JP2004108091A - 複合構造建築物およびその施工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複合構造建築物において、フーチングや地中梁を省略するとともに既製杭を基礎杭として採用することで、工期短縮を図り、排土量の軽減して、施工コストの削減を図ることができる複合構造建築物およびその施工方法を提供する。
【解決手段】既製杭4と、充填型鋼管コンクリート造の柱13と、鉄骨造等の梁15とにより構成される複合構造建築物およびその施工方法において、既製杭4は軸方向に沿って杭中孔4aが設けられている筒状の部材であり、杭頭部4dにおける杭中孔4a内にはコンクリートからなる杭頭内充填コンクリート6が杭頭部4dと一体に形成されており、杭頭部4dと柱脚部13cとの間にはコンクリートからなる接合構造体5が介装されており、接合構造体5内には接合鉄筋11が鉛直方向に配設されて、接合鉄筋11の下部は杭頭内充填コンクリート6内に、接合鉄筋11の上部は柱脚部13c内にそれぞれ定着されている。
【選択図】 図2
【解決手段】既製杭4と、充填型鋼管コンクリート造の柱13と、鉄骨造等の梁15とにより構成される複合構造建築物およびその施工方法において、既製杭4は軸方向に沿って杭中孔4aが設けられている筒状の部材であり、杭頭部4dにおける杭中孔4a内にはコンクリートからなる杭頭内充填コンクリート6が杭頭部4dと一体に形成されており、杭頭部4dと柱脚部13cとの間にはコンクリートからなる接合構造体5が介装されており、接合構造体5内には接合鉄筋11が鉛直方向に配設されて、接合鉄筋11の下部は杭頭内充填コンクリート6内に、接合鉄筋11の上部は柱脚部13c内にそれぞれ定着されている。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、既製杭による杭基礎を有し、柱が充填型鋼管コンクリート造からなり、梁が鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の何れかよりなる複合構造建築物およびその施工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、異種の構造部材を組み合わせて構成される建築物として、図5(a)に示すように、充填型鋼管コンクリート造の柱51と、鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の梁52とから構成される複合構造建築物53が提供されている。
【0003】
鉄骨造の梁52の場合には、梁52の上下に充填型鋼管コンクリート造の柱51を連設させるとともに、それら柱51と梁52の接合部には柱内のコンクリートと一体に仕口部構造体54を形成する構造である。このとき、柱接合鉄筋55が仕口部構造体54を上下に挿通する状態で配設され、柱接合鉄筋55の上下の両端部はそれぞれ柱内に定着されている。図5(b)は仕口部構造体54における水平断面A―Aを表すものである。図5(b)に示すように、交差する梁52は仕口部構造体54内で一体に接合されており、交差する梁52と梁52の間で、且つ仕口部構造体54の内周に沿って複数の柱接合鉄筋55が配設されている。
【0004】
また、鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の場合には、梁52の上下に充填型鋼管コンクリート造の柱51を連設させて、梁52のコンクリートと柱51内のコンクリートとを一体化する構造である。このとき、柱接合鉄筋55が柱51と梁52の接合部において上下に挿通する状態で配設され、柱接合鉄筋55の上下の両端部はそれぞれ柱51内に定着されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
図6に示すように、上記の複合構造建築物において、工期の短縮、工事費の軽減、廃棄物の減量化を図るため、杭56と柱51との間に介在するフーチングおよび地中梁を省略した建築物が実用化されている。これは、場所打コンクリート杭56と最下階の柱51とが、コンクリートで形成された接合構造体57を介して接合され、杭主筋58の頭部と柱主筋59の脚部とがオーバーラップした状態で配設される構造である(例えば、特許文献2参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−229495号公報 (第2−3頁 第1−3図)
【特許文献2】
