JP2021147831A - Superstructure support structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上部構造物の支持構造に関する。 The present invention relates to a support structure for a superstructure.
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杭頭に作用するモーメントが低減される。
As a structure to support the building (superstructure) by the piles cast on the ground, a pile having a space part open upward at the upper end and a pile attached to the lower surface of the building and the lower part is fitted into the space part. It has been proposed that a pile head cap having a conical head is provided and a retaining member is hung below the pile head cap (see Patent Document 1).
In the above structure, the moment acting on the pile head is reduced by tilting the building and the pile head cap with respect to the pile when an earthquake occurs.
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、地震時の建物の柱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。
However, in the above-mentioned conventional technique, when a horizontal force acts on a building due to a disaster such as an earthquake, a typhoon, or a tsunami and a phenomenon called locking in which the building is lifted occurs, the amount of lifting of the building becomes excessive and the building is damaged. In addition, there is a concern that the impact force generated by the pile head cap hitting the upper part of the pile vigorously due to the descent after the building is lifted will be applied to the building and the building will be damaged.
The present invention has been made in view of such circumstances, and in addition, it suppresses excessive lifting and damage of the pillars of the building at the time of an earthquake, and also reduces the impact when the raised superstructure descends. It is an object of the present invention to provide an advantageous support structure for a superstructure.
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ていることを特徴とする。
また、本発明は、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前記空間部に挿入されるロッドと、前記ロッドの下部に取着され前記空間部を構成する前記杭の内周面に圧接する摩擦部材と、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、前記摩擦部材が圧接する前記内周面の箇所は、加工または表面処理が施されることで他の内周面の箇所に比べ前記摩擦部材に対する摩擦係数が大きい圧接用内周面として形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記摩擦部材が圧接する前記内周面の箇所は、前記杭を構成する部材とは別の部材で他の内周面の箇所に比べ前記摩擦部材に対して大きな摩擦係数を有する材料により圧接用内周面として形成されている、ことを特徴とする。
また、本発明は、前記摩擦部材が圧接する前記内周面の箇所は、上部に位置する前記内周面の箇所が、下部に位置する前記内周面の箇所よりも前記摩擦部材に対する摩擦係数が大きく形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記空間部は円柱状を呈し、前記摩擦部材は弾性変形可能なゴム材料で円板状に形成され、前記ロッドは前記摩擦部材の中心部に貫通され、前記摩擦部材は押さえ部材を介して前記ロッドの軸方向に圧縮されることで前記内周面に圧接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。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a support structure for an upper structure that supports the upper structure through a pile having a space portion open upward at the pile head, and the upper structure and the space. A resistance mechanism is provided over the portion to allow the superstructure to rise and generate resistance, and to allow the superstructure to descend when descending after the superstructure is lifted. It is characterized by being done.
Further, in the present invention, the resistance mechanism comprises a rod projecting downward from the lower surface of the superstructure and inserted into the space, and a pile attached to the lower part of the rod to form the space. It is characterized in that it is configured to include a friction member that is in pressure contact with the inner peripheral surface.
Further, in the present invention, the portion of the inner peripheral surface to which the friction member is in pressure contact is processed or surface-treated so that the friction coefficient with respect to the friction member is larger than that of the other inner peripheral surface. It is characterized in that it is formed as a peripheral surface.
Further, in the present invention, the portion of the inner peripheral surface to which the friction member is in pressure contact is a member different from the member constituting the pile, and has a larger friction coefficient with respect to the friction member than the portion of the other inner peripheral surface. It is characterized in that it is formed as an inner peripheral surface for pressure welding by a material having.
Further, in the present invention, in the portion of the inner peripheral surface to which the friction member is in pressure contact, the portion of the inner peripheral surface located at the upper part has a friction coefficient with respect to the friction member more than the portion of the inner peripheral surface located at the lower part. Is characterized in that it is formed large.
Further, in the present invention, the space portion has a columnar shape, the friction member is formed in a disk shape with an elastically deformable rubber material, the rod is penetrated through the central portion of the friction member, and the friction member is It is characterized in that it is pressed against the inner peripheral surface by being compressed in the axial direction of the rod via the pressing member.
Further, the present invention provides positioning between the superstructure and the pile head so that the superstructure is positioned in the horizontal direction while allowing the pile head to be displaced upward with respect to the pile head. A portion is provided, and the resistance mechanism is provided inside the positioning portion.
