(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱が、基礎コンクリート中に埋め込まれる下柱材と、下柱材の上端部から上方に延ばされる上柱材とに分割され、下柱材の上端部と上柱材の下端部とにそれぞれ、これら上下の柱材をボルト接合で連結する外方突出状のフランジが設けられ、これらフランジ間にジョイントプレートが配置され、該ジョイントプレートは、前記フランジ同士がボルト接合されることによりフランジ間に挟み込まれて柱に取り付けられていると共に、フランジ間から側方に突出する部分を備え、該側方突出部に鉄骨基礎梁の端部がボルト接合でジョイントされ、
下柱材と鉄骨基礎梁とがコンクリート中に埋め込まれていることを特徴とする鉄骨コンクリート基礎と柱の構造。
【請求項２】
上下の柱材が鋼管からなり、下柱の鋼管は、上柱の鋼管よりも、管壁の肉厚が大で、かつ、横断面サイズが小に設計されている請求項１に記載の鉄骨コンクリート基礎と柱の構造。
【請求項３】
上下の柱材が鋼管からなり、下柱の鋼管の内部にコンクリートが充填されている請求項１又は２に記載の鉄骨コンクリート基礎と柱の構造。
【請求項４】
前記鉄骨基礎梁が、上下の弦材と、これら弦材をつなぐラチス材とを備えた鉄骨トラス梁からなり、上弦材が前記ジョイントプレートにボルト接合されて柱にジョイントされている請求項１乃至３のいずれか一に記載の鉄骨コンクリート基礎と柱の構造。
【請求項５】
前記鉄骨基礎梁が、上下のフランジと、これらフランジをつなぐウェブとを備えた形鋼梁からなり、上フランジが前記ジョイントプレートにボルト接合されて柱にジョイントされている請求項１乃至３のいずれか一に記載の鉄骨コンクリート基礎と柱の構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨コンクリート基礎と柱の構造に関する。
【０００２】
【先行技術】
建物などの基礎として、鉄骨基礎梁を用い、その端部を柱の下端の側面部にジョイントし、鉄骨基礎梁とともに、柱の下端部も基礎コンクリート中に埋め込み状態にする形式の鉄骨コンクリート基礎がある。この鉄骨コンクリート基礎によれば、基礎コンクリート内に柱脚部を埋め込み状態にして柱をしっかりと固定することができると共に、鉄骨基礎梁を柱にジョイントすることで鉄骨基礎梁を精度良く設置できて基礎の精度を向上することができる等の効果が発揮される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この鉄骨コンクリート基礎の構造において、鉄骨基礎梁の端部を柱の下端の側面部に対し、いかにして施工性良くかつ容易にジョイントするかの課題について、必ずしも万全の手段が提供されているわけではない。特に、上記のような鉄骨コンクリート基礎において、鉄骨基礎梁は、柱から、二方向に延ばされることもあれば、三方向、四方向に延ばされることもあり、そのような場合に、いかに合理的に対応していくかという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような背景のもとで、鉄骨基礎梁の端部を柱の下端の側面部にジョイントし、鉄骨基礎梁とともに、柱の下端部も基礎コンクリート中に埋め込み状態にする式の鉄骨コンクリート基礎を対象として、この鉄骨コンクリート基礎において、鉄骨基礎梁と柱とを施工性良く容易にジョイントすることができる構造を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、柱が、基礎コンクリート中に埋め込まれる下柱材と、下柱材の上端部から上方に延ばされる上柱材とからなり、これら上下の柱材が、フランジ同士をボルト接合して結合されており、
前記フランジ間に、側方に突出するジョイントプレートが挟み込まれており、このジョイントプレートの側方突出部に鉄骨基礎梁の端部がボルト接合でジョイントされ、
下柱材と鉄骨基礎梁とがコンクリート中に埋め込まれていることを特徴とする鉄骨コンクリート基礎と柱の構造によって解決される。
【０００６】
この構造では、柱を、基礎コンクリート中に埋め込まれる下柱材と、その上にくる上柱材に分割し、これら柱材を結合するフランジ間を利用してジョイントプレートを柱に取り付け、このジョイントプレートに鉄骨基礎梁の端部を接合して、柱と鉄骨基礎梁とをジョイントする構造としているから、ジョイントプレートを、上下の柱のフランジ間を有効利用して柱に取り付けることができ、従って、ジョイントプレート等のジョイント部材の取付けのための専用のボルト孔などを柱の側面に形成したり、ジョイント部材を柱の側面に溶接するなどの厄介な加工や施工を行う必要がなくなり、柱へのジョイントプレートの取付けを施工性良くかつ容易に行うことができ、ひいては、柱への鉄骨基礎梁端部のジョイントを施工性良く容易に行うことができる。
