JPH07247556A - 鋼製柱部材における柱脚の固定構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な手段によって、鋼製柱部材における柱
脚をコンクリート基礎に対し強固に固定する。 【構成】 鋼製柱部材１における柱脚２に複数の透孔３
を設け、コンクリート基礎４の打設予定位置に、鋼製縦
筒５を配置し、前記柱脚２における透孔３を有する部分
を、前記鋼製縦筒５の中に配置し、鋼製縦筒５の外側に
基礎用コンクリート６を打設し、鋼製縦筒５とその中の
柱脚２との間および柱脚２の内部に、固定用コンクリー
ト７を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築物の柱、高架道路
の橋脚等の鋼製柱部材を、その下部の基礎構造物に対し
確実にかつ強力に固定し、大規模な上部構造物の構築を
可能とする鋼製柱部材における柱脚の固定構造に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築物の柱，高架道路の柱脚等の
固定部は、上部構造物から伝えられる軸力、せん断力、
曲げモーメントを下部構造物である基礎構造物に確実に
伝達し、巨大な上部構造物を支える重要な箇所である。
建築物の鋼製柱の固定部を例に挙げると、柱脚の固定形
式として、図９および図１０に示すように、柱脚２の下
端部に固定した鋼製座板９とその下面に当接された支持
座板１０とにわたって、複数のアンカーボルト１１の上
部を挿通し、前記座板９の上面に係合されるナット１２
を、前記アンカーボルト１１の上部に螺合し、かつ前記
柱脚２の各外周面に、多数のスタッドジベル１３を溶接
により固定し、前記柱脚２の周囲およびその下側に、多
数の縦鉄筋１４と、上下方向に間隔をおいて配置され
て、各縦鉄筋１４に固着された多数のフープ筋１５とか
らなる鉄筋篭１６を配置し、次いで前記支持座板１０の
下面に接合すると共に、アンカーボルト１１と鉄筋篭１
６の下半部とを埋込むように基礎用コンクリート６を打
設し、その基礎用コンクリート６が硬化したのち、アン
カーボルト１１に螺合されているナット１２を緊締し、
次に柱脚２および鉄筋篭１６を埋込むようにコンクリー
ト１７により根巻きする根巻き柱脚が、実際に用いられ
ている。また図１１に示すように、多数のスタッドジベ
ル１３を固着した柱脚２を、コンクリート基礎４の所定
位置に配置し、かつ、柱脚２の下部に補強鉄筋１８を収
納する凹部１９を設け、前記凹部１９および基礎コンク
リート打設予定位置に、鉄筋コンクリート基礎２０を打
設し、前記柱脚２を鉄筋コンクリート２０に埋め込む方
式も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図９および図１０に示
す根巻き柱脚および図１１に示す埋込み柱脚は、軸方向
および曲げモーメント，せん断力を十分に伝えうる柱脚
であるが、各々以下の問題点を抱えている。まず図９お
よび図１０に示す根巻き柱脚について説明すると、根巻
き鉄筋コンクリート２１のせん断補強筋が少ない場合
は、斜めひび割れが顕著に現れ、それ以後、ぜい性的な
せん断破壊を生じ易い。また、鋼製柱部材（鋼管柱）１
からのせん断力を根巻き鉄筋コンクリート２１に円滑に
伝達するため、根巻き鉄筋コンクリート２１の縦方向ひ
び割れおよび支圧ひび割れの伸展を拘束する意味から
も、通常のせん断補強筋のほかに、特に主筋頂部には、
せん断補強筋を密に配置することが必要である。このた
め、根巻き鉄筋コンクリート２１の部分の配筋が複雑と
なる。次に埋込み柱脚について説明すると、鋼製柱部材
（鋼管柱）１の場合、基礎コンクリートとの支圧力によ
り、鋼製柱部材（鋼管柱）１の壁部に、局部的に面外変
形が生じる。埋込み深さが十分に確保できない場合に
は、基礎コンクリートの破壊により、耐力が決定し変形
能力の乏しい柱となる。さらに基礎コンクリートの上端
近くの鋼製柱部材（鋼管柱）１の面外変形を防ぐため
に、鋼製柱部材（鋼管柱）１の内部にコンクリートを充
填するか、あるいはダイアフラムを溶接により固定する
等の補剛を行う必要がある。

