JP2007255003A - 鉄骨柱と既製杭との接合構造 - Google Patents

鉄骨柱と既製杭との接合構造 Download PDF

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Abstract

【課題】既製杭の施工誤差を確実に吸収することができ、これによって、施工性の向上を図ることが可能な鉄骨柱と既製杭との接合構造を提供することを目的とする。
【解決手段】鉄骨柱10と既製杭20との接合構造において、前記既製杭20が、既製杭本体30とこの既製杭本体30の上端部に設けられ、前記既製杭本体30より直径が大きい拡頭部40とから構成され、この拡頭部40に前記鉄骨柱10が接合されていることを上記課題の解決手段とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、鉄骨柱と既製杭との接合構造に関する。
従来より、建物の杭と柱は基礎(フーチングや基礎梁等)を介して接合されるものであるが、近年においては杭の大口径化や支持力性能の向上、また工期短縮とコスト削減等を主目的として、基礎を省略して杭と柱とを直接的に接合する工法が試みられている(例えば、特許文献1参照)。
この特許文献1に記載の技術は、既製杭の中空の杭頭部に柱の柱脚部を挿入するとともに、中空の杭頭部にコンクリート等の充填材を充填することで、既製杭と柱とを剛接合する技術となっている。
特開2004−238927号公報
ところが、上記特許文献1のような技術の場合、既製杭の打設時に地盤状況や施工方法によって施工誤差が生じてしまうことがある。
このように施工誤差が生じてしまうと、柱を既製杭の杭頭部に挿入する際に、例えば柱が杭頭部の縁に引っ掛かったり、所定の深さまで柱を挿入できなかったり等、前記既製杭の杭頭部内に柱を挿入しにくい場合があった。
そして、柱(以下、鉄骨柱)を前記既製杭の杭頭部内に挿入できなかった際には、既製杭の打設のやり直し等、手間がかかる場合があったため、既製杭の施工誤差を確実に吸収して施工性の向上を図ることが可能な技術の開発が望まれていた。
本発明は、既製杭の施工誤差を確実に吸収することができ、これによって、施工性の向上を図ることが可能な鉄骨柱と既製杭との接合構造を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、例えば、図1(a)、(b)および図2(a)、(b)に示すように、鉄骨柱10と既製杭20との接合構造において、前記既製杭20は、既製杭本体30とこの既製杭本体30の上端部に設けられ、前記既製杭本体30より直径が大きい拡頭部40とから構成され、この拡頭部40に前記鉄骨柱10が接合されていることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、前記既製杭が、既製杭本体とこの既製杭本体の上端部に設けられ、前記既製杭本体より直径が大きい拡頭部とから構成されているので、この拡頭部に前記鉄骨柱を接合するに際して、前記拡頭部が従来の杭頭部に対して大径になった分、鉄骨柱の平面的な接合位置の自由度が高まる。これによって、既製杭の打設時に生じる施工誤差を容易、かつ確実に吸収することができ、施工性の向上を図ることが可能となる。
請求項2に記載の発明は、例えば、図1(a)、(b)に示すように、請求項1に記載の鉄骨柱10と既製杭20との接合構造において、前記拡頭部40A(40)は、前記既製杭本体30A(30)の上端部に設けられた拡頭部本体41Aと、この拡頭部本体41Aと等しい外径を有し、該拡頭部本体41Aの上端面に連結された鋼管42Aとを備え、この鋼管42A内に、柱定着具43Aがその上端部を該鋼管42Aより突出させて挿入されるとともにコンクリート44Aが充填されており、前記鋼管42Aより突出している前記柱定着具43Aに前記鉄骨柱10A(10)が固定されていることを特徴とする。
請求項2に記載の発明によれば、前記鋼管内に、柱定着具がその上端部を該鋼管より突出させて挿入されるとともにコンクリートが充填され、この柱定着具に前記鉄骨柱が固定されているので、前記鉄骨柱と既製杭とを強固に接合することができる。
また、前記鋼管が前記拡頭部本体と等しい外径を有しているので、前記拡頭部が従来の杭頭部に対して大径になった分、鉄骨柱の平面的な接合位置の自由度が高まる。これによって、既製杭の打設時に生じる施工誤差を容易、かつ確実に吸収することができ、施工性の向上を図ることが可能となる。
