JPH1025743A

JPH1025743A - 鉄骨柱脚の定着構造

Info

Publication number: JPH1025743A
Application number: JP18019196A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kitano; 隆司北野; Shigeru Hirakawa; 茂平川; Hidenori Tanaka; 秀宣田中; Kazuyuki Noguchi; 和之野口; Kuniaki Sato; 邦昭佐藤
Original assignee: Kajima Corp; Hitachi Metals Ltd; Hitachi Kizai Inc
Current assignee: Kajima Corp; Hitachi Kizai Inc; Proterial Ltd
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1996-07-10
Publication date: 1998-01-27

Abstract

(57)【要約】【課題】アンカーボルトの埋込み深さが小さく、鉄骨
柱脚の固定度および基礎立上りの設計を改善し、容易に
施工できる鉄骨柱脚の定着構造を提供する。【解決手段】鉄骨柱の下端部に柱脚金物を一体に接合
してなる鉄骨柱脚を、基礎コンクリート中に埋設され垂
直面への投影形状がＵ字形に形成されたアンカーボルト
とこのアンカーボルトの上端部に螺合されるナットとを
介して基礎コンクリート上に定着する鉄骨柱脚の定着構
造において、アンカーボルトを降伏点の応力４ｔ／cm²
以上の異形棒鋼によって形成すると共に、アンカーボル
トの基礎コンクリート中への埋込み深さを（１０〜１
８）Ｄmm（Ｄは異形棒鋼の呼び名）とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物を構成する
鉄骨柱脚を基礎コンクリート上に定着する鉄骨柱脚の定
着構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の鉄骨柱脚の定着構造の例を
示す要部縦断面図である。図４において、１は支柱であ
り、割栗２上に設けられた捨てコンクリート３上に適宜
の間隔で立設されており、この支柱１の上端部に支持部
材４が水平に固着されている。次に５はアンカーボルト
であり、棒鋼により形成され、上下端部におねじ（図示
せず）が設けられている。

【０００３】上記アンカーボルト５はナット６および定
着板７を係合させて、支持部材４に位置決め固着され、
中空筒状のスリーブ８を嵌挿した状態で基礎コンクリー
ト９が打設される。基礎コンクリート９が養生固化した
後、中心部モルタル１０を介して、柱脚金物１１を鉄骨
柱１２の下端部に接合してなる鉄骨柱脚１３を載置し、
位置決めした後、柱脚金物１１と基礎コンクリート９と
の間に無収縮モルタル１４を充填する。

【０００４】そしてアンカーボルト５の上端部に座金１
５およびナット１６を装着し、ナット１６の締付により
鉄骨柱脚１３を基礎コンクリート９上に定着するのであ
る。なお基礎コンクリート９中には、補強用の鉄筋が設
けられるのが通常であるが、図４においては図示を省略
してある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５は従来の鉄骨柱脚
の定着構造に作用する外力の状態を示す説明図であり、
同一部分は前記図４と同一の参照符号で示す。図５にお
いて、鉄骨柱脚１３に曲げモーメントＭＨが作用する
と、一方のアンカーボルト５には引張力ＱＦが作用す
る。すなわちアンカーボルト５にはスリーブ８が嵌挿さ
れているため、基礎コンクリート９とは非拘束状態であ
り、前記引張力ＱＦは定着板７を引き剥がすように作用
する。

【０００６】上記の引張力ＱＦは、結果として基礎コン
クリート９を破線で示すようにコーン状の破壊を起こす
ように作用するから、これに対抗するためにアンカーボ
ルト５の埋込み深さＨを大にする必要があり、アンカー
ボルト５の軸部の直径をｄとした場合に、Ｈ≧２０ｄと
するのが通常である。この場合、基礎コンクリート９の
強度が低い程上記埋込み深さＨは更に大となり、アンカ
ーボルト５の長さもまた大となる。

【０００７】このためアンカーボルト５の伸びが大とな
り、鉄骨柱脚１３の固定度が低下するという問題点があ
る。なおアンカーボルト５の伸びを抑制するために、ス
リーブ８を省略してアンカーボルト５の基礎コンクリー
ト９に対する付着力を増強しようとしても、アンカーボ
ルト５は通常丸鋼によって形成され、表面が平滑である
ため、付着力が不安定である。また両者の付着がアンカ
ーボルト５の上端部から経時的に破壊されて下方に進行
するため、設計時において上記付着力を設定することが
困難である。このためアンカーボルト５をスリーブ８に
より、基礎コンクリート９と不拘束状態にせざるを得な
いのであり、前記のような問題点を包含するのである。

