(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部コンクリート躯体の上面に立てた鉄骨柱又は鋼管柱の柱脚部の外周に鉄筋が配筋され、同鉄筋の外周に外巻き鋼管が設置され、同外巻き鋼管の内部にコンクリートが充填されて成る鉄筋コンクリート根巻き型の補強構造であって、
前記下部コンクリート躯体の上面における外巻き鋼管の設置位置に、外巻き鋼管の下端部を下部コンクリート躯体へ固定し一体化するに足る深さの欠き込み部が凹状に形成され、外巻き鋼管の下端部が前記欠き込み部内に設置され、該外巻き鋼管の外側における欠き込み部との隙間に無収縮モルタル等を充填して外巻き鋼管が下部コンクリート躯体へ固定され、更に前記外巻き鋼管の内側と鉄骨柱又は鋼管柱の柱脚部との隙間に外巻き鋼管の上端レベルまでコンクリートが充填され柱脚部と一体化された構成であることを特徴とする、鉄骨柱等の柱脚部の根巻き型補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄骨柱や鋼管柱（以下、鉄骨柱等と云うことがある。）構造の構築物を構築するに当たり、鉄骨柱等を補強するべく当該鉄骨柱等の下端の柱脚部で実施される根巻き型補強構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄骨造構築物の柱脚部の剛性、耐力を高める補強構造としては、一般的には、
▲１▼露出型、▲２▼根巻き型、▲３▼埋め込み型に分類される。
その中でも、▲２▼の根巻き型の補強構造は、施工も比較的容易で、経済的でもあるため、多くの店舗や工場等の構築物に採用されている。一般的には、図２に例示したように、鉄骨柱ａの柱脚部ｂの外周に鉄筋ｄを配筋し、その鉄筋ｄの外周に図示を省略した型枠を仮設し、その型枠内にコンクリートｃを打設し、型枠を取り除いて当該根巻き鉄筋コンクリートにより柱脚部ｂを補強する構成とされている。
【０００３】
▲３▼の埋め込み型の補強構造としては、図３に例示したように、鉄骨柱ａ’を杭頭ｓや耐圧版上から建て、基礎梁ｗを施工することにより、鉄骨柱ａ’の柱脚部ｂ’が基礎梁ｗの中に埋め込まれる構成となっている。また、図４に示したように、地盤ｇに縦孔ｈを形成し、外周に薄帯鋼板ｉが螺旋状に巻かれ下端に底板ｋが固着された中空管ｊを前記縦孔ｈの中に設置し、前記中空管ｊの中に柱ｍを設置し、この柱ｍと中空管ｊとの間にコンクリートｎを打設すると共に、中空管ｊの外周の縦孔ｈ内に土砂ｐ等を埋め戻す構成も公知である（実開昭５７−１５８８６４号公報参照）。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
前記図２に例示した根巻き型の補強構造は、同図２Ａにおける柱脚部のＩ−Ｉ断面を示した図２Ｂのように、根巻きコンクリートｃの断面から鉄骨柱柱脚部ｂの断面を差し引いた符号Ｙで示した部分とアンカーボルトｔによって、上部架構のせん断力を下部の躯体ｅに伝達する。しかしながら、通常、根巻きコンクリート断面は機能的にも意匠的にも大きくできないため、前記Ｙ部分の面積は小さくなり、根巻きコンクリート部分のせん断耐力は不足する。したがって、ひとたび大地震が起きると、根巻き部分の鉄筋コンクリートｃと床などの下部コンクリート躯体ｅの打継ぎ部付近にひび割れ（破壊）が生じ、鉄筋コンクリートｃの破壊とアンカーボルトｔの破断につづき、鉄骨柱ａが移動し、建物に大きな損傷を及ぼしめることが先の阪神大震災でも見られた通りである。因に、そのような鉄骨柱柱脚部の急激な耐力低下を防止するために、根巻き鉄筋コンクリートｃの断面を過大にすることは、実際上、やはり納まり具合いが悪い。
【０００５】
また、図３に例示した埋め込み型の補強構造は、基礎梁ｗの配筋ｗ１、ｗ２中に鉄骨柱ａ’の柱脚部ｂ’が入るため、鉄骨柱ａ’（柱脚部ｂ’）に基礎梁ｗの主筋ｗ１を貫通させたり、これを避けるために基礎梁主筋ｗ１を鉄骨柱ａ’（柱脚部ｂ’）の手前で折り曲げるなどしなければならず、施工手間がかかる。また、前記図４に例示した場合では、中空管ｊの内部には鉄筋が配筋されてないが、柱ｍの柱脚部ｆは地盤ｇの中で固定されている。しかし、そのように柱脚部ｆを固定するために、縦孔ｈを深く掘削したり、中空管ｊに薄板鋼板ｉや底板ｋを取り付けたり、埋め戻し作業を行わなければならず、そのような種々の作業が大変面倒で、施工性が悪い。
【０００６】
なお、柱脚部の補強構造ではないが、柱全体の耐力を増強する手段として、鉄筋コンクリート柱の外周に２つのアングル状又は２つの半円状の鋼板を突き合わせて柱を包被し、前記鋼板の中にモルタル等を充填して補強することも知られている（特公昭５３−４２９８６号、特公昭５３−４３２５９号公報参照）。しかし、この補強構造は、包被体の下端部と下部コンクリート躯体の境界部に前述したような問題点があり、この境界部の一体性も考慮した柱脚部の耐力、剛性を高める構成となっていない。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、大地震に耐える柱脚部の根巻き鉄筋コンクリートを容易に施工でき、しかも、簡便な構造で当該根巻きコンクリートと下部コンクリート躯体との一体性を高めて柱脚部全体のせん断耐力を確保し、耐震性を向上せしめ、急激な耐力低下を防止する鉄骨柱等の柱脚部の根巻き型補強構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１の発明に係る鉄骨柱等の柱脚部の根巻き型補強構造は、
