(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
鉄骨造あるいは鉄骨鉄筋コンクリート造の建築物にあっては、柱部材の下端部、いわゆる柱脚部がアンカーボルトで基礎に固定されている(特許文献1、2、3)。
アンカーボルトは、その上端部が突き出た状態で基礎躯体に埋設されている。柱脚部に略正方形のベースプレートが取り付けられ、このベースプレートの四隅に開けられた孔にアンカーボルトを挿入して柱が固定される。したがって、柱の設置精度はアンカーボルトの設置精度に依存するのであり、アンカーボルトは正確に設置されなければならない。
【0003】
アンカーボルトは基礎躯体に埋設されているが、基礎躯体上の建築物の荷重は、地中に打ち込まれた杭によってその荷重が支持される。建築物の荷重を支えるため、杭の直上に柱部材の下端部を据え付けるようにする設計が採用されることが多い。
【0004】
杭の直上に柱部材の下端部を据え付けるためには、杭を取り囲むようにアンカーボルトを配置する。
図1を参照して、杭打ちから柱部材の据え付けまでの工程を説明する。
まず、杭50を地中に打設する。
杭の打設方法としては、既製杭の杭頭を直接打撃する打込杭工法、既製杭の先頭部に拡翼を設け、この杭に回転力を与えて地中に貫入させる回転杭工法またはベノト杭に代表されるような場所打ち杭工法などがある。
そして、基礎躯体のコンクリート60と杭50とが一体的に定着するのを補強するため、杭50の頭部に杭頭補強筋51を取り付ける。
【0005】
次に、杭50を中心にして取り囲むように4本のアンカーボルト82を据え付ける。
ここでは、先行技術(特許文献1、2、3)の構成を採用し、矩形枠状の定着プレート81を用いたアンカーボルト82の構造体を杭50を取り囲むように組み立てる。この後、地中梁の配筋や型枠の組み付けがあり(
図1中では省略)、その後、コンクリート60を打ち込んで基礎躯体を作る。
基礎躯体から突き出たアンカーボルト82の頭部ネジに柱部材90に取り付けたベースプレート91を固定する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
杭を打設する地盤は均一ではなく、場合によっては転石が混入していることがある。不均一な地盤に杭を打設すると、杭が周囲の地盤から受ける力は均等でなく、杭の位置がずれることがある。地盤中に転石が混入していると更に杭の位置がずれることがある。実際、国交省大臣認定工法の杭の打設工法(例えばe−pile工法)では、杭50の直径をDとしたとき、杭芯ずれの許容値がD/2以内であるとしており、杭芯ずれをD/2以内に収めることが要求されている。また、場所打ち杭では、杭芯ずれの許容値は、100mm以内とされている。
【0008】
杭50の位置がずれた場合を
図2に例示する。
図2において、杭50の位置が横(紙面左側)にずれた場合でもアンカーボルト82の据え付け位置は変更できないので、矩形枠状の定着プレート81は杭頭補強筋51と干渉してしまう。
したがって、矩形枠状の定着プレート81を一部溶断して杭頭補強筋51と定着プレート81とが干渉しないようにしなければならない。
図2では、枠の一辺を溶断して、コ字状の定着プレート81にしている。
【0009】
杭50がずれた場合でも杭頭補強筋51と定着プレート81とが干渉しないようにするためには、
図3に例示のように、初めから定着プレート81が個別に分離していればよいとも考えられる。
しかし、この場合、別の問題が生じる。
枠状の定着プレート81の効果でアンカーボルト82同士の相対位置が拘束されていたので、この枠状定着プレート81がなくなると、4本のアンカーボルト82は頭部がテンプレート83に付いているだけになり、アンカーボルト82の相対位置が拘束されなくなる。
特に、アンカーボルト82の下端部は何らの拘束も受けなくなり、アンカーボルト82の構造体は自立しない。
アンカーボルト82には鉛直性も要求されるので、下げ振り等を用いて鉛直性を確かめる必要があり、アンカーボルト82を鉛直に固定するのに別の困難が生じる。
【0010】
一つの建設現場では杭打ちおよびアンカーボルト82の設置が多数ある。この中には、アンカーボルトの設置に工数を要する箇所が複数生じ、時間と手間が掛かっていた。
【0011】
本発明の目的は、杭の打設位置に誤差が生じた場合であっても、効率的に設置作業ができるアンカーボルト構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明のアンカーボルト構造体は、
基礎杭を中心に前記基礎杭を取り囲むように据え付けられる4本のアンカーボルトと、
前記アンカーボルトの引き抜き抵抗となる定着プレートと、を備えたアンカーボルト構造体であって、
