JPH1143950A - T形鋼アンカーフレームを利用した固定鉄骨柱脚 - Google Patents

T形鋼アンカーフレームを利用した固定鉄骨柱脚

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JPH1143950A
JPH1143950A JP21826397A JP21826397A JPH1143950A JP H1143950 A JPH1143950 A JP H1143950A JP 21826397 A JP21826397 A JP 21826397A JP 21826397 A JP21826397 A JP 21826397A JP H1143950 A JPH1143950 A JP H1143950A
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Naoki Aso
Noriaki Hirano
Munekazu Miyaki
Mitsuo Seki
Akio Tamura
Masaharu Tsuchiya
正治 土屋
宗和 宮木
範彰 平野
彰男 田村
光雄 関
直木 麻生
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Takenaka Komuten Co Ltd
株式会社竹中工務店
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Abstract

(57)【要約】 【課題】アンカーフレームを利用した簡便な柱脚固定法
を開発し、ここに従来の埋め込み柱脚やハイベースとは
別タイプであって、高い固定度有し、短工期、低コスト
で、かつ、ディテール等に問題の生じない新しいタイプ
の固定鉄骨柱脚を提供しようとするものである。 【解決手段】複数のT形鋼竪材2を有して成りかつ鉄骨
柱脚5よりもせいを有するT形鋼アンカーフレーム1を
設け、該T形鋼アンカーフレームの下側の大半を基礎コ
ンクリート6中に埋設するとともに、該T形鋼アンカー
フレームの突出部に鉄骨柱脚5を剛接合して成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、T形鋼アンカーフ
レームを利用した固定鉄骨柱脚に関するものである。こ
こにいうT形鋼とは、一体成形したH形鋼をウエブの中
間で二分割したCT形鋼(カットT形鋼)等をいうが、
プレートを溶接したもの、山形鋼を溶接したものを含
む。
【0002】
【従来の技術】阪神淡路大震災以降、耐震安全性確保に
関する提言が建設省から出され、間もなく法令化される
ものと思われる。その中に、鉄骨柱脚の規定があり、こ
れに従えば、従来ピン接合で設計できた建物が、埋め込
み柱脚、ハイベース等により柱脚の固定度を保持させな
ければならなくなる。ここで、埋め込み柱脚は、鉄骨柱
脚を上面が平坦な基礎コンクリート中に埋め込んだもの
であり(例えば特開平2-5861号公報)、ハイベースは、
鉄骨柱脚を基礎コンクリートの立ち上がり部分に埋め込
んだものである(例えば実公平1-15763 号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、既によく知ら
れているように、従来の埋め込み柱脚やハイベース等で
は、構造、施工が複雑になるため、ピン接合の場合と比
較して、工期、コスト等がかかり、ディテール等に問題
が生じる。また、ピン接合の柱脚に剛性を持たせるよう
に設計したとしても、上部鉄骨架構の応力、変形の負担
が、柱脚固定のものと比較して甚だしく大きくなり、鉄
骨サイズの増大がコスト増につながる。そこで、本発明
は、アンカーフレームを利用した簡便な柱脚固定法を開
発し、ここに、従来の埋め込み柱脚やハイベースとは別
タイプであって、高い固定度を有し、短工期、低コスト
で、かつディテール等に問題の生じない新しいタイプの
固定鉄骨柱脚を提供しようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項1の発明は、複数のT形鋼竪材2を有して成りかつ
鉄骨柱脚5よりもせいを有するT形鋼アンカーフレーム
1を設け、該T形鋼アンカーフレームを基礎コンクリー
ト6中に埋設するとともに、該T形鋼アンカーフレーム
の上部にその鉄骨柱脚5を剛接合したことを特徴とす
