JPWO2015037094A1 - Column base structure - Google Patents

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秀宣 田中
高橋 秀明
秀明 高橋
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久美子 増田
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Abstract

柱脚構造のエネルギー吸収能力を向上させて、建築構造物の損傷や破断、或いは倒壊を防止することができると共に、柱脚構造や建築構造物の大型化や重量化、高額化を防止することができる柱脚構造を提供する。柱部材4の下端部に接合された接合金物42の周縁部が基礎コンクリート3から上方に突出したアンカーボルト10により固定され、柱部材4よりも先にアンカーボルト10が降伏する柱脚構造40であって、アンカーボルト10が降伏を開始する第1曲げモーメントMaが、接合金物42の周縁部が降伏を開始する第2曲げモーメントMbよりも大きく、かつ第2曲げモーメントMbの1.5倍以下になるように設定された。Improve the energy absorption capacity of the column base structure to prevent damage, breakage, or collapse of the building structure, and prevent the column base structure or building structure from becoming large, heavy, or expensive. Provide a column base structure that can In the column base structure 40 in which the peripheral portion of the metal joint 42 joined to the lower end portion of the column member 4 is fixed by the anchor bolt 10 protruding upward from the foundation concrete 3, and the anchor bolt 10 yields before the column member 4. The first bending moment Ma at which the anchor bolt 10 starts yielding is larger than the second bending moment Mb at which the peripheral portion of the joint metal 42 starts yielding, and 1.5 times or less of the second bending moment Mb. Was set to be.

Description

本発明は、建築構造物における柱部材の下端部に接合された接合金物が、基礎コンクリートの上方に配置されて、基礎コンクリート中から上方に突出したアンカーボルトの先端部に固定され、柱部材よりも先にアンカーボルトが降伏する柱脚構造に関するものである。   According to the present invention, a metal joint joined to a lower end portion of a pillar member in a building structure is arranged above the foundation concrete, and is fixed to a tip end portion of an anchor bolt protruding upward from the foundation concrete. This is also related to the column base structure where the anchor bolt yields first.

図12から図15は、従来の柱脚構造2について説明するために参照する図である。   12 to 15 are views referred to for explaining the conventional column base structure 2.

従来の柱脚構造2は、図12に示すように、略正方形状の表裏両面を有する平板状の柱脚金物6が、基礎コンクリート3の上方にモルタル8を介して設けられていた。この柱脚金物6は、金属製であり、その上面6a(表面)に、図中上下方向に長さを有する角筒状の鉄骨柱4(柱部材)の下端面が溶接により接合されていた。   In the conventional column base structure 2, as shown in FIG. 12, a plate-shaped column base metal 6 having substantially square front and back surfaces is provided above a foundation concrete 3 via a mortar 8. This column base metal 6 is made of metal, and the lower end surface of a rectangular steel column 4 (column member) having a length in the vertical direction in the figure is joined to the upper surface 6a (surface) by welding. .

そして、基礎コンクリート3中からその上方に突出するアンカーボルト10の上端部が、柱脚金物6の周縁部のボルト挿通孔6b及び座金16の貫通孔を挿通していた。アンカーボルト10の上端部に形成されたオネジ部が、ナット部材12のメネジ部にねじ締結されることにより、鉄骨柱4は、柱脚金物6とモルタル8を介して基礎コンクリート3の上に立設して固定されていた(例えば、特許文献1参照)。   The upper end portion of the anchor bolt 10 protruding upward from the foundation concrete 3 was inserted through the bolt insertion hole 6 b and the through hole of the washer 16 at the peripheral edge of the column base 6. The steel column 4 stands on the foundation concrete 3 via the column base metal 6 and the mortar 8 by screwing the male screw portion formed on the upper end portion of the anchor bolt 10 to the female screw portion of the nut member 12. It was installed and fixed (for example, refer patent document 1).

また、基礎コンクリート3中において、アンカーボルト10の下端部に形成されたオネジ部が、ナット部材14のメネジ部にねじ締結されており、ナット部材14の上には定着板18が載置されていた。   Further, in the basic concrete 3, a male screw portion formed at the lower end portion of the anchor bolt 10 is screwed to a female screw portion of the nut member 14, and a fixing plate 18 is placed on the nut member 14. It was.

また、他の従来の柱脚構造としては、上記柱脚金物6の代わりに、底板部と、その底板部上面の中央部がその周縁部より上方に突出した支持台部により構成され、その支持台部の上面に鉄骨柱の下端面が溶接により接合された、平板状とは異なる柱脚金物を用いた柱脚構造があった(例えば、特許文献2参照)。   In addition, as another conventional column base structure, instead of the column base metal 6, a bottom plate portion and a support base portion in which a central portion of the upper surface of the bottom plate portion protrudes upward from the peripheral edge portion thereof are supported. There was a column base structure using a column base hardware different from a flat plate shape in which the lower end surface of the steel column was joined to the upper surface of the base portion by welding (for example, see Patent Document 2).

この特許文献2に係る他の従来の柱脚構造は、基礎コンクリート中から上方に突出するアンカーボルトの上端部が、柱脚金物の底板部の周縁部の厚さ方向を貫通するボルト挿通孔に挿通して、アンカーボルトに形成されたオネジ部が、ナット部材のメネジ部にねじ締結することにより、鉄骨柱が、柱脚金物とモルタルを介して基礎コンクリートの上に立設して固定されていた。   In another conventional column base structure according to Patent Document 2, the upper end portion of the anchor bolt protruding upward from the foundation concrete is a bolt insertion hole that penetrates the thickness direction of the peripheral portion of the bottom plate portion of the column base hardware. Insert the male screw part formed on the anchor bolt into the female screw part of the nut member, and the steel column is fixed on the foundation concrete via the column base metal and mortar. It was.

ところで、上記従来の柱脚構造2における鉄骨柱4に対して、例えば地震などにより、図13に示すような、鉄骨柱4の柱脚金物6との接合部の回転中心Oの周りに時計回り方向に、鉄骨柱4を回転させようとする大きな曲げモーメントMを発生させる荷重が加わった場合には、この曲げモーメントMは、柱脚金物6の同図中左端部を浮き上がらせるように作用する。   By the way, the steel column 4 in the conventional column base structure 2 is rotated clockwise around the rotation center O of the joint portion of the steel column 4 with the column base metal 6 as shown in FIG. When a load that generates a large bending moment M for rotating the steel column 4 is applied in the direction, the bending moment M acts to lift the left end of the column base 6 in FIG. .

これに対して、柱脚金物6の図13中回転中心Oより左側部分に固定されたアンカーボルト10は、上記曲げモーメントMを発生させる荷重に抗しきれず降伏を開始して、図中上方に自身の長さを伸ばす(塑性変形させる)ことにより、上記曲げモーメントMを発生させる荷重によるエネルギーを吸収するようになっていた。   On the other hand, the anchor bolt 10 fixed to the left side portion of the column base metal 6 from the rotation center O in FIG. 13 starts yielding without resisting the load that generates the bending moment M and moves upward in the figure. By extending its own length (plastically deforming), energy due to a load that generates the bending moment M is absorbed.

