JPH1025759A

JPH1025759A - レベル調整可能な柱脚

Info

Publication number: JPH1025759A
Application number: JP18467896A
Authority: JP
Inventors: Michinobu Nishitani; 道暢西谷
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 1996-07-15
Publication date: 1998-01-27
Anticipated expiration: 2016-07-15
Also published as: JP3031253B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基礎等に不等沈下が発生しても、大きな作業
空間を要することなく、簡易かつ迅速なレベル調整の可
能な柱脚を提供する。【解決手段】基礎６と柱脚下端のベースプレート４と
の間に積層ゴム等からなる伸縮パッド６を設置する。ベ
ースプレート４と基礎６間をアンカーボルト２で緊結
し、伸縮パッド６に柱脚下端部に作用する荷重以上の圧
縮力を導入しておく。不等沈下が発生し、柱脚のレベル
を調整する場合、柱脚を上方に移動させるためにはアン
カーボルト２の緊張を解除すればよく、伸縮パッド６が
膨張して柱脚を押し上げる。逆に、柱脚を下方に移動さ
せるためには、アンカーボルト２の締付け力を増し、伸
縮パッド６にさらに圧縮力を加えて収縮させることで柱
脚を引き下げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、地盤の不等沈下
または浮上がりなどにより建物に不陸が発生した場合に
おいて不陸の修正を可能としたレベル調整可能な柱脚に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、埋立て地等の軟弱地盤に建物を構
築する場合、基礎の支持は杭による場合が多い。このよ
うな地盤において支持杭を用いる場合、ネガティブフリ
クションを考慮する必要があり、支持層が深いときには
建設費の中で杭工事の占める比率が高くなる。また、杭
で支持される建物の周辺地盤が沈下した場合、建物と周
辺地盤のレベル調整が必要となる。

【０００３】軟弱地盤に建物を構築する場合の別工法と
して、支持杭を用いないで基礎を直接地盤に支持させる
直接基礎工法があり、コスト低減にはなるが地盤の不等
沈下により周辺地盤や建物に不陸が生じやすい。その場
合、建物の基礎梁や底盤などに十分な剛性を持たせて地
盤沈下に対抗させるが、大きな沈下に対しては追随が不
可能であり、その沈下を修正する必要がある。

【０００４】図６はその場合の調整法として、ジャッキ
アップにより鉄骨柱１のベースプレート４の高さを調整
する場合を示したものである。

【０００５】ジャッキアップの事前準備としては、作業
期間中、ジャッキ１６、油圧ポンプ１７、受梁１８など
を設置するため、柱周辺の障害物を一時撤去する必要が
ある。そして、鉄骨柱１を上下方向に案内するため、案
内軸（アンカーボルト２または支柱）を予め基礎６の上
に設け、不等沈下に対してそれを軸にしてジャッキアッ
プを行う（図６(a) 参照）。

【０００６】その際、受梁１８を鉄骨柱１に溶接等によ
って接合した後、基礎６と受梁１８の間にジャッキ１６
を設置し、建物をリフトアップし、ベースプレート４の
下にモルタル１９を充填する。ただし、この方法は受梁
１８の溶接時に火を用いるので、火気厳禁の作業場では
使用することができない。

【０００７】ジャッキアップによる補修後は、ジャッキ
１６、油圧ポンプ１７、受梁１８は全て撤去され、鉄骨
柱１周辺は自由に使用することができる（図６(b) 参
照）。

【０００８】また、モルタル充填をなくして、不等沈下
による不陸の修正をより簡易にかつ迅速に行なえる構造
として、特開平３−２４１８号公報記載のレベル調整可
能な柱脚が提案されている。

【０００９】これは、アンカーボルトに通して基礎中に
埋設固定した筒体に対し、柱の基端部に一体化した架台
を上下動可能に嵌入し、その架台の外端部より立設した
吊りボルトを柱に外嵌した吊り枠を貫通させてナットで
吊り枠に係止し、吊り枠と吊りボルトとで架台を支持し
鉛直荷重を受け止めるようにしたものである。

