JP2008095362A

JP2008095362A - 鉄骨ラーメン構造体構築工法およびこの工法により基礎が構築された農業用温室

Info

Publication number: JP2008095362A
Application number: JP2006277475A
Authority: JP
Inventors: Isao Ito; 勇夫伊藤
Original assignee: Daisen & Co Ltd
Current assignee: Daisen & Co Ltd
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2008-04-24

Abstract

【課題】施工が容易で安価なうえ公的な安全基準や指針に適合する鉄骨ラーメン構造体構築工法およびこの工法による柱脚固定基礎を備えた農業用温室を提供する。
【解決手段】所要の間隔をおいた柱立設位置にそれぞれ鋼管杭３をその上部を地盤面より所定長張出させて打ち込んで各鋼管杭３の開口端から地盤面より下方にわたる鋼管杭３内部に柱脚埋込空間５を形成し、次いで、この柱脚埋込空間５内に柱脚２ａを差込んでその中心位置と高さを調整したうえ、前記柱脚埋込空間５に充填硬化材５ａを充填してその硬化により柱２を安全基準に適合した基礎４と剛接合させるとともに、基礎４に剛接合された柱２と剛接合される梁１０により各柱２を連結して鉄骨ラーメン構造体を構築する鉄骨ラーメン構造体構築工法、および、この鉄骨ラーメン構造体用構築工法により構築された鉄骨ラーメン構造体の頂部に屋根組を組み付けた農業用温室。
【選択図】図１

Description

本発明は温室などの園芸用農業施設や、駐車場上屋などの骨格体を構築するのに適した鉄骨ラーメン構造体構築工法およびこの工法により基礎が構築された農業用温室に関するものである。

従来、温室やハウスの農業施設園芸用等の建築物の柱は、鉄筋コンクリートの基礎に柱をピン接合するのが一般的である。このようなピン接合を行う基礎として杭を使用することも考えられ、杭を傾斜させて打ち込み該杭の上端をコンクリートからなるヘッド部で結束したものもある（例えば、特許文献１参照）。このように基礎に柱をピン接合した図２０に示されるような軸組構造体や、図２１に示されるような大屋根型の軸組構造体では、風や地震により曲げモーメントが大きくなり、軸組構造体を現状以上に軽く、且つ安くすることは難しい。

この曲げモーメントを小さくするには、軸組構造体の柱脚を固定して曲げモーメントを負担させることが考えられる。このためには通常柱脚を鉄筋コンクリートで巻いて基礎に固定するか、アンカーボルトを増やしてベースプレート（鉄板）を充分に厚いものにしなければならない。また、基礎が転倒しないように地中梁で連結するか、充分に大きな独立基礎にすることが必要になる。これらのためには大量の掘削、土の処理、鉄筋工事、型枠工事、コンクリート工事等全てが大掛かりとなり使用材料、手間、施工時間が増し建築費用が大幅に上昇するという問題がある。
特開２００２−３０６７９号公報

本発明は、施工が容易で安価なうえ公的な安全基準や指針に適合する基礎を有する構築物を構築することができる鉄骨ラーメン構造体構築工法およびこの工法により基礎が構築された農業用温室を提供することを目的とするものである。

前記のような課題を解決した本発明は、所要の間隔をおいた柱立設位置にそれぞれ鋼管杭をその上部を地盤面より所定長張出させて打ち込んで各鋼管杭の開口端から地盤面より下方にわたる鋼管杭内部に柱脚埋込空間を形成し、次いで、この柱脚埋込空間内に柱脚を差込んでその中心位置と高さを調整したうえ、前記柱脚埋込空間に充填硬化材を充填してその硬化により柱を安全基準に適合した基礎と剛接合させるとともに、基礎に剛接合された柱と剛接合される梁により各柱を連結して鉄骨ラーメン構造体を構築する鉄骨ラーメン構造体構築工法と、このような鉄骨ラーメン構造体構築工法により基礎が構築された鉄骨ラーメン構造体の頂部に屋根組を組み付けた農業用温室とよりなるものである。なお、このような鉄骨ラーメン構造体構築工法、および、農業用温室において、柱として、柱脚に位置決め用の治具が取り付けられたものを用いて、この治具の下面と鋼管杭の開口端との当接により柱脚の中心位置の調整と差込深さの調整が行なわれるようにしたり、剛接合される柱と基礎とに押込止手段と抜止手段とを設けておくことがより好ましい。

