柱脚用ベースプレート及びこれを用いた柱脚構造
【課題】ベースプレート本体部の板厚を大きくすることなく曲げ剛性を高め、鉄骨柱のサイズ拡大にも対応可能な露出型の鉄骨柱脚用のベースプレートと、これを用いた柱脚構造を提供する。
【解決手段】鉄骨柱４の下端部に対してベースプレート本体部２が上面側で固着され、その周辺部分に設けた複数のボルト挿通孔に、基礎コンクリート５から突出するアンカーボルト６を挿通し、上方からのナット７の締付けにより該鉄骨柱４を基礎コンクリート５に固定する平板状のベースプレート１であって、ベースプレート本体部２の下面側に、鉄骨柱４の固着部に対応する位置にほぼ同じ断面形状の柱状部３ａと、この柱状部３ａの側壁面の内外に交差状態で外側板状部３ｂおよび内側板状部３ｃとからなる補剛部３を設けることにより、アンカーボルト６が配置されるベースプレート本体部２の周辺部分を効果的に補強する。
【解決手段】鉄骨柱４の下端部に対してベースプレート本体部２が上面側で固着され、その周辺部分に設けた複数のボルト挿通孔に、基礎コンクリート５から突出するアンカーボルト６を挿通し、上方からのナット７の締付けにより該鉄骨柱４を基礎コンクリート５に固定する平板状のベースプレート１であって、ベースプレート本体部２の下面側に、鉄骨柱４の固着部に対応する位置にほぼ同じ断面形状の柱状部３ａと、この柱状部３ａの側壁面の内外に交差状態で外側板状部３ｂおよび内側板状部３ｃとからなる補剛部３を設けることにより、アンカーボルト６が配置されるベースプレート本体部２の周辺部分を効果的に補強する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、充填鋼管コンクリート造などの露出型柱脚構造において、それら鉄骨柱を基礎コンクリートに対して固定するための中間材として、鉄骨柱の下端部に固着される柱脚用ベースプレートと、このベースプレートを用いた柱脚構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
柱脚は、柱材の下端部に作用する軸力、せん断力、曲げモーメントを基礎コンクリートに伝達する重要な役割を担っている。露出型鉄骨柱脚において、圧縮軸力は鉄骨柱からベースプレートを介して基礎コンクリートへと応力伝達され、引張軸力は鉄骨柱からベースプレートを介してアンカーボルト、そして基礎コンクリートへと応力伝達される。曲げモーメントは、鉄骨柱からベースプレートを介して、一方では圧縮力を基礎コンクリートに伝達し、他方では引張力をアンカーボルトから基礎コンクリートへと応力伝達する。また、せん断力の伝達は、一般的に次の３タイプに区分される。
【０００３】
まず、ベースプレート下面と基礎コンクリート表面との間の摩擦で伝達する方式がある。この場合、せん断耐力は柱軸力に依存するが、アンカーボルトの引張耐力は減少しないという特徴がある。次に、アンカーボルト径とほぼ同径の穴を有する座金をベースプレート上面に溶接接合し、ベースプレートからアンカーボルトに伝達する方式である。この方式では、せん断力は柱軸力に依存しないが、アンカーボルトの引張耐力が減少する。さらに、ベースプレート下面にシアキーを溶接し、鉄骨柱からベースプレート（シアキー）を介して基礎コンクリートに伝達する方式がある。この場合には、せん断力は柱軸力に依存せず、アンカーボルトの引張耐力も減少しないという特徴がある。このように、ベースプレートは鉄骨柱から作用する各種の力を基礎コンクリートに伝達するための重要な部材となっている。
【０００４】
ところで、比較的小さい柱寸法の鉄骨柱には、規格品の圧延鋼板を適宜大きさの矩形板状に切断し、その周辺部分に所要数のボルト挿通孔を設けたベースプレートが、製造の簡便さなどの理由から鋳鋼製のものを凌駕している。これに対して、鉄骨柱の柱寸法が大きくなるに伴ってアンカーボルトも太径化するので、大きなサイズの鉄骨柱に適用するベースプレートには、高い曲げ剛性や耐力が要求される。圧延鋼板からなるベースプレートでは、柱寸法の拡大に対して板厚の増加で対応することになるが、板厚が１００ｍｍを超えるようなベースプレート用の圧延鋼板は、現時点で規格外であり、市場には供給されていない。このため、生産性を犠牲にしても鋳鋼製のもので対応せざるを得ないのが実情である。なお、極厚の圧延鋼板が仮に供給可能であったとしても、これを実際に使用する場合には、いくつかの問題が懸念される。その一つには、適用する鉄骨柱の板厚とベースプレートの板厚との差が広がり過ぎるという点である。この点は、溶接性に影響を及ぼし、両者の間の接合強度に重大な問題を生じさせる可能性がある。斯かる事情から、ベースプレートの板厚を増加することなく、柱寸法の大サイズ化に対応する方法が検討されてきた。具体的には、本体部となる矩形状鋼板の上面側に複数のリブを配置したベースプレート（特許文献１）、２枚の鋼板間に複数のリブを配置した二段状のベースプレート（特許文献２）、鋼板の下面に溶接ビード等の数ミリ程度の凸条を一体に設けたベースプレート（特許文献３）などがこれまでに提案され、いずれもベースプレートの本体部にリブ状の補剛手段を付加したものである。
【特許文献１】実公昭６１−３３７６１号公報（第２図参照）
【特許文献２】特開平１１−１５９００７号公報（図６参照）
【特許文献３】特許第３３９１４３８号公報（図１参照）
【０００５】
特許文献１に記載のベースプレートでは、ベースプレート本体部のボルト挿通孔から突出するアンカーボルトの上端部に螺合したナットが、ベースプレート本体部の上面に一体的に立設された複数のリブにより両側から囲まれる構成であるので、隣り合うリブ間には、ナットを緊締する際にスパナの回転動作を妨げない操作スペースが必要となる。ところが、アンカーボルトの本数が多くなる大きいサイズのベースプレートのように、各辺部の中間部分にも複数本のアンカーボルトが配置されるような場合には、それら辺部でのリブ間の間隔を十分に確保することが難しくなる。そこで、個々のリブの厚さを薄くするか、あるいはベースプレートの全幅を単純に拡大することも考えられるが、いずれもベースプレートの曲げ剛性の低下につながることから、上面にリブを配置する補剛方法は、ベースプレートのサイズ拡大を図る上で得策とは言い難いものである。
【０００６】
一方、特許文献２に記載のベースプレートでは、上面側にリブが存在しないことから、前者のベースプレートの問題点であった締付け工具の操作スペースを考慮する必要がなくなり、さらにその箱型形状により、リブのみで補剛する場合に比べて大きな曲げ剛性や耐力が得られる利点がある。この場合には、溶接作業によって各部材を一体化するため、上下２枚の鋼板間の間隔と、それらの間に配置する複数のリブの互いの間隔が、生産性の面で重要な要件になってくる。生産性を優先し、リブ間の間隔を大きく確保した場合には、前者と同様に曲げに対する補剛効果が小さくなるので、上段に位置する鋼板の厚さを大きくする必要が生じ、結局、大きいサイズのベースプレートにはあまり適さない構造である。さらに、前者のベースプレートに比べて溶接量が増大し、しかも狭い空間での溶接作業となるため、作業性の悪さなどの問題もあった。
【０００７】
