(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-05
(45)【発行日】2024-03-13
(54)【発明の名称】柱脚構造
(51)【国際特許分類】
E04B 1/58 20060101AFI20240306BHJP
E04B 1/62 20060101ALI20240306BHJP
E04B 1/24 20060101ALI20240306BHJP
E04H 9/02 20060101ALI20240306BHJP
【FI】
E04B1/58 G
E04B1/62 Z
E04B1/58 511F
E04B1/24 R
E04H9/02 311
(21)【出願番号】P 2020073070
(22)【出願日】2020-04-15
【審査請求日】2023-02-15
(73)【特許権者】
【識別番号】323005120
【氏名又は名称】センクシア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001151
【氏名又は名称】あいわ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】岩澤 大致
(72)【発明者】
【氏名】増田 朋芳
(72)【発明者】
【氏名】宇野 浩史
【審査官】荒井 隆一
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-117089(JP,A)
【文献】特開2001-173241(JP,A)
【文献】特開平02-058655(JP,A)
【文献】特開平07-331670(JP,A)
【文献】特開2015-140616(JP,A)
【文献】特開2012-82611(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E04B 1/24
E04B 1/62
E04B 1/58
E04H 9/02
F16F 7/00
F16F 15/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
柱部と、該柱部の下端に設けられたベースプレート部と、ブレース部とを備え、前記ベースプレート部がアンカーボルトを介して基礎に固定された柱脚構造であって、
前記ブレース部の下部が被覆材で被覆され、前記ブレース部と前記被覆材との間に弾性を有する縁切材が設置されていることを特徴とする柱脚構造。
【請求項2】
前記縁切材が前記ブレース部の外周面の下部を覆っていることを特徴とする請求項1に記載の柱脚構造。
【請求項3】
前記ブレース部は、筋交い材と、該筋交い材の端部に取り付けられたガセットプレートとを有しており、前記ガセットプレートは、少なくとも前記柱部の外周面下部及び前記ベースプレート部の上面のいずれか一方に接合され、前記ブレース部の前後面及び内側端面と前記被覆材との間に前記縁切材が設置されていることを特徴とする請求項2に記載の柱脚構造。
【請求項4】
前記筋交い材の端部に固定具を介して前記ガセットプレートが取り付けられ、前記ガセットプレートの前後面に、前記筋交い材の取り付け部分に相当する切欠き部が形成された側面用の縁切材が接合され、前記切欠き部を覆う蓋用の縁切材が前記側面用の縁切材の外面に取り付けられていることを特徴とする請求項3に記載の柱脚構造。
【請求項5】
前記蓋用の縁切材と前記ブレース部との間に防水材が充填されていることを特徴とする請求項4に記載の柱脚構造。
【請求項6】
柱部と、該柱部の下端に設けられたベースプレート部と、ブレース部とを備え、前記ベースプレート部はアンカーボルトを介して基礎に固定された柱脚構造であって、
前記ブレース部の下部が被覆材で被覆され、該被覆材は、第1被覆部と、該第1被覆部より前記ブレース部側に位置する第2被覆部とを備えており、
前記第1被覆部と前記第2被覆部との間に弾性を有する縁切材が設置されていることを特徴とする柱脚構造。
【請求項7】
前記縁切材は、前記第2被覆部を介して、前記ブレース部の外周面の下部を囲んで設置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8】