【０００８】上記問題点の他にも、基礎コンクリート９
の立上り部の寸法が大となるため、この部分に配設すべ
き補強筋の数が必然的に多くなり、設計のみならず、基
礎コンクリート９の製作が煩雑となるのみならず、アン
カーボルト５および定着板７の位置決め固定作業もまた
煩雑であり、製作コストが嵩むと共に工期が長くなる等
の問題点がある。

【０００９】上記のような問題点を解決するために、ね
じ節鉄筋によって形成したＵ字形のアンカーボルトを使
用した鉄骨柱脚の定着構造が提案されている（例えば特
開平７−１９７６００号公報参照）。この提案によれば
Ｕ字形のアンカーボルトは直立部における基礎コンクリ
ートとの付着力と、折り曲げ部の基礎コンクリートの抵
抗力とによって鉄骨柱脚を定着させることができ、従来
のものよりアンカーボルトの埋込み深さを小さくするこ
とができ、鉄骨柱脚の固定度および基礎立上り部の設計
が改善されると共に、定着部の施工も簡素化される等の
効果があるとされている。

【００１０】しかしながら、上記提案の鉄骨柱脚の定着
構造においても、未だ技術が確立されていなく、現場作
業への適用について具体的かつ定量的な技術事項につい
ての指針が必ずしも明確でないという若干の問題点があ
る。

【００１１】本発明は、上記問題点を解決し、具体的か
つ定量的技術事項を明確化し、現場作業への適用を容易
としたより高性能の鉄骨柱脚の定着構造を提供すること
を課題とする。

【００１２】

【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、本発明においては、鉄骨柱の下端部に柱脚金物を
一体に接合してなる鉄骨柱脚を、基礎コンクリート中に
埋設され垂直面への投影形状がＵ字形に形成されたアン
カーボルトとこのアンカーボルトの上端部に螺合される
ナットとを介して基礎コンクリート上に定着する鉄骨柱
脚の定着構造において、アンカーボルトを降伏点の応力
４ｔ／cm²以上の異形棒鋼によって形成すると共に、ア
ンカーボルトの基礎コンクリート中への埋込み深さを
（１０〜１８）Ｄmm（Ｄは異形棒鋼の呼び名）とする、
という技術的手段を採用した。

【００１３】本発明において、異形棒鋼の降伏点の応力
が４ｔ／cm²未満であると、アンカーボルトの耐力が不
足して呼び名の大なるものを使用する必要があり、Ｕ字
形への整形作業が煩雑になるため好ましくない。

【００１４】またアンカーボルトの基礎コンクリート中
への埋込み深さ、すなわち柱脚金物の底面からアンカー
ボルトの底部までの寸法が１０Ｄmm未満であると、アン
カーボルトと基礎コンクリートとの付着力が不足し、ア
ンカーボルトの定着耐力が不足するため好ましくない。
一方上記埋込み深さが１８Ｄmmを超えると、従来の直立
形式のアンカーボルトと同様に、基礎コンクリートの立
上り部の寸法が大となり、配設すべき鉄筋の数が多くな
り、設計および製作が煩雑となるため不都合である。

【００１５】次に本発明におけるアンカーボルトを形成
する異形棒鋼としては、ねじ節、竹節およびたすき節と
称される鉄筋が使用可能である。このうちねじ節鉄筋を
使用することが、その上端部に直接的にナットを螺合締
結させ得ることから好ましい。

【００１６】更に上記の発明において、アンカーボルト
の底部を平面への投影状態で交差させることが好まし
い。このように形成することにより、鉄骨柱脚に曲げモ
ーメントが作用した場合において、Ｕ字形のアンカーボ
ルトの一方の直立部のみに引張力が作用するようにする
ことができ、他方の直立部には圧縮力を作用させること
により、アンカーボルトを安定化させることができる。

