂが一体に固設され、柱体１ｂの各
先端部に平板部１ｃの幅方向の中心部が直交して溶接さ
れている。また、ベースプレート１ａの中央部下面か
ら、図１のようにシアキー１ｄが下向けに一体に突設さ
れている。このシアキー１ｄは、本例では、一定厚みの
鉄板を上端開放の箱状に溶接により形成し、この箱状の
シアキー１ｄをベースプレート１ａ下面の中央部に溶接
により一体に固着した構造にしている。さらに、ベース
プレート１ａの各隅角部には、後述するアンカーボルト
（本体）２の頭部（基端部ともいう）を挿通するための
貫通孔１ｅが穿設されている。これらの貫通孔１ｅは、
アンカーボルト（本体）２の外径よりもやや大きくして
ある。

【００１８】さて、上記鉄骨柱脚１をコンクリート基礎
体Ａ上に固定するために使用するアンカーボルトが、次
のような特徴ある構造を備えている。すなわち、図３に
示すように、アンカーボルト本体２は、先端部（下端
部）と基端部（上端部）にそれぞれ雄ネジ部２ａ、２ｂ
が刻設され、先端ネジ部２ａにワッシャー３を挿通し、
このワッシャー３を先端ネジ部２ａに螺着したナット４
上に載置している。またアンカーボルト本体２の上部
に、円筒状のパイプ部材５ａの下端開口に中央孔５ｃを
穿設した円形プレート５ｂを溶接により固着してなる円
筒体５を、中央孔５ｃにアンカーボルト本体２を挿通し
て溶接により所定位置に固定している。つまり、図１に
おいて円筒体５の上端がベースプレート１ａの下面に当
接するアンカーボルト本体２の軸方向（長さ方向）位置
に、円筒体５を溶接等により固定している。この位置
は、本例ではアンカーボルト本体２の軸方向の略中間に
なる。また、アンカーボルト本体２の頭部側ネジ部２ｂ
には、２枚のワッシャー６・６と２個のナット７・７と
が配置される。各ワッシャー６・６の相接触する面に
は、低摩擦材料、本例ではテフロン板６ａがそれぞれ貼
着されている。各ワッシャー６・６の孔６ｂは、ベース
プレート１ａの貫通孔１ｅと同様にアンカーボルト本体
２の外径より大きくしてある。

【００１９】次に、上記した構成からなるアンカーボル
ト２を使用して、鉄骨柱脚１をコンクリート基礎体Ａ上
に固定する手順を説明する。

【００２０】図１に示すように、アンカーボルト２は下
端ネジ部２ａにナット４およびワッシャー３を取り付け
た状態で、頭部側を上方へ突出させてコンクリート基礎
体Ａ内にあらかじめ埋設される。４本のアンカーボルト
２の埋設位置は、図２に示すベースプレート１ａの各貫
通孔１ｅの位置に対応させている。またコンクリート基
礎体Ａの上部中央付近には、逆台形状の穴Ｃが設けられ
る。

【００２１】上記の状態で鉄骨柱脚１のベースプレート
１ａの下面が所定のレベルになるように鉄板等からなる
レベル調整材をコンクリート基礎体Ａ上に適宜設置して
載荷面Ｅを形成し、鉄骨柱脚１を建て込む。このとき、
シアキー１ｄは穴Ｃ内のグラウトＤ中に挿入されると共
に、ベースプレート１ａの貫通孔１ｅがアンカーボルト
本体２の頭部に挿通される。この挿通作業は、貫通孔１
ｅをアンカーボルト本体２の外径より大きくしたこと
と、アンカーボルト本体２の頭部側は水平方向に一定の
範囲（パイプ部材５ａとアンカーボルト本体２の空間
部）内で湾曲可能であることから、非常に簡単に行い得
る。この後、穴Ｃを含む載荷面Ｅより下方の空間部にグ
ラウトＤを詰め込み、鉄骨柱脚１を固定する。

【００２２】そして、グラウトＤが完全に固化した状態
で、図１のようにアンカーボルト本体２の頭部側ネジ部
２ｂに、２枚のワッシャー６・６を重ね合わせて挿通し
たのち、２個のナット７・７を順にネジ部２ｂに螺合し
て締め付けることにより、鉄骨柱脚１の固定作業が終了
する。

【００２３】上記のようにして、本実施例にかかる鉄骨
柱脚１の固定構造が構成されるが、この固定構造による
と、例えば台風や地震等により鉄骨柱脚１に水平方向の
力が作用した場合には、ベースプレート１ａの下端のシ
アキー１ｄによりコンクリート基礎体Ａに伝達される。
このとき、アンカーボルト２に対しては、ベースプレー
ト１ａが水平方向力の作用する側に移動しようとすると
きに、下側のワッシャー６がベースプレート１ａと共に
移動するが、上側のワッシャー６はその間にそれぞれ介
装されているテフロン板６ａ・６ａ同士で滑動し、アン
カーボルト本体２の頭部には剪断力が作用しない。また
仮りに、ベースプレート１ａの移動距離が大きく貫通孔
１ｅの口径を超えて移動し、ベースプレート１ａの貫通
孔１ｅの内壁がアンカーボルト本体２の頭部に当接した
ときにも、アンカーボルト本体２の頭部側がパイプ部材
５ａ内の空間部Ｓの範囲内で湾曲することにより、剪断
力がアンカーボルト本体２に作用するのが防止される。
一方、鉄骨柱脚１に上向きの力が作用したり、曲げモー
メントが作用した場合には、ワッシャー６・６を介して
アンカーボルト本体２の頭部に引抜力が作用し、コンク
リート基礎体Ａに伝達される。

