JP2010077661A - 小規模建築物における杭頭部接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】汎用の防振ゴム部材を用いて簡易に形成できると共に、感度の調整や評価が容易で優れた耐震性能を発揮させることができる小規模建築物における杭頭部接合構造を提供する。
【解決手段】基礎１１と基礎杭１２との接合部分に、複数の防振ゴム部材１３を有する防振接合金物１４を介在させた杭頭部接合構造１０であって、防振ゴム部材１３は、雄ネジボルト１５ａ，１５ｂを有する上側取付盤１６ａと下側取付盤１６ｂとの間に防振ゴム層１７を介在させて製品化されたものであり、防振接合金物１４は、ボルト締着孔が形成された上面ベースプレート１８と下面ベースプレート２０との間に、防振ゴム部材１３を複数挟み込んで一体化することによって構成されるものである。防振接合金物１４は、装着カバー体１９を介して基礎杭１２の杭頭部１２ａに装着されると共に、装着された防振接合金物１４の上面ベースプレート１８の上面を覆って基礎１１が構築される。
【選択図】図１

Description

本発明は、小規模建築物における杭頭部接合構造に関し、特に戸建住宅建築物等の小規模建築物において採用される基礎と基礎杭との接合部分の杭頭部接合構造に関する。

近年、地震災害に対してより効果的に対応できるようにする大規模構造物の耐震構造として、構造物の本体部分のみならず、基礎部分についても耐震性能を向上させることの重要性が指摘されている。例えば軟弱な地盤上にフーチングやビルディング等の大規模構造物を構築する際には、鋼管杭やプレストレスト鉄筋コンクリート杭等の基礎杭を地中に打設し、これらの基礎杭に構造物の基礎を接合して支持させるようになっており、このような基礎杭と構造物の基礎との接合部分に、優れた耐震性能を付与できるようにする接合構造や結合装置が種々開発されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特開２００１−１２３４６５号公報 特開２００１−２９６２９７号公報

一方、例えば戸建住宅建築物等の小規模建築物においても、地中に打設した例えば１００〜３００ｍｍ程度の外径の小さな鋼管杭を基礎杭として、基礎杭に鉛直荷重を支持させた状態で建築物が構築される場合があるが、このような小規模建築物の基礎と基礎杭との接合部分についても、地震時の水平荷重を基礎杭に負担させると共に優れた耐震性能が発揮されるようにすることが望まれている。

しかしながら、上記特許文献１や特許文献２に記載の接合構造や結合装置は、例えばフーチングやビルディング等の大規模構造物に耐震性能を付与するために、各々個別に製作された専用の装置を用いるものであり、その構造が大掛かりで高価なものになり易い。また、上記特許文献１や特許文献２の接合構造や結合装置は、これらを重量がそれ程大きくない小規模建築物にそのまま適用しようとすると、不経済になるばかりが、地震に対する固定強度や動き出し荷重等の、耐震性能を効果的に発揮させるための感度について調整したり評価する作業に手間がかかることになる。

また、市場には、例えば自動車用のブッシュ、エンジンマウント、産業機械用の防振部材等に広く用いられている、防振性能の異なる種々の防振ゴム部材が汎用品として出回っており、これらの汎用の防振ゴム部材を用いて基礎と基礎杭との接合部分の構造を形成することにより、簡易且つ経済的に接合部分に耐震性能を付与できると共に、その感度の調整や感度を評価する作業も容易になるものと考えられる。

本発明は、このような従来の課題に着目してなされたものであり、汎用の防振ゴム部材を用いて簡易に形成できると共に、感度の調整や評価が容易で優れた耐震性能を発揮することのできる小規模建築物における杭頭部接合構造を提供することを目的とする。