請求項3に記載の発明は、例えば、図2(a)、(b)に示すように、請求項1に記載の鉄骨柱10と既製杭20との接合構造において、前記拡頭部40B(40)は、前記既製杭本体30B(30)より直径が大きい鋼管41Bで構成されており、この鋼管41B内に、前記鉄骨柱10B(10)の下端部が挿入されるとともにコンクリート42Bが充填されていることを特徴とする。
請求項3に記載の発明によれば、前記鋼管内に、前記鉄骨柱の下端部が挿入されるとともにコンクリートが充填されているので、前記鉄骨柱と既製杭とを強固に接合することができる。
また、前記拡頭部が、前記既製杭本体より直径が大きい鋼管で構成されているので、前記拡頭部が従来の杭頭部に対して大径になった分、鉄骨柱の平面的な接合位置の自由度が高まる。これにより、既製杭の打設時に生じる施工誤差を容易、かつ確実に吸収することができ、施工性の向上を図ることが可能となる。
請求項4に記載の発明は、例えば、図3(a)、(b)および図4(a)、(b)に示すように、請求項1に記載の鉄骨柱10と既製杭20との接合構造において、前記既製杭本体30C(30)の上端部には、前記鉄骨柱10C(10)が設けられており、前記拡頭部40C(40)は、前記鉄骨柱10C(10)の周囲を鉄筋コンクリート41C(43C)で包み込むことによって構成されていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明によれば、前記拡頭部が前記鉄骨柱の周囲を鉄筋コンクリートで包み込むことによって構成されているので、前記鉄骨柱と既製杭とを強固に接合することができるとともに、前記拡頭部が従来の杭頭部に対して大径になった分、鉄骨柱の平面的な接合位置の自由度が高まる。これにより、既製杭の打設時に生じる施工誤差を容易、かつ確実に吸収することができ、施工性の向上を図ることが可能となる。
本発明によれば、前記既製杭が、既製杭本体とこの既製杭本体の上端部に設けられ、前記既製杭本体より直径が大きい拡頭部とから構成されているので、この拡頭部に前記鉄骨柱を接合するに際して、前記拡頭部が従来の杭頭部に対して大径になった分、鉄骨柱の平面的な接合位置の自由度が高まる。これによって、既製杭の打設時に生じる施工誤差を容易、かつ確実に吸収することができ、施工性の向上を図ることが可能となる。
また、前記鉄骨柱と既製杭との接合に際し、前記鉄骨柱はコンクリートによって既製杭の拡頭部に設けられることとなるので、前記鉄骨柱と既製杭とを強固に接合することが可能となる。
以下、図面を参照して本発明に係る鉄骨柱10と既製杭20との接合構造の実施の形態について説明する。
ここで、以下に説明する各実施の形態の鉄骨柱10(10A、10B、10C)と既製杭20(20A、20B、20C)の接合構造は、図1〜図5に示すように、前記既製杭20(20A、20B、20C)が、既製杭本体30(30A、30B、30C)とこの既製杭本体30(30A、30B、30C)の上端部に設けられ、前記既製杭本体30(30A、30B、30C)より直径が大きい拡頭部40(40A、40B、40C)とから構成され、この拡頭部40(40A、40B、40C)に前記鉄骨柱10(10A、10B、10C)が接合されていることを基本構造Sとしている。
(第1の実施の形態)
本実施の形態の鉄骨柱10Aと既製杭20Aとの接合構造は、前記基本構造Sを備えているとともに、図1(a)、(b)に示すように、前記拡頭部40Aが、前記既製杭本体30Aの上端部に設けられた拡頭部本体41Aと、この拡頭部本体41Aと等しい外径を有し、該拡頭部本体41Aの上端面に連結された鋼管42Aとを備え、この鋼管42A内に、柱定着具43Aがその上端部を該鋼管42Aより突出させて挿入されるとともにコンクリート44Aが充填されており、前記鋼管42Aより突出している前記柱定着具43Aに前記鉄骨柱10Aが固定されているものである。
ここで、本実施の形態の鉄骨柱10Aとして中空状に形成された鋼管柱が採用され、その下端部にはベースプレート11Aが設けられている。
なお、このベースプレート11Aは、後述する柱定着具43Aの突出部43Abと接続されるものであり、図示はしないが、突出部43Abを挿通するための挿通孔が形成されている。
前記既製杭20Aは、上述したように既製杭本体30Aと、この既製杭本体30Aより直径が大きい拡頭部40Aとから構成されており、前記既製杭本体30Aは中空円筒状に形成されている。
前記拡頭部40Aは、上述したように拡頭部本体41Aと、この拡頭部本体41Aと等しい外径を有する鋼管42Aとを備えている。なお、このように鋼管42Aが設けられていることによって、拡頭部40Aの強度を高めることができるだけでなく、各種発生応力に対する補強ともなるので好ましい。また、コンクリート打設時の型枠としても兼用することができる。
