説明

露出型柱脚におけるベースプレートとアンカーボルトとの固定構造

【課題】アンカーボルトによって引張方向だけでなく圧縮方向に対する振動エネルギも吸収させる形態の露出型柱脚構造に有効に適用することができ、双方向の振動に対してナットの緩みを的確かつ安定的に防止し得る、使い勝手の良好な露出型柱脚におけるベースプレートとアンカーボルトとの固定構造を提供する。
【解決手段】ベースプレート1に設けた複数のボルト挿通孔5に挿通した各アンカーボルト4に対して、ベースプレート1の上下から、座金6,7をそれらの座金6,7に形成したボルト挿通孔5より大きな凹部をベースプレート1との接触側に開放した状態に挟んだ上で螺合したナット8,9により前記ベースプレート1を締付け固定するとともに、座金6,7に形成した凹部、及びアンカーボルト4とボルト挿通孔5との間隙部に対して膨張性を備えるグラウト材を充填固化させることによって、ベースプレートとアンカーボルトとを強固に固定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アンカーボルトによって振動エネルギを吸収する制振機能を備えた露出型柱脚におけるベースプレートとアンカーボルトとの固定構造に係る改良技術に関する。
【背景技術】
【0002】
近時、地震時に柱脚部に作用する振動エネルギの吸収能力を向上して露出型柱脚における制振作用を改善する開発が盛んに試みられている。例えば、柱材の下端部に固着されるベースプレートの周辺部にアンカーボルトを挿通して上下からナットにより締付け固定するとともに、前記ベースプレートと基礎コンクリートとの間に間隙を設け、その間隙部におけるアンカーボルトの伸縮変形によって柱脚部に作用する曲げモーメントを吸収するように構成したもの(特許文献1)や、アンカーボルトを基礎コンクリートに対して非接着状態に埋設して、アンカーボルトによる振動エネルギの吸収能力を増大させたもの(特許文献2)、さらには基礎コンクリートの上方に形成される間隙部に位置するアンカーボルトに対してスリーブを外嵌することにより座屈が起らないように拘束したものなどが知られている(特許文献3)。
【特許文献1】特開平4−312658号公報
【特許文献2】特開2006−233444号公報
【特許文献3】特開平9−13388号公報
【0003】
ところで、上述の制振構造を採用した従来技術においては、ベースプレートとその周辺部に形成した挿通孔に挿通したアンカーボルトとを、上下のナットを用いて如何に強固かつ安定的に締付け固定し得るかが、本来の制振作用を的確に実現する上で、きわめて重要な前提事項となる。このベースプレートとアンカーボルトとの固定構造としては、ベースプレートの上面のナットの装着部分にナットの外形より大きな窪みを設けて接着剤を充填固化させることにより、ナットをベースプレートに対して回転しないように拘束した状態に固定するとともに、ベースプレートに形成したボルト挿通孔とアンカーボルトとの間にも接着剤を充填固化させるという従来技術が知られている(特許文献4)。しかしながら、この従来技術の場合には、ベースプレートの表面に窪みを設けて、その窪み内で接着剤を充填固化させるという技術手段を採用していたので、ベースプレートの下面側に適用すると、接着剤が固化前に窪みから流下してしまうことから、下面側のナットに対する緩み防止手段としては適用が困難であった。したがって、アンカーボルトに対して引張方向だけでなく、圧縮方向に対しても振動エネルギを吸収させる形態の場合には、ベースプレートの下面側のナットの緩みの問題が残った。とりわけ、ベースプレートと基礎コンクリートとの間に間隙を設け、その間隙部におけるアンカーボルトの引張及び圧縮の双方方向の変形によって振動エネルギを吸収させる形態の場合には、そのベースプレートの下面側のナットの緩みによる圧縮方向のがたつきの問題を払拭することは困難であった。