本発明は、小規模建築物における基礎と基礎杭との接合部分に、複数の防振ゴム部材を有する防振接合金物を介在させた杭頭部接合構造であって、前記防振ゴム部材は、上面中央から上側雄ネジボルトが突出する上側取付盤と、下面中央から下側雄ネジボルトが突出する下側取付盤との間に防振ゴム層を介在させて製品化されたものであり、前記防振接合金物は、前記上側雄ネジボルトを締着させる複数の上側ボルト締着孔が形成された上面ベースプレートと、前記下側雄ネジボルトを締着させる複数の下側ボルト締着孔が形成され、且つ下面から下方に突出して前記基礎杭の上端部を覆って装着される円筒スカート形状の装着カバー体が設けられた下面ベースプレートとの間に、前記防振ゴム部材を複数挟み込んで一体化することによって構成されており、且つ前記上側雄ネジボルト及び前記下側雄ネジボルトは、前記装着カバー体の外側外周部分に沿った周方向に等角度間隔で配置されて前記上面ベースプレート及び前記下面ベースプレートに各々締着固定されており、前記防振接合金物は、前記装着カバー体を介して前記基礎杭の杭頭部に装着されると共に、装着された前記防振接合金物の前記上面ベースプレートの上面を覆って前記基礎が構築される小規模建築物における杭頭部接合構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。

そして、本発明の小規模建築物における杭頭部接合構造では、前記上面ベースプレートは、前記下面ベースプレートよりも一回り大きい形状を有しており、前記上面ベースプレートの下面周縁部から下方に突出して、中空筒状の防護カバー体が、前記下面ベースプレートの周縁との間に間隔を保持した状態で取り付けられていることが好ましい。

また、本発明の小規模建築物における杭頭部接合構造では、前記防護カバー体の内側には、前記下面ベースプレートの周縁との間の間隔を埋めるようにして、柔軟性材料が配設されていることが好ましい。

さらに、本発明の小規模建築物における杭頭部接合構造では、前記防振接合金物に、前記防振ゴム部材が、前記装着カバー体の周方向に等角度間隔で４体配置されていることが好ましい。

本発明の小規模建築物における杭頭部接合構造によれば、汎用の防振ゴム部材を用いて簡易に形成できると共に、感度の調整や評価が容易で優れた耐震性能を発揮することができる。

本発明の好ましい一実施形態に係る小規模建築物における杭頭部接合構造１０は、図１に示すように、例えば軟弱地盤地域に小規模建築物として戸建住宅建築物を構築する際に、建築物の基礎１１と基礎杭１２との接合部分に介在させて設けられるものである。すなわち、本実施形態の杭頭部接合構造１０は、小規模建築物における基礎１１と基礎杭１２の杭頭部１２ａとの接合部分に設けられ、小規模建築物からの鉛直荷重を基礎１１から基礎杭１２に伝達して支持させると共に、地震時の水平荷重を基礎杭１２にも負担させつつ、当該接合部分において優れた耐震性能が発揮されるようにするために採用されたものである。

そして、本実施形態の杭頭部接合構造１０は、小規模建築物における基礎１１と基礎杭１２との接合部分に、複数の防振ゴム部材１３を有する防振接合金物１４を介在させた接合構造であって、図２（ａ），（ｂ）及び図３にも示すように、防振ゴム部材１３は、上面中央から上側雄ネジボルト１５ａが突出する上側取付盤１６ａと、下面中央から下側雄ネジボルト１５ｂが突出する下側取付盤１６ｂとの間に防振ゴム層１７を介在させて製品化されたものであり、防振接合金物１４は、上側雄ネジボルト１５ａを締着させる複数の上側ボルト締着孔が形成された上面ベースプレート１８と、下側雄ネジボルト１５ｂを締着させる複数の下側ボルト締着孔が形成され、且つ下面から下方に突出して基礎杭１２の上端部を覆って装着される円筒スカート形状の装着カバー体１９が設けられた下面ベースプレート２０との間に、防振ゴム部材１３を複数（本実施形態では４体）挟み込んで一体化することによって構成されており、且つ上側雄ネジボルト１５ａ及び下側雄ネジボルト１５ｂは、装着カバー体１９の外側外周部分に沿った周方向に等角度間隔で配置されて上面ベースプレート１８及び下面ベースプレート２０に各々締着固定されており、防振接合金物１４は、装着カバー体１９を介して基礎杭１２の杭頭部１２ａに装着されると共に、装着された防振接合金物１４の上面ベースプレート１８の上面を覆って基礎１１が構築されるようになっている（図１参照）。

また、本実施形態では、上面ベースプレート１８は、下面ベースプレート２０よりも一回り大きい形状を有しており、上面ベースプレート１８の下面周縁部から下方に突出して、中空筒状の防護カバー体２１が、下面ベースプレート２０の周縁との間に間隔ｓを保持した状態で取り付けられている。

