2018.07

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3 回RCS混合構造設計指針（2017年）の全体構成

益尾 潔◉一般社団法人建築構造技術支援機構 代表理事
鉄筋は表1とし，各定着工法で使用できる主筋，RCS 混合構造設計指針（2017年）の構成

接合部横補強筋および定着部拘束筋は，いずれもSD295A～SD490としている。

2）は，SRC柱梁RCS混合構造設計指針（2017年）（3）定着金物接合部編，柱RC梁S接合部・柱SRC梁S接合部編，定着金物はSABTEC技術評価取得工法の定着金ならびに新規の鉄骨露出柱脚・基礎梁主筋定着部編物とし，本指針適用可能工法では，表2のように，主（以下，露出柱脚編）からなり，各編ともに，1章 適筋の鋼種と呼び名の組合せを定めている。

用範囲，2章 材料について記述している。

（4）鋼材

本稿では，各編の材料規定，露出柱脚編の設計鋼材は表3とし，同表の鋼材と同等以上の機械的規定の根拠とした実験および同編で想定した L形柱型性質を有する鋼材は使用してもよいとしている。

部の抵抗機構について概説する。

⦿柱 R C 梁 S 接合部・柱 S R C 梁 S 接合部編

RCS混合構造設計指針（2017年）の適用可能工法（1）コンクリートおよび（3）定着金物はSRC柱梁接は，露出柱脚実験に参加した伊藤製鐵所，共英製合部編2 章（1），（3）と同じとし，本編の根拠とした実鋼，合同製鐵，JFE条鋼，ディビーエス5社開発の験を基に，（2）本編で用いる柱主筋はSD295A，B，下記工法としている。

SD345，SD390，柱主筋の呼び名はD13～D41とし，ネジプレート定着工法：JFE条鋼（3）鋼材はSS400，SN400A，B，C，SN490B，C，SM

タフ定着工法：共英製鋼

400A，B，C，SM490A，B，Cとしている。

EG定着板工法：合同製鐵

⦿露出柱脚編オニプレート定着工法，FRIP定着工法：伊藤製鐵（1）コンクリート，（2）鉄筋，（3）定着金物，（4）鋼所
DBヘッド定着工法：ディビーエス

材は，それぞれ SRC柱梁接合部編2章（1）～（4）と同じとし，別途，（5）アンカーボルトを規定している。
アンカーボルトは，伸び能力を有するアンカーボトとして，JIS B 1220（構造用両ねじアンカーボルトセッ

RCS 混 合 構 造 設 計 指 針（2017年 ）の材 料 規定ト）に適合するアンカーボルトおよび第三者機関の技⦿ S RC 柱梁接合部編術評価を取得した既製品露出柱脚アンカーボルトとし

SRC柱梁接合部編2章では，RC構造設計指針ている。これらより，露出柱脚編の設計フローは，図1）2章で定めた普通強度材料と同様，以下の（2017年）

1の技術基準解説書 3）による設計フロー中，伸び能力（1）コンクリート，（2）鉄筋，（3）定着金物，（4）鋼を有するアンカーボルトを用いた場合としている。

材の材料仕様を定めている。
（1）コンクリート

また，本編の適用可能な露出柱脚は，設計ルート2
または設計ルート3で設計された骨組で，本編の規①種類：普通コンクリート定ならびに下記の①または②の規定を満足する場合②設計基準強度Fc：21N/mm2 以上，60N/mm2 以下としている。

（2）鉄筋
1 6 2

①技術基準解説書 3）および鋼構造接合部設計指針 4）
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）●

