JP2007120232A - Base isolation structure of pile head - Google Patents

Base isolation structure of pile head Download PDF

Info

Publication number
JP2007120232A
JP2007120232A JP2005316559A JP2005316559A JP2007120232A JP 2007120232 A JP2007120232 A JP 2007120232A JP 2005316559 A JP2005316559 A JP 2005316559A JP 2005316559 A JP2005316559 A JP 2005316559A JP 2007120232 A JP2007120232 A JP 2007120232A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pile head
pile
seismic isolation
capital
isolation structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005316559A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4743412B2 (en
Inventor
Masato Kawaguchi
正人 川口
Hidekazu Yanagihara
秀和 柳原
Kentaro Komae
健太郎 小前
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimizu Construction Co Ltd, Shimizu Corp filed Critical Shimizu Construction Co Ltd
Priority to JP2005316559A priority Critical patent/JP4743412B2/en
Publication of JP2007120232A publication Critical patent/JP2007120232A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4743412B2 publication Critical patent/JP4743412B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Foundations (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a foundation and a base isolation pit by controlling rotation of a pile head, while allowing it properly in a base isolation structure of the pile head. <P>SOLUTION: A flat pile head capital 2 is mounted on the pile head part in an integrating manner to serve as a seat for placing a base isolation device 3, by which bending moment of the pile head accompanied by the generation of rotation of the pile head is transmitted from the pile head part to the pile head capital. The pile head capital is connected to the adjacently mounted pile head capital by a flat connecting beam 4. The bending moment of the pile head, transmitted from the pile head part to each pile head capital, is bent back by the flat connecting beam to control the rotation of the pile head. A hollow steel pipe pile is used as a pile 1, and the inside of the pile head part is filled with a filling concrete 5, to be integrated with the pile head capital. Shear keys 6, 15 are mounted on the inside and outside of the pile head part. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は積層ゴム等の免震装置により建築物を免震支持するための構造に関わり、特に免震装置を杭頭部に直接的に設置する杭頭免震構造に関する。   The present invention relates to a structure for isolating and supporting a building with a seismic isolation device such as laminated rubber, and more particularly to a pile head seismic isolation structure in which the seismic isolation device is directly installed on a pile head.

周知のように建築物を対象とする免震構造としては、免震ピット内の底部に下部構造としての免震基礎を設け、その免震基礎上に多数の免震装置を設置し、それら免震装置により上部構造全体を水平変位可能に免震支持するというものが最も一般的であるが、そのような従来一般の免震構造では実質的に下部構造と上部構造の双方に対して剛強な基礎を二重に設けることになるし、それに伴い免震ピットの所要深さが大きくなり、必然的に根切り量も多くなるので、通常の構造の建物に比べて基礎全体の構造およびその施工が格段に複雑化してしまい、かなりのコスト高となることが不可避である。   As is well known, seismic isolation structures for buildings include a base isolation structure as a substructure at the bottom of the base isolation pit, and a number of base isolation devices are installed on that base. It is most common to use a seismic device to support the entire upper structure in such a way that it can be displaced horizontally. However, in such a conventional general seismic isolation structure, it is substantially rigid to both the lower structure and the upper structure. The foundation will be doubled, and the required depth of the seismic isolation pit will increase accordingly, and the amount of root cutting will inevitably increase. However, it is inevitable that the cost will be considerably complicated and the cost will be considerably increased.

そのため、特に下部構造としての免震基礎の簡略化を目的として、例えば特許文献１に示されるような杭頭免震構造も提案されている。これは、下部構造としての免震基礎を実質的に独立の杭のみから形成して各杭の杭頭部に免震装置を直接的に設置するというものであり、これによれば従来一般の免震基礎における大断面かつ剛強な基礎梁を省略できることから免震基礎を大幅に簡略化でき、それに伴い免震ピットも浅くすることが可能であり、コストダウンを図ることができる。   Therefore, for the purpose of simplifying the seismic isolation foundation as the substructure, for example, a pile head seismic isolation structure as shown in Patent Document 1 has also been proposed. This is to form a seismic isolation foundation as a substructure from substantially independent piles and install a seismic isolation device directly on the pile head of each pile. Since the large cross-section and rigid foundation beam in the seismic isolation foundation can be omitted, the seismic isolation foundation can be greatly simplified, and the seismic isolation pit can be made shallower, and the cost can be reduced.

また、従来一般の免震構造は地震時においても杭頭回転（杭頭面の水平面に対する傾斜）が生じないことが前提であり、そのために下部構造としての免震基礎は無条件に剛強とされていたのであるが、特許文献１に示される杭頭免震構造では逆に杭頭回転を拘束することなく許容することを前提としており、そのため杭頭部を地盤や免震装置に対してピン支承の形態で結合するものとしている。   In addition, the conventional seismic isolation structure is based on the premise that pile head rotation (tilt of the pile head surface with respect to the horizontal plane) does not occur even during an earthquake. Therefore, the seismic isolation foundation as the substructure is unconditionally rigid. However, in the pile head isolation structure shown in Patent Document 1, it is assumed that the pile head rotation is allowed without being constrained, and therefore the pile head is pinned to the ground or the base isolation device. It is assumed that they are combined in the form of a bearing.

