JP2003027500A - 基礎構造 - Google Patents
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- JP2003027500A JP2003027500A JP2001218598A JP2001218598A JP2003027500A JP 2003027500 A JP2003027500 A JP 2003027500A JP 2001218598 A JP2001218598 A JP 2001218598A JP 2001218598 A JP2001218598 A JP 2001218598A JP 2003027500 A JP2003027500 A JP 2003027500A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 地震時の安全性の向上が図れかつ基礎スラ
ブ、杭のコストダウンが図れ、しかも地震時の引き抜き
力や地下水による浮力にも対処し得る。 【解決手段】 杭頭部がその上側に配置される基礎スラ
ブ４に対してピン結合されて、相対回転を許容しつつ軸
力及び剪断力を伝達される頭部ピン結合杭３ａと、杭頭
部がその上側に配置される基礎スラブ４に対して剛結合
されて、回転モーメント、軸力及び剪断力を伝達される
頭部剛結合杭３ｂとの２種類の杭を併用する。頭部剛接
合杭３ｂを、地震時に引き抜き力が作用する箇所、つま
り建物の外周柱１ａの下方位置に配置し、他の箇所に頭
部ピン結合杭３ａを配置する。
ブ、杭のコストダウンが図れ、しかも地震時の引き抜き
力や地下水による浮力にも対処し得る。 【解決手段】 杭頭部がその上側に配置される基礎スラ
ブ４に対してピン結合されて、相対回転を許容しつつ軸
力及び剪断力を伝達される頭部ピン結合杭３ａと、杭頭
部がその上側に配置される基礎スラブ４に対して剛結合
されて、回転モーメント、軸力及び剪断力を伝達される
頭部剛結合杭３ｂとの２種類の杭を併用する。頭部剛接
合杭３ｂを、地震時に引き抜き力が作用する箇所、つま
り建物の外周柱１ａの下方位置に配置し、他の箇所に頭
部ピン結合杭３ａを配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、杭を用いた基礎構
造に関する。
造に関する。
【０００２】
【従来の技術】構造物の基礎構造の一部に用いられる杭
としては、その頭部が上側に配置される例えば基礎スラ
ブ等の上部構造体に対して剛結合されて、回転モーメン
ト、軸力及び剪断力を伝達されるタイプのもの（頭部剛
結合杭）が一般的であった。
としては、その頭部が上側に配置される例えば基礎スラ
ブ等の上部構造体に対して剛結合されて、回転モーメン
ト、軸力及び剪断力を伝達されるタイプのもの（頭部剛
結合杭）が一般的であった。
【０００３】近年、杭頭部がその上側に配置される上部
構造体に対してピン結合されて、相対回転を許容しつつ
軸力及び剪断力を伝達される、いわゆる頭部ピン結合杭
が開発されている。従来、この種の杭を用いる場合、基
礎にある杭すべてをこの頭部ピン結合杭とするのが通例
であった。そして、このように頭部ピン結合杭を用いる
場合、地震時に杭頭部に作用する曲げモーメントをほぼ
ゼロにでき、また上部構造体を構成する基礎スラブや基
礎梁に生じる曲げモーメントを大幅に低減でき、もっ
て、地震時の安全性を向上させるとともに、基礎スラブ
や杭のコストダウンが図れるといった利点が得られる。
構造体に対してピン結合されて、相対回転を許容しつつ
軸力及び剪断力を伝達される、いわゆる頭部ピン結合杭
が開発されている。従来、この種の杭を用いる場合、基
礎にある杭すべてをこの頭部ピン結合杭とするのが通例
であった。そして、このように頭部ピン結合杭を用いる
場合、地震時に杭頭部に作用する曲げモーメントをほぼ
ゼロにでき、また上部構造体を構成する基礎スラブや基
礎梁に生じる曲げモーメントを大幅に低減でき、もっ
て、地震時の安全性を向上させるとともに、基礎スラブ
や杭のコストダウンが図れるといった利点が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
に杭すべてを頭部ピン結合杭とした基礎構造の場合、次
の問題が指摘されていた。すなわち、頭部ピン結合杭で
は、圧縮に対する耐力は大きいが、引張に対する耐力は
小さいため、例えば、地震時に隅部に大きな引き抜き力
が作用するような建物への適用はほとんど不可能であっ
た。また、地下が比較的深い建物であって地下水による
大きな浮力が生じるような場合にも、適用が困難であっ
た。
に杭すべてを頭部ピン結合杭とした基礎構造の場合、次
の問題が指摘されていた。すなわち、頭部ピン結合杭で
は、圧縮に対する耐力は大きいが、引張に対する耐力は
小さいため、例えば、地震時に隅部に大きな引き抜き力
が作用するような建物への適用はほとんど不可能であっ
た。また、地下が比較的深い建物であって地下水による
大きな浮力が生じるような場合にも、適用が困難であっ
た。
【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、頭部ピン結合杭を用いた
