JP3159380B2 - Connection device between pile head and structure - Google Patents

Connection device between pile head and structure

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JP3159380B2 JP32742798A JP32742798A JP3159380B2 JP 3159380 B2 JP3159380 B2 JP 3159380B2 JP 32742798 A JP32742798 A JP 32742798A JP 32742798 A JP32742798 A JP 32742798A JP 3159380 B2 JP3159380 B2 JP 3159380B2
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光生 宮崎
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光生 宮崎
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】1995年の阪神淡路大震災をは
じめとしてこれまでの地震災害の経験により、構造物本
体のみでなくその基礎構造体の耐震安全性の重要性が指
摘されている。本発明は、構造物を支持する杭構造体の
耐震安全性能を合理的且つ経済的に高める杭基礎方式に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The experience of earthquake disasters, including the 1995 Great Hanshin-Awaji Earthquake, has pointed out the importance of the seismic safety of not only the structure itself but also its basic structure. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pile foundation system that rationally and economically enhances seismic safety performance of a pile structure supporting a structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】軟弱地盤や水上に構造物を建設する場合
には、構造物を支持するために鋼杭やプレストレスト鉄
筋コンクリート杭などの既成杭、あるいは場所打ちコン
クリート杭など各種の杭基礎が採用されている。
2. Description of the Related Art When constructing structures on soft ground or water, various pile foundations such as steel piles, prestressed reinforced concrete piles, and cast-in-place concrete piles are used to support the structures. ing.

【0003】これらの杭は、平常時における構造物の重
量を支持することが本来の目的であったが、過去におけ
るこれまでの地震災害において杭の損傷事例が多数報告
されてきたために、地震時における杭および基礎構造体
の耐震安全性を確保することが耐震設計上の重要課題と
して指摘されてきた。
[0003] The original purpose of these piles was to support the weight of the structure in normal times. However, many cases of damage to the piles in past earthquake disasters have been reported. It has been pointed out that ensuring the seismic safety of piles and foundation structures in Japan is an important issue in seismic design.

【0004】杭の耐震安全性を向上させる最も一般的方
法は、構造物によって伝達される水平力あるいは杭の周
辺地層の水平変位によって強制変形を受けて杭体に発生
する地震時応力(=曲げモーメントと水平せん断力)に
耐えられるように、杭体の水平方向耐力(=曲げ耐力と
せん断耐力)を高める方法である。わが国ではこれまで
長年にわたって、杭体の水平方向耐力を高める各種の方
法が開発・実用化されてきた。
[0004] The most general method for improving the seismic safety of piles is to use the seismic stress (= bending) generated in the pile body by forcible deformation due to horizontal force transmitted by a structure or horizontal displacement of the stratum surrounding the pile. This method is to increase the horizontal strength (= bending strength and shear strength) of the pile so as to withstand the moment and the horizontal shear strength. In Japan, various methods for improving the horizontal strength of piles have been developed and put into practical use for many years.

【0005】杭の水平耐力を高めるこれまでの方法にお
いては、杭体は上部の構造物もしくは基礎フーチングに
杭頭部の回転変位を拘束するように剛結合により一体化
する「杭頭固定」結合を前提条件としている。しかし、
杭頭の回転を拘束結合するために却って杭頭部には地震
時に大きな曲げモーメントとせん断力が発生するのであ
り、この杭頭の結合条件を「杭頭固定」から「杭頭ピン
結合」に変更すると、杭頭部に発生する地震時応力が大
幅に緩和されることは従来から理論的には理解されてい
た。
[0005] In the conventional method for increasing the horizontal strength of a pile, the pile body is integrated with an upper structure or a foundation footing by a rigid connection so as to restrain the rotational displacement of the pile head by a "pile head fixed" connection. Is a precondition. But,
Instead, a large bending moment and shear force are generated at the pile head during an earthquake in order to restrict the rotation of the pile head, and the connection condition of this pile head was changed from "fixed pile head" to "pile pin connection". It has been theoretically understood that the change greatly reduces the seismic stress generated at the pile head.

【0006】近年、この杭頭ピン結合を実現しようとす
る若干の提案がなされるようになってきたが、現実の施
工性まで考慮された合理的且つ経済的な結合方法は未だ
確立されていないのが実状である。
[0006] In recent years, some proposals have been made to realize this pile head pin connection, but a reasonable and economical connection method taking into account actual workability has not yet been established. This is the actual situation.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、杭体、特に
杭頭部に発生する地震時応力を大幅に低減できる「杭頭
ピン結合」を『合理的且つ経済的に』実現できる「杭体
頭部とその上部の構造物もしくは基礎フーチングとの結
合方法」を提供することを主たる課題としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a "pile which can" reasonably and economically "realize a" pile head pin connection "which can greatly reduce the stress at the time of an earthquake generated in a pile body, especially a pile head. The main object is to provide a method of connecting the head with a structure above the body or a basic footing.