【０００７】
しかも、ジョイントプレートは、柱に対し、フランジ同士を接合するボルトを利用して取り付けることができ、また、鉄骨基礎梁に対してもボルトで接合するものとしているから、鉄骨基礎梁を柱に対して精度良くかつ品質良好に接合することができ、ひいては、鉄骨基礎梁を精度良くかつ品質良好に設置できて、基礎の精度を向上することができると共に、基礎の品質も良好なものにすることができる。
【０００８】
加えて、柱に対して鉄骨基礎梁を二方向、三方向、四方向のいずれの方向に延ばす場合も、それぞれに対応しうるジョイントプレートを用意しておけば、各種方向に各種本数の鉄骨基礎梁を施工性良くかつ容易に接合していくことができると共に、このようなジョイントプレートの使用により柱部材の部材共通化を図るっていくことができる。
【０００９】
もちろん、基礎コンクリート内に柱脚部を埋め込み状態にするものであるから、柱をしっかりと固定することができると共に、鉄骨基礎梁を柱にジョイントすることで鉄骨基礎梁を精度良く設置できて基礎の精度を向上することができることはいうまでもない。
【００１０】
また、上下の柱材が鋼管からなり、下柱の鋼管は、上柱の鋼管よりも、管壁の肉厚が大で、かつ、横断面サイズが小に設計されている場合は、下柱材を、耐力十分に保ちながらスリムに構成することができ、基礎幅を細くすることができる。
【００１１】
また、上下の柱材が鋼管からなり、下柱の鋼管の内部にコンクリートが充填されている場合は、下柱材の耐力が高められ、その分、下柱材をスリムに構成することができ、基礎幅を細くすることができる。
【００１２】
特に、下柱の鋼管が上柱の鋼管よりも肉厚大に設計されることの組み合わせにおいて、下柱の鋼管の内部にコンクリートが充填されている場合は、下柱材を、耐力十分にしながら、より一層スリムに構成することができて、基礎幅をより一層効果的に細くすることができる。
【００１３】
上記の鉄骨基礎梁が、上下の弦材と、これら弦材をつなぐラチス材とを備えた鉄骨トラス梁からなる場合は、上記のジョイントプレートは、この鉄骨基礎梁の上側の弦材の端部を柱にボルト接合するのに有効的に機能する。また、鉄骨基礎梁として鉄骨トラス梁を用いることにより、鉄骨基礎梁を軽量化することができる。
【００１４】
また、上記の鉄骨基礎梁が、上下のフランジと、これらフランジをつなぐウェブとを備えた形鋼梁からなる場合は、上記のジョイントプレートは、この鉄骨基礎梁の上側のフランジの端部を柱にボルト接合するのに有効的に機能する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１乃至図３に示す鉄骨コンクリート基礎と柱の構造において、１は柱、２は鉄骨基礎梁、３はジョイントプレート、４は基礎コンクリートである。
【００１７】
柱１は、基礎コンクリート４内に埋め込まれる下柱材５と、それよりも上の上柱材６とに分割されており、これら上下の柱材５，６は、それぞれが鋼管、例えば図示のように角形鋼管からなる。この柱１において、下柱材５を構成する鋼管の肉厚は、上柱材６を構成する鋼管よりも厚く設計され、かつ、下柱材５が上柱材６よりも細く設計されている。そして、上柱材６の内部は中空のままで、下柱材５の内部にはコンクリート７が充填されている。
【００１８】
下柱材５の下端には、ベースプレート８が備えられており、このベースプレート８は、杭９使用の独立基礎１０の上面に設置されたプレート１１に対し、このプレート１１から上方に離間されて、ネジ機構などによる高さ位置調整兼水平度調整機構１２を介して連結されている。１３は鉄団子である。
【００１９】
下柱材５と上柱材６とは、下柱材５の上端に設けられた外方突出状のフランジ１４と、上柱材６の下端に設けられた外方突出状のフランジ１５とが、上下に重ね合わせ状態にされ、ボルト１６…で接合されて、連結一体化されている。
【００２０】
これら上下のフランジ１４，１５間に、ジョイントプレート３が挟み込まれている。ジョイントプレート３は、柱１の上下のフランジ１４，１５間に挟み込まれるプレート部分３ａと、柱１から側方に突出するプレート部分３ｂとを有する。そして、柱１の上下のフランジ１４，１５間に挟み込まれるプレート部分３ａには、ボルト通孔１７が設けられており、ジョイントプレート３は、このボルト通孔１７に、上下のフランジ１４，１５を結合するボルト１６が通され、しかも、上下のフランジ１４，１５間に挟み込まれて、柱１に対し、しっかりと強固にジョイントされている。