下部コンクリート躯体７の上面に立てた鉄骨柱１又は鋼管柱の柱脚部１０の外周に鉄筋２が配筋され、同鉄筋２の外周に外巻き鋼管３が設置され、同外巻き鋼管３の内部にコンクリート４が充填されて成る鉄筋コンクリート根巻き型の補強構造であって、
前記下部コンクリート躯体７の上面における外巻き鋼管３の設置位置に、外巻き鋼管３の下端部を下部コンクリート躯体７へ固定し一体化するに足る深さの欠き込み部５が凹状に形成され、外巻き鋼管３の下端部が前記欠き込み部５内に設置され、該外巻き鋼管３の外側における欠き込み部５との隙間に無収縮モルタル６等を充填して外巻き鋼管３が下部コンクリート躯体７へ固定され、更に前記外巻き鋼管３の内側と鉄骨柱１又は鋼管柱の柱脚部１０との隙間に外巻き鋼管３の上端レベルまでコンクリート４が充填され柱脚部１０と一体化された構成であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態及び実施例】
本発明に係る柱脚部の補強構造は、コンクリートの根巻きによって柱脚部を補強する根巻き型の補強構造であり、通例、図１に示した鉄骨柱（鋼管又はＨ型鋼）１の下端柱脚部で好適に実施される。鉄骨柱１が立設される床などの下部コンクリート躯体７は、以下の手順で施工される。即ち、鉄骨柱１を定着するアンカーボルト９、及び鉄骨柱１の外周に配筋される鉄筋２の主筋（差し筋）２ａ、並びに欠き込み部５を形成する型材を予め配置した後、コンクリートを打設して形成されている。欠き込み部５は、図１に示したように、後述する外巻き鋼管３の設置位置において、下部コンクリート躯体７の上面から約１０ｃｍの深さの凹状に形成されていると共に、図示を省略した平面方向視形状が、外巻き鋼管３と同形、同大の角形状又は円形状に形成されている。
【００１０】
かくして、鉄骨柱１は、鉄筋２の帯筋２ｂを予め仮止めした状態で上方からクレーンで降ろし、前記下部コンクリート躯体７の上に設置し、アンカーボルト９で下部コンクリート躯体７に定着する。しかる後、仮止めされた帯筋２ｂを主筋２ａに接続して鉄筋２を組み立てる。
次に、外巻き鋼管３を以下の手順で設置する。外巻き鋼管３は、前記鉄筋２を被覆するのに必要十分な口径、高さを有する角形又は丸形の鋼管であり、前記鉄筋２の外周を囲むようにして上方からクレーンで降ろし、その下端縁部を前記欠き込み部５内に設置する。この外巻き鋼管３の下端縁部が欠き込み部５に設置された状態で、当該下端縁部の外側における欠き込み部５の隙間に、無収縮モルタル６やセメントペースト等を充填し、外巻き鋼管３を下部コンクリート躯体７に強固に固定し一体性を高める。当該外巻き鋼管３の上端レベル位置まで、外巻き鋼管３の内側と柱脚部１０の外側との間にコンクリート４を打設する。
【００１１】
したがって、外巻き鋼管３内の根巻き鉄筋コンクリート４は、柱脚部１０に一体化され同柱脚部１０を拘束し、せん断耐力が有効に高められる。外巻き鋼管３は、欠き込み部５内に埋設され下部コンクリート躯体７にしっかりと固定され、その一体性が高められているから、大地震によって外巻き鋼管３内の根巻き鉄筋コンクリート４が破壊する虞れも全くない。
【００１２】
なお、前記外巻き鋼管３の内壁面に、図示を省略したスタッドやリブを設置して実施することにより、鉄骨柱１と外巻き鋼管３との一体性を向上させ、柱脚部１０の終局耐力をより一層高めることができる。また、図示を省略した鋼管柱、とりわけ、コンクリート充填型鋼管柱の柱脚部に前記補強構造を実施することにより、より一層、耐力、靱性を増強せしめ、耐震性能を高めることができ、超高層建物や大スパン構造物にも効果的に適応される。
【００１３】
【本発明の奏する効果】
本発明の鉄骨柱等の柱脚部の根巻き型補強構造によれば、外巻き鋼管が床などの下部コンクリート躯体にしっかりと一体化された状態で、更にその内部の根巻き鉄筋コンクリートを拘束し、根巻きコンクリート部のせん断耐力が高められているので、必要最小限の断面で、急激な耐力低下を確実に防止し、耐震性が向上される。また、外巻き鋼管は、下部コンクリート躯体上の欠き込み部に設置し、無収縮モルタルを隙間に充填するだけで確実に固定される上、当該外巻き鋼管が型枠の役目もするので、型枠なくして当該外巻き鋼管内にコンクリートを打設でき、施工性の向上にも貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図１】鉄骨柱における柱脚部の根巻き型補強構造を示した断面図である。
【図２】Ａは従来例を示した断面図、ＢはＡのＩ−Ｉ線矢視断面図である。
【図３】異なる従来例の断面図である。
【図４】異なる従来例の断面図である。
【符号の説明】
１  鉄骨柱
２  鉄筋
３  外巻き鋼管
４  コンクリート
５  欠き込み部
６  無収縮モルタル
７  下部コンクリート躯体
９  アンカーボルト
１０  柱脚部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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