【００１７】また更に、上記の発明において、アンカー
ボルトの直立部の近傍に割裂防止用の補強筋を配設する
ことができる。このように形成することにより、アンカ
ーボルトの直立部の近傍の基礎コンクリートを補強し得
るため、割裂を防止し、アンカーボルトと基礎コンクリ
ートとの間の付着力を確保し得るのであり、前記埋込み
深さの低減にも寄与し得るのである。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１および図２は各々本発明の実
施の形態を示す要部縦断面図および一部横断面要部平面
図であり、同一部分は前記図４と同一の参照符号で示
す。図１および図２において、１７はアンカーボルトで
あり、例えばＳＤ４９０異形棒鋼（ねじ節鉄筋）によ
り、垂直面への投影形状をＵ字形に形成され、基礎コン
クリート９内に埋設される。なお埋込み深さＨは、例え
ば１６Ｄmm（Ｄは異形棒鋼の呼び名）とする。

【００１９】次に柱脚金物１１は、例えば平面への投影
輪郭形状を正方形状に形成され、例えば角鋼管からなる
鉄骨柱１２の下端部と溶接により一体に接合され、鉄骨
柱脚１３を形成する。なお柱脚金物１１は鋳鋼若しくは
鍛鋼によって形成することが好ましいが、厚鋼板によっ
て形成してもよい。

【００２０】上記柱脚金物１１の例えば角隅部には夫々
ボルト穴（図示せず）が設けられ、これらのボルト穴に
アンカーボルト１７の上端部を挿通させて、座金１５お
よびナット１６を介して柱脚金物１１を締結固定する。
この場合、アンカーボルト１７は、図２に示すようにそ
れらの底部が平面への投影状態において交差するように
配設することが好ましい。なお１８は基礎ばり主筋、１
９は基礎立上り主筋、２０は補強用帯筋であり、夫々従
来のものと同様に配設され、基礎コンクリート９を補強
するためのものである。

【００２１】上記の構成により、鉄骨柱脚１３に例えば
図１に示すように曲げモーメントＭＨが作用した場合に
は、Ｕ字形に形成されたアンカーボルト１７の左側に引
張力ＱＦが作用する。この場合、アンカーボルト１７が
ねじ節鉄筋によってＵ字形に形成されているため、その
直立部における付着力と、底部の折り曲げ部における基
礎コンクリート９の抵抗力とによって引張力ＱＦに対抗
し、鉄骨柱脚１３を定着させ得るのである。

【００２２】従って図４および図５に示す従来のものに
おける埋込み深さＨが２０Ｄmm以上を要したものに対
し、本発明のものにおいては、図１に示す埋込み深さＨ
を例えば１６Ｄmmとすることができ、基礎コンクリート
９の立上り部を大幅に低減させ得るのである。

【００２３】また本発明のものにおいては、鉄骨柱脚１
３の回転剛性をも大幅に向上させ得る。すなわち、図５
に示す従来のものにおいては、アンカーボルト５がスリ
ーブ８によって基礎コンクリート９とは略全長に亘って
非拘束状態に形成されているため、引張力ＱＦの作用に
よる伸び量が大である。これに対して本発明のものにお
いては、アンカーボルト１７が基礎コンクリート９によ
って略完全に拘束状態に形成されているため、例えば基
礎コンクリート９の上端面近傍において付着剥離が発生
しても、その領域が僅かであるため、引張力ＱＦの作用
による伸び量が小なる値に留まるのである。

【００２４】図３は図１におけるアンカーボルト１７の
上端部近傍を示す要部縦断面拡大図であり、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。図３にお
いて２１はボルト穴であり、Ｕ字形に形成されたアンカ
ーボルト１７が成形後において軸線と直角方向に経時変
形を起こすことを勘案して、通常の場合のものより内径
を若干大に形成するか、若しくはアンカーボルト１７の
軸線を含む平面に沿う長穴状に形成することが好まし
い。

【００２５】図３に示すように基礎コンクリート９を打
設し、および無収縮モルタル１４を充填した場合には、
アンカーボルト１７の外周部に形成されているねじ節に
より、アンカーボルト１７は軸線方向に拘束状態とな
り、基礎コンクリート９および無収縮モルタル１４との
間に大なる付着力を具有することとなる。

【００２６】なお柱脚金物１１にグラウト注入孔（図示
せず）を介して、アンカーボルト１７とボルト穴２１と
の隙間にグラウトを注入充填することにより、アンカー
ボルト１７と柱脚金物１１とを一体化することができ、
柱脚金物１１に作用する水平方向の荷重ＱＨに対抗させ
ることができ、鉄骨柱脚１３（図１および図２参照）の
固定度を更に向上させ得るのである。