次に、特許文献３に記載のベースプレートでは、下面に複数の凸条を設けることにより、剛性向上を企図しているが、ベースプレート本体部の板厚と凸条の高さとの比率からしても、その効果は明らかに副次的なものである。すなわち、凸条の本来の目的は、地震などで大きな横向きの力（せん断力）が柱脚部に作用したときに、ベースプレートとモルタル充填層との間で相対的なずれが生じないようにするためのものである。この場合の凸条は、あくまでもベースプレート下面とモルタル充填層との摩擦係数を増加させることが主目的であるから、その配置形態として放射状などのモルタル充填層に圧縮力が負荷されるようなパターンが優先的に選択されている。この従来技術では、ベースプレートの曲げ剛性向上という観点からの配置形態、凸条の形状については特に考慮されていない。したがって、このような凸条をそのまま大きいサイズのベースプレートに適用できるか否かについては検討の余地が多分にあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明者らはこれら従来技術の問題点に鑑み、ベースプレート本体部に付加する補剛手段について鋭意検討を重ねた結果、本発明に想到したのである。すなわち本発明では、補剛部材の効果的な配置形態を見出し、これによりベースプレート本体部の板厚を大きくすることなく曲げ剛性を高め、鉄骨柱のサイズ拡大にも対応可能な柱脚用ベースプレートとこれを用いた柱脚構造の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本願の請求項１に係る発明では、鉄骨柱の下端部に対してベースプレート本体部が上面側で固着され、その周辺部分に設けた複数のボルト挿通孔に、基礎コンクリート表面から突出する複数本のアンカーボルトを挿通し、上方からのナットの締付けにより該鉄骨柱を基礎コンクリートに固定する柱脚用ベースプレートにおいて、前記ベースプレート本体部を平板状に形成するとともに、該ベースプレート本体部の下面側に、鉄骨柱の固着部に対応する位置にほぼ同じ横断面形状の柱状部と、この柱状部の側壁面に対して交差状態で少なくともベースプレート本体部の周辺側に位置する側壁面に沿って互いに間隔を空けて立設された複数の外側板状部からなる補剛部を設けるという技術手段を採用した。
【００１０】
さらに、上記構成における補剛部については、柱状部の側壁を挟む少なくとも一部の外側板状部の対向位置に内側板状部を付加することが可能であり（請求項２）、補剛部自体をベースプレート本体部と一体に鋳造したものであってもよい（請求項３）。なお、補剛部の柱状部に閉鎖断面のものを採用する場合には、その側壁にモルタル等の充填材の流路を設けることが好ましく（請求項４）、ベースプレート本体部の板厚をアンカーボルトの外径よりも小さくすることも可能である（請求項５）。
【００１１】
また、本願の請求項６に係る発明では、閉鎖断面に形成された鉄骨柱の下端部に対してベースプレート本体部を上面側で固着し、その周辺部分に設けた複数のボルト挿通孔に、基礎コンクリート表面から突出する複数本のアンカーボルトを挿通し、上方からのナットの締付けにより該鉄骨柱を基礎コンクリートに固定する柱脚構造において、前記ベースプレート本体部を平板状に形成するとともに、該ベースプレート本体部の下面側に、鉄骨柱の固着部に対応する位置にほぼ同じ横断面形状の柱状部と、この柱状部の側壁面に対して交差状態で少なくともベースプレート本体部の周辺側に位置する側壁面に沿って互いに間隔を空けて立設された複数の外側板状部からなる補剛部を設け、該補剛部の少なくとも柱状部内にモルタル等の充填材を充填するという技術手段を採用した。なお、前記補剛部の柱状部の側壁に複数の貫通孔を形成し、該貫通孔を介して対向位置にある側壁間に鉄筋を挿入してもよい（請求項７）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以上のような構成を採用したことにより、次の効果が得られる。
（１）ベースプレート本体部の下面側に設けた補剛部の少なくとも柱状部内にモルタル等の充填材を充填することで、柱状部の内側への変形がなくなり、この強固な柱状部と一体にその外側に交差状態で配置された複数の外側板状部が、ベースプレート本体部の周辺部分を効果的に補強する。このような補剛部の存在により、ベースプレート本体部の曲げ剛性が向上し、ベースプレート本体部の板厚を薄くすることが可能になり、経済的な柱脚構造を実現できる。
（２）ベースプレート本体部の下面側に補剛部を位置させたので、ナットの締付け操作を何ら考慮することなく、補剛部の外側板状部をアンカーボルトの近くに設けることが可能になり、その補強効果を最大限に活用したベースプレートが得られる。
（３）少なくとも一部の外側板状部と対向すべく柱状部の側壁を挟んだ反対側の位置に、内側板状部を付加した補剛部とすれば、その補強効果は一段と高まり、ベースプレート本体部の板厚をさらに薄くすることができる。
（４）補剛部の柱状部を閉鎖断面とし、その側壁にモルタル等の充填材の流路を設ければ、柱脚構造としたときに柱状部内へのモルタル等の充填性が向上し、補剛部による補強効果をより確実なものとすることができる。
（５）補剛部の柱状部の側壁に複数の貫通孔を形成し、該貫通孔を介して対向位置にある側壁間に鉄筋を挿入した柱脚構造とすれば、補剛部によるせん断耐力をさらに向上させることができ、鉄骨柱の軸力に関係なくアンカーボルトの引張性能を最大限に発揮させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る柱脚用ベースプレートは、曲げ剛性や耐力を向上させるために従来から検討されているリブ等の補剛手段について、効果的な形状、配置形態を見出した点に技術的な特徴がある。これにより、ベースプレート本体部の板厚を抑えながら大きな柱寸法の鉄骨柱への適用が可能になった。対象となる鉄骨柱は角形鋼管に限らず、円形鋼管、Ｈ形鋼でもよく、いずれの場合においてもベースプレート本体部の全体形状としては、平面視で略矩形状が好ましい。ベースプレート本体部の素材は圧延鋼板に限らず、鋳鋼を用いてもよい。この場合には、補剛部をベースプレート本体部と一体に鋳造することが可能である。一方、圧延鋼板をベースプレート本体部に適用した場合には、補剛部も適宜サイズの鋼板を組み合わせて溶接によりベースプレート本体部と一体化すればよく、その成形方法、手順等は特に限定されない。補剛部において、柱状部の外側の側壁面に対する外側板状部の交差状態は、必ずしも直交しなくともよく、斜めに当接させることも可能である。本発明では上記補剛部の存在により、大きな柱寸法の鉄骨柱の柱脚で使用される太いアンカーボルトの外径よりも、ベースプレート本体部の板厚を小さく抑えることが可能である。また、補剛部の高さを適切に確保すれば、ベースプレート本体部の板厚がそれほど大きくないものを使用することもできる。なお、アンカーボルトが挿通されるボルト挿通孔の位置については、少なくともベースプレート本体部の四隅部にあればよい。例えば、各隅部のみにそれぞれ複数個を設けたもの、さらにそれら隅部間の辺部にも設けたもの、あるいは四辺に沿ってそれぞれ単独で均等配置したものなど、その本数等に応じて種々の配列状態に適用可能であり、本発明の技術思想内でのさまざまな変更実施はもちろん可能である。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の実施例について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１ないし図４は、本発明に係る柱脚用ベースプレートの第１実施例を示し、図１および図２はそれぞれ底面図とその斜視図である。図示のベースプレート１は、角型鋼管からなる鉄骨柱を対象とし、圧延鋼板からなる正方形状のベースプレート本体部２と、その下面に溶接されたリブ状の補剛部３からなる。
【００１５】
