(57)【要約】【課題】鉄骨部材の脚部を補強することができるとともに、施工性を向上させることができる鉄骨部材の接合構造、及び鉄骨部材の接合方法を提供する。【解決手段】プレキャストコンクリート造の基礎部材としてのフーチング１２と、フーチング１２に少なくとも一端部が埋設された鋼管１４と、鋼管１４内に柱脚部１６Ａが挿入された鉄骨部材としての鉄骨柱１６と、鋼管１４と柱脚部１６Ａとの間に充填された充填材２６と、を有し、鋼管１４が埋設されたフ−チング１２を予め製作し、鋼管１４内に鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａを挿入して鋼管１４と柱脚部１６Ａとの間に充填材２６を充填することで、鉄骨柱１６とフーチング１２を接合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレキャストコンクリート造の基礎部材と、
前記基礎部材に少なくとも一端部が埋設された鋼管と、
前記鋼管内に脚部が挿入された鉄骨部材と、
前記鋼管と前記脚部との間に充填された充填材と、
を有する鉄骨部材の接合構造。
【請求項２】
前記鋼管は、前記基礎部材に埋設された前記一端部から他端部に向かって径が小さくなるテーパー形状とされている、請求項１に記載の鉄骨部材の接合構造。
【請求項３】
鋼管の少なくとも一端部を埋設した状態でプレキャストコンクリート造の基礎部材を予め製作し、
前記鋼管内に鉄骨部材の脚部を挿入し、
前記鋼管と前記脚部との間に充填材を充填する、
鉄骨部材の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨部材の接合構造、及び鉄骨部材の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フーチング等のコンクリート基礎部材に鉄骨部材としての鉄骨柱を接合する接合構造の一例として、鉄骨柱の柱脚部（脚部）をコンクリート基礎部材に埋設する、いわゆる埋込み型柱脚構造が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、基礎コンクリートに埋設された外鋼管の中に柱部材の柱脚部が挿設され、柱脚部と外鋼管の間に充填材が充填されることで柱部材が基礎コンクリートに接合される柱脚部の接合構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８４４９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示す柱脚部の接合構造では、柱部材の柱脚部を基礎コンクリートに埋設することで柱脚部を補強することができる。しかし、外鋼管の周囲に配筋し、コンクリートを打設して基礎コンクリートを構築する作業を現場で行うため、施工性が悪かった。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑み、鉄骨部材の脚部を補強することができるとともに、施工性を向上させることができる鉄骨部材の接合構造、及び鉄骨部材の接合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の鉄骨部材の接合構造は、プレキャストコンクリート造の基礎部材と、前記基礎部材に少なくとも一端部が埋設された鋼管と、前記鋼管内に脚部が挿入された鉄骨部材と、前記鋼管と前記脚部との間に充填された充填材と、を有する。
【０００８】
上記構成によれば、基礎部材に埋設された鋼管内に鉄骨部材の脚部を挿入し、鋼管と脚部との間に充填材を充填することで、基礎部材によって鉄骨部材の脚部を補強しつつ、基礎部材に鉄骨部材を容易に接合することができる。
【０００９】
ここで、基礎部材がプレキャストコンクリート造とされているため、基礎部材を工場等で予め製作することができる。このため、現場でコンクリートを打設して基礎部材を構築する場合と比較して、現場での作業を減らすことができ、施工性を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の鉄骨部材の接合構造は、請求項１に記載の鉄骨部材の接合構造であって、前記鋼管は、前記基礎部材に埋設された前記一端部から他端部に向かって径が小さくなるテーパー形状とされている。
【００１１】
上記構成によれば、鋼管が一端部から他端部に向かって径が小さくなるテーパー形状（先細り形状）とされているため、鉄骨柱の引抜力に対する軸力伝達機構を確保することができる。
【００１２】
請求項３に記載の鉄骨部材の接合方法は、鋼管の少なくとも一端部を埋設した状態でプレキャストコンクリート造の基礎部材を予め製作し、前記鋼管内に鉄骨部材の脚部を挿入し、前記鋼管と前記脚部との間に充填材を充填する。
