JP2021147766A - 上部構造物の支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】上部構造物の過大な浮き上がりや損傷を抑制し、かつ浮き上がった上部構造物が降下する際の衝撃を緩和する。【解決手段】杭頭２２０２に上方に開放された空間部２４を有する杭１８を介して上部構造物１２を支持する上部構造物の支持構造１０Ｄであって、上部構造物１２と空間部２４とにわたり、上部構造物１２の浮き上がりに対して浮き上がりを許容しつつ抵抗を生じ、かつ、上部構造物１２の浮き上がり後の降下時に降下に対して降下を許容しつつ抵抗を生じる抵抗機構２０Ｄが設けられている。抵抗機構２０Ｄは、上部構造物１２の下面１４０２から下方に突設される上部小径部４００４と、上部小径部４００４よりも断面積の大きい大径部４００６とを有し空間部２４に挿入されるロッド４０と、上部小径部４００４が貫通されて杭１８の内周面１８０２にその外周部が取着された弾性部材４２とを含んで構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、上部構造物の支持構造に関する。

地盤に打設された杭によって建物（上部構造物）を支持する構造として、上端に上方に開放された空間部を有する杭と、建物の下面に取着されその下部が空間部にはめ込まれる截頭円錐形の杭頭キャップとを備え、杭頭キャップの下部に抜け止め部材を垂下させたものが提案されている（特許文献１参照）。
上記構造では、地震発生時に建物および杭頭キャップが杭に対して傾動することで建物に作用するモーメントが低減される。