特開2000−328651号公報 (第2−4頁 第2図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の複合構造建築物によれば、基礎杭として場所打コンクリート杭が使用されるため、杭工事期間が長く、排土量も多く、施工コストもかかるという問題が存在している。
【0008】
本発明は、以上のような問題が考慮されたものであり、フーチングや地中梁を省略するとともに既製杭を基礎杭として採用することで、工期短縮を図り、排土量の軽減して、施工コストの削減を図ることができる複合構造建築物およびその施工方法を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、地盤内に設けられて構造物の荷重を地盤に伝える既製杭と、該既製杭の上方に設けられて鋼管内がコンクリートで満たされた充填型鋼管コンクリート造の柱と、鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の何れかよりなる梁とにより構成される複合構造建築物において、前記既製杭は中心部に該既製杭の軸方向に沿って杭中孔が設けられている筒状の部材であり、前記既製杭の杭頭部における前記杭中孔内にはコンクリートからなる杭頭内充填コンクリートが前記杭頭部と一体に形成されており、前記杭頭部と前記柱の柱脚部との間にはコンクリートからなる接合構造体が介装されており、該接合構造体内には接合鉄筋が鉛直方向に配設され、該接合鉄筋の下部は前記杭頭内充填コンクリート内に、前記接合鉄筋の上部は前記柱脚部内にそれぞれ定着されていることを特徴としている。
【0010】
このような特徴により、建築物の荷重によって作用する柱軸力は、接合構造体を介して筒状の既製杭の杭頭面および既製杭と一体形成された杭頭内充填コンクリートに伝達される。杭頭内充填コンクリートは杭頭部の内径面と一体に構成されているため、杭頭内充填コンクリートに伝達された軸力は杭頭部の内径面へ伝達される。これにより、既製杭の杭頭面および杭頭部の内径面から既製杭へ伝達された軸力は地盤に伝達されるため、複合構造建築物は支持される。また、曲げモーメントは、既製杭および柱に一体形成されたコンクリートからなる接合構造体と接合鉄筋とを介して既製杭および柱に働く。このため、本発明に係る複合構造建築物は、フーチングや地中梁が省略され、コンクリート量および排土量が軽減する。
【0011】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の複合構造建築物であって、少なくとも前記既製杭の杭頭面から上方の前記接合鉄筋には、フープ筋が間隔をあけて配設されていることを特徴としている。
【0012】
このような特徴により、フープ筋が剪断力の作用する接合構造体を補強するため、より強固な接合構造体が形成される。
【0013】
請求項3記載の発明は、地盤内に設けられて構造物の荷重を地盤に伝える既製杭と、該既製杭の上方に設けられて鋼管内がコンクリートで満たされた充填型鋼管コンクリート造の柱と、鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の何れかよりなる梁とにより構成される複合構造建築物の施工方法において、前記既製杭の軸方向に沿って設けられている杭中孔を有する筒状の前記既製杭と前記柱とを接合するための鉛直方向に配設される接合鉄筋の下部を、前記杭中孔内と一体に形成されているコンクリートからなる杭頭内充填コンクリート内に定着させ、前記接合鉄筋の中央部と一体で前記杭頭部の上方にコンクリートを打設して接合構造体を形成し、該接合構造体の上方に前記柱を建柱するとともに前記柱の柱脚部に前記接合鉄筋の上部を定着させることを特徴とする請求項1または2記載の複合構造建築物であって、前記既製杭の杭頭面から上方の前記接合鉄筋には、フープ筋が間隔をあけて配設されていることを特徴としている。
【0014】
このような特徴により、基礎杭には既製杭が使用されるため、杭打設の施工サイクルは短縮されるとともに、杭工事によって発生する残土の量は軽減される。また、フーチングや地中梁を構築するための掘削工事、型枠工事、鉄筋工事が削減される。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る複合構造建築物およびその施工方法について、図面を参照して説明する。
【0016】
図1に示すように、構築すべき複合構造建築物1は、地盤G内に設けられた下部構造2と、下部構造2の上方に設けられた上部構造3とから構成されている。
【0017】
