JP2018100488A - 免震構造、ベースプレートおよび下部基礎部材の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】施工性の向上および精度管理の向上を図ることを可能とした免震構造、ベースプレートおよび下部基礎部材の構築方法を提案する。【解決手段】免震装置２と、免震装置２の上面に固定された上部基礎部材３と、免震装置２の下面に固定された下部基礎部材４とを備える免震構造１であって、下部基礎部材４が、免震装置２の下面に固定されたベースプレート５と、ベースプレート５の下面を巻き込んだ状態で打設された場所打ちコンクリートにより形成された基礎本体６とを備えており、ベースプレート５の下面は、中央部から外縁に向うに従って高くなるように傾斜している。【選択図】図１

Description

本発明は、免震構造、ベースプレートおよび下部基礎部材の構築方法に関する。

構造物の地震対策工として、上部躯体と下部躯体との間に免震構造を形成する場合がある。免震構造により免震化された構造物は、上部躯体に入力される地震時の水平力が低減されるとともに、上部躯体の固有周期が長周期化することで共振現象を回避することが可能となる。
免震構造は、上部躯体の下面に形成された上部基礎部材と、下部躯体の上面に形成された下部基礎部材と、上部基礎部材および下部基礎部材の間に介設された免震装置とを備えているのが一般的である。免震装置には、例えば、積層ゴム支承やすべり支承が採用される。

免震構造の下部基礎部材は、配筋および型枠の組み立てを行うとともに、下面にアンカーが突設された免震装置のベースプレートを所定の位置に配設した状態で、コンクリートを打設することにより形成するのが一般的である。
ところが、前記従来の下部基礎部材の施工方法は、鉄筋や型枠等の各部を順次組み上げていくため、各工程の時間が累積されて時間がかかり、工期短縮の妨げとなっていた。また、ベースプレートの下面に空気だまりが形成されることのないように高度な施工管理が必要となる。そのため、例えば、特許文献１に示すように、下部基礎部材にプレキャスト部材を採用することで、工期短縮化および施工の手間の省力化を図る場合がある。

特許第５２３２１０６号公報

下部基礎部材のプレキャスト部材は、体積と重量が大きくなるため、製造費や運搬費等が割高になってしまう。また、既設構造物の免震化施工では、狭隘な作業スペースにおいて免震構造を構築する必要があるため、プレキャスト製の下部基礎部材の揚重や据え付け等が困難な場合がある。
このような観点から、本発明は、施工性の向上および精度管理の向上を図ることを可能とした免震構造、ベースプレートおよび下部基礎部材の構築方法を提案することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の免震構造は、免震装置と、前記免震装置の上面に固定された上部基礎部材と、前記免震装置の下面に固定された下部基礎部材とを備えるものであって、前記下部基礎部材が前記免震装置の下面に固定されたベースプレートと前記ベースプレートの下面を巻き込んだ状態で打設された場所打ちコンクリートにより形成された基礎本体とを備えており、前記ベースプレートの下面は中央部から外縁に向うに従って高くなるように傾斜していることを特徴としている。
かかる免震構造によれば、下部基礎部材の一部をプレキャスト部材により構成しているため、下部基礎部材全体をプレキャスト部材により構成する場合に比べて、製造費や運搬費等が安価である。また、プレキャスト部分の形状および重量が小さく抑えられているため、施工スペースが狭隘な場合であっても、施工が可能である。また、ベースプレートの下面が傾斜しているため、ベースプレートの下面に空気だまりが形成され難い。このように、下部基礎部材をいわゆるハーフプレキャストにすることで、免震装置の据え付けを簡易かつ高品質に行うことができる。
なお、前記ベースプレートの下面に段差が形成されていれば、段差部分がせん断キーとして機能するため、ベースプレートと基礎本体との一体性が向上する。また、前記ベースプレートの上面において開口する複数の袋ナットが前記ベースプレートに配設されており、前記袋ナットの下部は前記基礎本体に埋め込まれているのが望ましい。

また、本発明のベースプレートは、免震装置の下面に固定されるプレキャストコンクリート部材であって、中央部から外縁に向うに従って部材厚が小さくなるように下面が傾斜していることを特徴としている。
かかるベースプレートによれば、下面の傾斜によって、空気だまりが形成され難いため、コンクリートの充填性が向上する。

また、本発明の免震装置を支持するための下部基礎部材の構築方法は、前記免震装置が固定されるベースプレートを配設するとともに鉄筋を配筋する作業と、前記ベースプレートおよび前記鉄筋の周囲を囲う型枠を組み立てる作業と、前記型枠内にコンクリートを打設する作業とを備えており、前記ベースプレートの下面は中央から外縁に向うに従って高くなるように傾斜しており、前記コンクリートを前記ベースプレートの下面を巻き込むように打設することを特徴としている。
かかる下部基礎部材の構築方法によれば、ベースプレートの下面が傾斜しているため、コンクリート打設時に、ベースプレートの下面に空気溜まりが形成され難い。そのため、施工性に優れている。
なお、前記ベースプレートに免震装置を固定した状態で型枠内に前記コンクリートを打設してもよい。また、前記ベースプレートの中心部に貫通孔が形成されている場合には、前記貫通孔から挿入された注入管を介して前記コンクリートを打設すればよい。