前記ブレース部は、筋交い材と、該筋交い材の端部に取り付けられたガセットプレートとを有しており、前記ガセットプレートは、少なくとも前記柱部の外周面下部及び前記ベースプレート部の上面のいずれか一方に接合され、前記ブレース部の前後面及び内側端面が前記第2被覆部で被覆され、前記第1被覆部と前記第2被覆部との間に前記縁切材が設置されていることを特徴とする請求項7に記載の柱脚構造。
【請求項9】
前記縁切材が止水性を有することを特徴とする請求項1乃至請求項8のうちいずれか1項に記載の柱脚構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、柱部と、柱部の下端に設けられたベースプレート部と、ブレース部と、ブレース部を被覆する被覆材を備えた柱脚構造に関する。
【背景技術】
【0002】
柱材及び柱材の下端に取り付けられたベースプレートと、コンクリートのような被覆材との間に弾性を有する縁切材を配置し、柱材及びベースプレートの回転変形による応力を縁切材で吸収して、被覆材の割れを防ぎ、割れを通した水の浸入を防止する柱脚構造を本出願人は先に提案した(特許文献1及び特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特願2019-127906号
【文献】特願2019-239023号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一般的な構造物では、柱材の外周面下部にブレース部が接合され、ブレース部の表面も被覆材で覆うことが多い。
このような場合、ブレース部も柱材及びベースプレートと共に被覆材中で回転することになるが、特許文献1及び特許文献2に記載の柱脚構造のように、柱材及びベースプレートと被覆材との間に縁切材を設けただけでは、ブレース部の動きが拘束され、この結果、柱やベースプレートの回転変形が阻害されたり、ブレース部の周囲で被覆材が割れ、この割れから水が浸入して、柱脚構造の強度や耐久性の低下を引き起こすおそれがあった。
【0005】
本発明が解決しようとする課題は、柱部及びベースプレート部の回転変形に伴ってブレース部もスムーズに動くことができ、柱部に接合されたブレース部の周囲において、被覆材に割れが発生しにくく、被覆材の割れから水が侵入するのを防ぐ柱脚構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願請求項1に係る発明は、柱部と、該柱部の下端に設けられたベースプレート部と、ブレース部とを備え、前記ベースプレート部がアンカーボルトを介して基礎に変形可能に固定された柱脚構造であって、前記ブレース部の下部が被覆材で被覆され、前記ブレース部と前記被覆材との間に弾性を有する縁切材が設置されていることを特徴とする柱脚構造である。
【0007】
本願請求項2に係る発明は、前記縁切材が前記ブレース部の外周面の下部を覆っていることを特徴とする請求項1に記載の柱脚構造である。
【0008】
本願請求項3に係る発明は、前記ブレース部は、筋交い材と、該筋交い材の端部に取り付けられたガセットプレートとを有しており、前記ガセットプレートは、少なくとも前記柱部の外周面下部及び前記ベースプレート部の上面のいずれか一方に接合され、前記ブレース部の前後面及び内側端面と前記被覆材との間に前記縁切材が設置されていることを特徴とする請求項2に記載の柱脚構造である。
【0009】
本願請求項4に係る発明は、前記筋交い材の端部に固定具を介して前記ガセットプレートが取り付けられ、前記ガセットプレートの前後面に、前記筋交い材の取り付け部分に相当する切欠き部が形成された側面用の縁切材が接合され、前記切欠き部を覆う蓋用の縁切材が前記側面用の縁切材の外面に取り付けられていることを特徴とする請求項3に記載の柱脚構造である。
【0010】
本願請求項5に係る発明は、前記蓋用の縁切材と前記ブレース部との間に防水材が充填されていることを特徴とする請求項4に記載の柱脚構造である。
【0011】
本願請求項6に係る発明は、柱部と、該柱部の下端に設けられたベースプレート部と、ブレース部とを備え、前記ベースプレート部はアンカーボルトを介して基礎に変形可能に固定された柱脚構造であって、前記ブレース部の下部が被覆材で被覆され、該被覆材は、第1被覆部と、該第1被覆部より前記ブレース部側に位置する第2被覆部とを備えており、前記第1被覆部と前記第2被覆部との間に弾性を有する縁切材が設置されていることを特徴とする柱脚構造である。