下部構造2は、支持地盤S内から地盤Gの上層部まで鉛直方向に配設された既製杭4と、既製杭4の上方で既製杭4と一体に設けられた接合構造体5から構成されている。図2で示すように、既製杭4は、軸方向に沿って杭中孔4aが設けられている筒状のコンクリート製円柱部材4bであり、表面が鉄鋼板4cで覆われている。杭頭部4dにおける杭中孔4a内には、杭頭内充填コンクリート6がコンクリート製円柱部材4bと一体で設けられており、杭頭部4dより下の杭中孔4a内は杭周固定液7で満たされている。
【0018】
接合構造体5は、砕石8と捨てコンクリート9とを介して地盤Gの上層部内に配設されており、既製杭4の水平断面よりも大きい外形を有する立体形のコンクリートからなる部材である。接合構造体5の下部は、既製杭4の杭頭部に若干(杭頭面4eから下方に100ミリメートル程度)被せるようになっており、接合構造体5の上部は、地盤Gの上層部に砕石8と捨てコンクリート9とを介して設けられている鉄筋コンクリート造の土間スラブ10と一体になっている。
【0019】
また、接合構造体5の中には、複数の直材からなる接合鉄筋11が杭中孔4aの内周に沿って鉛直に配設されており、この接合鉄筋11の下部は、所定の長さまで杭頭内充填コンクリート6内に定着され、接合鉄筋11の上部は、所定の長さまで接合構造体5の上方に延長されている。複数の接合鉄筋11の杭頭面4eより上方の周りには、リング状に形成されたフープ筋12が接合鉄筋11を囲うように所定の間隔で水平に配設されている。
【0020】
図1に示すように、接合構造体5の上方には、充填型鋼管コンクリート造の柱13と、上下の柱13の間に介在する仕口構造体14に接続されている鉄骨造の梁15と、スラブ16とからなる上部構造3が構築されている。
【0021】
図2に示すように、柱13は、円柱形鋼管13aの内部にコンクリート13bを満たされる構成からなり、柱脚部13cは、接合構造体5の天端面に接合鉄筋11の突出した上部を内包するように接合構造体5と一体に設けられている。図3に示すように、上下の柱13は仕口構造体14を介して一体に配設され、梁15は仕口構造体14に設けられたジョイントブラケット14aを介して柱13と接続されている。仕口構造体14は、柱13と同じ水平断面形状を有する円柱形接続鋼管14bの内部がコンクリートで満たされている部材であり、円柱形接続鋼管14bの側面にはジョイントブラケット14aが設けられている。
【0022】
また、仕口構造体14内には、円柱形接続鋼管14bの内周に沿って複数の柱接合鉄筋17が設けられている。図2に示すように、柱接合鉄筋17は仕口部構造体14を上下に挿通する状態で配設され、柱接合鉄筋17の上下の両端部はそれぞれ柱13内に所定の長さで定着されている。
【0023】
スラブ16は、対向する梁15に架設された鋼板16aの上にコンクリートが被覆されている構成からなっている。
【0024】
次に、上記した複合構造建築物の施工方法について説明する。
【0025】
図1に示すように、杭周固定液7を杭中孔4aに注入しつつ、既製杭4の先端が支持地盤Sに達するところまで既製杭4を地盤G内に打設する。このとき、杭周固定液7は杭頭部4dの下端面まで注入する。次に杭中孔4a内の内周に沿って所定の長さの接続鉄筋9を配置し、杭頭部4dの杭中孔4a内に杭頭面4eまでコンクリートを打設して杭頭内充填コンクリート6を形成する。
【0026】
次に、地盤Gの表面を所定のレベルに均すとともに、接合構造体5を形成するために杭頭部4dの上部周辺を掘削する。所定のレベルおよび形状に整えられた地盤Gの表面に、砕石8を敷き、その上に捨てコンクリート9を打設する。捨てコンクリート9の固化後、鉛直に建てられた複数の接続鉄筋9に、フープ筋12を所定の間隔で水平に巻付けるとともに、土間スラブ10のスラブ筋10aを配筋する。配筋終了後、所定の範囲および所定のレベルまでコンクリートを打設して、接合構造体5および土間スラブ10を形成する。
【0027】
次に、杭脚部13cが接合構造体5の天端面から突出する接続鉄筋9の上部を内包するように、円柱形鋼管13aを接合構造体5の天端面に建てて仮支持し、円柱形鋼管13aの上方に円柱形接続鋼管14bを取り付けるとともに、円柱形接続鋼管14b内に柱接合鉄筋17を円柱形鋼管13aへの定着長さを確保しつつ所定の位置に配置する。次に、円柱形接続鋼管14bに設けられたジョイントブラケット14aに梁15を架設してボルト締めにより固定し、梁15の上フランジ面に鋼板16aを架設して梁15で囲まれた範囲を鋼板16aで敷き詰める。次に、円柱形鋼管13a内および円柱形接続鋼管14b内および鋼板16aの上にコンクリートを打設して、柱11および仕口構造体14およびスラブ16を一体に形成する。上記の施工方法により、上階を1フロア毎に組み上げていき上部構造3を構築する。
