JP7621177B2 - 柱脚構造、及び建築物 - Google Patents

Description

本発明は、柱の脚部構造、及びこの脚部構造を備えた建築物に関する。

特許文献１には、軟弱地盤における建物施工方法が記載されている。具体的には、建屋の柱脚の下端に設けられたベースプレートと躯体との間には、それぞれの箇所に応じて所定の厚みになるように、レベル調整板が配置されている。このレベル調整板は、所定の方向から挿抜自在に配置されている。

特開平６-１４６５９６号公報

複数の柱を有する建築物において、不同沈下によって一の柱の鉛直方向の位置が他の柱の鉛直方向の位置に対して相対的に移動してしまうことがある。これにより、柱には、強制変位、及び強制変位よって発生する強制応力が生じる。

従来この対策として、一の柱の下端と基礎躯体との間に柱の鉛直方向の位置を調整する調整板が挿抜自在に配置されている。具体的には、調整板は複数重ねられており、アンカーボルトが、この調整板に形成された貫通孔に挿入された状態で、柱を基礎躯体に取り付けている。

ここで、柱に負荷される長期鉛直軸力だけでは、一の調整板と他の調整板との間に生じる摩擦力が弱い場合がある。このような場合に、水平方向の外力が柱に負荷されると、一の調整板が他の調整板に対して水平方向へずれてしまい、柱から基礎躯体への水平力の伝達効率が低下してしまう。

本発明の課題は、柱と基礎躯体との間に柱の鉛直方向の位置を調整する調整板が配置されている構成において、柱から基礎躯体への水平力の伝達効率が低下するのを抑制することである。

請求項１に記載の柱脚構造は、建築物に設けられた複数の柱の内少なくとも一の柱を支持しているベースプレートと、前記ベースプレートの下方に配置され、基礎躯体に取り付けられた支持プレートと、前記支持プレートと前記ベースプレートとの間に重ねられる共に平面視で前記ベースプレートと比して小さくされ、挿抜されることで前記一の柱における鉛直方向の位置が調整される調整板と、前記調整板に形成された貫通孔に挿入され、前記一の柱を前記基礎躯体に取り付けているアンカーボルトと、平面視で前記調整板の外側に配置され、前記ベースプレートを前記基礎躯体側へ押し付けている押付部材と、を備えることを特徴とする。

請求項１に係る構成によれば、一の柱を支持しているベースプレートと、基礎躯体に取り付けられた支持プレートとの間には、挿抜されることで一の柱の鉛直方向の位置が調整される調整板が重ねられている。さらに、平面視で調整板の外側には、ベースプレートを基礎躯体側へ押し付ける押付部材が配置されている。

このように、押付部材がベースプレートを基礎躯体側へ押し付けることで、押し付けられない場合と比して、一の調整板と他の調整板との間に生じる摩擦力が強くなる。これにより、一の柱と基礎躯体との間に一の柱の鉛直方向の位置を調整する調整板が配置されている構成において、一の柱から基礎躯体への水平力の伝達効率が低下するのを抑制することができる。

請求項２に記載の柱脚構造は、請求項１に記載の柱脚構造において、前記押付部材は、下端部分が前記支持プレートに固定され、上方へ延びて前記ベースプレートに形成された貫通孔に挿入された押付ボルトと、前記ベースプレートから上方へ突出した部分の前記押付ボルトに締め付けられているナットと、を備えることを特徴とする。

請求項２に係る構成によれば、ナットを押付ボルトに締め込むことで、ベースプレートが基礎躯体側へ押し付けられる。このように簡易な構成で、ベースプレートを基礎躯体側へ押し付けることができる。

請求項３に記載の柱脚構造は、請求項２に記載の柱脚構造において、前記押付ボルトは、複数設けられ、平面視で前記調整板を囲むように配置されていることを特徴とする。

請求項３に係る柱脚構造によれば、押付ボルトは、平面視で調整板を囲むように配置されている。これにより、ベースプレート全体を基礎躯体側へ押し付けることができる。

請求項４に記載の柱脚構造は、請求項１～３の何れか１項に記載の柱脚構造において、 前記ベースプレートは、滑り支承を介して前記一の柱を支持していることを特徴とする。

請求項４に係る柱脚構造によれば、ベースプレートは、滑り支承を介して一の柱を支持している。このため、滑り支承が設けられていない場合と比して、一の柱からベースプレートへの水平力の伝達効率が低下する。このため、重なり合う一の調整板と他の調整板とが水平方向でずれてしまうのを抑制することができる。