本発明の免震構造、ベースプレートおよび下部基礎部材の構築方法によれば、施工性の向上および精度管理の向上を図ることが可能となる。

本実施形態の免震構造を示す断面図である。 ベースプレートを示す図であって、（ａ）は上面側からみた斜視図、（ｂ）は下面側からみた斜視図である。 本実施形態の下部基礎部材の構築方法の各作業を示す断面図であって、（ａ）は配筋作業、（ｂ）は型枠組立作業、（ｃ）は打設作業である。 （ａ）は打設作業完了時の状況を示す断面図、（ｂ）は免震装置を下部基礎部材に固定する状況を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は他の形態に係るベースプレートを示す斜視図である。 他の形態に係る打設作業を示す断面図である。

本実施形態では、建物Ｂの免震化を目的として、建物Ｂに設置される免震構造１について説明する。本実施形態の免震構造１は、図１に示すように、上下に分割された躯体（柱Ｂ１と基礎スラブＢ２等）の間に設置する。なお、免震構造１の設置個所は限定されるものではなく、例えば、上下に分割された柱同士の間に設置してもよい。本実施形態の免震構造１は、免震装置２と、免震装置２の上面に固定された上部基礎部材３と、免震装置２の下面に固定された下部基礎部材４とを備えている。

本実施形態の免震装置２は、いわゆる積層ゴム支承である。なお、免震装置２の構成は限定されるものではなく、例えば、オイルダンパーやすべり支承であってもよい。免震装置２は、積層ゴム２１、上フランジプレート２２および下フランジプレート２３を備えている。本実施形態の上フランジプレート２２および下フランジプレート２３は、平面視円形である。なお、上フランジプレート２２および下フランジプレート２３の形状は限定されるものではなく、例えば、矩形であってもよい。上フランジプレート２２および下フランジプレート２３には、それぞれ複数のボルト孔が貫通している。免震装置２は、上フランジプレート２２および下フランジプレート２３のボルト孔に挿通したボルト２４を介して躯体（柱Ｂ１および基礎Ｂ２）に固定されている。なお、ボルト孔の数および配置は限定されるものではなく、適宜決定する。また、免震装置２を固定するための取付部材はボルト２４に限定されるものではなく、例えば、アンカーであってもよい。

上部基礎部材３は、免震装置２の支持部材であって、柱Ｂ１の下面に固定されている。本実施形態の上部基礎部材３は、図示せぬアンカーを介して柱Ｂ１に接合されている。
上部基礎部材３には、免震装置２の取付部材として、免震装置２の上フランジプレート２２のボルト孔に対応する位置に、下面に開口する袋ナット３１が埋め込まれている。なお、免震装置２の取付部材は袋ナット３１に限定されるものではなく、例えば、上フランジプレートのボルト孔に対応する位置に植設されたアンカーであってもよい。

下部基礎部材４は、免震装置２の支持部材であって、基礎スラブＢ２の上面に固定されている。下部基礎部材４は、免震装置２（下フランジプレート２３）の下面に固定されたベースプレート５と基礎本体６とを備えている。ベースプレート５は、プレキャストコンクリート製の板状部材である。本実施形態のベースプレート５は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、平面視円形を呈している。ベースプレート５の直径は、下フランジプレート２３の直径と同等以上とする。なお、ベースプレート５の平面形状は、下フランジプレート２３を固定することが可能であれば限定されるものではなく、例えば矩形やその他の多角形であってもよい。ベースプレート５の上面５１は平坦で、ベースプレート５の下面５２は中央部から外縁に向うに従って高くなるように傾斜している（図１参照）。すなわち、ベースプレート５は、中央部から外縁に向うに従って部材厚が小さくなるように下面５２が上面５１に対して傾斜している。ベースプレート５には、ベースプレート５の上面５１において開口する複数の袋ナット５３が埋め込まれている。袋ナット５３は、下フランジプレート２３のボルト孔に対応する位置に配置されている。すなわち、ベースプレート５には、ボルト２４が螺合可能な雌ネジが形成されている。袋ナット５３はベースプレート５を貫通しており、袋ナット５３の下部はベースプレート５の下面から突出している。また、ベースプレート５の中心部には、断面円形の貫通孔５４が形成されている。貫通孔５４の形状寸法は限定されるものではないが、基礎本体６のコンクリートを打設する際の注入管を挿通可能な形状とする。ベースプレート５の下面５２には、必要に応じて目荒らし処理を施す。下面５２が目荒らしにより凹凸を有していれば、基礎本体６との接合性が向上する。なお、目荒らしは、必要に応じて行えばよく、必ずしも行う必要はない。

