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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-08-01
(45)【発行日】2022-08-09
(54)【発明の名称】空間構造物の支承装置及び支承方法
(51)【国際特許分類】
E04B 7/00 20060101AFI20220802BHJP
E04H 3/14 20060101ALI20220802BHJP
E04B 1/24 20060101ALI20220802BHJP
【ＦＩ】
E04B7/00 Z
E04H3/14 A
E04B1/24 R
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021204157
(22)【出願日】2021-12-16
【審査請求日】2022-01-24
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】518235952
【氏名又は名称】森田 明
(73)【特許権者】
【識別番号】509199007
【氏名又は名称】株式会社川金コアテック
(74)【代理人】
【識別番号】100076255
【弁理士】
【氏名又は名称】古澤 俊明
(72)【発明者】
【氏名】森田 明
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 康弘
(72)【発明者】
【氏名】廣川 敦史
(72)【発明者】
【氏名】中村 美咲
【審査官】土屋 保光
(56)【参考文献】
【文献】登録実用新案第３０９１２３６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００２－０２１１８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－２８８８１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２２６１１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－２３１６４３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０４Ｂ １／２４
Ｅ０４Ｂ １／５８
Ｅ０４Ｂ ７／００
Ｅ０４Ｈ ３／１４
Ｅ０４Ｈ ９／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉄骨置屋根の柱脚部をＲＣ構造体に載せ、前記ＲＣ構造体に埋め込み固定した締結棒材と固定具で前記柱脚部のベースプレートを架設するようにした空間構造物の支承装置において、前記固定具と前記ＲＣ構造体との間にプレストレス付与部材と弾性体を介在して挟着し、
前記弾性体は、前記プレストレス付与部材により与えられたエネルギーを貯蔵可能な弾性体と、前記プレストレス付与部材により与えられたエネルギーを散逸する粘性体とを組み合わせた粘弾性体からなることを特徴とする空間構造物の支承装置。
【請求項2】
前記プレストレス付与部材は、皿ばねからなることを特徴とする請求項１記載の空間構造物の支承装置。
【請求項3】
鉄骨置屋根の柱脚部をＲＣ構造体に載せ、前記ＲＣ構造体に埋め込み固定したアンカーボルトからなる締結棒材とナットからなる固定具で前記柱脚部のベースプレートを架設するようにした空間構造物の支承装置において、前記ＲＣ構造体と前記ベースプレートとの間に、板状のゴム層を両面から硬質の板材で挟んで形成した前記ベースプレートと略同一面積の弾性体を介在し、前記ベースプレートの上に複数個の皿ばねからなるプレストレス付与部材を載せ、前記ナットからなる固定具で前記皿ばねからなるプレストレス付与部材にプレストレスを付与して挟着し、
前記弾性体の硬質の板材は金属板からなり、この金属板の下面に錆促進剤又は被覆ゴムを設け、この金属板の下面の錆促進剤又は被覆ゴムと前記ＲＣ構造体の上面との間にレベル調整用モルタル層を充填してなることを特徴とする空間構造物の支承装置。
【請求項4】
前記ＲＣ構造体の上に前記弾性体と前記皿ばねからなる前記プレストレス付与部材の組み合わせで構成した支承部を耐火被覆で被覆してなることを特徴とする請求項２又は３記載の空間構造物の支承装置。
【請求項5】
鉄骨置屋根の柱脚部をＲＣ構造体に載せ、前記ＲＣ構造体に埋め込み固定したアンカーボルトからなる締結棒材とナットからなる固定具で前記柱脚部のベースプレートを架設するようにした空間構造物の支承方法において、前記ＲＣ構造体の上に突出した前記アンカーボルトからなる締結棒材を、板状のゴム層を両面から硬質の板材で挟んで形成した前記ベースプレートと略同一面積の弾性体の貫通孔に貫通して載せ置く工程と、
前記弾性体は、プレストレス付与部材により与えられたエネルギーを貯蔵可能な弾性体と、前記プレストレス付与部材により与えられたエネルギーを散逸する粘性体とを組み合わせた粘弾性体からなるものが用いられ、前記弾性体の上に前記柱脚部の前記ベースプレートを、前記締結棒材を貫通して設置する工程と、
前記ベースプレートの上に前記締結棒材を貫通してプレストレス付与部材を設置し、前記固定具で前記プレストレス付与部材にプレストレスを導入する工程と
からなることを特徴とする空間構造物の支承方法。
【請求項6】
前記プレストレス付与部材にプレストレスを導入する工程の後に、前記ＲＣ構造体の上に前記弾性体と皿ばねからなる前記プレストレス付与部材の組み合わせで構成した支承部を耐火被覆で被覆する工程と
を付加してなることを特徴とする請求項５記載の空間構造物の支承方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＲＣ構造体の上に鉄骨屋根などの空間構造物が柱脚部を介して取り付けられた空間構造物の支承装置及び支承方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