請求項５に記載の建築物は、一の柱の上端と他の柱の上端とを連結する梁と、前記一の柱の脚部を構成する請求項１～４の何れか１項に記載の柱脚構造と、を備えることを特徴とする。

請求項５に係る建築物によれば、一の柱の脚部には、請求項１～４の何れか１項に記載の柱脚構造が設けられている。例えば、不同沈下によって他の柱が鉛直方向の下方へ移動した場合に、一の柱の脚部に設けられた柱脚構造の調整板を抜き取ることで、一の柱が鉛直方向の下方へ移動する。これにより、一の柱、他の柱、及び梁に、強制変位、及び強制変位よって発生する強制応力が生じるのを抑制することができる。

本発明によれば、柱と基礎躯体との間に柱の鉛直方向の位置を調整する調整板が配置されている構成において、柱から基礎躯体への水平力の伝達効率が低下するのを抑制することができる。

（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係る建築物を示した模式図である。 本発明の第１実施形態に係る柱脚構造を示し、図５におけるＡ-Ａ線断面図である。 本発明の第１実施形態に係る柱脚構造を示した斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る柱脚構造を示した平面図である。 本発明の第１実施形態に係る柱脚構造の調整板を示した断面図である。 本発明の第２実施形態に係る柱脚構造を示した断面図である。 本発明の第３実施形態に係る柱脚構造を示した拡大断面図である。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る柱脚構造、及び建築物について図１～図５に従って説明する。なお、図中に示す矢印Ｈは、鉛直方向であって建物高さ方向を示し、矢印Ｗは、水平方向であって、建物幅方向示し、矢印Ｌは、水平方向であって、建物奥行方向を示す。なお、矢印Ｗと矢印Ｌとは、互いに直交する。

（建築物１４０）
建築物１４０は、図１（Ａ）に示されるように、鋼管柱１００と、鋼管柱１００に対して建物幅方向に離間して配置された鋼管柱１１０と、梁１２０とを備えている。また、鋼管柱１００及び鋼管柱１１０は、断面矩形筒状とされている。さらに、梁１２０は、建物幅方向へ延びており、鋼管柱１００の上端と鋼管柱１１０の上端とを連結させている。なお、鋼管柱１００は、一の柱の一例であって、鋼管柱１１０は、他の柱の一例である。

（柱脚構造１０）
柱脚構造１０は、図２、図３に示されるように、鋼管柱１００を支持しているベースプレート１２と、基礎躯体１５０に一部が埋め込まれている支持プレート１６と、複数の調整板３６とを備えている。なお、支持プレート１６については、基礎躯体１５０に直接又は間接的に取り付けられていればよく、例えば、調整モルタルを用いてかさ上げされていてもよい。

また、柱脚構造１０は、鋼管柱１００を基礎躯体１５０に取り付けているアンカーボルト２０と、アンカーボルト２０に締め付けられたナット２２とを備えている。さらに、柱脚構造１０は、ベースプレート１２を基礎躯体１５０側へ押し付けている押付ボルト２６と、押付ボルト２６に締め付けられたナット２８とを備えている。

〔ベースプレート１２〕
鋼管柱１００を支持しているベースプレート１２は、鋼管柱１００の下端に取り付けられており、平面視で矩形状とされている。また、矩形状とされた鋼管柱１００の夫々の角部には、図３、図４に示されるように、２枚のウイングプレート１０２が溶接によって取り付けられている。具体的には、鋼管柱１００の夫々の角部には、平面視で互いに直交するように２枚のウイングプレート１０２の一辺が溶接によって取り付けられている。そして、ベースプレート１２は、鋼管柱１００の下端、及びウイングプレート１０２の他辺に溶接によって取り付けられている。

また、ベースプレート１２には、図２に示されるように、アンカーボルト２０の上端部分が挿入された複数の貫通孔１２ａと、押付ボルト２６の上端部分が挿入された複数の貫通孔１２ｂが形成されている。具体的には、図４に示されるように、平面視で鋼管柱１００を囲むように、１２個の貫通孔１２ａが形成されており、１２個の貫通孔１２ａを囲むように、８個の貫通孔１２ｂが形成されている。より具体的には、１２個の貫通孔１２ａは、平面視で矩形となるように等間隔に配置されており、８個の貫通孔１２ｂは、平面視で矩形となるように等間隔に配置されている。

〔支持プレート１６〕
支持プレート１６は、図２に示されるように、ベースプレート１２の下方に配置されている。さらに、支持プレート１６は、平面視で矩形状とされており、前述したように、基礎躯体１５０に一部が埋め込まれている。