Further, in the present invention, the positioning portion is attached to the lower surface of the superstructure, and the lower portion is fitted into the space and the cross-sectional area gradually decreases as the distance from the lower surface of the superstructure decreases. The resistance mechanism is provided through the inside of the pile head cap.
Further, the present invention provides positioning between the superstructure and the pile head so that the superstructure is positioned in the horizontal direction while allowing the pile head to be displaced upward with respect to the pile head. A portion is provided, and the resistance mechanism is provided over the positioning portion and the space portion.
Further, in the present invention, the positioning portion is attached to the lower surface of the upper structure, the lower portion thereof is fitted into the space portion, and the cross-sectional area gradually decreases as the distance from the lower surface of the upper structure decreases. It is configured to include a pile head cap, and the resistance mechanism is provided over the lower surface of the pile head cap and the space portion.
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空間部に挿入されるロッドと、ロッドの下部に取着され杭の内周面に圧接する摩擦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した場合、摩擦部材の外周面と杭の内周面との摩擦抵抗により、上部構造物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。
また、上部構造物の浮き上がり後の降下時には、摩擦部材の外周面と杭の内周面との摩擦抵抗により、上部構造物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、摩擦部材が圧接する杭の内周面の箇所は、加工または表面処理が施されることで他の内周面の箇所に比べ摩擦部材に対する摩擦係数が大きい圧接用内周面として形成されているため、摩擦部材に作用する摩擦力を確保でき、上部構造物の上方または下方への変位に対して発生する抵抗を大きく確保する上で有利となる。
また、本発明によれば、摩擦部材が圧接する杭の内周面の箇所は、杭を構成する部材とは別の部材で他の内周面の箇所に比べ摩擦部材に対して大きな摩擦係数を有する材料により圧接用内周面として形成されているため、上部構造物の上方または下方への変位に対してより大きな抵抗を生じさせる上で有利となる。
また、本発明によれば、摩擦部材が圧接する杭の内周面の箇所は、上部に位置する内周面の箇所が、下部に位置する内周面の箇所よりも摩擦部材に対する摩擦係数が大きく形成されている。このため、上部構造物の上方への僅かな変位に対しては、摩擦部材と下部に位置する内周面との摩擦抵抗により、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、摩擦部材と上部に位置する内周面との摩擦抵抗により、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、摩擦部材は押さえ部材を介してロッドの軸方向に圧縮されることで杭の内周面に圧接されているため、圧縮されない状態で杭の空間部に挿入することで、摩擦部材の空間部への配置と、空間部からの取り外しを円滑に行う上で有利となる。
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。
According to the present invention, a resistance is generated while allowing the superstructure to lift up over the space between the superstructure and the pile, and the superstructure descends with respect to the descent after the lift. Since a resistance mechanism is provided that allows resistance while allowing resistance, for example, when an earthquake occurs and a horizontal force acts on the building, the superstructure can be suppressed from being excessively lifted and the lifted superstructure can be lifted. It is advantageous in mitigating the impact when an object descends. Therefore, it is advantageous in suppressing damage to the superstructure and reducing discomfort of a person located in the superstructure.
Further, according to the present invention, the resistance mechanism includes a rod protruding downward from the lower surface of the superstructure and inserted into the space, and a friction member attached to the lower part of the rod and pressed against the inner peripheral surface of the pile. Is configured to include.
Therefore, when one side of the superstructure is to be displaced in a direction in which it is greatly lifted, the frictional resistance between the outer peripheral surface of the friction member and the inner peripheral surface of the pile increases the resistance to the upward displacement of the superstructure. Occurs. Therefore, resistance is generated while allowing the superstructure to float, which is advantageous in suppressing excessive lifting of the superstructure.
Further, when the superstructure is lowered after being lifted, the frictional resistance between the outer peripheral surface of the friction member and the inner peripheral surface of the pile causes resistance to the downward displacement of the superstructure. Therefore, when the superstructure is descended after being lifted, resistance is generated while allowing the descent against the descent, which is advantageous in alleviating the impact of the superstructure.
Therefore, it is advantageous in suppressing damage to the superstructure, and is advantageous in reducing discomfort of a person located in the superstructure.