【００２１】
このジョイントプレート３における側方突出プレート部分３ｂに、鉄骨基礎梁２の端部がボルト１６で接合されている。このジョイントプレート３として、予め３種類のもの、即ち、図４（イ）に示すように、側方に突出するプレート部分３ｂが、隣り合う二方向に備えられているものと、図４（ロ）に示すように三方に備えられているものと、図４（ハ）に示すように四方のすべてに備えられているものとが用意されており、柱１に接合する鉄骨基礎梁２の本数等に応じて、そのうちのどれかが選択されて用いられることになる。図１乃至図３に示す実施形態では、柱１から三方に鉄骨基礎梁２を延ばすため、ジョイントプレート３として、図４（ロ）に示す三方タイプが用いられている。
【００２２】
鉄骨基礎梁２は、鉄骨トラス梁からなる。この鉄骨トラス梁２は、山形鋼からなる上下の弦材１９，２０を左右に対で備えている。そして、上下の弦材１９，２０同士は、形鋼からなる棒材あるいは鉄筋等による傾斜ラチス材２１で互いに連結され、左右の弦材同士１９，１９；２０，２０は長さ方向に間隔的にわたされた連結部材３０で連結されて、鉄骨トラス梁２を構成している。
【００２３】
この鉄骨トラス梁２は、その下側の左右の弦材２０，２０がベースプレート８の上面に重ねられると共に、上側の左右の弦材１９，１９がジョイントプレート３の突出プレート部分３ｂの下面側に重ねられ、ボルト１６で接合されて、柱１にジョイントされている。なお、下柱材５の外周部には、逆台形状に屈曲された鉄筋３１が溶接などで取り付けられ、この鉄筋３１と、梁２のラチス鉄筋２１とが結束線３２で結ばれ、柱１と梁２との間で剪断力が伝達されるようになされている。
【００２４】
そして、この鉄骨基礎梁２…は、基礎コンクリート４中に埋め込まれ、また、柱１の下柱材５も基礎コンクリート４中に埋め込み状態にされ、更に、ジョイントプレート３や、上下の柱材５，６をつなぐフランジ１４，１５も、基礎コンクリート４の天面の下に位置して基礎コンクリート４中に隠されている。
【００２５】
上記の鉄骨コンクリート基礎と柱の構造の施工は、例えば次のようにして行うことができる。即ち、図５（イ）に示すように、下柱材５を設置して、そのベースプレート８上に鉄骨基礎梁２の左右の下弦材２０を重ね、ボルト１６でベースプレート８と下弦材２０とを接合する。なお、ベースプレート８として、ジョイントプレート３と同じ平面外周形状のプレート材を用い、部材の共通化を図るようにするとよい。
【００２６】
しかる後、図５（ロ）及び図６（ハ）に示すように、ジョイントプレート３を下柱材５の上端のフランジ１４の上に載せ、更にその上に仮止めプレート２２を載せ、ボルト１６で、仮止めプレート２２とジョイントプレート３とフランジ１４とを接合し、また、ボルト１６でジョイントプレート３とフランジ１４とを接合し、ジョイントプレート３を下柱材５に仮固定する。一方、これと相前後して、鉄骨基礎梁２の左右の上弦材１９と、その上面側に重ねられたジョイントプレート３の側方突出部分３ｂとを、ボルト１６でジョイントする。また、下柱材５の鉄筋３１と梁２のラチス鉄筋２１とを結束線３２で結ぶ。
【００２７】
次いで、図６（ニ）に示すように、下柱材５の上端フランジ１４の周囲に、このフランジ１４の周囲を囲んでフランジ１４の上面に基礎用のコンクリートが流れ込まないようにするコンクリート止め部材２３をセットすると共に、図示しないが基礎コンクリート打設用の型枠を設置し、そして、図７（ホ）に示すように、基礎コンクリート４の打込みを行う。このとき併せて、下柱材５の内部に充填用のコンクリート７を打ち込むようにしてもよい。
【００２８】
次いで、基礎コンクリート４の硬化後、図７（ヘ）及び図８（ト）に示すように、コンクリート止め部材２３と、仮止めプレート２２とを取り外すと共に、ジョイントプレート３とフランジ１４とを直接接合していたボルト１６のナットを取り外し、そして、上柱材６の下端のフランジ１５を、ジョイントプレート３を挟み込むようにして、下柱材５の上端のフランジ１４と重ね、上下のフランジ１４，１５をボルト１６で接合し、上下の柱材５，６を結合一体化する。
【００２９】
そして最後に、図８（チ）に示すように、上下の柱材５，６を結合するフランジ１４，１５部分のある凹所２４にモルタル２５を詰め、基礎コンクリート４の天面から上柱材６の部分のみが突出されるようにする。こうして、鉄骨コンクリート基礎と柱が形成される。
【００３０】
