鉄骨構造の柱脚その２
鉄骨構造の柱脚については、過去問でサラッと流していましたが、昨日の勉強会で 柱脚の設計は特に重要だとわかりました。今さらではありますが、基本を理解しておきます。
【柱脚の種類】
柱脚の部分は、鉄骨とＲＣの接合部であり、異種構造間による力の伝達が明確に設計されている必要がある。
① 露出柱脚
基礎梁の上にアンカーボルトを打ち、柱脚をピンとする。露出柱脚に使用する、アンカーボルトの本数は少なく、簡易に止める。
⇨ 回転剛性は低くなるため、上部構造の変形も大きくなりやすい。柱頭のモーメントも大きくなる。
【H18問18】『柱脚形式として露出型柱脚を用いる場合、柱脚の降伏せん断耐力は、「ベースプレート下面とコンクリートとの間に生じる摩擦耐力」と「アンカーボルトの降伏せん断耐力」との和とした。』⇨ ×
柱脚の形式として露出型柱脚を用いる場合、柱脚の降伏せん断耐力は、「ベースプレート下面とコンクリートとの間に生じる摩擦耐力」は期待できるが、「アンカーボルトの降伏せん断耐力」に負担させる場合には、摩擦耐力を加算できない。
② 根巻き柱脚
基礎梁の上にアンカーボルトを打ち、さらに柱径の2.5倍の長さのＲＣ柱を立ち上げる。
⇨ 柱脚の剛性を高めることができる。
回転剛性が高くなるので、柱脚に作用する曲げモーメントが大きく、柱頭の曲げモーメントが小さくなる。露出柱脚よりも上部構造の鉄骨部材が小さくなる。Ｓ柱とＲＣ柱の接合部分による力の伝達が複雑になるため慎重な設計が必要。
左は露出柱脚、右が根巻き柱脚
【H17問17】『柱脚の形式に根巻型を用いる場合、根巻き高さを柱幅（柱の見付け幅のうち大きいほう）の2.5倍とし、根巻き頂部のせん断補強筋を密に配置した。』⇨ ○
③ 埋込み柱脚
基礎部分まで鉄骨柱を埋め込むことで、柱脚を固定端とすることができる。
⇨ 柱脚に作用する曲げモーメントが大きくなるが、上部構造の変形が抑えられる。
根巻き柱脚よりも上部構造の鉄骨部材が小さい断面とすることが可能である。
埋込型形式の固定柱脚の場合、柱脚に作用する曲げモーメントやせん断力は、コンクリートに埋め込まれた部分の上部と下部との支圧により伝達される。軸方向力は、ベースプレートから直接下部構造へ伝達されると考えてよい。
