JP2007039937A - 建物の基礎構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】 基礎と杭との接合を低減させて回転拘束を小さくする(杭頭固定度)とともに、制振効果を発揮することができる建物の基礎構造を提供することである。
【解決手段】 基礎構造1は、地盤4に打設された鋼管杭または既製コンクリート杭5の上面に建物の基礎6がベースプレート7を介して載置され、該ベースプレート7の下面に突設した挿入管8が緩衝材9を介して鋼管杭または既製コンクリート杭5の杭頭部10における中空部11に挿入され、上記ベースプレート7は上面のアンカーボルト12が基礎6に埋設されて接合されたことである。
【選択図】図1

Description

本願発明は建物の基礎構造に関するものである。
従来、基礎と杭とは剛接合するために既製コンクリート杭あっても、図5に示すように、杭頭部15を基礎16に100mm以上埋め込んで、杭の主筋17を基礎16に定着していた。しかし、杭頭部15が基礎16に剛接合されると地震などの水平力を受けた場合に、杭頭部15や基礎梁18などに生じる応力が大きくなるため、部材の補強を過大にしなければならないという問題があった。このような問題を解決するために、図6に示すように、杭頭部19にテーパ20を付けたり、小断面部材21を挟んだりする構造が提案されている。また、その他の建物の基礎構造としては、例えば特開2002−21348号の発明が知られている。
特開2002−21348号公報
しかし、上記のテーパを付けた構造は、水平変形が杭頭固定よりも増大するため、建物の移動や傾きが大きくなって地震後も残留変形が残るという問題があった。また小断面部材を挟んだ構造は、回転拘束のみを低減させているため、杭頭部のエネルギー吸収性能が小さく、地震時に上部構造の揺れが大きくなる場合があった。
本願発明はこれらの問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基礎と杭との接合を低減させて回転拘束を小さくする(杭頭固定度)とともに、制振効果を発揮することができる建物の基礎構造を提供することである。
以上の課題を解決するための建物の基礎構造は、地盤に打設された鋼管杭または既製コンクリート杭の上面に建物の基礎がベースプレートを介して載置され、該ベースプレートの下面に突設した挿入管が緩衝材を介して鋼管杭または既製コンクリート杭の杭頭部における中空部に挿入され、上記ベースプレートは上面のアンカーボルトが基礎に埋設されて接合されたことを特徴とする。
また建物の基礎構造は、地盤に打設された鋼管杭または既製コンクリート杭の上面に建物の基礎が載置され、該基礎の下面から突出した挿入管が緩衝材を介して鋼管杭または既製コンクリート杭の杭頭部における中空部に挿入され、挿入管の上部はスタッドが設けられて基礎に埋設されたことを特徴とする。
基礎と杭とが挿入管で簡単に接合できるため、これらを接合するための施工が容易にできる。また杭の中空部に挿入する挿入管の径と長さとによって基礎と杭との接合を低減させて回転拘束を小さくする杭頭固定度を調整することができるとともに、緩衝材の材質と大きさで制振効果を調整することができるので設計の自由度を高くすることができる。また地震時の杭頭応力が低減するので、杭体や基礎杭などの損傷が低減し、経済設計が可能になる。また緩衝材の弾性反発性能で震災後の原点復帰性能が高まり残留変形が減少する。また水平方向および上下方向に制振効果があり、建物の水平変形の現象だけでなく、建物の水平・上下振動も低減する。
以下、本願発明の建物の基礎構造の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は第1の実施の形態の建物の基礎構造(以下、基礎構造という)を示すものであり、本願発明の基礎構造1は杭頭固定度を、図3に示すように、ピン接合の基礎構造2と剛接合の基礎構造3との間に位置するようにするものである。またこの杭頭固定度とは、基礎と杭との接合を低減させて回転拘束を小さくする度合をいう。
この基礎構造1は、地盤4に打設された既製コンクリート杭(または鋼管杭)5の上面に建物のコンクリート基礎6がベースプレート7を介して載置され、該ベースプレート7の下面に突設した挿入管8が緩衝材9を介して既製コンクリート杭5の杭頭部10における中空部11に挿入されて構成されている。