ときの利点である、地震時の安全性の向上が図れかつ上
部構造体や杭のコストダウンが図れる利点を維持しつ
つ、地震時の引き抜き力や地下水による浮力にも対処で
きる基礎構造を提供することにある。
で、その目的とするところは、頭部ピン結合杭を用いた
ときの利点である、地震時の安全性の向上が図れかつ上
部構造体や杭のコストダウンが図れる利点を維持しつ
つ、地震時の引き抜き力や地下水による浮力にも対処で
きる基礎構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
請求項１にかかる発明では、杭頭部がその上側に配置さ
れる上部構造体に対してピン結合されて、相対回転を許
容しつつ軸力及び剪断力を伝達される頭部ピン結合杭
と、杭頭部がその上側に配置される上部構造体に対して
剛結合されて、回転モーメント、軸力及び剪断力を伝達
される頭部剛結合杭と、の２種類の杭を備えることを特
徴とする。
請求項１にかかる発明では、杭頭部がその上側に配置さ
れる上部構造体に対してピン結合されて、相対回転を許
容しつつ軸力及び剪断力を伝達される頭部ピン結合杭
と、杭頭部がその上側に配置される上部構造体に対して
剛結合されて、回転モーメント、軸力及び剪断力を伝達
される頭部剛結合杭と、の２種類の杭を備えることを特
徴とする。
【０００７】請求項２にかかる発明では、地震時に引き
抜き力が作用する箇所に頭部剛結合杭を配置され、他の
箇所に頭部ピン結合杭を配置されることを特徴とする。
抜き力が作用する箇所に頭部剛結合杭を配置され、他の
箇所に頭部ピン結合杭を配置されることを特徴とする。
【０００８】請求項３にかかる発明では、前記地震時に
引き抜き力が作用する箇所は、建物の外周柱の下方位置
であることを特徴とする。
引き抜き力が作用する箇所は、建物の外周柱の下方位置
であることを特徴とする。
【０００９】請求項４にかかる発明では、既設杭が頭部
ピン結合杭として用いられ、新設杭が頭部剛結合杭とし
て用いられることを特徴とする。
ピン結合杭として用いられ、新設杭が頭部剛結合杭とし
て用いられることを特徴とする。
【００１０】 請求項５にかかる発明では、既設杭が頭
部ピン結合杭として用いられ、新設杭が頭部ピン結合杭
と頭部剛結合杭との双方の杭として用いられることを特
徴とする。
部ピン結合杭として用いられ、新設杭が頭部ピン結合杭
と頭部剛結合杭との双方の杭として用いられることを特
徴とする。
【００１１】請求項６にかかる発明では、既設杭が頭部
ピン結合杭と頭部剛結合杭との双方の杭として用いら
れ、新設杭が頭部剛結合杭として用いられることを特徴
とする。
ピン結合杭と頭部剛結合杭との双方の杭として用いら
れ、新設杭が頭部剛結合杭として用いられることを特徴
とする。
【００１２】請求項７にかかる発明では、既設杭と新設
杭ともに、頭部ピン結合杭と頭部剛結合杭との双方の杭
として用いられることを特徴とする。
杭ともに、頭部ピン結合杭と頭部剛結合杭との双方の杭
として用いられることを特徴とする。
【００１３】この発明によれば、頭部ピン結合杭と頭部
剛結合杭との２種類の杭を備えるものであり、頭部ピン
結合杭が持つ利点である、地震時の安全性を向上させる
とともに上部構造体や杭のコストダウンが図れること
と、頭部剛結合杭が持つ利点である、地震時の引き抜き
力や地下水の浮力に対処できることを併せ持つ。
剛結合杭との２種類の杭を備えるものであり、頭部ピン
結合杭が持つ利点である、地震時の安全性を向上させる
とともに上部構造体や杭のコストダウンが図れること
と、頭部剛結合杭が持つ利点である、地震時の引き抜き
力や地下水の浮力に対処できることを併せ持つ。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の基礎
構造の実施の形態を説明する。図１〜図４は本発明にか
かる基礎構造の実施の形態を一つを示している。図１に
おいて符号１は比較的アスペクト比が大きい高層の建物
本体あり、この高層の建物本体１は本発明にかかる基礎
構造２によって支持される。基礎構造２は、杭３とその
上部に結合される基礎スラブ４とを備える。
構造の実施の形態を説明する。図１〜図４は本発明にか
かる基礎構造の実施の形態を一つを示している。図１に
おいて符号１は比較的アスペクト比が大きい高層の建物
本体あり、この高層の建物本体１は本発明にかかる基礎
構造２によって支持される。基礎構造２は、杭３とその
上部に結合される基礎スラブ４とを備える。
【００１５】杭３は、頭部ピン結合杭３ａと頭部剛結合
杭３ｂとの２種類用いられる。頭部ピン結合杭３ａは、
杭頭部がその上側に配置される基礎スラブ４に対してピ
ン結合されて、相対回転を許容しつつ軸力及び剪断力を
伝達されるものであり、頭部剛結合杭３ｂは、杭頭部が
その上側に配置される基礎スラブ４に対して剛結合され
て、回転モーメント、軸力及び剪断力を伝達されるもの
である。なお、この明細書において、頭部ピン結合杭３
ａは、軸力及び剪断力のみ伝達されるものに限られるこ
となく、以下の実施の形態に説明するように、回転モー
メントの一部を伝達されるものも含まれる。
杭３ｂとの２種類用いられる。頭部ピン結合杭３ａは、
杭頭部がその上側に配置される基礎スラブ４に対してピ