【００１３】
上記構成によれば、工場等でプレキャストコンクリート造の基礎部材を予め製作し、現場で鋼管内に鉄骨部材の脚部を挿入し、鋼管と脚部との間に充填材を充填することで、基礎部材によって鉄骨部材の脚部を補強しつつ、基礎部材に鉄骨部材を接合することができる。このため、現場でコンクリートを打設して基礎部材を構築する場合と比較して、現場での作業を減らすことができ、施工性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る鉄骨部材の接合構造、及び鉄骨部材の接合方法によれば、鉄骨部材の脚部を補強することができるとともに、施工性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係る鉄骨部材の接合構造を示す立面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は第１実施形態に係る鉄骨部材の接合方法を示す工程図である。
【図３】第２実施形態に係る鉄骨部材の接合構造を示す立面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は第２実施形態に係る鉄骨部材の接合構造の鋼管の製作手順を示す工程図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は第３実施形態に係る鉄骨部材の接合方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係る鉄骨部材の接合構造、及び鉄骨部材の接合方法について、図１、図２を用いて説明する。
【００１７】
（構造）
図１に示すように、本実施形態の鉄骨部材の接合構造は、構造物１０の基礎部材としてのフーチング１２と、フーチング１２に埋設された鋼管１４と、鋼管１４内に柱脚部１６Ａ（脚部）が挿入された鉄骨部材としての鉄骨柱１６と、を有している。
【００１８】
フーチング１２は、プレキャストコンクリート造であり、例えば四角いブロック形状とされている。また、フーチング１２は、例えば地盤上に敷設された均しコンクリート１８上に載置されている。
【００１９】
鋼管１４は、例えば角形鋼管であり、下端部がフーチング１２に埋設されているとともに、上端部がフーチング１２の上面から突出している。また、鋼管１４の下端部の外周面には、複数のスタッド２０が突設されており、スタッド２０により鋼管１４の下端部がフーチング１２に一体化されている。なお、鋼管１４の下端部には、フーチング１２の上面と略同じ高さまでコンクリート２２が充填されている。
【００２０】
鉄骨柱１６は、例えばＨ形鋼からなり、柱脚部１６Ａの外周面に複数のスタッド２４が突設されている。また、スタッド２４を含めた鉄骨柱１６の外径は、鋼管１４の内径より小さくされており、フーチング１２の上面から突出した鋼管１４の上端部に鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａが挿入されている。
【００２１】
また、鋼管１４と鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａとの間には、モルタル（又はコンクリート）等の充填材２６が充填されており、これにより、鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａが鋼管１４及びフーチング１２に接合されている。
【００２２】
（接合方法）
鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａをフーチング１２に接合する場合、まず、下端部の外周面に複数のスタッド２０が突設された鋼管１４を準備する。
【００２３】
そして、図２（Ａ）に示すように、工場等で鋼管１４の下端部の周囲に鉄筋２８を複数配筋するとともに、図示しない型枠を設置してコンクリート３０を打設することにより、鋼管１４の下端部が埋設されたプレキャスト造のフーチング１２を製作する。なお、このとき、鋼管１４内にも、コンクリート２２を充填する。
【００２４】
その後、図２（Ｂ）に示すように、フーチング１２を現場に運んで均しコンクリート１８に載置し、予め外周面に複数のスタッド２４が突設された鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａを上方から鋼管１４内に挿入する。次に、図２（Ｃ）に示すように、鋼管１４内に充填材２６を充填して固化させることにより、鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａをフーチング１２に接合する。