【００１０】不等沈下等により修正が必要となったとき
には、床梁と基礎との間にジャッキを設置し、このジャ
ッキによって建物をリフトアップする。そうすると、柱
の基端部に設けた架台が基礎中に埋め込んだ筒体の内部
を上方に摺動移動する。次に、吊りボルトを吊り枠に係
止するナット等を調整固定してからジャッキを外すこと
により、モルタル等の充填を伴うことなく柱脚のレベル
調整が完了する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図６の調整法あるいは
特開平３−２４１８号公報記載の発明の場合、油圧ジャ
ッキ等の大がかりな装置が必要である。また、柱脚のレ
ベルを調整するためにはジャッキに支持される床梁が必
要となるため、床梁が不要な構造（工場、事務所等）と
比較すると、ジャッキ据付面から床梁天端が無駄な空間
となる。したがって、工費も高くつき、工期も長くな
る。

【００１２】さらに、架台が筒体内を摺動移動する構造
は、基礎自体の不均等な沈下により、基礎と一体化して
いる吊り枠および筒体が傾くことになるが、柱および架
台は床梁によって固定されているので鉛直精度が確保さ
れ、傾き難い状態にある。したがって、両者の摺動が円
滑でなくなり、レベル調整作業が困難となる。

【００１３】また、基礎に傾きが発生した場合におい
て、柱脚部を水平にするためには、ジャッキで床梁をリ
フトアップし、吊り枠を係止するナットを吊り枠の上端
に当接するようにしてからジャッキを元に戻し取り外す
ことになるが、このとき基礎の傾きを修正した後の鉄骨
柱と吊り枠との間に隙間が生じ、水平力に対する構造物
の安定性が低下する。

【００１４】一方、建物の免震を目的として地下１階と
地上１階部の間に、上下部にフランジが取り付けられた
積層ゴムを設置した構造がある。このような免震構造
は、柱脚部のレベル調整機能を持たないため、据付初期
に構造物をフラットにするためには、各柱脚に作用する
荷重に対応する積層ゴムを据え付ける必要があり、精細
な検討を行わなければならない。

【００１５】本願発明は、従来技術における上述のよう
な課題の解決を図ったものであり、据付時の柱脚相互間
のレベル差を容易に調整することができ、さらに基礎自
体あるいは基礎相互間に不等沈下または浮き上がりが発
生しても、簡易かつ迅速な調整が可能であり、レベル調
整のために大きな空間を必要としない柱脚の構造を提供
することを目的としたものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願発明のレベル調整可
能な柱脚は、基礎と柱脚との間に弾性を有する伸縮パッ
ドを介在させるとともに、これらの柱脚と基礎間をアン
カーボルト等の締付け材で緊結することで、伸縮パッド
に柱脚下端部に作用する荷重（建物の柱や床等からの荷
重）以上の圧縮力を予め導入してあることを特徴とする
ものである。

【００１７】伸縮パッドとしては、ある程度厚みのある
積層ゴム等が適するが、必要とする圧縮力が導入可能
で、調整に必要な伸縮量が得られるものであれば特に限
定されない。

【００１８】柱脚のレベルを調整するに際して、まず柱
脚を上方に移動させるためには締付け材の緊張を解除す
ればよく、例えば締付け材としてアンカーボルトを用い
ナットで締め付けている場合には、そのナットを緩める
ことにより、伸縮パッドが膨張して柱脚を押し上げる。

【００１９】逆に、柱脚を下方に移動させるためには、
締付け材による締付け力を増し、伸縮パッドにさらに圧
縮力を加えて収縮させることで柱脚を引き下げることが
できる。

【００２０】このような柱脚のレベル調整を実施するこ
とにより、基礎相互間あるいは一基礎の柱脚のレベル調
整が可能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本願
発明の具体的な実施形態について説明する。

【００２２】図１は、本願発明の柱脚を適用したラーメ
ン構造の建物の基礎が沈下した場合のレベル調整方法を
説明するための図面であり、(a) に基礎が沈下して不陸
が生じた状態、(b) にレベル調整を行った状態の鉛直断
面を示している。

