JPH11210079A - 建造物の鉄骨柱脚部の耐震補強構造、及び建造物の鉄骨柱脚部の耐震補強方法 - Google Patents
建造物の鉄骨柱脚部の耐震補強構造、及び建造物の鉄骨柱脚部の耐震補強方法Info
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- JPH11210079A JPH11210079A JP2678598A JP2678598A JPH11210079A JP H11210079 A JPH11210079 A JP H11210079A JP 2678598 A JP2678598 A JP 2678598A JP 2678598 A JP2678598 A JP 2678598A JP H11210079 A JPH11210079 A JP H11210079A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 建造物の鉄骨柱脚部において地震時に回転変
形が可能で基礎に曲げモーメントを負担させない耐震補
強構造及び耐震補強方法を提供する。 【解決手段】 建造物の鉄骨柱部材５０の下端において
基礎５３との間でピン支点を構成する鉄骨柱脚部５１の
耐震補強構造１００であって、地震力が作用した場合に
塑性変形することによりピン支点の回転を許容し地震力
に伴う鉄骨柱脚部５１の曲げモーメントを吸収する第１
塑性変形可能部１０ｂを有する第１補強部材１０等を備
える。
形が可能で基礎に曲げモーメントを負担させない耐震補
強構造及び耐震補強方法を提供する。 【解決手段】 建造物の鉄骨柱部材５０の下端において
基礎５３との間でピン支点を構成する鉄骨柱脚部５１の
耐震補強構造１００であって、地震力が作用した場合に
塑性変形することによりピン支点の回転を許容し地震力
に伴う鉄骨柱脚部５１の曲げモーメントを吸収する第１
塑性変形可能部１０ｂを有する第１補強部材１０等を備
える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建造物の鉄骨柱脚
部の耐震補強構造、及び建造物の鉄骨柱脚部の耐震補強
方法に関し、特に、建造物における鉄骨柱部材の下端の
鉄骨柱脚部の耐震補強構造、及耐震補強方法に関するも
のである。
部の耐震補強構造、及び建造物の鉄骨柱脚部の耐震補強
方法に関し、特に、建造物における鉄骨柱部材の下端の
鉄骨柱脚部の耐震補強構造、及耐震補強方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】建築物や土木構造物等の建造物におい
て、既存の柱部材の下端の柱脚部を補強し地震時の耐力
を向上させる方法については、従来、種々の方法が提案
されている。例えば、図４に示す鉄骨柱部材５０のベー
スプレート５２がアンカーボルト５４により基礎５３に
連結されている鉄骨柱脚部５１を耐震補強する場合に
は、図５に示すように、基礎５３に取付プレート２０１
を取付ボルト２０２により取り付け、取付プレート２０
１に結合された取付鉄筋２０３により鉄骨柱脚部５１の
周囲にフープ鉄筋２０４を配置し、鉄骨柱脚部５１の周
囲に補強コンクリート２０５を打設することにより、鉄
骨柱脚部耐震補強構造２００を構成することができる。
て、既存の柱部材の下端の柱脚部を補強し地震時の耐力
を向上させる方法については、従来、種々の方法が提案
されている。例えば、図４に示す鉄骨柱部材５０のベー
スプレート５２がアンカーボルト５４により基礎５３に
連結されている鉄骨柱脚部５１を耐震補強する場合に
は、図５に示すように、基礎５３に取付プレート２０１
を取付ボルト２０２により取り付け、取付プレート２０
１に結合された取付鉄筋２０３により鉄骨柱脚部５１の
周囲にフープ鉄筋２０４を配置し、鉄骨柱脚部５１の周
囲に補強コンクリート２０５を打設することにより、鉄
骨柱脚部耐震補強構造２００を構成することができる。
【０００３】このような補強を行うと、鉄骨柱脚部５１
と基礎５３は剛結されることになり、基礎５３にも曲げ
モーメントを負担させることになるが、一般の建築物で
は、基礎５３は剛な地中梁等に接続しているので、問題
が生じることはない。
と基礎５３は剛結されることになり、基礎５３にも曲げ
モーメントを負担させることになるが、一般の建築物で
は、基礎５３は剛な地中梁等に接続しているので、問題
が生じることはない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、線路上空に構
築する建造物の場合には、１つの杭基礎の上に１つの鉄
骨柱部材が配置される場合が多い。この場合、図４にお
ける鉄骨柱脚部５１と基礎５３のような構成は、回転変
形可能で曲げモーメントを負担しないピン支点を構成す
るものとして取り扱われ、既存の杭基礎もその条件で設
計されている。このため、図５に示すような剛な耐震補
強を行い基礎にも曲げモーメントを負担させると、杭基
礎の耐力を超えてしまい、杭基礎が破壊するおそれがあ
る。
築する建造物の場合には、１つの杭基礎の上に１つの鉄
骨柱部材が配置される場合が多い。この場合、図４にお
ける鉄骨柱脚部５１と基礎５３のような構成は、回転変
形可能で曲げモーメントを負担しないピン支点を構成す
るものとして取り扱われ、既存の杭基礎もその条件で設
計されている。このため、図５に示すような剛な耐震補
強を行い基礎にも曲げモーメントを負担させると、杭基
礎の耐力を超えてしまい、杭基礎が破壊するおそれがあ
る。
【０００５】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、本発明の解決しようとする課題は、建
造物の鉄骨柱脚部において地震時に回転変形が可能で基
礎に曲げモーメントを負担させない耐震補強構造及び耐
震補強方法を提供することにある。
れたものであり、本発明の解決しようとする課題は、建
造物の鉄骨柱脚部において地震時に回転変形が可能で基