特許第４８６３９８２号公報

しかしながら、上記従来技術では、地震や台風あるいは津波などの災害により水平方向の力が建物に作用して建物が浮き上がるロッキングと呼ばれる現象が生じた場合、建物の浮き上がり量が過大となり建物が損傷することが懸念され、また、建物の浮き上がり後の降下により、杭頭キャップが杭の上部に勢いよくぶつかることで発生した衝撃力が建物に加わり建物が損傷することが懸念される。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、上部構造物の過大な浮き上がりを抑制し、かつ、浮き上がった上部構造物が降下する際の衝撃を緩和する上で有利な上部構造物の支持構造を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため本発明は、杭頭に上方に開放された空間部を有する杭を介して上部構造物を支持する上部構造物の支持構造であって、前記上部構造物と前記空間部とにわたり、前記上部構造物の浮き上がりに対して浮き上がりを許容しつつ抵抗を生じ、かつ、前記上部構造物の浮き上がり後の降下時に降下に対して降下を許容しつつ抵抗を生じる抵抗機構が設けられ、前記抵抗機構は、前記上部構造物の下面から下方に突設される上部小径部と、前記上部小径部の下部に設けられ前記上部小径部よりも断面積の大きい大径部とを有し前記空間部に挿入されるロッドと、前記上部小径部が貫通されて前記大径部よりも上方の前記空間部の箇所に位置し前記空間部を構成する前記杭の内周面にその外周部が取着された弾性部材と、を含んで構成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記大径部は前記ロッドの長さ方向に沿った長さを有し、前記大径部の断面積は、前記大径部の前記長さ方向の中央が最も大きく形成されると共に前記長さ方向の中央から離れるにつれて次第に小さくなるように形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記大径部の下端に、前記大径部よりも外径の小さい下部小径部が設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記弾性部材は、その上部がその下部よりも弾性係数の大きな部材で形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記上部構造物と前記杭頭との間に、前記杭頭に対して前記上部構造物の上方への変位を許容しつつ前記上部構造物の水平方向の位置決めを行なう位置決め部が設けられ、前記抵抗機構は、前記位置決め部の内側に設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記位置決め部は、前記上部構造物の下面に取着され、その下部が前記空間部にはめ込まれ前記上部構造物の下面から下方に離れるにつれて断面積が次第に小さくなる中空状の杭頭キャップを含んで構成され、前記抵抗機構は、前記杭頭キャップの内側を通って設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記上部構造物と前記杭頭との間に、前記杭頭に対して前記上部構造物の上方への変位を許容しつつ前記上部構造物の水平方向の位置決めを行なう位置決め部が設けられ、前記抵抗機構は、前記位置決め部と前記空間部とにわたって設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記位置決め部は、前記上部構造物の下面に取着されその下部が前記空間部にはめ込まれ前記上部構造物の下面から下方に離れるにつれて断面積が次第に小さくなる中実状の杭頭キャップを含んで構成され、前記抵抗機構は、前記杭頭キャップの下面と前記空間部とにわたって設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、上部構造物と杭の空間部とにわたり、上部構造物の浮き上がりに対して浮き上がりを許容しつつ抵抗を生じ、かつ、上部構造物の浮き上がり後の降下時に降下に対して降下を許容しつつ抵抗を生じる抵抗機構が設けられているため、例えば地震などが発生し建物に水平方向の力が作用した場合、上部構造物の過大な浮き上がりを抑制し、かつ、浮き上がった上部構造物が降下する際の衝撃を緩和する上で有利となる。このため、上部構造物の損傷を抑制し、上部構造物に所在する人の不快感を軽減させる上で有利となる。
また、本発明によれば、抵抗機構は、上部構造物の下面から下方に突設される上部小径部と、上部小径部の下部に設けられ小径部よりも断面積の大きい大径部とを有するロッドと、上部小径部が貫通されて大径部よりも上方の空間部の箇所に位置し杭の内周面にその外周部が取着された弾性部材とを含んで構成されている。
このため、上部構造物の一側が大きく浮き上がる方向に変位しようとする場合、また、上部構造物の浮き上がり後に降下する場合、ロッドの外周面と弾性部材の内周面との摩擦抵抗と、大径部が弾性部材を押圧する際の抵抗とにより、上部構造物の上方への変位、または下方への変位に対しての抵抗を生じる。
したがって、上部構造物の浮き上がりを許容しつつ抵抗を生じ、上部構造物の過大な浮き上がりを抑制する上で有利となるとともに、上部構造物の浮き上がり後の降下時に降下に対して降下を許容しつつ抵抗を生じ、上部構造物の衝撃を緩和する上で有利となる。そのため、上部構造物の損傷を抑制する上で有利となり、上部構造物に所在する人の不快感を軽減させる上で有利となる。
また、本発明によれば、大径部はロッドの長さ方向に沿った長さを有し、大径部の断面積は、大径部の長さ方向の中央が最も大きく形成されると共に長さ方向の中央から離れるにつれて次第に小さくなるように形成されているので、簡単な構造により上部構造物の浮き上がり時および浮き上がり後の降下時の双方に確実に抵抗を生じさせる上で有利となる。
また、本発明によれば、大径部の下端に、大径部よりも外径の小さい下部小径部が設けられているので、大径部が弾性部材の上面の上方に浮き上がった後、上部構造体が降下する際に大径部を弾性部材の内部に円滑に戻す上で有利となる。
また、本発明によれば、弾性部材はその上部がその下部よりも弾性係数の大きな部材で形成されているため、上部構造物の上方への僅かな変位に対しては、ロッドの外周部と摩擦部材の内周面との摩擦抵抗と、大径部が弾性部材を押圧する際の抵抗とにより、上部構造物の浮き上がりを許容しつつ第１の抵抗を生じ、上部構造物の上方への大きな変位に対しては、ロッドの外周部と摩擦部材の内周面との摩擦抵抗と、大径部が弾性部材を押圧して上昇する際の抵抗とにより、上部構造物の浮き上がりを許容しつつ第１の抵抗よりも大きな第２の抵抗を生じ、上部構造物の過大な浮き上がりを抑制する。そのため、上部構造物の損傷を抑制する上で有利となり、上部構造物に所在する人の不快感を軽減させる上で有利となり、また、摩擦部材の杭頭からの抜落を阻止する上で有利となる。
また、本発明によれば、抵抗機構は、上部構造物の下面と、空間部の下部に設けられた底部とにわたって設けられたダンパーを含んで構成されているため、上部構造物の一側が大きく浮き上がる方向に変位しようとする場合、また、上部構造物の浮き上がり後に降下する場合、ダンパーによる抵抗により、上部構造物の上方への変位、または下方への変位に対しての抵抗を生じる。
したがって、上部構造物の浮き上がりを許容しつつ抵抗を生じ、上部構造物の過大な浮き上がりを抑制する上で有利となるとともに、上部構造物の浮き上がり後の降下時に降下に対して降下を許容しつつ抵抗を生じ、上部構造物の衝撃を緩和する上で有利となる。そのため、上部構造物の損傷を抑制する上で有利となり、上部構造物に所在する人の不快感を軽減させる上で有利となる。
また、本発明によれば、上部構造物と杭頭との間に、杭頭に対して上部構造物の上方への変位を許容しつつ上部構造物の水平方向の位置決めを行なう位置決め部を設け、抵抗機構を位置決め部の内側に設けると、地震時、上部構造物に過大な水平力が加わることで一時的に上部構造物の浮き上がりや水平方向へのずれが生じても、位置決め部により上部構造物の水平方向の位置が元の位置に戻るため、地震の収束後に上部構造物を水平に支持する上で有利となる。
また、位置決め部を、上部構造物の下面に取着され、その下部が空間部にはめ込まれ前記上部構造物の下面から下方に離れるにつれて断面積が次第に小さくなる中空状の杭頭キャップを含んで構成し、抵抗機構を、杭頭キャップの内側を通って設けると、杭頭キャップが杭頭の空間部に対しあらゆる方向に傾動可能となるため、仮に杭が傾斜していても上部構造物を水平に支持する上で有利となる。
また、本発明によれば、上部構造物と杭頭との間に、杭頭に対して上部構造物の上方への変位を許容しつつ上部構造物の水平方向の位置決めを行なう位置決め部を設け、抵抗機構を位置決め部と空間部とにわたって設けると、地震時、上部構造物に過大な水平力が加わることで一時的に上部構造物の浮き上がりや水平方向へのずれが生じても、位置決め部により上部構造物の水平方向の位置が元の位置に戻るため、地震の収束後に上部構造物を水平に支持する上で有利となる。
また、位置決め部を、上部構造物の下面に取着されその下部が空間部にはめ込まれ前記上部構造物の下面から下方に離れるにつれて断面積が次第に小さくなる中実状の杭頭キャップを含んで構成し、抵抗機構を、杭頭キャップの下面と空間部とにわたって設けると、杭頭キャップが杭頭の空間部に対しあらゆる方向に傾動可能となるため、仮に杭が傾斜していても上部構造物を水平に支持する上で有利となる。

