柱脚ヒンジタイプ(NT-S3・H-S)
ルート 1-2 ルート 2 ルート 3
露出型柱脚の固定度を適切に評価して構造計算を行い、建築物及び柱脚の許容応力度の検討を行う。
ただし、ルート1-1の建築物でピンに近い形状の柱脚が使われる場合は、別途定める簡便な方法で検討してもよい。
エ ン ド NO
NO NO
YES
YES
YES
YES 5
保有耐力接合タイプ
(Ⅰ型・Ⅱ型・NT-FX3・円形・H-F2・H-F2Q・H-F3)
柱脚ヒンジタイプ
(NT-S3・H-S)
地震力による応力をγ倍 にして柱脚の終局耐力を 確認、ただしルート1-2 ではγを1.67とする。
1階は柱及びはりの部 材群としての種別がD に相当するDsで保有 水平耐力を確認 地震力による応力を
γ倍にしてコンクリ ート及びアンカーボ ルトの応力がF値以下 であることを確認、
ただしルート1-2では γを1.67とする。
■ 基本フロー
もしくは の場合は ①→②→③※2→エンド の場合は ①→⑥→⑦※2→⑧→エンド
②・⑥:アンカーボルトには、降伏比0.75以下の素材に転造ネジ加工したもの、またはネジ部と軸部の断面積が 同一のネジ鉄筋を採用しているため、アンカーボルトに伸び能力があると判定する。
③・⑦:保有耐力接合の条件(柱脚終局耐力Mu※3>柱のMpc×α)を満足している※2。
※2 軸力によっては③・⑦の判定において保有耐力接合を満足しない場合がある。その際③→④もしくは⑦→⑨のルートで進む。
※3 NT-FX3では柱脚降伏耐力となる。
もしくは の場合は ①→②→③→④→エンド の場合は ①→⑥→⑦→⑨→エンド
②・⑥:アンカーボルトには、降伏比0.75以下の素材に転造ネジ加工したもの、またはネジ部と軸部の断面積が 同一のネジ鉄筋を採用しているため、アンカーボルトに伸び能力があると判定する。
③・⑦:保有耐力接合を満足しないと判定する。
9
1階Dsを0.05割増して保有 水平耐力を確認(柱及びはり の部材群としての種別がD の場合は割り増ししない)
柱脚ヒンジタイプ(NT-S3・H-S)
保有耐力接合タイプ(Ⅰ型・Ⅱ型・NT-FX3・円形・H-F2・H-F2Q・H-F3)
保有水平耐力を確認
(柱にヒンジ仮定)
7
柱脚の保有耐力 接合の判定
(柱脚Mu>柱MpcXα の検討)
柱脚の保有耐力 接合の判定
(柱脚Mu>柱MpcXα の検討)
10
柱脚の保有耐力 接合の判定
(柱脚My>柱MpcXα の検討)
3
アンカーボルトの 伸び能力の有無
アンカーボルトの 伸び能力の有無
6 2
1
保有水平耐力を確認
(柱にヒンジ仮定)
11
ルート1-2 ルート2 ルート3
※4
※1 2007年版 建築物の構造関係技術基準解説書参照
ルート1-2 ルート2 ルート3
ルート1-2 ルート2 ルート3
MPL
MRC=2330/2000 =1.17MPL
330立上り 高さ フーチング天端
基礎柱型天端
2000
グラウト厚 30
M-図
資料2 基礎柱型立上り部の設計
柱の曲げモーメントの大きさは反曲点からの距離に比例するので、基礎コンクリートに立上りがある場合には、立上り起点の ほうがベースプレート下面より大きな曲げモーメントを受けることになり、この影響を考慮する必要がある。また、柱脚最大耐力 に達する以前に基礎コンクリートの破壊が生じないように配慮する。
基礎柱型立上り高さが、ベースパックの標準柱脚仕様の上限50mmを超える場合には、基礎柱型をRC柱として柱型の鉄筋量
(立上り筋、フープ筋)を設計する必要がある。ただし立上り筋量の検討において、立上り起点の基礎コンクリート断面内に 存在するアンカーボルトを加算して設計することはできない。
基礎柱型立上り起点に生ずる力の算出例
柱脚部諸条件
柱脚部形状:曲げモーメントが作用する柱材強軸方向に基礎梁がなく、
フーチング天端と基礎柱型天端との段差が300mm。
反曲点高比:0.50
反曲点 :ベースプレート下面より2000mm
ベースプレート下面に生じるモーメントをMPLとすると、基礎柱型立上り起点(フーチング天端)に生じるモーメント(MRC)は 1.17MPLとなる。
曲げモーメントが作用する方向に基礎梁が存在する場合は基礎梁天端が曲げ検討の基礎柱型立上り起点となる。
①
(D1)
Y
X
(D1) D D
B
A
② D
③ D θ
DY=D1COS2θ
(±)=QT Q1Y=
Q1Y
Q1X Q1 θ D1COS2θ×QT
ΣDY
σt=Xσt+Yσt
