JP2014125878A - 建物の杭と上部構造体との接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 杭の杭頭に作用する曲げモーメントを小さくすることができると共に、せん断や引抜きに対して十分耐え得ることができ、機構がシンプルで加工や施工も容易な、ピン支承とする建物の杭と柱上部構造体との接合構造を提供する。
【解決手段】 地面に打たれた杭の杭頭部に取り付けられる下ベースプレートと、杭に支えられる上部構造体の下面側に取り付けられる上ベースプレートとの間に、上下のベースプレートの一方に凸部を配する共に、もう一方に凹部を配し、凸部と凹部の嵌合部材が相対回転できることでピン支承され、上下のベースプレートがボルトと平ワッシャーおよびナットで接合されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物の杭と上部構造体との接合構造に関する。

従来、建物の杭と上部構造体との接合が剛接合である場合、杭頭接合部に地震などによる水平力が作用すると、軸力の他に曲げモーメントとせん断力が生じる。
この時、曲げモーメントについては杭頭で最大になる。杭と上部構造物は剛接合で接続されているため、この曲げモーメントは上部構造物に伝達される。その応力の伝達を地中梁で行っているので地中梁が大きくなり、杭のサイズも大きくなってしまう。
そこで、曲げモーメントを生じさせないように杭頭と上部構造体との接合をピン接合とする技術が提案されている。

特開２００４−２３８８１２号公報 特開２００５−２８１２３９号公報 特開２００５−２８２１３９号公報

しかしながら、これまでに提案されているものは、機構が複雑であり、加工手間、費用、がかかり、施工が厄介であるという問題が生じていた。

本発明のように、杭頭に作用する曲げモーメントを小さくすることができると共に、せん断や引抜きに対する耐久力に優れ、機構がシンプルで、加工や施工も容易なピン支承とする建物の杭と柱上部構造体との接合構造が望まれていた。

本発明は、このような要望に対処するためになされたものであり、その目的とするところは、地面に打たれた杭の杭頭部に取り付けられる下ベースプレートと、杭に支えられる上部構造体の下面側に取り付けられる上ベースプレートと、の間に、上下のベースプレートの一方に凸部となる円盤状の突起物が備えられると共に、他方のベースプレートに凹部となる嵌合板が備えられ、円盤状の突起物の凸部と嵌合板の凹部の嵌合が相対回転できることでピン支承され、上下のベースプレートがボルトと平ワッシャーおよびナットで接合されることを特徴とする建物の杭と上部構造体との接合構造によって解決される。

この構造では、地震などによる水平力が作用した際に、平ワッシャーが座屈変形し、上下のベースプレートが傾き水平を保持できなくなった場合、円盤状の突起物の凸部と嵌合板の凹部とが、変位可能に嵌合しているので、杭頭への曲げモーメントを小さくすることできる。また、上下プレートがボルトにより接合されていると共に、円盤状の突起物の凸部と嵌合板の凹部との嵌合によって、せん断力および引抜き力に対しても耐え得る耐久力を備えている。

しかも、上下のベースプレート、さらに円盤状の突起物の凸部を円形とし、嵌合板の凹部も、この凸部より大きな外径で、くり抜かれた円形とした部材を用いており、加工も容易である。

さらに、ほとんどの加工が工場で製作でき、現場では杭と下ベースプレートの取付と、上下のベースプレートのボルト接合のみであり、容易に現場施工することができる。

本発明は、以上のように、杭頭に作用する曲げモーメントを効果的に小さくすることができると共に、せん断や引抜きに対しても耐久力に優れ、機構がシンプルで加工や施工も容易に行うことができる。

本発明に係る杭と鉄骨柱の接合構造の断面図である。 地震などにより水平力が発生した場合の断面図である。 図１のＡ−Ａ’線断面図である。 図１のＢ−Ｂ’線断面図である。 本発明に係る上ベースプレートとボルト、ナット、平ワッシャーの詳細断面図である。 同、地震などによる水平力が発生した場合の平ワッシャーが座屈変形した際の詳細断面図である。 本発明に係る杭と鉄骨柱の接合構造の立体図である。 杭と鉄骨柱の接合構造の断面図であり、（イ）は第１施工状態を示す断面図、（ロ）は第２施工状態を示す断面図、（ハ）は第３施工状態を示す断面図、（ニ）は第４施工状態を示す断面図である。 本発明に係る杭とＲＣ基礎の接合構造の断面図である。