第１の実施の形態の上部構造物の支持構造の構成を示す説明図である。 第１の実施の形態の上部構造物の支持構造において上部構造物の浮き上がりが発生した場合を示す説明図である。 第２の実施の形態の上部構造物の支持構造の構成を示す説明図である。 第２の実施の形態の上部構造物の支持構造において上部構造物の浮き上がりが発生した場合を示す説明図である。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本実施の形態の上部構造物の支持構造１０Ｄは、上部構造物１２を支持するものであり、杭１８と、抵抗機構２０Ｄとを備えている。
上部構造物１２は、体育館、倉庫、鉄塔などの構造物であり、水平方向に延在する基礎梁１４と、基礎梁１４から立設された複数の柱１６とを含んで構成されている。
基礎梁１４として、鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）、鉄骨造（Ｓ造）のもの、あるいは、木製の基礎梁など従来公知の様々なものが使用可能である。

杭１８は、杭本体２２と、空間部２４とを含んで構成されている。なお、杭１８として、ＲＣ杭などのコンクリート杭、鋼管杭、あるいは、木製杭など従来公知の様々な杭が使用可能であり、本実施の形態では、鋼管杭である。
杭本体２２は地盤Ｇに打設され、杭頭２２０２の上面は地盤Ｇ上に露出されている。
空間部２４は、杭頭２２０２に上方に開放状に形成されている。
本実施の形態では、杭本体２２は鋼管杭であるため、空間部２４は杭本体２２の内部で杭本体２２の全長にわたって形成され、空間部２４は杭本体２２の内周面で円柱状に形成されている。なお、杭本体２２がコンクリート杭などのように空間部を有していない杭の場合には、空間部２４を杭頭２２０２に予め形成しておく。
また、図中符号２５は、杭本体２２の上部の外周面の全周に沿って設けられた補強用のリングであり、リング２５は溶接によって杭本体２２に接合されている。

更に本実施の形態では、位置決め部２６が設けられている。
位置決め部２６は、上部構造物１２と杭頭２２０２との間に設けられ、杭頭２２０２に対して上部構造物１２の上方への変位を許容しつつ上部構造物１２の水平方向の位置決めを行なうものである。
本実施の形態では、位置決め部２６は杭頭キャップ２８と杭頭２２０２とを含んで構成されている。