礎に曲げモーメントを負担させない耐震補強構造及び耐
震補強方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る建造物の鉄骨柱脚部の耐震補強構造
は、建造物の鉄骨柱部材の下端において基礎との間でピ
ン支点を構成する鉄骨柱脚部の耐震補強構造であって、
地震力が作用した場合に塑性変形することにより前記ピ
ン支点の回転を許容し前記地震力に伴う前記鉄骨柱脚部
の曲げモーメントを吸収する地震力吸収手段を有する耐
震補強部材を備えることを特徴とする。
め、本発明に係る建造物の鉄骨柱脚部の耐震補強構造
は、建造物の鉄骨柱部材の下端において基礎との間でピ
ン支点を構成する鉄骨柱脚部の耐震補強構造であって、
地震力が作用した場合に塑性変形することにより前記ピ
ン支点の回転を許容し前記地震力に伴う前記鉄骨柱脚部
の曲げモーメントを吸収する地震力吸収手段を有する耐
震補強部材を備えることを特徴とする。
【０００７】上記の建造物の鉄骨柱脚部の耐震補強構造
において、好ましくは、前記耐震補強部材は、前記鉄骨
柱脚部の側面に水平に接合される第１柱脚接合部と、前
記基礎に接合される第１基礎接合部を有し、前記地震力
吸収手段として、前記第１柱脚接合部及び前記第１基礎
接合部の中間に設けられ前記地震力が作用した場合に曲
げ塑性変形を生じる第１塑性変形可能部を有する第１補
強部材である。
において、好ましくは、前記耐震補強部材は、前記鉄骨
柱脚部の側面に水平に接合される第１柱脚接合部と、前
記基礎に接合される第１基礎接合部を有し、前記地震力
吸収手段として、前記第１柱脚接合部及び前記第１基礎
接合部の中間に設けられ前記地震力が作用した場合に曲
げ塑性変形を生じる第１塑性変形可能部を有する第１補
強部材である。
【０００８】また、上記の建造物の鉄骨柱脚部の耐震補
強構造において、好ましくは、前記第１柱脚接合部は水
平部材であり、前記第１塑性変形可能部は前記第１柱脚
接合部に屈曲接続するように形成される。
強構造において、好ましくは、前記第１柱脚接合部は水
平部材であり、前記第１塑性変形可能部は前記第１柱脚
接合部に屈曲接続するように形成される。
【０００９】また、上記の建造物の鉄骨柱脚部の耐震補
強構造において、好ましくは、前記耐震補強部材は、前
記鉄骨柱脚部の側面に直接又は間接に接合される第２柱
脚接合部と、前記基礎に接合される第２基礎接合部を有
し、前記地震力吸収手段として、前記第２柱脚接合部及
び前記第２基礎接合部の中間に設けられ前記地震力が作
用した場合に前記鉄骨柱部材の柱軸方向に引張塑性変形
又は圧縮塑性変形する第２塑性変形可能部を有する第２
補強部材である。
強構造において、好ましくは、前記耐震補強部材は、前
記鉄骨柱脚部の側面に直接又は間接に接合される第２柱
脚接合部と、前記基礎に接合される第２基礎接合部を有
し、前記地震力吸収手段として、前記第２柱脚接合部及
び前記第２基礎接合部の中間に設けられ前記地震力が作
用した場合に前記鉄骨柱部材の柱軸方向に引張塑性変形
又は圧縮塑性変形する第２塑性変形可能部を有する第２
補強部材である。
【００１０】また、上記の建造物の鉄骨柱脚部の耐震補
強構造において、好ましくは、前記第２塑性変形可能部
の前記柱軸方向に垂直な断面積は前記第２補強部材の他
の部分の断面積よりも小さく設定される。
強構造において、好ましくは、前記第２塑性変形可能部
の前記柱軸方向に垂直な断面積は前記第２補強部材の他
の部分の断面積よりも小さく設定される。
【００１１】また、上記の建造物の鉄骨柱脚部の耐震補
強構造において、好ましくは、前記耐震補強部材は、前
記鉄骨柱脚部の側面に配置される第３補強部材を備え、
前記第２柱脚接合部は前記第３補強部材の側面に接合さ
れ、前記第３補強部材は、前記地震力が作用した場合の
前記ピン支点の回転に伴い曲げせん断塑性変形するよう
に構成される。
強構造において、好ましくは、前記耐震補強部材は、前
記鉄骨柱脚部の側面に配置される第３補強部材を備え、
前記第２柱脚接合部は前記第３補強部材の側面に接合さ
れ、前記第３補強部材は、前記地震力が作用した場合の
前記ピン支点の回転に伴い曲げせん断塑性変形するよう
に構成される。
【００１２】また、本発明に係る建造物の鉄骨柱脚部の
耐震補強方法は、建造物の鉄骨柱部材の下端において基
礎との間でピン支点を構成する鉄骨柱脚部の耐震補強方
法であって、地震力が作用した場合に塑性変形すること
により前記ピン支点を回転させ前記地震力に伴う前記鉄
骨柱脚部の曲げモーメントを吸収する地震力吸収手段を
有する耐震補強部材により補強を行うことを特徴とす
る。
耐震補強方法は、建造物の鉄骨柱部材の下端において基
礎との間でピン支点を構成する鉄骨柱脚部の耐震補強方
法であって、地震力が作用した場合に塑性変形すること
により前記ピン支点を回転させ前記地震力に伴う前記鉄
骨柱脚部の曲げモーメントを吸収する地震力吸収手段を
有する耐震補強部材により補強を行うことを特徴とす
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る建造物の鉄骨
柱脚部の耐震補強構造の実施形態について、図面を参照
しながら説明する。
柱脚部の耐震補強構造の実施形態について、図面を参照
しながら説明する。
【００１４】図１は、本発明の一実施形態である鉄骨柱
脚部耐震補強構造の全体構成を示す側面図である。ま
た、図２は、図１に示す鉄骨柱脚部耐震補強構造におけ
る第１補強部材を取り付けた場合の構成を示す図であ
り、図２（Ａ）は側面図を、図２（Ｂ）は上面図を、そ
れぞれ示している。また、図３は、図１に示す鉄骨柱脚
部耐震補強構造における第２補強部材及び第３補強部材
の構成を示す図であり、図３（Ａ）は図１におけるＡ−
Ａ断面図を、図３（Ｂ）は第２補強部材の正面図を、そ
れぞれ示している。
脚部耐震補強構造の全体構成を示す側面図である。ま
た、図２は、図１に示す鉄骨柱脚部耐震補強構造におけ
る第１補強部材を取り付けた場合の構成を示す図であ