【0028】
以上説明した構成により、上部構造3の荷重は柱脚部13cに作用して、柱脚部13cから接合構造体5を介して筒状の既製杭4の肉厚部に伝達されるとともに、接合構造体5を介して既製杭4と一体形成された杭頭内充填コンクリート6に伝達され、杭頭内充填コンクリート6から杭頭部4dの内径面に伝達される。また、接合鉄筋9とコンクリートからなる接合構造体5により、杭頭部4dおよび接合構造体5および柱脚部13cは強固に固定され、曲げ応力にも強い強固に固定される。
【0029】
このため、フーチングや地中梁が省略され、コンクリート量および排土量が軽減するとともに掘削工事、型枠工事、鉄筋工事が削減され、工事費用は軽減され、工期の短縮を図ることができる。また、基礎杭に既製杭4を使用しているため、杭工事の施工サイクルは短縮され、工事期間の短縮を図ることができる。
【0030】
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限り適宜変更可能である。例えば、本実施の形態では、既製杭4にコンクリート製円柱部材4bに鉄鋼板4cが被覆された杭(SC杭)を使用しているが、プレストレスを導入して製作された中空円筒状の既製コンクリート杭(PC杭)や、高強度の遠心プレストレスコンクリート杭(PHC杭)を使用してもよい。
【0031】
また、図4に示すように、既製杭4には鋼管コンクリート杭を使用してもよい。鋼管コンクリート杭は、軸方向に沿って杭中孔4aが設けられている筒状の鋼管18を地盤G内に鉛直に打ち込み、この鋼管18の杭中孔4a内に、杭頭部4dより下のレベルまで無筋コンクリート19を打設して形成される。
【0032】
また、本実施の形態では、接合構造体5と杭頭内充填コンクリート6とを形成する際それぞれ別々にコンクリート打設を行っているが、接合構造体5と杭頭内充填コンクリート6とのコンクリート打設を同時に行ってもよい。この場合、接合鉄筋11に巻かれるフープ筋12は、接合鉄筋11を杭中孔4a内に配置したときに配筋しておく。さらに、工期の短縮を図るため、接合鉄筋11およびフープ筋12を予め所定の形状に組み立ててユニット化してもよい。
【0033】
また、本実施の形態では、鉄骨造の梁15を使用しているが、鉄筋コンクリート造或いは鉄骨鉄筋コンクリート造からなるものを使用してもよい。この場合、柱13の円柱形鋼管13aは鉄筋コンクリート造梁或いは鉄骨鉄筋コンクリート造梁の上下に連設されて、円柱形鋼管13a内のコンクリート13bと鉄筋コンクリート造梁或いは鉄骨鉄筋コンクリート造梁のコンクリートとを一体に打設する構成でもよい。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、フーチングおよび地中梁を省略することができ、コンクリート量および排土量が軽減するとともに掘削工事、型枠工事、鉄筋工事が削減され、工事費用は軽減され、工期の短縮を図ることができる。また、既製杭を基礎杭として採用することで、工期短縮を図り、排土量の軽減して、施工コストの削減を図ることができる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における複合建築物を説明する断面図である。
【図2】本発明における複合建築物の柱と梁の接合部、及び柱と基礎の接合部を説明する断面図である。
【図3】本発明における複合建築物の柱と梁の接合部を説明する斜視図である。
【図4】本発明における複合建築物の他の実施形態を説明する柱と基礎の接合部の断面図である。
【図5】(a)は従来の複合建築物の柱と梁の接合部を説明する断面図であり、(b)は図5(a)に示されているA―A断面を説明する断面図である。
【図6】従来の複合建築物の柱と基礎の接合部を説明する断面図である。
【符号の説明】
1 複合構造建築物
4 既製杭
4a 杭中孔
4d 杭頭部
4e 杭頭面
5 接合構造体
6 杭頭内充填コンクリート
11 接合鉄筋
12 フープ筋
13 柱
13c柱脚部
15 梁
G 地盤
【発明の属する技術分野】
この発明は、既製杭による杭基礎を有し、柱が充填型鋼管コンクリート造からなり、梁が鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の何れかよりなる複合構造建築物およびその施工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、異種の構造部材を組み合わせて構成される建築物として、図5(a)に示すように、充填型鋼管コンクリート造の柱51と、鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の梁52とから構成される複合構造建築物53が提供されている。
