(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱材下部に固設された柱脚金物が基礎コンクリート中に下部を埋設されたアンカーボルトにより固定されている柱脚構造において、該柱脚金物のボルト孔の形状が上面側から見ると柱脚金物の外方向又は円周方向に拡大されていると共に、断面から見ると該ボルト孔の壁面が、上面端から下面端に向けて孔径が小さくなる傾斜面からなり、該柱脚金物のボルト孔及び座金のボルト孔に前記アンカーボルト上部が挿通され、ナットが螺合されているとともに、基礎コンクリート上面と柱脚金物下面との間隙及び柱脚金物のボルト孔とアンカーボルトとの間隙にグラウト材を充填して基礎コンクリートと柱脚金物が一体的に固定されていることを特徴とする柱脚構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，鉄骨または鉄骨鉄筋コンクリート造建築物の柱脚部に用いる柱脚構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄骨柱を基礎コンクリートに固定する方法としては、柱下端部に柱脚金物を固設し、この柱脚金物を予め基礎コンクリートに下端部を埋め込んだアンカーボルトに挿通し、ナットで固定する方法が採られることが多い。この方法の場合、ナットで固定する前に一旦、基礎コンクリートと柱脚金物との間さらにはアンカーボルトと柱脚金物との間に間隙をもって設置するため、ナット締め付け後、確実に前記間隙にモルタルまたはグラウト等を詰め込まないと、柱脚に曲げモーメントや剪断力が作用した場合に想定以上の回転変形や水平移動が生じ建物全体の安定性が損なわれる恐れがある。これを防ぐために、例えば、特公平５−６３５８５号公報のように、特殊な座金を用いて、柱脚部に発生する前記間隙にグラウト材を同時充填して確実に柱脚部を一体的に固定する方法が考案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記特公平５−６３５８５号公報に示された柱脚の特殊座金１０は図１１に使用時の状態を、図１２に上面側からの斜視図を、図１０に裏面側からの斜視図を示すように、裏面側にグラウト流通用の凹部１１を設け、且つグラウト注入用あるいは空気抜き用の透孔１２を設けている。而して、グラウト材７の充填に当たっては、一カ所の座金１０の透孔１２からグラウト材７を圧入し、他の座金の透孔からグラウト材が漏れることによって注入状態を確認することとしている。
【０００４】
このような従来の柱脚構造では、座金１０の透孔１２から流入したグラウト材７は、一旦、柱脚金物１の上面に当たり、横に流れてボルト孔３のアンカーボルト２との隙間から柱脚金物１の下面側に入り込むことになる。グラウト材は、時間経過によって流動性が落ちてくるという性質がある。従来の充填方法では、透孔１２からの流入速度を上げても柱脚金物上面を経てボルト孔の隙間に横移動あるいは回り込みをする時点で流入スピードが低減されてしまい、平面寸法の大きな柱脚金物では、柱脚金物下面の隙間への充填に時間を要し、グラウト材の流動性低下によって、一カ所からの充填及び他の透孔からの漏れだし確認が困難になるという恐れがある。また、これを避けるためにはグラウト材充填の圧力を上げ且つ堰板９を強固にしなければならないなどといった問題点を有している。
【０００５】
また、地震等で柱Ａを上に引き抜く力や曲げ応力が加わった場合、その浮き上げ力に対してはアンカーボルト２の上部に取り付けられるナット５が座金を介して柱脚金物１を押さえ込むことで抵抗する。この場合、座金は上面のナット５の接触面から圧縮力を受ける。作用する荷重が低い場合は、座金凹部に詰め込まれたグラウト材７も柱脚金物１上面との間で抵抗し柱脚金物の浮き上がりを押さえるが、当該部分のグラウト材７が圧縮破壊を起こした後は凹部１１を空隙とする門型の金物形状での抵抗となる。この際、凹部１１がボルト孔３を広範囲に包含する形状となっているため特殊座金１０上面の板部には大きな曲げモーメントが加わるので特殊座金１０上面の板を厚くしておかねばならない。
