(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート造の基礎の天端に先端部を残して埋設されたアンカーボルトと柱鉄骨の脚部に一体的に設けられたベースプレートとを前記基礎の天端において接合させると共に、前記基礎に埋設された柱主筋を前記柱鉄骨の周囲に配筋して鉄骨鉄筋コンクリート柱を形成し、この鉄骨鉄筋コンクリート柱の応力を前記基礎へ伝達する鉄骨鉄筋コンクリート造の非埋め込み型柱脚部の施工方法において、
前記柱主筋を前記基礎に埋設する際、前記柱主筋と前記基礎のコンクリートとが前記基礎の天端から所定深さだけ付着しないようにする工程を含むことを特徴とする鉄骨鉄筋コンクリート造の非埋め込み型柱脚部の施工方法。
【請求項２】
前記付着しないようにする所定深さの範囲は、前記基礎の天端から前記基礎に配筋されたスターラップ表面までの距離以上であって、かつ前記基礎の天端から前記柱主筋の鉄筋径の３倍の距離とする請求項１記載の鉄骨鉄筋コンクリート造の非埋め込み型柱脚部の施工方法。
【請求項３】
前記所定深さだけ付着しないようにする工程は、前記柱主筋に接着切断材を前記所定深さだけ被覆する工程である請求項１または２に記載の鉄骨鉄筋コンクリート造の非埋め込み型柱脚部の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋コンクリート造の基礎に埋設されたアンカーボルトと柱鉄骨の脚部とを接合させ、前記基礎に埋設された柱主筋を前記柱鉄骨の周囲に配筋して鉄骨鉄筋コンクリート柱を形成し、この鉄骨鉄筋コンクリート柱の応力を前記基礎へ伝達するする鉄骨鉄筋コンクリート造の非埋め込み型柱脚部に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄骨鉄筋コンクリート造の柱脚部は、図４に示すように、柱４の受ける力を基礎Ｆに伝える部分である。基礎Ｆは鉄筋コンクリートでつくられるので、柱脚部は柱鉄骨６と鉄筋コンクリートとを接合する部分となる。すなわち、図５に示すように、鉄筋コンクリート造の基礎Ｆには予めアンカーボルト８や柱主筋９を埋め込んでおき、下端部にベースプレート７を溶接した柱鉄骨６を立てて、ベースプレート７をアンカーボルト８にナット締めして柱鉄骨６と鉄筋コンクリート部分とを接合する。なお、ベースプレート７は基礎Ｆの天端に一段高く平らに形成されたベースモルタル上に載置されている。そして、柱鉄骨６を接合した後、柱主筋９にフープ筋１０を巻きコンクリートを打設して柱下部を包んでいる。また、２本以上の柱を立てる場合は基礎Ｆと基礎Ｆとの間に地中梁筋１１とスターラップ１２を配筋してコンクリートを打設したコンクリート造のつなぎ梁（地中梁）５を設けている。
【０００３】
かかる鉄骨鉄筋コンクリート構造の柱脚部は、非埋め込み形式と埋め込み形式に大別される。
非埋め込み型柱脚部は、図５（ａ）に示すように、柱鉄骨６ａを基礎Ｆ内部に埋め込むのではなく、柱鉄骨６ａを地中梁５天端位置でアンカーボルト８と接合し、柱鉄骨６ａ周囲に多数の柱主筋９やフープ筋１０を配置してベースプレート７より下部を鉄筋コンクリート構造とするものである。
【０００４】
埋め込み型柱脚部は、図５（ｂ）に示すように、柱鉄骨６ｂを地中梁５内まで延長して基礎Ｆ内部でアンカーボルト８と接合し、柱鉄骨６ａ周囲に多数の柱主筋９やフープ筋１０を配置して柱脚部を鉄骨鉄筋コンクリート構造とするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、兵庫県南部地震においては、非埋め込み型柱脚部が破壊した事例が見られた。そして、兵庫県南部地震において被害を受けた非埋め込み型柱脚の調査によると、柱脚部の被害は主に地震時の大きな引っ張り力と圧縮力の繰り返しによると考えられている。すなわち、地震の際に鉄筋等が引っ張り降伏して塑性延び量が急激に増大し、周囲の基礎（コンクリート）に引っ張りひび割れが発生し、コンクリートが円錐状に引き抜かれて破壊（コーン破壊）する。このコーン破壊によりベースプレート下のベースモルタルが破壊し、ベースモルタル上にベースプレートを介して垂設されていた柱鉄骨６から基礎Ｆへ応力伝達ができなくなり、柱脚部が破壊されたと考えられている。
【０００６】
従って、兵庫県南部地震後においては柱脚部を設計する場合、埋め込み型柱脚部を採用することが一般的となり、従来の非埋め込み型柱脚部は採用されないでいる。