本発明は、前記したような構成としたので、施工が容易で安価なうえ公的な安全基準や指針に適合する基礎を有する園芸用農業施設を構築することができる。しかも、所要の間隔をおいて立設しようとする柱立設位置にそれぞれ鋼管杭をその上部が地盤面より所定長張出させて打ち込んで構築されるから、従来の基礎のように掘削作業、鉄筋作業、型枠作業、コンクリート作業等が不要になり施工作業の簡易化、施工時間の大幅な短縮、使用材料の低減等と相俟って構築費用を大幅に削減できるものとなる。

また、柱脚埋込空間にセメント系の硬化剤を充填硬化させて柱を基礎に剛接合させるとともに、柱と剛接合される梁により各柱を連結した鉄骨ラーメン構造体を構築するものとしたから、曲げモーメントは軽減され鋼材使用量を削減できるうえに軽量化により地震にも強いものとなる。

さらに、鋼管杭を円筒管とし、柱を角筒管としておけば、地盤面に打ち込まれる鋼管杭が柱立設位置とずれが生じた際、角部がある角形同士より位置補正の自由度を大きくすることができるうえに、角形の梁と柱との連結が容易となる。

さらにまた、柱として、柱脚に位置決め用の治具が取り付けられたものを用いれば、この治具の下面と鋼管杭の開口端との当接により柱脚の中心位置の調整と差込深さの調整が行なわれるので、その後における柱の中心位置と高さの調整作業が簡単且つ精度の高いものとなる。

また、剛接合される柱と基礎とに押込止手段と抜止手段とを設けておけば、柱と基礎とを一体化するセメントなどの充填硬化材中に押込止手段と抜止手段とは埋設されるので、柱および充填硬化材にかかる下向の力（圧縮荷重）や上向きの力（引き抜き荷重）や水平方向の力および回転モーメントを的確に受け止めることができ、より強固な剛接合とすることができる。

そして、建築地域の気象条件や土質に応じて鋼管杭の打ち込み深さを調整することにより、安全基準や指針に適合する引き抜き荷重や圧縮荷重を有する安全性の高い鉄骨ラーメン構造体を得ることができる。

また、前記したような鉄骨ラーメン構造体構築工法により基礎が構築された鉄骨ラーメン構造体の頂部に屋根組を組み付けた農業用温室は、施工が容易で安価に提供できるうえに充分な強度を有したものとなり、風害などによる影響がなくて長期耐用できるものとなり、農作物のコストダウンにも寄与する利点がある。

次に本発明の鉄骨ラーメン構造体構築工法を図１６，図１７に示した農業用温室における鉄骨ラーメン構造体１を構築する場合について、図面を参考にしながら詳細に説明する。
図１において、２、３は鉄骨ラーメン構造体１の柱およびその柱脚を差し込む鋼管杭であり、鋼管杭３は基礎４となる。図示する実施形態では、鋼管杭３を全長が２０００ｍｍ、で内径が２２０ｍｍ、肉厚が６ｍｍ程度の円筒管とし、柱２を全長が５０００ｍｍ、で一辺が７０ｍｍ、肉厚が２、５ｍｍ程度の角筒管としている。そして、このような鉄骨ラーメン構造体１を構築するには、先ず、図１に示されるように、所要の間隔をおいて設定された柱立設位置にそれぞれ鋼管杭３をその上部が地盤面より所定長、例えば、２００ｍｍ程度だけ張出させて打ち込んで、各鋼管杭３の開口端と地盤面より下方の２００ｍｍ程度の部分にわたる鋼管杭内部が約３５０ｍｍ長の柱脚２ａが嵌挿される柱脚埋込空間５が形成される。この柱脚埋込空間５は鋼管杭３を打ち込む際、土の粘性により自然に形成されるが、土質により柱脚埋込空間５が形成されにくい場合は、後から内部の土を取り除いて形成してもよいことは言うまでもない。また、基礎４となる鋼管杭３の打込み深さは地域における風速や積雪量等の気象条件や土質に応じて設定され安全基準に適合する強度を有するものとする。

また、図１、２に示されるように鋼管杭３の上部、実施形態では上端から約４００ｍｍの位置には鋼管杭３の軸方向と直交させて管内を貫通する押込止手段３ａとしての鉄筋を架設してあり、押込止手段３ａは柱脚体２やセメントなどの充填硬化材５ａにかかる下向きの力（圧縮荷重）を鋼管杭３に伝えて受け止めるためのものである。

