JP4120734B2 - Column base structure of steel structure - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨構造物の柱脚構造およびその施工方法に関する。さらに詳しくは、柱脚を固定とできる鉄骨構造物の柱脚構造およびその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鉄骨構造物においては使用する部材を小さくできることから、図１５に示すように、柱脚ｂを弾性固定する柱脚構造ａが採用されている。
【０００３】
あるいは、図１６に示すように、柱脚ｄを完全固定する柱脚構造ｃが採用されている。
【０００４】
図１５に示す柱脚構造ａは、コンクリート基礎ｅの天端に無収縮モルタルｆを打設してその上に鉄骨柱ｇのベースプレートｈを設置し、そのベースプレートｈをコンクリート基礎ｅに埋設されたアンカーボルトｉにより固定してなるものである。
【０００５】
図１６に示す柱脚構造ｃは、側面にブラケット梁ｊが設けられ、かつ上下に通しダイヤフラムｋが設けられたピースｍを用い、そしてそのブラケット梁ｊに地中梁ｎを接合する一方、上ダイヤフラムｋ1に鉄骨柱ｇの下端を溶接にて接合してなるものである。
【０００６】
しかしながら、図１５に示す柱脚構造ａにおいては、アンカーボルトｉのセットに手間がかかるため施工が煩雑となり、またそれに伴い施工コストが増大するという問題がある。
【０００７】
図１６に示す柱脚構造ｃにおいては、通しダイヤフラムｋを用いているため、ピースｍの製造コストが高いという問題がある。また、強度の確保が要求される鉄骨柱ｇ下端の上ダイヤフラムｋ1への接合を施工現場において突合せ溶接にてなしているので、施工が煩雑であるとともに溶接の品質管理が難しいという問題もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、製造コストが低減され、しかも施工も簡素化できる鉄骨構造物の柱脚構造およびその施工方法を提供することを目的としている。
【００１２】
本発明の鉄骨構造物の柱脚構造は、鉄骨柱の下端部に地中梁を接合してなる鉄骨構造物の柱脚構造であって、前記鉄骨柱の下端部は肉厚加工がなされ、前記地中梁の下フランジが前記鉄骨柱下端に設けられた下ダイヤフラムにボルト留めにて接合され、同地中梁の上フランジが鉄骨柱の前記上フランジに対応する位置に設けられた長方形状とされたフランジプレートにボルト留めにて接合されてなることを特徴とする。
【００１３】
本発明の鉄骨構造物の柱脚構造においては、下ダイヤフラムに鉄骨柱の位置決め用透孔が形成されてなるのが好ましく、また地中梁がコンクリート巻き地中梁とされてなるのが好ましい。
【００１７】
【作用】
本発明は前記の如く構成されているので、構成および施工が簡素化され、それに伴い製造コストおよび施工コストが低減される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施の形態のみに限定されるものではない。
【００１９】
実施の形態１
本発明の実施の形態１の鉄骨構造物の柱脚構造（以下、単に柱脚構造という）の要部を図１に分解斜視図で示し、図２に正面図で示す。
【００２０】
この実施の形態１の柱脚構造Ｋは、図１および図２に示すように、下ダイヤフラム１を通しダイヤフラムとする一方、上ダイヤフラム２を外ダイヤフラムとして、図１６に示す従来の柱脚構造ｃにおいて用いられていたピースｍを廃止し、そして下ダイヤフラム１と上ダイヤフラム２との間に地中梁１０を挾み込み、さらにその地中梁１０を鉄骨柱Ｃの下端部に高張力ボルト４により接合してなるものである。図１および図２中、符号３はウェブプレート、符号１０ａは上フランジを示す。なお、下ダイヤフラム１、上ダイヤフラム２およびウェブプレート３の鉄骨柱Ｃへの取付けは工場にてなされる。
【００２１】
下ダイヤフラム１には、図３に示すように、位置決め孔１ａが各コーナ部１ｂに設けられている。
【００２２】
次に、かかる構成とされている柱脚構造Ｋの施工について、図４〜図９を参照しながら説明する。
【００２３】
（１）基礎Ｂの鉄骨柱位置に位置決め用アンカーボルト６を４本正方形状に配設し、その中央にレベル調整用治具８を配設する（図４参照）。