このベースプレート7は上面のスタッド(または鉄筋)12がコンクリート基礎6内に埋設されてコンクリート基礎6の下面に接合されている。このようにベースプレート7はスタッド12でコンクリート基礎6に接合されているため、基礎梁の鉄筋などと干渉しないメリットがある。
このベースプレート7の下面に突出された挿入管8は所定の長さ、板厚および強度を有する鋼管であり、必要に応じて鋼管内にはコンクリート13が充填され、鋼管の外周面には粘弾性材、高分子材、高減衰ゴム、ゴム、アスファルトピッチ、鉛などの弾塑性性能およびエネルギー吸収性能のある緩衝材9が設置されている。この挿入管8の径と長さによって杭頭固定度を設定することができるとともに、挿入管外周に設置した緩衝材9の材質と厚さによって制振効果を設定することもできる。
この既製コンクリート杭5は、図2に示すように、ベースプレート7やコンクリート基礎6に接触しているだけなので、軸力は支持するが回転拘束が小さい。すなわち杭頭部10の回転拘束をするのは、中空部11に挿入された挿入管8だけなので杭頭固定度が低減する。また挿入管8と既製コンクリート杭5との相対変形によって、制振効果のある緩衝材9も変形するので、杭頭部10にはエネルギー吸収性能および原点復帰性能が付加されて、地震後の残留変形の低減と上部建物の揺れとが抑制される。また水平力だけでなく引抜力が作用した場合でも、緩衝材9が変形して制振効果が発揮される。
図4は、第2の実施の形態の基礎構造14である。この地盤4に打設された既製コンクリート杭5の上面に建物のコンクリート基礎6が載置され、該コンクリート基礎6の下面から突出した挿入管8が、緩衝材9を介して既製コンクリート杭5の杭頭部10における中空部11に挿入されて構成されている。また挿入管8の上部はコンクリート基礎6に埋設され、外周面にはスタッド12が設けられている。
この挿入管8および緩衝材9は、上記の第1の実施の形態の基礎構造1における挿入管8と同じ構成であり、図4に示すように、コンクリート基礎6に接触しているだけなので、軸力は支持するが回転拘束が小さくなる。またこの回転拘束をするのが中空部11に挿入された挿入管8だけなので杭頭固定度が低減する。また挿入管8と既製コンクリート杭5との相対変形によって制振効果のある緩衝材9も変形するので、杭頭部10のエネルギー吸収性能および原点復帰性能が付加されることにより、地震後の残留変形の低減と上部建物の揺れが抑制される。また水平力だけでなく引抜力が作用した場合でも緩衝材9が変形して制振効果が発揮される。
第1の実施の形態の基礎構造であり、(1)は断面図、(2)はA−A線断面図、(3)は杭頭部の斜視図である。 第1の実施の形態の基礎構造の水平変形を示す断面図である。 杭頭固定度を示した図である。 第2の実施の形態の基礎構造であり、(1)は断面図、(2)は杭頭部の斜視図である。 従来の既製コンクリート杭の基礎構造の断面図である。 (1)および(2)は従来の基礎構造の断面図である。
符号の説明
1、14 基礎構造
2 ピン接合の基礎構造
3 剛接合の基礎構造
4 地盤
5 既製コンクリート杭
6、16 コンクリート基礎
7 ベースプレート
8 挿入管
9 緩衝材
10、15、19 杭頭部
11 中空部
12 スタッド
13 コンクリート
17 杭の主筋
18 基礎梁
20 テーパ
21 小断面部材

Claims (2)

  1. 地盤に打設された鋼管杭または既製コンクリート杭の上面に建物の基礎がベースプレートを介して載置され、該ベースプレートの下面に突設した挿入管が緩衝材を介して鋼管杭または既製コンクリート杭の杭頭部における中空部に挿入され、上記ベースプレートは上面のアンカーボルトが基礎に埋設されて接合されたことを特徴とする建物の基礎構造。
  2. 地盤に打設された鋼管杭または既製コンクリート杭の上面に建物の基礎が載置され、該基礎の下面から突出した挿入管が緩衝材を介して鋼管杭または既製コンクリート杭の杭頭部における中空部に挿入され、挿入管の上部はスタッドが設けられて基礎に埋設されたことを特徴とする建物の基礎構造。
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