2018.08

SABTEC 機械式定着工法 RC 構造設計指針・RCS 混合構造設計指針（2017 年）

連載

SABT EC 機 械 式定 着工法 RC 構造設計指針・RC S 混合構造設計指針（ 2 017年 ）第4 回

露出柱脚編3章～5章の概要
益尾 潔◉（一社）建築構造技術支援機構 代表理事
Csa を4da 以上とした。

本稿の構成

⦿柱型主筋の構造規定

実験を基に，柱型主筋上端・定着金物付きの場
本連載第3回 3）では，露出柱脚編1章と2章につい合，柱型主筋全長を30d以上とし，柱型主筋上端・て概説した。本稿では，露出柱脚編3章～5章 2）の直線定着の場合，30dにJASS 5のフック付き定着長機械式定着工法による設計規定を中心に執筆する。

さL2hと直線定着L2との差10dを加えて40d以上とし柱型部配筋詳細各部名称を，図1に示す。

た。dは柱型主筋呼び名の値を示す。ただし，既製【露出柱脚編の目次】

品露出柱脚の柱型主筋量は，既製品メーカー仕様と1章 適用範囲同等以上とした。

2章 材料

一方，RC構造設計指針1）柱主筋外定着方式編5章

3章 鉄骨露出柱脚・基礎梁主筋定着部の基本事項（1）と同様，基礎梁下端筋（1段筋）中心からの柱主

4章 鉄骨露出柱脚・基礎梁主筋定着部の設計

筋の突出長さCBot は，図1のように，柱主筋下端・5章 柱型部せん断設計

定着金物付きまたは90°
フック定着の場合3d以上と6章 柱型部配筋詳細設計例

し，柱主筋下端・直線定着の場合5d以上とした（RC

7章 柱型部配筋詳細図例

構造設計指針14.2節の解説（1）参照）。
⦿柱型横補強筋および定着部拘束筋の構造規定

露出柱脚編 3 章

柱型横補強筋比は， 靱性保証型指針6）と同様，0.3％以上とし，柱型横補強筋と定着部拘束筋の全補⦿アンカーボルトの構造規定

アンカーボルト定着長さLab は，伸び能力のあるJIS強筋量を露出柱脚編5.3節で定め，基礎梁下端筋の降伏引張耐力に応じ，定着部拘束筋量を露出柱脚編B 1220適合アンカーボルトの場合，鋼構造接合部設5.4節で規定した。

計指針 5）と同様，Lab≧20da（da：アンカーボルト軸部

⦿基礎梁主筋定着部の構造規定直径）とし，既製品露出柱脚アンカーボルトの場合，既製品メーカー仕様を満足するとした。

露出柱脚実験 2），3）では，基礎梁下面に地反力が生じない直接基礎を想定し，柱型下面を拘束しない最また，JIS B 1220適合アンカーボルトの場合，ベ上階RC造L形接合部 1）と同様の加力方法を採用しースプレートの設計，アンカーボルト孔クリアランスなた。実験結果 2）によると，機械式定着試験体では，Lど，露出柱脚の基本事項は鋼構造接合部設計指針に形が閉じる正加力時にはアンカーボルト引張降伏後，よるとした。

基礎梁上端筋定着部近傍で柱型部せん断ひび割れの露出柱脚編4.1アンカーボルト定着部では，アンカーボルトの掻き出し定着破壊を考慮し，アンカーボル進展に伴う損傷は顕在化しないが，基礎梁主筋折曲げ余長部の効果を期待できない。

ト定着耐力Tau は露出柱脚編・指針式（4.4）を満足す

これらより，図1のように，基礎梁上端筋は，基礎るとした。また，実験を基に構造規定では，最外縁形式にかかわらず，機械式直線定着としてもよいとアンカーボルト中心から柱型側面までのかぶり厚さ