体育館などの大スパン架構では、図８、図９に示すように、鉄骨置屋根の梁１１をＲＣ構造体１０で支持することが多い。従来の置屋根柱脚部は、柱脚部１２のベースプレート１３を、敷きモルタル１４を介在してＲＣ構造体１０に埋め込んだアンカーボルト１５で接合する方法がよく用いられている（非特許文献１）。
この非特許文献１によれば、東北地方太平洋沖地震では、アンカーボルト１５が引っ張られて水平方向にせん断力を受け、アンカーボルト１５が破断したり、敷きモルタル１４やＲＣ構造体１０のモルタルが破損したりする被害が見られた。
この非特許文献１によれば、東北地方太平洋沖地震では、アンカーボルト１５が引っ張られて水平方向にせん断力を受け、アンカーボルト１５が破断したり、敷きモルタル１４やＲＣ構造体１０のモルタルが破損したりする被害が見られた。
【0003】
鉄骨の置屋根構造は、屋根自体が軽いため、自重による鉛直反力が小さい。そのため、地震時に水平力が柱脚部に掛かると、アンカーボルト１５にせん断応力、柱脚部の回転による引張力が同時に作用し、柱脚部１２とベースプレート１３の下部の敷きモルタル１４やＲＣ構造体１０が破損しやすいという問題があった。
より詳しくは、図８（ａ）（ｂ）に示すような梁１１や柱脚部１２の回転による敷きモルタル１４の偏心圧縮作用による損傷例として、梁（鉄骨置屋根）１１や柱脚部１２の矢印方向の回転で敷きモルタル１４が圧縮力により砕かれ、敷きモルタル１４の小片が矢印方向に飛び散るという、ＲＣ構造体１０のモルタルの破損が確認された。
図９（ａ）（ｂ）に示すようなＲＣ構造体１０の柱頭の回転による敷きモルタル１４の偏心圧縮作用による損傷の例として、敷きモルタル１４を支えるＲＣ構造体１０の柱頭が矢印方向に回転することで敷きモルタル１４に偏圧圧縮力が作用して圧壊して、敷きモルタル１４の小片が矢印方向に飛び散ったことが確認された。
より詳しくは、図８（ａ）（ｂ）に示すような梁１１や柱脚部１２の回転による敷きモルタル１４の偏心圧縮作用による損傷例として、梁（鉄骨置屋根）１１や柱脚部１２の矢印方向の回転で敷きモルタル１４が圧縮力により砕かれ、敷きモルタル１４の小片が矢印方向に飛び散るという、ＲＣ構造体１０のモルタルの破損が確認された。
図９（ａ）（ｂ）に示すようなＲＣ構造体１０の柱頭の回転による敷きモルタル１４の偏心圧縮作用による損傷の例として、敷きモルタル１４を支えるＲＣ構造体１０の柱頭が矢印方向に回転することで敷きモルタル１４に偏圧圧縮力が作用して圧壊して、敷きモルタル１４の小片が矢印方向に飛び散ったことが確認された。
【0004】
また、アンカーボルト１５には、図８（ａ）（ｂ）における梁（鉄骨置屋根）１１の矢印方向の回転又は図９（ａ）（ｂ）におけるＲＣ構造体１０の柱頭の回転により曲げ応力が発生し、アンカーボルト１５の浮き上がりや破断の恐れがあるなどの問題があった。
【0005】
柱脚部１２のベースプレート１３をＲＣ構造体１０にアンカーボルト１５で固定する場合において、ベースプレート１３とアンカーボルト１５のナットの間に皿ばねを介在する方法（特許文献１）、ベースプレート１３とアンカーボルト１５のナットの間にコイルばねを介在する方法（特許文献２）が知られているが、これらの例では、地震力を吸収するのみで、図８（ａ）（ｂ）に示す梁（鉄骨置屋根）１１の矢印方向の回転又は図９（ａ）（ｂ）に示すＲＣ構造体１０の柱頭の回転により曲げ応力が発生する点や引っ張り対策としては、何ら考慮されていない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0006】
【文献】主催／公益社団法人日本コンクリート工業会 コンクリート工学年次大会２０１４（高松）２０１４年７月１１日（金）１３：３０～１５：３０［２２１７］ＲＣ下部構造を有する鉄骨置屋根空間構造物の被害調査と被害発生機構の分析、Ｖｏｌ．３６、Ｎｏ．２、２０１４。
【特許文献】
【0007】
【文献】特開２００２－２１１８５号公報
【文献】特開２００１－３０３５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
解決しようとする問題点は、ＲＣ構造体の上に鉄骨屋根などの空間構造物が柱脚部を介して取り付けられものにおいて、梁（鉄骨置屋根）の回転又はＲＣ構造体の柱頭の回転により曲げ応力が発生しても敷きモルタルが破断せず、しかも、アンカーボルトの浮き上がりや破断の恐れのないものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、
鉄骨置屋根１１の柱脚部１２をＲＣ構造体１０に載せ、前記ＲＣ構造体１０に埋め込み固定した締結棒材１５と固定具１６で前記柱脚部１２のベースプレート１３を架設するようにした空間構造物の支承装置において、
前記固定具１６と前記ＲＣ構造体１０との間にプレストレス付与部材１８と弾性体１９を介在して挟着するようにしたことを特徴とする。
鉄骨置屋根１１の柱脚部１２をＲＣ構造体１０に載せ、前記ＲＣ構造体１０に埋め込み固定した締結棒材１５と固定具１６で前記柱脚部１２のベースプレート１３を架設するようにした空間構造物の支承装置において、
前記固定具１６と前記ＲＣ構造体１０との間にプレストレス付与部材１８と弾性体１９を介在して挟着するようにしたことを特徴とする。
【0010】
前記弾性体１９は、前記プレストレス付与部材１８により与えられたエネルギーを貯蔵可能な弾性体のみからなる場合と、前記プレストレス付与部材１８により与えられたエネルギーを貯蔵可能な弾性体と、前記プレストレス付与部材１８により与えられたエネルギーを散逸する粘性体とを組み合わせた粘弾性体からなる場合とを包含する。