り、図２（Ａ）は側面図を、図２（Ｂ）は上面図を、そ
れぞれ示している。また、図３は、図１に示す鉄骨柱脚
部耐震補強構造における第２補強部材及び第３補強部材
の構成を示す図であり、図３（Ａ）は図１におけるＡ−
Ａ断面図を、図３（Ｂ）は第２補強部材の正面図を、そ
れぞれ示している。
【００１５】図１に示すように、この鉄骨柱脚部耐震補
強構造１００は、第１補強部材１０と、第２補強部材２
０と、第３補強部材３０と、接合ボルト４０を備えて構
成され、四角柱状の基礎５３の上に設置された角形管柱
状の鉄骨柱部材５０の鉄骨柱脚部５１に取り付けられて
いる。
強構造１００は、第１補強部材１０と、第２補強部材２
０と、第３補強部材３０と、接合ボルト４０を備えて構
成され、四角柱状の基礎５３の上に設置された角形管柱
状の鉄骨柱部材５０の鉄骨柱脚部５１に取り付けられて
いる。
【００１６】また、図１，２に示すように、第１補強部
材１０は、鋼板からなり、第１柱脚接合部１０ａと、第
１塑性変形可能部１０ｂと、第１基礎接合部１０ｃを有
している。また、第１補強部材１０は、鉄骨柱脚部５１
の４つの側面のそれぞれに１つずつ配置されている。
材１０は、鋼板からなり、第１柱脚接合部１０ａと、第
１塑性変形可能部１０ｂと、第１基礎接合部１０ｃを有
している。また、第１補強部材１０は、鉄骨柱脚部５１
の４つの側面のそれぞれに１つずつ配置されている。
【００１７】上記の第１柱脚接合部１０ａは、水平板状
に形成され、鉄骨柱脚部５１の側面に水平に溶接等によ
り接合される。また、第１塑性変形可能部１０ｂは、第
１柱脚接合部１０ａと第１基礎接合部１０ｃの中間に設
けられる部分であり、第１柱脚接合部１０ａと等しい幅
の板状に形成され、第１柱脚接合部１０ａに垂直に屈曲
接続している。第１基礎接合部１０ｃは、第１塑性変形
可能部１０ｂよりも幅の広い板状に形成され、ボルト孔
１０ｄが開設されており、基礎５３の側面に接合ボルト
４０により接合される。
に形成され、鉄骨柱脚部５１の側面に水平に溶接等によ
り接合される。また、第１塑性変形可能部１０ｂは、第
１柱脚接合部１０ａと第１基礎接合部１０ｃの中間に設
けられる部分であり、第１柱脚接合部１０ａと等しい幅
の板状に形成され、第１柱脚接合部１０ａに垂直に屈曲
接続している。第１基礎接合部１０ｃは、第１塑性変形
可能部１０ｂよりも幅の広い板状に形成され、ボルト孔
１０ｄが開設されており、基礎５３の側面に接合ボルト
４０により接合される。
【００１８】また、図１及び図３（Ａ）に示すように、
第３補強部材３０は、長方形状の鋼板により形成されて
いる。また、第３補強部材３０は、鉄骨柱脚部５１の４
つの側面のそれぞれに対して２つずつ配置され、鉄骨柱
脚部５１の側面に溶接等により接合されている。この場
合、第３補強部材３０の端面の長軸方向は、鉄骨柱部材
５０の柱軸（長軸）の方向と一致している。
第３補強部材３０は、長方形状の鋼板により形成されて
いる。また、第３補強部材３０は、鉄骨柱脚部５１の４
つの側面のそれぞれに対して２つずつ配置され、鉄骨柱
脚部５１の側面に溶接等により接合されている。この場
合、第３補強部材３０の端面の長軸方向は、鉄骨柱部材
５０の柱軸（長軸）の方向と一致している。
【００１９】また、図１，３に示すように、第２補強部
材２０は、鋼板からなり、第２柱脚接合部２０ａと、第
２塑性変形可能部２０ｂと、第２基礎接合部２０ｃを有
している。また、第２補強部材２０は、鉄骨柱脚部５１
の４つの側面のそれぞれに対して１つずつ配置されてい
る。
材２０は、鋼板からなり、第２柱脚接合部２０ａと、第
２塑性変形可能部２０ｂと、第２基礎接合部２０ｃを有
している。また、第２補強部材２０は、鉄骨柱脚部５１
の４つの側面のそれぞれに対して１つずつ配置されてい
る。
【００２０】上記の第２柱脚接合部２０ａは、水平板状
に形成され、第３補強部材３０と垂直になるように第３
補強部材３０の端面に溶接等により接合される。また、
第２塑性変形可能部２０ｂは、第２柱脚接合部２０ａと
第２基礎接合部２０ｃの中間に設けられる部分であり、
第２柱脚接合部２０ａよりも幅の狭い帯板状に形成さ
れ、第２柱脚接合部２０ａの延在方向に接続している。
に形成され、第３補強部材３０と垂直になるように第３
補強部材３０の端面に溶接等により接合される。また、
第２塑性変形可能部２０ｂは、第２柱脚接合部２０ａと
第２基礎接合部２０ｃの中間に設けられる部分であり、
第２柱脚接合部２０ａよりも幅の狭い帯板状に形成さ
れ、第２柱脚接合部２０ａの延在方向に接続している。
【００２１】また、第２基礎接合部２０ｃは、第２柱脚
接合部２０ａよりも幅の広い板状に形成されている。こ
の例の場合、第２基礎接合部２０ｃの幅は、第１補強部
材１０の第１基礎接合部１０ｃの幅と等しく設定されて
いる。また、第２基礎接合部２０ｃにはボルト孔２０ｄ
が開設されており、第１補強部材１０の上から、基礎５
３の側面に接合ボルト４０により接合される。
接合部２０ａよりも幅の広い板状に形成されている。こ
の例の場合、第２基礎接合部２０ｃの幅は、第１補強部
材１０の第１基礎接合部１０ｃの幅と等しく設定されて
いる。また、第２基礎接合部２０ｃにはボルト孔２０ｄ
が開設されており、第１補強部材１０の上から、基礎５
３の側面に接合ボルト４０により接合される。
【００２２】次に、上記した鉄骨柱脚部耐震補強構造１
００の作用について説明を行う。
００の作用について説明を行う。
【００２３】まず、第１補強部材１０の作用について説
明する。地震時において、ベースプレート５２の中心の
上方付近を仮想のピン支点とし、この点を回転中心とし
て鉄骨柱脚部５１を例えば図１，図２（Ａ）の時計回り
方向に回転させる力が作用した場合には、図における右
端の第１補強部材１０の第１柱脚接合部１０ａには、図
の左側から右側へ向かう方向の水平力が作用する。この
水平力により、図における右端の第１補強部材１０の第
１塑性変形可能部１０ｂは、図における時計回り方向に
曲がるように曲げ塑性変形する。