【００２７】次に図１において、アンカーボルト１７に
作用する引張力ＱＦが増大すると、アンカーボルト１７
を拘束している基礎コンクリート９の一部が割裂し、付
着力が低減し若しくは喪失する現象が起こる。この現象
は基礎コンクリート９の上端面から次第に下方に移行す
るのであるが、上記割裂現象が発生すると、鉄骨柱脚１
３の固定度および回転剛性を著しく低下させるため好ま
しくない。このような現象を防止するためには、アンカ
ーボルト１７の直立部の近傍に、補強リング筋またはス
パイラル筋を配設し、基礎コンクリート９の補強を行な
うとよい。これによりアンカーボルト１７の付着力を確
保することができ、埋込み深さＨを更に減少させること
ができる。

【００２８】上記の発明の実施の形態においては、アン
カーボルト１７をねじ節鉄筋によって形成した例につい
て記述したが、これ以外に異形棒鋼として竹節鉄筋また
はたすき節鉄筋を使用することができる。但しこれらの
異形棒鋼を使用する場合には、Ｕ字形の開放端におねじ
部材を例えば摩擦圧接等の接合手段によって一体に接合
し、ナットとの螺合が可能のように形成する。

【００２９】また本発明は、鉄骨柱として角鋼管のみな
らず、丸鋼管、多角鋼管、Ｈ形鋼を使用するものにも適
用可能であり、更にＵ字形アンカーボルトを３対以上の
複数対使用するものにも当然適用可能である。

【００３０】

【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、下記の効果を奏し得る。

【００３１】(1) Ｕ字形アンカーボルト使用のものにお
いて、具体的かつ定量的技術事項が確立され、より高性
能の鉄骨柱脚の定着構造が得られる。 (2) 従来の直立型アンカーボルトを使用するものと比較
して、埋込み深さを大幅に低減させ得ると共に、耐力を
1.５倍以上に向上させ得る。

【００３２】(3) アンカーボルトの水平方向配設ピッチ
を低減させることができ、柱脚金物の占有面積を低減さ
せ得る。 (4) 鉄骨柱脚の固定度および基礎立上り部の設計を改善
し得ると共に、定着部の施工が大幅に改善され得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す要部縦断面図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態を示す一部横断面要部平面
図である。

【図３】図１におけるアンカーボルト１７の上端部近傍
を示す要部縦断面拡大図である。

【図４】従来の鉄骨柱脚の定着構造の例を示す要部縦断
面図である。

【図５】従来の鉄骨柱脚の定着構造に作用する外力の状
態を示す説明図である。

【符号の説明】

１１柱脚金物１２鉄骨柱１７アンカーボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平川茂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)発明者田中秀宣東京都江東区東陽二丁目４番２号日立機材株式会社内 (72)発明者野口和之東京都江東区東陽二丁目４番２号日立機材株式会社内 (72)発明者佐藤邦昭神奈川県平塚市八重咲町24−21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄骨柱の下端部に柱脚金物を一体に接合
してなる鉄骨柱脚を、基礎コンクリート中に埋設され垂
直面への投影形状がＵ字形に形成されたアンカーボルト
とこのアンカーボルトの上端部に螺合されるナットとを
介して基礎コンクリート上に定着する鉄骨柱脚の定着構
造において、アンカーボルトを降伏点の応力４ｔ／cm²以上の異形棒
鋼によって形成すると共に、アンカーボルトの基礎コン
クリート中への埋込み深さを（１０〜１８）Ｄmm（Ｄは
異形棒鋼の呼び名）としたことを特徴とする鉄骨柱脚の
定着構造。
【請求項２】異形棒鋼をねじ節鉄筋としたことを特徴
とする請求項１記載の鉄骨柱脚の定着構造。
【請求項３】アンカーボルトの底部を平面への投影状
態で交差させたことを特徴とする請求項１若しくは２記
載の鉄骨柱脚の定着構造。
【請求項４】アンカーボルトの直立部の近傍に割裂防
止用の補強筋を配設したことを特徴とする請求項１ない
し３何れかに記載の鉄骨柱脚の定着構造。