このようにして図３に示されるような鋼管杭３が立設されたら、各鋼管杭３の開口部天端に柱２の立設位置を墨出しするとともに柱２に墨出しを行う。柱２への墨出し位置は柱脚２ａの下端から３５０ｍｍが柱脚埋込空間５内に嵌挿されるように設定した場合、治具６の高さ５０ｍｍをプラスした４００ｍｍの位置となる。これは地盤面から２００ｍｍの鋼管杭３の高さに５０ｍｍをプラスしたものである。このため鋼管杭３が基準より２０ｍｍ浅く打ち込まれた場合は、鋼管杭３は地盤面から１８０ｍｍの高さになるため３５０ｍｍプラス５０ｍｍプラス２０ｍｍの位置に墨出しが行われる。また、治具６の高さに応じて５０ｍｍという値が変わることはいうまでもない。

続いて、図６に示されるように、柱脚２ａの墨出し線Ｌに治具６の上縁が一致するようにして治具６をクランプして柱脚２ａに取り付ける。この治具６の取り付けは図５に示されるように、対をなす断面Ｌ型のクランプ金６ａを連結するボルトとナットとよりなる締め付け具６ｂを弛めてクランプ金６ａを分離したうえ、各クランプ金６ａの上端を墨出し線Ｌ位置に一致させて柱２の柱脚２ａを挟み込み、締め付け具６ｂのボルトを各クランプ金６ａに挿通させた後、ボルトにナットを螺着して治具６を柱脚２ａに取り付ける。

また、柱２の柱脚２ａには抜止手段８となる抜止ピン８ａを複数箇所貫通して配設する。この抜止ピン８ａは鋼管杭３の内径より若干短いものとしてこれを所定間隔下に位相を異ならせて柱脚２ａに対して遊動自在に嵌挿させたものであり、こうすることにより柱２の中心線と鋼管杭３との中心線がずれても各抜止ピン８ａは遊動されて柱脚埋込空間５内に配置されることとなる。

この抜止ピン８ａは後記するように柱脚埋込空間５内に柱２の柱脚２ａを差し込んだうえ柱脚埋込空間５内にセメントやモルタルなどの充填硬化材５ａを充填して硬化させたとき、鋼管杭３の上端近くにねじ込み固定された同じく抜止手段８としてのボルト・ナット８ｂおよび前記した鋼管杭３に架設された押込止手段３ａとしての鉄筋とともに、柱２や充填硬化材に加わる上下・水平方向および回転モーメントを鋼管杭３に伝えて受け止められることとなる。

そして、鋼管杭３の柱脚埋込空間５に柱２の柱脚２ａを差し込めば、図１０に示されるように、柱２の柱脚２ａにクランプされた治具６はその下面を位置決め面６ｃとして鋼管杭３の天端に当接されて柱２の地盤面からの高さが設定される。これと同時に図１１に示されるように、柱２の中心線を鋼管杭３の天端の墨出し線Ｌと一致させる。これは鋼管杭３は打ち込まれた際の打ち込み位置が設計位置より若干のずれることがあるので、そのずれを鋼管杭３の天端に当接されている治具６を動かして柱２の位置補正を行う。なお、この補正移動時に柱２の柱脚２ａに嵌挿されている抜止ピン８ａは自由に遊動するので補正移動時に邪魔となることはない。

そして、各柱２が正確に柱脚埋込空間５内に配置されたら、該柱脚埋込空間５内セメントなどの充填硬化材５ａを充填してこれを硬化させれば、柱２と基礎４とは剛接合される。この剛接合は柱２が抜止手段８の抜止ピン８ａを介して充填硬化材５ａであるコンクリート中に埋設一体化され、一方、コンクリートは鋼管杭３の上端近くにねじ込み固定された抜止手段８のボルト・ナット８ｂと一体化され、さらに、押込止手段３ａの鉄筋はコンクリート中に埋設一体化されるので、柱２にかかる上下・水平方向および回転モーメントは鋼管杭３により的確に受け止められることとなる。

このようにして図１２に示されるように各柱２が基礎４に一体化されたら、図１６、１７に示されるように各柱２を梁１０により縦横に連結する。間口側の前後端に配置される柱２はその三周面にブラケットを介して３本の梁１０がピン接合され、間口以外に立設される各柱２にはその四周面にブラケットを介して４本の梁１０がピン接合されることとなる。