特開2003−232078号公報JP 2003-232078 A 特開2003−336266号公報JP 2003-336266 A

しかしながら、上記従来の柱脚構造2は、図14に示すように、塑性変形したアンカーボルト10が、上記曲げモーメントMを発生させる荷重が取り除かれた後も同図中上方に伸びた状態のままとなるため、ナット部材12の下面と座金16の上面との間に大きな隙間Sが生じたままとなる。   However, in the conventional column base structure 2, as shown in FIG. 14, the anchor bolt 10 that has been plastically deformed remains in an upward state in the drawing even after the load that generates the bending moment M is removed. Therefore, a large gap S remains between the lower surface of the nut member 12 and the upper surface of the washer 16.

このため、再度上記曲げモーメントMを発生させる荷重が加わったときは、従来の柱脚構造2のエネルギー吸収能力が、初めに曲げモーメントMを発生させる荷重が加わったときに比べて、著しく低下するという問題があった。   For this reason, when a load that generates the bending moment M is applied again, the energy absorption capacity of the conventional column base structure 2 is significantly reduced compared to when a load that generates the bending moment M is applied first. There was a problem.

このような従来の柱脚構造2の問題について、図12から図15を用いて詳しく説明する。ここで、図15は、従来の柱脚構造2における、鉄骨柱4に加えられる曲げモーメントM(図13参照)と、鉄骨柱4の、柱脚金物6との接合部の回転中心Oを上下方向に通る一点鎖線(図13参照)からの回転角θとの対応関係を概略的に示す、ヒステリシス線図(履歴特性線図)である。   Such a problem of the conventional column base structure 2 will be described in detail with reference to FIGS. 15 shows the bending center M applied to the steel column 4 in the conventional column base structure 2 (see FIG. 13) and the rotation center O of the joint between the steel column 4 and the column base metal 6 up and down. FIG. 14 is a hysteresis diagram (history characteristic diagram) schematically showing a correspondence relationship with a rotation angle θ from a one-dot chain line (see FIG. 13) passing in a direction.

従来の柱脚構造2は、アンカーボルト10が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントの値が、鉄骨柱4が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントの値や、アンカーボルト10から受ける力により柱脚金物6の周縁部が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントの値よりも小さく設定されており、鉄骨柱4や柱脚金物6よりも先にアンカーボルト10が降伏するようになっていた。   In the conventional column base structure 2, the yield starting bending moment when the anchor bolt 10 starts yielding is the same as the yield starting bending moment when the steel column 4 starts yielding, and the force received from the anchor bolt 10. Is set smaller than the value of the yield start bending moment when the peripheral edge of the column base 6 starts yielding, and the anchor bolt 10 yields before the steel column 4 and the column base 6. It was.

このため、図12に示す柱脚構造2に上記曲げモーメントMが作用すると、鉄骨柱4と柱脚金物6は図13中左側が右側より上方になるように傾いて、同図中回転中心Oより左側のアンカーボルト10は、曲げモーメントMを発生させる荷重を柱脚金物6から受けて、図中上方に向かって伸びるようになっていた。   For this reason, when the bending moment M is applied to the column base structure 2 shown in FIG. 12, the steel column 4 and the column base metal 6 are tilted so that the left side in FIG. The anchor bolt 10 on the left side receives a load that generates a bending moment M from the column base metal 6 and extends upward in the figure.

ここで、図13中左側のアンカーボルト10は、図15中状態AからBにおいて弾性変形により伸びてその長さ寸法が大きくなっていたが、同図中状態BからCにおいてはその弾性範囲を超えて降伏を開始し、塑性変形することにより伸びてその長さ寸法が大きくなっていた。   Here, the anchor bolt 10 on the left side in FIG. 13 was elongated due to elastic deformation in the state A to B in FIG. 15 and its length dimension was increased, but in the state B to C in FIG. Yield began beyond this, and the length dimension increased due to plastic deformation.

上記曲げモーメントMが小さくなってくると、図13中左側のアンカーボルト10は、図15中状態CからDにおいて弾性変形することにより伸びた分だけその長さ寸法が小さくなるが、同図中状態BからCにおいて塑性変形することにより伸びた分は、状態CからEにおいてもその長さは伸びたままであった。   When the bending moment M becomes smaller, the anchor bolt 10 on the left side in FIG. 13 is reduced in length by the amount of elongation due to elastic deformation in the state C to D in FIG. The length increased by the plastic deformation in the states B to C remained in the length even in the states C to E.

そして、上記曲げモーメントMとは逆方向(図13中反時計回り方向)の曲げモーメントが作用すると、図15中状態EからF,G,Hを経由して状態Iに至る過程においては、曲げモーメントの作用方向が逆方向であること以外は、同図中状態AからEに至る過程と同様であった。   When a bending moment in the direction opposite to the bending moment M (counterclockwise direction in FIG. 13) acts, in the process from state E to state I via F, G, H in FIG. The process was the same as the process from state A to E in FIG.

このため、図13中右側のアンカーボルト10は、図15中状態EからF,G,Hを経由して状態Iに至る過程において、図13中左側のアンカーボルト10と同様の、図15中状態AからEに至る過程における変形と同様の変形が生じることになる。   Therefore, the anchor bolt 10 on the right side in FIG. 13 is the same as the anchor bolt 10 on the left side in FIG. 13 in the process from state E to state I via F, G, H in FIG. A deformation similar to the deformation in the process from the state A to the E occurs.

図15中状態AからEまでの軌跡により形成された四辺形の面積と、状態EからIまでの軌跡により形成された四辺形の面積は、これらの状態の間に従来の柱脚構造2が吸収することができるエネルギー吸収量を示している。このため、従来の柱脚構造2は、状態AからIまでにおいては、問題なくエネルギー吸収を行なうことができていた。   In FIG. 15, the area of the quadrilateral formed by the trajectory from the states A to E and the area of the quadrilateral formed by the trajectory from the states E to I are determined by the conventional column base structure 2 between these states. It shows the amount of energy absorption that can be absorbed. For this reason, the conventional column base structure 2 was able to absorb energy without problems in the states A to I.

しかしながら、一度図15中状態Iに至ると、図14に示すように、図中左右両側のアンカーボルト10のそれぞれは、塑性変形することにより図中上方に伸びていたため、柱脚金物6はアンカーボルト10に固定された状態ではなくなり、ナット部材12の下面と座金16の上面との間に大きな隙間Sが生じていた。   However, once the state I in FIG. 15 is reached, as shown in FIG. 14, each of the anchor bolts 10 on the left and right sides in the figure has been extended upward due to plastic deformation. It was not fixed to the bolt 10, and a large gap S was generated between the lower surface of the nut member 12 and the upper surface of the washer 16.

そして、状態Iにおいて再度曲げモーメントMを発生させる荷重が加えられた場合には、状態IからJにおいて、すなわち図14中左側のナット部材12の下面と、座金16の上面とが接触するまでの間、鉄骨柱4及び柱脚金物6は図中左側が右側より上方になるように傾けられていた。   When a load that generates the bending moment M is applied again in the state I, in the state I to J, that is, until the lower surface of the nut member 12 on the left side in FIG. Meanwhile, the steel column 4 and the column base 6 were tilted so that the left side in the figure was higher than the right side.

この状態IからJにおいて上記曲げモーメントMを発生させる荷重は、鉄骨柱4の下端部及び柱脚金物6からアンカーボルト10には伝達されないため、従来の柱脚構造2は状態IからJにおいて、全くエネルギー吸収が行なわれないスリップ現象が生じていた。   In this state I to J, the load that generates the bending moment M is not transmitted to the anchor bolt 10 from the lower end of the steel column 4 and the column base 6, so the conventional column base structure 2 is in the state I to J, There was a slip phenomenon where no energy was absorbed.