【特許文献4】特開平9−100822号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、以上のような従来の技術的状況に鑑み、アンカーボルトによって引張方向だけでなく圧縮方向に対する振動エネルギも吸収させる形態の露出型柱脚構造に有効に適用することができ、双方向の振動に対してナットの緩みを的確かつ安定的に防止し得る、使い勝手の良好な露出型柱脚におけるベースプレートとアンカーボルトとの固定構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するため、請求項1の発明では、柱材の下端部に固着されたベースプレートを基礎コンクリートに定着された複数本のアンカーボルトによって固定し、それらのアンカーボルトによって引張方向及び圧縮方向の双方向の振動エネルギを吸収して制振機能を奏するように構成した露出型柱脚構造において、前記ベースプレートの周辺部に設けた複数のボルト挿通孔にそれぞれ挿通したアンカーボルトに対して、ベースプレートの上下から、座金を当該座金に形成した前記ボルト挿通孔より大きな凹部を前記ベースプレートとの接触側に開放した状態に挟んだ上でナットを螺合し、それらのナットによりベースプレートを上下から締付け固定するとともに、前記上下の座金に形成された凹部とそれらの凹部をつなぐ前記ボルト挿通孔とアンカーボルトとの間隙部に対して膨張性を備えるグラウト材を充填して固化させることによって、ベースプレートとアンカーボルトとを強固に固定するという技術手段を採用した。なお、前記座金はナットと一体的に形成してもよいし(請求項2)、前記ベースプレートを基礎コンクリートの上面から離間した状態に締付け固定する形態に本発明を適用することも可能である(請求項3)。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、上述のように座金にボルト挿通孔より大きな凹部を形成し、その凹部をベースプレートとの接触側に開放した状態に挟んだ上でナットにより締付け固定するとの技術手段を採用したので、ベースプレートの下面側からの締付け固定に適用した場合にも、座金に形成した凹部の上方の開放部はベースプレートの下面によって閉蓋されることから、内部に充填したグラウト材が流下してしまうとの従来の問題は確実に解消される。また、膨張性を備えたグラウト材を用いて膨張固化させるとの技術手段を採用したので、そのグラウト材の固化過程における膨張作用によって、グラウト材をベースプレートの上下に設置される座金に形成した凹部とそれらの凹部をつなぐアンカーボルトとそのボルト挿通孔との間隙部に対して隅々まで的確に充填固化させることが可能である。しかも、グラウト材が剛性を有するベースプレート、アンカーボルト、及び座金によって囲まれ、実質的に密閉された間隙部内で固化することにより、密度の高い高強度のグラウト層が形成されることから、それらの座金の凹部内で充填固化したグラウト材とベースプレートの表面との間の強固かつ安定的な接触摩擦力と相俟って、上下のナットの緩みを的確に防止することができる。さらに、座金に設けたボルト挿通孔より外側にある凹部内に充填されたグラウト材は、当該部位において鉛直方向の膨張圧を作用させるので、ベースプレートと座金との密着性が高まり、上下方向の力によるがたつきがなくなる。以上のように本発明によれば、ベースプレートの上下からナットによってベースプレートとアンカーボルトとを強固で緩みのない状態に固定できるので、地震時等においてベースプレートを介して作用する引張方向及び圧縮方向の繰返し荷重をアンカーボルトに的確に伝達して振動エネルギを安定的に吸収することができ、良好な制振機能を実現することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
本発明は、柱材の下端部に固着されたベースプレートを基礎コンクリートに定着された複数本のアンカーボルトによって固定し、それらのアンカーボルトによって地震時における引張方向及び圧縮方向の双方向の振動エネルギを吸収して制振機能を奏するように構成した露出型柱脚構造であれば、広く適用することが可能である。ベースプレートを基礎コンクリートの上面から離間した状態に締付け固定する形態のものだけでなく、そのベースプレートと基礎コンクリートとの間隙部に圧縮力を実質的に負担しない圧縮性を備えた断熱材等を介在させた形態のものや、基礎コンクリートに対して非接着状態に埋設したアンカーボルトを用いてベースプレートを基礎コンクリート上に載置する形態のもの、さらにはアンカーボルトに対してスリーブを外嵌することにより座屈が起らないように拘束した形態のものなどにも適用することができる。