【００２４】
（２）鉄骨柱Ｃの下端に接合されている下ダイヤフラム１の各コーナ部１ｂに設けられている位置決め孔１ａに、位置決め用アンカーボルト６を挿通して鉄骨柱Ｃの位置決めを行う。
【００２５】
（３）レベル調整用治具８により鉄骨柱Ｃのレベル調整行う。
【００２６】
（４）地中梁１０を鉄骨柱Ｃの下端部に接合する（図５参照）。
【００２７】
（５）地中梁１０の両サイドにコンクリート打設用の型枠１４を配設する（図６参照）。
【００２８】
（６）型枠１４内にコンクリート１６を打設する（図７参照）。
【００２９】
（７）コンクリート１６を所定期間養生する。
【００３０】
（８）型枠１４を撤去する（図８参照）。これにより基礎が完成する。
【００３１】
このように、この実施の形態１によれば、地中梁１０の鉄骨柱Ｃへの接合を、鉄骨柱Ｃに工場にて取付けされた下ダイヤフラム１、上ダイヤフラム２およびウェブプレート３に高張力ボルト留めにてなしているので、施工が簡素化されるとともに製品品質が安定する。また、鉄骨柱Ｃの下端部に取付けられているのは、下ダイヤフラム１、上ダイヤフラム２およびウェブプレート３だけであるので、鉄骨柱Ｃからの突出量が少なく、輸送効率が向上する。さらに、施工が簡素化されるとともに輸送効率も向上するので、製造コストおよび施工コストが低減される。
【００３２】
実施の形態２
本発明の実施の形態２の柱脚構造Ｋの要部を図９（ａ）および（ｂ）に正面図で示す。この実施の形態２は実施の形態１を改変したものであって、上ダイヤフラム２を鉄骨柱Ｃに摺動可能に装着しておいて、地中梁１０が上ダイヤフラム２に高張力ボルト留めされた後に、上ダイヤフラム２を鉄骨柱Ｃに溶接接合してなるものである。
【００３３】
なお、実施の形態２のその余の構成は実施の形態１と同様にされている。
【００３４】
次に、かかる構成とされている柱脚構造Ｋの施工について、図１０〜図１３を参照しながら説明する。
【００３５】
（１）実施の形態１と同様に、鉄骨柱Ｃの位置決めおよびレベル調整を行う（図１０参照）。
【００３６】
（２）地中梁１０を鉄骨柱Ｃの下ダイヤフラム１およびウェブプレート３に仮留めしてセットする（図１１参照）。
【００３７】
（３）上ダイヤフラム２を降下させ地中梁の上フランジ１０ａに当接させて載置する（図１２参照）。
【００３８】
（４）地中梁１０を鉄骨柱Ｃの下ダイヤフラム１、上ダイヤフラム２およびウェブプレート３に高張力ボルト留めする。
【００３９】
（５）上ダイヤフラム２を鉄骨柱Ｃに溶接取付けする（図１３参照）。なお、図１４中、符号２ａは溶接部を示す。
【００４０】
（６）以下、実施の形態１と同様にしてコンクリート１６の打設、養生、型枠１４の撤去などがなされて基礎Ｂが完成する。
【００４１】
このように、この実施の形態２においては、上ダイヤフラム２が鉄骨柱Ｃに摺動可能に装着されているので、地中梁１０の鉄骨柱Ｃへのセットが容易となる。また、上ダイヤフラム２の鉄骨柱Ｃへの溶接は、上ダイヤフラム２が地中梁１０により拘束された状態でなされるので、溶接による歪などが発生するおそれもほとんどない。そのため、溶接品質の管理が容易となる。また、鉄骨柱Ｃの下端部に取付けられているのは、下ダイヤフラム１、上ダイヤフラム２およびウェブプレート３だけであるので、鉄骨柱Ｃからの突出量が少なく、輸送効率が向上する。さらに、施工が簡素化されるとともに輸送効率も向上するので、製造コストおよび施工コストが低減される。
【００４２】
実施の形態３
本発明の実施の形態３の柱脚構造を図１４に平面図で示す。この実施の形態３は実施の形態１を改変したものであって、鉄骨柱Ｃとして下端部に厚肉加工がなされたものを用い、かつ外ダイヤフラム２の代わりにフランジプレート５を鉄骨柱Ｃに取付けてなるものである。なお、この実施の形態３のその余の構成は実施の形態１と同様である。
【００４３】
このように、この実施の形態３では外ダイヤフラム２の代わりにフランジプレート５を鉄骨柱Ｃに取付けているので、工場における溶接施工が簡素化される。なお、実施の形態３のその余の作用・効果は実施の形態１と同様である。