【0012】
本願請求項7に係る発明は、前記縁切材は、前記第2被覆部を介して、前記ブレース部の外周面の下部を囲んで設置されていることを特徴とする請求項6に記載の柱脚構造である。
【0013】
本願請求項8に係る発明は、前記ブレース部は、筋交い材と、該筋交い材の端部に取り付けられたガセットプレートとを有しており、前記ガセットプレートは、少なくとも前記柱部の外周面下部及び前記ベースプレート部の上面のいずれか一方に接合され、前記ブレース部の前後面及び内側端面が前記第2被覆部で被覆され、前記第1被覆部と前記第2被覆部との間に前記縁切材が設置されていることを特徴とする請求項7に記載の柱脚構造である。
【0014】
本願請求項9に係る発明は、前記縁切材が止水性を有することを特徴とする請求項1乃至請求項8のうちいずれか1項に記載の柱脚構造である。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、ブレース部と被覆材の間に弾性を有する縁切材を介在したので、柱部及びベースプレート部と共にブレース部がスムーズに回転変形し、縁切材が弾性変形してブレース部の回転による応力を吸収し、このため、ブレース部の周囲で被覆材が割れにくく、被覆材の割れを通して水が侵入するのを防止できる。
【0016】
加えて、ブレース部の外周面を取り巻いて縁切材を設置したことにより、ブレース部を含む面と平行な回転、及び、この面と交差する方向の回転のいずれによる応力をも、縁切材が弾性変形して吸収し、被覆材の割れを防ぐ。
【0017】
加えて、筋交い材の端部に取り付けられたガセットプレートの内側端面によって、狭い面積に集中して加わる荷重が被覆材を割るのを防ぎ、ガセットプレートの前後方向から加わる荷重でガセットプレートが変形破損することも防止できる。
【0018】
加えて、ガセットプレートの前後面に接合される側面用の縁切材に、筋交い材の取り付け部分に相当する切欠き部を形成し、蓋用の縁切材で切欠き部を覆うことにより、ブレース部の前後に突出する固定具を避けて縁切材を無理なく接合することができる。
【0019】
加えて、蓋用の縁切材とブレース部との間に防水材を充填すれば、側面用の縁切材に形成した切欠き部から水が浸入するのを防ぐことができる。
【0020】
加えて、筋交い材の端部にガセットプレートを取り付けたブレース部の前後面及び内側端面を第2被覆部で被覆し、第1被覆部と第2被覆材との間に縁切材を設置することにより、縁切材にブレース部の前後へ突出する固定具を避けるための切欠きを形成する必要がなく、施工が容易となる。
【0021】
加えて、縁切材が止水性を有することによって、水の浸入をさらに確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【
図1】本発明の第1の実施形態を示す柱脚部分の縦断面図である。
【
図2】本発明の第1の実施形態を示す柱脚部分の要部斜視図である。
【
図3】本発明の第1の実施形態に係るブレース部の要部正面図である。
【
図4】本発明の第1の実施形態を示す柱脚構造の要部分解斜視図である。
【
図5】本発明の第1の実施形態を示す柱脚構造の要部横断面図である。
【
図6】本発明の第2の実施形態を示す柱脚部分の要部斜視図である。
【
図7】本発明の第3の実施形態を示す柱脚部分の要部分解斜視図である。
【
図8】本発明の第4の実施形態を示す柱脚構造の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照する等して説明する。なお、本発明は、実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【0024】
〔第1の実施形態〕
図1~
図5は、本発明の第1の実施形態を示す。
図1は、柱脚部分の縦断面図、
図2は、柱脚部分の要部斜視図、
図3は、ブレース部の要部正面図、
図4は、柱脚構造の要部分解斜視図、
図5は、柱脚構造の要部横断面図である。
【0025】