【0011】
本発明は、より具体的には、
鉄骨置屋根１１の支柱（柱脚部）１２をＲＣ構造体１０に載せ、前記ＲＣ構造体１０に埋め込み固定したアンカーボルトからなる締結棒材１５とナットからなる固定具１６で前記柱脚部１２のベースプレート１３を架設するようにした空間構造物の支承装置において、
前記ＲＣ構造体１０と前記ベースプレート１３との間に、板状のゴム層２０を両面から硬質の板材２１で挟んで形成した前記ベースプレート１３と略同一面積の弾性体１９を介在し、前記ベースプレート１３の上に複数個の皿ばねからなるプレストレス付与部材１８を載せ、前記ナットからなる固定具１６で皿ばねからなるプレストレス付与部材１８にてプレストレスを付与して挟着するようにしたことを特徴とする。
鉄骨置屋根１１の支柱（柱脚部）１２をＲＣ構造体１０に載せ、前記ＲＣ構造体１０に埋め込み固定したアンカーボルトからなる締結棒材１５とナットからなる固定具１６で前記柱脚部１２のベースプレート１３を架設するようにした空間構造物の支承装置において、
前記ＲＣ構造体１０と前記ベースプレート１３との間に、板状のゴム層２０を両面から硬質の板材２１で挟んで形成した前記ベースプレート１３と略同一面積の弾性体１９を介在し、前記ベースプレート１３の上に複数個の皿ばねからなるプレストレス付与部材１８を載せ、前記ナットからなる固定具１６で皿ばねからなるプレストレス付与部材１８にてプレストレスを付与して挟着するようにしたことを特徴とする。
【0012】
前記弾性体１９における硬質の板材２１は金属板からなり、この金属板２１の下面に鉄筋２４又は前記ＲＣ構造体１０に埋設したスタッドボルト２６を溶接し、この金属板２１の下面と前記ＲＣ構造体１０の上面との間にレベル調整用モルタル層２９を充填して前記弾性体１９を含む支承部の横ずれを防止してなることを特徴とする。
【0013】
前記弾性体１９における硬質の板材２１は金属板からなり、この金属板２１の下面に錆促進剤２５又は被覆ゴム３０を設け、この金属板２１の下面の錆促進剤２５又は被覆ゴム３０と前記ＲＣ構造体１０の上面との間にレベル調整用モルタル層２９を充填して前記弾性体１９を含む支承部の横ずれを防止してなることを特徴とする
【0014】
前記ＲＣ構造体１０と前記ベースプレート１３との間に、板状のゴム層２０を両面から硬質の板材の金属板２１で挟んで形成した前記ベースプレート１３と略同一面積の弾性体１９を介在し、前記ベースプレート１３の上に複数個の皿ばねからなるプレストレス付与部材１８を載せ、前記ナットからなる固定具１６で皿ばねからなるプレストレス付与部材１８にてプレストレスを付与して挟着形成した支承部は、耐火被覆２３で被覆してなることを特徴とする。
【0015】
梁（鉄骨置屋根）１１の支柱（柱脚部）１２をＲＣ構造体１０に載せ、前記ＲＣ構造体１０に埋め込み固定したアンカーボルトからなる締結棒材１５とナットからなる固定具１６で前記支柱（柱脚部）１２のベースプレート１３を架設するようにした空間構造物の支承方法において、
前記ＲＣ構造体１０の上に突出した前記アンカーボルトからなる締結棒材１５を、板状のゴム層２０を両面から硬質の板材の金属板２１で挟んで形成した前記ベースプレート１３と略同一面積の弾性体１９の貫通孔２２に貫通して載せ置く工程と、
前記弾性体１９の上に前記支柱（柱脚部）１２の前記ベースプレート１３を、前記アンカーボルトからなる締結棒材１５を貫通して設置する工程と、
前記ベースプレート１３の上に前記アンカーボルトからなる締結棒材１５を貫通して皿ばねからなるプレストレス付与部材１８を設置し、前記ナットからなる固定具１６で前記皿ばねからなるプレストレス付与部材１８にて前記弾性体１９にプレストレスを導入する工程と
からなることを特徴とする。
前記ＲＣ構造体１０の上に突出した前記アンカーボルトからなる締結棒材１５を、板状のゴム層２０を両面から硬質の板材の金属板２１で挟んで形成した前記ベースプレート１３と略同一面積の弾性体１９の貫通孔２２に貫通して載せ置く工程と、
前記弾性体１９の上に前記支柱（柱脚部）１２の前記ベースプレート１３を、前記アンカーボルトからなる締結棒材１５を貫通して設置する工程と、
前記ベースプレート１３の上に前記アンカーボルトからなる締結棒材１５を貫通して皿ばねからなるプレストレス付与部材１８を設置し、前記ナットからなる固定具１６で前記皿ばねからなるプレストレス付与部材１８にて前記弾性体１９にプレストレスを導入する工程と
からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
請求項１記載の発明によれば、
鉄骨置屋根の柱脚部をＲＣ構造体に載せ、前記ＲＣ構造体に埋め込み固定した締結棒材と固定具で前記柱脚部のベースプレートを架設するようにした空間構造物の支承装置において、
前記固定具と前記ＲＣ構造体との間にプレストレス付与部材と弾性体を介在して挟着し、
前記弾性体は、前記プレストレス付与部材により与えられたエネルギーを貯蔵可能な弾性体と、前記プレストレス付与部材により与えられたエネルギーを散逸する粘性体とを組み合わせた粘弾性体からなるので、次の作用効果を有する。
プレストレス付与部材を介在して締結棒材の固定具で締め付けて予めプレストレスを導入することで、ベースプレートの浮き上がりを防止し、締結棒材のせん断力負担軽減を図ることができる。この結果、プレストレス付与部材により自重の小さい鉄骨置屋根の転倒力による浮き上がりが防止される。また、ＲＣ構造体とベースプレートとの間に弾性体を挟み、ベースプレートの曲げ及びせん断剛性を適切に評価するとともに、締結棒材への応力集中の低減を図ることができる。
また、弾性体は、粘性体を包含する粘弾性体を利用することができる。
鉄骨置屋根の柱脚部をＲＣ構造体に載せ、前記ＲＣ構造体に埋め込み固定した締結棒材と固定具で前記柱脚部のベースプレートを架設するようにした空間構造物の支承装置において、