前記定着プレートとして、拘束型定着プレートと、孤立型定着プレートと、があり、
前記拘束型定着プレートは、前記4本のアンカーボルトのうちの3本の前記アンカーボルト間を架設するように設けられ、
前記孤立型定着プレートは、残る1本の前記アンカーボルトに取り付けられている
ことを特徴とする。
【0013】
本発明では、
前記拘束型定着プレートは、
2枚の直線状のバー型定着プレートで構成されており、
1枚の前記バー型定着プレートは、前記3本のアンカーボルトのうちの一方の端の前記アンカーボルトと中央の前記アンカーボルトとの間を架設し、
残る一枚の前記バー型定着プレートは、前記3本のアンカーボルトのうちの他方の端の前記アンカーボルトと前記中央のアンカーボルトとの間を架設している
ことが好ましい。
【0014】
本発明では、
前記アンカーボルトの下端に連結される下軸部と、前記アンカーボルトと前記下軸部とを連結する連結ナットと、をさらに有し、
前記アンカーボルトの下部領域には雄ネジが設けられ、
前記下軸部の上部領域には、前記アンカーボルトの前記雄ネジとは逆向きの螺旋になっている雄ネジが設けられ、
前記連結ナットは、筒状であって、その内側に螺旋方向が互いに逆向きになった雌ネジを有する
ことが好ましい。
【0015】
本発明では、
前記アンカーボルトの設置位置は、前記基礎杭を囲む正方形または長方形の4隅である
ことが好ましい。
【0016】
本発明のアンカーボルト設置方法は、
前記アンカーボルト構造体を設置するアンカーボルト設置方法であって、
前記基礎杭がずれた方向に、前記孤立型定着プレートが取り付けられた前記アンカーボルトがくるようにして、前記アンカーボルト構造体を設置する
ことを特徴とするアンカーボルト設置方法。
【0017】
本発明では、
前記基礎杭の周囲に捨てコンクリートを打ち、
前記捨てコンクリートの上にアンカーボルトの設置位置を墨出しし、
墨出しした位置に台板を固定し、
前記台板の上に再度墨出しし、
この墨出しした位置に前記アンカーボルト構造体を設置する
ことが好ましい。
【0018】
本発明の柱固定方法は、
柱脚部の底面に略正方形であって4隅に穴を備えたベースプレートが取り付けられており、
前記アンカーボルト構造体の上端部が前記ベースプレートの前記穴に通されて柱が固定される
ことを特徴とする。
【発明を実施するための形態】
【0020】
(第1実施形態)
本発明の実施形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
図4に第1実施形態を示す。
図5に第1実施形態の分解斜視図を示す。
本実施形態のアンカーボルト構造体100においては、定着プレートを一つのL字型定着プレート210と一つの孤立型プレート310とで構成した点に特徴を有する。
【0021】
アンカーボルト構造体100は、4本の下軸部110と、4本のアンカーボルト120と、4つの連結ナット130と、定着プレート210、310と、テンプレート140と、を備える。
【0022】
下軸部110は,直線状の棒状体であって、本実施形態では側周の全体に雄ネジを切った全ネジにしてある。なお、下軸部110を全ネジとせずに、下軸部110の上方寄りの領域に所定長さの雄ネジを設けるようにしてもよい。下軸部110は、捨てコンクリート61とアンカーボルト120との間に介在して、4本のアンカーボルト120の高さ調整を行うためのものである。
【0023】
アンカーボルト120は、直線状の棒状体であって、上方寄りの領域と下方寄りの領域とに雄ネジ121、122を有する。上方寄りの領域の雄ネジを上雄ネジ121とし、下方寄りの領域の雄ネジを下雄ネジ122とする。
【0024】
なお、下軸部110の全ネジとアンカーボルト120の下雄ネジ122とでは、ネジの螺旋方向が逆になっている。
【0025】
連結ナット130は、下軸部110とアンカーボルト120とを連結する。連結ナット130は、筒状であって、その内側に螺旋方向が互いに逆向きになった雌ネジを有する。そして、連結ナット130は、一方で下軸部110の全ネジと螺合し、他方でアンカーボルト120の下雄ネジ122と螺合する。
【0026】
次に、定着プレートについて説明する。
定着プレートは二つに分離しており、一つはL字型の拘束型定着プレート210であり、もう一つは孤立型定着プレート310である。
拘束型定着プレート210は、1枚の鋼板から切り出され、所定の幅でL字型を構成している。
孤立型定着プレート310は、所定の面積を有し、ここでは、矩形状としているが、円形、楕円形、三角形、多角形でもよい。
【0027】
拘束型定着プレート210には、3本のアンカーボルト120を挿通するための挿通孔が穿設されている。アンカーボルト120の設置位置は厳密に設計されていることから、三本のアンカーボルト120同士の相対位置は規定される。したがって、規定通りの相対位置関係になるように前記三つの挿通孔を予め拘束型定着プレート210に穿設しておく。