【００２５】
（作用、効果）
本実施形態によれば、フーチング１２に埋設された鋼管１４内に鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａが挿入され、鋼管１４と柱脚部１６Ａとの間に充填材２６が充填されている。このため、フーチング１２によって鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａを補強しつつ、フーチング１２に鉄骨柱１６を容易に接合することができる。
【００２６】
ここで、フーチング１２がプレキャストコンクリート造とされているため、フーチング１２を工場等で予め製作することができる。このため、現場でコンクリートを打設してフーチングを構築する場合と比較して、現場での作業を減らすことができ、施工性を向上させることができる。
【００２７】
また、鋼管１４の下端部の外周面、及び鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａの外周面にそれぞれスタッド２０、２４が突設されている。このため、鋼管１４とコンクリート３０、及び柱脚部１６Ａと充填材２６の付着性を高めることができ、鋼管１４及び鉄骨柱１６の引抜耐力を高めることができる。
【００２８】
さらに、フーチング１２と一体化された鋼管１４内に鉄骨柱１６の柱脚部１６Ａを挿入するため、鋼管１４の内径を鉄骨柱１６の外径より一回り大きくしておくことで、フーチング１２に対する鉄骨柱１６の水平位置を調整することも可能である。
【００２９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る鉄骨部材の接合構造、及び鉄骨部材の接合方法について、図３、図４を用いて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については説明を省略し、差異点を中心に説明する。
【００３０】
（構造）
図３に示すように、本実施形態の鉄骨部材の接合構造は、構造物４０の基礎部材としてのフーチング４２と、フーチング４２に埋設された鋼管４４と、鋼管４４内に柱脚部４６Ａ（脚部）が挿入された鉄骨部材としての鉄骨柱４６と、を有している。
【００３１】
第１実施形態では、鋼管１４の径が一定とされていたのに対し、本実施形態では、鋼管４４は、軸方向から見た断面が四角形状とされているとともに、下端部から上端部に向かって外径及び内径が徐々に小さくなるテーパー形状（先細り形状）とされている。
【００３２】
なお、フーチング４２は、第１実施形態のフーチング１２と同様に、プレキャストコンクリート造であり、四角いブロック形状とされているとともに均しコンクリート１８上に載置されている。
【００３３】
鋼管４４は、第１実施形態と同様に、外周面に複数のスタッド５０が突設された下端部がフーチング４２に埋設されているとともに、上端部がフーチング４２の上面から突出している。また、鋼管４４の下端部には、フーチング４２の上面と略同じ高さまでコンクリート５２が充填されている。
【００３４】
鉄骨柱４６は、第１実施形態の鉄骨柱１６と同様に、例えばＨ形鋼からなり、柱脚部４６Ａの外周面に複数のスタッド５４が突設されている。また、スタッド５４を含めた鉄骨柱４６の外径は、鋼管４４の最も内径が小さい上端部の内径より小さくされており、フーチング４２の上面から突出した鋼管４４の上端部に鉄骨柱４６の柱脚部４６Ａが挿入されている。
【００３５】
また、鋼管４４と鉄骨柱４６の柱脚部４６Ａとの間には、モルタル（又はコンクリート）等の充填材５６が充填されており、これにより、鉄骨柱４６の柱脚部４６Ａが鋼管４４及びフーチング４２に接合されている。
【００３６】
（接合方法）
鉄骨柱４６の柱脚部４６Ａをフーチング４２に接合する場合、まず、テーパー形状の鋼管４４を工場等で製作する。
【００３７】
具体的には、図４（Ａ）に示すように、角形鋼管５８の上端面５８Ａ及び下端面５８Ｂを、互いに平行かつ角形鋼管５８の軸線Ｐに直交する面Ｑに対してそれぞれ斜めとなるよう切断する。
【００３８】
次に、上端面５８Ａ及び下端面５８Ｂに直交する切断面Ｒに沿って角形鋼管５８を切断することで、図４（Ｂ）に示すように、２つの鋼管片６０Ａ、６０Ｂを製作する。そして、２つの鋼管片６０Ａ、６０Ｂのうち、一方の鋼管片６０Ｂのみを上下反転させる。
【００３９】
次に、図４（Ｃ）に示すように、２つの鋼管片６０Ａ、６０Ｂの切断面を再び溶接して接合することで、テーパー形状の鋼管４４を製作する。また、図４（Ｄ）に示すように、鋼管４４の下端部の外周面に複数のスタッド５０を溶接する。
【００４０】