【０００６】
さらには、上述の座金上部の板部の厚さに加え凹部１１を設けるための厚さが必要になり、特殊座金１０の総厚さが大きくなり、柱脚金物１上面からアンカーボルト２上端までの高さが高くなり床のコンクリート量が大きくなり作業性が悪化する。また、特開平０７−１０２６３９号公報にはボルト孔に連結し、上面に開口するモルタルの注入穴及びモルタルの充填検知穴を設けた柱脚金物が開示されているが、具体的に開示された注入穴は充填検知穴と同様の細い穴であり、この充填穴から時間とともに急速に流動性が低下してゆくという性質を持つモルタルを確実に内部に充填するのは困難である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものである。
【０００８】
即ち、本発明は、柱材下部に固設された柱脚金物が基礎コンクリート中に下部を埋設されたアンカーボルトにより固定されている柱脚構造において、該柱脚金物のボルト孔の形状が上面側から見ると柱脚金物の外方向又は円周方向に拡大されていると共に、断面から見ると該ボルト孔の壁面が、上面端から下面端に向けて孔径が小さくなる傾斜面からなり、該柱脚金物のボルト孔及び座金のボルト孔に前記アンカーボルト上部が挿通され、ナットが螺合されているとともに、基礎コンクリート上面と柱脚金物下面との間隙及び柱脚金物のボルト孔とアンカーボルトとの間隙にグラウト材を充填して基礎コンクリートと柱脚金物が一体的に固定されていることを特徴とする柱脚構造である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の柱脚構造に用いる柱脚金物においては、前記ボルト孔の周壁は柱脚金物に断面から見ると該ボルト孔の壁面が上面端から下面端に向けて孔径が徐々に小さくなる傾斜面、即ち、テーパーを設けてある。このようにボルト孔周壁に、グラウト材が柱脚金物中央側へ流入する方向へのテーパーを設けた場合は、グラウト材のボルト孔周辺および柱脚金物中央部への流し込みがよりスムースとなり、グラウト材充填の作業性を更に向上させることができる。
【００１０】
勿論、本発明の特有の効果を発揮する本発明の精神を逸脱しなければ、ボルト孔の垂直な壁面の下方部分に傾斜面を設けたり、又はボルト孔のテーパー面（傾斜面）の切り取った垂直部を設けてもよい。更に、柱脚金物の外周方向又は周方向へ孔の平面形状を拡大した前記ボルト孔の上面周縁部において、孔に挿通されるアンカーボルトの中心位置を示す刻印またはマーク、あるいはボルト孔周縁にアンカーボルトの中心位置を示すガイドとなる切り欠き部やスリット、突出部などを設けることもできる。
【００１１】
ボルト孔は、このボルト孔部分によって柱脚金物の下部にグラウト材を注入できるように、全ての部分でアンカーボルトの径よりも大きくする必要があるが、このボルト孔が円形であればアンカーボルトの正規位置は円の中心位置と判断でき、目分量でアンカーボルトの挿通を行うことができるが、アンカーボルトを挿通するに当たり、ボルト孔の拡大形状が例えば楕円形状の場合、アンカーボルトの正規位置は不明となりやすい。しかし、上記のようにアンカーボルトの正規な中心位置を示す刻印等があれば挿通時の目安となり施工に当たって更に好ましい効果を付与する事ができる。
【００１２】
尚、前記柱脚金物のボルト孔は切削、溶断、プレス加工で形成できるほか、鋳造または鍛造による一体的製造も可能である。また、前記ボルト孔周辺のアンカーボルトの位置ガイドになるマーク等も同様に形成できる。更に、座金の下面に突出する突起、例えばグラウト流通用孔をプレス加工して生じた下側への突起や、別途グラウト流通用孔周辺に突起を設け、座金の許容範囲以上の回転を防止する拘束機構を持たせれば、座金上面に接地するナットの回転によって座金が回転し座金のグラウト流通用孔がボルト孔から外れグラウト材の流通を阻害するという危険を防止することができる。