【００４４】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実施の形態のみに限定されるものではない。例えば、実施の形態では鉄骨柱Ｃとして角パイプが用いられているが、角パイプのみに限定されるものではなく、各種パイプとでき、例えば丸パイプとできる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、次のような優れた効果が得られる。
【００４６】
（１）地中梁の鉄骨柱への接合を、鉄骨柱に工場にて取付けされた上ダイヤフラム、下ダイヤフラムおよびウェブプレートに高張力ボルト留めにてなしているので、施工が簡素化されるとともに製品品質が安定する。
【００４７】
（２）鉄骨柱の下端部に取付けられているのは、上ダイヤフラム、下ダイヤフラムおよびウェブプレートだけであるので、鉄骨柱からの突出量が少なく、輸送効率が向上する。
【００４８】
（３）施工が簡素化されるとともに輸送効率も向上するので、製造コストおよび施工コストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の柱脚構造の要部分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１の柱脚構造の正面図である。
【図３】実施の形態１に用いられている下ダイヤフラムの平面図である。
【図４】実施の形態１の柱脚構造の施工手順の説明図であって、同（ａ）は鉄骨柱据付け位置の平面図を示し、同（ｂ）は同側面図である。
【図５】実施の形態１の柱脚構造の施工手順の説明図であって、地中梁を鉄骨柱に接合した状態を示す。
【図６】実施の形態１の柱脚構造の施工手順の説明図であって、地中梁の周囲に型枠を配設した状態を示す。
【図７】実施の形態１の柱脚構造の施工手順の説明図であって、型枠内にコンクリートを打設した状態を示す。
【図８】実施の形態１の柱脚構造の施工手順の説明図であって、型枠を撤去した状態を示す。
【図９】本発明の実施の形態２の柱脚構造の正面図であって、同（ａ）は上ダイヤフラムを上方に位置させた状態を示し、同（ｂ）は鉄骨柱に地中梁を接合した状態を示す。
【図１０】実施の形態２の柱脚構造の施工手順の説明図であって、鉄骨柱の位置決めおよびレベル調整がなされた状態を示す。
【図１１】実施の形態２の柱脚構造の施工手順の説明図であって、地中梁を鉄骨柱に仮留めした状態を示す。
【図１２】実施の形態２の柱脚構造の施工手順の説明図であって、上ダイヤフラムを地中梁に載置した状態を示す。
【図１３】実施の形態２の柱脚構造の施工手順の説明図であって、上ダイヤフラムを鉄骨柱に溶接した状態を示す。
【図１４】本発明の実施の形態３の柱脚構造の平面図である。
【図１５】従来の柱脚構造の一例の断面図である。
【図１６】従来の柱脚構造の他の例の断面図である。
【符号の説明】
１ 下ダイヤフラム
２ 上ダイヤフラム
３ ウェブプレート
４ 高張力ボルト
６ 位置決め用アンカーボルト（ホールインアンカー）
８ レベル調整治具
１０ 地中梁
１２ メタルラス
１４ 型枠
１６ コンクリート
Ｂ 基礎
Ｃ 鉄骨柱
Ｋ 鉄骨構造物の柱脚構造[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a column base structure of a steel structure and a construction method thereof. More specifically, the present invention relates to a column base structure of a steel structure that can fix the column base and a construction method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, since a member to be used can be made small in a steel structure, a column base structure a that elastically fixes the column base b is adopted as shown in FIG.