この構造によれば、鉄骨基礎梁２のジョイントのため、柱１は、上下の柱材５，６に分割され、フランジ１４，１５でボルト接合されているが、このフランジ接合部分を基礎コンクリート４の天面下に隠すことができ、鉄骨コンクリート基礎の天面から上方に延びる柱部分を外観上スッキリとしたものにすることができる。
【００３１】
また、本実施形態では、下柱材５への上柱材６の接合を、基礎コンクリート４の打込み硬化後に行い、基礎コンクリート４でしっかり固められた鉄骨コンクリート基礎の下柱材に対して上柱材６を連結する施工方法としており、鉄骨基礎梁２は、上柱材６を連結する前の下柱材５に対してジョイントすることとしているから、上柱材６が、長尺で、重量の大きいものであるような場合であっても、施工を精度良くしかも難なく遂行することができる。
【００３２】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で、各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、ジョイントプレート３を下柱材５のフランジ１４に仮固定することとして、上柱材６と下柱材５とをフランジ結合する前の段階で、基礎コンクリート４の打込みを行う施工方法を採用しているが、上下の柱材５，６のフランジ１４，１５間にジョイントプレート３を挟み込んでボルト接合した状態で基礎コンクリート４の打込みを行う施工方法を採用してもよい。この場合は、コンクリート止め部材２３や仮止めプレート２２等の使用、モルタル詰め２５の作業を省略することができる。また、本発明における鉄骨基礎梁の種類に制限はなく、上記のような鉄骨トラス梁２のほか、その他の構造形式を採用する鉄骨トラス梁であってもよいし、また、図９に示すように、上下のフランジ２６，２６と、これらフランジ２６，２６をつなぐウェブ２７とを備えた形鋼梁、例えばＨ形鋼２８などからなるものであってもよい。鉄骨基礎梁がＨ形鋼２８からなる場合は、その端部の上フランジ２６がジョイントプレート３にボルト１６でジョイントされることなる。また、上記の実施形態では、下柱材５と上柱材６とが、互いに異なる肉厚で、かつ、互いに異なる横断面サイズの鋼管からなるものとしているが、同じ肉厚で、同じ横断面サイズの、同じ鋼管材を用いて構成されていてもよい。また、本発明は、鉄骨基礎梁２の端部の上下方向の上側部分と柱１とのジョイント構造に主たる特徴を有するものであり、従って、鉄骨基礎梁２の端部の上下方向の下側部分と柱１とのジョイント構造については、各種ジョイント構造が採用されてよい。また、本発明における鉄骨コンクリート基礎の形式は、布基礎形式であってもよいし、べた基礎形式であってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
上述の次第で、本発明は、以上のとおりのものであるから、鉄骨基礎梁の端部を柱の下端の側面部にジョイントし、鉄骨基礎梁とともに、柱の下端部も基礎コンクリート中に埋め込み状態にする式の鉄骨コンクリート基礎において、鉄骨基礎梁と柱とを施工性良くかつ容易にジョイントしていくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態を示すもので、図（イ）は一部断面側面図、図（ロ）は図（イ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】図（イ）は図１（イ）のＩＩ−ＩＩ線断面矢視図、図（ロ）は図１（イ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図３】分解斜視図である。
【図４】図（イ）（ロ）（ハ）はそれぞれ、各種ジョイントプレートの平面図である。
【図５】図（イ）（ロ）は図６乃至図８と共に施工方法を順次に示す側面図である。
【図６】図（ハ）（ニ）は施工過程の側面図である。
【図７】図（ホ）（ヘ）は施工過程の断面側面図である。
【図８】図（ト）（チ）は施工過程の断面側面図である。
【図９】他の実施形態を示すもので、図（イ）は側面図、図（ロ）は図（イ）のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【符号の説明】
１…柱
２…鉄骨基礎梁
３…ジョイントプレート
４…基礎コンクリート
５…下柱材
６…上柱材
７…充填コンクリート
１４…フランジ
１５…フランジ
１６…ボルト
【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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