【００１３】
【実施例】
次に本発明の実施例を添付の図面に基づいて説明する。図１乃至図７に第１実施例を示す。図１および図２は、本発明柱脚構造の第１実施例の全体概略側面図および概略平面図である。図３は要部断面、図４および図５は本発明柱脚金物の平面および断面を示す。また、図６、７は柱脚金物の斜視図である。これらの図において柱脚金物は同じ構造のものを使用した。この実施例に示す柱脚金物１は、図４に平面図を図５に断面図を示したように、柱Ａ下端部に固設されるものであり、アンカーボルト２の上部を挿通するボルト孔３を有し、該ボルト孔３は、その平面形状を柱脚金物１の外方向へ平面的に拡大せしめており、また、柱脚金物１のボルト孔３の孔拡大側の周縁が柱脚金物上面から下面に向かってテーパー面（即ち傾斜面）６が設けられている。
【００１４】
なお、柱脚金物１は図６に示すような平板鋼板から製作可能な構造とするほか、図７に示すように鋳造あるいは鍛造で製作することができる姿にしても良い。このように柱脚金物１外方向又は円周方向へ孔の拡大したボルト孔３を形成するには、切削加工、溶断加工、プレス加工によるほか、鋳造、鍛造の場合は予め型を用意して製造することもできる。柱Ａの下端部に固設した上記柱脚金物１を基礎コンクリートＢに設置するにあたっては、基礎コンクリートＢ上面の所要の位置にスぺーサーとしてレベル調整材８を載せ、その上に柱脚金物１を設置するとともに、柱脚金物１のボルト径よりも過大孔としたボルト孔３および座金４のボルト孔４ａに基礎コンクリートＢのコンクリート中に下部を埋設したアンカーボルト２の上部を挿通し、ナット５を螺合して緊結する。
【００１５】
座金４は平板状であり、この実施例では、図２や図３等に示すように、ボルト孔の平面的拡大部分へ開口するグラウト流通用あるいは空気抜き用の孔４ｂが形成されており、ボルト孔３を平面的に包含するように設置される。グラウト材７の充填にあたっては、図１に示すように、柱脚金物１の周囲に基礎コンクリートＢ上面に設置する堰板９を設け、１箇所の座金４のグラウト流通用孔４ｂからグラウト材７を圧入し、ボルト孔３の拡大部分を流通路として利用し基礎コンクリートＢ上面と柱脚金物１下面との間隙、柱脚金物１のボルト孔３とアンカーボルト２との間隙にグラウト材７を充填して柱脚部を一体的に固定するのである。グラウト材７の充填に当たっては、座金４のグラウト流通用孔４ｂから注入されるグラウト材７がテーパー面６を経由してボルト孔３の下部周辺及び柱脚金物中央部方向へ流れ込むことになり、垂直にグラウト材７が注入される場合に比較して柱脚金物１下面への充填性が更に向上するという効果を有するのである。
【００１６】
本実施例は以上のように形成されているため、スムース且つ短時間にグラウト材の充填ができ、平面寸法の大きな柱脚金物でも図１、図３等に示すように、柱脚金物１を基礎コンクリートＢに設置した際に発生する間隙に確実にグラウト材７を充填し柱脚部を一体的に固定できる。一方、座金４は平板状による簡易な形状の座金とすることができ、また、柱脚金物１上面への接触面積を従来より大きくとることができ座金４の応力負担を軽減できるので薄い板厚とすることができる。さらには、座金４の厚さが薄いことによって柱脚金物１上面からアンカーボルト２上端までの高さを低減することができるため床の仕上げ面からのアンカーボルト突出を防止しやすくなる。
【００１７】
尚、本実施例では柱Ａを角形鋼管としたが、円形鋼管やＨ形鋼あるいは鋼材を組み合わせた十字形柱などでも同様の柱脚金物および柱脚構造とすることができる。また、本実施例では、アンカーボルト本数が４本の場合を示したが、アンカーボルト本数が４本を超える場合でも同様の柱脚金物および柱脚構造とすることができる。アンカーボルト８本の場合の柱脚金物の平面形状の例を図８（ａ）及び（ｂ）に示す。図８の（ａ）（ｂ）ともにボルト孔３の平面形状を柱脚金物１外周方向又は周方向へ平面的に拡大せしめている。