なお、前記鋼管42Aは、前記拡頭部本体41Aと溶接されて取り付けられており、既製杭20Aの打設前に、これら拡頭部本体41Aと鋼管42Aとを予め溶接しておくこともでき、施工性の向上を図ることができるので望ましい。
また、前記鋼管42Aの上端部には、内側に向かって突出する突起部42Aaが設けられており、このような突起部42Aaは、例えば前記鉄骨柱10Aおよび柱定着具43Aの設置作業時において、ベースプレート11Aを一時的に載置して仮固定するための補助として使用することもできる。
前記柱定着具43Aは、前記鋼管42A内に設置される定着具本体43Aaと、この定着具本体43Aaに接続され、かつ前記鋼管42Aより突出して前記鉄骨柱10Aのベースプレート11Aと接続される突出部43Abと、から構成されている。
また、前記鉄骨柱10Aのベースプレート11Aと、前記鋼管42A内に充填されたコンクリート44Aとの間にはモルタル45Aが設けられており、これによって、前記鉄骨柱10Aと柱定着具43Aの付着強度が高まり、前記鉄骨柱10Aと既製杭20Aとの一体性も非常に高くなる。したがって、前記鉄骨柱10Aの下端部(柱脚)の強度を上げることができ、鉄骨柱10Aの構造性能がより安定する。
次に、前記鉄骨柱10Aと既製杭20Aとを接合する際は、まず、前記既製杭20Aを地中に打ち込んでから、この既製杭20Aの上端部に設けられた拡頭部40Aの鋼管42A内に、柱定着具43Aをその上端部が該鋼管42Aより突出するようにして挿入するとともにコンクリート44Aを充填する。
そして、コンクリート44Aが硬化した後、前記鋼管42Aより突出している前記柱定着具43Aに前記鉄骨柱10Aを固定して、前記鉄骨柱10Aと既製杭20Aとを接合するようにする。
本実施の形態によれば、前記鋼管42A内に、柱定着具43Aがその上端部を該鋼管42Aより突出させて挿入されるとともにコンクリート44Aが充填され、この柱定着具43Aに前記鉄骨柱10Aが固定されているので、前記鉄骨柱10Aと既製杭20Aとを強固に接合することができる。
また、前記鋼管42Aが前記拡頭部本体41Aと等しい外径を有しているので、前記拡頭部40Aが従来の杭頭部に対して大径になった分、鉄骨柱10Aの平面的な接合位置の自由度が高まる。これによって、既製杭20Aの打設時に生じる施工誤差を容易、かつ確実に吸収することができ、施工性の向上を図ることが可能となる。
(第2の実施の形態)
次に、図面を参照して本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した第1の実施の形態とは異なる構成部分のみについて説明する。
本実施の形態の鉄骨柱10Bと既製杭20Bとの接合構造は、前記基本構造Sを備えているとともに、図2(a)、(b)に示すように、前記拡頭部40Bが、前記既製杭本体30Bより直径が大きい鋼管41Bで構成されており、この鋼管41B内に、前記鉄骨柱10Bの下端部が挿入されるとともにコンクリート42Bが充填されているものである。
ここで、本実施の形態の鉄骨柱10Bとして中空状に形成された鋼管41B柱が採用され、その下端部にはベースプレート11Bが設けられている。
なお、図示はしないが、前記ベースプレート11Bには中心孔が形成されていても良い。すなわち、ベースプレート11Bに中心孔を形成しておくことで、鉄骨柱10B内外のコンクリート42Bの天端を揃えることができるとともに、コンクリート42Bを前記鋼管41B内に充填する際にその浮力が鉄骨柱10Bに作用することを防止できるためである。
前記既製杭20Bは、中空円筒状に形成された既製杭本体30Bから構成されており、この中空部31Bには、コンクリート等が充填されていても良い。
前記拡頭部40Bは、上述したように、前記既製杭本体30Bより直径が大きい鋼管41Bで構成されており、この鋼管41Bは、前記既製杭本体30Bに取り付けられている。これら鋼管41Bおよび既製杭本体30Bは、図2(b)に示すように、前記既製杭本体30Bの外径と等しい内径を有する接続プレート41Baを、前記鋼管41Bと既製杭本体30Bとに跨るようにして取り付けるとともに、この接続プレート41Baをネジ(図示せず)等で固定する、いわゆる無溶接継手の方法によって接続されている。
また、前記鋼管41Bの上端部には、内側に向かって突出する突起部41Bbが設けられており、この突起部41Bbによって、コンクリート42Bと前記鋼管41Bとの付着強度を向上させることができる。