前記固定具と前記ＲＣ構造体との間にプレストレス付与部材と弾性体を介在して挟着し、
前記弾性体は、前記プレストレス付与部材により与えられたエネルギーを貯蔵可能な弾性体と、前記プレストレス付与部材により与えられたエネルギーを散逸する粘性体とを組み合わせた粘弾性体からなるので、次の作用効果を有する。
プレストレス付与部材を介在して締結棒材の固定具で締め付けて予めプレストレスを導入することで、ベースプレートの浮き上がりを防止し、締結棒材のせん断力負担軽減を図ることができる。この結果、プレストレス付与部材により自重の小さい鉄骨置屋根の転倒力による浮き上がりが防止される。また、ＲＣ構造体とベースプレートとの間に弾性体を挟み、ベースプレートの曲げ及びせん断剛性を適切に評価するとともに、締結棒材への応力集中の低減を図ることができる。
また、弾性体は、粘性体を包含する粘弾性体を利用することができる。
【0017】
請求項２記載の発明によれば、
前記プレストレス付与部材は、皿ばねからなるので、皿ばねにより自重の小さい鉄骨置屋根の転倒力による浮き上がりが防止される。
前記プレストレス付与部材は、皿ばねからなるので、皿ばねにより自重の小さい鉄骨置屋根の転倒力による浮き上がりが防止される。
【0018】
請求項３記載の発明によれば、
鉄骨置屋根の柱脚部をＲＣ構造体に載せ、前記ＲＣ構造体に埋め込み固定したアンカーボルトからなる締結棒材とナットからなる固定具で前記柱脚部のベースプレート架設するようにした空間構造物の支承装置において、
前記ＲＣ構造体と前記ベースプレートとの間に、板状のゴム層を両面から硬質の板材で挟んで形成した前記ベースプレートと略同一面積の弾性体を介在し、前記ベースプレートの上に複数個の皿ばねからなるプレストレス付与部材を載せ、前記ナットからなる固定具で皿ばねからなるプレストレス付与部材にプレストレスを付与して挟着し、
前記弾性体の硬質の板材は金属板からなり、この金属板の下面に錆促進剤又は被覆ゴムを設け、この金属板の下面の錆促進剤又は被覆ゴムと前記ＲＣ構造体の上面との間にレベル調整用モルタル層を充填してなるので、
プレストレス付与部材を介在してアンカーボルトのナットで締め付けて予めプレストレスを導入することで、ベースプレートの浮き上がりを防止し、アンカーボルトのせん断力負担軽減を図ることができる。この結果、皿ばねにより自重の小さい鉄骨置屋根の転倒力による浮き上がりが防止される。また、ＲＣ構造体とベースプレートとの間に板状のゴム層を両面から硬質の板材で挟んで形成した弾性体を挟み、ベースプレートの曲げ及びせん断剛性を適切に評価するとともに、アンカーボルトへの応力集中の低減を図ることができる。
また、ＲＣ構造体の回転に弾性体が追随し、破損をより低下できる。さらに、前記同様、ベースプレートの曲げ及びせん断剛性を適切に評価するとともに、アンカーボルト（締結棒材）への応力集中の低減を図ることができる。
鉄骨置屋根の柱脚部をＲＣ構造体に載せ、前記ＲＣ構造体に埋め込み固定したアンカーボルトからなる締結棒材とナットからなる固定具で前記柱脚部のベースプレート架設するようにした空間構造物の支承装置において、
前記ＲＣ構造体と前記ベースプレートとの間に、板状のゴム層を両面から硬質の板材で挟んで形成した前記ベースプレートと略同一面積の弾性体を介在し、前記ベースプレートの上に複数個の皿ばねからなるプレストレス付与部材を載せ、前記ナットからなる固定具で皿ばねからなるプレストレス付与部材にプレストレスを付与して挟着し、
前記弾性体の硬質の板材は金属板からなり、この金属板の下面に錆促進剤又は被覆ゴムを設け、この金属板の下面の錆促進剤又は被覆ゴムと前記ＲＣ構造体の上面との間にレベル調整用モルタル層を充填してなるので、
プレストレス付与部材を介在してアンカーボルトのナットで締め付けて予めプレストレスを導入することで、ベースプレートの浮き上がりを防止し、アンカーボルトのせん断力負担軽減を図ることができる。この結果、皿ばねにより自重の小さい鉄骨置屋根の転倒力による浮き上がりが防止される。また、ＲＣ構造体とベースプレートとの間に板状のゴム層を両面から硬質の板材で挟んで形成した弾性体を挟み、ベースプレートの曲げ及びせん断剛性を適切に評価するとともに、アンカーボルトへの応力集中の低減を図ることができる。
また、ＲＣ構造体の回転に弾性体が追随し、破損をより低下できる。さらに、前記同様、ベースプレートの曲げ及びせん断剛性を適切に評価するとともに、アンカーボルト（締結棒材）への応力集中の低減を図ることができる。
【0019】
請求項４記載の発明によれば、
前記ＲＣ構造体の上に前記弾性体と前記皿ばねからなる前記プレストレス付与部材の組み合わせで構成した支承部を耐火被覆で被覆したので、地震動以外の火災に対して支承部の損傷を未然に防止できる。
前記ＲＣ構造体の上に前記弾性体と前記皿ばねからなる前記プレストレス付与部材の組み合わせで構成した支承部を耐火被覆で被覆したので、地震動以外の火災に対して支承部の損傷を未然に防止できる。
【0020】
請求項５記載の発明によれば、
鉄骨置屋根の柱脚部をＲＣ構造体に載せ、前記ＲＣ構造体に埋め込み固定したアンカーボルトからなる締結棒材とナットからなる固定具で前記柱脚部のベースプレートを架設するようにした空間構造物の支承方法において、
前記ＲＣ構造体の上に突出した前記アンカーボルトからなる締結棒材を、板状のゴム層を両面から硬質の板材で挟んで形成した前記ベースプレートと略同一面積の弾性体の貫通孔に貫通して載せ置く工程と、
前記弾性体は、プレストレス付与部材により与えられたエネルギーを貯蔵可能な弾性体と、前記プレストレス付与部材により与えられたエネルギーを散逸する粘性体とを組み合わせた粘弾性体からなるものが用いられ、前記弾性体の上に前記柱脚部の前記ベースプレートを、前記締結棒材を貫通して設置する工程と、
