JP2020200732A - 巨大津波対応pcアーチ人工地盤及びその構築方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の人工地盤は、海岸から十分遠く離れ、海水面から十分高い標高の地域を居住地とすることで安全を確保するという逃げの対策を講ずるものでなく、海岸に近いところであっても自然災害から身を守ることができる居住地を提供するための人工地盤である。
本発明は、大地震による巨大津波対策として安全な1ha(100m×100m)程度の面積の人工居住地を沿岸部に提供する人工地盤に関するものであり、巨大津波が襲来してもPC人工地盤の損傷や崩壊することなく、その上に人命と共に生活する建物の安全が確保できる避難領域とし、通常時においての生活空間としての人工公園、緑地帯、駐車場、海産物工場、青果・魚市場、商店、更には公共施設、給排水設備、教育施設等の配置を可能とし、大津波によっても破壊されず、住民の避難場所を提供できる構造体の人工地盤を提供することを課題とするものであり、より具体的には、震度6を超えて震度7の超巨大地震によって発生する巨大津波に対しても安全な人工地盤を提供することである。
また、所定の位置に構築した基礎に断面四角の4本のPC柱部材を間隔を空けて四角形に配設して空間を有する合成柱を巨大なスパンをあけて立設し、合成柱の間に2本のPC梁部材を間隔を空けて並列させてスペースを設けてあるダブル梁を架け渡して設置し、合成柱の間に型枠兼用とするプレキャスト製底板をアーチ型に設置し、ダブル梁のPC梁部材の間のスペース及びPC柱部材同士の間の空間にコンクリートを打設して梁部材同士、及びPC柱部材同士を一体化したアーチ壁を構築することを特徴とするPCアーチ人工地盤の構築方法である。
人工地盤は、スパン30mを超える合成柱の間に形成されたアーチ壁がダブル梁と合成柱が一体化された構成とすることによって、従来のPC梁ではこのような巨大なスパンを飛ばすことが不可能であるところを、アーチ壁がPC人工地盤の上部構造物の荷重をダブル梁と共に負担し、4本のPC柱部材で形成された合成柱を経由して基礎にスムーズに伝達し、30mを超える巨大なスパンを飛ばすことができ、従来のラーメン構造の3倍以上のロングスパンとすることを可能にした。更に、アーチの部分は空間であるので津波に抵抗せずに通過させて受け流すものであるので、震度7の超巨大地震による巨大津波に対して人工地盤の構造体の破損や崩壊を回避することができ、PC人工地盤としての機能が失われるほどに破壊されるのを防止することができる。
また、アーチ壁がダブル梁と合成柱が一体化されたことによって、アーチ壁がダブル梁を支持してPC人工地盤の上部構造物の荷重を共同負担し、PC梁の断面を大きくすることなく、アーチ壁の下に大空間が形成され、普段では町の自動車路等として利用することが可能である。さらに、合成柱が専ら上部構造物の垂直荷重を負担するものとし、地震荷重や津波による衝撃荷重など水平荷重はアーチ壁に負担させることができ、地震や津波による柱の損傷や破壊することを回避することができる。
以上のように、本発明の人工地盤は、合成柱とダブル梁に挟まれて一体化されたアーチ壁とで構成されたものであり、30mを超えたロングスパンとすることを可能とし、大津波による生命の危険を避けうる領域への避難を可能とし、人命と共にPC人工地盤の上に建設された生活空間が失われることを防止することができ、地震と及び津波の後に早急に復旧することを可能としたものである。
図1において、(1)は人工地盤ユニット1の全体を示す正面図であり、(2)は平面図である。図1(1)において、人工地盤上には大津波来襲の際に津波に流されることがない高所を提供して避難場所となる建造物が構築された状態を示しており、建造物が大津波に対する避難場所となる。好ましくは、人工地盤面は地面から少なくとも12m以上の高さとなるように、合成柱2の長さを定める必要がある。
大型地震によって電力供給が途絶えてエレベータ等の昇降装置が運行停止となった場合を想定し、徒歩で退避できるように避難用の階段を建築物の外側に備えている。
人工地盤の基礎1は複数の杭1aと、その頭部に設けられたフーチング11で形成されたものとし、人工地盤ユニットの辺長100mを3等分した位置、すなわち基礎の中心間隔が33.3mに設定してある。杭1aは支持地盤に到達させてある。
大津波の際に発生する家屋、自動車、タンク等の漂流物が直接衝突すると構造物が損傷を受ける恐れがあるのでフーチング11を囲むように緩衝部材を設置するのが好ましい。