明する。地震時において、ベースプレート５２の中心の
上方付近を仮想のピン支点とし、この点を回転中心とし
て鉄骨柱脚部５１を例えば図１，図２（Ａ）の時計回り
方向に回転させる力が作用した場合には、図における右
端の第１補強部材１０の第１柱脚接合部１０ａには、図
の左側から右側へ向かう方向の水平力が作用する。この
水平力により、図における右端の第１補強部材１０の第
１塑性変形可能部１０ｂは、図における時計回り方向に
曲がるように曲げ塑性変形する。
【００２４】一方、図１，図２（Ａ）における左端の第
１補強部材１０の第１柱脚接合部１０ａには、図の左側
から右側へ向かう方向の水平力が作用する。この水平力
により、図における左端の第１補強部材１０の第１塑性
変形可能部１０ｂは、図における時計回り方向に曲がる
ように曲げ塑性変形する。
１補強部材１０の第１柱脚接合部１０ａには、図の左側
から右側へ向かう方向の水平力が作用する。この水平力
により、図における左端の第１補強部材１０の第１塑性
変形可能部１０ｂは、図における時計回り方向に曲がる
ように曲げ塑性変形する。
【００２５】このような作用により、鉄骨柱脚部５１
は、ベースプレート５２の中心の上方付近を回転中心と
して図１，図２（Ａ）の時計回り方向に回転することが
できる。同様の作用により、いずれの方向から地震力が
作用しても、鉄骨柱脚部５１は、ベースプレート５２の
中心の上方付近を回転中心として図の反時計回り方向、
紙面の手前から奥へ向かう回転方向、紙面の奥から手前
へ向かう回転方向に回転することができる。また、４つ
の第１補強部材１０のそれぞれが適宜の方向への曲げ塑
性変形を行うことにより、上記回転方向の中間の回転方
向へも回転を行うことが可能である。
は、ベースプレート５２の中心の上方付近を回転中心と
して図１，図２（Ａ）の時計回り方向に回転することが
できる。同様の作用により、いずれの方向から地震力が
作用しても、鉄骨柱脚部５１は、ベースプレート５２の
中心の上方付近を回転中心として図の反時計回り方向、
紙面の手前から奥へ向かう回転方向、紙面の奥から手前
へ向かう回転方向に回転することができる。また、４つ
の第１補強部材１０のそれぞれが適宜の方向への曲げ塑
性変形を行うことにより、上記回転方向の中間の回転方
向へも回転を行うことが可能である。
【００２６】また、このような第１補強部材１０の回転
変形により、地震力による曲げモーメントは吸収され、
基礎５３には曲げモーメントは伝達されない。したがっ
て、基礎５３がピン支点の条件で設計された杭基礎等で
あっても、耐力を超えたり破壊を生じることはない。
変形により、地震力による曲げモーメントは吸収され、
基礎５３には曲げモーメントは伝達されない。したがっ
て、基礎５３がピン支点の条件で設計された杭基礎等で
あっても、耐力を超えたり破壊を生じることはない。
【００２７】次に、第２補強部材２０の作用について説
明する。
明する。
【００２８】地震時において、ベースプレート５２の中
心の上方付近を仮想のピン支点として鉄骨柱脚部５１を
例えば図１の時計回り方向に回転させる力が作用した場
合には、図における左端の第２補強部材２０には、図の
上下方向（鉄骨柱部材５０の柱軸方向）の引張力が作用
する。この引張力により、図における左端の第２補強部
材２０の第２塑性変形可能部２０ｂは、図の上下方向に
引張塑性変形して伸びる。
心の上方付近を仮想のピン支点として鉄骨柱脚部５１を
例えば図１の時計回り方向に回転させる力が作用した場
合には、図における左端の第２補強部材２０には、図の
上下方向（鉄骨柱部材５０の柱軸方向）の引張力が作用
する。この引張力により、図における左端の第２補強部
材２０の第２塑性変形可能部２０ｂは、図の上下方向に
引張塑性変形して伸びる。
【００２９】一方、図における右端の第２補強部材２０
には、図の上下方向（鉄骨柱部材５０の柱軸方向）の圧
縮力が作用する。この圧縮力により、図における右端の
第２補強部材２０の第２塑性変形可能部２０ｂは、図の
上下方向に圧縮塑性変形して縮む。
には、図の上下方向（鉄骨柱部材５０の柱軸方向）の圧
縮力が作用する。この圧縮力により、図における右端の
第２補強部材２０の第２塑性変形可能部２０ｂは、図の
上下方向に圧縮塑性変形して縮む。
【００３０】このような作用により、鉄骨柱脚部５１
は、ベースプレート５２の中心の上方付近を回転中心と
して図１の時計回り方向に回転することができる。同様
の作用により、いずれの方向から地震力が作用しても、
鉄骨柱脚部５１は、ベースプレート５２の中心の上方付
近を回転中心として図の反時計回り方向、紙面の手前か
ら奥へ向かう回転方向、紙面の奥から手前へ向かう回転
方向に回転することができる。また、４つの第２補強部
材２０のそれぞれが適宜の引張塑性変形又は圧縮塑性変
形を行うことにより、上記回転方向の中間の回転方向へ
も回転を行うことが可能である。
は、ベースプレート５２の中心の上方付近を回転中心と
して図１の時計回り方向に回転することができる。同様
の作用により、いずれの方向から地震力が作用しても、
鉄骨柱脚部５１は、ベースプレート５２の中心の上方付
近を回転中心として図の反時計回り方向、紙面の手前か
ら奥へ向かう回転方向、紙面の奥から手前へ向かう回転
方向に回転することができる。また、４つの第２補強部
材２０のそれぞれが適宜の引張塑性変形又は圧縮塑性変
形を行うことにより、上記回転方向の中間の回転方向へ
も回転を行うことが可能である。
【００３１】また、このような第２補強部材２０の回転
変形により、地震力による曲げモーメントは吸収され、
基礎５３には曲げモーメントは伝達されない。したがっ
て、基礎５３がピン支点の条件で設計された杭基礎等で
あっても、耐力を超えたり破壊を生じることはない。
変形により、地震力による曲げモーメントは吸収され、
基礎５３には曲げモーメントは伝達されない。したがっ
て、基礎５３がピン支点の条件で設計された杭基礎等で
あっても、耐力を超えたり破壊を生じることはない。