前記ベースプレートの上に前記締結棒材を貫通してプレストレス付与部材を設置し、前記固定具で前記プレストレス付与部材にプレストレスを導入する工程と
からなるので、請求項１と同様の作用効果を有する。
鉄骨置屋根の柱脚部をＲＣ構造体に載せ、前記ＲＣ構造体に埋め込み固定したアンカーボルトからなる締結棒材とナットからなる固定具で前記柱脚部のベースプレートを架設するようにした空間構造物の支承方法において、
前記ＲＣ構造体の上に突出した前記アンカーボルトからなる締結棒材を、板状のゴム層を両面から硬質の板材で挟んで形成した前記ベースプレートと略同一面積の弾性体の貫通孔に貫通して載せ置く工程と、
前記弾性体は、プレストレス付与部材により与えられたエネルギーを貯蔵可能な弾性体と、前記プレストレス付与部材により与えられたエネルギーを散逸する粘性体とを組み合わせた粘弾性体からなるものが用いられ、前記弾性体の上に前記柱脚部の前記ベースプレートを、前記締結棒材を貫通して設置する工程と、
前記ベースプレートの上に前記締結棒材を貫通してプレストレス付与部材を設置し、前記固定具で前記プレストレス付与部材にプレストレスを導入する工程と
からなるので、請求項１と同様の作用効果を有する。
【0021】
請求項６記載の発明によれば、
前記プレストレス付与部材にプレストレスを導入する工程の後に、
前記ＲＣ構造体の上に前記弾性体と皿ばねからなる前記プレストレス付与部材の組み合わせで構成した支承部を耐火被覆で被覆する工程と
を付加してなるので、請求項４と同様の作用効果を有する。
前記プレストレス付与部材にプレストレスを導入する工程の後に、
前記ＲＣ構造体の上に前記弾性体と皿ばねからなる前記プレストレス付与部材の組み合わせで構成した支承部を耐火被覆で被覆する工程と
を付加してなるので、請求項４と同様の作用効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明による空間構造物の支承装置及び支承方法の実施例１を示す斜視図である。
【図3】本発明に用いられる弾性体１９の断面図である。
【図4】（ａ）は、弾性体１９の一例を示す平面図、（ｂ）は、弾性体１９の他の例を示す平面図である。
【図5】本発明による空間構造物の支承装置を耐火被覆２３で被覆した例を示す断面図である。
【図6】（ａ）は、横ずれ防止のため弾性体１９の金属板２１の下面に鉄筋２４を溶接し、その下にレベル調整用モルタル層２９を充填した例を示す断面図、（ｂ）は、弾性体１９の金属板２１の下面に錆促進剤２５を塗布し、その下にレベル調整用モルタル層２９を充填した例を示す断面図、（ｃ）は、弾性体１９の金属板２１の下面をＲＣ構造体１０に埋設したスタッドボルト２６に溶接し、その下にレベル調整用モルタル層２９を充填した例を示す断面図、（ｄ）は、アンカーボルト１５に代えてアンカー金属棒２７を用いた例を示す断面図、（ｅ）は、弾性体１９の金属板２１の下面に被覆ゴム３０設け、その下にレベル調整用モルタル層２９を充填した例を示す断面図である。
【図7】（ａ）は、皿ばね１８を２枚ずつ表裏反転して積層した例を示す断面図、（ｂ）は、皿ばね１８を同一方向に４枚重ねた例を示す断面図である。
【図8】従来の鉄骨置き屋根構造物において、（ａ）は、梁（鉄骨置屋根）１１の左回転により敷きモルタル１４に偏心圧縮が作用した例を示す説明図、（ｂ）は、梁（鉄骨置屋根）１１の右回転により敷きモルタル１４に偏心圧縮が作用した例を示す説明図である。
【図9】従来の鉄骨置き屋根構造物において、（ａ）は、ＲＣ構造体１０の右回転により敷きモルタル１４に偏心圧縮が作用した例を示す説明図、（ｂ）は、ＲＣ構造体１０の左回転により敷きモルタル１４に偏心圧縮が作用した例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
本発明は、
鉄骨置屋根１１の支柱（柱脚部）１２をＲＣ構造体１０に載せ、前記ＲＣ構造体１０に埋め込み固定したアンカーボルト（締結棒材）１５とナット（固定具）１６で前記支柱（柱脚部）１２のベースプレート１３を架設するようにした空間構造物の支承装置において、
前記ナット（固定具）１６と前記ＲＣ構造体１０との間に皿ばね（プレストレス付与部材）１８と弾性体１９を介在して挟着する。
鉄骨置屋根１１の支柱（柱脚部）１２をＲＣ構造体１０に載せ、前記ＲＣ構造体１０に埋め込み固定したアンカーボルト（締結棒材）１５とナット（固定具）１６で前記支柱（柱脚部）１２のベースプレート１３を架設するようにした空間構造物の支承装置において、
前記ナット（固定具）１６と前記ＲＣ構造体１０との間に皿ばね（プレストレス付与部材）１８と弾性体１９を介在して挟着する。
【0026】
前記弾性体１９は、前記プレストレス付与部材１８により与えられたエネルギーを貯蔵可能な弾性体のみからなる場合と、前記プレストレス付与部材１８により与えられたエネルギーを貯蔵可能な弾性体と、前記プレストレス付与部材１８により与えられたエネルギーを散逸する粘性体とを組み合わせた粘弾性体からなる場合とを包含するものとする。
【0027】
前記梁（鉄骨置屋根）１１の支柱（柱脚部）１２をＲＣ構造体１０に載せ、前記ＲＣ構造体１０に埋め込み固定したアンカーボルトからなる締結棒材１５とナットからなる固定具１６で前記柱脚部１２のベースプレート１３を架設するようにした空間構造物の支承装置において、
前記ＲＣ構造体１０と前記ベースプレート１３との間に、板状のゴム層２０を両面から硬質の板材の金属板２１で挟んで形成した前記ベースプレート１３と略同一面積の弾性体１９を介在し、前記ベースプレート１３の上に複数個の皿ばねからなるプレストレス付与部材１８を載せ、前記ナットからなる固定具１６で皿ばねからなるプレストレス付与部材１８にプレストレスを付与して挟着する。