結局のところ、特許文献１に示される杭頭免震構造は杭頭回転を許容することによって頑強な基礎梁の省略が可能となったものであるともいえるが、いずれにしてもこのような杭頭免震構造では、基礎梁の省略による下部構造と免震ピットの大幅な簡略化、合理化、コストダウンを実現できるばかりでなく、杭頭部に大きな杭頭モーメントが作用することがないので杭の曲げ剛性をも大幅に軽減でき、それによる杭自体の合理化も図ることができる点でも有効であり、今後広く普及する気運にある。
特許第３６６３５５７号公報 After all, it can be said that the pile head seismic isolation structure shown in Patent Document 1 enables the omission of a strong foundation beam by allowing pile head rotation, but in any case such a pile In the base-isolated structure, the foundation structure and the base-isolated pit can be greatly simplified, streamlined and cost-reduced by omitting the foundation beam, and the pile head is not affected by a large pile head moment. It is also effective in that the bending rigidity of the pile can be greatly reduced and the pile itself can be rationalized.
Japanese Patent No. 3663557

しかし、特許文献１に示される杭頭免震構造では、杭頭回転を許容するために底盤に設けた凸部を杭頭に対して単にダボ筋により連結する構造としていることから、そのような構造では杭頭回転がほぼ無条件に許容されるのみであり、したがって杭頭回転が生じた際の杭頭部応力やその変形量、回転角等を正確に評価したり制御することも必ずしも容易ではないし、過大な杭頭回転を抑制することも困難であり、そのため過大な杭頭回転が生じることが想定されるような液状化地盤への適用は不可能である。   However, in the pile head seismic isolation structure disclosed in Patent Document 1, the convex portion provided on the bottom plate to allow the pile head rotation is simply connected to the pile head by a dowel bar. In the structure, pile head rotation is only allowed almost unconditionally, so it is not always easy to accurately evaluate and control pile head stress, deformation amount, rotation angle, etc. when pile head rotation occurs. However, it is difficult to suppress excessive pile head rotation, and therefore, it is impossible to apply to liquefied ground where excessive pile head rotation is assumed to occur.

上記事情に鑑み、本発明は免震基礎と免震ピットの合理化、簡略化を図りつつ、杭頭回転を単に許容するのみならず適正に評価し制御することが可能であって構造的にも合理的な杭頭免震構造を実現することを目的としている、   In view of the above circumstances, the present invention can not only allow pile head rotation but also properly evaluate and control the structure while rationalizing and simplifying the base isolation base and base isolation pit. The purpose is to realize a rational pile head seismic isolation structure,

本発明は杭頭部に設置した免震装置により上部構造体を免震支持する杭頭免震構造であって、免震装置を設置するための台座としての偏平な杭頭キャピタルを杭頭部に一体に設けるとともに、杭頭回転の発生に伴う杭頭曲げモーメントを杭頭部から杭頭キャピタルに伝達可能とし、かつ隣接設置した杭頭キャピタルの間には、それら杭頭キャピタルどうしを相互に連結することによって、各杭頭部から各杭頭キャピタルに伝達された杭頭曲げモーメントを曲げ戻すことによって各杭の杭頭回転を制御するための偏平つなぎ梁を設けてなることを特徴とする。   The present invention is a pile head seismic isolation structure that supports the upper structure by a seismic isolation device installed on the pile head, and a flat pile head capital as a pedestal for installing the seismic isolation device The pile head bending moment accompanying the occurrence of pile head rotation can be transmitted from the pile head to the pile head capital, and between the adjacent pile head capitals, the pile head capitals are mutually connected. By connecting the pile head bending moment transmitted from each pile head to each pile head capital by bending back, a flat connecting beam is provided to control the pile head rotation of each pile. .

本発明の杭頭免震構造においては、中空鋼管杭の杭頭内部に杭頭キャピタルと一体となる充填コンクリートを充填し、かつ該中空鋼管杭の杭頭部内周面には、免震装置から杭頭キャピタルおよび充填コンクリートを介して中空鋼管杭に軸力を伝達するためのシアキーを設けることが好ましい。   In the pile head seismic isolation structure of the present invention, the pile head of the hollow steel pipe pile is filled with filling concrete integrated with the pile head capital, and the pile head inner peripheral surface of the hollow steel pipe pile has a seismic isolation device. It is preferable to provide a shear key for transmitting axial force to the hollow steel pipe pile through the pile head capital and filled concrete.

また、本発明の杭頭免震構造においては、免震装置を杭頭キャピタルに固定するためのアンカーを中空鋼管杭の杭頭部の外側周囲に配置して埋設し、かつ該中空鋼管杭の杭頭部外周面には、アンカーに対するコーン破壊耐力を増強するためのシアキーを設けることが好ましい。 Further, in the pile head seismic isolation structure of the present invention, anchors for fixing the seismic isolation device to the pile head capital are arranged and buried around the outside of the pile head of the hollow steel pipe pile, and the hollow steel pipe pile It is preferable to provide a shear key for enhancing the cone fracture resistance against the anchor on the outer peripheral surface of the pile head.

本発明の杭頭免震構造によれば、杭頭部に偏平な杭頭キャピタルを設け、杭頭キャピタル間に偏平つなぎ梁を設け、その偏平つなぎ梁によって杭頭回転を制御する構造としたことにより、大断面かつ剛強な基礎によって杭頭回転を無条件に拘束している従前の免震構造に比べて下部構造としての基礎を大幅に簡略化でき、免震ピットも充分に浅くすることができ、根切り量の削減を含めて施工コスを大きく削減することができる。また、杭頭回転をほぼ無条件で許容している従来の杭頭免震構造に比べれば、地震時における杭頭部の挙動が明解かつ適正に評価可能であって構造的により合理的であり、免震構造としての信頼性や安全性を一層向上させることができるし、液状化地盤を含めて様々な地盤条件に幅広く適用することも可能となる。   According to the pile head seismic isolation structure of the present invention, a flat pile head capital is provided on the pile head, a flat bridging beam is provided between the pile head capitals, and the pile head rotation is controlled by the flat bridging beam. As a result, the foundation as a substructure can be greatly simplified and the base isolation pit can be made sufficiently shallow compared to the previous base isolation structure that unconditionally restrains the pile head rotation with a large section and a rigid foundation. This can greatly reduce the construction cost including the reduction of the amount of root cutting. In addition, compared to conventional pile head isolation systems that allow pile head rotation almost unconditionally, the behavior of the pile head during an earthquake can be clearly and appropriately evaluated and is structurally more rational. In addition, the reliability and safety of the seismic isolation structure can be further improved, and it can be widely applied to various ground conditions including liquefied ground.