【０００７】
しかしながら、埋め込み型柱脚部においては、柱鉄骨６ｂが地中梁５内まで配置されるため地中梁主筋１１が柱鉄骨６ｂと交差する構造となる。このため、地中梁５に水平ハンチをつけるなど、地中梁主筋１１が鉄骨柱にぶつかるのを防ぐ工夫が必要となるが、地中梁５に水平ハンチを設けると、配筋や型枠が複雑となり施工性が悪いといった問題が生じる。
【０００８】
また、埋め込み型柱脚部においては、第一節の柱鉄骨６ｂは地中梁５施工前に製作する必要があり、施工工程を段取りする上で大変面倒な事態を引き起こしていた。
【０００９】
そこで、施工性の良い非埋め込み型柱脚部を改良し、兵庫県南部地震規模の地震に耐えうる強度の構造にすることが待望されていた。以上から本発明は、前記課題に鑑みて創案されたものであり、柱鉄骨から基礎への応力伝達が確実に行えて、柱脚部の施工性も容易である鉄骨鉄筋コンクリート造の非埋め込み型柱脚部の施工方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の鉄骨鉄筋コンクリート造の非埋め込み型柱脚部は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００１１】
すなわち、本発明の鉄骨鉄筋コンクリート造の非埋め込み型柱脚部の施工方法は、鉄筋コンクリート造の基礎の天端に先端部を残して埋設されたアンカーボルトと柱鉄骨の脚部に一体的に設けられたベースプレートとを前記基礎の天端において接合させると共に、前記基礎に埋設された柱主筋を前記柱鉄骨の周囲に配筋して鉄骨鉄筋コンクリート柱を形成し、この鉄骨鉄筋コンクリート柱の応力を前記基礎へ伝達する鉄骨鉄筋コンクリート造の非埋め込み型柱脚部の施工方法において、
前記柱主筋を前記基礎に埋設する際、前記柱主筋と前記基礎のコンクリートとが前記基礎の天端から所定深さだけ付着しないようにする工程を含むことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、コーン破壊が生じ易い基礎の天端から所定深さだけ柱主筋と基礎（鉄筋コンクリート）とが付着しないようにする工程を含むように構成し、地震の際に発生する柱主筋等の降伏による塑性伸びが生じても、基礎の天端から所定深さは柱主筋と基礎（鉄筋コンクリート）とが付着していないので、周囲のコンクリートに引っ張りひび割れが発生することはない。従って、柱脚部破壊の引き金となる基礎の天端より下方のコンクリートの引っ張り力によるコーン破壊を無くすことができ、結果として、地震による柱脚部の破壊が防止でき、上部の鉄骨鉄筋コンクリート柱から基礎への応力伝達ができなくなることはないから、非埋め込み型柱脚部の構造性能を改良できる。
【００１３】
また、本発明の鉄骨鉄筋コンクリート造の非埋め込み型柱脚部の施工方法において、前記付着しないようにする所定深さの範囲は、前記基礎の天端から前記基礎に配筋されたスターラップ表面までの距離以上であって、かつ前記基礎の天端から前記柱主筋の鉄筋径の３倍の距離とする構成も例示できる。さらに、本発明の鉄骨鉄筋コンクリート造の非埋め込み型柱脚部の施工方法において、前記所定深さだけ付着しないようにする工程は、前記柱主筋に接着切断材を前記所定深さだけ被覆する工程である構成も例示できる。
【００１４】
この例示によれば、コーン破壊が発生する基礎の天端から基礎に配筋された鉄筋（地中梁のスターラップ）までの距離において付着しないようにするのであるが、付着しないようにする範囲が大きすぎると柱脚部の剛性が低下してしまうので、付着しないようにする範囲は基礎の天端から前記柱主筋の鉄筋径の３倍程度の距離以内とした。なお、前記柱主筋の鉄筋径の３倍程度の距離の根拠は、柱主筋の鉄筋径の３倍程度の距離の深さにおいて３０°〜４０°の角度を有する円錐状のコーン破壊が発生し易く、それ以降の深さにおいてはコーン破壊が発生しないという実験結果による（図２および図３参照）。
【００１５】
また、柱主筋と基礎のコンクリートとが基礎の天端から所定深さだけ付着しないようにする方法としては、ゴムテープ等を柱主筋に巻き付ける方法や、柱主筋をビニールチューブ等で覆うなどの方法が作業の容易な方法として例示できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態にかかる鉄骨鉄筋コンクリート造の非埋め込み型柱脚部を図１乃至図４に基づき説明する。