次に、前記鉄骨柱10Bと既製杭20Bとを接合する際は、まず、前記既製杭20Bを地中に打ち込んでから、この既製杭20Bの上端部に設けられた拡頭部40Bの鋼管41B内に、前記鉄骨柱10Bの下端部を挿入するとともにコンクリート42Bを充填して、前記鉄骨柱10Bと既製杭20Bとを接合するようにする。
また、前記鋼管41B内にコンクリート42Bを充填する際は、前記既製杭本体30Bの中空部内にも充填できるようにして、前記既製杭本体30Bと鋼管41Bとの取り付け強度を向上させるようにする。
本実施の形態によれば、前記鋼管41B内に、前記鉄骨柱10Bの下端部が挿入されるとともにコンクリート42Bが充填されているので、前記鉄骨柱10Bと既製杭20Bとを強固に接合することができる。
また、前記拡頭部40Bが、前記既製杭本体30Bより直径が大きい鋼管41Bで構成されているので、前記拡頭部40Bが従来の杭頭部に対して大径になった分、鉄骨柱10Bの平面的な接合位置の自由度が高まる。これにより、既製杭20Bの打設時に生じる施工誤差を容易、かつ確実に吸収することができ、施工性の向上を図ることが可能となる。
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した第1および第2の実施の形態とは異なる構成部分のみについて説明する。
本実施の形態の鉄骨柱10Cと既製杭20C(20Ca、20Cb)との接合構造は、前記基本構造Sを備えているとともに、図3(a)、(b)および図4(a)、(b)に示すように、前記既製杭本体30C(30Ca、30Cb)の上端部に、前記鉄骨柱10Cが設けられており、前記拡頭部40Cは、前記鉄骨柱10Cの周囲を鉄筋コンクリート41C(43C)で包み込むことによって構成されているものである。
ここで、本実施の形態の鉄骨柱10Cとして中空状に形成された鋼管柱が採用され、その下端部にはベースプレート11Cが設けられている。
一方、既製杭20Cは、図3(a)、(b)に示すように、中空円筒状に形成された既製杭本体30Caとこの既製杭本体30Caの上端部に設けられた拡頭部本体40Caとからなるもの(既製杭20Ca)と、図4(a)、(b)に示すように、中空円筒状に形成された既製杭本体30Cbからなるもの(既製杭20Cb)と、が用いられている。
また、前記拡頭部40Cは、上述したように、既製杭本体30C(30Ca、30Cb)の上端部に設けられた前記鉄骨柱10Cの周囲を鉄筋コンクリート41C(43C)で包み込むことによって構成されている。
すなわち、図3に示すように、前記既製杭本体30Caおよび拡頭部本体40Caを備えた既製杭20Caの場合は、拡頭部本体40Caの上端部に前記鉄骨柱10Cを設け、この鉄骨柱10Cの周囲を鉄筋コンクリート41Cで包み込むようにしている。この際、鉄骨柱10Cの周囲を包み込む鉄筋コンクリート41Cは、前記拡頭部本体40Caと等しい外径になるようにコンクリート41Cbを打設するようにしている。
つまり、例えば図5(a)に示すように、縦横に組み付けられた鉄筋41Caを、拡頭部本体40Caの上端部に設けられた端部金具42上に溶接してから、周囲にコンクリート41Cbを打設するようにしており、以上のようにして前記拡頭部40Cが構成されている。
なお、コンクリート41Cbを打設する際は、図示はしないが、前記鉄骨柱10Cの周囲に型枠を形成してからコンクリート打設作業を行う。
一方、図4に示すように既製杭本体30Cbからなる既製杭20Cbの場合は、既製杭本体30Cbの上端部に前記鉄骨柱10Cを設け、この鉄骨柱10Cの周囲を鉄筋コンクリート43Cで包み込むようにしている。
つまり、例えば図4(b)示すように、縦横に組みつけられた鉄筋43Caの下端部を、既製杭本体30Cbの上端部に溶接してから、周囲にコンクリート43Cbを打設するようにしており、このようにして前記拡頭部40Cが構成されている。
この時、前記既製杭本体30Cbの上端部には、図5(b)に示すように、既製杭本体30Cbの上端面に設けられた端部金具42aと、既製杭本体30Cbの上端部側面に設けられた側板46aおよび補強バンド44aとを備えている。
また、その他にも、図6に示すように、前記既製杭本体30Cbの上端部に、上端面に設けられる端部金具42bと、上端部側面に設けられる鋼管バンド47を設けるようにしても良い。
なお、前記補強バンド44は、既製杭20Cbの補強のため、既製杭本体30Cbの上端部外面に取り付られるものである。また、この補強バンド44は杭の補強のために用いるものであるから、前記既製杭本体30Caの上端部外面に取り付けても良い。