孤立型定着プレート310にも、アンカーボルト120を通す挿通孔が穿設されている。
【0028】
定着プレート210、310は、上下二つのナット321、322によってアンカーボルト120に固定される。
【0029】
テンプレート140は、4本のアンカーボルト120の上部に取り付けられるものであり、4本のアンカーボルト120が規定の相対位置をとるようにテンプレート140には4つの孔が穿設されている。
【0030】
このようなアンカーボルト構造体100の組み立てから設置の手順を簡単に説明する。
3本のアンカーボルト120を拘束型定着プレート210の挿通孔に通し、上下のナット321、322で各アンカーボルト120と定着プレート210とを固定する。
同じく、残り一本のアンカーボルト120を孤立型定着プレート310の挿通孔に通し、上下のナット321、322でアンカーボルト120と定着プレート310とを固定する。
【0031】
次に、各アンカーボルト82の下雄ネジ122に連結ナット130の一端をはめ、さらに、連結ナット130の他端に下軸部110をはめる。最後に、テンプレート140の孔に4本のアンカーボルト120の上端を通す。
アンカーボルト120の上端をナットで仮止めしておく。
これでアンカーボルト構造体100の組み立てが完了である。
【0032】
杭50を所定位置に打設したら、杭50の周辺を捨てコンクリート61の厚さに合せて掘ったあと、捨てコンクリート61を打つ。
捨てコンクリート61が固まったら、捨てコンクリート61の上にアンカーボルト120の据え付け位置を墨出しする。
墨出しで位置がでたら、その位置に台板190を取り付ける。台板190は、捨てコンクリート61上にネジ191で止め付けられる。台板190の上にもう一度墨出しし、組み立てておいたアンカーボルト構造体100の各下軸部110を墨出しされた位置に載せる。
【0033】
このとき、拘束型定着プレート210で拘束されている3本のアンカーボルト120により、アンカーボルト構造体100は手で支えていなくても自立できる。
下げ振り等を用いて鉛直を確認しながら連結ナット130を回して、高さ調整を行う。調整が済んだら、下軸部110の下端を台板190に溶接して止める。再び、下げ振り等を用いて鉛直を確認し、必要があれば最終調整を行う。
これで、アンカーボルト120の据え付けは完了である。
【0034】
このあと、地中梁の配筋や型枠の組み付けなどがあり、その後、コンクリート60を打ち込んで基礎躯体を作る。
【0035】
(作用効果)
さて、本実施形態の作用効果を
図6、
図7、
図8を参照して説明する。
本実施形態は、L字型の拘束型定着プレート210と、孤立型定着プレート310と、を利用するものである。
図6(A)は、杭50を中心として本実施形態のアンカーボルト構造体100を据え付けた状態を示す図である。
杭50がずれていないので、杭頭補強筋51と定着プレート210、310とが干渉することはもちろんない。
【0036】
次に、
図6(B)で杭50が図中の左にずれた場合を示す。
本実施形態において、杭50が図中の左にずれても杭頭補強筋51と定着プレート210、310とは干渉しない。
【0037】
次に、
図6(C)で杭50が図中の右にずれた場合を示す。
本実施形態の場合、
図6(A)のアンカーボルト構造体100を180度回転させて
図6(C)のようにする。
アンカーボルト120同士の対応関係が分かりやすいように、
図6(A)中のアンカーボルト120に時計回りにI〜IVの番号を付した。つまり、I、II、IIIのアンカーボルト120に拘束型定着プレート210が付いている。
図6(C)のように、アンカーボルト構造体100を
図6(A)から180度回転させてもアンカーボルト120の据え付け位置は全く変わらない。そして、
図6(C)の右にずれた杭50をうまく避けることができている。
【0038】
なお、アンカーボルトの設置位置は正方形の四隅とされることもある。その場合は、180度回転ではなく、拘束型定着プレート210と杭頭補強筋51が干渉しなくなる方向に90度回転してもよい。
【0039】
次に、
図7(D)で杭50が図中の上にずれた場合を示す。
もちろん、本実施形態であれば、杭50が上にずれても問題ない。
図7(E)で杭50が図中の下方向にずれた場合を示す。
本実施形態の場合、
図6(A)のアンカーボルト構造体100を180度回転させて
図7(E)のようにする(これは
図6(C)と同じである)。
これで杭頭補強筋51と定着プレート210とが干渉しなくなる。
【0040】
さらに、
図8(F)(G)で杭50が斜め方向にずれた場合を示す。
図8(F)において、杭50が図中の左上方向にずれても杭頭補強筋51と定着プレート210との干渉はない。