前記ＲＣ構造体１０と前記ベースプレート１３との間に、板状のゴム層２０を両面から硬質の板材の金属板２１で挟んで形成した前記ベースプレート１３と略同一面積の弾性体１９を介在し、前記ベースプレート１３の上に複数個の皿ばねからなるプレストレス付与部材１８を載せ、前記ナットからなる固定具１６で皿ばねからなるプレストレス付与部材１８にプレストレスを付与して挟着する。
【0028】
前記弾性体１９の硬質の板材２１は金属板からなり、この金属板２１の下面をに鉄筋２４又は前記ＲＣ構造体１０に埋設したスタッドボルト２６に溶接し、この金属板２１の下面と前記ＲＣ構造体１０の上面との間にレベル調整用モルタル層２９を充填して前記弾性体１９の横ずれを防止してなる。
【0029】
前記弾性体１９の硬質の板材２１は金属板からなり、この金属板２１の下面に錆促進剤２５又は被覆ゴム３０を設け、この金属板２１の下面の錆促進剤２５又は被覆ゴム３０と前記ＲＣ構造体１０の上面との間にレベル調整用モルタル層２９を充填してなる。
【0030】
前記ＲＣ構造体１０と前記ベースプレート１３との間に、板状のゴム層２０を両面から硬質の板材の金属板２１で挟んで形成した前記ベースプレート１３と略同一面積の弾性体１９を介在し、前記ベースプレート１３の上に複数個の皿ばねからなるプレストレス付与部材１８を載せ、前記ナットからなる固定具１６で皿ばねからなるプレストレス付与部材１８にプレストレスを付与して挟着形成した支承部は、耐火被覆２３で被覆してなる。
【0031】
梁（鉄骨置屋根）１１の支柱（柱脚部）１２をＲＣ構造体１０に載せ、前記ＲＣ構造体１０に埋め込み固定したアンカーボルトからなる締結棒材１５とナットからなる固定具１６で前記支柱（柱脚部）１２のベースプレート１３を架設するようにした空間構造物の支承方法において、
前記ＲＣ構造体１０の上に突出した前記アンカーボルトからなる締結棒材１５を、板状のゴム層２０を両面から硬質の板材の金属板２１で挟んで形成した前記ベースプレート１３と略同一面積の弾性体１９の貫通孔２２に貫通して載せ置く工程と、
前記弾性体１９の上に前記支柱（柱脚部）１２の前記ベースプレート１３を、前記アンカーボルト（締結棒材）１５を貫通して設置する工程と、
前記ベースプレート１３の上に前記アンカーボルト（締結棒材）１５を貫通して皿ばね（プレストレス付与部材）１８を設置し、前記ナット（固定具）１６で前記皿ばね（プレストレス付与部材）１８にて前記弾性体１９にプレストレスを導入する工程と
からなる。
前記ＲＣ構造体１０の上に突出した前記アンカーボルトからなる締結棒材１５を、板状のゴム層２０を両面から硬質の板材の金属板２１で挟んで形成した前記ベースプレート１３と略同一面積の弾性体１９の貫通孔２２に貫通して載せ置く工程と、
前記弾性体１９の上に前記支柱（柱脚部）１２の前記ベースプレート１３を、前記アンカーボルト（締結棒材）１５を貫通して設置する工程と、
前記ベースプレート１３の上に前記アンカーボルト（締結棒材）１５を貫通して皿ばね（プレストレス付与部材）１８を設置し、前記ナット（固定具）１６で前記皿ばね（プレストレス付与部材）１８にて前記弾性体１９にプレストレスを導入する工程と
からなる。
【実施例1】
【0032】
本発明による空間構造物の支承装置及び支承方法の実施例を図面に基づき説明する。
本発明の第１のポイントは、自重の小さい梁（鉄骨置屋根）１１の転倒力による浮き上がり防止のために、皿ばね（プレストレス付与部材）１８を介在して予めプレストレスを導入することである。
本発明の第２のポイントは、プレストレスを導入しても発生する回転挙動や水平変形に対してＲＣ構造体１０とベースプレート１３との間に弾性体１９を挟み、垂直、水平変位を吸収することである。
本発明の第１のポイントは、自重の小さい梁（鉄骨置屋根）１１の転倒力による浮き上がり防止のために、皿ばね（プレストレス付与部材）１８を介在して予めプレストレスを導入することである。
本発明の第２のポイントは、プレストレスを導入しても発生する回転挙動や水平変形に対してＲＣ構造体１０とベースプレート１３との間に弾性体１９を挟み、垂直、水平変位を吸収することである。
【0033】
前記本発明の第１及び第２のポイントを達成するための具体的構成を説明する。
図１において、下部構造体であるＲＣ構造体１０の上に、鉄骨置屋根などの梁（鉄骨置屋根）１１の柱脚部１２が固定的に取り付けられる。
前記ＲＣ構造体１０には、複数本のアンカーボルト（締結棒材）１５が埋め込まれ、これらのアンカーボルト（締結棒材）１５のねじ部分が前記ＲＣ構造体１０の上面に突出している。
前記柱脚部１２の下端部には、ベースプレート１３が一体に溶接され、このベースプレート１３と前記ＲＣ構造体１０の上面との間には、前記本発明の第２のポイントを達成する弾性体１９を介在する。また前記ベースプレート１３の上面まで前記アンカーボルト（締結棒材）１５のねじ部を貫通突出し、前記本発明の第１のポイントを達成する皿ばね（プレストレス付与部材）１８を嵌合し、さらにその上にワッシャ１７を介在してナット（固定具）１６が螺着されている。
図１において、下部構造体であるＲＣ構造体１０の上に、鉄骨置屋根などの梁（鉄骨置屋根）１１の柱脚部１２が固定的に取り付けられる。
前記ＲＣ構造体１０には、複数本のアンカーボルト（締結棒材）１５が埋め込まれ、これらのアンカーボルト（締結棒材）１５のねじ部分が前記ＲＣ構造体１０の上面に突出している。
前記柱脚部１２の下端部には、ベースプレート１３が一体に溶接され、このベースプレート１３と前記ＲＣ構造体１０の上面との間には、前記本発明の第２のポイントを達成する弾性体１９を介在する。また前記ベースプレート１３の上面まで前記アンカーボルト（締結棒材）１５のねじ部を貫通突出し、前記本発明の第１のポイントを達成する皿ばね（プレストレス付与部材）１８を嵌合し、さらにその上にワッシャ１７を介在してナット（固定具）１６が螺着されている。
【0034】