【００２３】Ｈ形の鉄骨柱１の下端にはベースプレート
４が接合されており、ベースプレート４をアンカーボル
ト２で固定し支持している。また、基礎６とベースプレ
ート４との間には積層ゴム等の伸縮パッド５を設置して
いる。

【００２４】アンカーボルト２はその下端を基礎６に定
着させ、伸縮パッド５およびベースプレート４を貫通さ
せて、ナット（図２のナット３に対応）で最頂部から締
め付け、伸縮パッド５に圧縮力を導入している。このと
き伸縮パッド５の膨張力（抵抗）によってアンカーボル
ト２には引張力が作用しており、ベースプレート４、伸
縮パッド５を基礎６に対し一体的に強固に固定定着して
いる。

【００２５】なお、伸縮パッド５は大地震時にはせん断
変形に伴う座屈による性能の低下が考えられる。そこ
で、図示した例ではせん断変形抑止用のストッパー１４
をボルト１５で土間１０に取り付け、大地震以上の水平
力に対しては、伸縮パッド５とともに土間１０が水平力
を受け持つようにしている。

【００２６】また、ベースプレート４のレベル調整を行
うためには、伸縮パッド５を伸縮させることのできる空
間を作る必要がある。そこで、この例では土間１０と伸
縮パッド周囲基礎１１によって伸縮パッド５が取り囲ま
れる空間を作っている。

【００２７】さらに、基礎６と土間１０が同時に沈下す
ることにより、土間１０が変形するのを防止するため、
両者の縁を切ってある。そのため、ベースプレート４の
上方において、床板１２を土間１０の高さと合わせるよ
うにして床面積を広く確保している。また、アンカーボ
ルト２の締付けを調整するため、床板１２の鉄骨柱１周
辺部には開口を設けている。

【００２８】床面積の確保の必要がない場合は、周囲基
礎１１、床板１２、ストッパー１４等を設置せず、基礎
６の天端と土間１０の天端を一致させることもできる。

【００２９】次に、図１(a) のように基礎６の沈下によ
って変形したラーメン構造におけるベースプレート４の
高さを、伸縮パッド５により図１(b) のように調整する
場合について説明する。

【００３０】図１(a) のベースプレート４の高さ調整前
において、２つのベースプレート４の各位置天端２０〜
２３の高さ関係が、２２＞２０＝２１＞２３だったとす
る。

【００３１】伸縮パッド５は伸縮自在なため、ベースプ
レート４の高さ調整の際、基準高さを２２〜２３までの
間で設定することができる。例えば、２０＝２１の高さ
にベースプレート４を合わせるとき、以下のようにな
る。

【００３２】ベースペレート天端２２は基準高さより高
いので、アンカーボルト２頭頂部のナットにより締め付
けて伸縮パッド５を圧縮する。一方、ベースプレート天
端２３は基準高さより低いので、ナットを緩めて伸縮パ
ッド５を膨張させる。

【００３３】以上の調整法では、鉄骨柱１の上下移動量
が少なく、ベースプレート４の高さを合わせて、基礎６
の沈下による鉄骨柱１等の応力緩和を図ることができ
る。

【００３４】以上、ラーメン構造について示したが、本
願発明はトラス構造等にも適用可能であり、各部材の圧
縮、引張応力を緩和することができる。

【００３５】図２は本願発明の他の実施形態として、基
礎６の天端と土間１０の天端が一致している場合を示し
たものである。(a) は平面図、(b) はそのＩ−Ｉ断面
図、(c) は(b) のII−II断面図である。

【００３６】Ｈ形の鉄骨柱１の下端にはベースプレート
４が接合されており、基礎６とベースプレート４との間
に積層ゴム等の伸縮パッド５を設置し、伸縮パッド５を
挟み込む形でベースプレート４をアンカーボルト２で固
定し支持している。

【００３７】図に示すように、ベースプレート４にアン
カーボルト２の頭頂部を通し、ナット３で締め付けるこ
とにより、伸縮パッド５の膨張力によってアンカーボル
ト２に引張力が作用させ、ベースプレート４、伸縮パッ
ド５を基礎６に一体的に強固に定着している。