また、支持プレート１６には、アンカーボルト２０の下端部分が挿入された複数の貫通孔１６ａと、押付ボルト２６の下端部分が挿入された貫通孔１６ｂとが形成されている。具体的には、平面視でベースプレート１２の貫通孔１２ａと重なるように、支持プレート１６の貫通孔１６ａが形成され、平面視でベースプレート１２の貫通孔１２ｂと重なるように、支持プレート１６の貫通孔１６ｂが形成されている。

〔アンカーボルト２０ ナット２２〕
アンカーボルト２０は、１２個設けられて鉛直方向に延びており、図４に示されるように、平面視で鋼管柱１００を囲むように配置されている。そして、アンカーボルト２０の下端部分は、図２に示されるように、支持プレート１６の貫通孔１６ａに挿入されると共に基礎躯体１５０の内部に埋め込まれている。

さらに、アンカーボルト２０の上端部分は、ベースプレート１２の貫通孔１２ａに挿入されてベースプレート１２の上方へ突出している。そして、アンカーボルト２０においてベースプレート１２の上方へ突出して部分に、ナット２２が締め付けられている。また、支持プレート１６とベースプレート１２との間には、複数の調整板３６が重ねられた状態で配置されている。

この構成において、ナット２２をアンカーボルト２０に締め込むことで、鋼管柱１００が複数の調整板３６を介して基礎躯体１５０に取り付けられるようになっている。

〔調整板３６〕
調整板３６は、所謂フィラープレートであって、複数設けられ、図２に示されるように、ベースプレート１２と支持プレート１６との間に重ねられた状態で配置されている。本実施形態では、調整板３６の厚さは、一例として４０〔ｍｍ〕とされている。そして、調整板３６の外形は、図４に示されるように、平面視で鋼管柱１００と比して大きく、かつ、平面視でベースプレート１２と比して小さい矩形状とされている。

また、調整板３６は、図５に示されるように、中央部分が矩形状にくり抜かれている。さらに、調整板３６には、アンカーボルト２０（図２参照）が夫々挿入されている１２個の貫通孔４０が形成されている。この貫通孔４０は、平面視で矩形となるように等間隔に配置されている。

また、調整板３６は、８個の板部３８に分割されている。具体的には、複数の貫通孔４０が並ぶことで形成された矩形の外側に４個の板部３８が配置され、内側に４個の板部３８が配置されている。そして、８個の板部３８は、短冊状とされている。

外側の４個の板部３８については、建物奥行方向（矢印Ｌ方向）に対向して２個の板部３８（以下「板部３８ａ」と記載することがある）が配置され、建物幅方向（矢印Ｗ方向）に対向して２個の板部３８（以下「板部３８ｂ」と記載することがある）が配置されている。そして、板部３８ａは、板部３８ｂと比して長くされており、一対の板部３８ａの間に、板部３８ｂが夫々配置されている。

内側の４個の板部３８については、建物奥行方向に対向して２個の板部３８（以下「板部３８ｃ」と記載することがある）が配置され、建物幅方向に対向して２個の板部３８（以下「板部３８ｄ」と記載することがある）が配置されている。そして、板部３８ｄは、板部３８ｃと比して長くされており、一対の板部３８ｄの間に、板部３８ｃが夫々配置されている。

この板部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄには、貫通孔４０を形成するための円弧状の縁部が夫々形成されている。換言すれば、板部３８に形成された縁部を組み合わせることで、調整板３６の貫通孔４０が形成されている。

この構成において、ベースプレート１２を基礎躯体１５０側へ押し付ける押付力が弱められると、板部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄが、ベースプレート１２と支持プレート１６との間から別々に挿抜されるようになっている。換言すれば、調整板３６が、ベースプレート１２と支持プレート１６との間から挿抜されるようになっている。そして、調整板３６が、ベースプレート１２と支持プレート１６との間から挿抜されることで、鋼管柱１００の鉛直方向の位置が調整されるようになっている。

〔押付ボルト２６ ナット２８〕
押付ボルト２６は、８個設けられており、図４に示されるように、平面視でアンカーボルト２０及び調整板３６を囲むように配置されている。さらに、押付ボルト２６は、図２に示されるように、鉛直方向に延びている。そして、押付ボルト２６の下端部分は、支持プレート１６の貫通孔１６ｂに挿入され、押付ボルト２６の頭部２６ａは、支持プレート１６の下側に配置されている。これにより、押付ボルト２６の下端部分が支持プレート１６に固定されている。