上記補剛部３は、ベースプレート本体部２の板厚よりも薄い圧延鋼板の小片の集合体からなる。ベースプレート本体部２の中央には、矩形枠状の柱状部３ａが設けられ、長方形の１個所の角部が斜断された形状でほぼ同じ高さの外側板状部３ｂが、その側壁面の外側に沿って各面に４個ずつ直角に当接した状態で溶接されている。さらに、ベースプレート本体部２の各辺の中間に位置する２個所の外側板状部３ｂに対向するように、内側板状部３ｃが柱状部３ａの側壁面の反対側に溶接されている。本実施例では、１６個のボルト挿通孔２ａが隣り合う外側板状部３ｂ、３ｂ間に開設されている。なお、柱状部３ａの寸法は、上面側に固着する鉄骨柱の口径とほぼ同じであり、同じサイズの鉄骨柱を適宜長さに切断して使用するのが好都合である。両者の横断面形状については、必ずしも同一形状である必要はない。すなわち、実施例のように角型鋼管からなる鉄骨柱に対して、４枚の鋼板を溶接してなる組立箱形断面柱状のものを柱状部３ａに適用することは可能であり、その逆の組合せであってもよく、要はほぼ同じ形状であれば支障はない。
【００１６】
図３および図４は、それぞれ本発明に係る柱脚用ベースプレート１の組立手順を示した説明図と、鉄骨柱に固着した状態を示す斜視図である。図３に示すように、初めにベースプレート本体部２の下面の中央に柱状部３ａを溶接する。次いで、外側板状部３ｂと内側板状部３ｃをそれぞれ所定位置において、柱状部３ａの側面とベースプレート本体部２に対して溶接することで補剛部３を形成する。その後、柱状部３ａの溶接位置に対応するベースプレート本体部２の上面に、角型鋼管からなる鉄骨柱４の下端部を溶接する。なお、上記のようにベースプレート本体部２に対して各部材を順番に溶接していく方法に代えて、柱状部３ａと外側板状部３ｂと内側板状部３ｃを互いに溶接して予め独立した補剛部３を形成し、これをベースプレート本体部２に溶接することも可能であり、組立手順は特に限定されない。さらには、小片の鋼板の集合体に代えて鋳鋼で同じような形状の補剛部３を形成し、ベースプレート本体部２に溶接してもよい。
【００１７】
図５は、本発明に係る柱脚用ベースプレート１を用いた柱脚構造において、曲げモーメントが負荷されたときの耐荷メカニズムの説明図である。なお、施工方法については、基礎コンクリート５の表面部にベースプレート１を収容可能な箱形状の凹部を予め形成する。この凹部内には、下端部に定着板（図示せず）が装着されたアンカーボルト６の上端部が所定長さだけ突出している。そして、鉄骨柱４の下端に固着されたベースプレート１のボルト挿通孔２ａに各アンカーボルト６の上端部を挿入し、基礎コンクリート５の凹部底面に対して、適宜のスペーサー等を介して補剛部３の下方に隙間を空けた状態で載置した後、アンカーボルト６に螺合したナット７で締め付け、ベースプレート本体部２の下面の空間内に無収縮グラウトモルタルを適宜手段で注入する。無収縮グラウトモルタルは、補剛部３の柱状部３ａの内部と外側の外側板状部３ｂ間に隙間無く充填される。これにより、鉄骨柱４はベースプレート１を介して基礎コンクリート５に対して固定される。なお、基礎コンクリート５の表面部に凹部を設けずにそのまま鉄骨柱４等を載置し、ベースプレート１の側面全周を適宜の型枠で囲み、この状態で無収縮グラウトモルタルを充填してもよい。
【００１８】
次に、耐荷のメカニズムについて説明する。図５（ａ）に示したように、曲げモーメントＭに基づく鉄骨柱４からの引張応力は、ベースプレート１を介して補剛部３の柱状部３ａに伝達され、さらにこの柱状部３ａからベースプレート本体部２の周辺部に沿ってアンカーボルト６の近くに配置された外側板状部３ｂとその対向位置にある内側板状部３ｃとにそれぞれ応力が伝達され、最終的にはベースプレート１を介してアンカーボルト６に伝達する。そして、図５（ｂ）に示したように、柱状部３ａがその内部に充填された無収縮グラウトモルタルにより内側への変形を阻止されることから、この柱状部３ａに対して外側でほぼ直交状態に配置された外側板状部３ｂが、ベースプレート本体部２の周辺部分を効果的に支持（補剛）し、曲げ変形することがない。
【００１９】
図６および図７は、それぞれ本発明の第２実施例に係る柱脚用ベースプレートの底面図と、鉄骨柱を固着した状態の正面図である。なお、前記実施例と重複する部分については、その説明を省略する。図示の柱脚用ベースプレート８は、第１実施例と同様にベースプレート本体部９が正方形状の圧延鋼板からなり、角型鋼管等の閉鎖断面が略矩形状の鉄骨柱を対象とするものである。この場合の補剛部１０は、角型鋼管を所定の長さに切断してなる柱状部１０ａと、２種類の外側板状部１０ｂ，１０ｃと内側板状部１０ｄからなる。すなわち、ベースプレート本体部９の四隅部に位置する各ボルト挿通孔９ａの両側に配置される２個の外側板状部１０ｂ，１０ｂは、柱状部１０ａの角部を避けた側壁面に対してほぼ４５度の角度で互いにほぼ平行な状態で溶接されている。内側板状部１０ｄは、ベースプレート本体部９の各辺で中間部分に位置して柱状部１０ａの外側の側壁面に直交状態で溶接された２個所の外側板状部１０ｃにそれぞれ対向する位置の内側の側壁面に直交状態で溶接されている。
【００２０】
図８および図９は、それぞれ本発明の第３実施例に係る柱脚用ベースプレートの底面図と、鉄骨柱を固着した状態の正面図である。図示の柱脚用ベースプレート１１は第２実施例の変形例であって、圧延鋼板からなる正方形状のベースプレート本体部１２の四隅部に、それぞれ２個のボルト挿通孔１２ａ，１２ａが、ベースプレート本体部１２の角部に引いた４５度の接線と平行となるように各隅部に２個ずつ配置されたものである。これに伴い、補剛部１３中の一部の外側板状部の位置を変更したものである。すなわち、それら四隅部に位置するボルト挿通孔１２ａ，１２ａ間に１個の外側板状部１３ｂが配置されている。この外側板状部１３ｂは、中央の柱状部１３ａの角部にその中心に向けた状態で接合されるとともに、その他の外側板状部１３ｃはベースプレート本体部１２の各辺において３個ずつが、柱状部１３ａの外側の側壁面に対してほぼ直交状態で接合されている。なお、内側板状部１３ｄは、四隅部の外側板状部１３ｂと隣り合う外側板状部１３ｃに対してのみそれぞれ対向して柱状部１３ａの内側に配置されている。
【００２１】
図１０は、本発明の第４実施例に係る柱脚用ベースプレートの下面側から見た斜視図である。図示の柱脚用ベースプレート１４は、ベースプレート本体部１５の形状とボルト挿通孔１５ａの位置が前記第１実施例と共通するが、補剛部１６の形状が異なる。すなわち、正方形状の柱状部１６ａには、ベースプレート本体部１５の各辺の中間に位置する隣り合う外側板状部１６ｂ，１６ｂ間、および中間の外側板状部１６ｂと端部に位置する外側板状部１６ｃとの間の側壁に、それぞれ長円状の貫通孔１６ｄが形成されている。この場合、内側板状部１６ｅは中間に位置する２個の外側板状部１６ｂ，１６ｂに対向して配置される。さらに、ベースプレート本体部１５の四隅部のボルト挿通孔１５ａに最も近い長方形状の外側板状部１６ｃ自体にも長円状の貫通孔１６ｄが形成されている。この場合には、それら貫通孔１６ｄが無収縮グラウトモルタルの流路となるので、ベースプレート本体部１５の下面への充填性を向上させる効果がある。なお、ベースプレート本体部１５の各辺の中間部分に位置する２個の外側板状部１６ｂには貫通孔１６ｄが存在しないが、ベースプレート本体部１５の周縁側に近い非接合部側の角部を大きく切り欠くことにより、無収縮グラウトモルタルの流通性を確保することができる。
【００２２】
図１１および図１２は、上記第４実施例に係る柱脚用ベースプレート１４を用いた柱脚構造の断面図と、補強鉄筋の配置状態を示した底面図である。この場合には、補剛部１６の柱状部１６ａに開設された貫通孔１６ｄを利用する。柱状部１６ａの４面の側壁のうちで対向位置にある貫通孔１６ｄにＬ字状の補強鉄筋１７を挿入した事例であり、柱脚部のせん断耐力をより増加させる上で有効な方法である。
【００２３】
