(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
露出型柱脚のベースプレートを固定するアンボンドタイプのアンカーボルトにおいて、
ネジ部の強度が、軸部の強度の１／０．７５〜１／０．９倍の範囲内で大きく構成されていることを特徴とする、露出型柱脚のアンボンドタイプのアンカーボルト。
【請求項２】
ネジ部と軸部の材料が同一で一体の構成であり、ネジ部の有効径断面積が軸部の断面積の１／０．７５〜１／０．９倍の範囲内で大きく構成されていることを特徴とする、請求項１に記載した露出型柱脚のアンボンドタイプのアンカーボルト。
【請求項３】
アンカーボルトのネジ部分がアプセット法により太径に成形され、その有効径断面積が軸部の断面積の１／０．７５〜１／０．９倍の範囲内で大きく構成されていることを特徴とする、請求項２に記載した露出型柱脚のアンボンドタイプのアンカーボルト。
【請求項４】
ネジ部のネジは転造加工法又は切削加工法で製作され、軸部は切削加工法により製作して、ネジ部の有効径断面積が軸部の断面積の１／０．７５〜１／０．９倍の範囲内で大きく構成されていることを特徴とする、請求項２に記載した露出型柱脚のアンボンドタイプのアンカーボルト。
【請求項５】
ネジ部と軸部は異なる材料で、両者を一連に接合して構成されており、ネジ部の材料と軸部の材料は次式の強度範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載した露出型柱脚のアンボンドタイプのアンカーボルト。
１／０．９＜｛ネジ部の材料の降伏点×ネジ部の有効断面積／軸部の材料の降伏点×軸部の断面積｝＜１／０．７５
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄骨柱の定着に実施される露出型柱脚においてベースプレートを固定するアンボンドタイプのアンカーボルトの機能及び強度設計の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
出願人は、先に図１のように構成された露出型柱脚を提案している。
即ち、コンクリート基礎１の中に予め複数本のアンボンドタイプのアンカーボルト２…が垂直に埋設される。このアンカーボルト２の軸部２ａにコンクリート基礎１とは付着しないようにアンボンド処理が施され、下端のネジ部２ｂにはコンクリート基礎への定着板８が上下のナット１０で挟んで固定されている。上端のネジ部２ｃはコンクリート基礎１の上面から突き出し、更に鉄骨柱３のベースプレート４のボルト孔をも貫通してその上方へ突き出し、ナット６をねじ込んで締め付け固定できるように配置されている。因みにアンカーボルト２の有効長さは、軸部２ａの直径をＤとするとき、通例２０Ｄ位の大きさとされる。図１中の符号５はベースプレート４のレベル出し用の先行モルタル、符号９は外枠、符号７は充填モルタルである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記図１に基いて説明したように、鉄骨柱の露出型柱脚におけるアンボンドタイプのアンカーボルト２は、その軸部２ａが弾性域及び塑性域で十分な伸び変形能力を発揮することが最低限度の「基本条件」とされ、そのように設計し実施されている。即ち、アンボンドタイプのアンカーボルトは、地震エネルギーに対して軸部２ａが塑性域で十分に大きい伸び能力を発揮して耐えることを期待している。たとえ軸部２ａが伸びても、その後にナット６を更に締め込む所謂「増す締め」を行うことによって復旧が可能だからである。
【０００４】
従って、アンボンドタイプのアンカーボルトは、軸部２ａが塑性域において伸び変形能力を発揮している間において、ネジ部２ｃは降伏に至らない状態で耐え、ネジ形状の健全性を維持することが「前提条件」となる。ネジ部２ｃが降伏するとネジ山が変形し、その後ナット６が回らなくなり「増す締め」ができないからである。
【０００５】
しかし、従来一般に使用されているアンボンドタイプのアンカーボルトのネジ部は、図２に例示したように所謂直切りボルトであり、通例軸部２ａの直径Ｄとネジ部２ｃの外径ｄ3が同じである。このため、ネジ部２ｃの強度が軸部２ａの強度よりも実質的に小さく、前記の「前提条件」を満たし得ないという欠点があった。図２中の符号ｄ2はネジの有効径、ｄ1は谷径である。
【０００６】
従来、アンボンドタイプのアンカーボルトのネジ部外径を軸部外径よりも大きくすること、又はネジ部の材質強度を軸部の材質強度よりも大きく製作することについて記載した文献等は公知に属する。しかし、ネジ部の強度と軸部の強度の密接な関連性とそれぞれの強度の具体的に採用するべき数値等について言及したものは見当たらない。