前記本発明の第１のポイントを達成する皿ばね（プレストレス付与部材）１８は、一例として、図２に示すように、４枚の皿ばねが１枚毎に表裏を交互に反転して重ね合わせ、ナット（固定具）１６の締め付け程度でプレストレスが導入される。この皿ばね（プレストレス付与部材）１８は、前記梁（鉄骨置屋根）１１の重量、大きさ、形状等に応じて１～複数枚使用される。また、この皿ばね（プレストレス付与部材）１８は、図７（ａ）に示すように、４枚の皿ばねを２枚毎に表裏を交互に反転して重ね合わせたり、図７（ｂ）に示すように、４枚の皿ばねをすべて同一方向に向けて重ね合わせたりするなど、設定するプレストレスの大きさに応じて枚数と、重ね合わせの向きなどを設定することができる。
【0035】
前記本発明の第２のポイントを達成する弾性体１９は、一例として、図３に示すように、厚さ数ｍｍのゴム層２０と、このゴム層２０の両面を厚さ数ｍｍの薄い硬質の板材の金属板２１で被覆してなるもので、前記ゴム層２０の全周には、金属板２１の全周囲を保護するため外周縁部２０ａとこの外周縁部２０ａから上下面に伸びた外周まくり部２０ｂとからなる。弾性体１９の大きさは、図４（ａ）のような正方形や、（ｂ）に示すような長方形など、前記ベースプレート１３の大きさや形状に合わせた構成とする。
【0036】
前記弾性体１９は、前記プレストレス付与部材１８により与えられたエネルギーを貯蔵可能な弾性体のみからなる場合と、前記プレストレス付与部材１８により与えられたエネルギーを貯蔵可能な弾性体と、前記プレストレス付与部材１８により与えられたエネルギーを散逸する粘性体とを化学的に混合するなどの方法で組み合わせた粘弾性体からなる場合とを包含するものとする。
【0037】
前記弾性体１９が、加圧による横ずれ防止のため、図６（ａ）は、弾性体１９における硬質の板材の金属板２１の下面に鉄筋２４に溶接し、その下にレベル調整用モルタル層２９を充填した例を示す。
図６（ｂ）は、弾性体１９の金属板２１の下面に錆促進剤２５を塗布し、その下にレベル調整用モルタル層２９を充填した例を示す。
図６（ｃ）は、弾性体１９の金属板２１の下面をＲＣ構造体１０に埋設したスタッドボルト２６に溶接し、その下にレベル調整用モルタル層２９を充填した例を示す。
図６（ｅ）は、弾性体１９の金属板２１の下面に被覆ゴム３０設け、その下にレベル調整用モルタル層２９を充填した例を示す。
図６（ｂ）は、弾性体１９の金属板２１の下面に錆促進剤２５を塗布し、その下にレベル調整用モルタル層２９を充填した例を示す。
図６（ｃ）は、弾性体１９の金属板２１の下面をＲＣ構造体１０に埋設したスタッドボルト２６に溶接し、その下にレベル調整用モルタル層２９を充填した例を示す。
図６（ｅ）は、弾性体１９の金属板２１の下面に被覆ゴム３０設け、その下にレベル調整用モルタル層２９を充填した例を示す。
【0038】
以上のように構成における作用を説明する。
（１）アンカーボルト（締結棒材）１５のナットとベースプレート１３との間に皿ばね（プレストレス付与部材）１８を介在してアンカーボルト（締結棒材）１５のナット（固定具）１６を締め付けて予めプレストレスを導入する。プレストレスを導入することで、ベースプレート１３の浮き上がりを防止し、アンカーボルト（締結棒材）１５のせん断力負担軽減を図ることができる。この結果、皿ばね（プレストレス付与部材）１８により自重の小さい屋根の転倒力による浮き上がりが防止される。
なお、皿ばね（プレストレス付与部材）１８は、通常、先に挙げた従来例のように、減衰効果のために使用しているが、本発明のようにプレストレスの導入のために使用する例は見られない。
（２）ＲＣ構造体１０とベースプレート１３の間に、弾性体１９を介在することにより、アンカーボルト（締結棒材）１５への応力集中が低減される。大スパン架構の支承部は、水平力による変動軸力が大きく、支承軸力に引抜力が生じ、アンカーボルト（締結棒材）１５が降伏するとともに、回転剛性や復元力特性に影響する履歴特性の評価が複雑に変化し、地震時挙動を把握することが難しい。そこで、ＲＣ構造体１０とベースプレート１３との間に弾性体１９を挟み、ベースプレート１３の曲げ及びせん断剛性を適切に評価するとともに、アンカーボルト（締結棒材）１５への応力集中の低減を図ることができる。
（１）アンカーボルト（締結棒材）１５のナットとベースプレート１３との間に皿ばね（プレストレス付与部材）１８を介在してアンカーボルト（締結棒材）１５のナット（固定具）１６を締め付けて予めプレストレスを導入する。プレストレスを導入することで、ベースプレート１３の浮き上がりを防止し、アンカーボルト（締結棒材）１５のせん断力負担軽減を図ることができる。この結果、皿ばね（プレストレス付与部材）１８により自重の小さい屋根の転倒力による浮き上がりが防止される。
なお、皿ばね（プレストレス付与部材）１８は、通常、先に挙げた従来例のように、減衰効果のために使用しているが、本発明のようにプレストレスの導入のために使用する例は見られない。
（２）ＲＣ構造体１０とベースプレート１３の間に、弾性体１９を介在することにより、アンカーボルト（締結棒材）１５への応力集中が低減される。大スパン架構の支承部は、水平力による変動軸力が大きく、支承軸力に引抜力が生じ、アンカーボルト（締結棒材）１５が降伏するとともに、回転剛性や復元力特性に影響する履歴特性の評価が複雑に変化し、地震時挙動を把握することが難しい。そこで、ＲＣ構造体１０とベースプレート１３との間に弾性体１９を挟み、ベースプレート１３の曲げ及びせん断剛性を適切に評価するとともに、アンカーボルト（締結棒材）１５への応力集中の低減を図ることができる。
【0039】
前記実施例では、本発明は、第１のポイントを達成する皿ばね（プレストレス付与部材）１８と、第２のポイントを達成する弾性体１９を具備することが必須要件としたが、さらに、次の構成を付加することが望ましい。
