JP2007262872A - 杭頭鉄筋と杭頭側面とを籠状筋で包囲した杭頭接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】杭とその上部に構築する基礎スラブとの杭頭接合部は、大別して杭頭側面と杭上端面から構成される。即ち、杭頭側面は１０ｃｍから杭の外径程度基礎スラブに埋め込まれた杭頭とその周囲の基礎スラブコンクリートからなり、杭上端面は杭頭鉄筋と基礎スラブコンクリートからなる。一方、地震力等は、杭から杭頭側面の基礎スラブコンクリートに作用した後、杭上端面の杭頭鉄筋に伝達するので、杭頭側面と杭上端面の杭頭鉄筋とは一体構造として機能しなければならない。本発明は、杭頭側面と杭上端面とを力学的に一体構造とできる杭頭接合構造の確立を技術課題としている。
【解決手段】杭頭に溶接等で取付けた杭頭鉄筋と杭頭側面とを籠状筋で包囲して、力学的に一体構造のＲＣ造の柱架構を基礎スラブ内に形成し、杭頭側面と杭上端面とを一体構造の柱架構として機能させて構造設計することを可能とした。
【選択図】図１

Description

本発明は杭頭鉄筋と杭頭側面とを籠状筋で包囲した杭頭接合構造に関するものである。

従来の一般的な杭と基礎スラブとの接合には、基礎スラブ内に杭頭を単に埋込み、埋込んだ部分の基礎スラブで抵抗する接合と杭頭に溶接等で取付けた杭頭鉄筋で補強する接合とがある。

発明が解決しようとする課題

通常、地震時等に杭頭に作用する曲げモーメント、軸力及びせん断力は杭上端面と杭頭側面において基礎スラブコンクリートに伝達される。従って、杭頭鉄筋を杭頭に取付けず、基礎スラブ内に杭頭を単に埋込み杭頭側面の基礎スラブコンクリートの支圧だけで抵抗する接合は、通常の縦筋と横筋でコンクリートを補強した柱架構形式に比べて力学的合理性が低く、多量の補強筋を必要とする巨大な形状の基礎スラブの構築が必要となり、不経済で施工性の悪い杭頭接合構造となる。

杭頭に溶接等した杭頭鉄筋のみで補強する接合方法は、杭頭鉄筋を拘束する横筋並びに杭頭側面を拘束する縦筋と横筋を外周に配置していない。しかしながら、現行の構造設計法を適用する為には、縦筋とフープ等の横筋でコンクリートを補強した鉄筋コンクリート構造の柱を形成する事が必要となる。又、地震力は、杭頭側面の基礎スラブコンクリートに作用した後、杭頭鉄筋に伝達する。従って、力学的に杭頭側面と杭頭鉄筋とは連続した構造でなければならない。しかしながら、杭頭を基礎スラブに埋込んだ杭頭側面の無筋コンクリート部と杭頭鉄筋部では構造が明らかに異なるだけでなく、連続性もなく、力の伝達もなされない。
従って、鋼管等の杭頭側面に溶接した杭頭鉄筋のみで補強する接合方法は、杭頭側面の支圧抵抗を力学的に考慮出来ない事から多量の杭頭鉄筋を必要とし、かつ、杭頭側面の無筋コンクリートで局部的な脆性破壊を発生する可能性が極めて高い杭頭接合構造といえる。

課題を解決するための手段

本発明では、杭頭鉄筋と杭頭側面とを籠状筋で包囲した杭頭接合構造及びその籠状筋を開発した事により、前記問題点を解決するものである。

発明の効果

本発明に係わる杭頭鉄筋と杭頭側面とを籠状筋で包囲した杭頭接合構造及びその籠状筋には、次の様な特有の効果がある。

杭頭鉄筋部に於いて籠状筋の横筋をフープとして配置し、かつ、杭頭鉄筋と籠状筋の縦筋とで２重の縦筋を有し、並びに杭頭側面部に於いて籠状筋の縦筋と横筋を有する鉄筋コンクリート構造の柱架構を基礎スラブ内に形成する事により、無筋コンクリート部での脆性破壊の無い杭頭接合部を構築すると共に、杭頭側面のコンクリートの支圧による抵抗を考慮した構造設計法の適用が可能となり、杭頭に取付ける杭頭鉄筋本数を１０％〜５０％程度低減出来る。

杭に取付ける杭頭鉄筋本数の低減に伴い、著しいコストダウンと基礎梁の鉄筋や基礎スラブのベース筋等の配筋納まりを円滑にすると共に、工期を著しく短縮出来る。

ここで、本発明の杭頭鉄筋と杭頭側面とを籠状筋で包囲した杭頭接合構造及びその籠状筋の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、請求項１の発明に係わる杭頭１に溶接で取付けた杭頭鉄筋２と杭頭１の側面とを、籠状筋４で連続して包囲する鉄筋コンクリート造の柱を基礎スラブ３内に形成した状態の立面図である。杭頭１は鋼管５を使用した杭を例として示している。杭頭鉄筋２は、コンクリートに付着する節８を設けた異形棒鋼を使用した場合を示している。籠状筋４は、縦筋９とスパイラル状の横筋１１とを円筒形に配置した構成を示しているが、四角断面形にする場合もある。この実施例では、籠状筋４は杭頭鉄筋２のほぼ全範囲までを包囲しているが、縦筋９の定着性能に応じて杭頭鉄筋２の途中まで包囲しても良い。フック１２は縦筋９の下端に折り曲げ加工しているが、上端に設ける場合もあり、上下端にフック１２を設けない収まりもある。又、フック１２と同等の定着性能を有する９０度に折り曲げ加工する収まりを採用しても良い。スパイラル状の横筋１１はベース筋１７の上下で間隔を変えた例を示しているが、均等なピッチを採用する場合もある。基礎スラブ３の底面１８は、籠状筋４を所定のコンクリート厚さで被覆する範囲で段差１９を設けた底面を示している