[0003]
Alternatively, as shown in FIG. 16, a column base structure c that completely fixes the column base d is employed.
[0004]
The column base structure a shown in FIG. 15 has a non-shrink mortar f placed at the top of a concrete foundation e, a base plate h of a steel column g is installed thereon, and the base plate h is embedded in the concrete foundation e. It is fixed by an anchor bolt i.
[0005]
The column base structure c shown in FIG. 16 uses a piece m in which a bracket beam j is provided on the side surface and a diaphragm k is provided in the vertical direction, and the underground beam n is joined to the bracket beam j, while in which the lower end of the steel column g formed by joining by welding the diaphragm k 1.
[0006]
However, in the column base structure a shown in FIG. 15, it takes time to set the anchor bolt i, so that the construction becomes complicated, and the construction cost increases accordingly.
[0007]
The column base structure c shown in FIG. 16 has a problem that the manufacturing cost of the piece m is high because the through diaphragm k is used. In addition, since the joining to the upper diaphragm k 1 at the lower end of the steel column g, which is required to ensure the strength, is performed by butt welding at the construction site, there is a problem that the construction is complicated and the quality control of the welding is difficult. .
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a column base structure of a steel structure that can be manufactured at a reduced cost and can be simplified in construction, and a construction method therefor.
[0012]
The column base structure of the steel structure of the present invention is a column base structure of a steel structure formed by joining an underground beam to the lower end portion of the steel column, and the lower end portion of the steel column is subjected to thickness processing, the lower flange of the underground beams are joined by bolted underneath the diaphragm provided in the steel column bottom, rectangular flange on the same ground beam is provided at a position corresponding to the top flange of the steel columns It is characterized in that it is joined to the flange plate made by bolting.
[0013]
In the column base structure of the steel structure according to the present invention, it is preferable that a positioning hole for positioning the steel column is formed in the lower diaphragm, and it is preferable that the underground beam be a concrete winding underground beam.
[0017]
[Action]
Since this invention is comprised as mentioned above, a structure and construction are simplified, and a manufacturing cost and construction cost are reduced in connection with it.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on an embodiment with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the embodiment.
[0019]
Embodiment 1
The main part of the column base structure (hereinafter simply referred to as the column base structure) of the steel structure according to Embodiment 1 of the present invention is shown in an exploded perspective view in FIG. 1 and in a front view in FIG.
[0020]
As shown in FIGS. 1 and 2, the column base structure K of the first embodiment has a conventional column base structure c shown in FIG. 16 with the lower diaphragm 1 being a diaphragm and the upper diaphragm 2 being an outer diaphragm. The piece m used in the present invention is abolished, and the underground beam 10 is inserted between the lower diaphragm 1 and the upper diaphragm 2, and the underground beam 10 is attached to the lower end of the steel column C with the high tension bolt 4 It joins by. 1 and 2, reference numeral 3 denotes a web plate, and reference numeral 10a denotes an upper flange. The lower diaphragm 1, the upper diaphragm 2, and the web plate 3 are attached to the steel column C at the factory.
[0021]
As shown in FIG. 3, the lower diaphragm 1 is provided with a positioning hole 1a in each corner portion 1b.
[0022]
Next, construction of the column base structure K having such a configuration will be described with reference to FIGS.
[0023]
(1) Four positioning anchor bolts 6 are disposed in a square shape at the position of the steel column of the foundation B, and a level adjusting jig 8 is disposed at the center thereof (see FIG. 4).
[0024]
(2) The steel column C is positioned by inserting the positioning anchor bolts 6 into the positioning holes 1a provided in the respective corner portions 1b of the lower diaphragm 1 joined to the lower end of the steel column C.