【００３２】次に、第３補強部材３０の作用について説
明する。
明する。
【００３３】地震時において、ベースプレート５２の中
心の上方付近を仮想のピン支点として鉄骨柱脚部５１を
回転させる力が作用すると、第３補強部材３０の端面
（第２補強部材２０との接合面）は、第２補強部材２０
により図の上下方向（鉄骨柱部材５０の柱軸方向）のせ
ん断力を受け、これにより第３補強部材３０は曲げせん
断塑性変形する。また、第２補強部材２０には、図の上
下方向（鉄骨柱部材５０の柱軸方向）の引張力又は圧縮
力が作用する。
心の上方付近を仮想のピン支点として鉄骨柱脚部５１を
回転させる力が作用すると、第３補強部材３０の端面
（第２補強部材２０との接合面）は、第２補強部材２０
により図の上下方向（鉄骨柱部材５０の柱軸方向）のせ
ん断力を受け、これにより第３補強部材３０は曲げせん
断塑性変形する。また、第２補強部材２０には、図の上
下方向（鉄骨柱部材５０の柱軸方向）の引張力又は圧縮
力が作用する。
【００３４】この曲げせん断塑性変形によっても地震力
による曲げモーメントは吸収され、鉄骨柱脚部５１は、
ベースプレート５２の中心の上方付近を回転中心として
図１の時計回り方向に回転することができる。このよう
な回転により基礎５３には曲げモーメントは伝達されな
い。したがって、基礎５３がピン支点の条件で設計され
た杭基礎等であっても、耐力を超えたり破壊を生じるこ
とはない。
による曲げモーメントは吸収され、鉄骨柱脚部５１は、
ベースプレート５２の中心の上方付近を回転中心として
図１の時計回り方向に回転することができる。このよう
な回転により基礎５３には曲げモーメントは伝達されな
い。したがって、基礎５３がピン支点の条件で設計され
た杭基礎等であっても、耐力を超えたり破壊を生じるこ
とはない。
【００３５】上記の実施形態において、第１補強部材１
０，第２補強部材２０，第３補強部材３０，接合ボルト
４０は、耐震補強部材に相当している。また、第１塑性
変形可能部１０ｂ，第２塑性変形可能部２０ｂ，第３補
強部材３０は、地震力吸収手段に相当している。
０，第２補強部材２０，第３補強部材３０，接合ボルト
４０は、耐震補強部材に相当している。また、第１塑性
変形可能部１０ｂ，第２塑性変形可能部２０ｂ，第３補
強部材３０は、地震力吸収手段に相当している。
【００３６】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００３７】例えば、上記実施形態においては、第１補
強部材（例えば１０）と第２補強部材（例えば２０）と
第３補強部材（例えば３０）が合成された鉄骨柱脚部耐
震補強構造について説明したが、本発明はこれには限定
されず、他の構成であってもよく、例えば、第１補強部
材を単独で用いてもよい。あるいは、第２補強部材と第
３補強部材の組合わせのみを用いてもよい。
強部材（例えば１０）と第２補強部材（例えば２０）と
第３補強部材（例えば３０）が合成された鉄骨柱脚部耐
震補強構造について説明したが、本発明はこれには限定
されず、他の構成であってもよく、例えば、第１補強部
材を単独で用いてもよい。あるいは、第２補強部材と第
３補強部材の組合わせのみを用いてもよい。
【００３８】また、上記実施形態においては、第１補強
部材，第２補強部材，第３補強部材は、板状部材からな
るものを例に挙げて説明したが、本発明はこれには限定
されず、他の構成の補強部材、例えば、棒状部、管状
部、ブロック状部等を有する構成でもよい。要は、地震
力が作用した場合に塑性変形することによりピン支点の
回転を許容し地震力に伴う鉄骨柱脚部の曲げモーメント
を吸収する部分を有していればどのような形状の部材で
あってもよいのである。
部材，第２補強部材，第３補強部材は、板状部材からな
るものを例に挙げて説明したが、本発明はこれには限定
されず、他の構成の補強部材、例えば、棒状部、管状
部、ブロック状部等を有する構成でもよい。要は、地震
力が作用した場合に塑性変形することによりピン支点の
回転を許容し地震力に伴う鉄骨柱脚部の曲げモーメント
を吸収する部分を有していればどのような形状の部材で
あってもよいのである。
【００３９】また、各補強部材の材質についても、鋼材
には限定されず、他の材料、例えば、アルミニウム等の
他の金属材料、アルミニウム合金等の合金材料などによ
り形成されていてもよい。また、鋼材のうち、極低降伏
点鋼を用いてもよい。要は、地震力が作用した場合に塑
性変形することによりピン支点の回転を許容し地震力に
伴う鉄骨柱脚部の曲げモーメントを吸収可能な塑性変形
性能を有する材料であればよいのである。
には限定されず、他の材料、例えば、アルミニウム等の
他の金属材料、アルミニウム合金等の合金材料などによ
り形成されていてもよい。また、鋼材のうち、極低降伏
点鋼を用いてもよい。要は、地震力が作用した場合に塑
性変形することによりピン支点の回転を許容し地震力に
伴う鉄骨柱脚部の曲げモーメントを吸収可能な塑性変形
性能を有する材料であればよいのである。
【００４０】また、上記実施形態においては、第１補強
部材（例えば１０）の第１塑性変形可能部（例えば１０
ｂ）として、第１柱脚接合部と幅の等しい板状部材を例
に挙げて説明したが、本発明はこれには限定されず、他
の構成の第１塑性変形可能部、例えば、第１柱脚接合部
よりも幅の狭い板状部材であってもよい。
部材（例えば１０）の第１塑性変形可能部（例えば１０
ｂ）として、第１柱脚接合部と幅の等しい板状部材を例
に挙げて説明したが、本発明はこれには限定されず、他
の構成の第１塑性変形可能部、例えば、第１柱脚接合部
よりも幅の狭い板状部材であってもよい。
【００４１】また、上記実施形態においては、第２補強
部材（例えば２０）の第２塑性変形可能部（例えば２０
ｂ）として、第２柱脚接合部（例えば２０ａ）や第２基
礎接合部（例えば２０ｃ）よりも幅の狭い板状部材を例
に挙げて説明したが、本発明はこれには限定されず、他
の構成の第２塑性変形可能部、例えば、第２柱脚接合部