【0008】また、本発明による結合方法は、『施工が
簡単』であり且つ場所打ちコンクリート杭、鋼杭やコン
クリート系の既成杭など多様化している種々の杭体に適
用できる『適用範囲の広い杭頭ピン結合方法』を実用化
することを目的としている。
Further, the joining method according to the present invention is "easy to construct" and can be applied to various diversified pile bodies such as cast-in-place concrete piles, steel piles and concrete-based pre-casted piles. Pile head pin connection method ”is intended to be put into practical use.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】これまでの杭頭固定の基
礎設計では、コンクリート系の杭の場合、杭体内部の主
筋を基礎フーチング内にしっかり飲み込ませ鉄筋とコン
クリートとの付着により杭主筋を定着する方法、鋼杭の
場合には杭鋼管頭部に定着用鉄筋を溶接して基礎フーチ
ング内に定着する方法、若しくは杭体自体を基礎フーチ
ング内に埋め込む方法などが採用されている。この杭頭
固定方法の問題点は、杭頭部の接合部において杭の回転
変位を拘束することにより、鉛直荷重のみならず杭体が
耐えられない程の曲げモーメントと水平せん断力を伝達
することである。
[Means for Solving the Problems] In the conventional foundation design for fixing the pile head, in the case of concrete piles, the main reinforcement inside the pile body is swallowed firmly into the foundation footing, and the main reinforcement of the pile is adhered to the reinforcing steel and concrete. In the case of a steel pile, in the case of a steel pile, a method of welding a reinforcing steel to a pile steel pipe head and fixing it in a basic footing, or a method of embedding a pile itself in the basic footing is adopted. The problem with this pile head fixing method is that by constraining the rotational displacement of the pile at the joint of the pile head, not only the vertical load but also the bending moment and the horizontal shear force that the pile body cannot withstand are transmitted. It is.

【0010】本発明では、杭頭部の接合位置において鉛
直荷重とある程度の水平せん断力は伝達でき、曲げモー
メントはできるだけ伝達しない、若しくは伝達モーメン
トを任意の値に設定可能な杭頭接合方法を実現する。即
ち「杭体の曲げ剛性に比較して杭頭接合部の回転変位の
拘束力が小さく、回転ばね定数を任意の値に設定でき
る」ことが本発明の最大の目標であり、最大の特徴であ
る。
According to the present invention, a pile head joining method capable of transmitting a vertical load and a certain amount of horizontal shearing force at a joining position of a pile head, transmitting a bending moment as little as possible, or setting the transmitted moment to an arbitrary value is realized. I do. That is, it is the greatest goal of the present invention that "the restraining force of the rotational displacement of the pile head joint is smaller than the bending rigidity of the pile body and the rotational spring constant can be set to an arbitrary value". is there.

【0011】そのために、杭頭接合部にゴム等の超弾性
材料を回転ばね要素として導入する。構造物の免震用部
材として積層ゴムが開発実用化されているが、これは大
きな水平せん断変形を発揮させることを主目的とした装
置である。本発明では単層のゴム層もしくは若干の複数
層からなる積層ゴムを、その水平せん断変形機能を拘束
して一定以上の水平変形が発生しないように制限した上
で、新たな回転ばね要素として利用するものである。
For this purpose, a superelastic material such as rubber is introduced as a rotary spring element into the pile head joint. Laminated rubber has been developed and put to practical use as a seismic isolation member for structures, but it is a device whose main purpose is to exert large horizontal shear deformation. In the present invention, a single rubber layer or a laminated rubber composed of a plurality of layers is used as a new rotary spring element after restricting its horizontal shear deformation function so that horizontal deformation of a certain degree or more does not occur. Is what you do.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例を示す図面
に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings showing embodiments.

【0013】図1は、積層ゴム免震装置を杭体の耐震安
全性向上に利用しようとする既往の提案例である。杭頭
部に積層ゴム免震装置を設置して、積層ゴムの水平変形
能力により水平方向にフレキシブルな杭頭部を構成しよ
うとするものであるが、この提案図は次の問題を含んで
いる。第一点は、構造物4が地盤1に接触して地中に埋
設されているため、地盤1と構造物4は一体化されてお
り、積層ゴム3の水平変形は発揮されず、基本的に矛盾
した提案となっている。
FIG. 1 shows a previously proposed example of using a laminated rubber seismic isolation device for improving the seismic safety of a pile. A laminated rubber seismic isolation device is installed on the pile head to make the pile head flexible in the horizontal direction by the horizontal deformation capability of the laminated rubber. However, this proposed diagram includes the following problems. . The first point is that since the structure 4 is buried in the ground in contact with the ground 1, the ground 1 and the structure 4 are integrated, and the horizontal deformation of the laminated rubber 3 is not exerted. It is a contradictory proposal.