さらに、本実施形態では、防護カバー体２１の内側には、下面ベースプレート２０の周縁との間の間隔ｓを埋めるようにして、柔軟性材料２２が配設されている。

本実施形態では、小規模建築物の基礎１１はベタ基礎となっており、このベタ基礎は、小規模建築物の下方の基礎地盤２３を覆って隙間無く一面に設けられるものである。ベタ基礎１１は、例えば基礎地盤２３を覆って基礎砕石層２４を敷設し、型枠や鉄筋２５を組立てた後に、コンクリートを打設する公知の方法によって構築されることになる。

また、本実施形態では、基礎杭１２は、戸建住宅建築物の基礎杭として用いられる、例えば１００〜３００ｍｍ程度の外径を有する公知の鋼管杭であって、公知の杭打ち機を用いて、基礎地盤２３中に所定の深さに至るまで打設される。

基礎１１と基礎杭１２との接合部分に取り付けられる防振接合金物１４は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、上面ベースプレート１８と下面ベースプレート２０との間に防振ゴム部材１３を複数（本実施形態では４体）挟み込んで一体化することによって構成される。

上面ベースプレート１８は、例えば厚さ１２〜２５ｍｍ程度の鋼製プレートからなり、例えば縦横２００〜５００ｍｍ程度の正方形の平面形状を有するように形成されている。上面ベースプレート１８には、当該上面ベースプレート１８が下面ベースプレート２０及び防振ゴム部材１３と一体化された際に下面ベースプレート２０の装着カバー体１９の外側外周部分に沿う位置に配置されて、上側ボルト締着孔が、装着カバー体１９の中心を中心とする円周方向に等角度間隔をおいて４箇所に設けられている（図示せず）。また上面ベースプレート１８には、これの下面周縁部から例えば６０〜１００ｍｍ程度の高さで下方に突出して、正方形断面を有する中空筒状の防護カバー体２１が一体として取り付けられている。

下面ベースプレート２０は、例えば厚さ１２〜２５ｍｍ程度の鋼製プレートからなり、上面ベースプレート１８よりも一回り小さな、例えば縦横１５０〜４５０ｍｍ程度の正方形の平面形状を有するように形成されている。下面ベースプレート２０には、これの下面中央部分から例えば８０〜１００ｍｍ程度の高さで下方に突出して、円形断面を有する円筒スカート形状の装着カバー体１９が一体として取り付けられている。また、下面ベースプレート２０には、装着カバー体１９の外側外周部分に沿う位置に配置されて、下側ボルト締着孔が、上面ベースプレート１８の上側ボルト締着孔と各々対応する位置に、装着カバー体１９の中心を中心とする円周方向に等角度間隔をおいて４箇所に設けられている（図示せず）。

上面ベースプレート１８と下面ベースプレート２０との間に挟み込まれる防振ゴム部材１３は、例えば自動車用のブッシュ、エンジンマウント、産業機械用の防振部材等に広く用いられている、汎用の防振ゴム部材を用いることができる。このような防振ゴム部材としては、より具体的には、好ましく商品名「Ｃ1型防振ゴム」（東海ゴム工業株式会社製）を、必要に応じて適宜改良を加えて用いることができる。

防振ゴム部材１３は、図３に示すように、上面中央から上側雄ネジボルト１５ａが突出する円盤形状の上側取付盤１６ａと、下面中央から下側雄ネジボルト１５ｂが突出する円盤形状の下側取付盤１６ｂとの間に、防振ゴム層１７を介在させて一体化したものであり、上側取付盤１６ａ及び下側取付盤１６ｂの直径、防振ゴム層１７の厚さ、上側雄ネジボルト１５ａ及び下側雄ネジボルト１５ｂの太さや長さ等の寸法が異なる、複数の規格品として製品化されていおり、またバネ定数、許容荷重、バネ定数比等が異なる、複数の規格品として製品化されている。