し，基礎梁下端筋は，直接基礎の場合，基礎梁中段

5 2

SABTEC機械式定着工法 RC構造設計指針・RCS混合構造設計指針（2017年）●

●

●

角形鋼管柱
アンカーボルト
ベースプレート

ベースプレート

柱型部

アンカーボルト

柱型横補強筋

基礎梁かんざし筋

基礎梁

Lto

角形鋼管柱Dp

jtgo

基礎梁中段筋

Hc

Bg

Bc

LabCsa

柱型主筋
CBot

基礎梁主筋
dpaℓag

図1

jta

定着部拘束筋

水平断面詳細基礎梁主筋ℓag

柱型横補強筋jta
Dc

Dg

側面かぶり厚さCs柱型部

Dc

鉛直断面詳細柱型部配筋詳細各部名称

Dg/3

Mc

角形鋼管柱
アンカーボルト
ベースプレート

Tay45°
LabDg

中段筋配置範囲

″

Lto

Tay

Dg/3

Csa

基礎梁掻き出し破壊面

柱型主筋

図2Dp

基礎梁中段筋配置範囲

jta
jtco

筋を配置し，基礎梁上下主筋定着部の応力を緩和す
れば，機械式直線定着としてもよいとした。

Dc

図3 アンカーボルト掻き出し破壊面

一方，杭基礎の場合，杭頭補強筋の定着長さを柱定着金物型部下面からL2またはL2h 以上とすれば，RC構造設

Csa

Tau

Tau
dta

Csa

dta

計指針 1）14.2 節（3）と同様，基礎梁下端筋は機械式
直線定着としてもよいとした。ただし，引抜力が生じベースプレート

重ね継手 7）とするとした。
次に， 基礎梁中段筋は， 露出柱脚編・ 指針式

Tc（5.1.11）（略算式）と精算式との比較検討結果 2）に基柱型主筋に沿う付着抵抗

アンカーボルト

づき，図2のように，基礎梁上下端面からDg /3を除いた中央部に配置するとした。Dg は基礎梁せいを示す。

露出柱脚編 4 章④

ベースプレートLab

Labる1本杭の場合，柱型主筋と杭頭補強筋の間はあきTc

柱型主筋（a）機械式定着金物付き

図4

アンカーボルト

柱型主筋（b）直線定着

引張側アンカーボルト定着耐力の伝達機構

り，図4のように，機械式定着金物付きの場合，補助ストラット④の鉛直力は，柱型主筋頭部定着金物直下

⦿アンカーボルト定着部に支圧力として伝達され，直線定着の場合，柱型主1）引張側アンカーボルトの定着機構

筋頭部から下部の付着抵抗によって伝達されるとし実験時の主要な柱型部せん断ひび割れは，おおむた3）。以上より，引張側アンカーボルト引張耐力Tau

ね図3の掻き出し破壊面に沿って発生した。これらよは，露出柱脚編・指針式（4.1）で算定するとした。

● 建築技術 2018.08

5 3

同式では，実験的知見を基に，RC 造ト形接合部

クリート中立軸比Xn /Dp は，実験結果および既製品露内梁主筋定着部の掻き出し定着耐力式 1）と同様，コン出柱脚を用いた設計例に基づき0.25以下とした。

クリート寄与分Tco に柱型主筋降伏引張耐力の寄与分

4）柱型主筋全降伏引張耐力

γc･Tcy を加えている。コンクリート寄与分Tco は，コンク露出柱脚編・指針式（4.6）の柱型主筋全降伏引張リートの掻き出しせん断強度0.31 √Fc に，掻き出しせ耐力Ncy は，既製品露出柱脚の標準仕様による柱型ん断水平投影面積be ･（Labo＋Csa）を乗じて求められ主筋量を考慮し，アンカーボルトの全降伏引張耐力―る。be は柱型有効幅，Labo＋Csa は掻き出し破壊面のNay 以上とした。