特に、杭頭の内部や外部にシアキーを設ければ、それらシアキーにより杭頭部と杭頭キャピタルとを構造的に確実強固に一体化し得て曲げモーメントをより確実に伝達することができる。その場合、杭頭内部のシアキーは杭頭部と充填コンクリートとの間での確実な軸力伝達にも寄与する。杭頭外部のシアキーはアンカー廻りのコーン破壊耐力を高めてアンカー強度の増強に寄与するとともに、杭頭部から杭頭キャピタルへの曲げモーメントの伝達にも寄与する。   In particular, if a shear key is provided inside or outside the pile head, the pile head and the pile head capital can be structurally and firmly integrated by the shear key, and the bending moment can be transmitted more reliably. In that case, the shear key inside the pile head also contributes to reliable axial force transmission between the pile head and the filled concrete. The shear key outside the pile head increases the cone fracture resistance around the anchor and contributes to the anchor strength, and also contributes to the transmission of the bending moment from the pile head to the pile head capital.

本発明の一実施形態を図１〜図３に示す。本実施形態の杭頭免震構造は、基本的には特許文献１に示されている従来の杭頭免震構造と同様に、積層ゴム等の免震装置を杭頭部に直接的に設置して大断面かつ剛強な基礎梁を省略したものであるが、本実施形態では図１〜図２に示すように、杭１の杭頭部に偏平な杭頭キャピタル２を一体に設けてそれを免震装置３を設置するための台座とし、かつ隣接している杭頭キャピタル２どうしを基礎梁に代わる偏平つなぎ梁４により連結するようにしている。   One embodiment of the present invention is shown in FIGS. The pile head seismic isolation structure of this embodiment is basically the same as the conventional pile head seismic isolation structure disclosed in Patent Document 1, with a seismic isolation device such as laminated rubber installed directly on the pile head In this embodiment, a flat pile head capital 2 is integrally provided on the pile head of the pile 1 as shown in FIGS. Is a pedestal for installing the seismic isolation device 3, and adjacent pile head capitals 2 are connected by a flat connecting beam 4 instead of the foundation beam.

杭頭部の詳細を図３に示す。図３（ａ）は右半部が偏平つなぎ梁部分の断面を示し、左半部が土間スラブ部分の断面を示す図（図３（ｂ）におけるａ−ａ線視図）であり、図３（ｂ）は平断面図（図３（ａ）におけるｂ−ｂ線視図）である。   The details of the pile head are shown in FIG. 3A is a diagram (a view taken along the line aa in FIG. 3B) in which the right half shows a cross section of the flat connecting beam portion and the left half shows a cross section of the soil slab portion. (B) is a plane sectional view (b-b line view in FIG. 3 (a)).

図３に示すように、杭頭キャピタル２は平面視正方形状をなす偏平な形状の鉄筋コンクリート造のもので、杭頭部を中心としてその周囲に張り出す状態で杭頭部に対して一体に形成されている。一方、本実施形態における杭１は中空鋼管杭であって、その杭頭レベルは杭頭キャピタル２の上面よりやや下がった位置（たとえば−５０ｍｍ程度）とされ、かつ杭頭内部には杭頭キャピタル２と一体をなす充填コンクリート５が充填されており、これにより杭頭部は杭頭キャピタル２の中心位置に埋設された状態で杭頭キャピタル２に対して構造的に一体に接合されている。したがって、このような構造により杭頭部に対して杭頭キャピタル２を一体に形成したことにより、地震時に杭頭回転が生じた際にはそれに伴う杭頭曲げモーメントが杭頭部から杭頭キャピタル２に対して支障なく伝達されるようになっている。   As shown in FIG. 3, the pile head capital 2 is a flat reinforced concrete structure having a square shape in plan view, and is integrally formed with the pile head in a state of projecting around the pile head. Has been. On the other hand, the pile 1 in this embodiment is a hollow steel pipe pile, and the pile head level is a position slightly lower than the upper surface of the pile head capital 2 (for example, about −50 mm), and the pile head capital is located inside the pile head. Filled concrete 5 that is integral with 2 is filled, so that the pile head is structurally and integrally joined to the pile head capital 2 in a state of being buried in the center position of the pile head capital 2. Therefore, when the pile head capital 2 is formed integrally with the pile head by such a structure, when the pile head rotation occurs during an earthquake, the pile head bending moment accompanying the pile head capital is changed from the pile head to the pile head capital. 2 is transmitted without any problem.

なお、杭１の杭頭部内周面には環状のシアキー６が３段にわたって設けられて、これらのシアキー６によっても杭１と充填コンクリート５との一体化が図られており、特に免震装置３に作用する軸力が杭頭キャピタル２および充填コンクリート５を介して杭１に対して確実に伝達されるものとなっている。   In addition, the circular shear key 6 is provided in three steps on the inner peripheral surface of the pile head of the pile 1, and the pile 1 and the filled concrete 5 are also integrated by these shear keys 6. The axial force acting on the device 3 is reliably transmitted to the pile 1 through the pile head capital 2 and the filled concrete 5.