【０００７】
前記した「前提条件」は大切ではあるが、だからといってネジ部の強度が大きすぎる、所謂過剰品質にすることは、アンカーボルトの経済設計の観点からは避けるべきである。
【０００８】
従って、本発明の目的は、アンボンドタイプのアンカーボルトにおけるネジ部の強度を、軸部の強度よりも過剰品質とならない一定範囲内で大きく構成して、経済性が高く、しかもアンボンドタイプのアンカーボルトに期待される本来の耐力性、耐震性の機能を十分に期待できるアンボンドタイプのアンカーボルトを提供することである。
【０００９】
本発明の更なる目的は、アンカーボルトの材料（通例ＳＳ４００，ＳＳ４９０，ＳＳ５５０など）は、一般的に降伏比（降伏点又は耐力と極限強さとの比、以下同じ。）が８０％以下で、実質的には７５％であるから、ネジ部の強度が軸部の強度の１／０．７５倍であれば、およそ軸部の破断応力（極限強さ）近くまでネジ部は降伏することなくネジ形状の健全性を維持し、例えば地震後にアンカーボルトが伸びた分だけナットの「増す締め」を行えば、容易に露出柱脚の復旧が可能となること、そして、軸部の伸び能力を保証するため、安全率を１０％とってネジ部の強度を１／０．９倍とした場合にも実用に耐え得ることにそれぞれ着眼して、アンボンドタイプのアンカーボルトにおけるネジ部の強度を、軸部の強度よりも前述した１／０．７５〜１／０．９倍の範囲内で大きく構成した、露出型柱脚におけるアンボンドタイプのアンカーボルトを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明に係る露出型柱脚のアンボンドタイプのアンカーボルトは、
露出型柱脚のベースプレートを固定するアンボンドタイプのアンカーボルトにおいて、
ネジ部の強度が、軸部の強度の１／０．７５〜１／０．９倍の範囲内で大きく構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載した露出型柱脚のアンボンドタイプのアンカーボルトにおいて、
ネジ部と軸部の材料が同一で一体の構成であり、ネジ部の有効径断面積が軸部の断面積の１／０．７５〜１／０．９倍の範囲内で大きく構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２に記載した露出型柱脚のアンボンドタイプのアンカーボルトにおいて、
アンカーボルトのネジ部分がアプセット法により太径に成形され、その有効径断面積が軸部の断面積の１／０．７５〜１／０．９倍の範囲内で大きく構成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項２に記載した露出型柱脚のアンボンドタイプのアンカーボルトにおいて、
ネジ部のネジは転造加工法又は切削加工法で製作され、軸部は切削加工法により製作して、ネジ部の有効径断面積が軸部の断面積の１／０．７５〜１／０．９倍の範囲内で大きく構成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１に記載した露出型柱脚のアンボンドタイプのアンカーボルトにおいて、
ネジ部と軸部は異なる材料で、両者を一連に接合して構成されており、ネジ部の材料と軸部の材料は次式の強度範囲内であることを特徴とする。
１／０．９＜｛ネジ部の材料の降伏点×ネジ部の有効断面積／軸部の材料の降伏点×軸部の断面積｝＜１／０．７５
【００１５】
【発明の実施の形態及び実施例】
請求項１記載の発明に係る露出型柱脚のアンボンドタイプのアンカーボルトは、ネジ部の強度を、軸部の強度よりも過剰品質とならない限度の一定範囲内で大きくすること、即ち、ネジ部の強度が、軸部の強度の１／０．７５〜１／０．９倍の範囲内で大きく構成された実施形態を特徴とする。因みに前記１／０．７５〜１／０．９倍の範囲を換言すれば、ネジ部の強度が軸部の強度の１．３３…乃至１，１１…倍の範囲内で大きい構成を意味する。
【００１６】
前記のようにネジ部と軸部の強度範囲を具体的に特定した根拠は、既に本発明の目的の項で概説したように、アンカーボルトの材料（通例ＳＳ４００，ＳＳ４９０，ＳＳ５５０など）は、一般的に降伏比（降伏点又は耐力と極限強さとの比、以下同じ。）が８０％以下で、実質的には７５％である。そこで、ネジ部の強度の上限が軸部の強度の１／０．７５倍であれば、およそ軸部の破断応力（極限強さ）近くまでネジ部は降伏することなくネジ形状の健全性を維持することになる。そこで例えば地震後にアンカーボルトが伸びた分だけナットの「増す締め」を行えば、容易に露出柱脚の復旧が可能となる。