また、なお、コンクリート43Cbを打設する際は、図示はしないが、前記鉄骨柱10Cの周囲に型枠を形成してからコンクリート打設作業を行う。
次に、前記鉄骨柱10Cと既製杭20C(20Ca、20Cb)とを接合する際は、まず、前記既製杭20C(20Ca、20Cb)を地中に打ち込むとともに、既製杭本体30C(30Ca、30Cb)の上端部に鉄筋(41Ca、43Ca)を溶接する。また、鉄筋(41Ca、43Ca)の周囲に型枠を設置しておく。
その後、前記既製杭本体30C(30Ca、30Cb)の上端部に前記鉄骨柱10Cを設けるとともに型枠にコンクリート(41Cb、43Cb)を打設して、前記鉄骨柱10Cの周囲を鉄筋コンクリート(41C、43C)で包み込むようにして拡頭部40Cを形成し、鉄骨柱10Cと既製杭20C(20Ca、20Cb)とを接合する。
本実施の形態によれば、前記拡頭部40Cが前記鉄骨柱10Cの周囲を鉄筋コンクリート(41C、43C)で包み込むことによって構成されているので、前記鉄骨柱10Cと既製杭20C(20Ca、20Cb)とを強固に接合することができるとともに、前記拡頭部40Cが従来の杭頭部に対して大径になった分、鉄骨柱10Cの平面的な接合位置の自由度が高まる。これにより、既製杭20C(20Ca、20Cb)の打設時に生じる施工誤差を容易、かつ確実に吸収することができ、施工性の向上を図ることが可能となる。
なお、以上のように本発明の鉄骨柱10と既製杭20との接合構造における複数の実施の形態について説明したが、これらに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
すなわち、例えば図7に示すように、既製杭200の拡頭部400が、既製杭本体300の上端部に設けられた拡頭部本体410と、この拡頭部本体410と等しい外径を有し、該拡頭部本体410の上端面に連結された鋼管420とを備え、この鋼管420内に、鉄骨柱100の下端部が挿入されるとともにコンクリート430が充填されるような接合構造のものでも良い。
本発明に係る第1実施形態の鉄骨柱と既製杭との接合構造を示し、(a)は正面図であり、(b)は断面図である。 本発明に係る第2実施形態の鉄骨柱と既製杭との接合構造を示し、(a)は正面図であり、(b)は断面図である。 本発明に係る第3実施形態の鉄骨柱と既製杭との接合構造を示し、(a)は正面図であり、(b)は断面図である。 本発明に係る第3実施形態の鉄骨柱と既製杭との接合構造を示し、(a)は正面図であり、(b)は断面図である。 既製杭に鉄筋を固定する際の構造であり、(a)は既製杭本体の上端面に鉄筋を固定したことを示す斜視図であり、(b)は既製杭本体の上端部側面に鉄筋を固定したことを示す要部拡大図である。 既製杭本体の上端部側面に鉄筋を固定したことを示す要部拡大図である。 図1および図2とは異なる形態の鉄骨柱と既製杭との接合構造を示す断面図である。
符号の説明
10 鉄骨柱
20 既製杭
30 既製杭本体
40 拡頭部

Claims (4)

  1. 鉄骨柱と既製杭との接合構造において、
    前記既製杭は、既製杭本体とこの既製杭本体の上端部に設けられ、前記既製杭本体より直径が大きい拡頭部とから構成され、
    この拡頭部に前記鉄骨柱が接合されていることを特徴とする鉄骨柱と既製杭との接合構造。
  2. 前記拡頭部は、前記既製杭本体の上端部に設けられた拡頭部本体と、この拡頭部本体と等しい外径を有し、該拡頭部本体の上端面に連結された鋼管とを備え、
    この鋼管内に、柱定着具がその上端部を該鋼管より突出させて挿入されるとともにコンクリートが充填されており、
    前記鋼管より突出している前記柱定着具に前記鉄骨柱が固定されていることを特徴とする請求項1に記載の鉄骨柱と既製杭との接合構造。
  3. 前記拡頭部は、前記既製杭本体より直径が大きい鋼管で構成されており、
    この鋼管内に、前記鉄骨柱の下端部が挿入されるとともにコンクリートが充填されていることを特徴とする請求項1に記載の鉄骨柱と既製杭との接合構造。
  4. 前記既製杭本体の上端部には、前記鉄骨柱が設けられており、
    前記拡頭部は、前記鉄骨柱の周囲を鉄筋コンクリートで包み込むことによって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の鉄骨柱と既製杭との接合構造。
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