杭頭キャピタル２の上部中心位置には下部ベースプレート７が固定され、その下部ベースプレート７に対して免震装置３の下部フランジプレート３ａが締結されて固定されている。免震装置３の上部フランジプレート３ｂは、上部構造体８の底部（最下階の大梁９と柱１０の柱脚部の接合部）に一体に設けられている上部台座１１の下面に固定されている上部ベースプレート１２に対して締結されて固定されている。そのような構造により、免震装置３は杭頭キャピタル２を介して杭頭部に対して強固に固定され、かつその免震装置３によって上部構造体８の全体が免震ピット１３内において水平変位可能に免震支持されている。   A lower base plate 7 is fixed to the upper center position of the pile head capital 2, and a lower flange plate 3 a of the seismic isolation device 3 is fastened and fixed to the lower base plate 7. The upper flange plate 3b of the seismic isolation device 3 is fixed to the lower surface of the upper pedestal 11 that is integrally provided at the bottom of the upper structure 8 (the joint between the lower beam 9 and the column base of the column 10). The upper base plate 12 is fastened and fixed. With such a structure, the seismic isolation device 3 is firmly fixed to the pile head via the pile head capital 2, and the entire upper structure 8 is leveled in the seismic isolation pit 13 by the seismic isolation device 3. Seismically isolated to support displacement.

免震装置３を杭頭キャピタル２および上部台座１１に対して固定するための下部ベースプレート７および上部ベースプレート１２はいずれも円盤状の鋼板であって、それらの周縁部が多数（図示例では各１２本）のアンカー１４によって杭頭キャピタル２および上部台座１１に対して定着されている。そのアンカー１４の強度は、杭頭回転に伴う曲げモーメントを杭頭キャピタル２から免震装置３を介して上部構造体８に対して伝達可能なように（つまり、そのような曲げモーメントが免震装置３に作用した際にもアンカー１４が破壊されることのないように）、また、免震装置３の最大変形時にも免震装置３に発生する曲げモーメント応力を伝達可能なように設定されており、本実施形態のアンカー１４としては、予め埋設した支圧板付きの袋ナット１４ａにＭ３６程度の太径のアンカーボルト１４ｂを螺着する構造のものが用いられている。   The lower base plate 7 and the upper base plate 12 for fixing the seismic isolation device 3 to the pile head capital 2 and the upper pedestal 11 are both disc-shaped steel plates, and there are a large number of peripheral portions thereof (in the illustrated example, each 12 This is anchored to the pile head capital 2 and the upper pedestal 11 by the anchor 14. The strength of the anchor 14 is such that a bending moment accompanying the pile head rotation can be transmitted from the pile head capital 2 to the upper structure 8 via the seismic isolation device 3 (that is, such a bending moment is seismically isolated). It is set so that the bending moment stress generated in the seismic isolation device 3 can be transmitted even during the maximum deformation of the seismic isolation device 3 so that the anchor 14 is not broken when acting on the device 3. As the anchor 14 of the present embodiment, a structure in which a large anchor bolt 14b having a diameter of about M36 is screwed into a cap nut 14a with a bearing plate embedded in advance is used.

なお、杭頭キャピタル２に対するアンカー１４の埋設位置は杭１の外周面に近接しているので、本実施形態では杭１の上端部外周面にも環状のシアキー１５を設けてそこでのコーン破壊耐力を高めるようにしており、それによりアンカー強度を増強できるものとなっている。そのシアキー１５は杭頭部から杭頭キャピタル２に対する曲げモーメントの伝達にも寄与し得るものである。さらに、杭頭部外周面には、全周にわたってスタッドボルト１６が溶接されている。それらスタッドボルト１６は、杭１の弾性沈下に対して杭頭キャピタル２および土間スラブ１８のずれの防止に寄与するものである。   In addition, since the embedding position of the anchor 14 with respect to the pile head capital 2 is close to the outer peripheral surface of the pile 1, in this embodiment, an annular shear key 15 is provided on the outer peripheral surface of the upper end portion of the pile 1, and the cone breaking strength there is provided. As a result, the anchor strength can be increased. The shear key 15 can also contribute to the transmission of a bending moment from the pile head to the pile head capital 2. Furthermore, the stud bolt 16 is welded to the outer peripheral surface of the pile head over the entire circumference. These stud bolts 16 contribute to prevention of displacement of the pile head capital 2 and the soil slab 18 against the elastic settlement of the pile 1.

そして、各杭１の杭頭部に一体に設けられた上記構造の杭頭キャピタル２の間には、図１〜図２に示したように偏平つなぎ梁４が設けられてる。すなわち、互いに隣り合う杭頭キャピタル２どうしはそれぞれ偏平つなぎ梁４により相互に連結されたものとなっていて、これにより免震ピット１３の底部には多数の偏平つなぎ梁４が全体として格子状をなすように設けられている。   And between the pile head capital 2 of the said structure integrally provided in the pile head of each pile 1, as shown in FIGS. 1-2, the flat connecting beam 4 is provided. That is, the adjacent pile head capitals 2 are connected to each other by a flat connecting beam 4 so that a large number of the flat connecting beams 4 form a lattice shape as a whole at the bottom of the seismic isolation pit 13. It is provided to make.