このとき、従来の柱脚構造2における鉄骨柱4の下端部、柱脚金物6及びアンカーボルト10においてエネルギー吸収が行なわれないため、状態IからJにおいて、上記曲げモーメントMを発生させる荷重は、全く低減されることなく、柱脚構造2より上方の上部構造を構成する梁部材や柱部材などに急激にかかるようになっていた。   At this time, since energy is not absorbed in the lower end portion of the steel column 4 in the conventional column base structure 2, the column base metal 6 and the anchor bolt 10, the load that generates the bending moment M in the states I to J is as follows: Without being reduced at all, the beam member or the column member constituting the upper structure above the column base structure 2 is suddenly applied.

このため、上記曲げモーメントMを発生させる荷重が全く低減されることなく、急激にかかることにより上部構造を構成する梁部材や柱部材などに損傷や破断を生じたり、建築構造物が倒壊したりするおそれがあった。   For this reason, the load that generates the bending moment M is not reduced at all, and the beam member or the column member constituting the upper structure may be damaged or broken by being suddenly applied, or the building structure may be collapsed. There was a risk.

このような問題に対して、従来の柱脚構造2より上方の上部構造は、梁部材や柱部材の径や太さなどの寸法を大きくして上記曲げモーメントMを発生させる荷重に耐え得るようにしていたが、その反面上部構造の大型化や重量化、高額化を招くという問題があった。   With respect to such a problem, the upper structure above the conventional column base structure 2 can withstand the load that generates the bending moment M by increasing the diameter and thickness of the beam member and the column member. However, on the other hand, there is a problem that the superstructure is increased in size, weight, and cost.

また、従来の柱脚構造2において、アンカーボルト10が吸収することができる上記曲げモーメントMを発生させるエネルギーを増加するために、外径寸法を増加させたアンカーボルト10を採用した場合には、対応するナット部材12の寸法も大きくなるだけでなく、柱脚金物6の厚さ寸法も大きくする必要があるため、柱脚構造2の大型化や重量化、高額化を招くという問題があった。   Further, in the conventional column base structure 2, in order to increase the energy for generating the bending moment M that the anchor bolt 10 can absorb, when the anchor bolt 10 having an increased outer diameter is employed, In addition to increasing the size of the corresponding nut member 12, it is necessary to increase the thickness of the column base 6, which increases the size, weight, and cost of the column base structure 2. .

そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、柱脚構造のエネルギー吸収能力を向上させて、建築構造物の損傷や破断、或いは倒壊を防止することができると共に、柱脚構造や建築構造物の大型化や重量化、高額化を防止することができる柱脚構造を提供することを課題とするものである。   Therefore, in view of the above problems, the present invention can improve the energy absorption capacity of the column base structure and prevent damage, breakage, or collapse of the building structure, as well as the column base structure and building structure. It is an object of the present invention to provide a column base structure that can prevent an increase in size, weight, and cost.

上記課題を解決するために、本発明による柱脚構造は、
柱部材の下端部に接合された接合金物の周縁部が基礎コンクリートから上方に突出したアンカーボルトにより固定され、前記柱部材よりも先に前記アンカーボルトが降伏する柱脚構造であって、
前記アンカーボルトが降伏を開始する第1曲げモーメントが、前記接合金物の周縁部が降伏を開始する第2曲げモーメントよりも大きく、かつ前記第2曲げモーメントの1.5倍以下になるように設定されたことを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the column base structure according to the present invention is:
The peripheral part of the joint hardware joined to the lower end of the column member is fixed by an anchor bolt protruding upward from the basic concrete, and the column base structure in which the anchor bolt yields before the column member,
The first bending moment at which the anchor bolt starts yielding is set to be larger than the second bending moment at which the peripheral portion of the joint metal starts yielding and 1.5 times or less of the second bending moment. It is characterized by that.

このような本発明の柱脚構造によれば、
柱部材の下端部に接合された接合金物の周縁部が基礎コンクリートから上方に突出したアンカーボルトにより固定され、前記柱部材よりも先に前記アンカーボルトが降伏する柱脚構造であって、
前記アンカーボルトが降伏を開始する第1曲げモーメントが、前記接合金物の周縁部が降伏を開始する第2曲げモーメントよりも大きく、かつ前記第2曲げモーメントの1.5倍以下になるように設定されたことにより、
柱脚構造のエネルギー吸収能力を向上させて、建築構造物の損傷や破断、或いは倒壊を防止することができると共に、柱脚構造や建築構造物の大型化や重量化、高額化を防止することができる。
According to such a column base structure of the present invention,
The peripheral part of the joint hardware joined to the lower end of the column member is fixed by an anchor bolt protruding upward from the basic concrete, and the column base structure in which the anchor bolt yields before the column member,
The first bending moment at which the anchor bolt starts yielding is set to be larger than the second bending moment at which the peripheral portion of the joint metal starts yielding and 1.5 times or less of the second bending moment. As a result,
Improve the energy absorption capacity of the column base structure to prevent damage, breakage, or collapse of the building structure, and prevent the column base structure or building structure from becoming large, heavy, or expensive. Can do.

本発明の一実施の形態に係る柱脚構造40を示す一部断面側面図である。It is a partial section side view showing column base structure 40 concerning one embodiment of the present invention. 図1に示す柱脚構造40に曲げモーメントMが加えられた状態を説明するための概略一部断面側面図である。It is a schematic partial cross-sectional side view for demonstrating the state where the bending moment M was added to the column base structure 40 shown in FIG. 図1に示す柱脚構造40に曲げモーメントMが加えられてアンカーボルト10が降伏した状態を説明するための概略一部断面側面図である。It is a schematic partial cross-sectional side view for demonstrating the state where the bending moment M was added to the column base structure 40 shown in FIG. 1, and the anchor bolt 10 yielded. 図1における鉄骨柱4の曲げモーメントMと回転角θとの関係を概略的に示す、ヒステリシス線図である。It is a hysteresis diagram which shows roughly the relationship between the bending moment M of the steel column 4 in FIG. 1, and rotation angle (theta). 2層モデル50の概略図である。2 is a schematic diagram of a two-layer model 50. FIG. 4層モデル52の概略図である。4 is a schematic diagram of a four-layer model 52. FIG. 図12における鉄骨柱4の曲げモーメントMと回転角θとの関係を示すヒステリシス線図である。It is a hysteresis diagram which shows the relationship between the bending moment M of the steel column 4 in FIG. 12, and rotation angle (theta). 図1における鉄骨柱4の曲げモーメントMと回転角θとの関係を示すヒステリシス線図である。It is a hysteresis diagram which shows the relationship between the bending moment M of the steel column 4 in FIG. 1, and rotation angle (theta). 図1及び図12における鉄骨柱4を埋め込み柱脚型により基礎コンクリート3と接合した場合の鉄骨柱4の曲げモーメントMと回転角θとの関係を概略的に示す、ヒステリシス線図である。FIG. 13 is a hysteresis diagram schematically showing the relationship between the bending moment M of the steel column 4 and the rotation angle θ when the steel column 4 in FIGS. 1 and 12 is joined to the basic concrete 3 by an embedded column base. 従来の柱脚構造2と本発明の柱脚構造40の2層モデル50における柱脚吸収エネルギー指標の比較図である。It is a comparison figure of the column base absorbed energy parameter | index in the two-layer model 50 of the conventional column base structure 2 and the column base structure 40 of this invention. 従来の柱脚構造2と本発明の柱脚構造40の4層モデル52における柱脚吸収エネルギー指標の比較図である。It is a comparison figure of the column base absorbed energy parameter | index in the 4-layer model 52 of the conventional column base structure 2 and the column base structure 40 of this invention. 従来の柱脚構造2を示す一部断面側面図である。It is a partial cross section side view which shows the conventional column base structure 2. FIG. 図12に示す柱脚構造2に曲げモーメントMが加えられた状態を説明するための概略一部断面側面図である。FIG. 13 is a schematic partial cross-sectional side view for explaining a state in which a bending moment M is applied to the column base structure 2 shown in FIG. 12. 図12に示す柱脚構造2に曲げモーメントMが加えられてアンカーボルト10が降伏した状態を説明するための概略一部断面側面図である。FIG. 13 is a schematic partial cross-sectional side view for explaining a state where the bending moment M is applied to the column base structure 2 shown in FIG. 12 and the anchor bolt 10 yields. 図12における鉄骨柱4の曲げモーメントMと回転角θとの関係を概略的に示すヒステリシス線図である。It is a hysteresis diagram which shows roughly the relationship between the bending moment M of the steel column 4 in FIG. 12, and rotation angle (theta).

