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露出柱脚とは?種類、構造、施工方法、根巻き・埋込みとの違いなど

  • 露出柱脚ってそもそも何?
  • 根巻き柱脚や埋込み柱脚とどう違うの?
  • 種類が多くてどれが何だか分からない
  • アンカーボルトの設計はどう決まる?
  • 施工手順とアンカーフレームの使い方は?
  • 現場でやらかしやすい失敗ポイントは?

上記の様な悩みを解決します。

露出柱脚は、S造(鉄骨造)でいちばん採用されている柱脚形式です。安く・速く・小規模建物にハマる一方で、アンカーボルトの位置精度を1ミリ違わずに出さないと建方で全部やり直しになる、施工管理として神経を使う部位でもあります。

なるべく分かりやすい表現で記事をまとめていくので、初心者の方にも理解しやすい内容になっているかなと思います。

それではいってみましょう!

目次

露出柱脚とは?

露出柱脚とは、結論「鉄骨柱の脚部に取り付けたベースプレートを、基礎の上面に露出した状態でアンカーボルトで固定する柱脚形式」のことです。

「露出」というのは、ベースプレート+アンカーボルトが基礎コンクリートの中に隠れずに、外から見える形で取り付くから。S造の中低層建物で最もメジャーな柱脚形式で、現場でも一番よく見るタイプですね。

露出柱脚の主な特徴

  • 工事が最も簡単・短工期で済む
  • コストが他の柱脚形式より安い
  • 中低層・小規模建物で標準的に採用される
  • 高さ方向の調整が利く
  • 半剛接合または半固定として設計されることが多い

S造の柱脚は、設計上「ピン接合」「半剛接合(半固定)」「剛接合(固定)」の3種類に分類されますが、露出柱脚は構造上は半剛接合〜半固定として扱われるのが一般的です。

S造そのものについてはこちらの記事もどうぞ。

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露出柱脚と根巻き柱脚・埋込み柱脚の違い

S造の柱脚には大きく3種類あります。それぞれの位置づけを最初に整理しておきましょう。

柱脚形式 概要 構造接合 採用される建物
露出柱脚 ベース+アンカーで基礎上に露出設置 半剛接合 中低層・小規模
根巻き柱脚 露出柱脚の脚部をRCで巻く 半剛〜剛接合 中層・耐震性が必要な建物
埋込み柱脚 鉄骨柱を基礎コンクリートに埋め込む 剛接合(固定) 中高層・大規模

露出柱脚は安いけど構造強度はやや劣り、埋込み柱脚は強いけど工事が大変かつ高い。根巻き柱脚はその中間、というイメージです。

設計者が選ぶときの優先順位はざっくり:

  1. 建物の高さ・規模(高ければ埋込み)
  2. 工期・コスト(短く安くなら露出)
  3. 構造計算上の必要性(剛接合が必要なら埋込み)

施工管理としては、与えられた柱脚形式に応じた施工手順を間違えないことが肝心ですね。

露出柱脚の種類

露出柱脚と一口に言っても、構造特性で2つの大きな分類があります。

露出柱脚の種類

  • 一般的な露出柱脚(ベースプレート+アンカーボルト)
  • 既製品の露出柱脚(ベースパックなど認定柱脚)

一般的な露出柱脚

設計者が個別にベースプレートの板厚・寸法・アンカーボルト本数を指定するタイプ。低層住宅〜小規模事務所などで採用されることが多いです。

ベースプレートの厚みは22〜45mmあたりが一般的で、構造特記仕様書に記載されている板厚をそのまま発注します。

既製品の露出柱脚(ベースパック等)

メーカーが構造性能を保証した工場プレファブ柱脚。代表例は岡部の「ベースパック」、センクシアの「NCベース」など。設計時に計算が簡略化できる、施工が標準化されている、構造性能が安定している、という3メリットで採用が増えています。

ただし既製品は「メーカー指定の施工要領」を必ず守る必要があるので、施工管理として「承認図と施工要領書を必ず一緒に管理する」のが鉄則です。

ベースプレートを基礎に固定するのに使うアンカーボルトは、建築用アンカーの一種。アンカー全般の話はこちらにまとめています。

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露出柱脚の構造(部材)

露出柱脚を構成する部材を1個1個見ていきましょう。

露出柱脚を構成する主な部材

  • 鉄骨柱(H鋼、角形鋼管、円形鋼管など)
  • ベースプレート
  • アンカーボルト
  • アンカーフレーム(位置固定用の補助治具)
  • ベースモルタル
  • 基礎コンクリート(フーチング・基礎梁)

ベースプレート

鉄骨柱の最下端に溶接で取り付けられている厚い鋼板。これがアンカーボルトを通す土台になります。

サイズは柱断面より一回り〜二回り大きく、たとえばH-300×300の柱ならベースプレート500×500mm程度が標準的。板厚は22mm・25mm・32mm・40mmなど構造計算で決まります。