る。
【0005】請求項2の発明は、ウエブ3を内側に向け
て配した複数のT形鋼竪材2を有しかつこれらのT形鋼
竪材の上端部4で鉄骨柱脚5の周りを抱き込み得るよう
形成したT形鋼アンカーフレーム1を設け、該T形鋼ア
ンカーフレームをそれらのT形鋼竪材2の上端部4を上
方へと突出させて他の大半を基礎コンクリート6中に埋
設し、また、上記鉄骨柱脚5の外周面にそれらのT形鋼
竪材2のウエブ3に沿える複数の縦ガセットプレート7
を配設して、当該鉄骨柱脚5をそれらのT形鋼竪材2の
上端部4内側へ建入れし、それらの縦ガセットプレート
7の基端部8と先端部9とをそれぞれ隣接する上記各T
形鋼竪材2のウエブ3へ隅肉溶接10,11,22したことを
特徴とする。
【0006】請求項3の発明は、請求項2のT形鋼アン
カーフレームを利用した固定鉄骨柱脚にあって、上記鉄
骨柱脚5の下端に設けたベースプレート12に、上記各T
形鋼竪材2のウエブ3と嵌合させる適数の横スリット13
を形成して成る。
【0007】請求項4の発明は、ウエブ3を内側に向け
て配した複数のT形鋼竪材2を有しかつこれらのT形鋼
竪材の上端部4で鉄骨柱脚5の周りを囲成し得るよう形
成するとともに、これらのT形鋼竪材の上端部4相互間
に適数の交差プレート14を架設したT形鋼アンカーフレ
ーム1を設け、該T形鋼アンカーフレームをそれらのT
形鋼竪材2の上端部4及び交差プレート14を上方へと突
出させて他の大半を基礎コンクリート6中に埋設し、ま
た、上記鉄骨柱脚5に上記各交差プレート14に対応させ
て適数の縦スリット15を配設し、当該鉄骨柱脚5をそれ
らのT形鋼竪材2の上端部4内側へ建入れするととも
に、各縦スリット15を上記各交差プレート14に嵌合させ
て相互間で溶接16したことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
その1.図1乃至図6は、請求項1及び請求項3の発明に
係るT形鋼アンカーフレームを利用した固定鉄骨柱脚の
実施の形態を示している。図において、1は、基礎コン
クリート6中に埋設したT形鋼アンカーフレーム、5
は、該T形鋼アンカーフレームに建入れた鉄骨柱(角形
鋼管柱)17の柱脚すなわち鉄骨柱脚であり、T形鋼アン
カーフレーム1は、鉄骨柱脚5よりも十分にせいを有す
る。
【0009】T形鋼アンカーフレーム1は、ウエブ3を
内側に向けて等間隔に配した4本のT形鋼竪材2を有
し、これらのT形鋼竪材の上端部4で鉄骨柱脚5の周り
を抱き込み得るよう形成しており、それらのT形鋼竪材
2の上端部4の直下で、交差して対面する二組のT形鋼
竪材2のウエブ3相互間にウエブ両側にてそれぞれ一対
のアングル材18を架設して上下に交差させ、上位の一対
のアングル材18の上にテンプレート19を配し、また、そ
れらのT形鋼竪材2の下端部のウエブ3相互間に交差プ
レート20を架設し、各T形鋼竪材2の下端にそれぞれ脚
片23を付設している。なお、それぞれの接合は隅肉溶接
でよい。かかるT形鋼アンカーフレーム1は、根切底の
捨てコンクリート24上の適所に載置してケミカルアンカ
ー25により各脚片23を固定した後、基礎梁、フーチング
等の基礎工事を行い、テンプレート19以下の大半を基礎
コンクリート6中に埋設し、各T形鋼竪材2の上端部4
だけを上方へと突出させる。
【0010】鉄骨柱脚5は、図示のものでは角形鋼管柱
に係るものであるが、外周面にそれらのT形鋼竪材2の
ウエブ3に沿える4枚の縦ガセットプレート7を溶接に
て配設しており、各縦ガセットプレート7の上端にそれ
ぞれ水平リブ26を溶接にて付設している。また、鉄骨柱
脚5の下端には、ベースプレート12を溶接し、該ベース
プレートに、上記各T形鋼竪材2のウエブ3と嵌合させ
る4個の横スリット13を上記各縦ガセットプレート7に
沿えて形成している。なお、ベースプレート12は、常時
の軸力を基礎コンクリートに伝えるものである。かかる
鉄骨柱脚5は、埋設したT形鋼アンカーフレーム1の全
T形鋼竪材2の上端部4内側へと建入れし、この際、ベ
ースプレート12の4個の横スリット13をそれぞれ各T形
鋼竪材2のウエブ3へ嵌合させて、建入れ調整した後、
それらの縦ガセットプレート7の基端部8と先端部9と
上端部とをそれぞれ隣接する上記各T形鋼竪材2のウエ
ブ3へ隅肉溶接10,11,22する。なお、この溶接では、