基礎本体６は、場所打ちコンクリートにより形成されている。基礎本体６は、平面視矩形状に形成されていて、基礎本体６の各辺はベースプレート５の直径よりも大きい。基礎本体６は、図１に示すように、ベースプレート５を巻き込んだ状態で形成されていて、ベースプレート５と同形状の凹部が形成されている。本実施形態では、ベースプレート５の上面と、基礎本体６に上面とが面一になっている。また、基礎本体６には、袋ナット５３の下部が埋め込まれている。なお、ベースプレート５は、少なくとも下面が基礎本体６に埋め込まれていればよく、ベースプレート５の上面と基礎本体６の上面との間に段差を有していてもよい。

次に免震構造の構築方法について説明する。免震構造は、まず、下部基礎部材４を構築し、次に免震装置２を下部基礎部材４に固定した後、上部基礎部材３を構築する。
下部基礎部材４の構築方法は、配筋作業と型枠組立作業と打設作業とを備えている。

配筋作業では、図３（ａ）に示すように、基礎本体６の鉄筋６１（図面では鉄筋６１の一部のみを表示している）を配筋するとともに、ベースプレート５を配設する。ベースプレート５を配設する際は、仮設架台５５により支持する。なお、ベースプレート５の支持部材の構成は限定されるものではない。本実施形態のベースプレート５の側面からは、はかま筋５６が突出している。本実施形態のはかま筋５６は、ベースプレート５内に格子状に配筋されており、ベースプレート５の側面から突出したはかま筋５６の両端にはフックが形成されている。はかま筋５６のフックは、基礎本体６の鉄筋６１と重ね継手により連結する。なお、鉄筋同士の連結方法は限定されるものではなく、例えば、機械式継手を利用してもよいし、溶接してもよい。また、はかま筋５６は、必ずしも鉄筋６１と連結する必要はない。さらに、フックは必要に応じて形成すればよい。

型枠組立作業では、図３（ｂ）に示すように、ベースプレート５および鉄筋６１の周囲を囲う型枠６２を組み立てる。
打設作業では、図３（ｃ）に示すように、型枠６２内にコンクリートＣを打設する。コンクリートＣの打設は、ベースプレート５の貫通孔５４に挿入された注入管Ｐから型枠６２内に注入することにより行う。コンクリートＣは、ベースプレート５を巻き込むように打設する。型枠６２内に打設されたコンクリート（打設コンクリート）Ｃは、型枠６２の中央部から側方に広がりながら上面が上昇する。図４（ａ）に示すように、打設コンクリートＣの上面が型枠６２の上端に到達したら、注入管Ｐをベースプレート５の貫通孔５４から抜き出す。注入管Ｐを抜き出す際は、コンクリートＣを注入しながら行うことで、打設コンクリート内に空洞が形成されること（空気が入り込むこと）がないようにする。

打設コンクリートＣに所要の強度が発現したら、型枠６２を撤去する。下部基礎部材４（基礎本体６）の養生後、図４（ｂ）に示すように、下部基礎部材４の上面に免震装置２を固定する。免震装置２の固定は、免震装置２の下フランジプレート２３のボルト孔に挿通したボルト２４を、ベースプレート５の袋ナット５３に螺着することにより行う。
免震装置２を下部基礎部材４に固定したら、免震装置２の上方に上部基礎部材３を構築する（図１参照）。上部基礎部材３を施工する際は、免震装置２の上フランジプレート２２のボルト孔に挿通したボルト２４に袋ナット３１を固定しておく。上部基礎部材３は、袋ナット３１を巻き込んだ状態で構築する。なお、本実施形態の上部基礎部材３は場所打ちコンクリートにより形成するものとしたが、上部基礎部材３は、プレキャスト部材やハーフプレキャスト部材であってもよい。

以上、本実施形態の免震構造１によれば、下部基礎部材４の一部（ベースプレート５）をプレキャスト部材により構成しているため、下部基礎部材４全体をプレキャスト部材により構成する場合に比べて、製造費や運搬費等が安価である。免震構造１の施工性が向上することにより、免震建物全体の工期短縮化および施工費の低減化を図ることができる。
また、下部基礎部材４のプレキャスト部分（ベースプレート５）の形状および重量が小さく抑えられているため、施工スペースが狭隘な場合であっても、施工が可能である。
プレキャスト製のベースプレート５を使用することで、上面（免震装置２との接触面）が平坦な下部基礎部材４を簡易に構築することができる。そのため、免震装置２と下部基礎部材４との接合部の精度管理が容易である。