や第２基礎接合部よりも板厚の小さい板状部材であって
もよい。要は、第２塑性変形可能部の柱軸方向（鉄骨柱
部材の長軸方向）に垂直な断面積が第２補強部材の他の
部分の断面積よりも小さく設定され、地震力が作用した
場合に鉄骨柱部材の柱軸方向に引張塑性変形又は圧縮塑
性変形するように構成されていればよいのである。
部材（例えば２０）の第２塑性変形可能部（例えば２０
ｂ）として、第２柱脚接合部（例えば２０ａ）や第２基
礎接合部（例えば２０ｃ）よりも幅の狭い板状部材を例
に挙げて説明したが、本発明はこれには限定されず、他
の構成の第２塑性変形可能部、例えば、第２柱脚接合部
や第２基礎接合部よりも板厚の小さい板状部材であって
もよい。要は、第２塑性変形可能部の柱軸方向（鉄骨柱
部材の長軸方向）に垂直な断面積が第２補強部材の他の
部分の断面積よりも小さく設定され、地震力が作用した
場合に鉄骨柱部材の柱軸方向に引張塑性変形又は圧縮塑
性変形するように構成されていればよいのである。
【００４２】また、上記実施形態においては、第２補強
部材（例えば２０）が第３補強部材（例えば３０）を介
して鉄骨柱脚部（例えば５１）の側面に間接的に接合さ
れる例について説明したが、本発明はこれには限定され
ず、他の構成、例えば、第３補強部材は用いずに、第２
補強部材の第２柱脚接合部（例えば２０ａ）が鉄骨柱脚
部側面に溶接やボルト等により直接に接合されるように
構成してもよい。また、第３補強部材は２枚の板状部材
からなる構成には限定されず、１枚の板状部材で構成さ
れてもよいし、３枚以上の板状部材から構成されてもよ
く、あるいはブロック状の部材でもよい。また、第３補
強部材は、第２柱脚接合部を鉄骨柱脚部側面に介設する
のみで、地震時に曲げせん断塑性変形を生じない剛体で
あってもよい。
部材（例えば２０）が第３補強部材（例えば３０）を介
して鉄骨柱脚部（例えば５１）の側面に間接的に接合さ
れる例について説明したが、本発明はこれには限定され
ず、他の構成、例えば、第３補強部材は用いずに、第２
補強部材の第２柱脚接合部（例えば２０ａ）が鉄骨柱脚
部側面に溶接やボルト等により直接に接合されるように
構成してもよい。また、第３補強部材は２枚の板状部材
からなる構成には限定されず、１枚の板状部材で構成さ
れてもよいし、３枚以上の板状部材から構成されてもよ
く、あるいはブロック状の部材でもよい。また、第３補
強部材は、第２柱脚接合部を鉄骨柱脚部側面に介設する
のみで、地震時に曲げせん断塑性変形を生じない剛体で
あってもよい。
【００４３】また、上記実施形態においては、地震力吸
収手段として、第１補強部材（例えば１０）の第１塑性
変形可能部（例えば１０ｂ）が曲げ塑性変形することに
より、又は第２補強部材（例えば２０）の第２塑性変形
可能部（例えば２０ｂ）が引張塑性変形あるいは圧縮塑
性変形することにより、若しくは第３補強部材（例えば
３０）自体が曲げせん断塑性変形することにより、地震
力による曲げモーメントを吸収する例について説明した
が、本発明はこれには限定されず、他の構成の地震力吸
収手段を用いてもよい。例えば、地震力が作用して鉄骨
柱脚部（例えば５１）が仮想のピン支点のまわりに回転
しようとした場合に、接合ボルト４０のあるものには基
礎５３から引き抜かれる方向に引張力が作用するが、こ
の引張力に伴う接合ボルト４０の引張塑性変形により地
震時曲げモーメントの一部を吸収するように構成しても
よい。この場合には、接合ボルト４０が地震力吸収手段
に相当する。
収手段として、第１補強部材（例えば１０）の第１塑性
変形可能部（例えば１０ｂ）が曲げ塑性変形することに
より、又は第２補強部材（例えば２０）の第２塑性変形
可能部（例えば２０ｂ）が引張塑性変形あるいは圧縮塑
性変形することにより、若しくは第３補強部材（例えば
３０）自体が曲げせん断塑性変形することにより、地震
力による曲げモーメントを吸収する例について説明した
が、本発明はこれには限定されず、他の構成の地震力吸
収手段を用いてもよい。例えば、地震力が作用して鉄骨
柱脚部（例えば５１）が仮想のピン支点のまわりに回転
しようとした場合に、接合ボルト４０のあるものには基
礎５３から引き抜かれる方向に引張力が作用するが、こ
の引張力に伴う接合ボルト４０の引張塑性変形により地
震時曲げモーメントの一部を吸収するように構成しても
よい。この場合には、接合ボルト４０が地震力吸収手段
に相当する。
【００４４】また、上記実施形態においては、耐震補強
を行う鉄骨柱脚部が角形管柱状のものを例に挙げて説明
したが、本発明はこれには限定されず、他の構成の鉄骨
柱脚部、例えば、円形断面の管柱状部材等であってもよ
い。
を行う鉄骨柱脚部が角形管柱状のものを例に挙げて説明
したが、本発明はこれには限定されず、他の構成の鉄骨
柱脚部、例えば、円形断面の管柱状部材等であってもよ
い。
【００４５】また、上記実施形態においては、基礎（例
えば５３）については特に言及していないが、無筋コン
クリート，鉄筋コンクリート，鉄骨鉄筋コンクリート等
のコンクリート部材でもよいし、鋼材からなる部材であ
ってもよい。
えば５３）については特に言及していないが、無筋コン
クリート，鉄筋コンクリート，鉄骨鉄筋コンクリート等
のコンクリート部材でもよいし、鋼材からなる部材であ
ってもよい。
【００４６】また、上記説明においては、鉄骨柱脚部が
用いられる建造物として、一般建築物、線路上空構築物
を例に挙げて説明したが、本発明はこれには限定され
ず、他の構成の建造物、例えば、線路上空以外の一般の
土木構造物等であってもよい。
用いられる建造物として、一般建築物、線路上空構築物
を例に挙げて説明したが、本発明はこれには限定され
ず、他の構成の建造物、例えば、線路上空以外の一般の
土木構造物等であってもよい。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
建造物の鉄骨柱部材の下端において基礎との間でピン支
点を構成する鉄骨柱脚部の耐震補強構造として、地震力