以下、本発明に係る柱脚構造を実施するための形態について、図面に基づいて具体的に説明する。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing the column base structure which concerns on this invention is demonstrated concretely based on drawing.

図1から図11は、本発明の一実施の形態に係る柱脚構造40について説明するために参照する図である。以下、前記従来の柱脚構造2と同様の部分には同じ符号を付して説明し、従来と同様の構成についての重複する説明は一部を除き省略する。   FIGS. 1 to 11 are views referred to for explaining a column base structure 40 according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the same parts as those of the conventional column base structure 2 will be described with the same reference numerals, and the description of the same structure as the conventional one will be omitted except for a part.

本実施の形態に係る柱脚構造40は、図1に示すように、平板状の柱脚金物42(接合金物)が、基礎コンクリート3の上方にモルタル8を介して設けられている。柱脚金物42は、金属製で、正方形状の表裏両面を有している。   In the column base structure 40 according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, a plate-shaped column base metal 42 (joint metal) is provided above the foundation concrete 3 via a mortar 8. The column base metal 42 is made of metal and has both square front and back surfaces.

この柱脚金物42は、その上面42aに鉄骨柱4(柱部材)の下端面が突き当てられて、互いが溶接により接合されている。鉄骨柱4は、図1中上下方向に長さを有すると共に、中空の角筒状に形成されている。   The column base metal 42 has its upper surface 42a abutted against the lower end surface of the steel column 4 (column member) and joined together by welding. The steel column 4 has a length in the vertical direction in FIG. 1 and is formed in a hollow rectangular tube shape.

そして、基礎コンクリート3中からその上方に突出するアンカーボルト10の上端部が、柱脚金物42に形成されたボルト挿通孔42bに挿通している。   The upper end portion of the anchor bolt 10 protruding upward from the foundation concrete 3 is inserted into a bolt insertion hole 42 b formed in the column base metal 42.

柱脚金物42より上方に突出した、アンカーボルト10の上端部に形成されたオネジ部が、座金16の貫通孔を挿通して、ナット部材12のメネジ部にねじ締結されることにより、鉄骨柱4は柱脚金物42とモルタル8を介して基礎コンクリート3の上に立設して固定されている。   The male thread portion formed at the upper end portion of the anchor bolt 10 that protrudes above the column base metal 42 is inserted into the through hole of the washer 16 and screwed to the female thread portion of the nut member 12, so that the steel column 4 is erected and fixed on the foundation concrete 3 via the column base 42 and the mortar 8.

本実施の形態における柱脚金物42は、アンカーボルト10から受ける力により柱脚金物42の周縁部が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントMb(第2曲げモーメント)が、従来の柱脚構造2における、アンカーボルト10から受ける力により柱脚金物6の周縁部が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントよりも小さくなるように、その厚さが従来の柱脚金物6の厚さより薄く設定されている。   In the column base metal 42 in the present embodiment, the yield start bending moment Mb (second bending moment) when the peripheral portion of the column base metal 42 starts yielding by the force received from the anchor bolt 10 is the conventional column base structure. 2, the thickness is set to be thinner than the thickness of the conventional column base 6 so that the peripheral edge of the column base 6 starts to yield by the force received from the anchor bolt 10. Has been.

また、本実施の形態における柱脚構造40は、アンカーボルト10が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントMa(第1曲げモーメント)が、アンカーボルト10から受ける力により柱脚金物42の周縁部が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントMbよりも大きく、かつ降伏開始曲げモーメントMbの1.5倍以下の値になるように設定されている。   Further, the column base structure 40 in the present embodiment is configured such that the yield start bending moment Ma (first bending moment) when the anchor bolt 10 starts yielding is the peripheral portion of the column base metal 42 due to the force received from the anchor bolt 10. Is set to be larger than the yield starting bending moment Mb when starting yielding and 1.5 times or less the yield starting bending moment Mb.

このため、曲げモーメントを発生させる荷重が増大していくと、アンカーボルト10よりも柱脚金物42の周縁部の方が先に降伏を開始するようになっている。   For this reason, when the load that generates the bending moment increases, the peripheral portion of the column base metal 42 starts yielding earlier than the anchor bolt 10.

もし反対に、アンカーボルト10が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントMaが、柱脚金物42の周縁部が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントMbの値以下の場合には、曲げモーメントを発生させる荷重が増大していくと、柱脚金物42より先にアンカーボルト10が降伏して、前記従来の柱脚構造2が有していた問題を解決することはできない。   Conversely, if the yield start bending moment Ma when the anchor bolt 10 starts yielding is equal to or less than the value of the yield start bending moment Mb when the peripheral edge of the column base metal 42 starts yielding, the bending moment As the load for generating the pressure increases, the anchor bolt 10 yields before the column base metal 42, and the problem of the conventional column base structure 2 cannot be solved.

また、アンカーボルト10が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントMaが、柱脚金物42の周縁部が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントMbの1.5倍の値より大きい場合には、アンカーボルト10が降伏して塑性変形する前に柱脚金物42の塑性変形が進み過ぎて、柱脚金物42のアンカーボルト10により固定された部分とその周辺が必要以上に折れ曲がって、アンカーボルト10をその伸長方向ではない方向に向かって押圧して、アンカーボルト10を破断させるおそれがある。   Further, when the yield start bending moment Ma when the anchor bolt 10 starts yielding is larger than the value of 1.5 times the yield start bending moment Mb when the peripheral portion of the column base metal 42 starts yielding, Before the anchor bolt 10 yields and undergoes plastic deformation, the plastic deformation of the column base metal 42 proceeds too much, and the portion fixed by the anchor bolt 10 of the column base metal 42 and its periphery are bent more than necessary, and the anchor bolt There is a possibility that the anchor bolt 10 may be broken by pressing 10 toward a direction other than the extending direction.