Further, according to the present invention, the portion of the inner peripheral surface of the pile to which the friction member is in pressure contact is for pressure welding in which the friction coefficient with respect to the friction member is larger than that of other inner peripheral surfaces due to processing or surface treatment. Since it is formed as an inner peripheral surface, it is possible to secure a frictional force acting on the friction member, which is advantageous in securing a large resistance to the upward or downward displacement of the superstructure.
Further, according to the present invention, the portion of the inner peripheral surface of the pile to which the friction member is in pressure contact is a member different from the member constituting the pile and has a larger friction coefficient with respect to the friction member than the portion of the other inner peripheral surface. Since it is formed as an inner peripheral surface for pressure welding by a material having the above-mentioned material, it is advantageous in causing greater resistance to upward or downward displacement of the superstructure.
Further, according to the present invention, in the portion of the inner peripheral surface of the pile to which the friction member is in pressure contact, the coefficient of friction with respect to the friction member is higher in the portion of the inner peripheral surface located at the upper part than in the portion of the inner peripheral surface located at the lower part. It is formed large. Therefore, with respect to a slight upward displacement of the superstructure, the frictional resistance between the friction member and the inner peripheral surface located at the bottom causes the first resistance while allowing the superstructure to rise. With respect to a large upward displacement of the superstructure, the frictional resistance between the friction member and the inner peripheral surface located above allows the superstructure to rise, while the second resistance is larger than the first resistance. And suppresses excessive lifting of the superstructure. Therefore, it is advantageous in suppressing damage to the superstructure, advantageous in reducing discomfort of a person located in the superstructure, and advantageous in preventing the friction member from falling out from the pile head. It becomes.
Further, according to the present invention, since the friction member is pressed against the inner peripheral surface of the pile by being compressed in the axial direction of the rod via the pressing member, the friction member is inserted into the space portion of the pile in an uncompressed state. Therefore, it is advantageous in arranging the friction member in the space portion and smoothly removing the friction member from the space portion.
Further, according to the present invention, a positioning portion is provided between the superstructure and the pile head to perform horizontal positioning of the superstructure while allowing the superstructure to be displaced upward with respect to the pile head. If the resistance mechanism is provided inside the positioning part, even if an excessive horizontal force is applied to the superstructure during an earthquake and the superstructure temporarily rises or shifts in the horizontal direction, the positioning part will raise the upper part. Since the horizontal position of the structure returns to its original position, it is advantageous for supporting the superstructure horizontally after the earthquake has converged.
Further, the positioning portion is attached to the lower surface of the superstructure, and the lower portion is fitted into the space portion, and includes a hollow pile head cap whose cross-sectional area gradually decreases as the distance from the lower surface of the superstructure decreases downward. However, if the resistance mechanism is provided through the inside of the pile head cap, the pile head cap can tilt in all directions with respect to the space of the pile head, so even if the pile is tilted, the superstructure is horizontal. It will be advantageous to support.
Further, according to the present invention, a positioning portion is provided between the superstructure and the pile head to perform horizontal positioning of the superstructure while allowing the superstructure to be displaced upward with respect to the pile head. If a resistance mechanism is provided between the positioning part and the space part, even if an excessive horizontal force is applied to the superstructure during an earthquake and the superstructure temporarily rises or shifts in the horizontal direction, the positioning part As a result, the horizontal position of the superstructure returns to its original position, which is advantageous in supporting the superstructure horizontally after the earthquake has converged.
Further, the positioning portion is configured to include a solid pile head cap which is attached to the lower surface of the superstructure, the lower portion of which is fitted into the space, and the cross-sectional area gradually decreases as the distance from the lower surface of the superstructure decreases downward. However, if the resistance mechanism is provided over the lower surface of the pile head cap and the space portion, the pile head cap can tilt in all directions with respect to the space portion of the pile head, so that even if the pile is tilted, the superstructure It is advantageous to support the stakes horizontally.