【００１７】
本発明の鉄骨鉄筋コンクリート造の非埋め込み型柱脚部は、図４に示すように、鉄骨鉄筋コンクリート柱４の受ける力（応力）を基礎Ｆに伝える部分である。
基礎Ｆは基礎本体とこの基礎本体に水平２字方向より接合するつなぎ梁（地中梁）５とから形成され、鉄筋コンクリート造である。
【００１８】
基礎本体は割ぐり石２０の上に捨てコンクリート２１を敷き詰め、捨てコンクリート２１上にベース筋２２、ベース斜め筋２３、配力筋２４、柱主筋９、およびフープ筋１０を配筋して後コンクリートを打設して鉄筋コンクリート造としたものである。
【００１９】
地中梁５は基礎本体を水平２字方向より貫通する地中梁主筋１１を上下２本ずつ配筋すると共に、地中梁主筋１１を巻回するスターラップ１２を配筋して後コンクリートを打設して鉄筋コンクリート造としたものである。なお、この実施の形態では基礎本体及び地中梁５の上端が基礎Ｆの天端となる。
【００２０】
基礎Ｆは、図１に示すように、基礎本体上部に一段高くかつ平らに形成された矩形のベースモルタル１３を有している。このベースモルタル１３上に柱鉄骨６の脚部に一体的に設けられたベースプレート７を載置する。
【００２１】
柱鉄骨６はＨ型鋼であり、その下端部には矩形のベースプレート７が溶着されている。
ベースプレート７はベースモルタル１３の平面外形よりやや小さめな矩形の鉄板であり、４箇所の取付け孔が穿設されている。
【００２２】
また、基礎Ｆにはアンカーボルト８がベースモルタル１３上に先端ネジ部を覗かせた状態で４本埋め込まれている。４本のアンカーボルト８の配置はベースプレート７の４箇所の取付け孔に対応している。そして、柱鉄骨６及びベースプレート７は、取付け孔に挿入されたアンカーボルト８のネジ部にナットを螺合することによって基礎Ｆに固定される。
【００２３】
更に、基礎Ｆには柱主筋９が基礎本体及び地中梁５上（基礎Ｆの天端）に先端部を覗かせ、ベースモルタル１３を等間隔で囲むように８本埋め込まれている。この柱主筋９はＤ２５（直径２５mmの異形鉄筋）を使用している。
【００２４】
柱主筋９は、図１および図４に示すように、フープ筋１０が巻回され配筋されている。そして、配筋した柱主筋９およびフープ筋１０にコンクリートを打設して柱４が形成される。
【００２５】
柱主筋９は基礎Ｆのコンクリートが基礎Ｆの天端から所定深さＬだけ付着しないように接着切断材（ゴムテープ）１４が巻き付けられてから基礎Ｆに埋設されている。付着しないようにする所定深さＬの範囲は、地中梁５上面（基礎Ｆの天端）から地中梁５に配筋されたスターラップ１２表面までの距離以上であって、かつ地中梁５上面から柱主筋の鉄筋径（２５mm）の３倍程度（７５mm）の距離が好ましく、この実施の形態では所定深さＬを７５mmとする。
【００２６】
次に、柱主筋９を基礎Ｆに埋設する際、柱主筋９と基礎Ｆのコンクリートとが基礎Ｆの天端から所定深さＬだけ付着しないようにする理由を説明する。図２および図３は一辺が９００mmの立方体のコンクリートブロック１の中心にＤ４１（直径４１mmの異形鉄筋）の柱主筋２を上端を覗かせた状態で根本まで埋設した試験片を示したものであり、図２は平面図、図３はＡ−Ａ断面図である。
【００２７】
また、図２及び図３はコンクリートブロック１と柱主筋２を別々に固定し、柱主筋２を引っ張り降伏させて延び量を急激に増大させた後の状態を示している。なお、地震の時にはこのような大きな伸長・圧縮力が交互に繰り返し生じると考えられている。
【００２８】
実験によると、図２に示すように、柱主筋２の周囲のコンクリートに引っ張りひび割れ３が発生し、コンクリートが円錐状に引き抜かれてコーン破壊する。そして、コーン破壊は、図３に示すように、コンクリート表面から定着する柱主筋２の直径（４１mm）の２倍乃至３倍程度（約８０mm）の深さから、３０°〜４０°の角度で円錐状に破壊されることが判った。
【００２９】
従って、コーン破壊が発生し易い基礎Ｆの天端から所定深さＬだけ柱主筋９と基礎Ｆのコンクリートとが付着しないようにする工程を含むように構成することで、伸長・圧縮力が交互に繰り返えされても、柱主筋９の降伏による塑性伸びが周囲の基礎（コンクリート）Ｆに伝達されない構造にして、柱脚部破壊の引き金となる基礎Ｆの天端より下方のコンクリートの引っ張り力によるひび割れを防止できる。
【００３０】