近くに位置する鉄骨柱脚5やT形鋼竪材2のフランジ21
に対しても一緒に溶接することにより、より有効とな
る。また、ウエブ3と縦ガセットプレート7とを高力ボ
ルトで締め付けてもよい(図1中の二点鎖線参照)。次
いで、基礎コンクリート6の上にT形鋼アンカーフレー
ム1のT形鋼竪材2の上端レベルまで床スラブ工事を行
い、そのスラブコンクリート27中に全T形鋼竪材2の上
端部4を埋設する。
【0011】如上の構成であるから、鉄骨柱脚5に水平
せん断力が加わることでこの鉄骨柱脚5に生じる曲げモ
ーメントは、軸方向力としてこの鉄骨柱脚5からT形鋼
アンカーフレーム1の各T形鋼竪材2に伝達され、更
に、基礎梁、フーチング等の基礎コンクリート6へと伝
達される。したがって、T形鋼アンカーフレーム1は、
鉄骨柱脚5を基礎コンクリート6に定着させる単なるア
ンカーフレームとしての機能の他、鉄骨柱脚5と構造的
に剛に一体化して固定柱脚の一部としての機能を発揮
し、各T形鋼竪材2のフランジ21が有効に固定度を確保
する。そして、T形鋼アンカーフレーム1を基礎梁主筋
などと溶接等にて一体化させることにより、コンクリー
ト基礎部への応力伝達も明快となる。その一方、埋め込
み柱脚の場合とは異なり、基礎梁鉄筋等に対する鉄骨柱
の干渉はない。
【0012】ところで、鉄骨柱脚5とT形鋼アンカーフ
レーム1との断面積に関しては、次のようになる。図1
で、角形鋼管柱の鉄骨柱脚5の横幅をD、奥行きをD、
厚さをt、鉄骨柱脚5の垂直応力度をσy とすれば、鉄
骨柱脚5の曲げモーメントMp1は、
【数1】Mp1=D×t×D×σy となる。また、T形鋼アンカーフレーム1の各T形鋼竪
材2の断面積をA、対峙するT形鋼竪材2相互の材軸間
の距離をH、T形鋼アンカーフレーム1の垂直応力度を
σy とすれば、T形鋼アンカーフレーム1の曲げモーメ
ントMp2は、
【数2】Mp2=A×H×σy となる。そして、両曲げモーメントMp1,Mp2は共通で
あるから、
【数3】 Mp1=Mp2 D×t×D×σy =A×H×σy ∴ A=D×t×D/H が得られ、H>Dより、A<D×tとなることは明らか
である。いま、例えば、H=2Dのとき、上式は、
【数4】A=D×t×D/H=D×t×D/2D=D×
t×1/2 となり、T形鋼竪材2の断面積は、H=Dの場合の1/
2で済む。つまり、T形鋼竪材2の断面積Aは、T形鋼
竪材2相互の材軸間距離Hが大きくなればなるほどこれ
に反比例して小さくなり、鋼材量が減少する。
【0013】その2.図7乃至図9は、請求項1及び請求
項3の発明に係るT形鋼アンカーフレームを利用した固
定鉄骨柱脚の他の実施の形態を示している。この場合
は、強度上等から、図1乃至図6のものにおいて、T形
鋼アンカーフレーム1の各T形鋼竪材2を2本あて平行
させて都合8本とし、これに対応させて鉄骨柱脚5の縦
ガセットプレート7並びにベースプレート12の横スリッ
ト13もそれぞれ8個としている。他は、図1乃至図6の
場合と実質的に同じであるから詳細な説明を省略する。
【0014】その3.図10、図11は、請求項1、請求
項4の発明に係るT形鋼アンカーフレームを利用した固
定鉄骨柱脚の実施の形態を示している。図1乃至図6の
場合と同様に、図において、1は、基礎コンクリート6
中に埋設したT形鋼アンカーフレーム、5は、該T形鋼
アンカーフレームに建入れた鉄骨柱(角形鋼管柱)17の
柱脚すなわち鉄骨柱脚であり、T形鋼アンカーフレーム
1は、鉄骨柱脚5よりも十分なせいを有する。
【0015】T形鋼アンカーフレーム1は、ウエブ3を
内側に向けて4箇所に等間隔に配した2本あて都合8本
のT形鋼竪材2を有し、かつ、これらのT形鋼竪材の上
端部4で鉄骨柱脚5の周りを囲成し得るよう形成すると
ともに、これらのT形鋼竪材の上端部4のウエブ3相互
間と下端部のウエブ3相互間に各2枚の平行板を交差さ
せた交差プレート14,20を架設しており、8本のT形鋼
竪材2は、2本あて隣接平行させてフランジ21相互で接
合している。また、それらのT形鋼竪材の上端部4に位
置する交差プレート14の直下にテンプレート19を配して
上記各ウエブ3に接合し、間隔を隔てて隣合うT形鋼竪
材2のフランジ21相互間にそれぞれブレース22を架設
し、各T形鋼竪材2の下端にそれぞれ脚片23を付設して