杭頭キャップ２８は、鋼製であり、キャップ本体２８０２と、蓋板部２８０４とを備えている。
キャップ本体２８０２は、上部構造物基礎梁１４の下面１４０２から下方に離れるにつれて断面積が次第に小さくなる中空状を呈し、本実施の形態では、截頭円錐形の中空の枠状を呈し、キャップ本体２８０２の下部は空間部２４にはめ込まれ、言い換えると杭頭２２０２の上端にはめ込まれている。
蓋板部２８０４は、キャップ本体２８０２の上縁よりも大きな輪郭を有する正方形の鋼板で構成され、蓋板部２８０４の中心には、後述するロッド３０Ａのフランジ３００２を収容する孔部２８０５が形成されている。
蓋板部２８０４は、キャップ本体２８０２の軸心と蓋板部２８０４の中心とを合致させた状態でキャップ本体２８０２の上縁と蓋板部２８０４の下面とが溶接で接合されている。
蓋板部２８０４は、基礎梁１４の下面１４０２にボルトＢ１とナットＮ１を介して締結されている。
キャップ本体２８０２の下部が空間部２４にはめ込まれた状態でキャップ本体２８０２の下部は杭１８の内周面１８０２の上縁１８０４に摩擦接触している。
なお、本明細書において、杭頭キャップ２８を形成する截頭円錐形には、部分球形状、球面形状などの形状を広く含む。
本発明において杭頭キャップ２８は省略可能であるが、杭頭キャップ２８を用いることにより以下の効果が奏される。
１）杭頭２２０２の空間部２４にキャップ本体２８０２をはめ込むことで、キャップ本体２８０２が杭頭２２０２の空間部２４に対しあらゆる方向に傾動可能となるため、杭頭２２０２の損傷が避けられる。
２）地震時、上部構造物１２に過大な水平力が加わることで一時的に上部構造物１２の浮き上がりや水平方向へのずれが生じても、キャップ本体２８０２が杭頭２２０２の空間部２４にはめ込まれることで上部構造物１２の水平方向の位置が元の位置に戻るため、地震の収束後に基礎梁１４を水平に支持する上で有利となる。
なお、杭頭２２０２に対して上部構造物１２の上方への変位を許容しつつ上部構造物１２の水平方向の位置決めを行なう位置決め部２６は杭頭キャップ２８に限定されず、従来公知の様々な構造が適用可能であるが、杭頭キャップ２８を用いると上述の効果を奏する点で有利となる。
また、本実施の形態では、杭１８が断面形状が円形の鋼管杭で構成されている場合について説明したが、杭は断面矩形であってもよく、その場合、杭頭キャップは、基礎梁１４の下面１２０２から下方に離れるにつれて断面積が次第に小さくなる中空状、あるいは、中実状を呈していればよく、具体的には截頭角錐形となる。

抵抗機構２０Ｄは、上部構造物１２と杭１８の空間部２４とにわたって設けられている。
抵抗機構２０Ｄは、上部構造物１２の浮き上がりに対して浮き上がりを許容しつつ抵抗を生じ、かつ、上部構造物１２の浮き上がり後の降下時に降下に対して降下を許容しつつ抵抗を生じるものである。
本実施の形態の抵抗機構２０Ｄは、ロッド４０と、弾性部材４２とを含んで構成されている。

ロッド４０は、上部構造物１２の基礎梁１４の下面１４０２から杭頭キャップ２８の内側を通り杭頭キャップ２８の下方に突設され、空間部２４に挿入されている。
ロッド４０は、その上端フランジ３００２が基礎梁１４の下面１４０２にボルトＢ２、ナットＮ２を介して締結されることで配設されている。
したがって、抵抗機構２０Ｄは、杭頭キャップ２８の内側を通って設けられ、言い換えると、抵抗機構２０Ｄは、位置決め部２６の内側に設けられている。
なお、杭頭キャップ２８が中実状の截頭円錐形を呈している場合には、杭頭キャップ２８の下面は、上部構造物１２の下面を構成するため、ロッド４０は杭頭キャップ２８の下面から突設されることになる。
その場合、抵抗機構２０Ｄは、杭頭キャップ２８の下面と空間部２４とにわたって設けられ、言い換えると、抵抗機構２０Ｄは、位置決め部２６と空間部２４とにわたって設けられることになる。
ロッド４０は、上部小径部４００４と、大径部４００６と、下部小径部４００８とを含んで構成されている。