σC=XσC+YσC
Y
X
Q1Y
Q1X
Q1
柱脚部短期許容耐力
XMS YMS
M(KN・m)
N(KN)
NS
−NS
TMS=XMS+YMS XσC
XMS
XMSによる 応力状態
Xσ1
Yσ1 YσC YMS
YMSによる 応力状態 i
ⅱ
σ1
σC
NS TMS
ⅴ
XσC+Yσ1 XσC+YσC NσC
NσC TMS
±NS
TMSにNSを 付加した 応力状態
XσC+YσC TMS
TMSによる 応力状態
Xσ1+Yσ1
ⅲ
ⅳ
( )
( )
( )
資料3 柱基準線が直交しない場合の検討例
建物の平面形状が基軸(X、Y軸)に対して傾くような場合の柱脚部の検討は、便宜上、下例のように行ってよいものとする。
この例は短期許容応力度設計時の場合であるが、長期許容応力度設計時、保有水平耐力計算時もこれに準ずるものとす る。また、フレームの応力解析及び層間変形角、剛性率の計算における柱脚の回転剛性値は、P17〜P19の値を用いてよ いものとする。
資料図1に示す平面形状の建物について、短期応力時の1A柱(1B柱)柱脚部を検討する。
柱脚部の検討は、1A柱(1B柱)柱脚部に生ずる曲げ応力XMSとYMSを便宜上加算した状態(資料図2、図3参照)で行う。即 ち、NSとTMSが、資料図4に示すように、柱脚の短期許容耐力曲線で囲まれる範囲に存在することを確認すればよい。
XML:X方向柱脚の長期曲げモーメント NL:柱の長期軸力
YML:Y方向柱脚の長期曲げモーメント NE:地震力(風圧力)による軸力
XME:Q1Xによる柱脚の曲げモーメント NS:短期軸力 NS= NL±NE YME:Q1Yによる柱脚の曲げモーメント
XMS:X方向柱脚の短期曲げモーメント XMS=XML±XME YMS:Y方向柱脚の短期曲げモーメント YMS=YML±YME
TMS:短期時柱脚の短期曲げモーメント TMS=XMS±YMSとする。
資料 図1 基軸に対して傾きのある平面図(1階)
資料 図2 1A(1B)柱脚部平面図 資料 図3 柱脚部応力の合成 資料 図4 柱脚部の検討 θ :Y軸に対する①通りの傾き角度
D,DY :各柱のY方向D値 QT :Y方向の層せん断力
Q1 :基準線(①通り)方向のせん断力
Q1X :Y方向層せん断力による1A柱(1B柱)のX方向せん断力 Q1Y :Y方向の1A柱(1B柱)分担せん断力
角形鋼管
ダイアフラム
ブレース材 ガセットプレート ベースプレート
角形鋼管
ダイアフラム ブレース材
ガセットプレート ベースプレート
角形鋼管
ダイアフラム ブレース材
ベースプレート
角形鋼管 ダイアフラム
ブレース材 ガセットプレート ベースプレート
e:偏心量
(制限値あり)
e
角形鋼管 ダイアフラム
ブレース材
ベースプレート
h:偏心量
(制限値あり)
h ガセットプレート
h:偏心量
(制限値あり)
角形鋼管
ダイアフラム ブレース材
ベースプレート
h
角形鋼管
ブレース材
ガセットプレート ベースプレート
e:偏心量
(制限値あり)
※柱コーナー部には 溶接しないこと。
e
資料4 ブレースが接合する場合の角形鋼管補強例
【 接合例① 】 ブレース偏心無し
【 接合例④ 】
ブレース水平方向偏心
【 接合例⑥ 】
【 接合例⑤ 】
【 接合例⑦ 】 ブレース鉛直方向偏心
【 接合例② 】 【 接合例③ 】
ブレース取付角度が大きい場合 スチフナ付ガセットの場合
角形鋼管
ダイアフラムの未設置
ブレース材
ガセットプレート ベースプレート
h
ダイアフラム
ベースプレート 角形鋼管
ブレース材
ガセットプレート ベースプレートの拡幅 ウイングプレート
冷間成形角形鋼管
ダイアフラム ブレース材
ガセットプレート ベースプレート
冷間成形角形鋼管の 柱コーナー部への溶接
ガセットプレートもしくはブラケットが 接合している鋼管壁の無補強
【 不適切なブレース接合例 】
ベースプレート側面に鋼板を溶接するなどした ベースプレートの拡大
ベースプレートのみへの接合 冷間成形角形鋼管のコーナー部への溶接接合
! 警告
アンカーボルト(ナット取付)との干渉を避ける ベースプレート下面から アンカーボルト(ナット取付考慮)
天端までの距離 eh
[ P118〜P119参照 ] 柱心からの距離 e 取付可能範囲① 柱コーナー部
ブレース心 柱心
柱心からの距離 e 取付可能範囲① 取付可能範囲②
ブレース心 柱コーナー部 柱心
柱コーナー部を避ける