ン結合されて、相対回転を許容しつつ軸力及び剪断力を
伝達されるものであり、頭部剛結合杭３ｂは、杭頭部が
その上側に配置される基礎スラブ４に対して剛結合され
て、回転モーメント、軸力及び剪断力を伝達されるもの
である。なお、この明細書において、頭部ピン結合杭３
ａは、軸力及び剪断力のみ伝達されるものに限られるこ
となく、以下の実施の形態に説明するように、回転モー
メントの一部を伝達されるものも含まれる。
【００１６】頭部剛結合杭３ｂは、地震時に引き抜き力
が作用する箇所、具体的には建物本体１の外周柱１ａの
下方位置に配置され、他の箇所には頭部ピン結合杭３ａ
が配置される。
が作用する箇所、具体的には建物本体１の外周柱１ａの
下方位置に配置され、他の箇所には頭部ピン結合杭３ａ
が配置される。
【００１７】前記頭部ピン結合杭３ａの一例について説
明すると、この頭部ピン結合杭３ａは、杭本体６と基礎
スラブ４との間に杭頭ピン機構７が介装される。杭頭ピ
ン機構７は、杭本体６とその上側に打設される基礎スラ
ブ４との間で、相対回転を許容しつつ軸力及び剪断力を
伝達するものである。ここで、杭頭ピン機構７による軸
力伝達は、圧縮力については部材７１，７２が受け持つ
ため比較的高い値でも伝達できるものの、引張力につい
ては、主に部材７３が受け持つため、あまり高い値の伝
達は望めない。
明すると、この頭部ピン結合杭３ａは、杭本体６と基礎
スラブ４との間に杭頭ピン機構７が介装される。杭頭ピ
ン機構７は、杭本体６とその上側に打設される基礎スラ
ブ４との間で、相対回転を許容しつつ軸力及び剪断力を
伝達するものである。ここで、杭頭ピン機構７による軸
力伝達は、圧縮力については部材７１，７２が受け持つ
ため比較的高い値でも伝達できるものの、引張力につい
ては、主に部材７３が受け持つため、あまり高い値の伝
達は望めない。
【００１８】杭頭ピン機構７は、図２〜図４に示すよう
に、球座７１と、その球座７１に装着されて全方向に揺
動可能に支持される上蓋７２と、それら球座７１及び上
蓋７２の中央孔７１ａ，７２ａに貫通されて、それらを
連結するボルト７３とからなっている。球座７１及び上
蓋７２とボルト７３との連結部分にはゴム材等の可堯性
部材７４が介装され、これにより連結状態において球座
７１と上蓋７２との揺動が全方向に可能なようになって
いる。なお、この実施の形態では、ボルト７３によって
球座７１と上蓋７２が連結されており、それら球座７１
と上蓋７２が相対移動するときに摩擦力が作用するた
め、すべての回転モーメントは伝達されないものの、そ
の内の一部は伝達される。
に、球座７１と、その球座７１に装着されて全方向に揺
動可能に支持される上蓋７２と、それら球座７１及び上
蓋７２の中央孔７１ａ，７２ａに貫通されて、それらを
連結するボルト７３とからなっている。球座７１及び上
蓋７２とボルト７３との連結部分にはゴム材等の可堯性
部材７４が介装され、これにより連結状態において球座
７１と上蓋７２との揺動が全方向に可能なようになって
いる。なお、この実施の形態では、ボルト７３によって
球座７１と上蓋７２が連結されており、それら球座７１
と上蓋７２が相対移動するときに摩擦力が作用するた
め、すべての回転モーメントは伝達されないものの、そ
の内の一部は伝達される。
【００１９】杭頭ピン機構７の杭本体６への取り付け方
法としては、鋼板７５とその周囲に溶接される半割鋼管
７６からなる固定部材７７が用いられる（図４参照）。
すなわち、鋼板７５に球座７１がボルト７８により取り
付けられ、該鋼板７５が前記杭本体６の頭部に、例えば
エポキシ樹脂等の接着剤が塗布されて、前記ボルト７８
と同軸状に配設されるアンカ７９を介して固定され、該
鋼板７５の周囲に前記半割鋼板７６が溶接され、さら
に、固定部材７７と杭本体６の頭部に無収縮モルタル等
の充填材が充填され、これにより、固定部材７７を介し
て杭頭ピン機構７の球座７１が、杭本体６の頭部に固定
される。なお、上蓋７２はアンカ８０を介して基礎スラ
ブ４に固定される。
法としては、鋼板７５とその周囲に溶接される半割鋼管
７６からなる固定部材７７が用いられる（図４参照）。
すなわち、鋼板７５に球座７１がボルト７８により取り
付けられ、該鋼板７５が前記杭本体６の頭部に、例えば
エポキシ樹脂等の接着剤が塗布されて、前記ボルト７８
と同軸状に配設されるアンカ７９を介して固定され、該
鋼板７５の周囲に前記半割鋼板７６が溶接され、さら
に、固定部材７７と杭本体６の頭部に無収縮モルタル等
の充填材が充填され、これにより、固定部材７７を介し
て杭頭ピン機構７の球座７１が、杭本体６の頭部に固定
される。なお、上蓋７２はアンカ８０を介して基礎スラ
ブ４に固定される。
【００２０】 一方、前記頭部剛結合杭３ｂは、図２に
示すように、中詰め補強鉄筋８１や図示しないＰＣ鋼材
等が、杭本体８２と基礎スラブ４の双方に跨るように配
置されることによって、その頭部が基礎スラブ４に対し
剛結合されるものである。
示すように、中詰め補強鉄筋８１や図示しないＰＣ鋼材
等が、杭本体８２と基礎スラブ４の双方に跨るように配
置されることによって、その頭部が基礎スラブ４に対し
剛結合されるものである。
【００２１】上記構成の基礎構造によれば、頭部ピン結