梁はダブル梁3としてあり、PC梁部材3a、3aもPC柱部材2aと同様に間隔wを設けて平行に配設されているので、PC柱部材2a、2aの間とPC梁部材3a、3aの間には幅wのスペースSが形成されることになる。PC柱部材2a、2aの間のスペース及び梁部材3a,3aの間のスペースSには後述のプレキャスト部材の底板4aと、場所打ちコンクリートで構築した壁部材4bとで形成されたアーチ壁40が、合成柱2、ダブル梁3を含めて一体化されて構築されており、合成柱3の間に構築されたアーチ壁が水平力を負担する構造である。
アーチ壁40を構築する際に、プレキャスト部材とする底板4aを型枠として配置し、スペースSに場所打ちコンクリート壁4bを打設してアーチ壁40を形成することが好ましいが、この限りではなく、プレキャスト部材の底板4aを使用せずに場所打ちコンクリート壁4bのみをアーチ壁40としてもよい。
ここで、アーチ壁40と、両側の合成柱3、上端のダブル梁3、及び格子梁3b、床版5とが一体化されたPC人工地盤が形成されることになる。
アーチ壁40の基部となる底板4aは、図1(2)に示すようにPC柱部材2aの基部に固定されるが、PC柱部材2aの基部より上側に固定してもよい。
人工地盤面は、居住や生産・商業活動に必要な空間として使用されるものである。図示の例は、居住用建造物を例示したものである。建造物が構築される領域以外は道路、公園、運動スペース、緑地等の生活に必要な空間として利用可能な平面であり、用途に応じた強度とする。
本発明の人工地盤に使用する基礎、地中梁、柱、梁部材、プレキャストアーチ部材のコンクリート強度は、Fc=50N/mm2以上を標準強度とし、場所打ちコンクリートは、Fc=36/mm2以上とするのが望ましい。
また、本明細書においてPC柱部材及びPC梁部材とは、プレストレストコンクリート構造部材を意味するものとする。
この例は、図1の人工地盤のユニット1を二つ間隔を空けて構築した例であり、人工地盤ユニット1を100m程度の間隔を空けて設置してあり、日常的には公園や運動施設などを形成して利用することができる。
地盤面G0の海側には堤防Bが設置してあり、地盤面G0から人工地盤G1、G2の人工地盤面に建設した建築物に退避するための螺旋階段7が設置してある。
1a 杭
11 フーチング
2 合成柱
2a PC柱部材
3 ダブル梁
3a PC梁部材
3b 格子梁
4a 底板
4b 場所打ちコンクリート壁
40 アーチ壁
5 床版
6 免震装置
6a 基礎梁
7 避難用階段
また、所定の位置に構築した基礎に断面四角の4本のPC柱部材を間隔を空けて四角形に配設して空間を有する合成柱を巨大なスパンをあけて立設し、合成柱の間に2本のPC梁部材を間隔を空けて並列させてスペースを設けてあるダブル梁を架け渡して設置し、合成柱の間に型枠兼用とするプレキャスト製底板をアーチ型に設置し、ダブル梁のPC梁部材の間のスペース及びPC柱部材同士の間の空間にコンクリートを打設して梁部材同士、及びPC柱部材同士を一体化したアーチ壁を構築することを特徴とするPCアーチ人工地盤の構築方法である。
Claims (3)
- 基礎に断面四角の4本のPC柱部材が間隔を空けて四角形に配設した合成柱が巨大なスパンで立設してあり、この合成柱を構成するPC柱部材の間には2本のPC梁部材が間隔を空けて並列させてスペースが形成したダブル梁がかけ渡してあり、合成柱の空間及びダブル梁のスペースには場所打ちコンクリートアーチ壁が設けられ、前記合成柱とダブル梁とが一体化してあることを特徴とするPCアーチ人工地盤。
- 請求項1において、アーチ壁の底に型枠兼用とするプレキャスト製底板が設けられ、その基部はPC柱部材の根元であることを特徴とするPCアーチ人工地盤。
- 所定の位置に構築した基礎に断面四角の4本のPC柱部材を間隔を空けて四角形に配設して空間を有する合成柱を巨大なスパンをあけて立設し、合成柱の間に2本のPC梁部材を間隔を空けて並列させてスペースを設けてあるダブル梁を架け渡して設置し、合成柱の間に型枠兼用とするプレキャスト製底板をアーチ型に設置し、ダブル梁のPC梁部材の間のスペース及びPC柱部材同士の間の空間にコンクリートを打設して梁部材同士、及びPC柱部材同士を一体化したアーチ壁を構築することを特徴とするPCアーチ人工地盤の構築方法。
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