[0025]
(3) The level of the steel column C is adjusted by the level adjusting jig 8.
[0026]
(4) The underground beam 10 is joined to the lower end of the steel column C (see FIG. 5).
[0027]
(5) The formwork 14 for placing concrete is disposed on both sides of the underground beam 10 (see FIG. 6).
[0028]
(6) Concrete 16 is placed in the mold 14 (see FIG. 7).
[0029]
(7) Curing the concrete 16 for a predetermined period.
[0030]
(8) The formwork 14 is removed (see FIG. 8). This completes the foundation.
[0031]
Thus, according to this Embodiment 1, high tension is applied to the lower diaphragm 1, the upper diaphragm 2 and the web plate 3 attached to the steel column C at the factory. Since it is bolted, construction is simplified and product quality is stabilized. Further, since only the lower diaphragm 1, the upper diaphragm 2, and the web plate 3 are attached to the lower end portion of the steel column C, the amount of protrusion from the steel column C is small, and the transportation efficiency is improved. Furthermore, since the construction is simplified and the transportation efficiency is improved, the manufacturing cost and the construction cost are reduced.
[0032]
Embodiment 2
The principal part of the column base structure K of Embodiment 2 of this invention is shown with a front view to Fig.9 (a) and (b). The second embodiment is a modification of the first embodiment. The upper diaphragm 2 is slidably attached to the steel column C, and the underground beam 10 is bolted to the upper diaphragm 2 with high tension. After that, the upper diaphragm 2 is welded to the steel column C.
[0033]
The remaining configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
[0034]
Next, construction of the column base structure K having such a configuration will be described with reference to FIGS.
[0035]
(1) As in the first embodiment, the steel column C is positioned and the level is adjusted (see FIG. 10).
[0036]
(2) The underground beam 10 is temporarily fixed to the lower diaphragm 1 and the web plate 3 of the steel column C (see FIG. 11).
[0037]
(3) The upper diaphragm 2 is lowered and placed in contact with the upper flange 10a of the underground beam (see FIG. 12).
[0038]
(4) The underground beam 10 is bolted to the lower diaphragm 1, the upper diaphragm 2 and the web plate 3 of the steel column C with high tension.
[0039]
(5) The upper diaphragm 2 is welded to the steel column C (see FIG. 13). In addition, in FIG. 14, the code | symbol 2a shows a welding part.
[0040]
(6) The foundation B is completed by placing concrete 16, curing, removing the formwork 14 and the like in the same manner as in the first embodiment.
[0041]
Thus, in the second embodiment, since the upper diaphragm 2 is slidably mounted on the steel column C, the underground beam 10 can be easily set on the steel column C. Further, since the upper diaphragm 2 is welded to the steel column C in a state where the upper diaphragm 2 is constrained by the underground beam 10, there is almost no risk of distortion due to welding. Therefore, management of welding quality becomes easy. Further, since only the lower diaphragm 1, the upper diaphragm 2, and the web plate 3 are attached to the lower end portion of the steel column C, the amount of protrusion from the steel column C is small, and the transportation efficiency is improved. Furthermore, since the construction is simplified and the transportation efficiency is improved, the manufacturing cost and the construction cost are reduced.
[0042]
Embodiment 3
The column base structure of Embodiment 3 of this invention is shown with a top view in FIG. The third embodiment is a modification of the first embodiment, and uses a steel column C having a thickened bottom end, and the flange plate 5 is replaced with the steel column C instead of the outer diaphragm 2. It is something that is attached. The remaining configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment.
[0043]
Thus, in this Embodiment 3, since the flange plate 5 is attached to the steel column C instead of the outer diaphragm 2, the welding work in a factory is simplified. The remaining functions and effects of the third embodiment are the same as those of the first embodiment.
[0044]
As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on embodiment, this invention is not limited only to this embodiment. For example, although a square pipe is used as the steel column C in the embodiment, it is not limited to a square pipe, and can be various pipes, for example, a round pipe.