水平投影長さを示す（図3）。

⦿基礎梁主筋定着部

実験結果のひずみ測定値から求まる柱型主筋の最機械式直線定着による基礎梁主筋定着長さℓag は，大引張応力は，正加力では200N/mm2 程度，負加力

露出柱脚実験を基に，上端筋，下端筋，中段筋ともでは300N/mm2 程度であり，SD345の規格降伏点に，RC構造設計指針・指針式（8.1）の必要定着長さ

345N/mm2 に対する柱型主筋の最大引張応力の比はℓao 以上，16db 以上，アンカーボルト中心で囲まれた0.6～0.9程度である。これらより，アンカーボルト定範囲を超えることとした（図1）。db は基礎梁主筋呼び着耐力Tau名の値を示す。一方，最外縁アンカーボルト中心間の算定時には，靱性保証型設計指針式 6）と同様，Tcy の低減係数γc を0.7とした。

距離jta 区間外の基礎梁上端筋定着部は，RC構造設

2）アンカーボルト定着耐力余裕度および柱型部せん

計指針14.2 節（2）
，基礎梁下端筋定着部は同指針

断終局耐力安全率14.2 節（3）によるとした※。

実験結果によると，機械式定着試験体のアンカーボルト定着耐力余裕度Tau /ΣTay は1.2～2.0程度であ露出柱脚編 5 章

り，柱型部せん断破壊型の場合，耐力安全率Qmax /cQpu＝1.1～1.5程度，柱脚部曲げ破壊型の場合，耐⦿終局強度設計用せん断力

力安全率Qmax /Qcu＝1.3程度である。ΣTay は引張側と露出柱脚編5.1節では，RC構造設計指針5.1.1項

中段アンカーボルトで決定する全降伏引張耐力，Qmaxと同様，図5の応力状態を考慮し，直接基礎の場合，は最大耐力実験値，cQpu は柱型部せん断終局耐力時

最下階L形，T形柱型部終局強度設計用せん断力

柱せん断力，Qcu は柱型部終局強度設計用柱せん断力

Vmuh，Vmuv を指針式（5.1.1）で算定し，杭基礎の場（柱脚部曲げ終局耐力時柱せん断力）である。

合，鉄骨柱，基礎梁，柱型部，杭からなるト形，十これらより，RC 造ト形接合部試験体 1）と同様，Tau字形柱型部の Vmuh を指針式（5.1.8）で算定する。の低減係数βc＝0.6とし，露出柱脚編・指針式（4.4）

また，杭基礎の場合，柱型部終局強度設計用柱せによるアンカーボルト定着耐力余裕度Tau /ΣTay を1.2

ん断力Qcu は基礎梁端曲げ終局耐力で決定するとし，以上とすれば，柱型部せん断破壊型の場合，Qmax /指針式（5.1.9），指針式（5.1.10）で算定する。

Qcu≧1.0となり，柱脚部曲げ破壊型の場合，Qmax /一方，露出柱脚実験 3）では，柱軸力を加力せずにQcu≧1.0となる。一方，既製品露出柱脚の場合，ア水平加力を行っているので，柱型部の設計時には，ンカーボルト定着耐力にかかわる標準仕様が定められ露出柱脚編・式（解4.1）による柱軸力が作用しないているので，アンカーボルト定着耐力の検定は省略し柱脚部全塑性曲げ モーメントMap を用い， 指針式てもよいとした。また，露出柱脚の保有耐力接合の条（5.1.1）の Vmuh，Vmuv を算定する。

件を満足する場合，骨組の崩壊機構形成時までアン

⦿柱型部せん断終局耐力

カーボルト定着破壊および柱型部せん断破壊は防止

露出柱脚編5.1節では，RC構造設計指針6章の柱されるので，アンカーボルト定着耐力の検定は省略し梁接合部と同様，靱性保証型設計指針 5）に準じ，水てもよいとした。

