(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄骨柱の下端部に溶接され、その周辺部に形成された複数のボルト挿通孔を介して基礎コンクリートに定着されたアンカーボルトを挿通して締付けることにより前記鉄骨柱を基礎コンクリートに対して固定する柱脚用のベースプレートにおいて、そのベースプレートの下面に、同ベースプレートの少なくとも各辺部に位置する各ボルト挿通孔に接するように境界線を設定し、その境界線より外側の下面を上向きの傾斜面に形成するとともに、前記境界線より内側の下面が該境界線より下方へ突出しないようにしたことを特徴とする柱脚用ベースプレート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨造や鉄骨鉄筋コンクリート造の柱脚構造に関する。より詳しくは、それらの柱脚部を基礎コンクリートに対して固定するための中間材として鉄骨柱の下端部に溶接される柱脚用ベースプレートの改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の柱脚用のベースプレートにおいては、その下面全体を平面に形成したものが一般的である。他方、ベースプレートの下面をその中央部に向けて突出する傾斜面に形成したものも知られている（特公平４−６４３６９号公報、特開平９−８８１９４号公報）。図９は前者の下面全体を平面に形成した従来例に大きな曲げモーメントＭが作用した場合の力の作用状態を誇張して示した説明図である。図示のように、この場合には、鉄骨柱１０１に作用する前記曲げモーメントＭの方向に応じて、ベースプレート１０２を固定するアンカーボルト１０３に引張力Ｔ，Ｔ′が作用するとともに、内側のベースプレート１０２の周縁部１０２ａを介して下方の基礎コンクリート１０４の領域１０５に対して圧縮荷重Ｃが集中的に作用することになる。すなわち、内側のベースプレート１０２の周縁部１０２ａを支点として、図示の状態に持上げられるように曲げモーメントＭが作用することになる。その結果、基礎コンクリート１０４の外側面との間隔Ｓ０１が小さい部分に大きな圧縮荷重Ｃが作用することになるので、ベースプレート１０２の前記周縁部１０２ａの近傍の外側に位置する基礎コンクリート１０４部分に割裂１０６が生じやすいという問題があった。このため、基礎コンクリート１０４の断面サイズを大きくしてへりあき寸法、すなわちベースプレート１０２の周縁部の外側の基礎コンクリート１０４の幅寸法を大きくとって対応する必要があったが、これは、材料費が嵩むだけでなく外装材の納りに余裕がなくなるといった点で問題があった。
【０００３】
また、図１０は後者のベースプレートの下面をその中央部に向けて突出した傾斜面に形成した従来例に曲げモーメントＭが作用した場合の縦断面を示した説明図である。この場合には、図示のように、鉄骨柱１０７に作用する曲げモーメントＭの方向に応じてベースプレート１０８を固定するアンカーボルト１０９に引張力Ｔが作用することは前述の場合と同様であるが、下面を傾斜面に形成した結果、基礎コンクリート１１０に対して作用する圧縮荷重Ｃの集中する領域１１１が内側に移動する点で相違している。したがって、圧縮荷重Ｃの作用点と基礎コンクリート１１０の外側面との間隔Ｓ０２が大きくなることから、その基礎コンクリート１１０の断面サイズを大きくしてへりあき寸法を大きくとる必要は解消される。ところで、図１１に示したように、鉄骨柱１０７に作用する曲げモーメントＭによる引張力Ｔをアンカーボルト１０９に伝達する力伝達領域Ａは、それに見合った十分な強度、すなわち十分な板厚が必要とされることはいうまでもない。これに対して、その力伝達領域Ａより内方に位置する、少なくともその力伝達領域Ａより下方の領域Ｂの部分は強度上は必要のない部分であるから、この従来例の場合には、下面のほぼ全面を斜面１１２に形成するために、強度的には不要の材料費を余分に使用し、重量を大きくしているということができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みて、基礎コンクリートに対する圧縮荷重の作用点を内側にずらして基礎コンクリートの外側面との間隔Ｓの拡大を図り、周辺のコンクリートの割裂の発生を予防するとともに、強度的に必要な部分に十分な板厚を確保しながら不要な部分の板厚を削減してベースプレートとしての軽量化及び材料費の節減を図ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明では、前記ベースプレートの下面に同ベースプレートの少なくとも各辺部に位置する各ボルト挿通孔に接するように境界線を設定し、その境界線より外側の下面を上向きの傾斜面に形成するとともに、前記境界線より内側の下面が該境界線より下方へ突出しないように構成するという技術手段を採用した。