[0045]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
[0046]
(1) Since the underground beam is joined to the steel column by high tension bolting to the upper diaphragm, lower diaphragm and web plate attached to the steel column at the factory, construction is simplified. Product quality is stable.
[0047]
(2) Since only the upper diaphragm, the lower diaphragm, and the web plate are attached to the lower end portion of the steel column, the amount of protrusion from the steel column is small, and the transport efficiency is improved.
[0048]
(3) Since the construction is simplified and the transportation efficiency is improved, the manufacturing cost and the construction cost are reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a main part of a column base structure according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the column base structure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of a lower diaphragm used in the first embodiment.
4A and 4B are explanatory diagrams of a construction procedure of the column base structure according to the first embodiment, in which FIG. 4A shows a plan view of a steel column installation position, and FIG. 4B is a side view thereof.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a construction procedure of the column base structure of the first embodiment, and shows a state in which the underground beam is joined to the steel column.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a construction procedure of the column base structure according to the first embodiment, and shows a state in which a formwork is disposed around the underground beam.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a construction procedure for the column base structure according to the first embodiment, and shows a state in which concrete is placed in a mold.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a construction procedure for the column base structure according to the first embodiment, and shows a state in which the mold is removed.
FIG. 9 is a front view of a column base structure according to Embodiment 2 of the present invention, in which FIG. 9 (a) shows a state in which an upper diaphragm is positioned upward, and FIG. 9 (b) shows a steel column with an underground beam. The state which joined is shown.
FIG. 10 is an explanatory diagram of the construction procedure of the column base structure of the second embodiment, and shows a state where the positioning and level adjustment of the steel column have been performed.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a construction procedure of the column base structure according to the second embodiment, and shows a state where an underground beam is temporarily fixed to a steel column.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a construction procedure for the column base structure according to the second embodiment, and shows a state in which the upper diaphragm is placed on the underground beam.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a construction procedure of the column base structure according to the second embodiment, and shows a state in which the upper diaphragm is welded to the steel column.
FIG. 14 is a plan view of a column base structure according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view of an example of a conventional column base structure.
FIG. 16 is a cross-sectional view of another example of a conventional column base structure.
[Explanation of symbols]
1 Lower diaphragm 2 Upper diaphragm 3 Web plate 4 High tension bolt 6 Positioning anchor bolt (hole-in anchor)
8 Level adjustment jig 10 Underground beam 12 Metal lath 14 Form 16 Concrete B Foundation C Steel column K Column base structure of steel structure

Claims (3)

鉄骨柱の下端部に地中梁を接合してなる鉄骨構造物の柱脚構造であって、
前記鉄骨柱の下端部は肉厚加工がなされ、
前記地中梁の下フランジが前記鉄骨柱下端に設けられた下ダイヤフラムにボルト留めにて接合され、同地中梁の上フランジが鉄骨柱の前記上フランジに対応する位置に設けられた長方形状とされたフランジプレートにボルト留めにて接合されてなることを特徴とする鉄骨構造物の柱脚構造。A column base structure of a steel structure formed by joining underground beams to the lower end of a steel column,
The bottom end of the steel column is subjected to thickness processing,
The lower flange of the underground beams are joined by bolted underneath the diaphragm provided in the steel column bottom, rectangular flange on the same ground beam is provided at a position corresponding to the top flange of the steel columns A column base structure of a steel structure characterized by being joined to a flange plate that is bolted. 下ダイヤフラムに鉄骨柱の位置決め用透孔が形成されてなることを特徴とする請求項１記載の鉄骨構造物の柱脚構造。Column base structure of claim 1 steel structure of wherein a positioning hole of the steel columns is formed under the diaphragm. 地中梁がコンクリート巻き地中梁とされてなることを特徴とする請求項１記載の鉄骨構造物の柱脚構造。  2. The column base structure of a steel structure according to claim 1, wherein the underground beam is a concrete winding underground beam.
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