合杭３ａと頭部剛結合杭３ｂとの２種類の杭３（３ａ，
３ｂ）を備えるものである。したがって、頭部ピン結合
杭３ａが持つ利点である、地震時の安全性を向上させる
とともに基礎スラブ４、杭３ａのコストダウンが図れる
ことと、頭部剛結合杭３ｂが持つ利点である、地震時の
引き抜き力や地下水の浮力に対処できることを併せ持
つ。特に、頭部剛結合杭３ｂを、地震時に引き抜き力が
作用する箇所である、建物本体１の外周柱１ａの下方位
置に配置しているため、同地震時に生じる引き抜き力に
対しては強い耐力を持つ。
合杭３ａと頭部剛結合杭３ｂとの２種類の杭３（３ａ，
３ｂ）を備えるものである。したがって、頭部ピン結合
杭３ａが持つ利点である、地震時の安全性を向上させる
とともに基礎スラブ４、杭３ａのコストダウンが図れる
ことと、頭部剛結合杭３ｂが持つ利点である、地震時の
引き抜き力や地下水の浮力に対処できることを併せ持
つ。特に、頭部剛結合杭３ｂを、地震時に引き抜き力が
作用する箇所である、建物本体１の外周柱１ａの下方位
置に配置しているため、同地震時に生じる引き抜き力に
対しては強い耐力を持つ。
【００２２】 ＜他の実施の形態＞図５は本発明にかか
る基礎構造の他の実施の形態を示すものである。ここで
示す建物本体９１は、複数階に渡って形成される比較的
深い地下部９２を有しており、したがって、基礎スラブ
４には図中矢印Ａで示すように地下水による大きな浮力
が加わるものである。また、建物本体９１の中央部には
高層部９３が形成され、建物本体９１の周部には側方へ
拡がる低層部９４が形成されている。
る基礎構造の他の実施の形態を示すものである。ここで
示す建物本体９１は、複数階に渡って形成される比較的
深い地下部９２を有しており、したがって、基礎スラブ
４には図中矢印Ａで示すように地下水による大きな浮力
が加わるものである。また、建物本体９１の中央部には
高層部９３が形成され、建物本体９１の周部には側方へ
拡がる低層部９４が形成されている。
【００２３】 また、この建物の基礎構造においても、
頭部ピン結合杭３ａと頭部剛結合杭３ｂとの２種類の杭
が用いられている。頭部剛結合杭３ｂは、高層部９３の
外周柱９３ａの下方部分と低層部９４の外周柱９４ａの
下方部分にそれぞれ配置され、頭部ピン結合杭３ａは、
他の杭位置に配置される。なお、高層部９３の外周柱９
３ａの下側にはそこから下方に延びて基礎スラブ４に連
結される耐震壁等の連結部材９３ａａが設けられてい
る。
頭部ピン結合杭３ａと頭部剛結合杭３ｂとの２種類の杭
が用いられている。頭部剛結合杭３ｂは、高層部９３の
外周柱９３ａの下方部分と低層部９４の外周柱９４ａの
下方部分にそれぞれ配置され、頭部ピン結合杭３ａは、
他の杭位置に配置される。なお、高層部９３の外周柱９
３ａの下側にはそこから下方に延びて基礎スラブ４に連
結される耐震壁等の連結部材９３ａａが設けられてい
る。
【００２４】この基礎構造によれば、頭部ピン結合杭３
ａと頭部剛結合杭３ｂとの２種類の杭３（３ａ，３ｂ）
を備えるため、前記の実施の形態と同様、地震時の安全
性を向上させるとともに基礎スラブ４や頭部ピン結合杭
３ａのコストダウンが図れるとともに、地震時の引き抜
き力や地下水の浮力に対処できる利点を持つ。また、こ
の建物では、高層部９３と低層部９４を有しており、地
震時の建物本体９１への引き抜き力は、図中矢印で示す
ように、高層部９３の外周柱９３ａの下方部分と、低層
部９４の外周柱９４ａの下方部分の２カ所にそれぞれ作
用するが、それら高層部９３の外周柱９３ａの下方部分
と低層部９４の外周柱９４ａの下方部分にはそれぞれ頭
部剛結合杭３ｂを配置しているため、地震時の引っ張り
力に有効に対処できる。
ａと頭部剛結合杭３ｂとの２種類の杭３（３ａ，３ｂ）
を備えるため、前記の実施の形態と同様、地震時の安全
性を向上させるとともに基礎スラブ４や頭部ピン結合杭
３ａのコストダウンが図れるとともに、地震時の引き抜
き力や地下水の浮力に対処できる利点を持つ。また、こ
の建物では、高層部９３と低層部９４を有しており、地
震時の建物本体９１への引き抜き力は、図中矢印で示す
ように、高層部９３の外周柱９３ａの下方部分と、低層
部９４の外周柱９４ａの下方部分の２カ所にそれぞれ作
用するが、それら高層部９３の外周柱９３ａの下方部分
と低層部９４の外周柱９４ａの下方部分にはそれぞれ頭
部剛結合杭３ｂを配置しているため、地震時の引っ張り
力に有効に対処できる。
【００２５】また、上記のように高層部９３の外周柱９
３ａの下方部分と低層部９４の外周柱９４ａの下方部分
との２カ所にそれぞれ頭部剛結合杭３ｂを配置している
ため、図１に示した実施の形態に比べて、頭部剛結合杭
３ｂの配置数が多くなっている。このため、基礎スラブ
４に作用する、地下水による大きな浮力にも有効に対処
できる。
３ａの下方部分と低層部９４の外周柱９４ａの下方部分
との２カ所にそれぞれ頭部剛結合杭３ｂを配置している
ため、図１に示した実施の形態に比べて、頭部剛結合杭
３ｂの配置数が多くなっている。このため、基礎スラブ
４に作用する、地下水による大きな浮力にも有効に対処
できる。
【００２６】図６は本発明にかかる基礎構造の他の実施