本発明は、以上の技術手段を採用したことから、基礎コンクリートに対する圧縮荷重Ｃの作用点が内側にずれる結果、周辺部のコンクリートの割裂を予防し得る。同時に、鉄骨柱に作用する曲げモーメントＭをアンカーボルト側に伝達する前記力伝達領域Ａを必要強度に見合った板厚に設定することにより、前記境界線より外側の上向きの傾斜面による軽量化と、同境界線より内側に位置する従来の不要領域Ｂの削除による軽量化によって、ベースプレートとして、大幅な軽量化及び材料費の削減を図ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、前述のように、鉄骨柱に作用する曲げモーメントＭをアンカーボルト側に伝達する力伝達領域Ａに着目して、その部分を必要強度に見合った板厚に設定し、その外側の下面を上向きの傾斜面に形成するとともに、内側の下面がそれより下方へ突出しないように構成することにより、軽量化を図ると同時に基礎コンクリートに対する圧縮荷重Ｃの作用点を内側にずらして周辺の割裂を予防した点に特徴を有するものである。本発明の実施に当っては、その特徴を損わないように、前記境界線をベースプレートの少なくとも各辺部に位置する各ボルト挿通孔に接した状態で、そのベースプレートの周辺部に形成された全ボルト挿通孔に沿うように設定したものであればよい。また、その境界線は一般的には矩形状になることが多いが、アンカーボルトの配列、すなわち前記ボルト挿通孔の配置によっては、他の多角形状や円形状になることもある。前記傾斜面としては、その断面形状が平坦なものでも多少湾曲したものでもよい。また、具体的な傾斜角に関しては、その傾斜部の必要強度等を勘案して選定することができる。その場合、ベースプレートの上面側の形状、例えば傾斜や凹凸の有無等も勘案する。
【０００７】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。図１及び図２は本発明の第１実施例を示したもので、図１は縦断面図、図２はその底面図である。図中、１は柱脚用のベースプレートで、例えば角形の鉄骨柱２の下端部に溶接される。本実施例のベースプレート１は矩形状に形成され、その周辺部には８個のボルト挿通孔３が形成されている。ベースプレート１の下面には、図２の底面図に示したように、それぞれのボルト挿通孔３の中心部を結ぶように境界線Ｌ１が設定され、その境界線Ｌ１を境に、図１にも示したように、内側に位置する下面を平坦面４、外側に位置する下面を上向きの傾斜面５に形成している。なお、図中、６はベースプレート１の上面の鉄骨柱２の内側に形成した凹部である。
【０００８】
図３は前記第１実施例の鉄骨柱２に大きな曲げモーメントが作用した場合の力の作用状態を誇張して示した説明図である。鉄骨柱２の下端部に溶接された前記ベースプレート１は、図示のように、その周辺部に形成された前記各ボルト挿通孔３を介して基礎コンクリート７側に定着されたアンカーボルト８を挿通してナット９により締付けることにより基礎コンクリート７に対して固定される。なお、ここでは基礎コンクリート７とベースプレート１との間に注入されるグラウト材に関しては省略して説明する。
【０００９】
しかして、図３に示したように鉄骨柱２に曲げモーメントＭが作用すると、前記平坦面４と傾斜面５との境界線Ｌ１の部分を支点として鉄骨柱２が傾き、ベースプレート１に反対側が浮上がる方向に外力が作用する。その結果、前記支点とは反対側のアンカーボルト８に対して、その支点からの距離に比例した引張力Ｔ，Ｔ′が作用する。同時に、支点側、すなわち前記境界線Ｌ１の部分を中心とする領域１０に圧縮荷重Ｃが作用することになる。この場合、境界線Ｌ１はベースプレート１の外周部より内側に入っているので、その分、圧縮荷重Ｃの作用点も内側にずれることから、基礎コンクリート７の外側部との間隔Ｓ１も当然、図９の従来例の場合の間隔Ｓ０１に比べて大きくなる。したがって、従来のように、基礎コンクリート７の断面サイズを大きくしてへりあき寸法を大きくしなくとも、周辺のコンクリートの割裂現象は予防される。また、境界線Ｌ１の内側は平坦面４に形成したので、図１０及び図１１に示した従来例における強度的に不要な領域Ｂは排除され、その分、ベースプレート１の軽量化及び材料費の節減が図れる。