【０００４】図１２ないし図１６に示された柱脚の固定
構造には、次の欠点がある。まず図１２の場合は、コン
クリートブロック２２に下部が埋め込まれた柱脚２の上
部に押圧力Ｐが作用して、そのコンクリートブロック２
２の下部に曲げひび割れ２３が発生した状態を示してい
る。図１３の場合は、コンクリートブロック２２に下部
が埋め込まれた柱脚２の上部に押圧力Ｐが作用して、そ
のコンクリートブロック２２の上部背面に支圧ひび割れ
２４が発生した状態を示している。図１４の場合は、コ
ンクリートブロック２２に下部が埋め込まれた柱脚２の
上部に押圧力Ｐが作用して、そのコンクリートブロック
２２の下部に斜めひび割れ２５が発生した状態を示して
いる。図１５の場合は、コンクリートブロック２２に下
部が埋め込まれた柱脚２の上部に押圧力Ｐが作用して、
そのコンクリートブロック２２に付着ひび割れ２６が発
生した状態を示している。図１６の場合は、コンクリー
トブロック２２に下部が埋め込まれた柱脚２の上部に押
圧力Ｐが作用して、鋼製柱部材１の柱脚２が降伏した状
態２７を示している。

【０００５】次に図１７ないし図１９に示された柱脚の
固定構造には、次の欠点がある。まず図１７の場合は、
コンクリート２８中に埋設された柱脚２の上部に押圧力
Ｑが作用して、コンクリート２８が圧壊２９およびパン
チングシアー破壊３０し、かつ柱脚２が曲げ降伏した状
態を示している。図１８の場合は、コンクリート２８の
中に埋設された柱脚２の上部に押圧力Ｑが作用して、コ
ンクリート２８中の主筋あるいは補強筋が降伏３３し、
かつ前面のコンクリート２８がパンチングシアー破壊３
０された状態を示している。図１９の場合は、コンクリ
ート２８の中に埋設された柱脚２の上部に押圧力Ｑが作
用して、局部的なコンクリート２８の支圧破壊３１が生
じた状態を示している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の根巻き柱脚、埋込
み柱脚における前記の問題点を解決するために、本発明
の鋼製柱部材における柱脚の固定構造においては、鋼製
柱部材１における柱脚２に複数の透孔３を設け、コンク
リート基礎４の打設予定位置に、鋼製縦筒５を配置し、
前記柱脚２における透孔３を有する部分を、前記鋼製縦
筒５の中に配置し、鋼製縦筒５の外側に基礎用コンクリ
ート６を打設し、鋼製縦筒５とその中の柱脚２との間お
よび柱脚２の内部に、固定用コンクリート７を充填す
る。また鋼製縦筒５の上端縁８をコンクリート基礎４の
上面よりも高くすることにより、鋼製柱部材における柱
脚の固定強度を著しく大きくすることができる。

【０００７】次に本発明の作用について説明する。図６
に示すように、コンクリートブロック２２に埋め込んだ
有孔板３２を引き抜くと、その有孔板３２の透孔３の中
にあるコンクリート１７はひび割れて有孔板３２から剥
離する（図７参照）。しかしながら、図８に示すよう
に、コンクリートブロック２２の外側に鋼製縦筒５を配
して、有効板３２を引き抜くと、コンクリートはひび割
れて有効板３２から剥離しようとするが、鋼製縦筒５に
よりコンクリートのひび割れによる体積膨張が拘束され
るため、有効板３２には横方向の圧縮力が作用し、図６
の場合に比較して有効板３２の引き抜き耐力は著しく向
上する。同様に、図１に示すように、鋼製縦筒５とその
中の柱脚２との間および柱脚２の内部に、固定用コンク
リート７を充填すれば、鋼製柱部材（鋼管柱）１から、
せん断力が加わると、固定用コンクリート７は体積膨張
を起こそうとするが、この体積膨張は鋼製縦筒５により
拘束されるため、鋼製柱部材（鋼管柱）１には、横方向
からの圧縮力が作用し、そのため前記鋼製柱部材１の固
定部の耐力が向上する。

【０００８】

【実施例】図１ないし図３は請求項１の発明の実施例に
係る鋼製柱部材における柱脚の固定構造を示すものであ
って、４角形の断面の鋼製柱部材１における柱脚２の各
辺に、それぞれ多数の透孔３が設けられ、かつ前記柱脚
２における透孔３を有する部分は、前記鋼製縦筒５の中
央部に配置され、前記鋼製縦筒５の外側に基礎用コンク
リート６が打設されてコンクリート基礎４が形成され、
かつ前記鋼製縦筒５の内面と柱脚２との間に固定用コン
クリート７が充填されると共に、前記透孔３の内部にも
固定用コンクリート７が充填され、さらに鋼製縦筒５の
上端縁は、コンクリート基礎４の上面および固定用コン
クリート７の上面と同一レベルに配置されている。

【０００９】図４および図５は請求項２の発明の実施例
に係る鋼製柱部材における柱脚の固定構造を示すもので
あって、鋼製縦筒５の上端縁８がコンクリート基礎４の
上面よりも高レベルに配置され、かつ鋼製縦筒５内に充
填された固定用コンクリート７の上面は、前記鋼製縦筒
５の上端縁８と同一レベルまたはほぼ同一レベルに配置
されているが、その他の構成は請求項１の発明の実施例
の場合と同様である。