表1

使用できる鉄筋の鋼種と呼び名
使用箇所

鋼種

主筋

接合部横補強筋
定着部拘束筋

かんざし筋

ルート1-1

表2

呼び名SD295A
SD345
SD390
SD490

D13～D41SD295A
SD345
SD390
SD490

D10，D13，D16SD295A
SD345
SD390

D10，D13，
D16

ルート1-2

本指針適用可能な主筋の鋼種と呼び名の組合せ工法名称

商品名またはJIS 規格

鋼種

呼び名

オニプレート
定着工法

普通強度鉄筋
ネジ onicon

SD345，SD390，SD490

D19～D41

FRIP 定着工法

JIS G 3112 異形棒鋼

SD295A，SD345，SD390，SD490

D13～D41

タフネジ 普通強度鉄筋
ナット
タフネジバーSD345，SD390，SD490

D13～D41普通強度鉄筋
タフネジバーSD345，SD390，SD490

D16～D41

タフ定着工法

タフヘッド

竹節鉄筋タフコン

SD295A，SD345，SD390

D13～D41

EG 定着板工法

JIS G 3112 異形棒鋼

SD295A，SD345，SD390，SD490

D13～D41

ネジプレート
定着工法

普通強度鉄筋
ネジバー

SD295A，SD345，SD390，SD490

D13～D41

DBヘッド定着工法

JIS G 3112 異形棒鋼

SD295A，B，SD345，SD390，SD490

D16～D41

ルート2（注）太線：本編による露出柱脚の場合

ルート3

露出柱脚の固定度を適切に評価して構造計算を行い，構造物および柱脚の許容応力度の検討を行う。ただし，ルート（1-1）の建築物でピンに近い形状の柱脚（付表12-4のタイプⅠ）が使われる場合は，別途定める簡便な方法で検討してもよい

NO②アンカーボルト
伸び能力の有無⑦アンカーボルト
伸び能力の有無YES③柱脚の保有耐力接合の判定
柱脚Mu＞柱Mpc×αNO

YES⑤地震力による応力をγ倍してコンクリートおよびアンカーボルトの応力がF 値以下であることを確認。ただし，ルート（1-2）
では，γ＝1.67とする

NOYES⑧柱脚の保有耐力接合の判定
柱脚Mu＞柱Mpc×α⑪柱脚の保有耐力接合の判定
柱脚My＞柱Mpc×α

NO

YES

④地震力による応力をγ倍して柱脚の終局耐力を確認。ただし，ルート（1-2）では，γ＝1.67とする

YES⑩1階DS0.05割増⑨保有水平で保有水平耐力確耐力を確認（柱および梁の（柱ヒンジ仮定） 認。
部 材 群としての種別がDの場合は割増しない）⑥基礎コンクリートの破壊防止などの確認

NO⑬1階は，柱お⑫保有水平よび梁の部材群
耐力を確認（柱ヒンジ仮定） としての種別がDに相当するDSで保有水平耐力確認⑭基礎コンクリートの破壊防止などの確認
エンド

図1

露出柱脚編で想定した設計ルート別の設計フロー 3）

表3鋼材の材料記号

表4 柱 型部配筋詳細を確認した既製品露出柱脚
材質記号

商品名

開発会社

SN400A，B，C，SN490B，
C

STK400，STK490

ベースパック

岡部㈱，旭化成建材㈱SS400

STKR400，STKR490

ハイベース

センクシア㈱SM400A，B，C，SM490A，
B，C，SM490YA，
YB
SM520B，C

BCR295

NCベース

日本鋳造㈱

BCP235，BCP325

SMA400A，
B，
C，SMA490A，
B，
CBCP325T

STKN400W，
B，STKN490B―②第三者機関の技術評価を取得した既製品露出柱脚の設計仕様

編6 章「柱型部配筋詳細設計例」で検討対象とした表4の既製品露出柱脚とした。

①の場合，本編の根拠とした実験条件を考慮し，従来，鋼構造接合部設計指針 4）では，コンクリート立ち上がりを設けない露出柱脚とし，②の場合，既および鉄筋はRC構造計算規準 5）3条および 4条による製品メーカー仕様を満足する柱型からの立ち上がりはとしている。しかし，鉄筋定着を規定する同規準17設けてもよいとした。ただし，既製品露出柱脚は，本条では，露出柱脚の柱型部に接続する基礎梁主筋定● 建築技術 2018.07