【００１７】
ところが、ネジ部の強度を前記１／０．７５倍以上に大きくしてもさしたる利点はなく、逆に製作費用の増大、或いは納まり上の不都合の発生の心配さえある。一方、軸部の伸び能力を保証するため、安全率を１０％とってネジ部の強度の下限を１／０．９倍とした場合にも、実用に耐え得ることは明かである。
【００１８】
以上の理由により、アンボンドタイプのアンカーボルトにおけるネジ部の強度は、同軸部の強度よりも前述した１／０．７５〜１／０．９倍の範囲内で大きく構成することが理想的、且つ合理的な訳である。
【００１９】
次に、請求項２記載の発明は、前記請求項１に記載した露出型柱脚のアンボンドタイプのアンカーボルトのネジ部と軸部の材料が同一で一体の構成である場合に、例えば図３Ａ、Ｂに例示したように、ネジ部２ｃの有効径Ｄ2 の断面積が軸部２ａの断面積を１／０．７５〜１／０．９倍の範囲内で大きく構成することにより好適に実施される。
【００２０】
請求項３記載の発明は、前記請求項２に記載した発明と同じく、ネジ部と軸部の材料が同一で一体の構成である場合に、アンカーボルトのネジ部２ｃの有効径Ｄ2の断面積が軸部２ａの断面積の１／０．７５〜１／０．９倍の範囲内で大きい構成の異なる実施形態として、図３Ａ、Ｂには同アンカーボルトの両端又は少なくとも上端のネジ部分を、公知、周知の技術であるアプセット法により、ネジ部２ｃの有効径Ｄ2の断面積が、軸部２ａの断面積の１／０．７５〜１／０．９倍の範囲内であるように予め太径Ｄ3に成形し（図３Ａ）、この太径部分にネジ切り加工することにより、ネジ部２ｃの有効径Ｄ2の断面積が、軸部２ａの断面積の１／０．７５〜１／０．９倍の範囲内で大きく構成された実施例を示している。
【００２１】
請求項４記載の発明は、同じく請求項２に記載した発明に係る露出型柱脚のアンボンドタイプのアンカーボルトの異なる実施形態として、ネジ部２ｃのネジは転造加工法又は切削加工法で製作され、軸部は切削加工法により製作して、ネジ部の有効径断面を軸部の断面積の１／０．７５〜１／０．９倍の範囲内で大きく構成されている。
【００２２】
更に、請求項５記載の発明は、やはり請求項１に記載した発明に係る露出型柱脚のアンボンドタイプのアンカーボルトの異なる実施形態であって、図４に一例を示したように、ネジ部２ｃと軸部２ａは異なる強度の材料Ｅ、Ｆで構成するものとし、前記異なる二種の材料Ｅ、Ｆは、例えば摩擦圧接等の手段により両者を一連に接合して構成する。そして、この場合のネジ部２ｃの材料Ｅと軸部２ａの材料Ｆは、次式の強度範囲内で製作することを特徴とする。
１／０．９＜｛ネジ部２ｃの材料Ｅの降伏点×ネジ部２ａの有効断面積／軸部２ａの材料Ｆの降伏点×軸部の断面積｝＜１／０．７５
【００２３】
【発明が奏する効果】
請求項１〜５記載の発明に係る露出型柱脚のアンボンドタイプのアンカーボルトは、そのネジ部の強度を、軸部の強度よりも過剰品質とならない一定範囲内で大きく構成したので、経済性が高いことは勿論のこと、アンボンドタイプのアンカーボルトに期待される本来の耐力性、耐震性の機能及び伸び能力を十分に期待でき、例えば地震後にアンカーボルトの軸部が伸びた分だけナットの「増す締め」を行うことにより、容易に露出柱脚の復旧が可能となる。
【００２４】
また、本発明に係る露出型柱脚のアンボンドタイプのアンカーボルトは、ネジ部の強度が軸部の強度の１／０．７５倍〜１／０．９倍としたので、およそ軸部の破断応力（極限強さ）近くまでネジ部は降伏することなくネジ形状の健全性を維持し、地震後にアンカーボルトが伸びた分だけナットの「増す締め」を容易に可能ならしめて露出柱脚の復旧を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る露出型柱脚のアンボンドタイプのアンカーボルトの使用例を示した断面図である。
【図２】アンボンドタイプのアンカーボルトのネジ部分を拡大した説明図である。
【図３】Ａはアンボンドタイプのアンカーボルトのネジ部分を太径としたネジ切り前の説明図、Ｂはネジ切り後の説明図である。
【図４】請求項５記載の発明に係るアンボンドタイプのアンカーボルトのネジ部分の断面図である。
【符号の説明】
４          ベースプレート
２          アンカーボルト
２ｃ        ネジ部
６          ナット
【図１】
0003695157.tif 000002
【図２】
0003695157.tif 000003
【図３】
0003695157.tif 000004
【図４】
0003695157.tif 000005