(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10Aは、上部構造物12を支持するものであり、杭18と、抵抗機構20A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。
(First Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
The
As the
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。
The
The
The
In the present embodiment, since the
Further,
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。
Further, in the present embodiment, the
The positioning
In the present embodiment, the positioning
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。
The
The
The
In the
The
The lower part of the
In the present specification, the head cone shape forming the
Although the
1) By fitting the
2) In the event of an earthquake, even if an excessive horizontal force is applied to the
The positioning
Further, in the present embodiment, the case where the
抵抗機構20A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20A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20Aは、ロッド30と、摩擦部材32とを含んで構成されている。
The
The
The
ロッド30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30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20A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20A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30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20A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20A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。
The
The
Therefore, the
When the
In that case, the
摩擦部材32は、ロッド30の外周面―と空間部24を構成する杭18の内周面1802との間で杭頭キャップ28よりも下方のロッド30の下部に取着され、空間部24を構成する杭18の内周面1802に圧接されている。
本実施の形態では、摩擦部材32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3202と下面3204と、それら上面3202と下面3204を接続する外周面3206とを備えている。
ロッド30は摩擦部材32の中心部に貫通されている。
摩擦部材32は、ロッド30の雄ねじ3006に螺合する一対のナットN3と、一対のワッシャW(押さえ部材)を介してロッド30の軸方向に圧縮されており、この圧縮により、摩擦部材32が半径方向外方に向かって膨張することで摩擦部材32は、その外周面3206が杭18の内周面1802に圧接された状態となっている。
したがって、摩擦部材32はロッド30と一体的に空間部24内を上下に変位可能となっている。
The
In the present embodiment, the
The
The
Therefore, the
また、摩擦部材32は、その厚さ方向に圧縮されない状態では杭本体22の空間部24に挿入可能な外径で形成され、杭本体22の空間部24に挿入された後に圧縮されることで外周面3206が杭18の内周面1802に圧接される。
これにより、摩擦部材32の空間部24への配置と、空間部24からの取り外しが円滑になされるように図られている。
Further, the
As a result, the
摩擦部材32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、空間部24において、杭頭キャップ28よりも下方に離れた初期位置に位置して杭本体22の内周面1802を圧接し(図1参照)、上部構造物12の浮き上がりにより摩擦部材32は初期位置から上昇する(図2参照)。
The
上部構造物12の浮き上がり、降下時に摩擦部材32が空間部24内を上下に変位する上下範囲の箇所は、初期位置からその上方の所定の範囲の箇所であり、あるいは、初期位置から杭頭2202の上端までの範囲の箇所である。
この摩擦部材32が圧接する内周面1802の上下範囲の箇所は、加工または表面処理を施されることで他の内周面1802の箇所に比べ摩擦係数が大きい圧接用内周面1806として形成されている。
これにより、摩擦部材32に作用する摩擦力を確保でき、上部構造物12の浮き上がり(上方への変位)、降下(下方への変位)に対して抵抗機構20Aにより発生する抵抗を大きく確保する上で有利となる。
この場合、加工として、例えば、グラインダーによる内周面1802の目荒し加工や、サンドブラスト処理を採用することができる。
また、表面処理として、内周面1802に黒錆を形成させる処理や、エッチングなどの化学的な粗面化処理を採用することができる。
The portion of the vertical range in which the
The upper and lower portions of the inner
As a result, the frictional force acting on the
In this case, for example, roughening of the inner
Further, as the surface treatment, a treatment for forming black rust on the inner
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、摩擦部材32は初期位置に位置し、その外周3206面は杭18の内周面1802に圧接された状態となっている。
Next, the action and effect will be described.
As shown in FIG. 1, in the stationary state of the
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、摩擦部材32の外周面3206と杭19の内周面1802との摩擦抵抗により、上部構造物12の上方への変位に対しての抵抗を生じ、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。
A direction in which a small-scale or medium-scale earthquake occurs or a crosswind caused by a typhoon causes a horizontal force to act on the
In this case, the frictional resistance between the outer
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、摩擦部材32の外周面3206と杭18の内周面1802との摩擦抵抗により、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、摩擦部材32の外周面3206と杭18の内周面1802との摩擦抵抗により、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。
In addition, a large-scale earthquake occurs or a crosswind caused by a large typhoon causes a large horizontal force to act on the
In this case, the frictional resistance between the outer
Therefore, resistance is generated while allowing the
Further, when the
Therefore, when the
(第2の実施の形態)
次に図3、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10Bについて説明する。
なお、以下の実施の形態では、第1の実施の形態と同様な箇所、部材に同一の符号を付して説明を省略する。
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20Bでは、上部構造物12の浮き上がり、降下時に摩擦部材32が空間部24内を上下に変位する上下範囲の箇所、すなわち摩擦部材32が圧接する内周面1802の上下範囲の箇所は、杭18を構成する部材とは別の部材で他の内周面1802の箇所に比べ摩擦部材32に対して大きな摩擦係数を有する材料を用いて圧接用内周面1808として形成されている。
(Second Embodiment)
Next, the support structure 10B of the superstructure of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
In the following embodiments, the same parts and members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
The second embodiment is a modification of the first embodiment.