図１３および図１４は、本発明の第５実施例に係る柱脚用ベースプレートの下面側から見た斜視図と、それを用いた柱脚構造の断面図である。図示の柱脚用ベースプレート１８は、第４実施例に係る柱脚用ベースプレートにおいて、ベースプレート本体部１９の中央部分に大きな貫通孔１９ａを設けたものであり、補剛部２０は同様である。このようなベースプレート１８を使用した場合は、図１４に示したように、基礎コンクリート５から立ち上がった補強鉄筋２１を、中央の貫通孔１９ａを介して鉄骨柱４の内部に受入れ、その下端部に充填したコンクリート２２で埋設することにより、柱脚の耐力をより向上させることができる。
【００２４】
図１５は、本発明の第６実施例に係る柱脚用ベースプレートの下面側から見た斜視図である。図示の柱脚用ベースプレート２３は、円形鋼管からなる鉄骨柱用であって、アンカーボルトが８本のタイプを対象としたものである。ベースプレート本体部２４は、前記各実施例と同様に圧延鋼板を適宜大きさに切断したものからなり、８個のボルト挿通孔２４ａが第３実施例と同様に２個ずつ各隅部付近に配置されている。補剛部２５の柱状部２５ａは、鉄骨柱２６とほぼ同じ大きさの円形鋼管を所定の長さに切断したものであり、鉄骨柱２６と同心位置に設けられる。この柱状部２５ａに対して、１２個の外側板状部２５ｂが３個を１組として、ベースプレート本体部２４の各隅部において２個のボルト挿通孔２４ａ，２４ａを挟むように放射状に接合されている。内側板状部２５ｃは、各隅部における２個のボルト挿通孔２４ａ，２４ａ間に配置された外側板状部２５ｂに対向する位置に各１個ずつ設けられている。
【００２５】
図１６は、本発明の第７実施例に係る柱脚用ベースプレートの下面側から見た斜視図である。図示の柱脚用ベースプレート２７は、Ｈ形鋼からなる鉄骨柱用であって、アンカーボルトが４本のタイプを対象としたものである。ベースプレート本体部２８は、長方形状の圧延鋼板からなる。その下面には、鉄骨柱３０とほぼ同じ大きさのＨ形鋼を所定の長さに切断した柱状部２９ａと６個の外側板状部２９ｂと４個の内側板状部２９ｃからなる補剛部２９が設けられている。６個の外側板状部２９ｂは、ベースプレート本体部２８の短辺側において、横断面がＨ形状をなす柱状部２９ａの両フランジ面の外側に互いに間隔をあけて３個ずつ接合されている。ボルト挿通孔２８ａは、それらの外側板状部２９ｂ間に開設されている。４個の内側板状部２９ｃは、ベースプレート本体部２８の両方の長辺側に位置する外側板状部２９ｂと対向する位置に設けられている。なお、鉄骨柱３０はベースプレート本体部２８の反対側において、柱状部２９ａと対向する位置に固着される。
【００２６】
なお、以上の各実施例では、ベースプレート本体部として圧延鋼板を使用し、これに小片の鋼板の集合体からなる補剛部を接合一体化した例について説明したが、両者を鋳造により一体成形してもよく、またいずれか一方を鋳鋼製、他方を鋼板製として両者を接合一体化することも可能である。さらに、いずれの実施例においても内側板状部を設置しているが、これを省略して柱状部と外側板状部のみでも補剛効果は十分に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施例に係る柱脚用ベースプレートの底面図である。
【図２】図１に示した柱脚用ベースプレートの斜視図である。
【図３】図１に示した柱脚用ベースプレートと鉄骨柱との組立手順を示した説明図である。
【図４】図３の組立後の状態を示した斜視図である。
【図５】本発明に係る柱脚用ベースプレートを用いた柱脚構造に曲げモーメントが負荷されたときの耐荷メカニズムを示した説明図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る柱脚用ベースプレートの底面図である。
【図７】図６に示す柱脚用ベースプレートに鉄骨柱を固着した状態の正面図である。
【図８】本発明の第３実施例に係る柱脚用ベースプレートの底面図である。
【図９】図８に示す柱脚用ベースプレートに鉄骨柱を固着した状態の正面図である。
【図１０】本発明の第４実施例に係る柱脚用ベースプレートの下面側から見た斜視図である。
【図１１】図１０に示した柱脚用ベースプレートを使用した柱脚構造の断面図である。
【図１２】図１０における補強鉄筋の配筋状態を示した底面図である。
【図１３】本発明の第５実施例に係る柱脚用ベースプレートの下面側から見た斜視図である。
【図１４】図１３に示した柱脚用ベースプレートを使用した柱脚構造の断面図である。
【図１５】本発明の第６実施例に係る柱脚用ベースプレートの下面側から見た斜視図である。
【図１６】本発明の第７実施例に係る柱脚用ベースプレートの下面側から見た斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１，８，１１，１４，１８，２３，２７…柱脚用ベースプレート
２，９，１２，１５，１９，２４，２８…ベースプレート本体部
３，１０，１３，１６、２０，２５，２９…補剛部
４，２６，３０…鉄骨柱
５…基礎コンクリート
６…アンカーボルト
７…ナット
１７，２１…補強鉄筋
２２…コンクリート、
２ａ，９ａ，１２ａ，１５ａ，２４ａ，２８ａ…ボルト挿通孔
３ａ，１０ａ，１３ａ，１６ａ，２５ａ，２９ａ…柱状部
３ｂ，１０ｂ，１０ｃ，１３ｂ，１３ｃ，１６ｂ，１６ｃ，２５ｂ，２９ｂ…外側板状部
３ｃ，１０ｄ，１３ｄ，１６ｅ，２５ｃ，２９ｃ…内側板状部
１６ｄ，１９ａ…貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、充填鋼管コンクリート造などの露出型柱脚構造において、それら鉄骨柱を基礎コンクリートに対して固定するための中間材として、鉄骨柱の下端部に固着される柱脚用ベースプレートと、このベースプレートを用いた柱脚構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
柱脚は、柱材の下端部に作用する軸力、せん断力、曲げモーメントを基礎コンクリートに伝達する重要な役割を担っている。露出型鉄骨柱脚において、圧縮軸力は鉄骨柱からベースプレートを介して基礎コンクリートへと応力伝達され、引張軸力は鉄骨柱からベースプレートを介してアンカーボルト、そして基礎コンクリートへと応力伝達される。曲げモーメントは、鉄骨柱からベースプレートを介して、一方では圧縮力を基礎コンクリートに伝達し、他方では引張力をアンカーボルトから基礎コンクリートへと応力伝達する。また、せん断力の伝達は、一般的に次の３タイプに区分される。
【０００３】
まず、ベースプレート下面と基礎コンクリート表面との間の摩擦で伝達する方式がある。この場合、せん断耐力は柱軸力に依存するが、アンカーボルトの引張耐力は減少しないという特徴がある。次に、アンカーボルト径とほぼ同径の穴を有する座金をベースプレート上面に溶接接合し、ベースプレートからアンカーボルトに伝達する方式である。この方式では、せん断力は柱軸力に依存しないが、アンカーボルトの引張耐力が減少する。さらに、ベースプレート下面にシアキーを溶接し、鉄骨柱からベースプレート（シアキー）を介して基礎コンクリートに伝達する方式がある。この場合には、せん断力は柱軸力に依存せず、アンカーボルトの引張耐力も減少しないという特徴がある。このように、ベースプレートは鉄骨柱から作用する各種の力を基礎コンクリートに伝達するための重要な部材となっている。
【０００４】