図1に示すように、本実施形態の柱脚構造は、H型鋼の柱材よりなる柱部1と、柱部1の下端に設けられたベースプレートよりなるベースプレート部2と、柱部1の外周面下部及びベースプレート部2の上面2aに接合されたブレース部3とを備える。
【0026】
ベースプレート部2は、矩形の鋼板のベースプレートであり、その上面2aの中央部に柱部1が接合される。
ベースプレート部2には、ボルト孔4、及び、ベースプレート部2の上面2aと下面2bを貫通するスリット5が形成される。ボルト孔4及びスリット5は柱部1の位置を避けてその外側に配置される。
スリット5は、ボルト孔4から離間してボルト孔4の周囲の少なくとも一部を囲んで形成される。
【0027】
基礎6にはアンカーボルト7が埋設される。アンカーボルト7の上端部は基礎6の上面から突出し、ベースプレート部2のボルト孔4に挿通される。そして、アンカーボルト7のボルト孔4から上方へ突出した部分に厚座金を介してナット8を締め込み、ベースプレート部2及び柱部1を基礎6に固定してある。
【0028】
ベースプレート部2の下面2bと基礎6の上面との間には、ベースプレート部2を支持する駒材9と、弾性材10が設置される。
駒材9はベースプレート部2の中央部に設けられ、駒材9の外側を囲んで弾性材10が設置される。すなわち、ベースプレート部2は、駒材9とその周囲の弾性材10を介して基礎6上に固定される。
弾性材10は独立気泡構造の発泡プラスチックからなり、クッション性と止水性とを有している。発泡プラスチックとしては、例えば、ポリウレタンフォームやポリスチレンフォームを用いてもよい
【0029】
柱部1及びブレース部3の下部、並びにベースプレート部2は、被覆材であるコンクリート11によって被覆される。コンクリート11は基礎6上に打設されてスラブを形成する。
ベースプレート部2の上面2aとコンクリート11の間には、ベースプレート用の縁切材12が設置される。ベースプレート用の縁切材12は、スリット5で囲まれた部分を除いたベースプレート部2の上面2aとコンクリート11との間に設置される。
また、柱部1の外周面下部とコンクリート11との間に柱用の縁切材13が設置される。
ベースプレート用の縁切材12、柱用の縁切材13は、独立気泡構造の発泡樹脂を素材とする板体であり、クッション性及び止水性を有している。
なお、ベースプレート用の縁切材12と柱用の縁切材13は、別体であってもよいし、一体であってもよい。
【0030】
ブレース部3は、
図3に示すように、筋交い材14と、筋交い材14の端部に取り付けられたガセットプレート15とを有している。
本実施形態では、筋交い材14は平鋼材よりなり、トルクコントロールボルト、ハイテンションボルト、リベット等の固定具16を介してガセットプレート15に取り付けられている。
ガセットプレート15は、鋼板よりなり、下端面15aと外側端面15bとは直交している。そして、ガセットプレート15の外側端面15bは柱部1の外周面下部に、下端面15aはベースプレート部2の上面2aにそれぞれ接合されている。
【0031】
図1及び
図2に示すように、ブレース部3とコンクリート11との間には縁切材17が設置される。すなわち、コンクリート11に埋設された部分において、柱部1とベースプレート部2へ接合される外側端面及び下端面を除くブレース部3の外周面は縁切材17で覆われている。
縁切材17は、縁切材12、縁切材13、弾性材10と同様の独立気泡構造の発泡プラスチックを素材とする板体よりなり、クッション性と止水性とを有している。
また、縁切材17は、樹脂をコーティングして表面を平滑にし、金属材料用の両面テープを用いてブレース部3に貼着される。
【0032】
縁切材17は、内側端面用の縁切材17a、側面用の縁切材17b及び蓋用の縁切材17cを含む。
内側端面用の縁切材17aは、ガセットプレート15の内側端面を被覆する。
【0033】
側面用の縁切材17bはガセットプレート15の前後面を被覆する。
ガセットプレート15には筋交い材14が固定具16を介して取り付けられており、前後面に固定具16が突出している。したがって、
図4に示すように、側面用の縁切材17bの上端から、筋交い材14の取り付け部分に相当する切欠き部18が形成され、ガセットプレート15の前後面の凹凸を避けるようになっている。