In the
このように杭頭2202の内周面1802を、杭18を構成する部材とは別の部材で形成すると、上部構造物12の上方または下方への変位に対してより大きな抵抗を生じさせる上で有利となる。したがって、上部構造物12の浮き上がりに対して上部構造物12の過大な浮き上がりを抑制する上でより有利となり、また、上部構造物12の浮き上がり後の降下に対して上部構造物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より有利となり、上部構造物12に所在する人の不快感を軽減させる上でより有利となる。
このような大きな摩擦係数を有する材料として、合成樹脂材料やゴム材料など従来公知の様々な材料が採用可能である。
When the inner
As a material having such a large coefficient of friction, various conventionally known materials such as a synthetic resin material and a rubber material can be adopted.
(第3の実施の形態)
次に図5、6を参照して、第3の実施の形態の上部構造物の支持構造10Cについて説明する。
第3の実施の形態は、第1、第2の実施の形態の変形例である。
本実施の形態の抵抗機構20Cでは、上部構造物12の浮き上がり、降下時に摩擦部材32が空間部24内を上下に変位する内周面1802の上下範囲の箇所、すなわち摩擦部材32が圧接する内周面1802の上下範囲の箇所を、上部に位置する内周面1802の箇所(上部圧接用内周面1810)と下部に位置する内周面1802の箇所(下部圧接用内周面1812)とで摩擦係数を異ならせて形成されている。
詳細には、内周面1802の上下範囲の箇所を、下部圧接用内周面1812と、下部圧接用内周面1812よりも摩擦部材32に対する摩擦係数が大きい上部圧接用内周面1810とで構成したものである。
(Third Embodiment)
Next, the support structure 10C of the superstructure of the third embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
The third embodiment is a modification of the first and second embodiments.
In the resistance mechanism 20C of the present embodiment, the
Specifically, the upper and lower ranges of the inner
このように下部圧接用内周面1812と上部圧接用内周面1810とで摩擦係数を異ならせる方法として、例えば、第1の実施の形態のように下部圧接用内周面1812と上部圧接用内周面1810とに対して加工または表面処理を施してもよく、あるいは、第2の実施の形態のように下部圧接用内周面1812と上部圧接用内周面と1810を、杭18を構成する部材とは別の部材で形成してもよい。
例えば、上部圧接用内周面1810の摩擦部材に対する摩擦係数μは1.0程度、下部圧接用内周面1812の摩擦部材に対する摩擦係数μは0.1から0.2程度に設定されている。
As a method of making the friction coefficient different between the lower pressure welding inner
For example, the friction coefficient μ of the upper pressure welding inner
第3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、摩擦部材32と下部圧接用内周面1012との摩擦抵抗により、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、摩擦部材32と上部圧接用内周面1810との摩擦抵抗により、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の浮き上がりに対して上部構造物12の過大な浮き上がりを抑制する上でより有利となり、したがって、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、摩擦部材32の杭頭2202からの抜落を阻止する上で有利となる。
According to the third embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, the following effects are exhibited.
A direction in which a large-scale earthquake occurs or a crosswind caused by a large typhoon causes a large horizontal force to act on the
In this case, with respect to a slight upward displacement of the
Further, with respect to a large upward displacement of the
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3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。
Further, the support structure of the superstructure according to the above embodiment may be designed so that the strength of the pile head cap is weaker than the strength of the pile. Then, when the pile head cap falls on the pile and receives an impact by descending after the superstructure rises, the pile head cap can be mainly damaged. Therefore, only the pile head cap is used when repairing the structure. It is enough to replace.
Further, in the support structure of the superstructure according to the first to third embodiments, one rod is provided for one pile, but if the size of the space portion allows, two or more rods are provided. A rod may be provided. Thereby, a larger resistance can be generated, but in the case of the configuration provided with one rod, the cost can be suppressed and the support structure can be provided.
In addition, even if the seismic intensity and crosswind are the same, the displacement of each superstructure differs depending on the structure and aspect ratio of the building, so design to create resistance to the displacement of the superstructure according to each superstructure. Therefore, it is advantageous in exerting the above-mentioned effect.