ところで、比較的小さい柱寸法の鉄骨柱には、規格品の圧延鋼板を適宜大きさの矩形板状に切断し、その周辺部分に所要数のボルト挿通孔を設けたベースプレートが、製造の簡便さなどの理由から鋳鋼製のものを凌駕している。これに対して、鉄骨柱の柱寸法が大きくなるに伴ってアンカーボルトも太径化するので、大きなサイズの鉄骨柱に適用するベースプレートには、高い曲げ剛性や耐力が要求される。圧延鋼板からなるベースプレートでは、柱寸法の拡大に対して板厚の増加で対応することになるが、板厚が１００ｍｍを超えるようなベースプレート用の圧延鋼板は、現時点で規格外であり、市場には供給されていない。このため、生産性を犠牲にしても鋳鋼製のもので対応せざるを得ないのが実情である。なお、極厚の圧延鋼板が仮に供給可能であったとしても、これを実際に使用する場合には、いくつかの問題が懸念される。その一つには、適用する鉄骨柱の板厚とベースプレートの板厚との差が広がり過ぎるという点である。この点は、溶接性に影響を及ぼし、両者の間の接合強度に重大な問題を生じさせる可能性がある。斯かる事情から、ベースプレートの板厚を増加することなく、柱寸法の大サイズ化に対応する方法が検討されてきた。具体的には、本体部となる矩形状鋼板の上面側に複数のリブを配置したベースプレート（特許文献１）、２枚の鋼板間に複数のリブを配置した二段状のベースプレート（特許文献２）、鋼板の下面に溶接ビード等の数ミリ程度の凸条を一体に設けたベースプレート（特許文献３）などがこれまでに提案され、いずれもベースプレートの本体部にリブ状の補剛手段を付加したものである。
【特許文献１】実公昭６１−３３７６１号公報（第２図参照）
【特許文献２】特開平１１−１５９００７号公報（図６参照）
【特許文献３】特許第３３９１４３８号公報（図１参照）
【０００５】
特許文献１に記載のベースプレートでは、ベースプレート本体部のボルト挿通孔から突出するアンカーボルトの上端部に螺合したナットが、ベースプレート本体部の上面に一体的に立設された複数のリブにより両側から囲まれる構成であるので、隣り合うリブ間には、ナットを緊締する際にスパナの回転動作を妨げない操作スペースが必要となる。ところが、アンカーボルトの本数が多くなる大きいサイズのベースプレートのように、各辺部の中間部分にも複数本のアンカーボルトが配置されるような場合には、それら辺部でのリブ間の間隔を十分に確保することが難しくなる。そこで、個々のリブの厚さを薄くするか、あるいはベースプレートの全幅を単純に拡大することも考えられるが、いずれもベースプレートの曲げ剛性の低下につながることから、上面にリブを配置する補剛方法は、ベースプレートのサイズ拡大を図る上で得策とは言い難いものである。
【０００６】
一方、特許文献２に記載のベースプレートでは、上面側にリブが存在しないことから、前者のベースプレートの問題点であった締付け工具の操作スペースを考慮する必要がなくなり、さらにその箱型形状により、リブのみで補剛する場合に比べて大きな曲げ剛性や耐力が得られる利点がある。この場合には、溶接作業によって各部材を一体化するため、上下２枚の鋼板間の間隔と、それらの間に配置する複数のリブの互いの間隔が、生産性の面で重要な要件になってくる。生産性を優先し、リブ間の間隔を大きく確保した場合には、前者と同様に曲げに対する補剛効果が小さくなるので、上段に位置する鋼板の厚さを大きくする必要が生じ、結局、大きいサイズのベースプレートにはあまり適さない構造である。さらに、前者のベースプレートに比べて溶接量が増大し、しかも狭い空間での溶接作業となるため、作業性の悪さなどの問題もあった。
【０００７】
次に、特許文献３に記載のベースプレートでは、下面に複数の凸条を設けることにより、剛性向上を企図しているが、ベースプレート本体部の板厚と凸条の高さとの比率からしても、その効果は明らかに副次的なものである。すなわち、凸条の本来の目的は、地震などで大きな横向きの力（せん断力）が柱脚部に作用したときに、ベースプレートとモルタル充填層との間で相対的なずれが生じないようにするためのものである。この場合の凸条は、あくまでもベースプレート下面とモルタル充填層との摩擦係数を増加させることが主目的であるから、その配置形態として放射状などのモルタル充填層に圧縮力が負荷されるようなパターンが優先的に選択されている。この従来技術では、ベースプレートの曲げ剛性向上という観点からの配置形態、凸条の形状については特に考慮されていない。したがって、このような凸条をそのまま大きいサイズのベースプレートに適用できるか否かについては検討の余地が多分にあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明者らはこれら従来技術の問題点に鑑み、ベースプレート本体部に付加する補剛手段について鋭意検討を重ねた結果、本発明に想到したのである。すなわち本発明では、補剛部材の効果的な配置形態を見出し、これによりベースプレート本体部の板厚を大きくすることなく曲げ剛性を高め、鉄骨柱のサイズ拡大にも対応可能な柱脚用ベースプレートとこれを用いた柱脚構造の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本願の請求項１に係る発明では、鉄骨柱の下端部に対してベースプレート本体部が上面側で固着され、その周辺部分に設けた複数のボルト挿通孔に、基礎コンクリート表面から突出する複数本のアンカーボルトを挿通し、上方からのナットの締付けにより該鉄骨柱を基礎コンクリートに固定する柱脚用ベースプレートにおいて、前記ベースプレート本体部を平板状に形成するとともに、該ベースプレート本体部の下面側に、鉄骨柱の固着部に対応する位置にほぼ同じ横断面形状の柱状部と、この柱状部の側壁面に対して交差状態で少なくともベースプレート本体部の周辺側に位置する側壁面に沿って互いに間隔を空けて立設された複数の外側板状部からなる補剛部を設けるという技術手段を採用した。
【００１０】
さらに、上記構成における補剛部については、柱状部の側壁を挟む少なくとも一部の外側板状部の対向位置に内側板状部を付加することが可能であり（請求項２）、補剛部自体をベースプレート本体部と一体に鋳造したものであってもよい（請求項３）。なお、補剛部の柱状部に閉鎖断面のものを採用する場合には、その側壁にモルタル等の充填材の流路を設けることが好ましく（請求項４）、ベースプレート本体部の板厚をアンカーボルトの外径よりも小さくすることも可能である（請求項５）。
【００１１】
また、本願の請求項６に係る発明では、閉鎖断面に形成された鉄骨柱の下端部に対してベースプレート本体部を上面側で固着し、その周辺部分に設けた複数のボルト挿通孔に、基礎コンクリート表面から突出する複数本のアンカーボルトを挿通し、上方からのナットの締付けにより該鉄骨柱を基礎コンクリートに固定する柱脚構造において、前記ベースプレート本体部を平板状に形成するとともに、該ベースプレート本体部の下面側に、鉄骨柱の固着部に対応する位置にほぼ同じ横断面形状の柱状部と、この柱状部の側壁面に対して交差状態で少なくともベースプレート本体部の周辺側に位置する側壁面に沿って互いに間隔を空けて立設された複数の外側板状部からなる補剛部を設け、該補剛部の少なくとも柱状部内にモルタル等の充填材を充填するという技術手段を採用した。なお、前記補剛部の柱状部の側壁に複数の貫通孔を形成し、該貫通孔を介して対向位置にある側壁間に鉄筋を挿入してもよい（請求項７）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以上のような構成を採用したことにより、次の効果が得られる。
（１）ベースプレート本体部の下面側に設けた補剛部の少なくとも柱状部内にモルタル等の充填材を充填することで、柱状部の内側への変形がなくなり、この強固な柱状部と一体にその外側に交差状態で配置された複数の外側板状部が、ベースプレート本体部の周辺部分を効果的に補強する。このような補剛部の存在により、ベースプレート本体部の曲げ剛性が向上し、ベースプレート本体部の板厚を薄くすることが可能になり、経済的な柱脚構造を実現できる。