【００３８】また、この例ではアンカーボルト２とボル
ト孔との間に高減衰ゴム等からなる減衰材８を取り付け
てある。取付けのための接着力は地震時の水平力や鉛直
力に抵抗し得る接着力とする。

【００３９】ボルト孔と柱脚のアンカーボルト２との間
に減衰材８を取り付けることにより、ベースプレート４
と基礎６との間の伸縮パッド５が鉛直荷重を受けとめ、
さらにアンカーボルト２から柱脚に伝達される水平力が
伸縮パッド５および減衰材８の減衰能力に応じて小さく
なる。

【００４０】さらに、柱脚のボルト孔を大地震による伸
縮パッド５の変位量以内の大きさとすることにより、大
地震時のダンパーとしての役割を果たす。

【００４１】伸縮パッド５は大地震時にはせん断変形に
伴う座屈による性能の低下が考えられる。そこで、この
例では大地震以上の水平力に対するせん断変形抑止用の
減衰材８’を、鋼製の減衰材用台座９の上にベースプレ
ート４の下部と離して設置している。

【００４２】この場合、減衰材８’とベースプレート４
の鉛直方向の隙間を、伸縮パッド５のせん断変形による
座屈発生時の鉛直変位量以内に設定することで、減衰材
８’によって伸縮パッド５の座屈を止めることができ
る。さらに、この減衰材８’はベースプレート４と接す
るときに、鉛直方向の振動に対する抑制作用が働く。ま
た、台座９を設けることで、減衰材８’の高さが低くな
り、減衰材８’の座屈を防止できる。

【００４３】伸縮パッド５は、積層ゴムのほか、天然ゴ
ム、高減衰ゴムなどでもよい。減衰材８，８’は天然ゴ
ムなどでもよい。減衰材用台座９はコンクリート、煉
瓦、ＦＲＰ、ステンレスなどでもよい。

【００４４】伸縮パッド５に導入する圧縮力としては、
建設当初、柱脚下端部に作用する荷重に加え、予想沈下
量以上の圧縮力を伸縮パッド５に与える。

【００４５】その後、基礎の沈下により、柱脚の高さが
個々異なり、構造物の強制変形による応力の発生がみら
れた場合には、これを緩和するため、各柱脚レベルの相
対高さ関係を、建設当初と同じにする。このレベル調整
が終了した時点での柱脚レベルを修正後柱脚高さと呼ぶ
ことにする。

【００４６】柱脚が修正後柱脚高さより下がっている場
合に、柱脚を上方に移動させるためには、アンカーボル
ト２の引張力を保持しているナット３を緩めることで、
伸縮パッド５が膨張してベースプレート４を押し上げ
る。

【００４７】逆に、柱脚が修正後柱脚高さより上がって
いる場合に、柱脚を下方に移動させるためには、アンカ
ーボルト２の引張力を保持しているナット３をさらに締
め付けることにより、伸縮パッド５に圧縮力を加えて収
縮させてベースプレート４を下げる。

【００４８】図５は積層ゴムからなる伸縮パッドにおけ
る反力−ひずみ関係を示したもので、柱脚下端部に作用
する荷重Ｐ₀(ton) のときの伸縮パッドのひずみδ
₀（％）に対し、柱脚下端部に作用している荷重以上の
圧縮力Ｐを導入することで、伸縮パッドにはひずみδが
生じる。

【００４９】伸縮パッドは、柱脚据付時において、柱脚
を下方に移動させることができるように、基礎の圧密沈
下量以上の変形が可能な高さのものを用いる。

【００５０】実際の数値は構造物の設計や用いる積層ゴ
ムの性能に応じて異なるが、この例ではアンカーボルト
による締付力（Ｔ＝Ｐ−Ｐ₀≒５８ ton）分による積層
ゴムの変形量（δ−δ₀≒６．８ｃｍ）に対し、基礎の
沈下δ_s≒５．０ｃｍとすると、その分だけ締付力を緩
めることで、積層ゴムを膨張させて据付当初の高さに戻
すことができる。逆に、浮き上がった場合は締付力を増
すことで対処することができる。