が作用した場合に塑性変形することによりピン支点の回
転を許容し地震力に伴う鉄骨柱脚部の曲げモーメントを
吸収する地震力吸収手段を有する耐震補強部材を備えた
ので、基礎には曲げモーメントは伝達されず、基礎がピ
ン支点の条件で設計された杭基礎等であっても、耐力を
超えたり破壊を生じることはない。
建造物の鉄骨柱部材の下端において基礎との間でピン支
点を構成する鉄骨柱脚部の耐震補強構造として、地震力
が作用した場合に塑性変形することによりピン支点の回
転を許容し地震力に伴う鉄骨柱脚部の曲げモーメントを
吸収する地震力吸収手段を有する耐震補強部材を備えた
ので、基礎には曲げモーメントは伝達されず、基礎がピ
ン支点の条件で設計された杭基礎等であっても、耐力を
超えたり破壊を生じることはない。
【図１】本発明の一実施形態である鉄骨柱脚部耐震補強
構造の全体構成を示す側面図である。
構造の全体構成を示す側面図である。
【図２】図１に示す鉄骨柱脚部耐震補強構造における第
１補強部材を取り付けた場合の構成を示す図であり、図
２（Ａ）は側面図を、図２（Ｂ）は上面図を、それぞれ
示している。
１補強部材を取り付けた場合の構成を示す図であり、図
２（Ａ）は側面図を、図２（Ｂ）は上面図を、それぞれ
示している。
【図３】図１に示す鉄骨柱脚部耐震補強構造における第
２補強部材及び第３補強部材の構成を示す図であり、図
３（Ａ）は図１におけるＡ−Ａ断面図を、図３（Ｂ）は
第２補強部材の正面図を、それぞれ示している。
２補強部材及び第３補強部材の構成を示す図であり、図
３（Ａ）は図１におけるＡ−Ａ断面図を、図３（Ｂ）は
第２補強部材の正面図を、それぞれ示している。
【図４】図１に示す鉄骨柱脚部耐震補強構造を適用する
建造物の鉄骨柱脚部の構成を示す側断面図である。
建造物の鉄骨柱脚部の構成を示す側断面図である。
【図５】従来の鉄骨柱脚部耐震補強構造の構成例を示す
側断面図である。
側断面図である。
１０ 第１補強部材 １０ａ 第１柱脚接合部 １０ｂ 第１塑性変形可能部 １０ｃ 第１基礎接合部 １０ｄ ボルト孔 ２０ 第２補強部材 ２０ａ 第２柱脚接合部 ２０ｂ 第２塑性変形可能部 ２０ｃ 第２基礎接合部 ２０ｄ ボルト孔 ３０ 第３補強部材 ４０ 接合ボルト ５０ 鉄骨柱部材 ５１ 鉄骨柱脚部 ５２ ベースプレート ５３ 基礎 ５４ アンカーボルト １００ 鉄骨柱脚部耐震補強構造 ２００ 鉄骨柱脚部耐震補強構造 ２０１ 取付プレート ２０２ 取付ボルト ２０３ 取付鉄筋 ２０４ フープ鉄筋 ２０５ 補強コンクリート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蓮田 常雄 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】 建造物の鉄骨柱部材の下端において基礎
との間でピン支点を構成する鉄骨柱脚部の耐震補強構造
であって、 地震力が作用した場合に塑性変形することにより前記ピ
ン支点の回転を許容し前記地震力に伴う前記鉄骨柱脚部
の曲げモーメントを吸収する地震力吸収手段を有する耐
震補強部材を備えることを特徴とする建造物の鉄骨柱脚
部の耐震補強構造。 - 【請求項２】 請求項１記載の建造物の鉄骨柱脚部の耐
震補強構造において、 前記耐震補強部材は、前記鉄骨柱脚部の側面に水平に接
合される第１柱脚接合部と、前記基礎に接合される第１
基礎接合部を有し、前記地震力吸収手段として、前記第
１柱脚接合部及び前記第１基礎接合部の中間に設けられ
前記地震力が作用した場合に曲げ塑性変形を生じる第１
塑性変形可能部を有する第１補強部材であることを特徴
とする建造物の鉄骨柱脚部の耐震補強構造。 - 【請求項３】 請求項２記載の建造物の鉄骨柱脚部の耐
震補強構造において、 前記第１柱脚接合部は水平部材であり、前記第１塑性変
形可能部は前記第１柱脚接合部に屈曲接続するように形
成されることを特徴とする建造物の鉄骨柱脚部の耐震補
強構造。 - 【請求項４】 請求項１記載の建造物の鉄骨柱脚部の耐
震補強構造において、 前記耐震補強部材は、前記鉄骨柱脚部の側面に直接又は
間接に接合される第２柱脚接合部と、前記基礎に接合さ
れる第２基礎接合部を有し、前記地震力吸収手段とし
て、前記第２柱脚接合部及び前記第２基礎接合部の中間
に設けられ前記地震力が作用した場合に前記鉄骨柱部材
の柱軸方向に引張塑性変形又は圧縮塑性変形する第２塑
性変形可能部を有する第２補強部材であることを特徴と
する建造物の鉄骨柱脚部の耐震補強構造。 - 【請求項５】 請求項４記載の建造物の鉄骨柱脚部の耐
震補強構造において、 前記第２塑性変形可能部の前記柱軸方向に垂直な断面積
は前記第２補強部材の他の部分の断面積よりも小さく設
定されることを特徴とする建造物の鉄骨柱脚部の耐震補
強構造。 - 【請求項６】 請求項４記載の建造物の鉄骨柱脚部の耐
震補強構造において、 前記耐震補強部材は、前記鉄骨柱脚部の側面に配置され
る第３補強部材を備え、 前記第２柱脚接合部は前記第３補強部材の側面に接合さ
れ、 前記第３補強部材は、前記地震力が作用した場合の前記
ピン支点の回転に伴い曲げせん断塑性変形するように構
成されることを特徴とする建造物の鉄骨柱脚部の耐震補
強構造。 - 【請求項７】 建造物の鉄骨柱部材の下端において基礎
との間でピン支点を構成する鉄骨柱脚部の耐震補強方法
であって、 地震力が作用した場合に塑性変形することにより前記ピ
ン支点を回転させ前記地震力に伴う前記鉄骨柱脚部の曲
げモーメントを吸収する地震力吸収手段を有する耐震補
強部材により補強を行うことを特徴とする建造物の鉄骨