しかし、付着しないようにする範囲が大きすぎると、柱脚部の剛性が低下し、地震時の建物の変形が増大するおそれがある。そこで、実験結果に示すように、ひび割れが円錐状に発生する地中梁５上面から柱主筋９の鉄筋径（２５mm）の３倍程度（７５mm）の距離だけ付着しないようにする必要がある。
【００３１】
以上が柱主筋９を基礎Ｆに埋設する際、柱主筋９と基礎Ｆのコンクリートとが基礎Ｆの天端から所定深さＬだけ付着しないようにする根拠である。次に、この実施の形態の作用を説明する。
【００３２】
この実施の形態によれば、柱主筋９と基礎Ｆとの付着を基礎Ｆの天端より下方へ特定の範囲で取り除いたので、地震の際に発生する柱主筋等の降伏による塑性伸びが生じても周囲のコンクリートに引っ張りひび割れが発生しない。従って、柱脚部破壊の引き金となる基礎Ｆの天端より下方のコンクリートの引っ張り力によるコーン破壊を無くすことができ、結果として、地震による柱脚部の破壊が防止でき、上部の鉄骨鉄筋コンクリート柱４からの応力の伝達ができなくなることはないから、非埋め込み型柱脚部の構造性能を大幅に改良できる。従って、この実施の形態によれば、埋め込み型柱脚で問題となる地中梁主筋と柱鉄骨の納まりを解決でき、地中梁５の水平ハンチも不要となり、施工性も大幅に改良できる。
【００３３】
また、この実施の形態によれば、柱鉄骨６は地中梁５より上部だけとなるため地中梁施工期間だけ鉄骨製作に余裕ができる。更に、この実施の形態によれば、柱主筋９を付着しないようにする作業は、付着しない範囲も小さく、ゴムテープで柱主筋を覆うだけなので、作業が容易で施工性が良い。
【００３４】
なお、この実施の形態では、柱主筋９からコンクリートの付着を取り除く方法としては、ゴムテープを柱主筋９に巻き付ける方法で説明したが、柱主筋９をビニールチューブ等で覆うなど作業の容易な方法で行っても良い。
【００３５】
また、類似の場合として、鉄骨造柱脚部を鉄筋コンクリートで根巻きした場合も本発明が適用できる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明により、以下の効果が得られる。この発明によれば、コーン破壊が生じ易い基礎の天端から所定深さだけ柱主筋と基礎（鉄筋コンクリート）とが付着しないようにする工程を含むように構成し、地震の際に発生する柱主筋等の降伏による塑性伸びが生じても、基礎の天端から所定深さは柱主筋と基礎（鉄筋コンクリート）とが付着していないので、周囲のコンクリートに引っ張りひび割れが発生することはない。従って、柱脚部破壊の引き金となる基礎の天端より下方のコンクリートの引っ張り力によるコーン破壊を無くすことができ、結果として、地震による柱脚部の破壊が防止でき、上部の鉄骨鉄筋コンクリート柱から基礎への応力伝達ができなくなることはないから、非埋め込み型柱脚部の構造性能を大幅に改良できる。従って、本発明によれば、埋め込み型柱脚で問題となる地中梁主筋と柱鉄骨の納まりを解決でき、地中梁の水平ハンチも不要となり、施工性も大幅に改良できる。
【００３７】
また、本発明によれば、柱鉄骨は地中梁より上部だけとなるため地中梁施工期間だけ鉄骨製作に余裕ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる鉄骨鉄筋コンクリート造の非埋め込み型柱脚部の縦断面図である。
【図２】鉄筋のコンクリートへの定着実験における、コンクリートの円錐状破壊（コーン破壊）の状況を示す平面図である。
【図３】鉄筋のコンクリートへの定着実験における、コンクリートの円錐状破壊（コーン破壊）の状況を示す、図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】鉄骨鉄筋コンクリート造の柱脚部の斜視図である。
【図５】従来の非埋め込み型柱脚部の縦断面図であり、図５（ａ）は非埋め込み型柱脚部を示し、図５（ｂ）は埋め込み型柱脚部を示す。
【符号の説明】
１…コンクリートブロック（試験片）
２…柱主筋
３…ひび割れ
４…柱
５…地中梁
６…柱鉄骨
６ａ〜６ｂ…柱鉄骨
７…ベースプレート
８…アンカーボルト
９…柱主筋
１０…フープ筋
１１…地中梁主筋
１２…スターラップ
１３…ベースモルタル
１４…接着切断材
【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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