図５において、ＲＣ構造体１０の上に弾性体１９と皿ばね（プレストレス付与部材）１８の組み合わせで構成した支承部を、ケイ酸カルシウム板のような不燃物で被覆する。このような構成とすることで、地震動だけでなく、火災による損傷を軽減できる。
図６（ｄ）において、アンカーボルト１５に代えてアンカー金属棒２７をＲＣ構造体１０内に埋設し、このアンカー金属棒２７の先端部を弾性体１９とベースプレート１３を貫通してカプラー２８で固定する。このカプラー２８にジャッキを連結してプレストレスを導入する。これにより、アンカーボルト１５とナット１６に代わる構成とすることができる。
図５において、ＲＣ構造体１０の上に弾性体１９と皿ばね（プレストレス付与部材）１８の組み合わせで構成した支承部を、ケイ酸カルシウム板のような不燃物で被覆する。このような構成とすることで、地震動だけでなく、火災による損傷を軽減できる。
図６（ｄ）において、アンカーボルト１５に代えてアンカー金属棒２７をＲＣ構造体１０内に埋設し、このアンカー金属棒２７の先端部を弾性体１９とベースプレート１３を貫通してカプラー２８で固定する。このカプラー２８にジャッキを連結してプレストレスを導入する。これにより、アンカーボルト１５とナット１６に代わる構成とすることができる。
【0040】
前記実施例では、図７（ｂ）に示すように、ＲＣ構造体１０の上にモルタル層２９を充填してレベルを調整するようにしたが、レベルの調整が不要のときは、ＲＣ構造体１０の上面に弾性体１９を直接載せてベースプレート１３とともに固定するようにしてもよい。
前記実施例では、ＲＣ構造体１０とベースプレート１３の間に弾性体１９を挟み、ベースプレート１３の上に、皿ばね（プレストレス付与部材）１８を設置してナット（固定具）１６でプレストレスを導入するようにしたが、これに限られるものではなく、前記弾性体１９とベースプレート１３の間に皿ばね（プレストレス付与部材）１８を設置してベースプレート１３の上からナット（固定具）１６で締め付けて皿ばね（プレストレス付与部材）１８にプレストレスを導入するようにしてもよい。
また、複数枚の皿ばね（プレストレス付与部材）１８は、ＲＣ構造体１０と弾性体１９の間、弾性体１９とベースプレート１３の間、ベースプレート１３とナット（固定具）１６の間に選択的にそれぞれ設置するようにしてもよい。
前記実施例では、ＲＣ構造体１０とベースプレート１３の間に弾性体１９を挟み、ベースプレート１３の上に、皿ばね（プレストレス付与部材）１８を設置してナット（固定具）１６でプレストレスを導入するようにしたが、これに限られるものではなく、前記弾性体１９とベースプレート１３の間に皿ばね（プレストレス付与部材）１８を設置してベースプレート１３の上からナット（固定具）１６で締め付けて皿ばね（プレストレス付与部材）１８にプレストレスを導入するようにしてもよい。
また、複数枚の皿ばね（プレストレス付与部材）１８は、ＲＣ構造体１０と弾性体１９の間、弾性体１９とベースプレート１３の間、ベースプレート１３とナット（固定具）１６の間に選択的にそれぞれ設置するようにしてもよい。
【0041】
前記実施例では、１枚のゴム層２０を上下両面から硬質の板材の金属板２１で挟んだ例を示したが、これに限られるものではなく、複数枚のゴム層２０を両面から順次硬質の板材の金属板２１で積層してなるものであってもよい。
前記実施例では、ＲＣ構造体１０の上に水平に支柱（柱脚部）１２のベースプレート１３を取り付けるようにしたが、水平に限らず、傾斜している場合も含む。
前記実施例では、ＲＣ構造体１０の上に水平に支柱（柱脚部）１２のベースプレート１３を取り付けるようにしたが、水平に限らず、傾斜している場合も含む。
【符号の説明】
【0042】
１０…ＲＣ構造体、１１…梁（鉄骨置屋根）、１２…支柱（柱脚部）、１３…ベースプレート、１４…敷きモルタル、１５…アンカーボルト（締結棒材）、１６…ナット（固定具）、１７…ワッシャ、１８…皿ばね（プレストレス付与部材）、１９…弾性体、２０…ゴム層、２１…硬質の板材（金属板）、２２…貫通孔、２３…耐火被覆、２４…鉄筋、２５…錆促進剤、２６…スタッドボルト、２７…アンカー金属棒、２８…カプラー、２９…レベル調整用モルタル層、３０…被覆ゴム。
【要約】
【課題】鉄骨置屋根の回転又はＲＣ構造体の柱頭の回転により曲げ応力が発生してもモルタルが破断せず、しかも、アンカーボルトの抜け上がりや破断の恐れのないものを提供することを目的とする。
【解決手段】鉄骨置屋根１１の柱脚部１２をＲＣ構造体１０に載せ、前記ＲＣ構造体１０に埋め込み固定したアンカーボルト１５とナット１６で前記柱脚部１２のベースプレート１３を架設するようにした空間構造物の支承装置において、前記ＲＣ構造体１０と前記ベースプレート１３との間に、板状のゴム層２０を両面から金属板２１で挟んで形成した前記ベースプレート１３と略同一面積の弾性体１９を介在し、前記ベースプレート１３の上に複数個の皿ばねからなるプレストレス付与部材１８を載せ、前記ナット１６でプレストレス付与部材１８にて前記弾性体１９にプレストレスを付与して挟着するようにする。
【選択図】図１
【解決手段】鉄骨置屋根１１の柱脚部１２をＲＣ構造体１０に載せ、前記ＲＣ構造体１０に埋め込み固定したアンカーボルト１５とナット１６で前記柱脚部１２のベースプレート１３を架設するようにした空間構造物の支承装置において、前記ＲＣ構造体１０と前記ベースプレート１３との間に、板状のゴム層２０を両面から金属板２１で挟んで形成した前記ベースプレート１３と略同一面積の弾性体１９を介在し、前記ベースプレート１３の上に複数個の皿ばねからなるプレストレス付与部材１８を載せ、前記ナット１６でプレストレス付与部材１８にて前記弾性体１９にプレストレスを付与して挟着するようにする。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】