そして、蓋用の縁切材17cを側面用の縁切材17bの外面に取り付けて、切欠き部18を覆っている。
なお、側面用の縁切材17bの厚さが、ガセットプレート15の前後面から固定具16の先端までの突出量よりも薄い場合は、側面用の縁切材17bを2枚重ねるとよい。
【0034】
図5に示すように、蓋用の縁切材17cとブレース部3との間には防水材19が充填され、切欠き部18を形成したことによる隙間を埋めている。
防水材19は、ポリウレタンフォーム等の弾性を有する独立気泡構造の発泡プラスチックであり、液状で注入して発泡させる。すると、防水材19は注入後に膨張して、蓋用の縁切材17cとブレース部3との間隙を確実に閉鎖することができる。
【0035】
地震等で柱部1に大きい曲げモーメントが加わると、ベースプレート部2が回転変形して曲げモーメントを許容する。この際、ベースプレート部2にはスリット5が形成されているので、ベースプレート部2は変形しやすく、回転が阻害されない。
このとき、ベースプレート部2の下面2bと基礎6の間にある弾性材10が潰れるため、回転が阻害されない。また、ベースプレート部2の上面2aとコンクリート11との間には、クッション性を有するベースプレート用の縁切材12が介在され、柱部1の外周面下部とコンクリート11との間には、クッション性を有する柱用の縁切材13が介在されており、第1の縁切材12、第2の縁切材13が潰れるため、柱部1の回転が阻害されない。
【0036】
柱部1及びベースプレート部2が回転すると、柱部1の外周面下部及びベースプレート部2の上面に接合されたブレース部3も回転する。
ブレース部3を含む面と平行に(
図1において時計回りに)ブレース部3が回転すると、内側端面用の縁切材17aが潰れて、回転が阻害されない。
ブレース部3を含む面と交差する方向に(
図5において上下方向に)ブレース部3が回転すると、側面用の縁切材17b及び蓋用の縁切材17cが潰れて、回転が阻害されない。
曲げモーメントが作用しなくなった場合には、弾性材10、第1の縁切材12、第2の縁切材13、縁切材17は元の形状に復帰する。
【0037】
このような構造によれば、柱部1に曲げモーメントが作用したとしても、柱部1及びベースプレート部2の周囲だけでなく、ブレース部3の周囲においてもコンクリート11に亀裂が生じない。よって、コンクリート11の見栄えがよく、また、コンクリート11に亀裂が生じて水が浸入することもない。
コンクリート11とブレース部3の外周面との間隙を通して、水が浸入しようとしても、止水性を有する縁切材17が遮断するため、防水性が高い。
【0038】
〔第2の実施形態〕
図6を参照して本発明の第2の実施形態を説明する。なお、第1の実施形態と共通する部分については、説明を省略する。
【0039】
第2の実施形態は、筋交い材14がアングル材である点で第1の実施形態と異なる。
アングル材より成る筋交い材14は、ガセットプレート15から直角に突出するフランジ14aを有するので、フランジ14aの表面にフランジ被覆用の縁切材17dを被せてある。
したがって、ブレース部3が回転しても、フランジ14aがコンクリート11に食い込んでコンクリート11が割れることや、フランジ14aがコンクリート11により変形することを防止できる。
【0040】
〔第3の実施形態〕
図7を参照して本発明の第3の実施形態を説明する。なお、第1及び第2の実施形態と共通する部分については、説明を省略する。
【0041】
第3の実施形態では、側面用の縁切材17bに形成された切欠き部18の周縁に沿って、側面用の縁切材17bの外面に枠用の縁切材17eを取り付ける。ブレース部3(ガセットプレート15)から枠用の縁切材17eの先端までの突出高さは、固定具16の突出高さよりやや大きい程度とする。
そして、枠用の縁切材17eの先端面に蓋用の縁切材17cを取り付けて切欠き部18を覆い、蓋用の縁切材17cとブレース部3との間に防水材19を充填する。
第3の実施形態は、ブレース部3から前後方向への固定具16の突出量が大きい場合に適している。
【0042】
〔第4の実施形態〕
図8を参照して本発明の第4の実施形態を説明する。なお、第1乃至第3の実施形態と共通する部分については、説明を省略する。
【0043】
第4の実施形態は、ブレース部3と縁切材17との間にも被覆材が配置される点で第1の実施形態と異なる。