偏平つなぎ梁４は鉄筋コンクリート造のものであって、図３（ｂ）に示すようにその幅は杭頭キャピタル２の１辺の長さよりもやや小さく、その高さは図３（ａ）に示すように杭頭キャピタル２の高さよりも小さくされており、その偏平つなぎ梁４は梁筋１７が杭頭キャピタル２内に通し配筋として通され、あるいは梁筋１７の先端部が差し込まれて定着された状態で、杭頭キャピタル２の側面下部に対して一体に接合されている。なお、偏平つなぎ梁４の側面上部には免震ピット１３の底面を形成している土間スラブ１８が一体化されており、その土間スラブ１８中のスラブ筋１９の先端部も杭頭キャピタル２に対して差し込まれて定着されている。   The flat connecting beam 4 is made of reinforced concrete, and its width is slightly smaller than the length of one side of the pile head capital 2 as shown in FIG. 3 (b), and its height is shown in FIG. 3 (a). Thus, the height of the pile head capital 2 is made smaller, and the flat connecting beam 4 has a beam 17 passing through the pile head capital 2 as a reinforcing bar, or the tip of the beam 17 is inserted and fixed. In such a state, the pile head capital 2 is integrally joined to the lower portion of the side surface. A soil slab 18 forming the bottom surface of the seismic isolation pit 13 is integrated with the upper side of the flat connecting beam 4, and the tip of the slab bar 19 in the soil slab 18 is also connected to the pile head capital 2. It is inserted and fixed.

この偏平つなぎ梁４は杭頭キャピタル２を介して杭頭回転を制御する機能を有するものであり、その剛性は所定の杭頭回転を許容しつつ許容範囲を超える過大な杭頭回転を拘束するように適正に設定されるものである。すなわち、上記のように地震時に杭頭回転が生じてその曲げモーメントが杭頭部から杭頭キャピタル２に伝達された際には、杭頭キャピタル２はそれに接合されている偏平つなぎ梁４によって曲げ戻されるような逆方向の曲げモーメントを受けることになるから、その偏平つなぎ梁４の剛性によって各杭１の杭頭回転を制御できるのであり、それにより杭頭回転角や杭頭応力、杭頭変形量を規制したり適正に評価することも可能となる。   The flat connecting beam 4 has a function of controlling the pile head rotation via the pile head capital 2, and its rigidity restricts an excessive pile head rotation exceeding an allowable range while allowing a predetermined pile head rotation. Is set appropriately. That is, when pile head rotation occurs during an earthquake and the bending moment is transmitted from the pile head to the pile head capital 2 as described above, the pile head capital 2 is bent by the flat bridging beam 4 joined thereto. Since the bending moment in the reverse direction that is returned is received, the pile head rotation of each pile 1 can be controlled by the rigidity of the flat bridging beam 4, thereby the pile head rotation angle, pile head stress, pile head It is also possible to regulate the deformation amount and appropriately evaluate it.

なお、杭１や杭頭キャピタル２、偏平つなぎ梁４、その他各部の具体的な構造や寸法は、地盤状況をはじめとする様々な条件を考慮し、かつ相互に関連づけて適正に設計する必要があることは当然であるが、一設計における具体的な寸法例を挙げれば、杭１が１０００ｍｍφの中空鋼管杭の場合には、杭頭キャピタル２は１辺の長さが３２００ｍｍ程度、高さが６５０ｍｍ程度で良く、偏平つなぎ梁４は幅が２２００ｍｍ程度、高さが４００ｍｍ程度で充分であることが確認されている。   In addition, the concrete structure and dimensions of the pile 1, the pile head capital 2, the flat connecting beam 4 and other parts need to be designed appropriately in consideration of various conditions including the ground conditions and in relation to each other. Of course, there is a specific dimension example in one design. When the pile 1 is a hollow steel pipe pile of 1000 mmφ, the pile head capital 2 has a side length of about 3200 mm and a height of About 650 mm may be sufficient, and it has been confirmed that the flat connecting beam 4 has a width of about 2200 mm and a height of about 400 mm.

上記構造による杭頭部の施工手順の一例を図４に示す。（ａ）に示すように適宜工法により杭１を設置した後、免震ピット１３の根切りと同時にその底面に杭頭キャピタル２および偏平つなぎ梁４を施工するための溝を形成し、砕石転圧、捨てコンの施工を行う。杭１には予めシアキー６と、充填コンクリート５を止めるための蓋２０を取り付けておき、杭施工後にシアキー１５とスタッドボルト１６を取り付ける。   An example of the construction procedure of the pile head by the said structure is shown in FIG. As shown in (a), after the pile 1 is properly installed by the construction method, a groove for constructing the pile head capital 2 and the flat connecting beam 4 is formed on the bottom simultaneously with the root cutting of the seismic isolation pit 13, Construction of pressure and dumping container is performed. A shear key 6 and a lid 20 for stopping the filled concrete 5 are attached to the pile 1 in advance, and a shear key 15 and a stud bolt 16 are attached after the pile construction.

杭頭キャピタル２や偏平つなぎ梁４，土間スラブ１８に対する配筋を行い、（ｂ）に示すようにアンカー１４の袋ナット１４ａを予め溶接した下部ベースプレート７を設置した後、まず杭頭部および杭頭キャピタル２に対してそれらの最上層部を若干（たとえば２００ｍｍ程度）残すレベルまで普通コンクリートを打設する。   After placing the lower base plate 7 in which the cap nut 14a of the anchor 14 is pre-welded as shown in (b), the pile head capital 2, the flat bridging beam 4, and the soil slab 18 are arranged. Ordinary concrete is placed on the head capital 2 up to a level that leaves some of the uppermost layer (for example, about 200 mm).