の形態を示すものである。ここで示す建物は、既設杭１
００を残したまま、上方の既存の建物本体１０１のみを
解体し、既設杭１００の上方に新たに新設建物本体１０
２を構築したものである。この建物の基礎構造において
も、頭部ピン結合杭３ａと頭部剛結合杭３ｂとの２種類
の杭が用いられている。頭部ピン結合杭３ａには、既設
杭１００が再利用される他、必要に応じて新たに設置さ
れる新設杭１０３も利用される。また、頭部剛結合杭３
ｂは既設杭１００よりも外方に設置された新設杭１０４
が利用される。
の形態を示すものである。ここで示す建物は、既設杭１
００を残したまま、上方の既存の建物本体１０１のみを
解体し、既設杭１００の上方に新たに新設建物本体１０
２を構築したものである。この建物の基礎構造において
も、頭部ピン結合杭３ａと頭部剛結合杭３ｂとの２種類
の杭が用いられている。頭部ピン結合杭３ａには、既設
杭１００が再利用される他、必要に応じて新たに設置さ
れる新設杭１０３も利用される。また、頭部剛結合杭３
ｂは既設杭１００よりも外方に設置された新設杭１０４
が利用される。
【００２７】この基礎構造によれば、既設杭１００を再
利用できることから、既設杭１００をすべて撤去する場
合に比べて、杭の撤去費用が不要になり、工期が短縮で
き、しかも産業廃棄物が削減できる利点が得られる。な
お、既設杭は地震時等の水平抵抗性能に劣ることが懸念
されるが、既設杭１００は頭部ピン結合杭３ａとしてし
か利用されないため、頭部に過度の回転モーメントが加
わることがなく、既設杭１００が回転モーメントによっ
て損傷されることはない。
利用できることから、既設杭１００をすべて撤去する場
合に比べて、杭の撤去費用が不要になり、工期が短縮で
き、しかも産業廃棄物が削減できる利点が得られる。な
お、既設杭は地震時等の水平抵抗性能に劣ることが懸念
されるが、既設杭１００は頭部ピン結合杭３ａとしてし
か利用されないため、頭部に過度の回転モーメントが加
わることがなく、既設杭１００が回転モーメントによっ
て損傷されることはない。
【００２８】図７は本発明にかかる基礎構造のさらに他
の実施の形態を示す。ここで示す建物は、前記図６で示
したものと同様に、既設杭１００を残したまま、上方の
既存の建物本体１０１のみを解体し、既設杭１００の上
方に、新たに既設の建物本体と略同じ敷地内に新設建物
本体１０２を構築したものである。この建物の基礎構造
においても、頭部ピン結合杭３ａと頭部剛結合杭３ｂと
の２種類の杭が用いられている。頭部ピン結合杭３ａに
は、既設杭１００が再利用される他、必要に応じて新た
に設置される新設杭も利用される。また、頭部剛結合杭
３ｂは既設杭１００の間に設置された新設杭１０４が利
用される。
の実施の形態を示す。ここで示す建物は、前記図６で示
したものと同様に、既設杭１００を残したまま、上方の
既存の建物本体１０１のみを解体し、既設杭１００の上
方に、新たに既設の建物本体と略同じ敷地内に新設建物
本体１０２を構築したものである。この建物の基礎構造
においても、頭部ピン結合杭３ａと頭部剛結合杭３ｂと
の２種類の杭が用いられている。頭部ピン結合杭３ａに
は、既設杭１００が再利用される他、必要に応じて新た
に設置される新設杭も利用される。また、頭部剛結合杭
３ｂは既設杭１００の間に設置された新設杭１０４が利
用される。
【００２９】この基礎構造によっても既設杭１００が再
利用できる。また、このように既設杭１００の再利用を
図りながらも、必要に応じて新設杭１０４を増すことに
よって、高さ制限のない比較的高い新設建物本体１０２
を構築することができる。
利用できる。また、このように既設杭１００の再利用を
図りながらも、必要に応じて新設杭１０４を増すことに
よって、高さ制限のない比較的高い新設建物本体１０２
を構築することができる。
【００３０】図８〜図１０は、頭部ピン結合杭３ａと頭
部剛結合杭３ｂの２種類の杭を備える基礎構造の解析例
を示したものである。この例で想定した建物本体は、地
下深さＢが１２，５ｍ、地上高さＨが５８ｍ、長さＬが
９９ｍのものである。複数ある杭の内、左右両端部にあ
るそれぞれ４列の杭（合計７４本）を頭部剛結合杭３ｂ
とし、中間部にある９列の杭（合計９９本）を頭部ピン
結合杭３ａとして解析を行った。なお、比較のため、す
べての杭を頭部剛結合杭としたものと、すべての杭を頭
部剛結合としたものについても解析を行った。その結果
を示すものが図９及び図１０である。図９および図１０
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、それぞれ左端部の
杭、杭Ａ、杭Ｂと表している杭は、図８に示すように、
想定した建物の基礎構造において左端部に位置する杭、
左方中間部に位置する杭、中央部に位置する杭を示す。
部剛結合杭３ｂの２種類の杭を備える基礎構造の解析例
を示したものである。この例で想定した建物本体は、地
下深さＢが１２，５ｍ、地上高さＨが５８ｍ、長さＬが
９９ｍのものである。複数ある杭の内、左右両端部にあ
るそれぞれ４列の杭（合計７４本）を頭部剛結合杭３ｂ
とし、中間部にある９列の杭（合計９９本）を頭部ピン
結合杭３ａとして解析を行った。なお、比較のため、す
べての杭を頭部剛結合杭としたものと、すべての杭を頭