【００１０】なお柱脚２に設ける透孔３の大きさは、固
定用コンクリート７に使用されている粗骨材の最大径の
２倍以上にするのが好ましい。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、鋼製柱部材１における
柱脚２に複数の透孔３を設け、コンクリート基礎４の打
設予定位置に、鋼製縦筒５を配置し、前記柱脚２におけ
る透孔３を有する部分を、前記鋼製縦筒５の中に配置
し、鋼製縦筒５の外側に基礎用コンクリート６を打設
し、鋼製縦筒５とその中の柱脚２との間および柱脚２の
内部に、固定用コンクリート７を充填したので、前記鋼
製縦筒５により固定用コンクリート７の体積膨張を拘束
することができ、そのため柱脚から伝えられる力を基礎
用コンクリート６に確実に伝達することができる。また
従来の根巻き鉄筋コンクリート柱脚と比較すると、根巻
き部の鉄筋コンクリートの配筋が、著しく簡略化できる
と共に、鋼製縦筒５が形枠としても働くので、固定用コ
ンクリート７の打設作業を容易に行なうことができる。
さらにまた、鋼製縦筒５の上端縁８をコンクリート基礎
４の上面よりも高くすることにより、鋼製柱部材１の柱
脚２の固定強度を著しく大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の実施例に係る鋼製柱部材にお
ける柱脚の固定構造を示す縦断側面図である。

【図２】請求項１の発明の実施例に係る鋼製柱部材にお
ける柱脚の固定構造を示す横断平面図である。

【図３】図２の一部を拡大して示す平面図である。

【図４】請求項２の発明の実施例に係る鋼製柱部材にお
ける柱脚の固定構造を示す縦断側面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図６】コンクリートブロックに有孔板を埋め込みその
有孔板に引抜力を作用させた状態を示す斜視図である。

【図７】有孔板に与えられた引抜力によりコンクリート
ブロックが割れるときの状態を示す縦断側面図である。

【図８】鋼製縦筒内に有孔板を配置して固定用コンクリ
ートを充填し、その有孔板に引抜力を与えた状態を示す
縦断側面図である。

【図９】従来の根巻き鉄筋コンクリートを有する柱脚の
固定構造を示す縦断側面図である。

【図１０】図９における座板をスタッドジベルとアンカ
ーボルトとを取付けた柱脚を示す側面図である。

【図１１】従来の埋込み式柱脚の固定構造を示す縦断側
面図である。

【図１２】コンクリートブロックに下部が埋め込まれた
柱脚に押圧力が作用して、そのコンクリートブロックの
下部に曲げひび割れが発生した状態を示す側面図であ
る。

【図１３】コンクリートブロックに下部が埋め込まれた
柱脚に押圧力が作用して、そのコンクリートブロックの
上部背面に支圧ひび割れが発生した状態を示す斜視図で
ある。

【図１４】コンクリートブロックに下部が埋め込まれた
柱脚に押圧力が作用して、そのコンクリートブロックの
下部に斜めひび割れが発生した状態を示す側面図であ
る。

【図１５】コンクリートブロックに下部が埋め込まれた
柱脚に押圧力が作用して、そのコンクリートブロックに
付着ひび割れが発生した状態を示す側面図である。

【図１６】コンクリートブロックに下部が埋め込まれた
柱脚に押圧力が作用して、鋼管柱が降伏した状態を示す
側面図である。

【図１７】コンクリート中に埋設された柱脚の上部に押
圧力が作用して、コンクリートが圧壊およびパンチング
シアー破壊しかつ柱脚が曲げ降伏した状態を示す縦断側
面図である。

【図１８】コンクリート中に埋設された柱脚の上部に押
圧力が作用して、主筋あるいは補強筋が降伏し、かつ前
面コンクリートがパンチングシアー破壊された状態を示
す縦断側面図である。

【図１９】コンクリート中に埋設された柱脚の上部に押
圧力が作用して、局部的なコンクリートの支圧破壊を生
じた状態を示す一部横断平面図である。

【符号の説明】

１ 鋼製柱部材 ２ 柱脚 ３ 透孔 ４ コンクリート基礎 ５ 鋼製縦筒 ６ 基礎用コンクリート ７ 固定用コンクリート ８ 上端縁 ３２ 有孔板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼製柱部材１における柱脚２に複数の透
   孔３を設け、コンクリート基礎４の打設予定位置に、鋼
   製縦筒５を配置し、前記柱脚２における透孔３を有する
   部分を、前記鋼製縦筒５の中に配置し、鋼製縦筒５の外
   側に基礎用コンクリート６を打設し、鋼製縦筒５とその
   中の柱脚２との間および柱脚２の内部に、固定用コンク
   リート７を充填した鋼製柱部材における柱脚の固定構
   造。
2. 【請求項２】 鋼製縦筒５の上端縁８をコンクリート基
   礎４の上面よりも高くした請求項１の鋼製柱部材におけ
   る柱脚の固定構造。