被覆材であるコンクリート11は、第1被覆部11aと、第2被覆部11bとを備えており、第1被覆部11aが縁切材17を被覆している。
第2被覆部11bは、第1被覆部11aよりブレース部3側に位置して、ブレース部3を被覆しており、第1被覆部11aと第2被覆部11bの間に縁切材17が設置されている。
【0044】
本実施形態では、縁切材17がブレース部3の外表面から間隙をあけて設置されるので、第1の実施形態乃至第3の実施形態のように、側面用の縁切材17bに固定具16を避けるための切欠き部18を形成したり、切欠き部18を塞ぐための蓋用の縁切材17cを設ける必要がない。
【0045】
〔その他の実施形態〕
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。
【0046】
本実施形態では、ベースプレート部にスリットが形成されているが、スリットの無いものであってもよい。スリットの無いものは、積極的な回転変形はないが微小な回転変形に対して効果がある。
【0047】
本実施形態では、柱部がH型であるが、これに限定されず、円管、角管、溝形等とすることもできる。また、これに伴って、ベースプレート部の形状も適宜変更される。
【0048】
本実施形態では、ベースプレートであるベースプレート部の上面と柱材である柱部の下端を接合したものであるが、これに限られない。ベースプレートの上面に柱材と同じ断面形状を有する突出部を設け、当該突出部の上端面に柱材の下端面を溶接して構成したものでも良い。この場合には、ベースプレートがベースプレート部に、ベースプレートに設けれた突出部と柱材とが柱部に相当する。
【0049】
本実施形態では、ベースプレート部用の縁切材及び柱部用の縁切材の双方を使用しているが、いずれか一方としても良い。
【0050】
本実施形態では、ベースプレート部と基礎との間に駒材及び弾性材を設置しているが、弾性材を設けずに、駒材の周囲に隙間を形成しても良い。この場合には、ベースプレート部の外周縁の全長に沿って塞ぎ板を基礎から立設して、基礎とベースプレート部の間にコンクリートが流入するのを遮断するようにしても良い。
【0051】
本実施形態では、筋交い材の端部にガセットプレートを取り付けてブレース部としてあるが、ガセットプレートを用いずに、筋交い材を直接柱部及びベースプレート部に接合することもできる。
【0052】
本実施形態では、両面テープを介して縁切材をブレース部に接合しているが、接着剤を用いてもよい。
【0053】
本実施形態では、ブレース部を柱部とベースプレート部とに接合しているが、柱部とベースプレート部とのいずれか一方に接合するようにしても良い。
【0054】
第1乃至第3の実施形態では、蓋用の縁切材とブレース部の間に、防水材として弾性のある発泡プラスチックを充填してあるが、蓋用の縁切材が弾性を有するので、弾性をもたないモルタル等を充填してもよい。
【0055】
筋交い材として、第1の実施形態では平鋼材を用い、第2の実施形態ではアングル材を用いているが、その他の鋼材やターンバックルとすることもできる。
【0056】
第4の実施形態では、縁切材を第1被覆部と第2被覆部の間に設置しているが、ブレース部の内側端面には固定具が突出していないので、側面用の縁切材のみをブレース部の前後面から間隔をあけて設置して、側面用の縁切材とブレース部との間に第2被覆部を設け、内側端面用の縁切材はブレース部の内側端面に直接取り付けてもよい。
【0057】
いずれの実施形態における各技術的事項を他の実施形態に適用して実施例としても良い。
【符号の説明】
【0058】
1 柱部
2 ベースプレート部
2a 上面
2b 下面
3 ブレース部
4 ボルト孔
5 スリット
6 基礎
7 アンカーボルト
8 ナット
9 駒材
10 弾性材
11 コンクリート(被覆材)
11a 第1被覆部
11b 第2被覆部
12 ベースプレート用の縁切材
13 柱用の縁切材
14 筋交い材
14a フランジ
15 ガセットプレート
16 固定具
17 縁切材
17a 内側端面用の縁切材
17b 側面用の縁切材
17c 蓋用の縁切材
17d フランジ被覆用の縁切材
17e 枠用の縁切材
18 切欠き部
19 防水材