部剛結合としたものについても解析を行った。その結果
を示すものが図９及び図１０である。図９および図１０
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、それぞれ左端部の
杭、杭Ａ、杭Ｂと表している杭は、図８に示すように、
想定した建物の基礎構造において左端部に位置する杭、
左方中間部に位置する杭、中央部に位置する杭を示す。
【００３１】図９（ｂ），（ｃ）、図１０（ｂ），
（ｃ）から明らかなように、すべての杭を頭部ピン結合
杭３ａにした場合及びすべての杭を頭部剛結合杭３ｂに
した場合と、頭部ピン結合杭３ａと頭部剛結合杭３ｂの
２種類の杭を併用した場合とを比較したとき、２種類の
杭３ａ，３ｂを併用した場合の方が、杭Ａ、杭Ｂに関
し、最大曲げモーメン及び最大剪断力とも大幅に小さく
なっていることがわかる。
（ｃ）から明らかなように、すべての杭を頭部ピン結合
杭３ａにした場合及びすべての杭を頭部剛結合杭３ｂに
した場合と、頭部ピン結合杭３ａと頭部剛結合杭３ｂの
２種類の杭を併用した場合とを比較したとき、２種類の
杭３ａ，３ｂを併用した場合の方が、杭Ａ、杭Ｂに関
し、最大曲げモーメン及び最大剪断力とも大幅に小さく
なっていることがわかる。
【００３２】このことから、新設の場合、頭部ピン結合
杭３ａと頭部剛結合杭３ｂの２種類の杭を併用したとき
には、頭部ピン結合杭３ａの杭本体６及び基礎スラブ４
（基礎梁）はそれほど強い強度を求められず、結果的に
コストを削減できることがわかる。また、杭頭の水平抵
抗による曲げモーメントを考慮していない既設杭を再利
用するときでも、頭部ピン結合杭３ａと頭部剛結合杭３
ｂの２種類の杭を併用する場合であって、既設杭を頭部
ピン結合杭として用いる場合には、その既設杭を充分再
利用できることがわかる。
杭３ａと頭部剛結合杭３ｂの２種類の杭を併用したとき
には、頭部ピン結合杭３ａの杭本体６及び基礎スラブ４
（基礎梁）はそれほど強い強度を求められず、結果的に
コストを削減できることがわかる。また、杭頭の水平抵
抗による曲げモーメントを考慮していない既設杭を再利
用するときでも、頭部ピン結合杭３ａと頭部剛結合杭３
ｂの２種類の杭を併用する場合であって、既設杭を頭部
ピン結合杭として用いる場合には、その既設杭を充分再
利用できることがわかる。
【００３３】また、左端部に位置する杭についても、頭
部ピン結合杭３ａと頭部剛結合杭３ｂの２種類の杭を併
用する場合の杭頭曲げモーメントは、すべての杭を頭部
剛結合杭３ｂにする場合と比較して、１５〜２０パーセ
ントの曲げモーメントの上昇に止まる。これに対して
は、杭頭部の配筋の若干の増加で充分対処できる。
部ピン結合杭３ａと頭部剛結合杭３ｂの２種類の杭を併
用する場合の杭頭曲げモーメントは、すべての杭を頭部
剛結合杭３ｂにする場合と比較して、１５〜２０パーセ
ントの曲げモーメントの上昇に止まる。これに対して
は、杭頭部の配筋の若干の増加で充分対処できる。
【００３４】なお、上述した実施の形態はあくまで本発
明の例示であり、実施の際には必要に応じて発明の趣旨
を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。例えば、
前述した実施の形態では、杭の上側に配置する上部構造
体として基礎スラブ４を例に挙げて説明しているが、基
礎スラブに変えてフーチングであっても勿論本発明は適
用可能である。また、上記した図６、図７で示す実施の
形態では、既設杭を主に頭部ピン結合杭として用いてい
るが、これに限られることなく、既設杭が大きい耐力を
有する場合、該既設杭を頭部ピン結合杭と頭部剛結合杭
との双方の杭として用い、新設杭を頭部剛結合杭として
用いるようにしてもよい。また、既設杭と新設杭とも
に、頭部ピン結合杭と頭部剛結合杭との双方の杭として
用いるようにしてもよい。
明の例示であり、実施の際には必要に応じて発明の趣旨
を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。例えば、
前述した実施の形態では、杭の上側に配置する上部構造
体として基礎スラブ４を例に挙げて説明しているが、基
礎スラブに変えてフーチングであっても勿論本発明は適
用可能である。また、上記した図６、図７で示す実施の
形態では、既設杭を主に頭部ピン結合杭として用いてい
るが、これに限られることなく、既設杭が大きい耐力を
有する場合、該既設杭を頭部ピン結合杭と頭部剛結合杭
との双方の杭として用い、新設杭を頭部剛結合杭として
用いるようにしてもよい。また、既設杭と新設杭とも
に、頭部ピン結合杭と頭部剛結合杭との双方の杭として
用いるようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】請求項１にかかる発明によれば、杭頭部
ピン結合杭と頭部剛結合杭の２種類の杭を併用している
ため、地震時の安全性を向上させるとともに基礎スラブ
や杭のコストダウンが図れ、また、地震時の引き抜き力
や地下水の浮力にも有効に対処できる。
ピン結合杭と頭部剛結合杭の２種類の杭を併用している
ため、地震時の安全性を向上させるとともに基礎スラブ