1 6 3

表5柱型部
基礎梁600×600×600 断面：350×500

500

h/2＝1,200h 0/2＝950
250752
Lt0＝3070

梁反曲点

ベースプレート（450×450×40）

1683001,167l 0/2＝1,400l/2＝1,700

試験体全体寸法および加力方法

233（寸法単位：mm）

着について言及していない。また，既製品露出柱脚ない。通常，露出柱脚の柱型部に接続する基礎梁主一方，本編では，露出柱脚実験ならびにSRC造および RC造柱梁接合部実験を基に，設計基準強度
Fc 21～60N/mm2 のコンクリートとSD490までの鉄筋を適用範囲としている。その結果，本編によると，SD390までの場合よりも基礎梁主筋本数を減らすか，呼び名を小さくすることで，柱型部配筋の納まりがよくなる。

露出柱脚実験
⦿実験計画

従来，基礎梁主筋機械式定着部を柱型部に埋め込系列５筋には，SD390までの鉄筋が用いられる。

定着金物
種別

No.1

U型―

No.2
No.3

No.6
No.7
No.8

系列４の設計ハンドブックでは，基礎梁主筋は規定されてい

定着
種別

ネジ筋1
機械式

No.5系列３

図2

両端ピン付き反力受け柱角形鋼管柱□－250×250×16

試験体No.4系列２柱反曲点系列１アンカーボルト（定着長さL ab＝360）

本編の露出柱脚に関する実験計画

円形1A.Bolt
Fc
L abnaN/mm2（本）（mm）

278

ネジ筋1―

機械式 ネジ筋1No.9

ネジ筋2No.10

円形 2No.11

円形 3No.12

ネジ筋2No.13 機械式
No.14
No.15
No.16

円形 2627360（12da）

40

SD490

7組
（0.44%）2768

有4組（0.25%）

SD SD345 295A 7 組（0.44%）
SD490

8

円形 3ネジ筋24組（0.25%）

40

円形1U型

基礎 柱型部横補強筋 柱型主梁主筋頭部
組数
筋鋼 鋼種定着金）（pjwh
種物500（17da）

7組無（0.44%）

SD345
SD490785SD295A【架構寸法】スパン長 L/2＝1,700m，階高 h/2＝1,200mm【鋼管柱】サイズ：□―250×250×16，鋼種：BCR295【ベースプレート】SN490B，寸法：450×450×40mm【アンカーボルト】ABR490，M30【柱型部】断面（Bc ×Dc）
：600×600mm，主筋：8―D19（ pg ＝0.64%）
柱型部横補強筋：2―D10，定着部拘束筋：2―D10―2 組（外周部）【基礎梁】断面（Bg ×Dg）
：350×500mm，上下主筋 4―D25（ pt ＝1.29%）
定着長さℓag（ℓdh）＝480（490）
mm，19.2（19.6）
db，0.8（0.82）
Dc【上部かんざし筋】2―D6―5 組（SD295A），かんざし筋比 pjwv ＝0.09%
n a：アンカーボルト本数
L ab，
d a：アンカーボルト定着長さおよびボルト軸部直径
Fc：コンクリート目標圧縮強度
pjwh：柱型部横補強筋比
p g ：柱型主筋比
p t ：基礎梁引張鉄筋比
d b ：基礎梁主筋呼び名の値
Dc：柱型部せい④コンクリートの目標圧縮強度（Fc 27，Fc 40）⑤柱型主筋頭部定着金物の有無