【0003】
鉄骨造の梁52の場合には、梁52の上下に充填型鋼管コンクリート造の柱51を連設させるとともに、それら柱51と梁52の接合部には柱内のコンクリートと一体に仕口部構造体54を形成する構造である。このとき、柱接合鉄筋55が仕口部構造体54を上下に挿通する状態で配設され、柱接合鉄筋55の上下の両端部はそれぞれ柱内に定着されている。図5(b)は仕口部構造体54における水平断面A―Aを表すものである。図5(b)に示すように、交差する梁52は仕口部構造体54内で一体に接合されており、交差する梁52と梁52の間で、且つ仕口部構造体54の内周に沿って複数の柱接合鉄筋55が配設されている。
【0004】
また、鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の場合には、梁52の上下に充填型鋼管コンクリート造の柱51を連設させて、梁52のコンクリートと柱51内のコンクリートとを一体化する構造である。このとき、柱接合鉄筋55が柱51と梁52の接合部において上下に挿通する状態で配設され、柱接合鉄筋55の上下の両端部はそれぞれ柱51内に定着されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
図6に示すように、上記の複合構造建築物において、工期の短縮、工事費の軽減、廃棄物の減量化を図るため、杭56と柱51との間に介在するフーチングおよび地中梁を省略した建築物が実用化されている。これは、場所打コンクリート杭56と最下階の柱51とが、コンクリートで形成された接合構造体57を介して接合され、杭主筋58の頭部と柱主筋59の脚部とがオーバーラップした状態で配設される構造である(例えば、特許文献2参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−229495号公報 (第2−3頁 第1−3図)
【特許文献2】
特開2000−328651号公報 (第2−4頁 第2図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の複合構造建築物によれば、基礎杭として場所打コンクリート杭が使用されるため、杭工事期間が長く、排土量も多く、施工コストもかかるという問題が存在している。
【0008】
本発明は、以上のような問題が考慮されたものであり、フーチングや地中梁を省略するとともに既製杭を基礎杭として採用することで、工期短縮を図り、排土量の軽減して、施工コストの削減を図ることができる複合構造建築物およびその施工方法を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、地盤内に設けられて構造物の荷重を地盤に伝える既製杭と、該既製杭の上方に設けられて鋼管内がコンクリートで満たされた充填型鋼管コンクリート造の柱と、鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の何れかよりなる梁とにより構成される複合構造建築物において、前記既製杭は中心部に該既製杭の軸方向に沿って杭中孔が設けられている筒状の部材であり、前記既製杭の杭頭部における前記杭中孔内にはコンクリートからなる杭頭内充填コンクリートが前記杭頭部と一体に形成されており、前記杭頭部と前記柱の柱脚部との間にはコンクリートからなる接合構造体が介装されており、該接合構造体内には接合鉄筋が鉛直方向に配設され、該接合鉄筋の下部は前記杭頭内充填コンクリート内に、前記接合鉄筋の上部は前記柱脚部内にそれぞれ定着されていることを特徴としている。
【0010】
このような特徴により、建築物の荷重によって作用する柱軸力は、接合構造体を介して筒状の既製杭の杭頭面および既製杭と一体形成された杭頭内充填コンクリートに伝達される。杭頭内充填コンクリートは杭頭部の内径面と一体に構成されているため、杭頭内充填コンクリートに伝達された軸力は杭頭部の内径面へ伝達される。これにより、既製杭の杭頭面および杭頭部の内径面から既製杭へ伝達された軸力は地盤に伝達されるため、複合構造建築物は支持される。また、曲げモーメントは、既製杭および柱に一体形成されたコンクリートからなる接合構造体と接合鉄筋とを介して既製杭および柱に働く。このため、本発明に係る複合構造建築物は、フーチングや地中梁が省略され、コンクリート量および排土量が軽減する。
【0011】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の複合構造建築物であって、少なくとも前記既製杭の杭頭面から上方の前記接合鉄筋には、フープ筋が間隔をあけて配設されていることを特徴としている。