さらに、押付ボルト２６の上端部分は、ベースプレート１２の貫通孔１２ｂに挿入されてベースプレート１２の上方へ突出している。そして、押付ボルト２６においてベースプレート１２の上方へ突出して部分に、ナット２８が締め付けられている。

この構成において、ナット２８を押付ボルト２６に締め込むことで、ベースプレート１２が基礎躯体１５０側へ押し付けられ、一の調整板３６と他の調整板３６との間に生じる摩擦力が強くなるようになっている。

（作用）
図１（Ａ）（Ｂ）に示されるように、不同沈下によって鋼管柱１００の鉛直方向の位置が鋼管柱１１０の鉛直方向の位置に対して相対的に移動してしまうことがある。具体的には、鋼管柱１１０の鉛直方向の位置が鋼管柱１００の鉛直方向の位置に対して下方へ移動してしまうことがある。これにより、鋼管柱１００、鋼管柱１１０、及び梁１２０に対して、強制変位、及び強制変位よって発生する強制応力が生じる。

このような場合に、図２に示す鋼管柱１００の下端に設けられた柱脚構造１０の調整板３６を抜き取る。具体的には、ナット２２、及びナット２８を緩めた状態で、鋼管柱１００をジャッキアップする。この状態で、図５に示す板部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄを別々に抜き取る。鋼管柱１００の下方への移動量に対応する枚数の調整板３６を抜き取る。

そして、調整板３６を抜き取った後、鋼管柱１００をジャッキダウンし、ナット２２、及びナット２８をアンカーボルト２０、及び押付ボルト２６に締め込んで作業が終了する。これにより、鋼管柱１００の鉛直方向の位置が、鋼管柱１１０の鉛直方向の位置と同等となる。

（まとめ）
以上説明したように、建築物１４０においては、不同沈下によって鋼管柱１１０が下方へ移動した場合に、鋼管柱１００の下端に設けられた柱脚構造１０の調整板３６を抜き取る。これにより、鋼管柱１１０の鉛直方向の位置が、鋼管柱１１０の鉛直方向の位置と同等となる。

また、建築物１４０においては、鋼管柱１００の鉛直方向の位置が、鋼管柱１１０の鉛直方向の位置と同等となることで、鋼管柱１００、鋼管柱１１０、及び梁１２０に対して、強制変位、及び強制変位よって発生する強制応力が生じるのを抑制することができる。

また、柱脚構造１０においては、ナット２８を押付ボルト２６に締め込むことで、ベースプレート１２が基礎躯体１５０側へ押し付けられる。これにより、押し付けられない場合と比して、一の調整板３６と他の調整板３６との間に生じる摩擦力を強くすることができる。なお、ナット２２をアンカーボルト２０に締め込むことで、一の調整板３６と他の調整板３６との間に生じる摩擦力を強くすることも考えられる。しかし、押付ボルト２６、及びナット２８においては、アンカーボルト２０に対して外側（鋼管柱１００から離れる側）でベースプレート１２を基礎躯体１５０側へ押し付けることで、ベースプレート１２を基礎躯体１５０側へ効率良く押し付けることができる。

また、柱脚構造１０においては、一の調整板３６と他の調整板３６との間に生じる摩擦力を強くすることで、重なり合う一の調整板３６と他の調整板３６とが水平方向でずれてしまうのを抑制することができる。

また、柱脚構造１０においては、一の調整板３６と他の調整板３６とが水平方向でずれてしまうのを抑制することで、鋼管柱１００から基礎躯体１５０への水平力の伝達効率が低下するのを抑制することができる。

また、柱脚構造１０においては、押付ボルト２６は、平面視で調整板３６を囲むように配置されている。これにより、ベースプレート１２全体を基礎躯体１５０側へ押し付けることができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る柱脚構造、及び建築物について図６に従って説明する。なお、第２実施形態については、第１実施形態と異なる部分を主に説明する。

（構成）
第２実施形態の建築物３４０では、図６に示されるように、柱脚構造１０のベースプレート１２は、滑り支承２２０を介して鋼管柱２００を支持している。鋼管柱２００は、一の柱の一例である。

鋼管柱２００は、断面矩形筒状とされており、鋼管柱２００の角部には、ウイングプレート２０２が溶接によって夫々取り付けられている。具体的には、鋼管柱２００の夫々の角部には、平面視で互いに直交するように２枚のウイングプレート２０２の一辺が溶接によって取り付けられている。そして、鋼管柱２００の下端、及びウイングプレート２０２の他辺には、平面視で矩形状とされた柱脚プレート２１２が溶接によって取り付けられている。