その後、第１実施形態と同様の手順によって鉄骨柱４６の柱脚部４６Ａをフーチング４２に接合する。具体的には、工場等で鋼管４４の下端部の周囲に鉄筋６２を複数配筋するとともに、図示しない型枠を設置してコンクリート６４を打設することにより、鋼管４４の下端部が埋設されたプレキャスト造のフーチング４２を製作する。
【００４１】
そして、予め外周面に複数のスタッド５４が突設された鉄骨柱４６の柱脚部４６Ａを現場にて上方から鋼管４４内に挿入し、鋼管４４内に充填材５６を充填して固化させることにより、鉄骨柱４６の柱脚部４６Ａをフーチング４２に接合する。
【００４２】
（作用、効果）
本実施形態によれば、フーチング４２に埋設された鋼管４４内に鉄骨柱４６の柱脚部４６Ａが挿入され、鋼管４４と柱脚部４６Ａとの間に充填材５６が充填されている。このため、第１実施形態と同様に、フーチング４２によって鉄骨柱４６の柱脚部４６Ａを補強しつつ、フーチング４２に鉄骨柱４６を容易に接合することができる。
【００４３】
また、フーチング４２がプレキャストコンクリート造とされているため、第１実施形態と同様に、フーチング１２を工場等で予め製作することができる。このため、現場でコンクリートを打設してフーチングを構築する場合と比較して、現場での作業を減らすことができ、施工性を向上させることができる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、鋼管４４が下端部から上端部に向かって径が小さくなるテーパー形状（先細り形状）とされているため、鉄骨柱４６の引抜力に対する軸力伝達機構を確保することができる。すなわち、鋼管４４の径が一定とされている場合と比較して、鉄骨柱４６が充填材５６とともに鋼管４４から抜け出ることを抑制することができ、鉄骨柱４６の引抜耐力をより高めることができる。
【００４５】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る鉄骨部材の接合構造、及び鉄骨部材の接合方法について、図５を用いて説明する。なお、第１、第２実施形態と同様の構成については説明を省略し、差異点を中心に説明する。
【００４６】
（構造）
図５（Ｃ）に示すように、本実施形態の鉄骨部材の接合構造は、構造物７０の基礎部材としてのフーチング７２と、フーチング７２に埋設された鋼管７４と、鋼管７４内に柱脚部７６Ａ（脚部）が挿入された鉄骨部材としての鉄骨柱７６と、を有している。
【００４７】
第１、第２実施形態では、均しコンクリート１８上にフーチング１２、４２が直接載置されていたのに対し、本実施形態では、構造物７０の杭基礎を構成する杭７８の杭頭部７８Ａ上にフーチング７２が載置されている。杭７８は、例えば鉄筋コンクリート造とされており、地盤中に埋設されている。また、杭７８の周囲には、均しコンクリート８０が敷設されている。
【００４８】
フーチング７２はプレキャストコンクリート造であり、内径及び深さ（高さ）が杭頭部７８Ａの外径及び高さより大きい円錐台形状の凹部７２Ａが、下面の略中央部に形成されている。フーチング７２は、下面の外周部が均しコンクリート８０上に載置されるとともに、凹部７２Ａによって杭頭部７８Ａを覆うことで、杭頭部７８Ａとの間に隙間をあけた状態で設置されている。
【００４９】
また、フーチング７２には、フーチング７２の上面と凹部７２Ａとを連通する複数の貫通孔８２が形成されており、貫通孔８２及び凹部７２Ａには、モルタル（又はコンクリート）等の充填材８４が充填されている。
【００５０】
なお、鋼管７４は、第１実施形態の鋼管１４と同様に、例えば径が一定とされた角形鋼管であり、下端部がフーチング７２に埋設されているとともに、上端部がフーチング７２の上面から突出している。また、鋼管７４の下端部には、外周面に複数のスタッド８６が突設されているとともに、フーチング７２の上面と略同じ高さまでコンクリート８８が充填されている。
【００５１】
鉄骨柱７６は、第１実施形態の鉄骨柱１６と同様に、例えばＨ形鋼からなり、柱脚部７６Ａの外周面に複数のスタッド９０が突設されている。また、スタッド９０を含めた鉄骨柱７６の外径は、鋼管７４の内径より小さくされており、フーチング７２の上面から突出した鋼管７４の上端部に鉄骨柱７６の柱脚部７６Ａが挿入されている。
【００５２】
また、鋼管７４と鉄骨柱７６の柱脚部７６Ａとの間には、モルタル（又はコンクリート）等の充填材９２が充填されており、これにより、鉄骨柱７６の柱脚部７６Ａが鋼管７４及びフーチング７２に接合されている。
【００５３】
（接合方法）
鉄骨柱７６の柱脚部７６Ａをフーチング７２に接合する場合、まず、下端部の外周面に複数のスタッド８６が突設された鋼管７４を準備する。
【００５４】