【0012】
このような特徴により、フープ筋が剪断力の作用する接合構造体を補強するため、より強固な接合構造体が形成される。
【0013】
請求項3記載の発明は、地盤内に設けられて構造物の荷重を地盤に伝える既製杭と、該既製杭の上方に設けられて鋼管内がコンクリートで満たされた充填型鋼管コンクリート造の柱と、鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の何れかよりなる梁とにより構成される複合構造建築物の施工方法において、前記既製杭の軸方向に沿って設けられている杭中孔を有する筒状の前記既製杭と前記柱とを接合するための鉛直方向に配設される接合鉄筋の下部を、前記杭中孔内と一体に形成されているコンクリートからなる杭頭内充填コンクリート内に定着させ、前記接合鉄筋の中央部と一体で前記杭頭部の上方にコンクリートを打設して接合構造体を形成し、該接合構造体の上方に前記柱を建柱するとともに前記柱の柱脚部に前記接合鉄筋の上部を定着させることを特徴とする請求項1または2記載の複合構造建築物であって、前記既製杭の杭頭面から上方の前記接合鉄筋には、フープ筋が間隔をあけて配設されていることを特徴としている。
【0014】
このような特徴により、基礎杭には既製杭が使用されるため、杭打設の施工サイクルは短縮されるとともに、杭工事によって発生する残土の量は軽減される。また、フーチングや地中梁を構築するための掘削工事、型枠工事、鉄筋工事が削減される。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る複合構造建築物およびその施工方法について、図面を参照して説明する。
【0016】
図1に示すように、構築すべき複合構造建築物1は、地盤G内に設けられた下部構造2と、下部構造2の上方に設けられた上部構造3とから構成されている。
【0017】
下部構造2は、支持地盤S内から地盤Gの上層部まで鉛直方向に配設された既製杭4と、既製杭4の上方で既製杭4と一体に設けられた接合構造体5から構成されている。図2で示すように、既製杭4は、軸方向に沿って杭中孔4aが設けられている筒状のコンクリート製円柱部材4bであり、表面が鉄鋼板4cで覆われている。杭頭部4dにおける杭中孔4a内には、杭頭内充填コンクリート6がコンクリート製円柱部材4bと一体で設けられており、杭頭部4dより下の杭中孔4a内は杭周固定液7で満たされている。
【0018】
接合構造体5は、砕石8と捨てコンクリート9とを介して地盤Gの上層部内に配設されており、既製杭4の水平断面よりも大きい外形を有する立体形のコンクリートからなる部材である。接合構造体5の下部は、既製杭4の杭頭部に若干(杭頭面4eから下方に100ミリメートル程度)被せるようになっており、接合構造体5の上部は、地盤Gの上層部に砕石8と捨てコンクリート9とを介して設けられている鉄筋コンクリート造の土間スラブ10と一体になっている。
【0019】
また、接合構造体5の中には、複数の直材からなる接合鉄筋11が杭中孔4aの内周に沿って鉛直に配設されており、この接合鉄筋11の下部は、所定の長さまで杭頭内充填コンクリート6内に定着され、接合鉄筋11の上部は、所定の長さまで接合構造体5の上方に延長されている。複数の接合鉄筋11の杭頭面4eより上方の周りには、リング状に形成されたフープ筋12が接合鉄筋11を囲うように所定の間隔で水平に配設されている。
【0020】
図1に示すように、接合構造体5の上方には、充填型鋼管コンクリート造の柱13と、上下の柱13の間に介在する仕口構造体14に接続されている鉄骨造の梁15と、スラブ16とからなる上部構造3が構築されている。
【0021】
図2に示すように、柱13は、円柱形鋼管13aの内部にコンクリート13bを満たされる構成からなり、柱脚部13cは、接合構造体5の天端面に接合鉄筋11の突出した上部を内包するように接合構造体5と一体に設けられている。図3に示すように、上下の柱13は仕口構造体14を介して一体に配設され、梁15は仕口構造体14に設けられたジョイントブラケット14aを介して柱13と接続されている。仕口構造体14は、柱13と同じ水平断面形状を有する円柱形接続鋼管14bの内部がコンクリートで満たされている部材であり、円柱形接続鋼管14bの側面にはジョイントブラケット14aが設けられている。
【0022】
また、仕口構造体14内には、円柱形接続鋼管14bの内周に沿って複数の柱接合鉄筋17が設けられている。図2に示すように、柱接合鉄筋17は仕口部構造体14を上下に挿通する状態で配設され、柱接合鉄筋17の上下の両端部はそれぞれ柱13内に所定の長さで定着されている。
