JP2009281073A - Aseismatic foundation structure of building - Google Patents
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Description
本発明は、コンクリート製布基礎の上に建築物を構築した木造、鉄骨、コンクリート建物の地震の水平方向の揺れに対して耐震強度を高める基礎構造に関する。特に木造建築物に有用な耐震性を高める技術である。 The present invention relates to a foundation structure that enhances seismic strength against horizontal shaking of a wooden, steel frame, or concrete building in which a building is constructed on a concrete fabric foundation. It is a technology that increases earthquake resistance, which is particularly useful for wooden buildings.
現在の木造建築物は、特開2006−274746号公報で知られているように、まず地面に溝を掘ってその溝の下部に栗石を投入し、その上に断面逆T字状のコンクリート製布基礎を打設し、残った布基礎の左右の溝空間には土を充填し、この布基礎の上に、木部材を用いた土台・柱・梁・屋根を構築するものである。 As is known in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-274746, a current wooden building is first made by digging a groove in the ground, putting a chestnut into the lower part of the groove, and then making a reverse T-shaped cross section on it. A fabric foundation is placed, and the left and right groove spaces of the remaining fabric foundation are filled with soil, and a foundation, pillar, beam, and roof using wooden members are constructed on this fabric foundation.
木造建築物の重量は、梁・柱・土台等を介して布基礎に荷重される。布基礎が受ける荷重は栗石を介して地盤によって支持される。 The weight of the wooden building is applied to the fabric foundation through beams, columns, foundations, etc. The load received by the fabric foundation is supported by the ground via Kuriishi.
しかし、この木造建築物の地盤に横揺れの強い地震が発生すると、地面は横ずれ・水平の左右の移動(変位)が生じ、布基礎及び栗石は地面に対し左右方向に強固に固定された状態にあるため地面の水平移動(左右移動)とともに布基礎も左右に揺れる。一方、重量ある布基礎上方の建築物は慣性によってその水平位置を維持しようとして、建築物と布基礎との相対水平位置関係が変化して建築物は傾いて倒壊したり、変形を受けて座屈を生起してしまうものであった。そのため、布基礎で構築される木造建築物は耐震性が低いものであった。
本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、低コストで簡単な構造によって、水平の揺れに対し高い耐震性を得ることができる布基礎を用いた建物の耐震基礎構造を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to solve these conventional problems and to provide a seismic foundation for buildings using a fabric foundation that can obtain high seismic resistance against horizontal shaking with a simple structure at low cost. To provide a structure.
かかる課題を解決した本発明の構成は、
1) コンクリート製布基礎の上に建築物を構築した建物の耐震基礎構造であって、コンクリート製布基礎を設置する地面に布基礎の設置方向に沿って且つ布基礎の横巾より長い溝巾の溝を掘削し、同溝の内部下部に栗石を充填して下位栗石層を形成し、同下位栗石層の上面に砂利又は砂あるいは砂利と砂の混合材を洩出させず且つ破損しにくい可橈性の直方体状網体内に充填して封止したマットを敷設し、同マット上に左右両側に所要の空間を残すように栗石を所定厚み充填して上位栗石層を形成し、下部が横方向に拡巾した断面逆T字状の布基礎を同上位栗石層上に設け、更に上位栗石層及び布基礎と溝内側面との間の左右の空間に砂利又は砂あるいは砂利と砂の混合材を充填し、充填された砂利・砂の上面は地表に開放した構造とした、建物の耐震基礎構造
2) 下位栗石層の厚みが10〜30cmで、マットの厚みが10〜30cmで、上位栗石層の厚みが10〜30cmである、前記1)記載の建物の耐震基礎構造
3) 直方体状網体の上下又は左右の対向面間を連結する間隔保持用線材を複数本取付け、網体の外形状の大きな崩れを防止するようにした、前記1)又は2)記載の建物の耐震基礎構造
4) マットの網体内に砂利と砂の混合材を封止するものであって、しかもその砂利の最大長さが40mm以下であり、種々の粒度の砂利及び砂を混在させた状態のものである、前記1)〜3)いずれかに記載の建物の耐震基礎構造
5) 最大長さが25mm以下の砂利及び砂が、網体に封止される砂利・砂の全量の90重量%以上である、前記4)記載の建物の耐震基礎構造
にある。
The configuration of the present invention that solves this problem is as follows.