そして、図５（Ａ）に示すように、工場等で鋼管７４の下端部の周囲に鉄筋９４を複数配筋するとともに、図示しない型枠を設置してコンクリート９６を打設することにより、鋼管７４の下端部が埋設されたプレキャスト造のフーチング７２を製作する。
【００５５】
このとき、フーチング７２の下面（鋼管７４の下部）に凹部７２Ａを形成するとともに、フーチング７２の上面と凹部７２Ａを連通する複数の貫通孔８２を形成する。また、鋼管７４内にも、コンクリート８８を充填する。なお、貫通孔８２は、鋼管７４の周囲においてスタッド８６と干渉しない位置に形成される。
【００５６】
次に、フーチング７２を現場に運び、図５（Ｂ）に示すように、凹部７２Ａによって杭頭部７８Ａを覆うようにフーチング７２を杭頭部７８Ａ上に設置する。そして、フーチング７２に形成された貫通孔８２を通して凹部７２Ａに充填材８４を充填し、固化させることで、フーチング７２と杭７８とを一体化する。
【００５７】
その後、図５（Ｃ）に示すように、予め外周面に複数のスタッド９０が突設された鉄骨柱７６の柱脚部７６Ａを上方から鋼管７４内に挿入する。そして、鋼管７４内に充填材９２を充填して固化させることにより、鉄骨柱７６の柱脚部７６Ａをフーチング７２に接合する。
【００５８】
（作用、効果）
本実施形態によれば、フーチング７２に埋設された鋼管７４内に鉄骨柱７６の柱脚部７６Ａが挿入され、鋼管７４と柱脚部７６Ａとの間に充填材９２が充填されている。このため、第１、第２実施形態と同様に、フーチング７２によって鉄骨柱７６の柱脚部７６Ａを補強しつつ、フーチング７２に鉄骨柱７６を容易に接合することができる。
【００５９】
また、フーチング７２がプレキャストコンクリート造とされているため、第１、第２実施形態と同様に、フーチング７２を工場等で予め製作することができる。このため、現場でコンクリートを打設してフーチングを構築する場合と比較して、現場での作業を減らすことができ、施工性を向上させることができる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、杭頭部７８Ａを覆う凹部７２Ａがフーチング７２の下面に形成され、凹部７２Ａに充填材８４が充填されている。このため、構造物７０の杭基礎を構成する杭７８とフーチング７２とを、充填材８４によって容易に一体化することができる。
【００６１】
＜その他の実施形態＞
以上、本発明について第１〜第３実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。また、第１〜第３実施形態の構成は、適宜組み合わせることが可能である。
【００６２】
例えば、第１〜第３実施形態では、基礎部材としてのフーチング１２、４２、７２に鉄骨部材としての鉄骨柱１６、４６、７６の柱脚部１６Ａ、４６Ａ、７６Ａ（脚部）が接合されていた。しかし、基礎部材及び鉄骨部材は、フーチング１２、４２、７２や鉄骨柱１６、４６、７６に限らず、例えば鉄骨部材としての補強ブレースの脚部を基礎部材に接合する構成としてもよい。
【００６３】
また、第１実施形態や第２実施形態では、鋼管１４、４４は、下端面がフーチング１２、４２の下面と同一面となるようにフーチング１２、４２に埋設されていた。しかし、鋼管は、少なくとも鉄骨部材（鉄骨柱１６、４６）からの引抜力をフーチングに伝達することができる程度にフーチングに埋設されていればよく、鋼管の下端面がフーチングの下面より上の位置とされていてもよい。
【００６４】
また、第１〜第３実施形態では、鋼管１４、４４、７４の下端部にコンクリート２２、５２、８８が充填され、鋼管１４、４４、７４の上端部がフーチング１２、４２、７２の上面から突出していた。
【００６５】
しかし、フーチングの必要強度が確保できる限り、フーチングの上面から突出した鋼管内にコンクリートを充填しない構成としてもよく、また、全体がフーチングに埋設された鋼管内にコンクリートを充填しない構成としてもよい。なお、鋼管内にコンクリートを充填しない場合、鋼管内には柱脚部の挿入後に充填材のみが充填される。
【符号の説明】
【００６６】
１２、４２、７２            フーチング（基礎部材の一例）
１４、４４、７４            鋼管
１６、４６、７６            鉄骨柱（鉄骨部材の一例）
１６Ａ、４６Ａ、７６Ａ      柱脚部（脚部の一例）
２６、５６、９２            充填材
【図１】
2020070681.tif 000003
【図２】
2020070681.tif 000004
【図３】
2020070681.tif 000005
【図４】
2020070681.tif 000006
【図５】
2020070681.tif 000007