平，鉛直方向の柱型部せん断終局耐力Vpuh，Vpuv を3）ベースプレート下コンクリート中立軸比指針式（5.2.1）で算定する。その際，実験値との適露出柱脚編・指針式（4.5）のベースプレート下コン5 4

合性を考慮し，L形柱型部（直接基礎）の場合，正負SABTEC機械式定着工法 RC構造設計指針・RCS混合構造設計指針（2017年）●●

●Ta

Qc

基礎梁Tg′
Lab
Hc

jtg

jtgo

Hc

Qg

VhDg

LabMg

Qg′
Mg′

Tg

jtaℓag

Dc

Qg

Vhℓag

Mg

Tg

jta

基礎梁主筋

基礎梁主筋
Dc

NcB

（a）L形柱型部（L形が閉じる正加力時）

Vh＝Tg＋Cg′
Vv＝Ta＋Qg′（b）T形柱型部

最下階L形，T形柱型部の応力状態
No.6

1.4

1.4
1.2

No.1

1.2
1.0
0.8
0.6

U型

基礎梁主筋定着
機械式
右記以外 No.15

Qmax/Qcu（負）Qmax/Qcu（正）

Vv

Vh＝Tg
Vv＝TaNcB

図5Cg

Cg ′

柱型主筋

基礎梁jtg

Cg

Vv

アンカーボルト
ベースプレート

Dg

Lto

Qc

Mc

jtgo

McTa角形鋼管柱

NcU

屋内側

アンカーボルト
ベースプレート

Lto

角形鋼管柱NcU

屋外側

No.16

1.00.80.60.40.40.20.20.00.00.5

1.01.5（正）cQpu/Qcu

2.0（a）正加力

0.00.00.5

1.0（負）
cQpu/Qcu

1.52.0（b）負加力

図7 耐
 力安全率Qmax /Qcu －柱型部せん断余裕度cQpu /Qcu（＝λp）
関係
Dc/4

Dc/4

b1/2 b1/2

b2/2

梁Labとしている。Dc は柱型せいを示す（図6）。
b2/2

耐力安全率Qmax /Qcu－柱型部せん断余裕度 cQpu /Qcu（＝λp）関係を，図7に示す。Qmax は最大耐力実
験値，Qcu は柱型部終局強度設計用せん断力，cQpuは柱型部せん断終局耐力時柱せん断力である。

Dc

柱同図によると，機械式定着試験体の場合，正負加力ともに，おおむねλp≧1の Qmax はQcu を上まわり，λp ＜1の Qmax は cQpu を上まわる。これらより，露出柱梁ba1ba2Bg
bjh
Bc

図6

柱型部水平有効幅加力ともに，柱型部形状係数κu＝0.4としている。
また，直接基礎を想定した L形，T形柱型部の水脚編3 章（3）の指針式（3.2）および指針式（3.3）を満足すれば，柱型部のせん断破壊は防止できる。
⦿柱型横補強筋と定着部拘束筋の全補強筋量

露出柱脚実験の限界層間変形角R80－柱型部せん
断余裕度 cQpu /Qcu 関係を，図8に示す。R80 は最大

平有効幅bjh は梁幅Bg，鉛直有効幅bjv はベースプレ耐力Qmax の 80％耐力低下時の限界層間変形角実験値

ート幅Bp を用いて指針式（5.2.3）で算定し，水平方であり，同図中には柱型部せん断余裕度 cQpu /Qcu で向の有効せいは（L形）Djh＝ℓag，（T形）Djh＝Dc，鉛決定する限界層間変形角R80a を併記した。これによる直方向の有効せいは，L形，T形接合部ともにDjv＝と，U型定着，機械式定着試験体ともに，正負加力● 建築技術 2018.08