【0023】
スラブ16は、対向する梁15に架設された鋼板16aの上にコンクリートが被覆されている構成からなっている。
【0024】
次に、上記した複合構造建築物の施工方法について説明する。
【0025】
図1に示すように、杭周固定液7を杭中孔4aに注入しつつ、既製杭4の先端が支持地盤Sに達するところまで既製杭4を地盤G内に打設する。このとき、杭周固定液7は杭頭部4dの下端面まで注入する。次に杭中孔4a内の内周に沿って所定の長さの接続鉄筋9を配置し、杭頭部4dの杭中孔4a内に杭頭面4eまでコンクリートを打設して杭頭内充填コンクリート6を形成する。
【0026】
次に、地盤Gの表面を所定のレベルに均すとともに、接合構造体5を形成するために杭頭部4dの上部周辺を掘削する。所定のレベルおよび形状に整えられた地盤Gの表面に、砕石8を敷き、その上に捨てコンクリート9を打設する。捨てコンクリート9の固化後、鉛直に建てられた複数の接続鉄筋9に、フープ筋12を所定の間隔で水平に巻付けるとともに、土間スラブ10のスラブ筋10aを配筋する。配筋終了後、所定の範囲および所定のレベルまでコンクリートを打設して、接合構造体5および土間スラブ10を形成する。
【0027】
次に、杭脚部13cが接合構造体5の天端面から突出する接続鉄筋9の上部を内包するように、円柱形鋼管13aを接合構造体5の天端面に建てて仮支持し、円柱形鋼管13aの上方に円柱形接続鋼管14bを取り付けるとともに、円柱形接続鋼管14b内に柱接合鉄筋17を円柱形鋼管13aへの定着長さを確保しつつ所定の位置に配置する。次に、円柱形接続鋼管14bに設けられたジョイントブラケット14aに梁15を架設してボルト締めにより固定し、梁15の上フランジ面に鋼板16aを架設して梁15で囲まれた範囲を鋼板16aで敷き詰める。次に、円柱形鋼管13a内および円柱形接続鋼管14b内および鋼板16aの上にコンクリートを打設して、柱11および仕口構造体14およびスラブ16を一体に形成する。上記の施工方法により、上階を1フロア毎に組み上げていき上部構造3を構築する。
【0028】
以上説明した構成により、上部構造3の荷重は柱脚部13cに作用して、柱脚部13cから接合構造体5を介して筒状の既製杭4の肉厚部に伝達されるとともに、接合構造体5を介して既製杭4と一体形成された杭頭内充填コンクリート6に伝達され、杭頭内充填コンクリート6から杭頭部4dの内径面に伝達される。また、接合鉄筋9とコンクリートからなる接合構造体5により、杭頭部4dおよび接合構造体5および柱脚部13cは強固に固定され、曲げ応力にも強い強固に固定される。
【0029】
このため、フーチングや地中梁が省略され、コンクリート量および排土量が軽減するとともに掘削工事、型枠工事、鉄筋工事が削減され、工事費用は軽減され、工期の短縮を図ることができる。また、基礎杭に既製杭4を使用しているため、杭工事の施工サイクルは短縮され、工事期間の短縮を図ることができる。
【0030】
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限り適宜変更可能である。例えば、本実施の形態では、既製杭4にコンクリート製円柱部材4bに鉄鋼板4cが被覆された杭(SC杭)を使用しているが、プレストレスを導入して製作された中空円筒状の既製コンクリート杭(PC杭)や、高強度の遠心プレストレスコンクリート杭(PHC杭)を使用してもよい。
【0031】
また、図4に示すように、既製杭4には鋼管コンクリート杭を使用してもよい。鋼管コンクリート杭は、軸方向に沿って杭中孔4aが設けられている筒状の鋼管18を地盤G内に鉛直に打ち込み、この鋼管18の杭中孔4a内に、杭頭部4dより下のレベルまで無筋コンクリート19を打設して形成される。
【0032】
また、本実施の形態では、接合構造体5と杭頭内充填コンクリート6とを形成する際それぞれ別々にコンクリート打設を行っているが、接合構造体5と杭頭内充填コンクリート6とのコンクリート打設を同時に行ってもよい。この場合、接合鉄筋11に巻かれるフープ筋12は、接合鉄筋11を杭中孔4a内に配置したときに配筋しておく。さらに、工期の短縮を図るため、接合鉄筋11およびフープ筋12を予め所定の形状に組み立ててユニット化してもよい。
【0033】