また、柱脚プレート２１２とベースプレート１２との間に、滑り支承２２０が配置されている。滑り支承２２０は、柱脚プレート２１２に固定された支承部２２０ａと、支承部２２０ａの下面に設けられた滑り材２２０ｂと、ベースプレート１２に固定された滑り板２２０ｃとを備えている。

（まとめ）
この構成において、滑り支承が設けられていない場合と比して、鋼管柱２００からベースプレート１２への水平力の伝達効率が低下する。このため、重なり合う一の調整板３６と他の調整板３６とが水平方向でずれてしまうのを抑制することができる。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る柱脚構造、及び建築物について図７に従って説明する。なお、第３実施形態については、第１実施形態と異なる部分を主に説明する。

（構成）
第３実施形態に係る柱脚構造３１０では、図７に示されるように、押付ボルト２６に締め付けられているナット２８に対してベースプレート１２の反対側に、押付ボルト２６に締め付けられているナット３２８が設けられている。換言すれば、ナット２８とナット３２８とで、ベースプレート１２を挟み込んでいる。つまり、ベースプレート１２の外周部分が、外周縁に沿って複数個所でナット２８とナット３２８とによって挟み込まれている。

（まとめ）
このように、ベースプレート１２の外周部分が、外周縁に沿って複数個所でナット２８とナット３２８とによって挟み込まれていることで、ベースプレート１２の外周部分の鉛直方向の位置が決められる。これにより、ベースプレート１２のレベルを調整することができる。

また、ナット２８を緩め、ナット３２８を回転させてベースプレート１２を持ち上げることで、ナット３２８を用いて鋼管柱１００をジャッキアップさせることができる。

なお、本発明を特定の第１、第２、第３実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、鋼管柱１００を用いて説明したが、鉄骨柱でもよく、鉄筋コンクリート柱でもよく、鉄骨鉄筋コンクリート柱でもよく、木柱等であってもよい。

また、上記実施形態では、断面矩形筒状の鋼管柱１００を用いて説明したが、柱の断面形状については、断面円筒状の鋼管柱でもよく、Ｈ形鋼等でもよく、他の形状であってもよい。

また、上記実施形態では、特に説明しなかったが、建築物は、鉄骨造でもよく、コンクリート充填鋼管構造でもよく、鉄骨鉄筋コンクリート造でもよく、鉄筋コンクリート造でもよく、木造等でもよく、他の構造であってもよい。

また、上記実施形態では、ベースプレート１２及び支持プレート１６は、平面視で矩形状とされたが、平面視で円形でもよく、多角形等でもよく、他の形状であってもよい。

１０ 柱脚構造
１２ ベースプレート
１２ｂ 貫通孔
１６ 支持プレート
２０ アンカーボルト
２６ 押付ボルト
２８ ナット
３６ 調整板
４０ 貫通孔
１００ 鋼管柱（一の柱の一例）
１１０ 鋼管柱（他の柱の一例）
１２０ 梁
１４０ 建築物
１５０ 基礎躯体
２００ 鋼管柱（一の柱の一例）
２２０ 滑り支承
３１０ 柱脚構造
３４０ 建築物

Claims (5)

1. 建築物に設けられた複数の柱の内少なくとも一の柱を支持しているベースプレートと、
   前記ベースプレートの下方に配置され、基礎躯体に取り付けられた支持プレートと、
   前記支持プレートと前記ベースプレートとの間に重ねられる共に平面視で前記ベースプレートと比して小さくされ、挿抜されることで前記一の柱における鉛直方向の位置が調整される調整板と、
   前記調整板に形成された貫通孔に挿入され、前記一の柱を前記基礎躯体に取り付けているアンカーボルトと、
   平面視で前記調整板の外側に配置され、前記ベースプレートを前記基礎躯体側へ押し付けている押付部材と、
   を備える柱脚構造。
2. 前記押付部材は、下端部分が前記支持プレートに固定され、上方へ延びて前記ベースプレートに形成された貫通孔に挿入された押付ボルトと、前記ベースプレートから上方へ突出した部分の前記押付ボルトに締め付けられているナットと、
   を備える請求項１に記載の柱脚構造。
3. 前記押付ボルトは、複数設けられ、平面視で前記調整板を囲むように配置されている、
   請求項２に記載の柱脚構造。
4. 前記ベースプレートは、滑り支承を介して前記一の柱を支持している、
   請求項１～３の何れか１項に記載の柱脚構造。
5. 一の柱の上端と他の柱の上端とを連結する梁と、
   前記一の柱の脚部を構成する請求項１～４の何れか１項に記載の柱脚構造と、
   を備える建築物。