また、アンカーボルト10や柱脚金物42より先に柱部材4が降伏して塑性変形することがないように、柱部材4が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントは、アンカーボルト10が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントMaの値や、アンカーボルト10から受ける力により柱脚金物42の周縁部が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントMbの値や、柱脚金物42の周縁部以外が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントよりも大きい値に設定されている。   Further, the yield start bending moment when the column member 4 starts yielding is such that the anchor bolt 10 yields so that the column member 4 does not yield and plastically deform before the anchor bolt 10 or the column base metal 42. Value of the yield start bending moment Ma when starting the bending, the value of the yield starting bending moment Mb when the peripheral portion of the column base metal 42 starts yielding by the force received from the anchor bolt 10, and the peripheral edge of the column base metal 42 It is set to a value larger than the yield-start bending moment when the part other than the part starts yielding.

また、柱脚金物42より先に基礎コンクリート3やモルタル8が圧縮降伏して塑性変形することがないように、基礎コンクリート3やモルタル8が圧縮降伏を開始するときの圧縮降伏開始曲げモーメントは、アンカーボルト10から受ける力により柱脚金物42の周縁部が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントMbの値よりも大きい値に設定されている。   Further, in order to prevent the base concrete 3 and the mortar 8 from compressively yielding and plastically deforming before the column base metal 42, the compressive yield start bending moment when the base concrete 3 and the mortar 8 start the compressive yield is It is set to a value larger than the value of the yield start bending moment Mb when the peripheral portion of the column base metal 42 starts yielding by the force received from the anchor bolt 10.

このような本実施の形態に係る柱脚構造40は、鉄骨柱4に対して、図2に示すような、柱脚金物42との接合部の回転中心Oの周りに時計回り方向に、大きな曲げモーメントMを発生させる荷重が加わった場合には、図4中の状態BからCにおいて、柱脚金物42の図2中左側のボルト挿通孔42b近傍の周縁部が、アンカーボルト10に取付けられたナット部材12から受ける力により降伏して塑性変形し、この塑性変形した部分より図2中左側の柱脚金物42の左端部が、その塑性変形した部分より下側に位置するように、への字状に折り曲げられる。   Such a column base structure 40 according to the present embodiment is large in the clockwise direction around the rotation center O of the joint portion with the column base metal 42 as shown in FIG. When a load that generates the bending moment M is applied, in the state B to C in FIG. 4, the periphery of the column base metal 42 near the bolt insertion hole 42 b on the left side in FIG. 2 is attached to the anchor bolt 10. 2 so that the left end of the column base metal 42 on the left side in FIG. 2 is located below the plastically deformed portion from the plastically deformed portion. It can be folded into the shape of

この柱脚金物42のへの字状の折れ曲がり部は、図4中の状態FからGにおいて、上記曲げモーメントMとは反対側の反時計回り方向の曲げモーメントを発生させる荷重が加えられた際に、水平方向に略直線状に折り返される。   This bent portion of the column base metal 42 is subjected to a load that generates a bending moment in the counterclockwise direction opposite to the bending moment M in the states F to G in FIG. Then, it is folded back in a substantially straight line in the horizontal direction.

また、上記時計回り方向の曲げモーメントMを発生させる荷重が加えられた柱脚金物42は、図2中右側の部分が、基礎コンクリート3上のモルタル8の上面に押し付けられる力により降伏して塑性変形し、この塑性変形した部分より図中右側の、柱脚金物42の右端部が上側に位置するように、逆への字状に折り曲げられる。   Further, the column base metal 42 to which a load generating the clockwise bending moment M is applied is yielded and plasticized by the force that the right part in FIG. 2 is pressed against the upper surface of the mortar 8 on the foundation concrete 3. It is deformed and bent in a reverse shape so that the right end portion of the column base metal 42 located on the right side in the drawing from the plastically deformed portion is positioned on the upper side.

また、図2中左側のアンカーボルト10は、図4中状態BからCにおいてその弾性範囲を超えて降伏し、塑性変形により伸びてその長さ寸法が大きくなっている。   Further, the anchor bolt 10 on the left side in FIG. 2 yields beyond its elastic range in the states B to C in FIG. 4 and extends due to plastic deformation to increase its length dimension.

図4中の状態EからF,G,Hを経由して状態Iに至る過程においては、曲げモーメントの作用方向が逆方向であること以外は、同図中の状態AからEに至る過程と同様である。   In the process from state E in FIG. 4 to state I via F, G, H, the process from state A to E in FIG. It is the same.

このため、図2中の右側のアンカーボルト10は、図4中の状態EからF,G,Hを経由して状態Iに至る過程において、図2中の左側のアンカーボルト10の図4中の状態AからB,C,Dを経由して状態Eに至る過程における変形と同様の変形が生じることになる。   Therefore, the anchor bolt 10 on the right side in FIG. 2 is in the state of FIG. 4 of the anchor bolt 10 on the left side in FIG. 2 in the process from the state E in FIG. 4 to the state I via F, G, H. The deformation similar to the deformation in the process from state A to state E via B, C, D occurs.

そして、柱脚金物42は、図4中の状態EからF,G,Hを経由して状態Iに至る過程において、図2中左側の部分が、基礎コンクリート3上のモルタル8の上面に押し付けられる力により降伏して塑性変形して、この塑性変形した部分より図中左側の、柱脚金物42の左端部が上側に位置するように、逆への字状に折り曲げられる。   In the process from the state E in FIG. 4 to the state I through F, G, H, the column base metal 42 is pressed against the upper surface of the mortar 8 on the foundation concrete 3 in the process from the state E to the state I in FIG. It yields and plastically deforms due to the applied force, and is bent in a reverse shape so that the left end portion of the column base metal 42 on the left side in the drawing is positioned above the plastically deformed portion.

図3は、図4における状態I及びJの柱脚構造40を示しているが、柱脚金物42の図中左右両端部のそれぞれに図中上方に折れ曲がった屈曲部42cが形成されているため、ナット部材12の下面と、柱脚金物42の屈曲部42c上の座金16の上面との間の隙間S1は、従来の柱脚構造2における隙間Sに比べて著しく小さくなっている。   FIG. 3 shows the column base structure 40 in the states I and J in FIG. 4, since bent portions 42 c that are bent upward in the drawing are formed at the left and right ends of the column base metal 42 in the drawing. The gap S1 between the lower surface of the nut member 12 and the upper surface of the washer 16 on the bent portion 42c of the column base metal 42 is significantly smaller than the gap S in the conventional column base structure 2.

このため、状態Iにおいて再度曲げモーメントMを発生させる荷重が加えられた場合には、図3中左側のナット部材12の下面と、柱脚金物42の屈曲部42c上の座金16の上面とが略直ちに接触するので、従来の柱脚構造2のようなスリップ現象が生じ難くなっている。   For this reason, when a load that generates the bending moment M again is applied in the state I, the lower surface of the nut member 12 on the left side in FIG. 3 and the upper surface of the washer 16 on the bent portion 42c of the column base metal 42 are separated. Since the contact is made almost immediately, the slip phenomenon as in the conventional column base structure 2 hardly occurs.