短時間（３０〜６０分程度）の経過後に、（ｃ）に示すようにさらにコンクリートを一体に打ち継いで杭頭キャピタル２を完成させる。そのコンクリートとしては高流動コンクリートが好ましく、杭頭中心位置から外側へ押し出すようにして打設すると良く、そのためには下部ベースプレート７の中心位置にコンクリート打設孔および空気抜きのための空気孔を予め設けておくと良い。また、偏平つなぎ梁４および土間スラブ１８に対してもコンクリート（普通コンクリートで良い）を打設してそれらを施工する。   After a short time (about 30 to 60 minutes), as shown in (c), the concrete is further handed over to complete the pile head capital 2. As the concrete, high-fluidity concrete is preferable, and it is preferable that the concrete is placed so as to be pushed outward from the center position of the pile head. For this purpose, a concrete placement hole and an air hole for venting air are provided in advance at the center position of the lower base plate 7. It is good to keep. Further, concrete (or ordinary concrete may be used) is also applied to the flat connecting beam 4 and the soil slab 18 to construct them.

以上により杭頭部および免震ピット１３の施工が完了したので、以降は通常の免震構造建物の施工法に準じて上部構造体８を施工し、適当な段階で免震装置３を設置して上部構造体を免震支持すれば良い。   Since the construction of the pile head and the seismic isolation pit 13 has been completed as described above, the upper structure 8 will be constructed in accordance with the usual construction method for seismic isolation structures, and the seismic isolation device 3 will be installed at an appropriate stage. The upper structure can be supported by seismic isolation.

以上で説明した杭頭免震構造は、杭頭部に設けた杭頭キャピタル２に免震装置３を設置し、かつ杭頭キャピタル２どうしを偏平つなぎ梁４により連結することによって杭頭回転を制御するようにしたものであるから、杭頭回転が拘束することを前提としている従前の単なる免震構造に比べれば、杭を含めて下部構造としての基礎を大幅に簡略化できることは言うに及ばず、杭頭回転をほぼ無条件で許容するものとしている従来の杭頭免震構造に比べれば、地震時における杭頭部の挙動が明解かつ適正に評価可能となって構造的により合理的であり、免震構造としての信頼性や安全性を一層向上させることができる。また、杭頭キャピタル２や偏平つなぎ梁４を適正に設計することのみで様々な地盤条件に幅広く適用できるものであり、従来の杭頭免震構造を適用することが困難とされていた液状化地盤に対しても支障なく適用することが可能となる。   The above-mentioned pile head seismic isolation structure installs the seismic isolation device 3 on the pile head capital 2 provided on the pile head, and connects the pile head capital 2 with the flat connecting beam 4 to rotate the pile head. Because it is controlled, the foundation as a substructure including the pile can be greatly simplified compared to the conventional simple seismic isolation structure that presupposes that the pile head rotation is constrained. Compared to the conventional pile head isolation system that allows the pile head rotation almost unconditionally, the behavior of the pile head at the time of the earthquake can be clearly and properly evaluated and structurally more rational. Yes, the reliability and safety of the seismic isolation structure can be further improved. In addition, it can be widely applied to various ground conditions only by properly designing the pile head capital 2 and the flat bridging beam 4, and liquefaction has been considered difficult to apply the conventional pile head seismic isolation structure. It can be applied to the ground without any problems.

勿論、本実施形態の杭頭免震構造において設ける杭頭キャピタル２は充分に偏平なもので良いし、その杭頭キャピタル２どうしを偏平つなぎ梁４により連結することで杭頭回転を充分に制御することが可能であるから、基礎自体を充分に簡略化できるのみならず、免震ピット１３を従来よりも充分に浅くすることができ、したがって根切り量を大きく削減することもできて施工コスト削減に大きく寄与することができる。   Of course, the pile head capital 2 provided in the pile head seismic isolation structure of this embodiment may be sufficiently flat, and the pile head capital 2 is connected by the flat connecting beam 4 to sufficiently control the pile head rotation. Therefore, not only can the foundation itself be simplified sufficiently, but also the seismic isolation pit 13 can be made sufficiently shallower than before, so that the amount of root cutting can be greatly reduced and the construction cost can be reduced. It can greatly contribute to the reduction.

特に、上記実施形態の構造では杭頭部の内外にシアキー６，１５を設けたので、それらシアキー６，１５により杭頭部と杭頭キャピタル２とを構造的に確実強固に一体化し得て曲げモーメントの伝達をより確実なものとできるし、杭頭内部のシアキー６は杭１とその内部の充填コンクリート５との間での確実な軸力伝達にも寄与し、杭頭外部のシアキー１５はアンカー１４の廻りのコーン破壊耐力を高めてアンカー強度の増強にも寄与することができる。   In particular, since the shear keys 6 and 15 are provided inside and outside the pile head in the structure of the above embodiment, the pile head and the pile head capital 2 can be structurally and firmly integrated with the shear keys 6 and 15 and bent. The transmission of moment can be made more reliable, and the shear key 6 inside the pile head also contributes to reliable axial force transmission between the pile 1 and the filled concrete 5 inside it, and the shear key 15 outside the pile head is The cone breaking strength around the anchor 14 can be increased, and the anchor strength can be increased.

本発明の杭頭免震構造の実施形態を示す基礎部の断面図である。It is sectional drawing of the base part which shows embodiment of the pile head seismic isolation structure of this invention. 同、平面図である。FIG. 同、詳細図である。FIG. 同、杭頭部の施工手順を示す図である。It is a figure which shows the construction procedure of a pile head.