（２）ベースプレート本体部の下面側に補剛部を位置させたので、ナットの締付け操作を何ら考慮することなく、補剛部の外側板状部をアンカーボルトの近くに設けることが可能になり、その補強効果を最大限に活用したベースプレートが得られる。
（３）少なくとも一部の外側板状部と対向すべく柱状部の側壁を挟んだ反対側の位置に、内側板状部を付加した補剛部とすれば、その補強効果は一段と高まり、ベースプレート本体部の板厚をさらに薄くすることができる。
（４）補剛部の柱状部を閉鎖断面とし、その側壁にモルタル等の充填材の流路を設ければ、柱脚構造としたときに柱状部内へのモルタル等の充填性が向上し、補剛部による補強効果をより確実なものとすることができる。
（５）補剛部の柱状部の側壁に複数の貫通孔を形成し、該貫通孔を介して対向位置にある側壁間に鉄筋を挿入した柱脚構造とすれば、補剛部によるせん断耐力をさらに向上させることができ、鉄骨柱の軸力に関係なくアンカーボルトの引張性能を最大限に発揮させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る柱脚用ベースプレートは、曲げ剛性や耐力を向上させるために従来から検討されているリブ等の補剛手段について、効果的な形状、配置形態を見出した点に技術的な特徴がある。これにより、ベースプレート本体部の板厚を抑えながら大きな柱寸法の鉄骨柱への適用が可能になった。対象となる鉄骨柱は角形鋼管に限らず、円形鋼管、Ｈ形鋼でもよく、いずれの場合においてもベースプレート本体部の全体形状としては、平面視で略矩形状が好ましい。ベースプレート本体部の素材は圧延鋼板に限らず、鋳鋼を用いてもよい。この場合には、補剛部をベースプレート本体部と一体に鋳造することが可能である。一方、圧延鋼板をベースプレート本体部に適用した場合には、補剛部も適宜サイズの鋼板を組み合わせて溶接によりベースプレート本体部と一体化すればよく、その成形方法、手順等は特に限定されない。補剛部において、柱状部の外側の側壁面に対する外側板状部の交差状態は、必ずしも直交しなくともよく、斜めに当接させることも可能である。本発明では上記補剛部の存在により、大きな柱寸法の鉄骨柱の柱脚で使用される太いアンカーボルトの外径よりも、ベースプレート本体部の板厚を小さく抑えることが可能である。また、補剛部の高さを適切に確保すれば、ベースプレート本体部の板厚がそれほど大きくないものを使用することもできる。なお、アンカーボルトが挿通されるボルト挿通孔の位置については、少なくともベースプレート本体部の四隅部にあればよい。例えば、各隅部のみにそれぞれ複数個を設けたもの、さらにそれら隅部間の辺部にも設けたもの、あるいは四辺に沿ってそれぞれ単独で均等配置したものなど、その本数等に応じて種々の配列状態に適用可能であり、本発明の技術思想内でのさまざまな変更実施はもちろん可能である。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の実施例について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１ないし図４は、本発明に係る柱脚用ベースプレートの第１実施例を示し、図１および図２はそれぞれ底面図とその斜視図である。図示のベースプレート１は、角型鋼管からなる鉄骨柱を対象とし、圧延鋼板からなる正方形状のベースプレート本体部２と、その下面に溶接されたリブ状の補剛部３からなる。
【００１５】
上記補剛部３は、ベースプレート本体部２の板厚よりも薄い圧延鋼板の小片の集合体からなる。ベースプレート本体部２の中央には、矩形枠状の柱状部３ａが設けられ、長方形の１個所の角部が斜断された形状でほぼ同じ高さの外側板状部３ｂが、その側壁面の外側に沿って各面に４個ずつ直角に当接した状態で溶接されている。さらに、ベースプレート本体部２の各辺の中間に位置する２個所の外側板状部３ｂに対向するように、内側板状部３ｃが柱状部３ａの側壁面の反対側に溶接されている。本実施例では、１６個のボルト挿通孔２ａが隣り合う外側板状部３ｂ、３ｂ間に開設されている。なお、柱状部３ａの寸法は、上面側に固着する鉄骨柱の口径とほぼ同じであり、同じサイズの鉄骨柱を適宜長さに切断して使用するのが好都合である。両者の横断面形状については、必ずしも同一形状である必要はない。すなわち、実施例のように角型鋼管からなる鉄骨柱に対して、４枚の鋼板を溶接してなる組立箱形断面柱状のものを柱状部３ａに適用することは可能であり、その逆の組合せであってもよく、要はほぼ同じ形状であれば支障はない。
【００１６】
図３および図４は、それぞれ本発明に係る柱脚用ベースプレート１の組立手順を示した説明図と、鉄骨柱に固着した状態を示す斜視図である。図３に示すように、初めにベースプレート本体部２の下面の中央に柱状部３ａを溶接する。次いで、外側板状部３ｂと内側板状部３ｃをそれぞれ所定位置において、柱状部３ａの側面とベースプレート本体部２に対して溶接することで補剛部３を形成する。その後、柱状部３ａの溶接位置に対応するベースプレート本体部２の上面に、角型鋼管からなる鉄骨柱４の下端部を溶接する。なお、上記のようにベースプレート本体部２に対して各部材を順番に溶接していく方法に代えて、柱状部３ａと外側板状部３ｂと内側板状部３ｃを互いに溶接して予め独立した補剛部３を形成し、これをベースプレート本体部２に溶接することも可能であり、組立手順は特に限定されない。さらには、小片の鋼板の集合体に代えて鋳鋼で同じような形状の補剛部３を形成し、ベースプレート本体部２に溶接してもよい。
【００１７】
図５は、本発明に係る柱脚用ベースプレート１を用いた柱脚構造において、曲げモーメントが負荷されたときの耐荷メカニズムの説明図である。なお、施工方法については、基礎コンクリート５の表面部にベースプレート１を収容可能な箱形状の凹部を予め形成する。この凹部内には、下端部に定着板（図示せず）が装着されたアンカーボルト６の上端部が所定長さだけ突出している。そして、鉄骨柱４の下端に固着されたベースプレート１のボルト挿通孔２ａに各アンカーボルト６の上端部を挿入し、基礎コンクリート５の凹部底面に対して、適宜のスペーサー等を介して補剛部３の下方に隙間を空けた状態で載置した後、アンカーボルト６に螺合したナット７で締め付け、ベースプレート本体部２の下面の空間内に無収縮グラウトモルタルを適宜手段で注入する。無収縮グラウトモルタルは、補剛部３の柱状部３ａの内部と外側の外側板状部３ｂ間に隙間無く充填される。これにより、鉄骨柱４はベースプレート１を介して基礎コンクリート５に対して固定される。なお、基礎コンクリート５の表面部に凹部を設けずにそのまま鉄骨柱４等を載置し、ベースプレート１の側面全周を適宜の型枠で囲み、この状態で無収縮グラウトモルタルを充填してもよい。
【００１８】
次に、耐荷のメカニズムについて説明する。図５（ａ）に示したように、曲げモーメントＭに基づく鉄骨柱４からの引張応力は、ベースプレート１を介して補剛部３の柱状部３ａに伝達され、さらにこの柱状部３ａからベースプレート本体部２の周辺部に沿ってアンカーボルト６の近くに配置された外側板状部３ｂとその対向位置にある内側板状部３ｃとにそれぞれ応力が伝達され、最終的にはベースプレート１を介してアンカーボルト６に伝達する。そして、図５（ｂ）に示したように、柱状部３ａがその内部に充填された無収縮グラウトモルタルにより内側への変形を阻止されることから、この柱状部３ａに対して外側でほぼ直交状態に配置された外側板状部３ｂが、ベースプレート本体部２の周辺部分を効果的に支持（補剛）し、曲げ変形することがない。
【００１９】