1) Seismic foundation structure of a building constructed on a concrete cloth foundation, with a groove width longer than the width of the cloth foundation along the installation direction of the cloth foundation on the ground where the concrete cloth foundation is installed A lower chestnut rock layer is formed by filling the inner lower part of the groove with a chestnut stone layer, and gravel or sand or a mixture of gravel and sand is not leaked on the top surface of the bottom chestnut stone layer and is not easily damaged. A mat that is filled and sealed in a flexible rectangular parallelepiped mesh is laid, and a predetermined amount of chestnut is filled on the mat to leave the required space on both the left and right sides, forming an upper chestnut layer, and the bottom is A fabric foundation with an inverted T-shaped cross section that is widened in the transverse direction is provided on the upper Kuriishi layer, and gravel or sand or gravel and sand are placed in the left and right spaces between the upper Kuriishi layer and the fabric foundation and the groove inner surface. Filled with mixed material, and the top of the filled gravel and sand was open to the ground surface. Seismic foundation structure of building 2)
本発明によれば、マットの網体内に封止した砂利・砂及び同マット上で上位栗石層・布基礎と溝内面との左右空間に充填した砂利・砂の遊動と摩擦によって、地面の水平・上下の揺れエネルギーが吸収され、布基礎の水平及び上下の揺れを大巾に抑止し、よって建物の高い耐震性を確保する。 According to the present invention, the gravel / sand sealed in the mesh body of the mat and the gravel / sand filled in the left and right spaces between the upper chestnut layer / cloth foundation and the groove inner surface on the mat and the friction of the ground and the horizontal・ Up / down shaking energy is absorbed, and the horizontal and vertical shaking of the fabric foundation is greatly suppressed, thus ensuring high earthquake resistance of the building.
本発明によれば、地震で地面に横移動(左右の横揺れ)が生じると、地面と一体となる下位栗石層は地面とともに水平(左右)動する。一方建物の荷重がかかる布基礎及びその下方の上位栗石層は、建物の重さの慣性が働いてそのままの静止状態を保持しようとする。そのため、下位と上位の栗石層に挟まれた中間にあるマット内の砂利又は砂は、下位栗石層と接する下面部分は下位栗石層と噛み合って地面とともに水平(左右)動する。そしてマット内の上面部分は上位栗石層と噛み合って静止状態を維持しようとする。そしてマット内の中間の砂利・砂は上面・下面のそれぞれの静止状態・水平左右動の作用を受けて中間的な水平(左右)動となる。マット内の砂利・砂は下位の栗石層の栗石から水平及び上下方向の動きが伝達されて、遊動・転動しながら、上方へ左右揺れの水平移動エネルギー及び上下揺れのエネルギーを伝達していく。その間に砂利・砂は互に摩擦しながら動いてエネルギーはその運動と摩擦によって消耗されて減衰して上方に伝達される。その結果、マットの中間の砂利・砂の水平(左右)動の振巾は上方に従って漸次小さくなっていく。そして、マットの上面の砂利・砂はきわめて小さくしか動かずに、上位栗石層・布基礎・その上方の建築物の水平動はきわめて小さくできる。そのため、建物には弱い水平動しかなく、静止状態に近づき、建物が変形・傾倒することもない。 According to the present invention, when a lateral movement (left and right roll) occurs on the ground due to an earthquake, the lower chestnut layer integrated with the ground moves horizontally (left and right) together with the ground. On the other hand, the fabric foundation on which the building is loaded and the upper Kuriishi layer below it try to maintain the stationary state as it is due to the inertia of the weight of the building. Therefore, gravel or sand in the mat located between the lower and upper chestnut layers moves horizontally (left and right) together with the ground with the lower surface portion in contact with the lower chestnut layer meshing with the lower chestnut layer. The upper surface of the mat engages with the upper chestnut layer to maintain a static state. And the gravel and sand in the middle of the mat will be in the middle horizontal (left and right) movement under the action of the stationary and horizontal left and right movements of the upper and lower surfaces. Gravel and sand in the mat are transmitted horizontal and vertical movements from the chestnuts in the lower chestnut layer, transferring the horizontal movement energy and vertical movement energy upward and downward while moving and rolling. . In the meantime, the gravel and sand move while rubbing each other, and the energy is consumed and attenuated by the motion and friction and transmitted upward. As a result, the amplitude of horizontal (left and right) movement of gravel and sand in the middle of the mat gradually decreases as it goes upward. And the gravel and sand on the top surface of the mat move only very small, and the horizontal movement of the upper chestnut layer, fabric foundation and the building above it can be very small. For this reason, the building has only a weak horizontal movement, approaches a stationary state, and the building does not deform or tilt.