符号の説明Explanation of symbols

１ 杭（中空鋼管杭）
２ 杭頭キャピタル
３ 免震装置
３ａ 下部フランジプレート
３ｂ 上部フランジプレート
４ 偏平つなぎ梁
５ 充填コンクリート
６ シアキー
７ 下部ベースプレート
８ 上部構造体
９ 大梁
１０ 柱
１１ 上部台座
１２ 上部ベースプレート
１３ 免震ピット
１４ アンカー
１４ａ 袋ナット
１４ｂ アンカーボルト
１５ シアキー
１６ スタッドボルト
１７ 梁筋
１８ 土間スラブ
１９ スラブ筋
２０ 蓋 1 Pile (hollow steel pipe pile)
2 Pile head capital 3 Seismic isolation device 3a Lower flange plate 3b Upper flange plate 4 Flat connecting beam 5 Filled concrete 6 Shear key 7 Lower base plate 8 Upper structure 9 Large beam 10 Column 11 Upper base 12 Upper base plate 13 Seismic isolation pit 14 Anchor 14a Bag Nut 14b Anchor bolt 15 Shear key 16 Stud bolt 17 Beam reinforcement 18 Slab slab 19 Slab reinforcement 20 Lid

Claims (3)

杭頭部に設置した免震装置により上部構造体を免震支持する杭頭免震構造であって、
免震装置を設置するための台座としての偏平な杭頭キャピタルを杭頭部に一体に設けるとともに、杭頭回転の発生に伴う杭頭曲げモーメントを杭頭部から杭頭キャピタルに伝達可能とし、
かつ隣接設置した杭頭キャピタルの間には、それら杭頭キャピタルどうしを相互に連結することによって、各杭頭部から各杭頭キャピタルに伝達された杭頭曲げモーメントを曲げ戻すことによって各杭の杭頭回転を制御するための偏平つなぎ梁を設けてなることを特徴とする杭頭免震構造。 It is a pile head seismic isolation structure that supports the upper structure by seismic isolation with a seismic isolation device installed on the pile head,
A flat pile head capital as a pedestal for installing the seismic isolation device is integrated with the pile head, and the pile head bending moment accompanying the occurrence of pile head rotation can be transmitted from the pile head to the pile head capital.
In addition, between pile head capitals installed adjacent to each other, the pile head capitals are connected to each other, and the pile head bending moment transmitted from each pile head to each pile head capital is bent back to return each pile. A pile head seismic isolation structure comprising flat connecting beams for controlling pile head rotation. 請求項１記載の杭頭免震構造であって、
中空鋼管杭の杭頭内部に杭頭キャピタルと一体となる充填コンクリートを充填し、かつ該中空鋼管杭の杭頭部内周面には、免震装置から杭頭キャピタルおよび充填コンクリートを介して中空鋼管杭に軸力を伝達するためのシアキーを設けてなることを特徴とする杭頭免震構造。 A pile head seismic isolation structure according to claim 1,
The pile head inside the hollow steel pipe pile is filled with filling concrete that is integral with the pile head capital, and the inner circumferential surface of the pile head of the hollow steel pipe pile is hollowed from the seismic isolation device via the pile head capital and filling concrete. A pile head seismic isolation structure characterized by providing a shear key for transmitting axial force to a steel pipe pile. 請求項２記載の杭頭免震構造であって、
免震装置を杭頭キャピタルに固定するためのアンカーを中空鋼管杭の杭頭部の外側周囲に配置して埋設し、かつ該中空鋼管杭の杭頭部外周面には、アンカーに対するコーン破壊耐力を増強するためのシアキーを設けてなることを特徴とする杭頭免震構造。 A pile head isolation structure according to claim 2,
Anchors for fixing the seismic isolation device to the pile head capital are embedded around the outer periphery of the pile head of the hollow steel pipe pile, and the cone fracture resistance against the anchor is provided on the outer periphery of the pile head of the hollow steel pipe pile. Pile head seismic isolation structure characterized by providing shear key to strengthen
JP2005316559A 2005-10-31 2005-10-31 Pile head seismic isolation structure Active JP4743412B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005316559A JP4743412B2 (en) 2005-10-31 2005-10-31 Pile head seismic isolation structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005316559A JP4743412B2 (en) 2005-10-31 2005-10-31 Pile head seismic isolation structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007120232A true JP2007120232A (en) 2007-05-17
JP4743412B2 JP4743412B2 (en) 2011-08-10

Family

ID=38144349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005316559A Active JP4743412B2 (en) 2005-10-31 2005-10-31 Pile head seismic isolation structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4743412B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4934769B1 (en) * 2011-06-14 2012-05-16 Ｇｌプロパティーズ株式会社 Seismic isolation device with rotation control spring mechanism and method of controlling rotation amount of seismic isolation device
JP2013087438A (en) * 2011-10-14 2013-05-13 Kurosawa Construction Co Ltd Base-isolated structure
JP2013181321A (en) * 2012-03-01 2013-09-12 Taisei Corp Foundation structure and construction method of foundation structure
JP2014020027A (en) * 2012-07-13 2014-02-03 Kumagai Gumi Co Ltd Pile foundation structure
JP2015190302A (en) * 2014-03-31 2015-11-02 株式会社フジタ Pile head base isolation joint structure
US9222276B2 (en) 2014-04-30 2015-12-29 Larry Ellsworth Stenswick Seismic isolation system
JP2016008393A (en) * 2014-06-23 2016-01-18 有限会社シーアンドシーエンジニアリング Base-isolated structure
JP2017057600A (en) * 2015-09-15 2017-03-23 株式会社安藤・間 Extended pile head isolation structure