また、座金に関しては、ナットと別体に構成した形態のものでもよいし、一体的に構成したものでもよい。因みに、座金をナットと別体に構成した場合に、締付け完了後に座金とナットとを溶接等により固着するようにしてもよい。座金に形成する凹部に関しては、真円状に限らず、ベースプレートに形成されたボルト挿通孔より大きなものであれば、その具体的な形状は問うところではないが、真円状の平座ぐりが実用的である。なお、上下に適用される座金のうち、少なくとも上方に設置される座金には、内部の凹部に通じるグラウト材の注入口が形成される。上下双方に適用される座金に対してグラウト材の注入口を形成しておき、下方に設置する座金に対する注入口の閉塞手段として栓体等を備えておく形態も有効である。なお、グラウト材としては、膨張性を有する無機系のものが好適であり、開放状態において膨張と収縮を経た後、最終的に膨張状態で固化するものである。
【実施例】
【0008】
図1は本発明の一実施例を示した要部断面図であり、図2はその部分拡大断面図である。図中1はベースプレートで、柱材2の下端部に溶接等により固着されている。ベースプレート1は、基礎コンクリート3に定着した複数本のアンカーボルト4によって固定される。本実施例では、ベースプレート1を基礎コンクリート3の上面から離間した状態に設置する場合を例示したが、非接着状態のアンカーボルトを用いて基礎コンクリート3の上面に載置した状態に設置する形態も可能である。ベースプレート1の周辺部にはアンカーボルト4に対応した同数のボルト挿通孔5が形成してあり、図示のようにそれぞれのボルト挿通孔5に対してアンカーボルト4の頭部を挿通し、ベースプレート1の上下から前記ボルト挿通孔5より大きな凹部を形成した座金6,7を、それらの凹部をベースプレート1との接触側へ開放した状態に挟んだ上でナット8,9を螺合して、それらのナット8,9によってベースプレート1を上下から締付け固定する固定構造を採用している。なお、図中10は緩み防止用のロックナットである。また、図中Mは柱脚部に作用する曲げモーメント、Faはアンカーボルト4に作用する圧縮力、Fbは他のアンカーボルトに作用する引張力を示したもので、地震時に柱材2を介して柱脚部に曲げモーメントMが作用すると、その曲げモーメントMの方向に応じてアンカーボルト4に対して圧縮力Faや引張力Fbからなる繰返し荷重が作用することになる。
【0009】
次に本発明の特徴部である前記座金6,7に関して説明する。図3〜図5は前記座金6を示したものであり、図3は断面図、図4は平面図、図5は底面図を示したものである。また、図6及び図7は前記座金7を示したものであり、図6は断面図、図7は底面図を示したものである。前記座金6はベースプレート1の上面側に適用される座金であり、図3〜図5に示したように、一面に真円状の平座ぐりからなる凹部11が形成されているとともに、その凹部11に連通したグラウト材の注入口12が形成されている。また、前記座金7はベースプレート1の下面側に適用される座金であり、図6及び図7に示したように、一面に前記凹部11と同様の真円状の平座ぐりからなる凹部13が形成されている。ここで、最も重要な点は、座金6に形成する凹部11についても座金7に形成する凹部13についても、その大きさをベースプレート1に形成されるボルト挿通孔5より大きく設定することにより、それらの凹部11,13内に充填されるグラウト材をアンカーボルト4とボルト挿通孔5との間隙部に充填されるグラウト材を介して一体的に固化できるように構成するとともに、ベースプレート1の上下面に対して広い範囲で接触させて強固な摩擦力を安定的に確保し、これによって上下のナットの緩みを的確かつ安定的に防止することである。なお、本実施例では、ベースプレート1の下面側に適用される座金7に関しては、凹部13に連通したグラウト材の注入口を設けない場合を例示した。
【0010】