【００５１】以上のような条件で伸縮パッドを据え付け
ることにより、基礎自体が傾いて沈下した場合にも締付
力を一部解放することで、柱脚の傾きを自由に補正する
ことができる。基礎相互間のレベルの補正に関しても同
様に、柱脚レベルの補正を行い対処することができる。

【００５２】図３は、上述した図２(b) の状態から沈下
により傾きが生じた場合における柱脚レベル調整後の状
態を示したものである。

【００５３】アンカーボルト２の頭部を通したベースプ
レート４のボルト孔の径に余裕を持たせることで、修正
前の柱脚の水平方向のずれを修正することができ、基礎
６が沈下により傾いた場合にも、ベースプレート４のレ
ベル調整を可能としている。これにより、基礎が沈下し
傾斜した際の柱梁の強制変位による応力の緩和を図るこ
とができる。

【００５４】ボルト孔の径としては、基礎の一方が沈下
しないと仮定し、他方が圧密沈下の最大値が発生した場
合に、アンカーボルト２が傾いても移動可能な径であ
り、かつ大地震による伸縮パッド５の変位量以内の径を
設定している。

【００５５】ナット３の座金７は、レベル調整の際にア
ンカーボルトの締め付けを容易にするため、ナット３の
下面と座金７の上面が接し、かつナット７の下面とベー
スプレート４の上面が接するようなものを設ける。この
座金７はアンカーボルト２の締め付けにより降伏しない
ものが望ましく、鉄製、ＦＲＰ製、あるいはステンレス
製のものなどが用いられる。

【００５６】また、鉄骨柱１は、図２、図３のようなＨ
形断面のものに限らず、図４に示すように、円形の鉄骨
柱１でもよく、また角管、溝形鋼などでもよい。

【００５７】

【発明の効果】基礎自体あるいは基礎相互間の不等沈下が発生して
も、油圧ジャッキ等の大がかりな装置を必要とすること
なく、簡易かつ迅速にレベル調整を行うことができる。

【００５８】油圧ジャッキ等を用いる場合に比べ、レ
ベル調整に要する空間も小さく、柱周辺部の空間を確保
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の柱脚を適用したラーメン構造の建物
の基礎が沈下した場合の調整方法を説明するための図面
であり、(a) は補修前の鉛直断面図、(b) は補修後の鉛
直断面図である。

【図２】本願発明の他の実施形態を示したもので、(a)
は平面図、(b) はそのＩ−Ｉ断面図、(c) は(b) のII−
II断面図である。

【図３】図２(b) の状態から沈下により傾きが生じた場
合における柱脚レベル調整後の状態を示した断面図であ
る。

【図４】柱脚が円形断面の場合の実施形態を示したもの
で、(a) が平面図、(b) はその III−III 断面図であ
る。

【図５】積層ゴムからなる伸縮パッドにおける反力−ひ
ずみ関係を示すグラフである。

【図６】ラーメン構造における従来のジャッキアップに
よる柱脚のレベル調整方法を示したもので、(a) は補修
前の鉛直断面図、(b) は補修後の鉛直断面図である。

【符号の説明】

１…鉄骨柱、２…アンカーボルト、３…ナット、４…ベ
ースプレート、５…伸縮パッド、６…基礎、７…座金、
８，８’…減衰材、９…減衰材用台座、１０…土間、１
１…伸縮パッド周囲基礎、１２…床板、１３…床板支持
金物、１４…ストッパー、１５…ストッパー用ボルト、
１６…ジャッキ、１７…油圧ポンプ、１８…受梁、１９
…モルタル、２０〜２３…ベースプレート天端

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基礎と柱脚との間に弾性を有する伸縮パ
ッドを介在させ、前記柱脚と基礎間を締付け材で緊結す
ることで、前記伸縮パッドに前記柱脚下端部に作用する
荷重以上の圧縮力を予め導入してあることを特徴とする
レベル調整可能な柱脚。