地震などによる水平力が作用した際に、杭と上部構造体との接合部分に生じる曲げモーメントを効果的に小さくし、かつ、せん断力や引抜き力に対しても耐え得る目的を、杭と柱に溶着された上下ベースプレートのそれぞれに、凸部と凹部とが嵌合するように部材を取付け、上下ベースプレートをボルトにて接合すること、上ベースプレートとナットに平ワッシャーを挟み込むこと、平ワッシャーが座屈変形した際に杭と上部構造体に取り付けられた凸部と凹部の嵌合部材が相対回転できることでピン支承となること、により実現した。

本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図９は、本発明の一実施形態を示すものである。１は杭、２は鉄骨柱、３は下ベースプレート、４は上ベースプレート、５は円盤状の突起物、６は嵌合板、７はボルト、８はナット、９は平ワッシャー、１０はＲＣ基礎である。

施工方法は、図８（イ）に示すように、地面に打ち込まれて支持層に達する杭１の杭頭部に芯ずれの有無、芯ずれの方向を考慮し図８（ロ）に示すように、円盤状の突起物５を取り付けた下ベースプレート３を杭１に取り付ける。

次に、図８（ハ）に示すように、鉄骨柱２と杭１を、鉄骨柱２に溶着された上ベースプレート４に取り付けられた嵌合板６が円盤状の突起物５に嵌合するように設置する。

その後、下ベースプレート３と上ベースプレート４をボルト７、ナット８で接合する。その際に上ベースプレート４とナット８の間に平ワッシャー９を挟み込む。

上記の接合構造において、図５に示すように、ボルト接合により上ベースプレート４とナット８に挟み込まれた平ワッシャー９が、地震などによる水平力が作用した際に、図６に示すように、平ワッシャー９が座屈変形する。

その際に、図２に示すように、ボルト接合により強固に接合された杭１と上部構造体に取り付けられた凸部と凹部の嵌合部材が相対回転できることにより、杭１と上部構造体の接合部がピン支承となり、杭１と上部構造体との接合部分に生じる曲げモーメントを効果的に小さくし、かつ、せん断力や引抜き力に対しても耐え得ることができる。

なお、図９に示すように、杭１と上部構造体との接合部分は鉄骨柱２に限らずＲＣ基礎１０であってもよい。
また、上ベースプレート４に取り付けられた嵌合板６の凹部と、下ベースプレート３の上面に配した円盤状の突起物（凹凸部）５との嵌合によるものであるが、上下のベースプレートの一方を凸部とし、もう一方を凹部とすることもできる。

以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。杭はＳＣ杭や場所打ち杭であってもよいし、鉄骨柱も角型に限らず、Ｈ柱などの各種の鉄骨材あってもよい。

１ 杭
２ 鉄骨柱
３ 下ベースプレート
４ 上ベースプレート
５ 円盤状の突起物
６ 嵌合板
７ ボルト
８ ナット
９ 平ワッシャー
１０ ＲＣ基礎

Claims (3)

1. 地面に打たれた杭の杭頭部に下ベースプレートが溶着され、杭に支えられている上部構造体の下端部に上ベースプレートが溶着され、上下のベースプレートの一方に凸部、もう一方に凹部が備えられ、上下のベースプレートがボルトによって接合され、上プレートとナットに平ワッシャーを挟み込んで取付られ、凸部と凹部が、回転変位可能に嵌合し、杭頭が上部構造体に対してピン接合状態となっていることを特徴とする建物の杭と上部構造体との接合構造。
2. 平ワッシャーが座屈変形可能とし、地震などの水平力が作用した場合に、平ワッシャーが座屈変形することを特徴とする１に記載の建物の杭と上部構造体との接合構造。
3. ベースプレートに溶着されている凸部が円形とし、凹部も凸部より大きな外周でくり抜かれた円形としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の建物の杭と上部構造体との接合構造。

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