図8(G)のように、杭50が図中の右下方向にずれる場合、
図6(A)のアンカーボルト構造体100を180度回転させて
図8(G)のようにする(これは
図6(C)と同じである)。
これで杭頭補強筋51と定着プレート210とが干渉しなくなる。
【0041】
図6から
図8で例示した様に、L字型の定着プレート210と孤立型プレート310との組み合わせとすれば、杭頭補強筋51と定着プレート210、310との干渉を回避することができる。これは、孤立プレート310の周囲に空間があり、この空間に杭50を逃がすようにすれば、杭頭補強筋51と定着プレート210、310との干渉を回避できるからである。
一方、L字型の定着プレート210により、アンカーボルト120は自立を保つことができる。
したがって、本実施形態のアンカーボルト構造体100によってアンカーボルト120の設置作業が効率的に行える。
【0042】
(対比例)
対比例として、定着プレートを二本のバー201とし、矩形の対辺を構成するように平行に設けた場合を
図9に例示する。
図9(A)や(B)に示すように、杭50が上下あるいは左右に変位する場合にはこの対比例でも対応可能である。
しかしながら、
図9(C)に示すように杭50が斜めにずれる場合、定着プレート201と杭頭補強筋51とが干渉してしまう。この場合、定着プレート201を溶断するなどの追加の作業が生じる。
【0043】
なお、4本のアンカーボルトが正方形の各頂点に配置される場合には
図9(A)と
図9(B)との間に差が無い。しかし、4本のアンカーボルトの設置位置が正方形ではなく長方形となる場合、
図9(A)と、
図9(A)を90度回転させた
図9(B)と、ではアンカーボルトの設置位置が変わってきてしまう。この場合、杭50のずれ方向としては一方向しか許容できないことになる。
【0044】
(第2実施形態)
上記実施形態においては、拘束型定着プレート210を一本の板(例えば金属板(例えば厚鋼板))で構成していた。
拘束型定着プレートとしては、
図10に示すように、バー型定着プレート201を利用して拘束型定着プレート210にしてもよい。
二つのバー型定着プレート201を相互に溶接して完全に一体となった拘束型定着プレート210にしてもよい。
あるいは、バー型定着プレート201をアンカーボルト120に固定するにあたり、二つのバー型定着プレート201を重ねて上下ナット321、322で挟み締めしてしまえば、重なった部分がずれなくなるのでアンカーボルト120同士の相対移動を拘束するには十分である。
【0045】
(第3実施形態)
上記実施形態では、拘束型定着プレート210は、引き抜き抵抗としての定着プレートであり、かつ、アンカーボルト120同士を拘束する拘束治具としての機能を持っていた。一の部材が二つの働きを持つのは構成部材を少なくするという点で利点がある。
一方で、定着プレートには、アンカーボルト120の引き抜き抵抗として十分な強度を持たねばならないなど満たすべき基準や規格があり、複数種類の定着プレートを用意しようとすると却ってコスト増になる場合もありうる。
そこで、
図11に示すように、定着プレートは総て孤立型定着プレート310で統一し、L字型の拘束治具410を別途設けるようにしてもよい。
拘束治具410は、アンカーボルト構造体100の据え付け時にアンカーボルト構造体100の自立を支えることができればよい。針金のように細くては役目を果たさないが、ある程度の幅や厚みがある金属板(例えばアルミ板等)でも拘束治具410としては十分機能すると考えられる。
【0046】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
上記実施形態では、杭が4本のアンカーボルトの中心にあって、杭芯と柱心とが同軸になるように建築物が設計される場合を例示した。建築物の設計として杭芯と柱心とが一致しないような場合もあり、この場合、設計に従って、4本のアンカーボルトの中心からずれた位置に杭が打たれることになる。このような場合でも、本発明が有効なのはもちろんであり、杭が設計通りに打設されたか否かに関係なく、本発明は有効である。
【0047】
例えば、請求項1中の「基礎杭」を「柱設置位置」と読み替えてもよい。
すなわち、本発明を次のように表現してもよい。
柱設置位置に据え付けられる4本のアンカーボルトと、
前記アンカーボルトの引き抜き抵抗となる定着プレートと、を備えたアンカーボルト構造体であって、
前記定着プレートとして、拘束型定着プレートと、孤立型定着プレートと、があり、
前記拘束型定着プレートは、前記4本のアンカーボルトのうちの3本の前記アンカーボルト間を架設するように設けられ、
前記孤立型定着プレートは、残る1本のアンカーボルトに取り付けられている
ことを特徴とするアンカーボルト構造体。