又地面の水平移動によってマットが溝側面から加圧(押圧)され、他方の溝側面から離れて減圧されても、マット内の砂利・砂は網体内に拘束され流出せず、且つ内部に充填された砂利・砂は内部で流動・転動できるため、押圧された砂利・砂分だけ他方の減圧側へ移動して絶えず均等な充填状態が維持され、上位栗石層・布基礎が水平から傾くことがないようになる。 Also, even if the mat is pressed (pressed) from the side of the groove by horizontal movement of the ground and depressurized away from the other side of the groove, the gravel and sand in the mat will be restrained in the mesh body and will not flow out, and will fill the interior. Since the gravel and sand can flow and roll inside, the pressed gravel and sand move to the other decompression side to maintain a uniform filling state, and the upper chestnut layer and fabric foundation tilt from the horizontal. It will never happen.
更に、上位栗石層・布基礎と溝内側面との左右の空間には、砂利・砂があり、溝が地面とともに水平(左右)動しても、上位栗石層と布基礎との間の中間の砂利・砂が加圧又は減圧され、加圧される側の砂利・砂は上方の開放された上面方向へ移動する。他方減圧される側には上面を開放した側の上方の砂利・砂が下方の減圧域へ移動して砂利・砂の充填状態が保持される。 In addition, there is gravel and sand in the left and right spaces between the upper Kuriishi layer / cloth foundation and the inner surface of the groove, and even if the groove moves horizontally (left / right) with the ground, it is intermediate between the upper Kuriishi layer and the fabric foundation. The gravel / sand is pressurized or depressurized, and the gravel / sand on the pressurized side moves toward the open upper surface. On the other hand, the gravel / sand on the side whose upper surface is opened moves to the lower decompression region on the side to be decompressed, and the gravel / sand filling state is maintained.
このように布基礎・上位栗石層に接した砂利・砂部分は布基礎・上位栗石層とともに静止状態に近く、他方、下位栗石層・溝内面壁と接した砂利・砂部分は地面(溝)の水平動とともに動き、それらの中間の砂利・砂部分は中間的な左右・上下の動きをする。又エネルギーは砂利・砂同士の摩擦及び砂利・砂の移動によって消耗され、地面の揺れエネルギーの布基礎・建物への伝達を大巾に低減させる。 In this way, the gravel and sand part in contact with the fabric foundation and upper Kuriishi layer are close to the stationary state together with the fabric foundation and upper Kuriishi layer, while the gravel and sand part in contact with the lower Kuriishi layer and groove inner wall are the ground (groove) The gravel and sand between them move in the middle, right and left, and up and down. Energy is also consumed by gravel / sand friction and gravel / sand movement, greatly reducing the transmission of ground shaking energy to the fabric foundation / building.
このマット内の砂利・砂及びその上方の左右空間の砂利・砂は、地面側(溝・下位栗石)と建物側(布基礎・上位栗石)との間で境界層を形成し、地面の水平・上下の揺れを直接的に布基礎へ伝達せず、減衰した状態にする。又その境界層内で砂利・砂の遊動・転動によって摩擦エネルギー・運動エネルギーに変換されエネルギーを消耗させる。
よって、地面の水平・上下の揺れを建物側に伝達せず、布基礎上の建築物の慣性状態を維持し、その揺れ・変形・傾倒が少なく、高い耐震性を得ることができる。
The gravel and sand in this mat and the gravel and sand in the left and right spaces above it form a boundary layer between the ground side (grooves and lower chestnuts) and the building side (cloth foundation and upper chestnuts).・ Do not transmit the up and down vibrations directly to the fabric foundation, but make it damped. In the boundary layer, it is converted into frictional energy and kinetic energy by gravel and sand movement and rolling, and energy is consumed.
Therefore, the horizontal and vertical shaking of the ground is not transmitted to the building side, the inertial state of the building on the fabric foundation is maintained, the shaking, deformation, and tilting are few, and high earthquake resistance can be obtained.