柱脚部の耐震補強方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02678598A JP3859218B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 建造物の鉄骨柱脚部の耐震補強構造、及び建造物の鉄骨柱脚部の耐震補強方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02678598A JP3859218B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 建造物の鉄骨柱脚部の耐震補強構造、及び建造物の鉄骨柱脚部の耐震補強方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11210079A true JPH11210079A (ja) | 1999-08-03 |
| JP3859218B2 JP3859218B2 (ja) | 2006-12-20 |
Family
ID=12202982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02678598A Expired - Fee Related JP3859218B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 建造物の鉄骨柱脚部の耐震補強構造、及び建造物の鉄骨柱脚部の耐震補強方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3859218B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002004422A (ja) * | 2000-06-22 | 2002-01-09 | Takenaka Komuten Co Ltd | 柱脚部制震構造 |
| US6438904B1 (en) | 1999-12-17 | 2002-08-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Root wrapping type aseismic reinforcement construction and method for base of column member |
| WO2007124580A1 (en) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Jeffrey Allan Packer | Cast structural connectors |
| JP2013040486A (ja) * | 2011-08-16 | 2013-02-28 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 既存組立柱の柱脚部の補強方法および既存組立柱の柱脚部の補強構造 |
| JP2014088663A (ja) * | 2012-10-29 | 2014-05-15 | Railway Technical Research Institute | 鉄筋コンクリート構造物の補強構造 |
| JP2015045136A (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-12 | 東日本旅客鉄道株式会社 | 柱脚補強構造 |
| CN108265825A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-07-10 | 华东建筑设计研究院有限公司 | 一种装配整体式框架可更换耗能柱脚节点 |
-
1998
- 1998-01-23 JP JP02678598A patent/JP3859218B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6438904B1 (en) | 1999-12-17 | 2002-08-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Root wrapping type aseismic reinforcement construction and method for base of column member |
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| JP4546619B2 (ja) * | 2000-06-22 | 2010-09-15 | 株式会社竹中工務店 | 柱脚部制震構造 |
| WO2007124580A1 (en) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Jeffrey Allan Packer | Cast structural connectors |
| JP2013040486A (ja) * | 2011-08-16 | 2013-02-28 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 既存組立柱の柱脚部の補強方法および既存組立柱の柱脚部の補強構造 |
| JP2014088663A (ja) * | 2012-10-29 | 2014-05-15 | Railway Technical Research Institute | 鉄筋コンクリート構造物の補強構造 |
| JP2015045136A (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-12 | 東日本旅客鉄道株式会社 | 柱脚補強構造 |
| CN108265825A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-07-10 | 华东建筑设计研究院有限公司 | 一种装配整体式框架可更换耗能柱脚节点 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3859218B2 (ja) | 2006-12-20 |
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