【００１０】
図４及び図５は境界線の設定に関する他の実施例を示したベースプレートの底面図である。図４に示した本発明の第２実施例に係るベースプレート１１の場合は、図示のようにベースプレート１１の各辺部に位置する中間のボルト挿通孔１２の内側の側面に接するように矩形状の境界線Ｌ２を設定したものである。また、図５に示した本発明の第３実施例に係るベースプレート１３の場合は、図示のようにボルト挿通孔１４の外側の側面に接するように矩形状の境界線Ｌ３を設定したものである。以上の境界線Ｌ２あるいはＬ３のように、ボルト挿通孔１２，１４に接するように境界線を設定した場合にも、鉄骨柱に作用する曲げモーメントＭに基づく引張力Ｔをアンカーボルトに伝達する、鉄骨柱の下端部とアンカーボルトとの間に形成される前述の力伝達領域Ａが最大板厚に設定されるので、前記第１実施例の場合とほぼ同様の作用効果が得られる。
【００１１】
図６〜図８は他の形状の鉄骨柱を使用した場合に関する実施例を示したものである。図６は本発明の第４実施例を示した底面図で、Ｈ形の鉄骨柱１５を使用した場合を示したものである。本実施例のベースプレート１６は、図示のように矩形状に形成され、周辺部に形成されたボルト挿通孔１７を結ぶように境界線Ｌ４を設定して、その外側部分を上向きの傾斜面１８に形成したものである。
【００１２】
図７は本発明の第５実施例を示した底面図で、角形の鉄骨柱１９を使用した場合を示したものである。本実施例のベースプレート２０は、図示のように矩形状に形成され、周辺部に形成された８個のボルト挿通孔２１を結ぶように境界線Ｌ５を設定して、その外側部分を上向きの傾斜面２２に形成したものである。なお、図中、２３は四隅の傾斜面を示したものである。
【００１３】
図８は本発明の第６実施例を示した底面図で、丸形の鉄骨柱２４を使用した場合を示したものである。本実施例のベースプレート２５は、図示のように矩形状に形成され、周辺部に形成された８個のボルト挿通孔２６を結ぶように境界線Ｌ６を設定して、その外側部分を上向きの傾斜面２７に形成したものである。なお、図中、２８は四隅の傾斜面を示したものである。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、基礎コンクリートに対する圧縮荷重Ｃの作用点が内側にずれるので周辺部のコンクリートの割裂現象を予防し得ると同時に、鉄骨柱に作用する曲げモーメントＭをアンカーボルト側に伝達する力伝達領域Ａを必要強度に見合った板厚に設定することにより、その力伝達領域Ａより外側、すなわち前記境界線より外側を上向きの傾斜面に形成したことによる軽量化と、同境界線より内側の従来の不要領域Ｂの削除による軽量化によって、ベースプレートとしての大幅な軽量化及び材料費の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例を示した縦断面図である。
【図２】  同実施例の底面図である。
【図３】  同実施例における外力の作用状態を示した説明図である。
【図４】  本発明の第２実施例を示した底面図である。
【図５】  本発明の第３実施例を示した底面図である。
【図６】  本発明の第４実施例を示した底面図である。
【図７】  本発明の第５実施例を示した底面図である。
【図８】  本発明の第６実施例を示した底面図である。
【図９】  従来例における外力の作用状態を示した説明図である。
【図１０】  他の従来例における力の作用状態を示した説明図である。
【図１１】  図１０の従来例に関する説明図である。
【符号の説明】
１…ベースプレート、２…鉄骨柱、３…ボルト挿通孔、４…平坦面、５…傾斜面、６…凹部、７…基礎コンクリート、８…アンカーボルト、９…ナット、１０…領域、１１…ベースプレート、１２…ボルト挿通孔、１３…ベースプレート、１４…ボルト挿通孔、１５…鉄骨柱、１６…ベースプレート、１７…ボルト挿通孔、１８…傾斜面、１９…鉄骨柱、２０…ベースプレート、２１…ボルト挿通孔、２２，２３…傾斜面、２４…鉄骨柱、２５…ベースプレート、２６…ボルト挿通孔、２７，２８…傾斜面、Ｌ１〜Ｌ６…境界線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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