図６および図７は、それぞれ本発明の第２実施例に係る柱脚用ベースプレートの底面図と、鉄骨柱を固着した状態の正面図である。なお、前記実施例と重複する部分については、その説明を省略する。図示の柱脚用ベースプレート８は、第１実施例と同様にベースプレート本体部９が正方形状の圧延鋼板からなり、角型鋼管等の閉鎖断面が略矩形状の鉄骨柱を対象とするものである。この場合の補剛部１０は、角型鋼管を所定の長さに切断してなる柱状部１０ａと、２種類の外側板状部１０ｂ，１０ｃと内側板状部１０ｄからなる。すなわち、ベースプレート本体部９の四隅部に位置する各ボルト挿通孔９ａの両側に配置される２個の外側板状部１０ｂ，１０ｂは、柱状部１０ａの角部を避けた側壁面に対してほぼ４５度の角度で互いにほぼ平行な状態で溶接されている。内側板状部１０ｄは、ベースプレート本体部９の各辺で中間部分に位置して柱状部１０ａの外側の側壁面に直交状態で溶接された２個所の外側板状部１０ｃにそれぞれ対向する位置の内側の側壁面に直交状態で溶接されている。
【００２０】
図８および図９は、それぞれ本発明の第３実施例に係る柱脚用ベースプレートの底面図と、鉄骨柱を固着した状態の正面図である。図示の柱脚用ベースプレート１１は第２実施例の変形例であって、圧延鋼板からなる正方形状のベースプレート本体部１２の四隅部に、それぞれ２個のボルト挿通孔１２ａ，１２ａが、ベースプレート本体部１２の角部に引いた４５度の接線と平行となるように各隅部に２個ずつ配置されたものである。これに伴い、補剛部１３中の一部の外側板状部の位置を変更したものである。すなわち、それら四隅部に位置するボルト挿通孔１２ａ，１２ａ間に１個の外側板状部１３ｂが配置されている。この外側板状部１３ｂは、中央の柱状部１３ａの角部にその中心に向けた状態で接合されるとともに、その他の外側板状部１３ｃはベースプレート本体部１２の各辺において３個ずつが、柱状部１３ａの外側の側壁面に対してほぼ直交状態で接合されている。なお、内側板状部１３ｄは、四隅部の外側板状部１３ｂと隣り合う外側板状部１３ｃに対してのみそれぞれ対向して柱状部１３ａの内側に配置されている。
【００２１】
図１０は、本発明の第４実施例に係る柱脚用ベースプレートの下面側から見た斜視図である。図示の柱脚用ベースプレート１４は、ベースプレート本体部１５の形状とボルト挿通孔１５ａの位置が前記第１実施例と共通するが、補剛部１６の形状が異なる。すなわち、正方形状の柱状部１６ａには、ベースプレート本体部１５の各辺の中間に位置する隣り合う外側板状部１６ｂ，１６ｂ間、および中間の外側板状部１６ｂと端部に位置する外側板状部１６ｃとの間の側壁に、それぞれ長円状の貫通孔１６ｄが形成されている。この場合、内側板状部１６ｅは中間に位置する２個の外側板状部１６ｂ，１６ｂに対向して配置される。さらに、ベースプレート本体部１５の四隅部のボルト挿通孔１５ａに最も近い長方形状の外側板状部１６ｃ自体にも長円状の貫通孔１６ｄが形成されている。この場合には、それら貫通孔１６ｄが無収縮グラウトモルタルの流路となるので、ベースプレート本体部１５の下面への充填性を向上させる効果がある。なお、ベースプレート本体部１５の各辺の中間部分に位置する２個の外側板状部１６ｂには貫通孔１６ｄが存在しないが、ベースプレート本体部１５の周縁側に近い非接合部側の角部を大きく切り欠くことにより、無収縮グラウトモルタルの流通性を確保することができる。
【００２２】
図１１および図１２は、上記第４実施例に係る柱脚用ベースプレート１４を用いた柱脚構造の断面図と、補強鉄筋の配置状態を示した底面図である。この場合には、補剛部１６の柱状部１６ａに開設された貫通孔１６ｄを利用する。柱状部１６ａの４面の側壁のうちで対向位置にある貫通孔１６ｄにＬ字状の補強鉄筋１７を挿入した事例であり、柱脚部のせん断耐力をより増加させる上で有効な方法である。
【００２３】
図１３および図１４は、本発明の第５実施例に係る柱脚用ベースプレートの下面側から見た斜視図と、それを用いた柱脚構造の断面図である。図示の柱脚用ベースプレート１８は、第４実施例に係る柱脚用ベースプレートにおいて、ベースプレート本体部１９の中央部分に大きな貫通孔１９ａを設けたものであり、補剛部２０は同様である。このようなベースプレート１８を使用した場合は、図１４に示したように、基礎コンクリート５から立ち上がった補強鉄筋２１を、中央の貫通孔１９ａを介して鉄骨柱４の内部に受入れ、その下端部に充填したコンクリート２２で埋設することにより、柱脚の耐力をより向上させることができる。
【００２４】
図１５は、本発明の第６実施例に係る柱脚用ベースプレートの下面側から見た斜視図である。図示の柱脚用ベースプレート２３は、円形鋼管からなる鉄骨柱用であって、アンカーボルトが８本のタイプを対象としたものである。ベースプレート本体部２４は、前記各実施例と同様に圧延鋼板を適宜大きさに切断したものからなり、８個のボルト挿通孔２４ａが第３実施例と同様に２個ずつ各隅部付近に配置されている。補剛部２５の柱状部２５ａは、鉄骨柱２６とほぼ同じ大きさの円形鋼管を所定の長さに切断したものであり、鉄骨柱２６と同心位置に設けられる。この柱状部２５ａに対して、１２個の外側板状部２５ｂが３個を１組として、ベースプレート本体部２４の各隅部において２個のボルト挿通孔２４ａ，２４ａを挟むように放射状に接合されている。内側板状部２５ｃは、各隅部における２個のボルト挿通孔２４ａ，２４ａ間に配置された外側板状部２５ｂに対向する位置に各１個ずつ設けられている。
【００２５】
図１６は、本発明の第７実施例に係る柱脚用ベースプレートの下面側から見た斜視図である。図示の柱脚用ベースプレート２７は、Ｈ形鋼からなる鉄骨柱用であって、アンカーボルトが４本のタイプを対象としたものである。ベースプレート本体部２８は、長方形状の圧延鋼板からなる。その下面には、鉄骨柱３０とほぼ同じ大きさのＨ形鋼を所定の長さに切断した柱状部２９ａと６個の外側板状部２９ｂと４個の内側板状部２９ｃからなる補剛部２９が設けられている。６個の外側板状部２９ｂは、ベースプレート本体部２８の短辺側において、横断面がＨ形状をなす柱状部２９ａの両フランジ面の外側に互いに間隔をあけて３個ずつ接合されている。ボルト挿通孔２８ａは、それらの外側板状部２９ｂ間に開設されている。４個の内側板状部２９ｃは、ベースプレート本体部２８の両方の長辺側に位置する外側板状部２９ｂと対向する位置に設けられている。なお、鉄骨柱３０はベースプレート本体部２８の反対側において、柱状部２９ａと対向する位置に固着される。
【００２６】
なお、以上の各実施例では、ベースプレート本体部として圧延鋼板を使用し、これに小片の鋼板の集合体からなる補剛部を接合一体化した例について説明したが、両者を鋳造により一体成形してもよく、またいずれか一方を鋳鋼製、他方を鋼板製として両者を接合一体化することも可能である。さらに、いずれの実施例においても内側板状部を設置しているが、これを省略して柱状部と外側板状部のみでも補剛効果は十分に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施例に係る柱脚用ベースプレートの底面図である。
【図２】図１に示した柱脚用ベースプレートの斜視図である。
【図３】図１に示した柱脚用ベースプレートと鉄骨柱との組立手順を示した説明図である。
【図４】図３の組立後の状態を示した斜視図である。
【図５】本発明に係る柱脚用ベースプレートを用いた柱脚構造に曲げモーメントが負荷されたときの耐荷メカニズムを示した説明図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る柱脚用ベースプレートの底面図である。
【図７】図６に示す柱脚用ベースプレートに鉄骨柱を固着した状態の正面図である。
【図８】本発明の第３実施例に係る柱脚用ベースプレートの底面図である。
【図９】図８に示す柱脚用ベースプレートに鉄骨柱を固着した状態の正面図である。