んだ露出柱脚実験は行われていない。これに対し，⑥柱型横補強筋鋼種（SD295A，785N/mm2 級）

露出柱脚編は，今回の露出柱脚実験を基に構築され⑦アンカーボルト定着長さLab（12da，16.7da）ている。

da はアンカーボルト軸部直径を示す。

今回の露出柱脚実験は，基礎梁下面に地反力が生代表的試験体の柱型部配筋詳細を図3に示す。同じない直接基礎を想定した L形架構試験体を用い，

図はアンカーボルト8本タイプの柱型部配筋詳細であRC造L形接合部実験 1）と同様，図2の加力方法により，アンカーボルト6本タイプでは両側の引張側アンって行われている。ただし，試験体製作時には，基カーボルトのみを配置している。

礎梁を下側，鋼管柱を上側にして施工し，実験前に⦿実験結果試験体を反転させている。
実験計画は表5の 5系列からなり，試験体数は計

典型的な柱型部せん断ひび割れ発生状況（R＝＋30.0×10－3rad時）を写❶，系列1の基準化柱せん断16体，実験因子は下記の①～⑦としている。

力Qc ／Qcu―R関係包絡線を図4に示す。Qc は柱せん断①基礎梁主筋定着種別（U型定着，機械式定着）

力，Rは層間変形角，Qcu は正負加力時L形架構終局②定着金物種別（ネジ節鉄筋型，円形定着板型）

耐力計算値，同図中の破線はU型定着試験体であり，③アンカーボルト本数（8本，6本）

同図中には柱型部せん断余裕度λp の値を併記した。

1 6 4

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）●

4-D25484-D25
PL-9×350×500

角形鋼管柱 □-250×250×1675210125 175 175 125

アンカーボルト 8-M30
柱型部横補強筋
2-D10-7組

600

図3L ab＝360（12db）
1,167
1,767（a）系列 1 試験体 No.1（U 型定着）

代表試験体の柱型部配筋詳細
JSC145500600（12db）
L ab＝360
1,167
1,767（b）系列 1 試験体 No.2，No.4（ネジ節型 1）

JSC1

JSC11075

600

100

75

600

500

45

1,38230

75230

1,382

アンカーボルト 8-M30
柱型部横補強筋
2-D10-4組

下部かんざし筋 D10-5組

4-D25
PL-9×350×500

角形鋼管柱 □-250×250×16125 175 175 125

2-D10@751005372 72350

350

48100

2-D10@75

下部かんざし筋 D10-5組
500

500

48

PL-25×460×560600l ag＝480

4-D2548

100 5372 72600

L dh＝510

PL-25×460×560

1,167
上部かんざし筋 D6-5組53600
l ag＝480

1,16753600
L dh＝510

JSC1No.2 7Cycle

No.1 7Cycle
R＝＋30×10－3rad

R＝＋30×10－3rad
JSC2
JSC2

JSC2JSC2【系列 1 試験体 No.1（U 型定着，Fc 27）】

❶典型的な柱型部せん断ひび割れ発生状況（R=＋30.0×10－3rad時）

系列1の U型定着試験体No.1の正加力時では，柱型部せん断ひび割れ（JSC1またはJSC2：写❶）お【系列 1 試験体 No.2（ネジ節型 1，Fc 27）】には，U型定着試験体と機械式定着試験体の基準化
柱せん断力Qc ／Qcu は同程度である。

よびアンカーボルト引張降伏が発生し，R＝＋20×各試験体の破壊形式は，正負加力にかかわらず，10－3rad以降，柱型部せん断ひび割れ（JSC2）の進展それぞれアンカーボルト引張降伏後の柱型部せん断に伴い最大耐力に達した。機械式定着試験体No.2の破壊型と判別された。これらの実験的知見を基に，正加力時では，アンカーボルト引張降伏および柱型本編は構築されている。