本実施形態では、これらの規格品から所望の防振性能を有する防振ゴム部材１３を選択し、上側雄ネジボルト１５ａ及び下側雄ネジボルト１５ｂを、上面ベースプレート１８の上側ボルト締着孔や下面ベースプレート２０の下側ボルト締着孔に、ナット部材２６（図２（ｂ）参照）を用いて着脱交換可能に強固に締着固定することにより、上面ベースプレート１８及び下面ベースプレート２０と、これらの間に挟み込まれる４体の防振ゴム部材１３とが一体化した防振接合金物１４が形成されることになる。

また、本実施形態では、防振接合金物１４は、上面ベースプレート１８と下面ベースプレート２０と４体の防振ゴム部材１３とが一体化された状態では、上面ベースプレート１８に設けられた防護カバー体２１が、４体の防振ゴム部材１３及び下面ベースプレート２０の周囲を覆ってこれらを防護するように配設されることになる。さらに、防護カバー体２１は、下面ベースプレート２０の周縁との間に間隔ｓを保持した状態で設けられていることにより、当該間隔ｓによって、地震荷重を受けた際に、下面ベースプレート２０に対して上面ベースプレート１８を移動可能とするクリアランズが確保されることになる。

さらにまた、本実施形態では、防護カバー体２１の内側には、下面ベースプレート２０の周縁との間の間隔ｓを埋めるようにして、例えばウレタン樹脂等からなる柔軟性材料２２が配設されることになる。柔軟性材料２２は、例えば防振接合金物１４が基礎杭１２の杭頭部１２ａに装着された状態で基礎砕石層２４中に埋設された際に（図１参照）、防護カバー体２１と共に、防振接合金物１４の内部に土砂や砕石等が流入するの遮断する機能を発揮する。

上述の構成を有する防振接合金物１４を用いて杭頭部接合構造１０を形成するには、図１に示すように、基礎地盤２３中に打設された基礎杭１２の、地盤面から突出する杭頭部１２ａに防振接合金物１４を取り付けてから、上面ベースプレート１８の高さ位置まで基礎砕石層２４を敷設すると共に転圧して、上面ベースプレート１８を上面に露出させた状態で、防振接合金物１４を基礎砕石層２４中に埋設する。しかる後に、基礎砕石層２４の上方に型枠や鉄筋２５を組立てた後に、コンクリートを打設して、上面ベースプレート１８から上方に突出する上側雄ネジボルト１５ａをコンクリート中に食い込ませた状態でベタ基礎１１を構築する。これによって、ベタ基礎１１と基礎杭１２との接合部分に、複数の防振ゴム部材１３を有する防振接合金物１４を介在させた、本実施形態の小規模建築物における杭頭部接合構造１０が形成されることになる。

なお、本実施形態では、上面ベースプレート１８の上面から上方に突出させて、複数のスタッドボルトを溶着固定しておくこともできる。このスタッドボルトをベタ基礎１１の底部のコンクリート中に食い込ませることによって、ベタ基礎１１に上面ベースプレート１８を、さらに強固に接合一体化することが可能になる。また、構築されたベタ基礎１１の上方には、当該ベタ基礎１１に支持させるようにして、戸建住宅建築物の本体部分が構築されてゆくことになる。

そして、上述の構成を備える本実施形態の杭頭部接合構造１０によれば、汎用の防振ゴム部材１３を用いて簡易に形成できると共に、感度の調整や評価が容易で優れた耐震性能を発揮することができる。

すなわち、本実施形態によれば、杭頭部接合構造１０を構成する防振接合金物１４は、上面ベースプレート１８と下面ベースプレート２０との間に、製品化された防振ゴム部材１３を複数挟み込んで一体化するだけで、簡易に且つ安価に得られると共に、得られた防振接合金物１４は、装着カバー体１９を介して基礎杭１２の杭頭部１２ａに容易に取り付けることができる。また、防振接合金物１４は、防振ゴム部材１３を防振性能等が異なる多数の規格品から適当なものを選択し、地震に対する所望の固定強度や動き出し荷重等を備えるように調整して、個々の小規模建築物に適した防振接合金物１４を容易に形成することができると共に、着脱可能な防振ゴム部材１３を適宜交換しながら、防振接合金物１４の耐震性能を実験室等において容易に評価することも可能になる。これらによって、小規模建築物に適した優れた耐震性能を発揮することができる杭頭部接合構造１０を、安価に且つ容易に形成することが可能になる。