また、本実施の形態では、鉄骨造の梁15を使用しているが、鉄筋コンクリート造或いは鉄骨鉄筋コンクリート造からなるものを使用してもよい。この場合、柱13の円柱形鋼管13aは鉄筋コンクリート造梁或いは鉄骨鉄筋コンクリート造梁の上下に連設されて、円柱形鋼管13a内のコンクリート13bと鉄筋コンクリート造梁或いは鉄骨鉄筋コンクリート造梁のコンクリートとを一体に打設する構成でもよい。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、フーチングおよび地中梁を省略することができ、コンクリート量および排土量が軽減するとともに掘削工事、型枠工事、鉄筋工事が削減され、工事費用は軽減され、工期の短縮を図ることができる。また、既製杭を基礎杭として採用することで、工期短縮を図り、排土量の軽減して、施工コストの削減を図ることができる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における複合建築物を説明する断面図である。
【図2】本発明における複合建築物の柱と梁の接合部、及び柱と基礎の接合部を説明する断面図である。
【図3】本発明における複合建築物の柱と梁の接合部を説明する斜視図である。
【図4】本発明における複合建築物の他の実施形態を説明する柱と基礎の接合部の断面図である。
【図5】(a)は従来の複合建築物の柱と梁の接合部を説明する断面図であり、(b)は図5(a)に示されているA―A断面を説明する断面図である。
【図6】従来の複合建築物の柱と基礎の接合部を説明する断面図である。
【符号の説明】
1 複合構造建築物
4 既製杭
4a 杭中孔
4d 杭頭部
4e 杭頭面
5 接合構造体
6 杭頭内充填コンクリート
11 接合鉄筋
12 フープ筋
13 柱
13c柱脚部
15 梁
G 地盤
Claims (3)
- 地盤内に設けられて構造物の荷重を地盤に伝える既製杭と、該既製杭の上方に設けられて鋼管内がコンクリートで満たされた充填型鋼管コンクリート造の柱と、鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の何れかよりなる梁とにより構成される複合構造建築物において、
前記既製杭は中心部に該既製杭の軸方向に沿って杭中孔が設けられている筒状の部材であり、前記既製杭の杭頭部における前記杭中孔内にはコンクリートからなる杭頭内充填コンクリートが前記杭頭部と一体に形成されており、前記杭頭部と前記柱の柱脚部との間にはコンクリートからなる接合構造体が介装されており、該接合構造体内には接合鉄筋が鉛直方向に配設され、該接合鉄筋の下部は前記杭頭内充填コンクリート内に、前記接合鉄筋の上部は前記柱脚部内にそれぞれ定着されていることを特徴とする複合構造建築物。 - 請求項1記載の複合構造建築物において、
少なくとも前記既製杭の杭頭面から上方の前記接合鉄筋には、フープ筋が間隔をあけて配設されていることを特徴とする複合構造建築物。 - 地盤内に設けられて構造物の荷重を地盤に伝える既製杭と、該既製杭の上方に設けられて鋼管内がコンクリートで満たされた充填型鋼管コンクリート造の柱と、鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の何れかよりなる梁とにより構成される複合構造建築物の施工方法において、
前記既製杭の軸方向に沿って設けられている杭中孔を有する筒状の前記既製杭と前記柱とを接合するための鉛直方向に配設される接合鉄筋の下部を、前記杭中孔内と一体に形成されているコンクリートからなる杭頭内充填コンクリート内に定着させ、前記接合鉄筋の中央部と一体で前記杭頭部の上方にコンクリートを打設して接合構造体を形成し、該接合構造体の上方に前記柱を建柱するとともに前記柱の柱脚部に前記接合鉄筋の上部を定着させることを特徴とする複合構造建築物の施工方法。
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JP2010248702A (ja) * | 2009-04-10 | 2010-11-04 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 柱脚部の構造 |
JP2016075131A (ja) * | 2014-10-09 | 2016-05-12 | 清水建設株式会社 | 複合構造 |
CN112814150A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-18 | 南京航空航天大学 | 一种碱式硫酸镁水泥混凝土装配式框架节点的矩形钢套式连接方法 |
-
2002
- 2002-09-20 JP JP2002274959A patent/JP2004108091A/ja active Pending
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