本発明のマットの網体内に充填する砂利・砂及びマット上の溝内の左右空間に充填する砂利・砂としては、動き易い寸法・形状のものが使用されるが、最大長が40mm以下のものがよく、好ましくは25mm以下の砂利及び砂が使用され、しかも25mm以下のものが砂利・砂の全量の90重量%以上となるものがよい。その寸法以下の種々の長さ・粒径の砂利・砂が混在するものが砂利・砂の流動・転動性を高めるのでより好ましい。砂利の形状は角張らないものが流動性・転動性がよく好ましい。
又砂利・砂は自然の砂利・砂、又はそれらを滑らかに加工した砂利・砂、あるいはアクリル製等の耐圧性に優れた劣化が少ないプラスチック製砂利・砂、錆を生じにくい耐圧性の金属製砂利・砂、ファインセラミックの砂利・砂が使用できる。
As gravel / sand to be filled in the mesh body of the mat of the present invention and gravel / sand to be filled in the left and right spaces in the groove on the mat, those having dimensions and shapes that are easy to move are used, but the maximum length is 40 mm or less. Preferably, gravel and sand of 25 mm or less are used, and those of 25 mm or less are 90% by weight or more of the total amount of gravel and sand. A mixture of gravel and sand having various lengths and particle sizes equal to or smaller than the dimensions is more preferable because it increases the flow and rolling properties of gravel and sand. A gravel shape that is not square is preferable because it has good fluidity and rolling properties.
Gravel and sand are natural gravel and sand, or smooth gravel and sand made from them, or acrylic and other plastic gravel and sand that have excellent pressure resistance and little deterioration. Gravel / sand and fine ceramic gravel / sand can be used.
本発明のマットの網体の素材としては、腐食せず、引張強度が高く、破損しにくい素材が使われるが、主にナイロン系、炭素繊維系、アラミド繊維系の糸で織ったネット又は鉄製の金網がよい。又、網体は、その上下左右間に又は網体面に高強度の紐・金属線等の線材でもって複数個所連結して網体が直方体形状を維持するようにするのが好ましい。 As the material for the mat body of the present invention, a material that does not corrode, has high tensile strength, and is not easily damaged is used, but is mainly made of a net or iron woven with nylon, carbon fiber, or aramid fiber threads. The wire mesh is good. Further, it is preferable that the mesh body is connected to a plurality of places with the wire body such as a high-strength string or metal wire between the upper, lower, left and right sides of the mesh body so that the mesh body maintains a rectangular parallelepiped shape.
以下、本発明の実施例1を図面に基づいて説明する。
図1は、実施例1の要部の布基礎の支持構造を示す説明図である。
図2は、実施例1の網体の斜視図である。
図3は、実施例1の砂利・砂の移動の振巾を示す説明図である。
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a support structure of a fabric foundation as a main part of the first embodiment.
FIG. 2 is a perspective view of the net body according to the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the amplitude of gravel / sand movement according to the first embodiment.
図中、1は布基礎、2は上方の木造建築物、2aは布基礎上の土台、2bは土台上の柱、3は地面、4は深さが60cmで溝巾が60cmの溝、5は16cm厚みの下位栗石層で、5aは同下位栗石層の栗石で、10cm程の大きさの栗石と砂利を使用している。6は15cm厚みのマットで、6aは最大長25mm以下の砂利と砂が95重量%占める混合材で種々の長さ・粒径のものを混在させた状態でマット内に充填させた砂利・砂、6bは金網製素材で1.5mmメッシュの600mm×500mm×150mmの直方体状網体、6cは網体6bの上下面間に設けた間隔保持用線材、6dは網体6bの面に張られた補強用線材、7は左右巾が46cmで16cm厚みの上位栗石層であって、10cm程の大きさの栗石7aと砂利を内部に充填している。布基礎1はコンクリート製で断面が逆T字状をしていて、下部の拡巾部の左右長の横巾は46cmである。8は布基礎1・上位栗石層7の側面と溝4の内面との間に充填された砂利・砂であり、マット6の砂利・砂6aと同じ構成である。