このように、上記曲げモーメントMを発生させる荷重を、鉄骨柱4の下端部及び柱脚金物42からアンカーボルト10に略直ちに伝達させることができるので、柱脚構造40は、図4中の状態JからKに沿って、略弾性変形に近似した軌跡を辿ることにより、鉄骨柱4の下端部、柱脚金物42及びアンカーボルト10にエネルギー吸収を行なわせることができる。   In this way, the load that generates the bending moment M can be transmitted almost immediately from the lower end of the steel column 4 and the column base metal 42 to the anchor bolt 10, so that the column base structure 40 is in the state shown in FIG. By following a trajectory that approximates elastic deformation along J to K, the lower end of the steel column 4, the column base metal 42, and the anchor bolt 10 can be made to absorb energy.

このため、柱脚構造40より上方の上部構造を構成する梁部材や柱部材に、上記曲げモーメントMを発生させる荷重が全てかかるようなことはなく、柱脚構造40より上方の上部構造はその荷重の一部だけを負担するだけでよい。   For this reason, the beam members and column members constituting the upper structure above the column base structure 40 are not subjected to all the loads that generate the bending moment M, and the upper structure above the column base structure 40 is not It is only necessary to bear a part of the load.

すなわち、本実施の形態に係る柱脚構造40は、図4中状態JからK,Lを経由して状態Nに至る軌跡により形成された三角形(斜線部)の面積Q分だけエネルギー吸収を行ない、上記曲げモーメントMを発生させる荷重を、鉄骨柱4の下端部及び柱脚金物42からアンカーボルト10が負担することができる。   That is, the column base structure 40 according to the present embodiment absorbs energy by the area Q of the triangle (shaded portion) formed by the locus from the state J to the state N via K and L in FIG. The anchor bolt 10 can bear the load that generates the bending moment M from the lower end of the steel column 4 and the column base metal 42.

以下、従来の柱脚構造2と本実施の形態に係る柱脚構造40に対して行なった試験について図5から図11を用いて説明する。上記試験においては、図5に示す2層モデル50及び図6に示す4層モデル52に対して、所定の重量を負荷した状態で、地震波(エルセントロNS波)を加えて試験をしている。   Hereinafter, tests performed on the conventional column base structure 2 and the column base structure 40 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 11. In the above test, the two-layer model 50 shown in FIG. 5 and the four-layer model 52 shown in FIG. 6 are tested by applying seismic waves (El Centro NS waves) in a state where a predetermined weight is loaded.

2層モデル50は、図5に示すように、3本の柱部材54が図中左右方向に互いに間隔を置いて配置されており、それらの柱部材54が基礎面53上に柱脚部60を介して立設している。   In the two-layer model 50, as shown in FIG. 5, three column members 54 are arranged at intervals in the left-right direction in the drawing, and these column members 54 are formed on a column base 60 on a base surface 53. It stands up through.

そして、4本の梁部材56が基礎面53に対して略水平に、かつ2本ずつ直列に並べられて上下2段に分かれて配置されている。それらの梁部材56は、その長さ方向の両端部が柱部材54の側部に突き当てられた接合部58において柱部材54に剛接合されている。   The four beam members 56 are arranged substantially horizontally with respect to the base surface 53 and arranged in series two by two in two stages, upper and lower. These beam members 56 are rigidly joined to the column members 54 at joints 58 where both ends in the length direction are abutted against the side portions of the column members 54.

4層モデル52は、図6に示すように、2層モデル50と同様に、3本の柱部材54が図中左右方向に互いに間隔を置いて配置されており、それらの柱部材54が基礎面53上に柱脚部60を介して立設している。   As shown in FIG. 6, in the four-layer model 52, as in the two-layer model 50, three column members 54 are spaced apart from each other in the left-right direction in the figure, and these column members 54 are the basis. It is erected on the surface 53 via the column base 60.

そして、8本の梁部材56が基礎面53に対して略水平に、かつ2本ずつ直列に並べられて上下4段に分かれて配置されている。それらの梁部材56は、その長さ方向の両端部が柱部材54の側部に突き当てられた接合部58において柱部材54に剛接合されている。   Eight beam members 56 are arranged substantially horizontally with respect to the base surface 53 and arranged in series, two at a time in four stages. These beam members 56 are rigidly joined to the column members 54 at joints 58 where both ends in the length direction are abutted against the side portions of the column members 54.

図7は、2層モデル50の柱脚部60に従来の柱脚構造2を用いて試験した結果得られた、図13に示す鉄骨柱4の曲げモーメントMと回転角θとの関係を示すヒステリシス線図である。図7に示すように、従来の柱脚構造2においては、図15中の状態IからJに示すようなスリップ現象が生じている。   FIG. 7 shows the relationship between the bending moment M and the rotation angle θ of the steel column 4 shown in FIG. 13 obtained as a result of the test using the conventional column base structure 2 for the column base 60 of the two-layer model 50. It is a hysteresis diagram. As shown in FIG. 7, in the conventional column base structure 2, the slip phenomenon as shown from the state I to J in FIG. 15 has arisen.

これに対して、図8は、2層モデル50の柱脚部60に本実施の形態に係る柱脚構造40を用いて試験した結果得られた、図2に示す鉄骨柱4の曲げモーメントMと回転角θとの関係を示すヒステリシス線図である。図8に示すように、本実施の形態に係る柱脚構造40においては、従来の柱脚構造2とは異なり、図15中の状態IからJに示すようなスリップ現象は生じていない。   On the other hand, FIG. 8 shows the bending moment M of the steel column 4 shown in FIG. 2 obtained as a result of the test using the column base structure 40 according to the present embodiment for the column base 60 of the two-layer model 50. FIG. 6 is a hysteresis diagram showing the relationship between and the rotation angle θ. As shown in FIG. 8, in the column base structure 40 according to the present embodiment, unlike the conventional column base structure 2, the slip phenomenon as shown in the states I to J in FIG. 15 does not occur.

ここで、図8は、アンカーボルト10が降伏を開始する降伏開始曲げモーメントMaが、柱脚金物42の周縁部が降伏を開始する降伏開始曲げモーメントMbの1.5倍に設定されたものを示しているが、降伏開始曲げモーメントMaが降伏開始曲げモーメントMbより大きく、かつ降伏開始曲げモーメントMb未満の範囲に設定されたものについては、図8と同様の傾向を示した。   Here, FIG. 8 shows that the yield start bending moment Ma at which the anchor bolt 10 starts yielding is set to 1.5 times the yield start bending moment Mb at which the peripheral portion of the column base metal 42 starts yielding. Although shown, when the yield start bending moment Ma is set in a range larger than the yield start bending moment Mb and less than the yield start bending moment Mb, the same tendency as in FIG. 8 is shown.

また、上記試験に用いた柱脚構造40は、柱脚金物42の周縁部の降伏開始曲げモーメントMbを上記設定範囲内に、かつ従来の柱脚構造2における柱脚金物6の周縁部の降伏開始曲げモーメントの値よりも小さく変更したこと以外は、従来の柱脚構造2と同様の条件においてなされている。   Further, the column base structure 40 used in the above test has the yield start bending moment Mb of the peripheral part of the column base metal 42 within the above setting range, and the yield of the peripheral part of the column base metal 6 in the conventional column base structure 2. The conditions are the same as those of the conventional column base structure 2 except that the value is smaller than the value of the starting bending moment.

また、4層モデル52についても、図7及び図8に示す2層モデル50と同様の傾向を示した。   The four-layer model 52 also showed the same tendency as the two-layer model 50 shown in FIGS.