いる。なお、それぞれの接合は溶接でよい。かかるT形
鋼アンカーフレーム1は、図1乃至図6の場合と同様
に、根切底の捨てコンクリート上の適所に設置してケミ
カルアンカーにより各脚片23を固定した後、基礎梁、フ
ーチング等の基礎工事を行い、テンプレート19以下の大
半を基礎コンクリート6中に埋設し(図1参照)、図1
0に示すように、各T形鋼竪材2の上端部4及び該上端
部の交差プレート14だけを上方へと突出させる。
【0016】鉄骨柱脚5には、図11に示すように、T
形鋼アンカーフレーム1における各T形鋼竪材の上端部
4に位置する交差プレート14に対応させて8個の縦スリ
ット15を配設し、当該鉄骨柱脚5をそれらのT形鋼竪材
2の上端部4内側へ建入れするとともに、各縦スリット
15を上記各交差プレート14に嵌合させて、建入れ調整し
た後、図10に示すように、相互間で適宜に溶接16す
る。次に、図1乃至図6の場合と同様に、基礎コンクリ
ート6の上にT形鋼アンカーフレーム1のT形鋼竪材2
の上端レベルまで床スラブ工事を行い、そのスラブコン
クリート中に全T形鋼竪材2の上端部4及び該上端部の
交差プレート14を埋設する(図1参照)。
【0017】この場合も、図1乃至図6の場合と同様の
作用、機能等を発揮する。なお、この場合、基礎コンク
リート打設の後は、一般的な鉄骨建方の手順となるの
で、柱下の軸力サポート材は不要である。また、常時の
軸力は鉄骨柱脚直下にベースプレートを介して支圧によ
り基礎部コンクリートにより伝達させる。
【0018】その他 以下の実施の形態では、鉄骨柱17とその鉄骨柱脚5を角
形鋼管としているが、H形鋼、クロスH形鋼等も対象と
なる。実施の形態その1.及びその2.では、横スリット13
つきのベースプレート12を用いているが、ベースプレー
トを柱内に入れ込むタイプとしてもよい。この場合に
は、下のテンプレート19を無視する。また、建方に当た
っては、基礎梁の上にベースモルタルを配し、これにベ
ースプレート12を載せて建方調整する。なお、各縦ガセ
ットプレート7とこれらに対応するT形鋼アンカーフレ
ーム1の各T形鋼竪材2の上端部4の要所にそれぞれ建
方用の透孔を穿設しておき、建方用ボルトを挿通させ
る。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、複数のT形鋼竪材2を
有して成りかつ鉄骨柱脚5よりもせいを有するT形鋼ア
ンカーフレーム1を基礎コンクリート6中に埋設すると
ともに、該T形鋼アンカーフレームの上部にその鉄骨柱
脚5を剛接合して一体化させているので、そのT形鋼ア
ンカーフレーム1を構造力学的に鉄骨柱脚5の一部とす
ることができ、柱脚を強固に確実にかつ十分に固定で
き、従来の埋め込み柱脚やハイベース等の固定柱脚とは
別の新しいタイプの固定柱脚を提供できる。また、接合
が隅肉溶接又はボルト接合の簡便な接合法で済むから、
その現場溶接時に、溶接者の資格を要して検査も義務づ
けられている突き合わせによる方法は用いないでよく、
工期、コスト共に甚だ有利となる。更に、応力的に明快
であるから、今後法制化されるであろう法規制からも逸
脱せず、公的認定の必要がない。したがって、構成並び
に施工を簡素化でき、短工期を可能にできて、発注時期
を早める必要はなく、しかも、低コストを可能にでき、
ディテール等に問題が生じるようなことがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 請求項1、請求項2、請求項3の発明に係る
実施の形態その1.を示す截断側面図である。
【図2】 図1のA−A線断面図である。
【図3】 同実施の形態その1.における鉄骨建入れ直前
の截断側面図である。
【図4】 同実施の形態その1.におけるT形鋼アンカー
フレームを示す平面図である。
【図5】 図3のB−B線断面図である。
【図6】 図3のC−C線断面図である。
【図7】 請求項1、請求項2、請求項3の発明に係る
実施の形態その2.を示す上記図2と同等部分の断面図で
ある。
【図8】 同実施の形態その2.におけるT形鋼アンカー
フレームを示す平面図である。
【図9】 同実施の形態その2.における上記図5と同等
部分の断面図である。
【図10】請求項1、請求項4の発明に係る実施の形態
その3.を示す斜視図である。
【図11】同実施の形態その3.における要部部材の斜視