5 5706060

No.640R80a＝0.03（Qpu/Qcu）

3020

U型

00.00.5

基礎梁主筋定着
機械式
右記以外 No.15 No.16

1.0cQpu/Qcu（正）（a）正加力1.52.0（×10－3 rad）
R80（負）

R80（正）（×10－3 rad）

50

図8R80a＝0.03（cQpu/Qcu）

No.11050

新40

知3020
1000.00.5

No.16
U型

3基礎梁主筋定着
機械式
右記以外 No.15 No.161.0（負）cQpu/Qcu

1.52.0（b）負加力

限界層間変形角R80 －柱型部せん断余裕度cQpu /Qcu（＝λp）関係

4R80（正）/R80a70↑No.16
R80＝100×10－3以上としている※。

対⦿かんざし筋

露出柱脚編5.5節では，露出柱脚実験を基に，柱No.1

No.15型部仕口面から埋め込まれた基礎梁上端筋定着部の上部には，かんざし筋比pjwv≧0.10％のかんざし筋を2配置するとしている。ただし，基礎梁上端筋定着部

No.6
αw＝αwo＋βw･（Σpjwhσwy/σB）
αwo＝0.8，βw＝8.9

100.00は上部側（2次筋側）だけとしてもよい。

おわりに0.050.10
Σpjwhσwy/σB0.15

正加力時R80 / R80a －Σpjwh･σwy /σB関係2）
本稿では，RCS混合構造設計指針（2017年）
・時の R80 はR80a をおおむね上まわる。

露出柱脚編3章～5章について概説した。本連載の図9

図9に，正加力時R80/R80a－Σpjwh ･σwy /σB 関係を示す。Σpjwh は柱型横補強筋と定着部拘束筋との全補第5回では，検定計算例集 4）による既製品露出柱脚をリートの実圧縮強度である。同図によると，R80（正）/R80a の実験値は破線で示した露出柱脚編・指針式（解5.3.2）の補正係数αw をおおむね上まわる。
これらより，露出柱脚編5.3節では，RC構造設計指針・柱主筋外定着方式編2 章（2）と同様，各地震力方向の柱型横補強筋と定着部拘束筋の全補強筋量Σ（pjwh ･σwy）は指針式（5.3.1）を満足することとした。
⦿定着部拘束筋

露出柱脚編5.4節では，RC構造設計指針・柱主筋外定着方針編4.1節と同様，露出柱脚実験を基に，XY方向ともに，定着部拘束筋として，基礎梁下端1段筋直下に外周筋2組以上または中子併用筋（副帯筋2本）1組以上を配置するとしている。ただし，定着部拘束筋は指針式（5.4.1）を満足するように定める渡木用いた検定結果について概説する。
（ますお きよし）

強筋比，σwy は柱型横補強筋の降伏強度，σB はコンク

5 6ダ

【参考文献】
1）（一社）建築構造技術支援機構：SABTEC機械式定着工法RC構造設計指針（2017年），2017年10月
2）（一社）建築構造技術支援機構：SABTEC機械式定着工法RCS混合構造設計指針（2017年），2017年10月
3）益尾潔：本連載第3回 RCS混合構造設計指針（2017年）の全体構
成，建築技術2018年7月号，pp.162-166
4）（一社）建築構造技術支援機構https://sabtec.or.jp/sabtec_design_
manual.php：SABTEC機械式定着工法 鉄骨露出柱脚・基礎梁主筋定着部編による検定計算例集
5）（一社）日本建築学会：鋼構造接合部設計指針 7.2 露出柱脚の設計，pp.292-326，2012年
6）（社）日本建築学会：鉄筋コンクリート造建築物の靱性保証型耐震設計指針・同解説，1999年
7）（社）日本建築学会：鉄筋コンクリート造配筋指針・同解説，2010年【注】※を付した文章は，本編適用可能工法（https:// sabtec.or.jp /method_evaluation.php）のRCS混合構造設計指針（2018年）による追記および修正文章である。

SABTEC機械式定着工法 RC構造設計指針・RCS混合構造設計指針（2017年）●耐法