図10及び図11は、従来の柱脚構造2と本実施の形態に係る柱脚構造40の柱脚吸収エネルギー指標(W1/W0)を比較するための図である。図10は2層モデル50の場合における柱脚吸収エネルギー指標の比較を、図11は4層モデル52の場合における柱脚吸収エネルギー指標の比較を示している。   10 and 11 are diagrams for comparing the column base absorbed energy index (W1 / W0) of the conventional column base structure 2 and the column base structure 40 according to the present embodiment. FIG. 10 shows a comparison of the column base absorbed energy index in the case of the two-layer model 50, and FIG. 11 shows a comparison of the column base absorbed energy index in the case of the four-layer model 52.

ここで柱脚吸収エネルギー指標は、従来の柱脚構造2又は本実施の形態に係る柱脚構造40が吸収することができる露出型の柱脚吸収エネルギーW1を、埋め込み型柱脚における柱部材54が吸収することができる埋め込み型の柱脚吸収エネルギーW0で除して無次元化したものであり、柱脚吸収エネルギー指標の値が大きいほど、柱脚構造が吸収することができる柱脚吸収エネルギー量が多いことになる。   Here, the column base absorbed energy index is the exposed column base absorbed energy W1 that can be absorbed by the conventional column base structure 2 or the column base structure 40 according to the present embodiment, and the column member 54 in the embedded column base. The column base absorption energy that can be absorbed by the column base structure is increased as the value of the column base absorption energy index increases. The amount will be large.

図9は、埋め込み型柱脚における柱部材54、すなわち柱脚部60を用いずに柱部材54の下端部を基礎面53より下方に埋設させた場合の柱部材54の曲げモーメントMと回転角θとの関係を示すヒステリシス線図である。   FIG. 9 shows the bending moment M and the rotation angle of the column member 54 in the case where the lower end portion of the column member 54 is embedded below the base surface 53 without using the column member 54 in the embedded column base, that is, the column base portion 60. It is a hysteresis diagram which shows the relationship with (theta).

埋め込み型柱脚における柱部材54は、同図中状態BからC,D,E,Fを経由して再び状態Bに至る軌跡により形成された四辺形の面積分だけエネルギー吸収を行なうことができ、これが埋め込み型の柱脚吸収エネルギーW0となる。   The column member 54 in the embedded column base can absorb energy by the area of the quadrilateral formed by the locus from the state B to the state B via C, D, E, and F in FIG. This becomes the embedded column base absorbed energy W0.

これに対して、露出型の柱脚吸収エネルギーW1は、図7及び図8に示すような、従来の柱脚構造2又は本実施の形態に係る柱脚構造40のヒステリシス線図から算出されている。   On the other hand, the exposed-type column base absorbed energy W1 is calculated from the hysteresis diagram of the conventional column base structure 2 or the column base structure 40 according to the present embodiment as shown in FIGS. Yes.

図10に示す2層モデル50の場合には、従来の柱脚構造2の3つの建物a,b,cそれぞれは、柱脚吸収エネルギー指標の値が0.25以下であるのに対して、本実施の形態に係る柱脚構造40の3つの建物a,b,cのそれぞれは、柱脚吸収エネルギー指標の値が0.5以上になっている。   In the case of the two-layer model 50 shown in FIG. 10, each of the three buildings a, b, c of the conventional column base structure 2 has a column base absorbed energy index value of 0.25 or less, In each of the three buildings a, b, c of the column base structure 40 according to the present embodiment, the value of the column base absorbed energy index is 0.5 or more.

ここで、3つの建物a,b,cのそれぞれは、柱部材及び梁部材の強度を他の建物とは異なるように設定されている。   Here, each of the three buildings a, b, and c is set so that the strength of the column member and the beam member is different from that of other buildings.

図11に示す4層モデル52の場合には、従来の柱脚構造2の3つの建物a,b,cそれぞれは、柱脚吸収エネルギー指標の値が0.15以下であるのに対して、本実施の形態に係る柱脚構造40の3つの建物a,b,cのそれぞれは、柱脚吸収エネルギー指標の値が0.3以上になっている。   In the case of the four-layer model 52 shown in FIG. 11, each of the three buildings a, b, c of the conventional column base structure 2 has a column base absorbed energy index value of 0.15 or less, Each of the three buildings a, b, and c of the column base structure 40 according to the present embodiment has a column base absorbed energy index value of 0.3 or more.

図10及び図11に示すように、本実施の形態に係る柱脚構造40は、従来の柱脚構造2に比べて、その柱脚吸収エネルギー量を大きくすることができる。   As shown in FIGS. 10 and 11, the column base structure 40 according to the present embodiment can increase the amount of absorbed column base as compared with the conventional column base structure 2.

このような本実施の形態に係る柱脚構造40は、図3に示すように、柱脚金物42の左右両端部に屈曲部42cが形成されることにより、アンカーボルト10に取付けられたナット部材12の下面と柱脚金物42の屈曲部42c上の座金16の上面との間の隙間S1を小さくすることができる。   As shown in FIG. 3, the column base structure 40 according to the present embodiment has a nut member attached to the anchor bolt 10 by forming bent portions 42 c at both left and right ends of the column base metal 42. The gap S <b> 1 between the lower surface of 12 and the upper surface of the washer 16 on the bent portion 42 c of the column base 42 can be reduced.

また、本実施の形態に係る柱脚構造40は、図4に示すように、アンカーボルト10が降伏後においても柱脚構造40が吸収することができるエネルギー量を大きなものにすることができる。   In addition, as shown in FIG. 4, the column base structure 40 according to the present embodiment can increase the amount of energy that can be absorbed by the column base structure 40 even after the anchor bolt 10 yields.

すなわち、本実施の形態に係る柱脚構造40は、従来の柱脚構造2のようなスリップ現象を生じないため、鉄骨柱4の下端部、柱脚金物42及びアンカーボルト10に曲げモーメントMを発生させる荷重の一部がかかるので、柱脚構造40より上方の上部構造を構成する、梁部材や柱部材などに上記曲げモーメントMを発生させる荷重が全てかかるようなことはなく、柱脚構造40より上方の上部構造はその荷重の一部だけを負担するだけでよい。   That is, the column base structure 40 according to the present embodiment does not cause the slip phenomenon as in the conventional column base structure 2, so that the bending moment M is applied to the lower end portion of the steel column 4, the column base bracket 42 and the anchor bolt 10. Since a part of the generated load is applied, the load that generates the bending moment M is not applied to the beam member, the column member, etc. constituting the upper structure above the column base structure 40, and the column base structure The superstructure above 40 need only bear part of the load.

このため、柱脚構造40より上方の上部構造を構成する柱部材や梁部材等が損傷や破断したり、建築構造物が倒壊したりすることを防止することができると共に、上部構造を構成する柱部材や梁部材等の大型化、重量化、高価格化を防止することができる。   For this reason, it is possible to prevent column members, beam members, and the like constituting the upper structure above the column base structure 40 from being damaged or broken, and to prevent the building structure from collapsing, and constitute the upper structure. It is possible to prevent an increase in size, weight, and cost of column members and beam members.

また、本実施の形態に係る柱脚構造40は、大きな外径寸法を有するアンカーボルト10を採用しなくてもよいので、柱脚構造40を構成するアンカーボルト10や柱脚金物42の大型化、重量化、高価格化を防止することができる。   In addition, the column base structure 40 according to the present embodiment does not need to employ the anchor bolt 10 having a large outer diameter, so that the anchor bolt 10 and the column base hardware 42 constituting the column base structure 40 are enlarged. Therefore, weight and price can be prevented.