第２図は、第１図のＡ−Ａ線による横断面図である。

第３図は、請求項１および請求項２の発明に係わる籠状筋４を使用して、基礎スラブ３内に杭頭鉄筋２と杭頭１の側面とを連続して包囲する鉄筋コンクリート構造の柱架構を形成した状態の立面図である。杭頭鉄筋２は、工場製造の鋼管巻きコンクリート杭の鋼管５に溶接された例を示しているが、現場で製造される外殻鋼管場所打ちコンクリート杭も同様な取り付けになる。又、杭頭鉄筋２はプレストレストコンクリート杭等の杭頭１にある端板に設けられた雌ねじに異形棒鋼の雄ねじを螺合もしくは杭頭１にある端板にスタッド溶接して杭頭１に取付ける場合もある。杭頭鉄筋２は、溶接する節の無い開先を設けた面７と、コンクリートに付着する節８を設けた開先付き異形棒鋼を示している。籠状筋４は縦筋９とリング状の横筋１０を円筒形に配置した構成を示しているが、四角断面形を採用する場合もある。この実施例では、籠状筋４は杭頭１の側面から縦筋９の定着性能などの判断から杭頭鉄筋２の途中まで包囲している。縦筋９の下端には、基礎スラブ３の底面１８に沿って杭頭１に向かう水平部１４と杭頭１に沿って所定の長さ立ち上る鉛直部１５とを形成するＵ形折り曲げ部１３を加工している。又、縦筋９の上端及び鉛直部１５の上端にフック１２又は９０度の折り曲げ部を設けて、定着性能を高める場合もある、横筋１０は、縦筋９の外周と共に、Ｕ形折り曲げ部１３の杭頭１に沿って立ち上る鉛直部１５の下端にも内周の横筋１６を配置した例を示している。尚、内周の横筋１６は杭頭１と基礎スラブ３の境界部の局部破壊を防止する為に、Ｕ形折り曲げ部１３の水平部１４及び杭頭１に沿って立ち上る鉛直部１５の任意の位置に複数配置する事もある。横筋１０は各々単独なリング筋をベース筋１７の下の範囲で間隔を細くし、ベース筋１７の上の範囲は粗く配置しているが、設計に応じて間隔及は任意であり、スパイラル筋１１を採用する場合もある。基礎スラブ３は段差の無い底面１８を示している。

第４図は、第３図のＡ−Ａ線による横断面図である。

請求項１の発明に係わる杭頭鉄筋と杭頭側面とを籠状筋で包囲した杭頭接合構造の立面図である。

第１図のＡ−Ａ線による横断面図である。

請求項１および請求項２の発明に係わる籠状筋を使用して、基礎スラブ内に杭頭鉄筋と杭頭側面とを連続して包囲する鉄筋コンクリート構造を形成した状態の立面図である。

第３図のＡ−Ａ線による横断面図である。

符号の説明

１ 杭頭
２ 杭頭に溶接等で取付けた杭頭鉄筋
３ 基礎スラブ
４ 籠状筋
５ 鋼管
６ 鋼管巻きコンクリート杭のコンクリート部
７ 異形棒鋼の節の無い開先面
８ 異形棒鋼の節
９ 籠状筋を構成する縦筋
１０ 籠状筋を構成するリング状の横筋
１１ 籠状筋を構成するスパイラル状の横筋
１２ 籠状筋を構成する縦筋の端部に折り曲げ加工したフック
１３ 籠状筋を構成する縦筋の下端に加工したＵ形折り曲げ部
１４ 籠状筋を構成する縦筋の下端に加工したＵ形折り曲げ部の水平部
１５ 籠状筋を構成する縦筋の下端に加工したＵ形折り曲げ部の鉛直部
１６ 籠状筋を構成する縦筋の下端に加工したＵ形折り曲げ部の鉛直部の下端の内周に配置した横筋
１７ ベース筋
１８ 基礎スラブの底面
１９ 基礎スラブ底面の段差部
２０ 鋼管と杭頭接合鉄筋との溶接部

Claims (2)

1. 杭とその上部に構築する基礎スラブとの接合において、杭頭に溶接等で取付けた杭頭鉄筋と杭頭側面とを、縦筋と横筋からなる籠状筋で連続して包囲する鉄筋コンクリート構造を基礎スラブ内に形成した事を特徴とする杭と基礎スラブとの接合構造。
2. 請求項１に記載の籠状筋において、縦筋とリング状等の横筋とで円筒形等の籠筋を構成すると共に、前記縦筋の下端を基礎スラブの底面に沿って杭頭に向かう水平部と杭頭側面に沿って立ち上がる鉛直部とを形成するように折り曲げ、かつ、前記縦筋の下端に形成した水平部と鉛直部の所定の位置にリング状等の横筋を配置した事を特徴とする杭頭鉄筋と杭頭側面とを包囲する籠状筋。

Images