上部小径部４００４は、上部構造物１２の基礎梁１４の下面１４０２から下方に突設され、上部に上端フランジ３００２が接続された棒状の部材である。
大径部４００６は、上部小径部４００４の下部に設けられ上部小径部４００４よりも断面積が大きく、ロッド４０の上部小径部４００４の長さ方向に沿った長さを有している。
大径部４００６の長さ方向に直交する断面積は、大径部４００４の長さ方向の中央４００６Ａが最も大きく形成され、長さ方向の中央４００６Ａから離れるにつれて次第に小さくなるように形成されている。
なお、本実施の形態の大径部４００６は、断面が円形となる球体に形成されているが、断面が楕円形となる長球や扁球などの楕円体でもよい。
下部小径部４００８は、大径部４００６の下端から下方に突設され、大径部４００６よりも外径が小さく形成されている。
本実施の形態では、下部小径部４００８は、上部小径部４００４と同じ外径を有する棒状の部材である。
下部小径部４００８の下端は、下方に向かって次第に半径が小さくなる円錐面４００８Ａで形成されている。これにより、弾性部材４２の貫通孔４２０８にロッド４０が円滑に貫通されるように図られている。

弾性部材４２は、上部小径部４００４が貫通されて大径部４００６よりも上方の空間部２４の箇所に位置し、空間部２４を構成する杭１８の内周面１８０２にその外周部が取着されている。
本実施の形態では、弾性部材４２は、弾性変形可能なゴム材料で円板状に形成され、円形の上面４２０２と下面４２０４と、それら上面４２０２と下面４２０４を接続する外周面４２０６とを備えている。

弾性部材４２を杭１８の内周面１８０２に取着する方法としては、例えば、弾性部材４２の外周面４２０６と杭１８の内周面１８０２の全周にわたって接着剤により固定させたり、弾性部材４２を配置した箇所の杭１８の外周面からボルトを挿入して固定させたり、またその両方を用いて固定させてもよい。さらに、杭１８の内部において、直角に屈曲したブラケットを、弾性部材４２の上面４２０２と杭１８の内周面１８０２、弾性部材４２の下面４２０４と杭１８の内周面１８０２にそれぞれボルトで固定し、弾性部材４２を固定させてもよく、従来公知の様々の取り付け構造が採用可能である。これにより、弾性部材４２は、杭１８の長手方向に移動不能となっている。
また、ロッド４０は弾性部材４２の中心部の貫通孔４２０８に貫通されている。貫通孔４２０８の内径は上部小径部４００４の外径より僅かに小さく形成されているため、上部小径部４００４の外周面と貫通孔４２０８の内周面４２１０とは弾接している。

ロッド４０は、上部構造物１２が杭頭２２０２に対して浮き上がっていない上部構造物１２の静止状態で、上部小径部４００４が貫通され大径部４００６の上方の空間部２４に弾性部材４２がある初期位置に位置し（図１参照）、上部構造物１２の浮き上がりによりロッド４０は初期位置から上昇し、大径部４００６が弾性部材４２の貫通孔４２０８を押し広げ弾性部材４２を圧縮変形させながら上昇して内部に侵入していく（図２参照）。
このように大径部４００６が弾性部材４２の貫通孔４２０８を押し広げ弾性部材４２を圧縮変形させながら上昇していくと、弾性部材４２から大径部４００６に作用する反力により大径部４００６に抵抗が生じる。

次に作用効果について説明する。
図１に示すように、地震や台風などが発生していない上部構造物１２の静止状態では、杭頭キャップ２８の下部は杭頭２２０２の空間部２４にはめ込まれ、ロッド４０は初期位置に位置した状態となっている。

小規模、中規模な地震が発生し、あるいは、台風による横風を受け、上部構造物１２に水平力が作用し、そのモーメントにより上部構造物１２が傾動し、上部構造物１２の一側が浮き上がる方向に変位しようとする。
この場合、ロッド４０の外周面４０１０と弾性部材４２の貫通孔４２０８の内周面４２１０との摩擦抵抗と、大径部４００６が弾性部材４２を押圧して貫通孔４２０８を押し広げる際の抵抗とにより、上部構造物１２の上方への変位に対しての抵抗を生じる。したがって、上部構造物１２の浮き上がりを抑制し、上部構造物１２の損傷を抑制する上で有利となり、さらに上部構造物１２に所在する人の不快感を軽減させる上で有利となる。