【００２４】この結果、アンカーボルト２の設計に際し
ては、剪断力を考慮せず、負担する必要のある引抜力に
基づいて忠実かつ厳密な設計ができる。

【００２５】上記にこの発明の鉄骨柱脚１の固定構造の
一実施例を示したが、下記のように実施することもでき
る。

【００２６】 剛性の円筒体５に代えて、例えば円柱
状のスポンジ体（図示せず）をアンカーボルト本体２の
上部に装着したり、角柱状の軟質ゴム体（図示せず）を
アンカーボルト本体２の上部に装着したりしても、同様
にアンカーボルト２の上部が所定の範囲内で湾曲可能な
空間部Ｓをコンクリート基礎体Ａ中に形成することがで
きる。

【００２７】 テフロン板６ａなどの低摩擦材料は、
２枚のワッシャー６・６の相接触面に設ける代わりに、
図４に示すように、ワッシャー６を１枚だけ使用し、こ
のワッシャー６の下面とベースプレート１ａの上面の貫
通孔１ｅの周囲とに、テフロン板６ａ、１ｆを貼着した
り、低摩擦材料をコーティングしたりしてもよい。な
お、こうした低摩擦材料をワッシャー６等に貼着するな
どして使用しない場合にも、本発明による効果は生じる
が、低摩擦材料を使用する方が効果がより一層高いこと
は言うまでもない。

【００２８】 鉄骨柱脚１は上記の断面十字形のほ
か、例えば断面Ｈ形などその形状は問わず、また固定す
る対象の被固定物は鉄骨柱脚１のほか、鉄製の機械据付
台などについても同様に実施できる。

【００２９】 アンカーボルト２の先端部（下端部）
のワッシャー３は、抜け止めのために設けるものである
から、先端ネジ部２ａに螺合するナット４で取り付ける
代わりに、ワッシャー状の半径方向突出部材をアンカー
ボルト２の先端部に一体に形成してもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上、説明したことから明らかなよう
に、この発明の鉄骨柱脚等の固定構造には、次のような
優れた効果がある。

【００３１】(1) アンカーボルトに可能な限り鉛直力
（引抜力）のみが作用するように構成したので、アンカ
ーボルトを設計する際に、アンカーボルトに負担させよ
うとする引抜力（鉛直力）だけを考慮し、剪断力は考慮
せずに厳密な設計をすることができる。また、アンカー
ボルトはその下方部分をあらかじめコンクリート基礎体
中に埋設した状態で、被固定物のベースプレートに穿設
された貫通孔をアンカーボルト頭部に挿通させるとき
に、ベースプレートの貫通孔の位置とアンカーボルト頭
部の位置が多少ずれている場合にも、アンカーボルトの
上部をその周囲の空間部内で湾曲させることにより、ベ
ースプレートの貫通孔の位置にアンカーボルトの頭部の
位置を簡単に合わせられる。

【００３２】(2) 請求項２記載の構成により、アンカー
ボルト上部とコンクリート基礎体との間に容易かつ確実
に空間部を形成できる。

【００３３】(3) 請求項３記載の構成によっても、アン
カーボルト上部とコンクリート基礎体との間に容易かつ
確実に空間部を形成できる。

【００３４】(4) 請求項４記載の構成によれば、アンカ
ーボルトの頭部に螺合したナットをベースプレート上で
締め付けて鉄骨柱脚等の被固定物をコンクリート基礎体
上に固定した状態においても、被固定物の剪断力はワッ
シャー間に介装された低摩擦材によってベースプレート
がアンカーボルトに対し剪断力方向に滑動することによ
り、アンカーボルトには伝達されないから、アンカーボ
ルトに剪断力が作用するのを一層確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる鉄骨柱脚の下端部の固定構造の
一実施例を示す断面図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】図１のアンカーボルトおよび付属部品を拡大し
て示す正面図で、一部分を断面で表している。

【図４】本発明の他の実施例にかかる固定構造のアンカ
ーボルトと付属部品を拡大して示す断面図である。

【符号の説明】

１ 鉄骨柱脚 １ａベースプレート １ｄシアキー １ｅ貫通孔 １ｆ，６ａテフロン板（低摩擦材料） ２ アンカーボルト（本体） ３，６ ワッシャー ４，７ ナット ５ 円筒体 ５ａパイプ部材 Ａ コンクリート基礎体 Ｄ グラウト Ｓ 空間部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄骨柱脚等の被固定物の下端に突設した
   シアキーを前記コンクリート基礎体に埋設すると共に、
   前記コンクリート基礎体に埋設したアンカーボルトの頭
   部を前記被固定物の下端に一体的に固定されたベースプ
   レートに貫通させ、アンカーボルト頭部に螺合するナッ
   トにより締め付けることにより、被固定物をコンクリー
   ト基礎体に固定する構造であって、 前記アンカーボルトの、前記ベースプレートより下方の
   所定範囲において、前記コンクリート基礎体内のアンカ
   ーボルト周囲に空間部を形成したことを特徴とする鉄骨
   柱脚等の固定構造。
2. 【請求項２】 前記アンカーボルトの上部を上端を開放
   した円筒体の底板中央孔に挿通し、該円筒体により前記
   空間部を形成した請求項１記載の鉄骨柱脚等の固定構
   造。
3. 【請求項３】 前記アンカーボルトの上部をスポンジな
   どの弾性材料で取り囲み、前記空間部を形成した請求項
   １記載の鉄骨柱脚等の固定構造。
4. 【請求項４】 前記アンカーボルトの頭部側螺合部に螺
   合するナット下に、２枚のワッシャーを重ね合わせて配
   置して該ワッシャー間に低摩擦材を介装すると共に、前
   記ベースプレートのアンカーボルト貫通孔をアンカーボ
   ルト外径より大きく形成した請求項１〜３のいずれかに
   記載の鉄骨柱脚等の固定構造。