【図１０】本発明の第４実施例に係る柱脚用ベースプレートの下面側から見た斜視図である。
【図１１】図１０に示した柱脚用ベースプレートを使用した柱脚構造の断面図である。
【図１２】図１０における補強鉄筋の配筋状態を示した底面図である。
【図１３】本発明の第５実施例に係る柱脚用ベースプレートの下面側から見た斜視図である。
【図１４】図１３に示した柱脚用ベースプレートを使用した柱脚構造の断面図である。
【図１５】本発明の第６実施例に係る柱脚用ベースプレートの下面側から見た斜視図である。
【図１６】本発明の第７実施例に係る柱脚用ベースプレートの下面側から見た斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１，８，１１，１４，１８，２３，２７…柱脚用ベースプレート
２，９，１２，１５，１９，２４，２８…ベースプレート本体部
３，１０，１３，１６、２０，２５，２９…補剛部
４，２６，３０…鉄骨柱
５…基礎コンクリート
６…アンカーボルト
７…ナット
１７，２１…補強鉄筋
２２…コンクリート、
２ａ，９ａ，１２ａ，１５ａ，２４ａ，２８ａ…ボルト挿通孔
３ａ，１０ａ，１３ａ，１６ａ，２５ａ，２９ａ…柱状部
３ｂ，１０ｂ，１０ｃ，１３ｂ，１３ｃ，１６ｂ，１６ｃ，２５ｂ，２９ｂ…外側板状部
３ｃ，１０ｄ，１３ｄ，１６ｅ，２５ｃ，２９ｃ…内側板状部
１６ｄ，１９ａ…貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄骨柱の下端部に対してベースプレート本体部が上面側で固着され、その周辺部分に設けた複数のボルト挿通孔に、基礎コンクリート表面から突出する複数本のアンカーボルトを挿通し、上方からのナットの締付けにより該鉄骨柱を基礎コンクリートに固定する柱脚用ベースプレートにおいて、前記ベースプレート本体部が平板状に形成されるとともに、該ベースプレート本体部の下面側には、鉄骨柱の固着部に対応する位置にほぼ同じ横断面形状の柱状部と、この柱状部の側壁面に対して交差状態で少なくともベースプレート本体部の周辺側に位置する側壁面に沿って互いに間隔を空けて立設された複数の外側板状部からなる補剛部が設けられていることを特徴とする柱脚用ベースプレート。
【請求項２】
前記補剛部が、柱状部の側壁を挟む少なくとも一部の外側板状部の対向位置に内側板状部を備えることを特徴とする請求項１に記載の柱脚用ベースプレート。反対側の
【請求項３】
前記補剛部が、ベースプレート本体部と一体に鋳造されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の柱脚用ベースプレート。
【請求項４】
前記補剛部の柱状部が閉鎖断面からなり、その側壁にモルタル等の充填材の流路を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の柱脚用ベースプレート。
【請求項５】
前記ベースプレート本体部の板厚が、アンカーボルトの外径よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の柱脚用ベースプレート。
【請求項６】
閉鎖断面に形成された鉄骨柱の下端部に対してベースプレート本体部を上面側で固着し、その周辺部分に設けた複数のボルト挿通孔に、基礎コンクリート表面から突出する複数本のアンカーボルトを挿通し、上方からのナットの締付けにより該鉄骨柱を基礎コンクリートに固定する柱脚構造において、前記ベースプレート本体部が平板状に形成されるとともに、該ベースプレート本体部の下面側には、鉄骨柱の固着部に対応する位置にほぼ同じ横断面形状の柱状部と、この柱状部の側壁面に対して交差状態で少なくともベースプレート本体部の周辺側に位置する側壁面に沿って互いに間隔を空けて立設された複数の外側板状部からなる補剛部が設けられ、該補剛部の少なくとも柱状部内にモルタル等の充填材が充填されていることを特徴とする柱脚構造。
【請求項７】
前記補剛部の柱状部の側壁に複数の貫通孔が形成され、該貫通孔を介して対向位置にある側壁間に鉄筋が挿入されていることを特徴とする請求項６に記載の柱脚構造。
【請求項１】
鉄骨柱の下端部に対してベースプレート本体部が上面側で固着され、その周辺部分に設けた複数のボルト挿通孔に、基礎コンクリート表面から突出する複数本のアンカーボルトを挿通し、上方からのナットの締付けにより該鉄骨柱を基礎コンクリートに固定する柱脚用ベースプレートにおいて、前記ベースプレート本体部が平板状に形成されるとともに、該ベースプレート本体部の下面側には、鉄骨柱の固着部に対応する位置にほぼ同じ横断面形状の柱状部と、この柱状部の側壁面に対して交差状態で少なくともベースプレート本体部の周辺側に位置する側壁面に沿って互いに間隔を空けて立設された複数の外側板状部からなる補剛部が設けられていることを特徴とする柱脚用ベースプレート。
【請求項２】
前記補剛部が、柱状部の側壁を挟む少なくとも一部の外側板状部の対向位置に内側板状部を備えることを特徴とする請求項１に記載の柱脚用ベースプレート。反対側の
【請求項３】
前記補剛部が、ベースプレート本体部と一体に鋳造されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の柱脚用ベースプレート。
【請求項４】
前記補剛部の柱状部が閉鎖断面からなり、その側壁にモルタル等の充填材の流路を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の柱脚用ベースプレート。
【請求項５】
前記ベースプレート本体部の板厚が、アンカーボルトの外径よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の柱脚用ベースプレート。
【請求項６】
閉鎖断面に形成された鉄骨柱の下端部に対してベースプレート本体部を上面側で固着し、その周辺部分に設けた複数のボルト挿通孔に、基礎コンクリート表面から突出する複数本のアンカーボルトを挿通し、上方からのナットの締付けにより該鉄骨柱を基礎コンクリートに固定する柱脚構造において、前記ベースプレート本体部が平板状に形成されるとともに、該ベースプレート本体部の下面側には、鉄骨柱の固着部に対応する位置にほぼ同じ横断面形状の柱状部と、この柱状部の側壁面に対して交差状態で少なくともベースプレート本体部の周辺側に位置する側壁面に沿って互いに間隔を空けて立設された複数の外側板状部からなる補剛部が設けられ、該補剛部の少なくとも柱状部内にモルタル等の充填材が充填されていることを特徴とする柱脚構造。
【請求項７】
前記補剛部の柱状部の側壁に複数の貫通孔が形成され、該貫通孔を介して対向位置にある側壁間に鉄筋が挿入されていることを特徴とする請求項６に記載の柱脚構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−２７５３９０（Ｐ２００９−２７５３９０Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２６５９９（Ｐ２００８−１２６５９９）
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【出願人】（００００００４４６）岡部株式会社 (277)
【出願人】（５９３０２９２８２）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【出願人】（００００００４４６）岡部株式会社 (277)
【出願人】（５９３０２９２８２）
【Ｆターム（参考）】
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