また、本実施形態によれば、小規模建築物の基礎１１と基礎杭１２との間に防振ゴム部材１３の防振ゴム層１７が介在することにより、防振ゴム層１７の変形によって、地震時の水平・回転変形に容易に追随し、基礎杭１２の杭頭部１２ａに生じる応力を低減して、杭頭部１２ａの損傷を効果的に防止することが可能になると共に、防振ゴム層１７によって地震動等の振動を吸収して、これらの振動を効果的に低減することが可能になる。さらに、交通振動等の環境振動も効果的に吸収することが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、小規模建築物は、戸建住宅建築物以外のその他の種々の小規模建築物であっても良く、各防振接合金物に取り付けられる防振ゴム部材は、３体又は５体以上であっても良い。また、小規模建築物の基礎は、ベタ基礎以外の布基礎等であっても良く、基礎杭は、鋼管杭以外のプレストレスト鉄筋コンクリート杭等あっても良い。

本実施形態の好ましい一実施形態に係る小規模建築物における杭頭部接合構造の構成を説明する略示断面図である。 （ａ）は、防振接合金物の構成を説明する（ｂ）のＢ−Ｂに沿った断面図、（ｂ）は、防振接合金物の構成を説明する（ａ）のＡ−Ａに沿った断面図である。 防振ゴム部材の斜視図である。

１０ 小規模建築物における杭頭部接合構造
１１ 基礎（ベタ基礎）
１２ 基礎杭
１２ａ 杭頭部
１３ 防振ゴム部材
１４ 防振接合金物
１５ａ 上側雄ネジボルト
１５ｂ 下側雄ネジボルト
１６ａ 上側取付盤
１６ｂ 下側取付盤
１７ 防振ゴム層
１８ 上面ベースプレート
１９ 装着カバー体
２０ 下面ベースプレート
２１ 防護カバー体
２２ 柔軟性材料
２３ 基礎地盤
２４ 基礎砕石層
２５ 鉄筋
２６ ナット部材
ｓ 防護カバー体と下面ベースプレートの周縁との間の間隔

Claims (4)

1. 小規模建築物における基礎と基礎杭との接合部分に、複数の防振ゴム部材を有する防振接合金物を介在させた杭頭部接合構造であって、
   前記防振ゴム部材は、上面中央から上側雄ネジボルトが突出する上側取付盤と、下面中央から下側雄ネジボルトが突出する下側取付盤との間に防振ゴム層を介在させて製品化されたものであり、
   前記防振接合金物は、前記上側雄ネジボルトを締着させる複数の上側ボルト締着孔が形成された上面ベースプレートと、前記下側雄ネジボルトを締着させる複数の下側ボルト締着孔が形成され、且つ下面から下方に突出して前記基礎杭の上端部を覆って装着される円筒スカート形状の装着カバー体が設けられた下面ベースプレートとの間に、前記防振ゴム部材を複数挟み込んで一体化することによって構成されており、
   且つ前記上側雄ネジボルト及び前記下側雄ネジボルトは、前記装着カバー体の外側外周部分に沿った周方向に等角度間隔で配置されて前記上面ベースプレート及び前記下面ベースプレートに各々締着固定されており、
   前記防振接合金物は、前記装着カバー体を介して前記基礎杭の杭頭部に装着されると共に、装着された前記防振接合金物の前記上面ベースプレートの上面を覆って前記基礎が構築される小規模建築物における杭頭部接合構造。
2. 前記上面ベースプレートは、前記下面ベースプレートよりも一回り大きい形状を有しており、前記上面ベースプレートの下面周縁部から下方に突出して、中空筒状の防護カバー体が、前記下面ベースプレートの周縁との間に間隔を保持した状態で取り付けられている請求項１に記載の小規模建築物における杭頭部接合構造。
3. 前記防護カバー体の内側には、前記下面ベースプレートの周縁との間の間隔を埋めるようにして、柔軟性材料が配設されている請求項２に記載の小規模建築物における杭頭部接合構造。
4. 前記防振接合金物に、前記防振ゴム部材が、前記装着カバー体の周方向に等角度間隔で４体配置されている請求項１〜３のいずれかに記載の小規模建築物における杭頭部接合構造。

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