アンカーボルト(座金)との干渉を避ける
資料5 ガセットプレート取付範囲
ブレース構造の柱脚部においては、アンカーボルト等との干渉を避けてガセットプレートを取り付ける必要がある。ここでは、
(1)ガセットプレートをベースプレートに直接取り付ける場合
(2)ガセットプレートを鉛直方向に偏心させて取り付ける場合
において、アンカーボルトや座金等に干渉しないガセットプレート取付位置を示す。[ P118〜P119参照 ]
(1)ガセットプレートをベースプレートに直接取り付ける場合(鋳鋼製NTベースを除く)の取付可能範囲
数値は、座金に干渉しない、かつ柱コーナー部にガセットプレート心が掛からない範囲を求めている。実際の取付にあたって は、アンカーボルト締め付けや溶接サイズ(余盛り)、ガセットプレート板厚を考慮して取付位置を決定すること。
(2)ガセットプレートをベースプレートに直接取り付けない場合(鋳鋼製NTベースの例)
数値は、アンカーボルトにナットを取り付けるために必要な寸法を求めている。ただし、(1)で求めた範囲や、別途納まりを検討 した場合にはこの数値を適用する必要はない。また、実際の取り付けにあたっては、アンカーボルト締め付け作業等を考慮の
上、取付位置を決定すること。
【アンカーボルト8本タイプ】
【アンカーボルト12本、16本タイプ】
!
!
ベースプレート下面から アンカーボルト(ナット取付考慮)
天端までの距離 eh
柱心からの距離 e 取付可能範囲① 柱コーナー部
ブレース心
柱心 柱心からの距離 e
取付可能範囲① 取付可能範囲② 柱コーナー部
ブレース心 柱心
柱心からの距離 e 取付可能範囲① 柱コーナー部
ブレース心 柱心からの距離 e 柱心
取付可能範囲① 柱コーナー部
ブレース心 柱心
柱心からの距離 e 取付可能範囲① 柱コーナー部
ブレース心 柱心
柱心からの距離 e 取付可能範囲① 柱コーナー部
ブレース心 柱心
■ガセットプレート取付範囲(角形鋼管用Ⅰ型・Ⅱ型)
15-12R 17-12R 20-09R 20-12R 25-09R 25-12R 25-16R 30-09R 30-12R 30-16R 30-19R 35-16R 35-19R 35-22R 40-16R 40-19R 40-22R 45-19R 45-22R 50-19R 50-22R 55-19R 55-22R
4-M27 4-M27 4-M30 4-M33 8-M27 8-M30 8-M33 8-M30 8-M33 8-M36 8-M36 8-D38 8-D38 8-D41 8-D41 8-D41 12-D38 12-D38 12-D41 12-D41 12-D41 12-D41 12-D41
0 〜 45 0 〜 58 0 〜 78 0 〜 70 51 〜 103 50 〜 95 54 〜 85 52 〜 128 54 〜 120 55 〜 110 55 〜 103 0 〜 99 0 〜 99 0 〜 98 0 〜 133 0 〜 133 66 〜 134 66 〜 159 67 〜 158 67 〜 193 67 〜 193 67 〜 203 67 〜 220
45 58 78 70 52 46 32 76 67 56 48 99 99 98 133 133 68 93 91 126 126 136 153
170以上 170以上 170以上 175以上 170以上 170以上 175以上 170以上 175以上 190以上 190以上 230以上 230以上 235以上 235以上 235以上 230以上 230以上 235以上 235以上 245以上 245以上 245以上 135
135 135 135 135 135 135 135 135 150 150 180 180 190 190 190 180 180 190 190 200 200 200
Ⓐ
Ⓑ
Ⓒ
Ⓓ
(2)鉛直方向取付可能範囲
(1)平面方向取付可能範囲 アンカー
ボルト タイプ
ベースパック 記号
アンカー ボルト
取付位置①
柱心からの距離e 幅
本数 呼び
アンカーボルト 出寸法J※
mm
ガセットプレート 下端位置eh
mm
mm mm mm
平面方向取付範囲
鉛直方向取付範囲
Ⓐ 【アンカーボルト4本タイプ】
Ⓑ 【アンカーボルト8本タイプ】
Ⓒ 【アンカーボルト8本タイプ】
Ⓓ 【アンカーボルト12本タイプ】
Ⓔ 【アンカーボルト12本タイプ】
Ⓕ 【アンカーボルト16本タイプ】
※ベースプレート下面からの寸法