しかして、本実施例の施工に当っては、図1及び図2に示したように、先ず基礎コンクリート3に埋設されて適宜の形態で定着された各アンカーボルト4に対して下方のナット9を螺合し、その上部に下方の座金7を凹部13を上方へ向けてベースプレート1との接触側に開放した状態に設置する。次に、各アンカーボルト4を対応する各ボルト挿通孔5に挿通しながら、ベースプレート1をそれらの座金7の上部に載置し、さらにベースプレート1の上方に突出する各アンカーボルト4の頭部に対して上方の座金6を凹部11を下方へ向けてベースプレート1との接触側に開放した状態に設置し、その上部に上方のナット8及びロック用のナット9を緩く螺合する。次に、下方のナット9と上方のナット8によりベースプレート1を上下から締付け固定して、ベースプレート1を基礎コンクリート3の上面から所定量離間した状態に設置する。しかる後、上方の座金6に形成した凹部11に連通した注入口12から、適宜の発泡材等を混入した膨張性を備えるグラウト材を充填する。これにより、注入口12から注入された膨張性を備えるグラウト材は、上方の座金6に形成した凹部11へ流入し、更にアンカーボルト4とボルト挿通孔5との間隙部、下方の座金7に形成した凹部13へと順次流入して、それらの各部に充填される。そして、それらの各部に充填されたグラウト材の固化が開始されると、その固化の過程でグラウト材に混入した発泡材等が膨張して膨張圧力を周囲のグラウト材に及ぼすことになる。また、この膨張圧力の作用によって、グラウト材は、上下の座金6,7に形成された凹部11,13及びアンカーボルト4とボルト挿通孔5との間隙部の各部の隅々まで満遍なく的確に充填され、その状態で固化することになる。その結果、凹部11,13内で充填固化したグラウト材は、ベースプレート1の上下面と広い面積で的確に接触し、安定した強固な摩擦状態が得られる。しかも、それらの凹部11,13内で充填固化したグラウト材は、アンカーボルト4とボルト挿通孔5との間隙部において充填固化したグラウト材とも一体的に固化することから、両者相俟ってナットの緩みを的確かつ安定的に防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一実施例を示した要部断面図である。
【図2】同実施例の部分拡大断面図である。
【図3】同実施例に用いた座金を示した断面図である。
【図4】同座金を示した平面図である。
【図5】同座金を示した底面図である。
【図6】前記実施例に用いた他の座金を示した断面図である。
【図7】同座金を示した底面図である。
【符号の説明】
【0012】
1:ベースプレート、2:柱材、3:基礎コンクリート、4:アンカーボルト、5:ボルト挿通孔、6,7:座金、8,9:ナット、10:ロックナット、11:凹部、12:注入口、13:凹部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
柱材の下端部に固着されたベースプレートを基礎コンクリートに定着された複数本のアンカーボルトによって固定し、それらのアンカーボルトによって引張方向及び圧縮方向の双方向の振動エネルギを吸収して制振機能を奏するように構成した露出型柱脚構造において、前記ベースプレートの周辺部に設けた複数のボルト挿通孔にそれぞれ挿通したアンカーボルトに対して、ベースプレートの上下から、座金を当該座金に形成した前記ボルト挿通孔より大きな凹部を前記ベースプレートとの接触側に開放した状態に挟んだ上でナットを螺合し、それらのナットによりベースプレートを上下から締付け固定するとともに、前記上下の座金に形成された凹部とそれらの凹部をつなぐ前記ボルト挿通孔とアンカーボルトとの間隙部に対して膨張性を備えるグラウト材を充填して固化させることによって、ベースプレートとアンカーボルトとを固定したことを特徴とする露出型柱脚におけるベースプレートとアンカーボルトとの固定構造。
【請求項2】
前記座金がナットと一体的に形成されたことを特徴とする請求項1に記載の露出型柱脚におけるベースプレートとアンカーボルトとの固定構造。
【請求項3】
前記ベースプレートを基礎コンクリートの上面から離間した状態に締付け固定したことを特徴とする請求項1又は2に記載の露出型柱脚におけるベースプレートとアンカーボルトとの固定構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2009−256886(P2009−256886A)
【公開日】平成21年11月5日(2009.11.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−104150(P2008−104150)
【出願日】平成20年4月11日(2008.4.11)
【出願人】(000000446)岡部株式会社 (277)
【Fターム(参考)】