次に、１７に示されるように間口側の前後端に配置される柱２の上端付近三周面にブラケットを介して３本の吊方丈１１の上端がピン接合され、間口側の前後端以外の柱２には４本の吊方丈１１の上端が柱２の上端付近四周面にブラケットを介してピン接合される。また、各吊方丈１１の下端は３本または４本の各梁１０にピン接合される。なお、図１６に示されるように側壁の側柱には吊方状１１は取り付けないものとする。

さらに、各柱２とピン接合される３本の梁１０あるいは４本の梁１０は２本の火打ち梁１２または４本の火打ち梁１２とピン接合される。このように各柱２を連結する梁１０を吊方丈１１や火打ち梁１２によりピン接合することにより、柱２は梁１０と剛接合されて鉄骨ラーメン構造体１が構築される。さらに該鉄骨ラーメン構造体１に屋根組を組み付けることにより農業用温室が構築される。

このように安全基準に適合する各基礎４と剛接合された各柱２を連結する梁１０を吊方杖１１により吊下げて垂直方向の剛接合を確保するとともに、火打ち梁１２により水平方向の剛接合を確保した鉄骨ラーメン構造体１は図２０、２１に示されるピン接合のものと比較し、図１８、１９に示されるように曲げモーメントが軽減し、使用材料を低減でき、且つ安全基準や指針に適合する引き抜き荷重や圧縮荷重に耐えるものとなり、台風や強風あるいは地震に強いものとなる。

本発明の鋼管杭を打ち込む工程を示す一部切欠正面図である。鋼管杭の平面図である。打ち込まれた鋼管杭を示す一部切欠正面図である。柱脚に治具を装着する工程を示す拡大平面図である。柱脚に治具を装着した状態を示す拡大平面図である。柱脚に治具を装着した状態を示す拡大正面図である。柱脚埋込空間に柱脚を差し込む工程を示す一部切欠正面図である。柱脚埋込空間に柱脚が差し込まれた状態を示す一部切欠正面図である。同じく柱脚埋込空間内に差し込まれた柱脚を示す拡大平面図である。同じく一部切欠拡大正面図である。同じく鋼管杭の墨出し線に柱の中心線を一致させる状態を示す拡大平面図である。柱脚埋込空間内に充填硬化材であるセメントを充填硬化させて柱を基礎に一体化させた状態を示す一部切欠正面図である。柱にピン接合された梁と吊方杖を示す拡大正面図である。同じく拡大側面図である。同じく拡大平面図である。構築された鉄骨ラーメン構造体を示す正面図である。同じく側面図である。本発明の基礎に鉄骨軸組構造体を剛接合した場合における曲げモーメントを示す説明図である。本発明の基礎に大屋根型の鉄骨軸組構造体を剛接合した場合における曲げモーメントを示す説明図である。基礎に鉄骨軸組構造体をピン接合した場合における曲げモーメントを示す説明図である。基礎に大屋根型の鉄骨軸組構造体をピン接合した場合における曲げモーメントを示す説明図である。

符号の説明

１鉄骨ラーメン構造体
２柱
2a 柱脚
３鋼管杭
3a 押込止手段
４基礎
５柱脚埋込空間
5a 充填硬化材
６位置決め用の治具
８抜止手段
10 梁

Claims

所要の間隔をおいた柱立設位置にそれぞれ鋼管杭をその上部を地盤面より所定長張出させて打ち込んで各鋼管杭の開口端から地盤面より下方にわたる鋼管杭内部に柱脚埋込空間を形成し、次いで、この柱脚埋込空間内に柱脚を差込んでその中心位置と高さを調整したうえ、前記柱脚埋込空間に充填硬化材を充填してその硬化により柱を安全基準に適合した基礎と剛接合させるとともに、基礎に剛接合された柱と剛接合される梁により各柱を連結して鉄骨ラーメン構造体を構築することを特徴とする鉄骨ラーメン構造体構築工法。
鋼管杭が円筒管であり、柱が角筒管であることを特徴とする請求項１に記載の鉄骨ラーメン構造体構築工法。
柱として、その柱脚に位置決め用の治具が取り付けられたものを用いて、この治具の下面と鋼管杭の開口端との当接により柱脚の中心位置の調整と差込深さの調整が行なわれるようにしたことを請求項１または２に記載の鉄骨ラーメン構造体構築工法。
剛接合される柱と基礎とに、押込止手段と抜止手段とが設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鉄骨ラーメン構造体構築工法。
請求項１〜４のいずれかに記載の鉄骨ラーメン構造体構築工法により基礎が構築された鉄骨ラーメン構造体の頂部に屋根組を組み付けたことを特徴とする農業用温室。