図である。
【符号の説明】
1…T形鋼アンカーフレーム 2…T形鋼竪材 3…ウエブ 4…上端部 5…鉄骨柱脚 6…基礎コンクリー
ト 7…縦ガセットプレート 8…基端部 9…先端部 10,11,22…溶接 12…ベースプレート 13…横スリット 14…交差プレート 15…縦スリット 16…溶接 17…鉄骨柱 18…アングル材 19…テンプレート 20…交差プレート 21…フランジ 23…脚片 24…捨てコンクリー
ト 25…ケミカルアンカー 26…水平リブ 27…スラブコンクリート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 麻生 直木 東京都中央区銀座八丁目21番1号 株式会 社竹中工務店東京本店内 (72)発明者 関 光雄 東京都中央区銀座八丁目21番1号 株式会 社竹中工務店東京本店内 (72)発明者 宮木 宗和 東京都中央区銀座八丁目21番1号 株式会 社竹中工務店東京本店内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のT形鋼竪材2を有して成りかつ鉄
    骨柱脚5よりもせいを有するT形鋼アンカーフレーム1
    を設け、該T形鋼アンカーフレームを基礎コンクリート
    6中に埋設するとともに、該T形鋼アンカーフレームの
    突出部にその鉄骨柱脚5を剛接合したことを特徴とする
    T形鋼アンカーフレームを利用した固定鉄骨柱脚。
  2. 【請求項2】 ウエブ3を内側に向けて配した複数のT
    形鋼竪材2を有しかつこれらのT形鋼竪材の上端部4で
    鉄骨柱脚5の周りを抱き込み得るよう形成したT形鋼ア
    ンカーフレーム1を設け、該T形鋼アンカーフレームを
    それらのT形鋼竪材2の上端部4を上方へと突出させて
    他の大半を基礎コンクリート6中に埋設し、また、上記
    鉄骨柱脚5の外周面にそれらのT形鋼竪材2のウエブ3
    に沿える複数の縦ガセットプレート7を配設して、当該
    鉄骨柱脚5をそれらのT形鋼竪材2の上端部4内側へ建
    入れし、それらの縦ガセットプレート7の基端部8と先
    端部9とをそれぞれ隣接する上記各T形鋼竪材2のウエ
    ブ3へ隅肉溶接10,11,22したことを特徴とするT形鋼
    アンカーフレームを利用した固定鉄骨柱脚。
  3. 【請求項3】 上記鉄骨柱脚5の下端に設けたベースプ
    レート12に、上記各T形鋼竪材2のウエブ3と嵌合させ
    る適数の横スリット13を形成した請求項2記載のT形鋼
    アンカーフレームを利用した固定鉄骨柱脚。
  4. 【請求項4】 ウエブ3を内側に向けて配した複数のT
    形鋼竪材2を有しかつこれらのT形鋼竪材の上端部4で
    鉄骨柱脚5の周りを囲成し得るよう形成するとともに、
    これらのT形鋼竪材の上端部4相互間に適数の交差プレ
    ート14を架設したT形鋼アンカーフレーム1を設け、該
    T形鋼アンカーフレームをそれらのT形鋼竪材2の上端
    部4及び交差プレート14を上方へと突出させて他の大半
    を基礎コンクリート6中に埋設し、また、上記鉄骨柱脚
    5に上記各交差プレート14に対応させて適数の縦スリッ
    ト15を配設し、当該鉄骨柱脚5をそれらのT形鋼竪材2
    の上端部4内側へ建入れするとともに、各縦スリット15
    を上記各交差プレート14に嵌合させて相互間で溶接16し
    たことを特徴とするT形鋼アンカーフレームを利用した
    固定鉄骨柱脚。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011071318A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Daihen Corp 電力用機器固定装置
CN102644379A (zh) * 2012-04-28 2012-08-22 中建一局集团建设发展有限公司 钢柱脚的临时支撑体系及其施工方法
CN103410161A (zh) * 2013-08-28 2013-11-27 张玉芳 斜向控制注浆钢锚管框架及其施工方法

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