【００１８】
【００１９】
次に、図９にボルト孔３の平面形状の他の実施例を示す。図９は本発明のボルト孔３の上部平面形状を示すとともに、該孔に挿通されるアンカーボルト２との関係をも示す要部平面図である。
【００２０】
従来のボルト孔がアンカーボルトの断面形状とほぼ同一の、通常、円形のボルト孔形状であるのに対し、図９の（ａ）はボルト孔３の平面形状を卵形として孔を拡大したものである。このように、卵形に限らず、ボルト孔３の外周の一部、好ましくは外周のおおよそ１／２の部分を平面的に緩やかに拡げた場合は、座金４のグラウト流通孔４ｂの面積よりも前記拡大部分の面積を相対的に大きくとることができ、座金４の水平移動によりグラウト流通孔４ｂの位置がずれてもグラウト材７の充填性を良好に確保できるという利点がある。一方、（ｂ）は真円のボルト孔の周縁の一部にボルト孔３の平面形状として突起を設け、孔を拡大したものである（ｃ）は、（ｂ）と同様の突起ながら、その数を増やしたもので、グラウト材７流通路として選択する孔拡大部分の選択枝を増やすことがでる。尚、ボルト孔３の形状は、これらの形状を組み合わせるあるいは外形の曲線を直線に変えても支障はない。
【００２１】
上記図９におけるいずれの実施例もボルト孔３自体にグラウト７の流通路となる孔拡大部を方向を限定して設けている。この場合、従来に比較して座金４裏面と柱脚金物１上面との接触面積を広くとることができ、座金４を小形状とすることが出来る。尚、孔拡大の方向は、例えば柱形状が十文字でボルト孔３と柱との距離が大きい場合は施工性を考慮したうえで、どちらの方向としてもよいが、角形鋼管や円形鋼管を柱とした場合でアンカーボルト２と柱Ａとの距離が短い場合は、グラウト材７の充填施工性を考慮すると、柱Ａ側よりも柱脚金物１の外方向又は円周方向とすることが好ましい。また、ボルト孔３の拡大は柱脚金物１の断面欠損に繋がりやすいため、柱脚部の耐力，剛性を確保しようとする場合は、通常、曲げモーメントの大きくなる柱側を避け、柱脚金物１の外周側へ孔を拡大することが好ましい。
【００２２】
また、図９の（ａ）の３ａは、アンカーボルト２の正規中心位置を示す刻印の例である。（ａ）のように一方向に孔を拡大した場合は、その延長線が直行するマークを少なくとも３カ所設ければよい。尚、（ｂ）や（ｃ）でも同様にマークを施すことができるが、（ｃ）のように突起の延長線を直交させることでアンカーボルト２の中心位置を示すこともできる。
【００２３】
なお、本発明の柱脚構造とするために使用する平板状の座金４において、前記ボルト孔３の上面に設置する座金４のグラウト流通用孔４ｂは、図２に例示したように、グラウト材７の注入および空気抜き、更にはグラウト材７の漏れだしによる充填状況の確認のため、ボルト孔側に開口しなければならない。座金４の上面に接置されるナット５を回転させ柱脚金物１をコンクリートに締結する際に、座金４がナット５とともに回転するなどしてグラウト流通用孔４ｂがボルト孔３から外れる恐れが有る場合は、座金４の下面にボルト孔３側に突出する突起、例えばグラウト流通用孔４ｂをプレス加工して生じた下側への突起や、別途設けた突起によって座金４のグラウト流通用孔４ｂがボルト孔３から平面的に外れないようにしてもよい。但しボルト孔３拡大部が座金よりも外に存在する場合は、座金にはグラウト流通用孔を設けなくとも、座金より外の拡大部分が開口の役目を果たす。