また、大規模の地震が発生し、あるいは、大型の台風による横風を受け、上部構造物１２に大きな水平力が作用し、そのモーメントにより上部構造物１２が傾動し、上部構造物１２の一側が大きく浮き上がる方向に変位しようとする。
この場合、ロッド４０の外周面４０１０と弾性部材４２の貫通孔４２０８の内周面４２１０との摩擦抵抗と、大径部４００６が弾性部材４２を押圧して貫通孔４２０８を押し広げ弾性部材４２を圧縮変形さながら上昇する際の抵抗とにより、上部構造物１２の上方への変位に対しての抵抗を生じる。
したがって、上部構造物１２の浮き上がりを許容しつつ抵抗を生じ、上部構造物１２の過大な浮き上がりを抑制する上で有利となる。そのため、上部構造物１２の損傷を抑制する上で有利となり、上部構造物１２に所在する人の不快感を軽減させる上で有利となる。
また、上部構造物１２の浮き上がり後の降下時には、ロッド４０の外周面４０１０と弾性部材４２の貫通孔４２０８の内周面４２１０との摩擦抵抗と、大径部４００６が弾性部材４２を押圧して貫通孔４２０８を押し広げ弾性部材４２を圧縮変形さながら下降する際の抵抗とにより、上部構造物１２の下方への変位に対しての抵抗を生じる。
したがって、上部構造物１２の浮き上がり後の降下時に降下に対して降下を許容しつつ抵抗を生じ、上部構造物１２の衝撃を緩和する上で有利となる。そのため、上部構造物１２の損傷を抑制する上で有利となり、上部構造物１２に所在する人の不快感を軽減させる上で有利となる。

（第２の実施の形態）
次に図３、図４を参照して、第２の実施の形態の上部構造物の支持構造１０Ｅについて説明する。
第２の実施の形態は、第１の実施の形態の変形例である。
本実施の形態の抵抗機構２０Ｅの弾性部材４４は、上部に位置する弾性部材（上部弾性部材４４０２）と、下部に位置する弾性部材（下部弾性部材４４０４）とで弾性係数を異ならせて形成されている。
詳細には、弾性部材４４を、上部弾性部材４４０２が下部弾性部材４４０４よりも弾性係数の大きな部材で構成したものである。

第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、以下の効果を奏する。
大規模の地震が発生し、あるいは、大型の台風による横風を受け、上部構造物１２に大きな水平力が作用し、そのモーメントにより上部構造物１２が傾動し、上部構造物１２の一側が浮き上がる方向に変位しようとする。
この場合、上部構造物１２の上方への僅かな変位に対しては、ロッド４０の外周部４０１０と弾性部材４４の貫通孔４２０８の内周面４２１０との摩擦抵抗と、大径部４００６が下部弾性部材４４０４を押圧して貫通孔４２０８を押し広げる際の抵抗とにより、上部構造物１２の浮き上がりを許容しつつ第１の抵抗を生じ、上部構造物１２の損傷を抑制する上で有利となり、上部構造物１２に所在する人の不快感を軽減させる上で有利となる。
また、上部構造物１２の上方への大きな変位に対しては、ロッド４０の外周部４０１０と弾性部材４４の貫通孔４２０８の内周面４２１０との摩擦抵抗と、大径部４００６が上部弾性部材４４０２を押圧して貫通孔４２０８を押し広げて上昇する際の抵抗とにより、上部構造物１２の浮き上がりを許容しつつ第１の抵抗よりも大きな第２の抵抗を生じ、上部構造物１２の損傷を抑制する上で有利となり、上部構造物１２に所在する人の不快感を軽減させる上で有利となり、また、弾性部材４４の杭頭からの抜落を阻止する上で有利となる。