ベースプレート５は、下部基礎部材４の一部として下部基礎部材４に埋め込まれているため、従来から使用されている鋼製ベースプレートを下部基礎部材４と免震装置２との間に介設する場合に比べて施工性に優れている。また、免震装置２（鋼製ベースプレート）と下部基礎部材４との間にグラウト等を充填する必要がないため、施工性に優れているとともに、工期短縮化を図ることができる。
また、ベースプレート５の下面５２が傾斜しているため、ベースプレート５の下面５２に空気だまりが形成されにくい。そのため、コンクリートの充填性が向上し、ひいては、下部基礎部材４の高品質施工を簡易に行うことができる。このように、下部基礎部材４をいわゆるハーフプレキャストにすることで、免震装置２の据え付けを簡易かつ高品質に行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、免震構造は、新設の構造物に採用してもよいし、いわゆるレトロフィット免震等の既設構造物の免震化工事に採用してもよい。

ベースプレート５の下面５２は、必ずしも一定の角度で傾斜している必要はなく、ベースプレート５の下面５２には、図５（ａ）に示すように段差が形成されていてもよいし、傾斜角度が変化していてもよい。このようにすることで、段差や傾斜の変化点がせん断キーとして機能するため、基礎本体６との接合性が向上する。
また、前記実施形態では、ベースプレート５の下面５２が円錐台状（または円錐状）の場合について説明したが、ベースプレート５の下面５２の形状は中央部から外縁に向うに従って高くなるように傾斜していれば限定されるものではない。例えば、図５（ｂ）に示すように、ベースプレート５の下面５２が角錐台状や角錐状であってもよい。また、図５（ｃ）に示すように、ベースプレート５の下面が台形状であってもよい。
前記実施形態では、ベースプレート５に免震装置２の下フランジプレート２３を固定する場合について説明したが、ベースプレート５が免震装置２の下フランジプレート２３を兼ねていてもよい。すなわち、免震装置２の積層ゴム２１は、ベースプレート５に直接固定されていてもよい。

前記実施形態では、下部基礎部材４を構築してから、ベースプレート５（下部基礎部材４）の上面５１に免震装置２を固定する場合について説明したが、ベースプレート５に免震装置２を固定した状態で、下部基礎部材４を構築（基礎本体６のコンクリートＣを打設）してもよい。この場合には、図６に示すように、ベースプレート５の側方からベースプレート５の下側中央部に至るように配管した注入管を利用して、型枠６２の中央からコンクリートＣを打設すればよい。

１ 免震構造
２ 免震装置
３ 上部基礎部材
４ 下部基礎部材
５ ベースプレート
５１ 上面
５２ 下面
５３ 袋ナット
６ 基礎本体
６１ 鉄筋
６２ 型枠
Ｃ コンクリート
Ｐ 注入管

Claims (7)

1. 免震装置と、前記免震装置の上面に固定された上部基礎部材と、前記免震装置の下面に固定された下部基礎部材と、を備える免震構造であって、
   前記下部基礎部材が、前記免震装置の下面に固定されたベースプレートと、前記ベースプレートの下面を巻き込んだ状態で打設された場所打ちコンクリートにより形成された基礎本体とを備えており、
   前記ベースプレートの下面は、中央部から外縁に向うに従って高くなるように傾斜していることを特徴とする免震構造。
2. 前記ベースプレートの下面に段差を有していることを特徴とする、請求項１に記載の免震構造。
3. 前記ベースプレートの上面において開口する複数の袋ナットが前記ベースプレートに配設されており、
   前記袋ナットの下部は、前記基礎本体に埋め込まれていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の免震構造。
4. 免震装置の下面に固定されるプレキャストコンクリート製のベースプレートであって、
   中央部から外縁に向うに従って部材厚が小さくなるように下面が傾斜していることを特徴とする、ベースプレート。
5. 免震装置を支持する下部基礎部材の構築方法であって、
   前記免震装置が固定されるベースプレートを配設するとともに鉄筋を配筋する作業と、
   前記ベースプレートおよび前記鉄筋の周囲を囲う型枠を組み立てる作業と、
   前記型枠内にコンクリートを打設する作業と、を備えており、
   前記ベースプレートの下面は、中央から外縁に向うに従って高くなるように傾斜しており、
   前記コンクリートを、前記ベースプレートの下面を巻き込むように打設することを特徴とする、下部基礎部材の構築方法。
6. 前記ベースプレートに、免震装置が固定された状態で前記コンクリートを打設することを特徴とする、請求項５に記載の下部基礎部材の構築方法。
7. 前記ベースプレートの中心部に貫通孔が形成されており、前記貫通孔から挿入された注入管を介して前記コンクリートを打設することを特徴とする、請求項５に記載の下部基礎部材の構築方法。

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