や杭のコストダウンが図れ、また、地震時の引き抜き力
や地下水の浮力にも有効に対処できる。
【００３６】請求項２にかかる発明によれば、地震時に
引き抜き力が作用する箇所に、引き抜きの耐力が大きい
頭部剛結合杭を配置し、他の箇所に頭部ピン結合杭を配
置しているため、地震時の安全性をより高めることがで
きる。
引き抜き力が作用する箇所に、引き抜きの耐力が大きい
頭部剛結合杭を配置し、他の箇所に頭部ピン結合杭を配
置しているため、地震時の安全性をより高めることがで
きる。
【００３７】請求項３にかかる発明によれば、主に地震
時に引き抜き力が作用する箇所である、建物の外周柱の
下方位置に頭部剛結合杭を配置するため、請求項２と同
様に地震時の安全性をより高めることができる。
時に引き抜き力が作用する箇所である、建物の外周柱の
下方位置に頭部剛結合杭を配置するため、請求項２と同
様に地震時の安全性をより高めることができる。
【００３８】請求項４にかかる発明によれば、既設杭を
頭部ピン結合杭として用い、新設杭を頭部剛結合杭とし
て用いており、既設杭は水平抵抗による曲げモーメント
を考慮せずに設置されていることが多いが、この場合で
も、既設杭を損傷させることなく再利用できる。
頭部ピン結合杭として用い、新設杭を頭部剛結合杭とし
て用いており、既設杭は水平抵抗による曲げモーメント
を考慮せずに設置されていることが多いが、この場合で
も、既設杭を損傷させることなく再利用できる。
【００３９】請求項５にかかる発明によれば、既設杭を
頭部ピン結合杭として用い、新設杭を頭部ピン結合杭と
頭部剛結合杭との双方の杭として用いており、必要に応
じて新設杭を設けることにより、頭部ピン結合杭と頭部
剛結合杭との割合を任意に設定でき、建物にあった最適
比の頭部ピン結合杭と頭部剛結合杭に設定できる。請求
項６、７にかかる発明によれば、既設杭が耐力を有する
場合、該既設杭を頭部ピン結合杭と頭部剛結合杭との双
方の杭として用いることができ、使用する杭の自由度が
高まる。
頭部ピン結合杭として用い、新設杭を頭部ピン結合杭と
頭部剛結合杭との双方の杭として用いており、必要に応
じて新設杭を設けることにより、頭部ピン結合杭と頭部
剛結合杭との割合を任意に設定でき、建物にあった最適
比の頭部ピン結合杭と頭部剛結合杭に設定できる。請求
項６、７にかかる発明によれば、既設杭が耐力を有する
場合、該既設杭を頭部ピン結合杭と頭部剛結合杭との双
方の杭として用いることができ、使用する杭の自由度が
高まる。
【図１】 本発明の実施の形態の基礎構造を備える建物
の概略側断面図である。
の概略側断面図である。
【図２】 同実施の形態の頭部ピン結合杭と頭部剛結合
杭との関係を示す断面図である。
杭との関係を示す断面図である。
【図３】 同実施の形態の頭部ピン結合杭の頭部の詳細
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図４】 同実施の形態の頭部ピン結合杭に用いられる
杭頭ピン機構を示す分解斜視図である。
杭頭ピン機構を示す分解斜視図である。
【図５】 本発明の他の実施の形態の基礎構造を備える
建物の概略側断面図である。
建物の概略側断面図である。
【図６】 本発明の他の実施の形態の基礎構造を備える
建物の概略側断面図である。
建物の概略側断面図である。
【図７】 本発明のさらに他の実施の形態の基礎構造を
備える建物の概略側断面図である。
備える建物の概略側断面図である。
【図８】 本発明にかかる基礎構造の解析例に用いた建
物の解析モデルである。
物の解析モデルである。
【図９】 同解析例の結果を示すグラフである。
【図１０】同解析例の結果を示すグラフである。
１ 建物本体
１ａ 外周柱
２ 基礎構造
３ 杭
３ａ 頭部ピン結合杭
３ｂ 頭部剛結合杭
４ 基礎スラブ
６ 杭本体
７ 杭頭ピン機構
７１ 球座
７２ 上蓋
８１ 補強鉄筋
８２ 杭本体
９１ 建物本体
９２ 地下部
９３ 高層部
９３ａ 外周柱
９４ 低層部
９４ａ 外周柱
１００ 既設杭
１０１ 解体される既存の建物本体
１０２ 新設建物本体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 正藤 倫宏
東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設
株式会社内
(72)発明者 田蔵 隆
東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設
株式会社内
Ｆターム(参考） 2D041 AA02 BA19 BA21
2D046 CA03 CA04 DA11
Claims (7)
- 【請求項１】 杭頭部がその上側に配置される上部構造
体に対してピン結合されて、相対回転を許容しつつ軸
力、剪断力及び回転モーメントの一部を伝達される頭部
ピン結合杭と、 杭頭部がその上側に配置される上部構造体に対して剛結
合されて軸力、剪断力及び回転モーメントを伝達される
頭部剛結合杭と、 の２種類の杭を備えることを特徴とする基礎構造。 - 【請求項２】 請求項１記載の基礎構造において、 地震時に引き抜き力が作用する箇所に頭部剛結合杭を配
置され、他の箇所に頭部ピン結合杭を配置されることを