In the figure, 1 is a fabric foundation, 2 is an upper wooden building, 2a is a foundation on the fabric foundation, 2b is a pillar on the foundation, 3 is the ground, 4 is a groove having a depth of 60 cm and a groove width of 60 cm, 5 Is a lower chestnut layer with a thickness of 16 cm, 5a is a chestnut stone of the lower chestnut stone layer, and uses a chestnut stone and gravel with a size of about 10 cm. 6 is a mat with a thickness of 15 cm, 6a is a mixture of gravel with a maximum length of 25 mm and gravel and sand, and 95% by weight of sand. , 6b is a 600 mm × 500 mm × 150 mm rectangular mesh body made of wire mesh, 6c is a spacing wire provided between the upper and lower surfaces of the
この実施例1では、横巾60cmの溝4の下方に、10cm程の大きさの栗石5aと砂利を投入して上方から加圧して締め、16cm厚みの下位栗石層5を形成している。栗石5aは互に絡み合って地面3と固定的な支持層を形成している。
次に、600mm(横巾)×500mm(横長)×150mm(高さ)の直方体状の金網製の網体6b内に、最大長が25mm以下のものが95重量%で且つそれ以下の種々の長さ・粒径の砂利・砂が混在した状態の砂利・砂6aを150mm厚みに充填してマット6を形成し、同マットを下位栗石層5の上に連続的に敷設していく。同マットは通常工場で製造され、現場に運送されて使用される。
In Example 1, a
Next, within a rectangular
次に、同マット上の溝4の左右内面それぞれから70mm離れた位置に高さ30cmの垂直の側面型枠板(図示せず)を配置し、左右の側面型枠板内に10cm程の大きさの栗石5aと砂利を充填し、上方から加圧して締めて150mmの厚みの上位栗石層7を形成する。同上位栗石層7上の120mmの位置に断面L字状の左右一対の上型枠板(図示せず)を設置して一対の上型枠板の垂直板間の空間の上方からコンクリートを流し込んで上位栗石層7上に布基礎1を現場で打設する。
Next, a vertical side mold plate (not shown) having a height of 30 cm is arranged at a position 70 mm away from each of the left and right inner surfaces of the
布基礎1を打設して固化した後、型枠を取り除いて溝4の内面と上位栗石層7と布基礎1の側面との間の左右の70mm程の空間に、網体6b内の砂利・砂6aと同じ構成の砂利・砂8を充填して上方から加圧して締める。
木造の建築物2の土台2aはこの布基礎1の上に固定され、その上に柱2b・梁・屋根等の木造の建築部材が組み立てられて建築物2が構築されている。
After the fabric foundation 1 is placed and solidified, the formwork is removed and gravel in the net 6b is placed in a space of about 70 mm on the left and right between the inner surface of the
The
このようにして形成された布基礎1の基礎構造では、縦の揺れ及び垂直荷重は、木造建築物2,布基礎1,上位栗石層7,マット6,下位栗石層5を介して地面3に伝達され、建物の荷重は支持される。又上下の揺れは、マット6内の砂利・砂6aの転動・移動となってエネルギーが吸収され、又上下揺れは緩衝される。
In the foundation structure of the fabric foundation 1 formed in this way, the vertical shaking and the vertical load are applied to the
次に、地面3の横揺れに対しては、下位栗石層5の上面、溝4の内面下部に接するマット6内の砂利・砂6a及びマット6上方の溝4の内面上部に接する砂利・砂8の部分は地面3の横揺れ(水平動・左右動)とともに左右動する。一方、マット6内の上位栗石層7の下面及び布基礎1側面・上位栗石層7側面に接する砂利・砂8は、布基礎1上の建築物の慣性によって静止状態を保持しようとしてあまり動かない。この振動の振巾の状態を図3に示している。これらの中間にある砂利・砂6a,8は両者の間の境界層となって水平・垂直の揺れ(振巾)は中間的な値となる。地面の揺れエネルギーは、マット6内の砂利・砂6a及び溝上方の左右空間の砂利・砂8の遊動・摩擦のエネルギーになって吸収され、地面の揺れは大巾に緩衝されて布基礎1に伝達される。又地震の垂直方向の揺れも同様に、マット内の砂利・砂層が上下振動の境界層の働きをして、砂利・砂の転動・遊動によって摩擦エネルギー・運動エネルギーとして吸収されて揺れを大きく緩衝する。
Next, for rolling of the
よって、本実施例1の布基礎1には地面の揺れが大巾に緩衝されて伝達され、布基礎1の水平・垂直の揺れはあまりなく、この上方の建築物が傾いたり、変形することが大巾に回避できて、高い耐震性を有する。尚、上下位の栗石層、マット内の砂利・砂、左右空間の砂利・砂とも透水性があり、水はけはよい。 Therefore, the ground shaking of the fabric foundation 1 of the first embodiment is greatly buffered and transmitted, the horizontal and vertical shaking of the fabric foundation 1 is not so much, and the upper building is tilted or deformed. Can be largely avoided and has high earthquake resistance. The upper and lower chestnut layers, gravel and sand in the mat, and gravel and sand in the left and right spaces are also permeable and drainage is good.
本発明は、布基礎を用いる現在の木造建築物の他、布基礎上に構築する工場・小屋・鉄骨コンクリート構造物でも有効である。 The present invention is effective not only for current wooden buildings using cloth foundations but also for factories, huts, and steel concrete structures constructed on cloth foundations.
1 布基礎
2 木造建築物
2a 土台
2b 柱
3 地面
4 溝
5 下位栗石層
5a 栗石
6 マット
6a 砂利・砂
6b 網体
6c 間隔保持用線材
6d 補強用線材
7 上位栗石層
7a 栗石
8 砂利・砂
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