また、上記の実施の形態にかかる上部構造物の支持構造は、杭頭キャップの強度を杭の強度よりも弱く設計してもよい。そうすると、上部構造物が浮き上がり後に降下することで杭頭キャップが杭に落下して衝撃を受けた場合に、杭頭キャップを主に損傷させることができるため、構造物の修繕時に杭頭キャップのみを交換すれば足りる。
また、第１、第２の実施の形態にかかる上部構造物の支持構造では、１つの杭に対して１つのロッドを設けた構成としていたが、空間部の大きさが許せば２つ以上のロッドを設けた構成としてもよい。これにより、さらに大きな抵抗を生じさせることができるが、１つのロッドを設けた構成の場合はコストを抑えて支持構造を提供することができる。
また、同じ震度や横風であっても建物の構造やアスペクト比によってそれぞれの上部構造物の変位は異なるため、個々の上部構造物に合わせて上部構造物の変位に対する抵抗を生じさせるよう設計することで、上述した効果を発揮させる上で有利となる。

１０Ｄ、１０Ｅ 上部構造物の支持構造
１２ 上部構造物
１４ 基礎梁
１４０２ 下面
１６ 柱
１８ 杭
１８０２ 内周面
１８０４ 上縁
２０Ｄ、２０Ｅ 抵抗機構
２２ 杭本体
２２０２ 杭頭
２４ 空間部
２６ 位置決め部
２８ 杭頭キャップ
２８０２ キャップ本体
２８０４ フランジ部
４０ ロッド
３００２ 上端フランジ
４００４ 上部小径部
４００６ 大径部
４００８ 下部小径部
４０１０ 外周面
４２、４４ 弾性部材
４２０６ 外周面
４２０８ 貫通孔
４２１０ 内周面
４４０２ 上部弾性部材
４４０４ 下部弾性部材

Claims (8)

1. 杭頭に上方に開放された空間部を有する杭を介して上部構造物を支持する上部構造物の支持構造であって、
   前記上部構造物と前記空間部とにわたり、前記上部構造物の浮き上がり時および浮き上がり後の降下時に抵抗を生じる抵抗機構が設けられ、
   前記抵抗機構は、前記上部構造物の下面から下方に突設される上部小径部と、前記上部小径部の下部に設けられ前記上部小径部よりも断面積の大きい大径部とを有し前記空間部に挿入されるロッドと、
   前記上部小径部が貫通されて前記大径部よりも上方の前記空間部の箇所に位置し前記空間部を構成する前記杭の内周面にその外周部が取着された弾性部材と、
   を含んで構成されていることを特徴とする上部構造物の支持構造。
2. 前記大径部は前記ロッドの長さ方向に沿った長さを有し、
   前記大径部の断面積は、前記大径部の前記長さ方向の中央が最も大きく形成されると共に前記長さ方向の中央から離れるにつれて次第に小さくなるように形成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の上部構造物の支持構造。
3. 前記大径部の下端に、前記大径部よりも外径の小さい下部小径部が設けられている、
   ことを特徴とする請求項２記載の上部構造物の支持構造。
4. 前記弾性部材は、その上部がその下部よりも弾性係数の大きな部材で形成されている、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の上部構造物の支持構造。
5. 前記上部構造物と前記杭頭との間に、前記杭頭に対して前記上部構造物の上方への変位を許容しつつ前記上部構造物の水平方向の位置決めを行なう位置決め部が設けられ、
   前記抵抗機構は、前記位置決め部の内側に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の上部構造物の支持構造。
6. 前記位置決め部は、前記上部構造物の下面に取着され、その下部が前記空間部にはめ込まれ前記上部構造物の下面から下方に離れるにつれて断面積が次第に小さくなる中空状の杭頭キャップを含んで構成され、
   前記抵抗機構は、前記杭頭キャップの内側を通って設けられている、
   ことを特徴とする請求項５記載の上部構造物の支持構造。
7. 前記上部構造物と前記杭頭との間に、前記杭頭に対して前記上部構造物の上方への変位を許容しつつ前記上部構造物の水平方向の位置決めを行なう位置決め部が設けられ、
   前記抵抗機構は、前記位置決め部と前記空間部とにわたって設けられている、
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか1項記載の上部構造物の支持構造。
8. 前記位置決め部は、前記上部構造物の下面に取着されその下部が前記空間部にはめ込まれ前記上部構造物の下面から下方に離れるにつれて断面積が次第に小さくなる中実状の杭頭キャップを含んで構成され、
   前記抵抗機構は、前記杭頭キャップの下面と前記空間部とにわたって設けられている、
   ことを特徴とする請求項７記載の上部構造物の支持構造。

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