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の柱脚構造に用いる柱脚金物は、ボルト孔の形状が上面側から見ると柱脚金物の外方向又は円周方向に拡大されていると共に、断面から見ると該ボルト孔の壁面が、上面端から下面端に向けて孔径が小さくなる傾斜面からなるので、柱脚金物を基礎コンクリートに設置した際に発生する間隙に確実にグラウト材を充填し柱脚部を一体的に固定できるとともに、柱脚金物のボルト孔自体を柱脚金物の外方向又は円周方向に拡げた部分は、柱脚金物上面から下面へ直接グラウトを流通させることのできるグラウト流通路となり、グラウト材は柱脚金物上面に一旦留まることなく直接柱脚金物下面側の隙間に流入させることができ、比較的平面寸法の大きな柱脚金物でもスムース且つ短時間にグラウト材の充填ができ、流入圧力も小さくて済む。
【００２５】
また、座金を平板状の簡易な断面形状とすることができ、また、座金の柱脚金物上面への接触面積を従来より大きくとることができ座金への応力負担を軽減できるので座金を薄い板厚とすることができる。さらには、座金の厚さが薄いことによって柱脚金物上面からアンカーボルト上端までの高さを低減することができるため床の仕上げ面からのアンカーボルト突出を軽減できる。さらには、座金の形状が簡易であるため、製造、運搬、在庫管理が容易であり、総じてコストも低減できる。また、柱脚金物の外周方向又は周方向へ孔の平面形状を拡大した前記ボルト孔の上面周縁部において、孔に挿通されるアンカーボルトの中心位置を示す刻印またはマーク、あるいはボルト孔周縁にアンカーボルトの中心位置を示すガイドとなる切り欠き部やスリット、突出部などを設けることで、アンカーボルト挿通時の目安とすることができる。
【００２６】
更に、座金の下面にボルト孔側に突出する突起、例えばグラウト流通用孔をプレス加工して生じた下側への突起や、別途グラウト流通用孔周辺に突起、を設け、座金の必要以上の回転の拘束機構を持たせれば、座金上面に接地するナットの回転によって座金が回転し座金のグラウト流通用孔がボルト孔から外れグラウト材の流通を阻害するという危険を防止することができる。また、本発明の柱脚構造は、柱脚金物を基礎コンクリートに設置した際に発生する間隙に確実にグラウト材を充填し柱脚部を一体的に固定できるとともに、本構成では、更に、スムース且つ短時間にグラウト材の充填ができるため、平面寸法の大きな柱脚金物でも柱脚部を一体的に固定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の柱脚構造の例を示す概略側面図である。
【図２】図１の概略平面図である。
【図３】図１の要部断面図である。
【図４】本発明の柱脚構造の柱脚金物の一例の平面図である。
【図５】図４の柱脚金物のＡ―Ａ’断面図である。
【図６】図４の柱脚金物の斜視図である。
【図７】本発明の柱脚構造の柱脚金物の斜視図である。
【図８】本発明の柱脚構造の柱脚金物の他の実施例の平面図である。
【図９】本発明の柱脚構造の柱脚金物のボルト孔の他の実施例を示す要部平面図である。
【図１０】従来の特殊座金の下面側の斜視図である。
【図１１】従来の柱脚構造を示す要部断面図である。
【図１２】従来の特殊座金の上面側の斜視図である。
【符号の説明】
Ａ 柱
Ｂ 基礎コンクリート
１ 柱脚金物
２ アンカーボルト
３ ボルト孔
３ａ マーク
４ 座金
４ａ ボルト孔
４ｂ 孔
５ ナット
６ テーパー面
７ グラウト材
８ レベル調整材
９ 堰板
１０ 特殊座金
１１ 凹部
１２ 透孔
【図１】
0003798102.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003798102.tif 000004
【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】
0003798102.tif 000011
【図１１】
0003798102.tif 000012
【図１２】
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