10A、10B、10C 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
1806、1808 圧接用内周面
1810 上部圧接用内周面
1812 下部圧接用内周面
20A、20B、20C 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
30 ロッド
3002 上端フランジ
3004 外周面
32 摩擦部材
3206 外周面
10A, 10B, 10C Support structure of
Claims (10)
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ている、
ことを特徴とする上部構造物の支持構造。 It is a support structure of a superstructure that supports the superstructure through a pile having a space open upward at the pile head.
Over the superstructure and the space portion, resistance is generated while allowing the superstructure to rise, and while allowing the descent when the superstructure descends after the lift. A resistance mechanism that creates resistance is provided,
The support structure of the superstructure, which is characterized in that.
前記上部構造物の下面から下方に突設され前記空間部に挿入されるロッドと、
前記ロッドの下部に取着され前記空間部を構成する前記杭の内周面に圧接する摩擦部材と、
を含んで構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。 The resistance mechanism is
A rod that protrudes downward from the lower surface of the superstructure and is inserted into the space.
A friction member attached to the lower part of the rod and pressed against the inner peripheral surface of the pile constituting the space,
The support structure of the superstructure according to claim 1, wherein the superstructure is configured to include.
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。 The portion of the inner peripheral surface to which the friction member is in pressure contact is formed as a pressure welding inner peripheral surface having a larger friction coefficient with respect to the friction member than the portion of the other inner peripheral surface by being processed or surface-treated. Yes,
2. The support structure for the superstructure according to claim 2.
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。 The portion of the inner peripheral surface to which the friction member is in pressure contact is for pressure welding with a material that is different from the member constituting the pile and has a larger friction coefficient with respect to the friction member than the portion of the other inner peripheral surface. Formed as an inner surface,
2. The support structure for the superstructure according to claim 2.
ことを特徴とする請求項2から4のいずれか1項記載の上部構造物の支持構造。 In the portion of the inner peripheral surface to which the friction member is in pressure contact, the portion of the inner peripheral surface located at the upper portion is formed to have a larger friction coefficient with respect to the friction member than the portion of the inner peripheral surface located at the lower portion. ,
The support structure for the superstructure according to any one of claims 2 to 4, wherein the superstructure is characterized by this.
前記摩擦部材は弾性変形可能なゴム材料で円板状に形成され、
前記ロッドは前記摩擦部材の中心部に貫通され、前記摩擦部材は押さえ部材を介して前記ロッドの軸方向に圧縮されることで前記内周面に圧接されている、
ことを特徴とする請求項2から5のいずれか1項記載の上部構造物の支持構造。 The space portion has a columnar shape and has a columnar shape.
The friction member is made of an elastically deformable rubber material and is formed in a disk shape.
The rod is penetrated through the central portion of the friction member, and the friction member is pressed against the inner peripheral surface by being compressed in the axial direction of the rod via the pressing member.
The support structure for the superstructure according to any one of claims 2 to 5, characterized in that.
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1〜6のいずれか1項記載の上部構造物の支持構造。 A positioning portion is provided between the superstructure and the pile head to perform horizontal positioning of the superstructure while allowing the pile head to be displaced upward.
The resistance mechanism is provided inside the positioning portion.
The support structure for the superstructure according to any one of claims 1 to 6, characterized in that.
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7記載の上部構造物の支持構造。 The positioning portion includes a hollow pile head cap that is attached to the lower surface of the superstructure, the lower portion of which is fitted into the space, and the cross-sectional area gradually decreases as the distance from the lower surface of the superstructure decreases downward. Consists of
The resistance mechanism is provided through the inside of the pile head cap.
7. The support structure for the superstructure according to claim 7.
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1〜6の何れか1項記載の上部構造物の支持構造。 A positioning portion is provided between the superstructure and the pile head to perform horizontal positioning of the superstructure while allowing the pile head to be displaced upward.
The resistance mechanism is provided over the positioning portion and the space portion.
The support structure for the superstructure according to any one of claims 1 to 6, wherein the superstructure is characterized by this.
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9記載の上部構造物の支持構造。 The positioning portion includes a solid pile head cap that is attached to the lower surface of the superstructure, the lower portion of which is fitted into the space, and the cross-sectional area gradually decreases as the distance from the lower surface of the superstructure decreases downward. Configured
The resistance mechanism is provided over the lower surface of the pile head cap and the space portion.
9. The support structure for the superstructure according to claim 9.
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