特徴とする基礎構造。 - 【請求項３】 請求項２記載の基礎構造において、 前記地震時に引き抜き力が作用する箇所は、建物の外周
柱の下方位置であることを特徴とする基礎構造。 - 【請求項４】 請求項１記載の基礎構造において、 既設杭が頭部ピン結合杭として用いられ、新設杭が頭部
剛結合杭として用いられることを特徴とする基礎構造。 - 【請求項５】 請求項１記載の基礎構造において、 既設杭が頭部ピン結合杭として用いられ、新設杭が頭部
ピン結合杭と頭部剛結合杭との双方の杭として用いられ
ることを特徴とする基礎構造。 - 【請求項６】 請求項１記載の基礎構造において、 既設杭が頭部ピン結合杭と頭部剛結合杭との双方の杭と
して用いられ、新設杭が頭部剛結合杭として用いられる
ことを特徴とする基礎構造。 - 【請求項７】 請求項１記載の基礎構造において、 既設杭と新設杭ともに、頭部ピン結合杭と頭部剛結合杭
との双方の杭として用いられることを特徴とする基礎構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001218598A JP2003027500A (ja) | 2001-07-18 | 2001-07-18 | 基礎構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001218598A JP2003027500A (ja) | 2001-07-18 | 2001-07-18 | 基礎構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003027500A true JP2003027500A (ja) | 2003-01-29 |
Family
ID=19052760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001218598A Pending JP2003027500A (ja) | 2001-07-18 | 2001-07-18 | 基礎構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003027500A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011220095A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-11-04 | Shimizu Corp | 地震時引抜き力低減杭基礎架構 |
| JP2013096153A (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-20 | Ohbayashi Corp | 基礎構造 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0422534U (ja) * | 1990-06-13 | 1992-02-25 | ||
| JP2000154549A (ja) * | 1998-11-20 | 2000-06-06 | Shimizu Corp | 既設基礎再利用工法 |
| WO2000046451A1 (fr) * | 1999-02-03 | 2000-08-10 | Nippon Pillar Packing Co., Ltd. | Fondations servant d'infrastructures sur pieux |
-
2001
- 2001-07-18 JP JP2001218598A patent/JP2003027500A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0422534U (ja) * | 1990-06-13 | 1992-02-25 | ||
| JP2000154549A (ja) * | 1998-11-20 | 2000-06-06 | Shimizu Corp | 既設基礎再利用工法 |
| WO2000046451A1 (fr) * | 1999-02-03 | 2000-08-10 | Nippon Pillar Packing Co., Ltd. | Fondations servant d'infrastructures sur pieux |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011220095A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-11-04 | Shimizu Corp | 地震時引抜き力低減杭基礎架構 |
| JP2013096153A (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-20 | Ohbayashi Corp | 基礎構造 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050524 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050927 |