H鋼の基礎知識はこちらをどうぞ。

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アンカーボルト

ベースプレートを基礎コンクリートに固定する太いボルト。M22・M30・M36などサイズ展開があり、本数も4本・6本・8本と柱の大きさに応じて変わります。

アンカーボルトは下端に「フック」または「定着板」が付いていて、これがコンクリートに埋まることで引き抜き耐力が確保されます。

ボルトの一般知識はこちらに。

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アンカーフレーム

アンカーボルトを正しい位置に保持するための鋼製の枠組み。これを基礎の鉄筋に縛り付けて、コンクリート打設時にアンカーボルトが動かないように固定します。

施工管理として、このアンカーフレームの設置精度がそのまま柱の鉛直性につながるので、現場でいちばん神経を使う工程ですね。

ベースモルタル

ベースプレートと基礎コンクリートの間に充填される無収縮モルタル。柱からの圧縮力を均等に基礎へ伝える役割を持っています。

無収縮モルタル=グラウト材の一種です。詳しくはこちら。

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露出柱脚の施工方法(手順)

露出柱脚の標準的な施工フローを書いておきます。

露出柱脚の施工手順

  1. アンカーフレームの製作(工場 or 現場)
  2. 基礎配筋にアンカーフレームをセット
  3. アンカーフレームの位置・高さ・鉛直の検査
  4. 基礎コンクリート打設
  5. アンカーボルトの位置・突出長さの再確認
  6. ベースモルタル(無収縮モルタル)の充填
  7. 鉄骨柱の建方・ベースプレート据付
  8. ナットの一次締め・本締め
  9. 検査・記録

最大の山場は「3」のアンカーフレーム検査「6」のベースモルタル充填の2つです。

アンカーフレームの位置精度

アンカーボルトの位置精度は、JASS 6(鉄骨工事標準仕様書)で「±5mm以内」が目安になっています。これを超えると鉄骨建方時にベースプレートの孔と合わず、現場で孔加工が必要になります。

僕も電気の施工管理時代、隣の鉄骨業者さんがアンカーフレームの位置を10mmずらしていて、後から鉄骨側のベースプレートを現場でガス切断する羽目になっていた現場を見たことがあります。職長さんが頭を抱えていました。

ベースモルタル充填のタイミング

ベースモルタルは「鉄骨建方の前」に流し込む方式(先打ち)と「建方の後」に流し込む方式(後打ち)の2通りがあります。

方式 メリット デメリット
先打ち 建方時の高さ精度が出やすい モルタル養生に時間がかかる
後打ち 建方をすぐ進められる 隙間に確実に充填するのが難しい

最近は施工性の良さから「後打ち+無収縮モルタルを圧入」が主流。ベースプレート下のすき間にモルタルが完全充填されているかは、ハンマーの打音検査で空隙の有無を確認します。

露出柱脚で注意すべき施工管理ポイント

現場で食らいやすい失敗パターンと、その予防策をまとめます。

露出柱脚でハマりやすいポイント

  • アンカーボルトの位置誤差(±5mm超え)
  • アンカーボルトの突出長さ不足
  • 基礎コンクリート上面のレベル不良
  • ベースモルタルの空隙(充填不良)
  • 既製品柱脚のメーカー施工要領違反
  • ナット二度締めの忘れ・トルク不足

特に多いのがアンカーボルトの突出長さ不足。基礎コンクリートを打設する前に「ベースプレート厚+ナット2個+余長」を計算して、必要突出長さを確保しないと、後でナットがかけられない事故になります。

僕の経験上、突出長さを「現場で何となく」決めて打設すると100%足りなくなるので、必ず承認図に書かれた突出長さをベース業者さんと共有する手順をルール化したほうがいいですね。

既製品柱脚の場合の追加注意点

ベースパック等の既製品を使う場合、メーカー指定の施工要領書に「ベースモルタルの専用材料」「充填手順」「ナットの締付トルク」が細かく規定されています。

これを破ると構造性能の保証対象外になるので、施工要領書は施工計画書に綴じ込んで職人さんに事前周知が鉄則。承認図と一緒にメーカーの技術員に立ち会ってもらうケースも多いです。

S造の構造体一般の話はこちらもどうぞ。

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露出柱脚に関する情報まとめ

  • 露出柱脚とは:鉄骨柱のベースプレートを基礎上面にアンカーボルトで固定する柱脚形式
  • 他形式との違い:露出(半剛接)<根巻き(半剛〜剛)<埋込み(剛)の順に強度が上がる
  • 種類:一般的な露出柱脚/既製品露出柱脚(ベースパックなど認定品)
  • 構成部材:鉄骨柱・ベースプレート・アンカーボルト・アンカーフレーム・ベースモルタル
  • 施工手順:アンカーフレーム設置→基礎打設→建方→ベースモルタル充填→ナット締付
  • 位置精度:JASS 6準拠で±5mm以内が目安
  • 要注意ポイント:アンカーの突出長さ、ベースモルタル充填、既製品の施工要領厳守

以上が露出柱脚に関する情報まとめです。

一通り露出柱脚の基礎知識は理解できたかなと思います。「安くて速いけど、アンカーボルトの位置精度がすべて」これさえ覚えておけば、現場で大事故を起こすことはなくなります。

S造・鉄骨工事の周辺知識は以下の記事も参考にどうぞ。

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