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57123328A (en) * 1981-01-26 1982-07-31 Shimizu Constr Co Ltd Foundation structure
JPH102126A (en) * 1996-06-14 1998-01-06 Shimizu Corp Base isolated building
JPH11293945A (en) * 1998-04-10 1999-10-26 Mitsui Constr Co Ltd Base isolation structure of highrise building
JP2000179161A (en) * 1998-12-17 2000-06-27 Ohbayashi Corp Vibration-isolation construction method for existing building
JP2000297559A (en) * 1999-04-14 2000-10-24 Takenaka Komuten Co Ltd Base isolation building
JP2001329716A (en) * 2000-05-23 2001-11-30 Takenaka Komuten Co Ltd Method and structure of base isolation of multistory building
JP2003020818A (en) * 2001-07-05 2003-01-24 Takenaka Komuten Co Ltd Base isolation device bearing block
JP2003074072A (en) * 2001-09-07 2003-03-12 Asahi Kasei Corp Pile head joining structure of steel pipe pile
JP2005113453A (en) * 2003-10-06 2005-04-28 Shimizu Corp Structure and method for joining steel pipe pile and upper structure
JP3663557B2 (en) * 1996-04-03 2005-06-22 清水建設株式会社 Base structure of seismic isolation structure
JP2005264666A (en) * 2004-03-22 2005-09-29 Jfe Steel Kk Pile head joining structure

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57123328A (en) * 1981-01-26 1982-07-31 Shimizu Constr Co Ltd Foundation structure
JP3663557B2 (en) * 1996-04-03 2005-06-22 清水建設株式会社 Base structure of seismic isolation structure
JPH102126A (en) * 1996-06-14 1998-01-06 Shimizu Corp Base isolated building
JPH11293945A (en) * 1998-04-10 1999-10-26 Mitsui Constr Co Ltd Base isolation structure of highrise building
JP2000179161A (en) * 1998-12-17 2000-06-27 Ohbayashi Corp Vibration-isolation construction method for existing building
JP2000297559A (en) * 1999-04-14 2000-10-24 Takenaka Komuten Co Ltd Base isolation building
JP2001329716A (en) * 2000-05-23 2001-11-30 Takenaka Komuten Co Ltd Method and structure of base isolation of multistory building
JP2003020818A (en) * 2001-07-05 2003-01-24 Takenaka Komuten Co Ltd Base isolation device bearing block
JP2003074072A (en) * 2001-09-07 2003-03-12 Asahi Kasei Corp Pile head joining structure of steel pipe pile
JP2005113453A (en) * 2003-10-06 2005-04-28 Shimizu Corp Structure and method for joining steel pipe pile and upper structure
JP2005264666A (en) * 2004-03-22 2005-09-29 Jfe Steel Kk Pile head joining structure

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4934769B1 (en) * 2011-06-14 2012-05-16 Ｇｌプロパティーズ株式会社 Seismic isolation device with rotation control spring mechanism and method of controlling rotation amount of seismic isolation device
JP2013087438A (en) * 2011-10-14 2013-05-13 Kurosawa Construction Co Ltd Base-isolated structure
JP2013181321A (en) * 2012-03-01 2013-09-12 Taisei Corp Foundation structure and construction method of foundation structure
JP2014020027A (en) * 2012-07-13 2014-02-03 Kumagai Gumi Co Ltd Pile foundation structure
JP2015190302A (en) * 2014-03-31 2015-11-02 株式会社フジタ Pile head base isolation joint structure
US9222276B2 (en) 2014-04-30 2015-12-29 Larry Ellsworth Stenswick Seismic isolation system
JP2016008393A (en) * 2014-06-23 2016-01-18 有限会社シーアンドシーエンジニアリング Base-isolated structure
JP2017057600A (en) * 2015-09-15 2017-03-23 株式会社安藤・間 Extended pile head isolation structure

Also Published As

Publication number Publication date
JP4743412B2 (en) 2011-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4743412B2 (en) Pile head seismic isolation structure
JP5131518B2 (en) Steel pipe pile and steel column joint structure
WO2006030893A1 (en) Foundation structure of tower
JP2015025292A (en) Building construction method and building
JP2009007746A (en) Joint structure of pile head
JP5077865B2 (en) Ready-made pile and foundation pile structure
JP3799036B2 (en) Building basic structure and construction method
JP2011236705A (en) Foundation structure of structure and method of constructing the same
JP4634829B2 (en) Base structure of base-isolated building
JP2006257710A (en) Joint structure of cast-in-situ concrete pile to foundation
JP5002045B2 (en) Building basic structure
JP5207108B2 (en) Structure and method for joining pier and footing
JP6710137B2 (en) Structure of pile head joint
JP2016223208A (en) Pile foundation structure
JP5052396B2 (en) Pile head joint structure and temporary tool for pile head joint used in its construction
JP6708872B2 (en) Expanded pile Pile head seismic isolation structure
JP4451699B2 (en) Pile head joint structure
JP5939178B2 (en) Pile head coupling structure and pile head coupling method
JP6999282B2 (en) Pile foundation structure and its construction method
JP2003227138A (en) Connecting structure between pile head and foundation
JP2007154558A (en) Pile head base-isolating structure
JP2007146421A (en) Pile head semi-rigid joining structure of existing concrete pile
JP2006138096A (en) Jointing structure of pile head, and its construction method
JP2006188862A (en) Construction method of structure, and foundation structure used for the same
JP2005256546A (en) Foundation structure of building and its construction method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080618

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100928

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110111

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110405

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110426

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140520

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4743412

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250