部せん断ひび割れ（JSC2）発生後，柱型部せん断ひび割れ（JSC1：写❶）の進展に伴い，柱型横補強筋が引張降伏し，最大耐力に達した。

露 出 柱 脚 編 で 想 定した L 形 柱 型 部 の 抵
抗機構

図4によると，正加力時には，U型定着の場合，ア本編では，直接基礎の場合，図5の L形柱型部のンカーボルト引張降伏後，柱型部内の基礎梁主筋折抵抗機構を想定した。同図の場合，屋外側アンカー曲げ余長部の効果によって，基礎梁主筋定着耐力がボルトと基礎梁下端筋が引張側となり，主ストラット①

機械式定着試験体よりも増加した。ただし，負加力時～③と補助ストラット④，ならびに中段筋の上側と下● 建築技術 2018.07

1 6 5Mc

屋外側

No.1（U型）

Tay

1.5

1020304050

ベースプレート

60Vv④Vh ①Cg
Mg②－0.5

Tgn1Qg－1Hc（λp＝0.91）

基礎梁

Lto

R
（×10－3rad）L ab

0－40 －30 －20 －10 0Qc

支圧力

No.3（円形1）
No.2（ネジ節1）

0.5

屋内側

アンカーボルト

柱型
横補強筋

1

角形鋼管柱

②Tgn2Dg（λp＝0.91）

Qc/Qcu

jtg＝jtgo

2－1.5
Fc27試験体
2Qc/Qcu

柱型主筋
引張力No.4（ネジ節）（λp＝1.20）

0.5

R（×10－3rad）
102030405060－0.5Tg

基礎梁中段筋

ℓag
jta
jtco
Dc

定着部
拘束筋

図5

柱型
主筋

基礎梁1段筋

露出柱脚編で想定したL形柱型部の抵抗機構
（正加力時：L形が閉じる場合）

筋定着部は，柱型主筋下端・定着金物から派生するストラット③によって拘束される。

－1－1.5（注）λp：柱型部せん断余裕度

Fc 40試験体

図4

ストラット

CBot
柱型横補強筋1（λp＝1.20）③

No.5（円形1）1.5

0－40 －30 －20 －10 0②

系列1の基準化柱せん断力Qc/Qcu―R関係包絡線側のストラット② ’ が形成される。

以上より，本編では，図5に示すように，柱型主筋下端は定着金物付きまたは90°
フック定着とし，直接基礎の場合，上側中段筋は必ずアンカーボルト定着部よりも上部に配置するとした。

主ストラット①～③は各定着部から，それぞれ圧縮側基礎梁上端部と屋内側ベースプレート縁端部におわりに向かう。②の鉛直成分は基礎梁下端筋定着部直下の柱型部による拘束力と釣り合い，③の水平成分は柱

本稿では，RCS混合構造設計指針（2017年）各編型下部の柱型横補強筋と定着部拘束筋による横拘束の材料規定，露出柱脚編の根拠とした実験および同力と釣り合う。④は屋外側アンカーボルト定着部から編で想定した L形柱型部の抵抗機構について概説し屋外側柱型主筋頭部に向かうストラットであり，④のた。一方，本連載の第4回では，露出柱脚編3章～

鉛直成分は屋外側柱型主筋の引張力と釣り合い，水5章について，機械式定着工法による設計規定を中心

平成分は柱型上部の柱型横補強筋の横拘束力と釣りに概説する。

合う。また，ストラット② ’ は，中段筋定着部から圧縮側基礎梁上端部と屋内側ベースプレート縁端部に向かうストラットである。
中段筋有の場合，基礎梁上下1段目主筋の定着部応力は中段筋なしよりも緩和される。また，正加力の場合，上側の中段筋定着部は引張側アンカーボルト定着部から派生するストラット①によって拘束され，L形柱型部せん断終局耐力を高める効果を有する。さらに，基礎梁下端1段目主筋定着部および下側中段
1 6 6（ますお きよし）
【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）国土交通省住宅局監修：2015年版 建築物の構造関係技術基準解説書，付1-2.6 柱脚の設計の考え方，pp.625―644，2015年
4）（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
5）（社）日本建築学会：鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説，2010
年
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）●