したがって、以上に説明したように、本実施の形態に係る柱脚構造40によれば、柱脚構造40のエネルギー吸収能力を向上させて、建築構造物の損傷や破断、或いは倒壊を防止することができると共に、柱脚構造40や建築構造物の大型化や重量化、高額化を防止することができる。   Therefore, as explained above, according to the column base structure 40 according to the present embodiment, the energy absorption capacity of the column base structure 40 is improved to prevent damage, breakage, or collapse of the building structure. In addition, it is possible to prevent the column base structure 40 and the building structure from becoming large, heavy, and expensive.

なお、本発明は、前記実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の目的を達成することができる範囲内であれば、柱脚構造について種々の変更が可能である。   In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, If it is in the range which can achieve the objective of this invention, various changes are possible about a column base structure.

例えば、前記実施の形態に係る柱脚構造40においては、柱脚金物42が正方形状の表裏両面を有する平板状の場合について説明したが、表裏両面が縦横の長さが異なる、正方形状以外の四角形であっても構わない。   For example, in the column base structure 40 according to the above-described embodiment, the case where the column base hardware 42 is a flat plate having both square front and back surfaces has been described. It may be a rectangle.

また、柱脚金物は、前記特許文献2に係る柱脚金物のような、底板部と、その底板部上面の中央部がその周縁部より上方に突出した支持台部により構成されていてもよく、また、これら以外の他の形状のものであっても構わない。   Further, the column base hardware may be configured by a bottom plate portion and a support base portion in which a central portion of the upper surface of the bottom plate portion protrudes upward from the peripheral edge portion thereof, like the column base hardware according to Patent Document 2. Also, other shapes may be used.

また、前記実施の形態に係る柱脚構造40においては、柱脚金物42にその下端面が接合される鉄骨柱4は、角筒状に形成されていたが、この形状に限定されず、例えば円筒状に形成されていてもよい。また、鉄骨柱は中実状に形成されていてもよい。   Further, in the column base structure 40 according to the embodiment, the steel column 4 whose lower end surface is joined to the column base metal 42 is formed in a rectangular tube shape, but is not limited to this shape, for example, It may be formed in a cylindrical shape. Moreover, the steel column may be formed in a solid shape.

また、前記実施の形態に係る柱脚構造40においては、柱脚金物42より上方に突出した、アンカーボルト10の上端部に形成されたオネジ部が、1つのナット部材12のメネジ部にねじ締結されていたが、2つ以上のナット部材12(ダブルナットなど)が取付けられていてもよい。   Further, in the column base structure 40 according to the above-described embodiment, the male screw portion formed on the upper end portion of the anchor bolt 10 protruding upward from the column base metal 42 is screwed to the female screw portion of one nut member 12. However, two or more nut members 12 (such as double nuts) may be attached.

また、前記実施の形態に係る柱脚構造40においては、基礎コンクリート3中において、アンカーボルト10の下端部に形成されたオネジ部に、1つのナット部材14のメネジ部にねじ締結されていたが、2つ以上のナット部材14が取付けられていてもよいし、2つのナット部材14の間に定着板18が設けられていてもよい。   Further, in the column base structure 40 according to the embodiment, in the basic concrete 3, the male screw portion formed at the lower end portion of the anchor bolt 10 is screwed to the female screw portion of one nut member 14. Two or more nut members 14 may be attached, or a fixing plate 18 may be provided between the two nut members 14.

2 柱脚構造
3 基礎コンクリート
4 鉄骨柱
6 柱脚金物
6a 上面
6b ボルト挿通孔
8 モルタル
10 アンカーボルト
12,14 ナット部材
16 座金
18 定着板
40 柱脚構造
42 柱脚金物
42a 上面
42b ボルト挿通孔
42c 屈曲部
50 2層モデル
52 4層モデル
53 基礎面
54 柱部材
56 梁部材
58 接合部
60 柱脚部
A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,N 状態
a,b,c 建物
M 曲げモーメント
Ma,Mb 降伏開始曲げモーメント
O 回転中心
Q 面積
S,S1 隙間
θ 角度
2 column base structure 3 foundation concrete 4 steel column 6 column base metal 6a upper surface 6b bolt insertion hole 8 mortar 10 anchor bolt 12, 14 nut member 16 washer 18 fixing plate 40 column base structure 42 column base metal 42a upper surface 42b bolt insertion hole 42c Bending portion 50 Two-layer model 52 Four-layer model 53 Base surface 54 Column member 56 Beam member 58 Joint portion 60 Column base A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, N state a, b, c Building M Bending moment Ma, Mb Yield starting bending moment O Center of rotation Q Area S, S1 Clearance θ Angle

上記課題を解決するために、本発明による柱脚構造は、
柱部材の下端部に接合された接合金物の周縁部が基礎コンクリートから上方に突出したアンカーボルトの上端部にナット部材がネジ締結されることにより前記基礎コンクリートの上に固定され、前記柱部材よりも先に前記アンカーボルトが降伏する柱脚構造であって、
前記アンカーボルトが降伏を開始する第1曲げモーメントが、前記接合金物の周縁部が降伏を開始する第2曲げモーメントよりも大きく、かつ前記第2曲げモーメントの1.5倍以下になるように設定され
前記柱部材が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントが、前記第1曲げモーメント、前記第2曲げモーメント、及び前記接合金物の周縁部以外が降伏を開始するときの降伏開始曲げモーメントよりも大きい値に設定され、
前記基礎コンクリートが圧縮降伏を開始するときの圧縮降伏開始曲げモーメントが、前記第2曲げモーメントよりも大きい値に設定されたことを特徴とするものである。

In order to solve the above problems, the column base structure according to the present invention is:
Periphery of the joining hardware joined to a lower end portion of the pillar member, the nut member is fixed on the foundation concrete by being fastening screws to the upper end of the anchor bolt projecting upward from the foundation concrete, said post member A column base structure in which the anchor bolt yields earlier than,
The first bending moment at which the anchor bolt starts yielding is set to be larger than the second bending moment at which the peripheral portion of the joint metal starts yielding and 1.5 times or less of the second bending moment. It is,
The yield start bending moment when the column member starts yielding is larger than the first bending moment, the second bending moment, and the yield starting bending moment when the other than the peripheral edge of the joint metal starts yielding. Set to the value
A compression yield start bending moment when the foundation concrete starts compression yielding is set to a value larger than the second bending moment .

Claims (1)

柱部材の下端部に接合された接合金物の周縁部が基礎コンクリートから上方に突出したアンカーボルトにより固定され、前記柱部材よりも先に前記アンカーボルトが降伏する柱脚構造であって、
前記アンカーボルトが降伏を開始する第1曲げモーメントが、前記接合金物の周縁部が降伏を開始する第2曲げモーメントよりも大きく、かつ前記第2曲げモーメントの1.5倍以下になるように設定された
ことを特徴とする柱脚構造。
The peripheral part of the joint hardware joined to the lower end of the column member is fixed by an anchor bolt protruding upward from the basic concrete, and the column base structure in which the anchor bolt yields before the column member,
The first bending moment at which the anchor bolt starts yielding is set to be larger than the second bending moment at which the peripheral portion of the joint metal starts yielding and 1.5 times or less of the second bending moment. The column base structure is characterized by that.
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