【0014】第二に、免震装置3が水平変形量d(cm)を
発揮できたと想定した場合には、免震装置が支持する鉛
直荷重P(t) により、図2に示すように少なくとも Δ
M=1/2x(Pxd+Qxh)(tcm) 以上の付加曲げモーメ
ントが杭頭に作用する。特に地震時には建物に作用する
水平地震力による柱軸力の変動と鉛直地震動により鉛直
荷重Pは容易に長期支持荷重の2倍程度には増幅する可
能性があり、また免震装置の水平変形dも数十cmのオー
ダーで発生するので、このモーメントは極めて大きな値
となる。この現象はPδ効果と呼ばれており、杭頭の曲
げ耐力にとって無視できない大きな値となる。杭の安全
性能を高めるために免震装置が耐震性能を発揮して大き
く変形する程、Pδ効果によって杭頭に作用する付加モ
ーモントが大きくなるという矛盾を含んでいる。
Second, when it is assumed that the seismic isolation device 3 can exhibit the horizontal deformation d (cm), at least the vertical load P (t) supported by the seismic isolation device as shown in FIG. Δ
M = 1 / 2x (Pxd + Qxh) (tcm) An additional bending moment acting on the pile head is applied. Especially in the event of an earthquake, the vertical load P may easily be increased to about twice the long-term supporting load due to the fluctuation of the axial force due to the horizontal seismic force acting on the building and the vertical seismic motion. Occurs in the order of several tens of centimeters, so that this moment has an extremely large value. This phenomenon is called the Pδ effect, and is a large value that cannot be ignored for the bending strength of the pile head. Includes the contradiction that as the seismic isolation device exerts its seismic performance and deforms greatly to enhance the safety performance of the pile, the additional mormon acting on the pile head due to the Pδ effect increases.

【0015】図3は、本装置本体部の基本構成要素を示
したもので、若干の水平変形と主目的の弾性回転ばねを
提供する「積層ゴム体:5」、上部の構造物もしくは基
礎フーティングから杭体へ鉛直荷重を伝達しまた両者を
接合するための「接合板:6(61,62)」、 積層ゴム体の
水平変形を「クリアランスdo」以下に制限するための
「拘束体:7(71,72)」で構成されている。図3(1)
(2)は、拘束体7(=71)が積層ゴム体平面の中央に配
置された場合、図3(3)(4)は、拘束体7(=72)が
積層ゴム体の外周部に配置された場合を示している。ま
た、図3(1)(3)は積層ゴム体が3層の積層構造の
場合、図3(2)(4)はゴム体が1層の例である。こ
のように積層ゴム体は、ゴム層が単層の場合と積層され
た複数層の場合があるが、以下両者を含めて「積層ゴム
体」と呼ぶことにする。
FIG. 3 shows basic components of the main body of the present apparatus. The "laminated rubber body: 5" which provides a slight horizontal deformation and a main purpose elastic rotary spring, an upper structure or a basic hood. "Joint plate: 6 (61,62)" to transmit vertical load from pile to pile body and join them together, "Restrictor: To limit horizontal deformation of laminated rubber body to" clearance do "or less. 7 (71, 72) ". Fig. 3 (1)
(2) shows the case where the restricting body 7 (= 71) is arranged at the center of the plane of the laminated rubber body, and FIGS. 3 (3) and (4) show that the restricting body 7 (= 72) is This shows a case in which they are arranged. 3 (1) and 3 (3) show an example in which the laminated rubber body has a three-layer laminated structure, and FIGS. 3 (2) and 4) show an example in which the rubber body has one layer. As described above, the laminated rubber body includes a single rubber layer and a plurality of laminated rubber layers. Hereinafter, both of them will be referred to as a “laminated rubber body”.

【0016】図4は、本発明の杭頭結合装置の基本メカ
ニズムの説明図であり、(1)が平常時の状態で、
(2)が地震時において杭頭部に若干の水平変形do を
伴って回転角θが発生している状態を示している。本発
明は、Pδ効果により杭頭に過酷な曲げモーメントを付
加することなく、杭頭部の回転変形拘束を解除してピン
接合に近い杭頭接合を実現するものである。積層ゴム体
の水平変形δが積層ゴム体の中心部もしくは外周に設け
られた拘束体71(72)によってクリアランスdo 以下に制
限されているために、杭頭に大きな付加モーメントは発
生し得ない。このクリアランスdo は、積層ゴム体5と
杭の曲げ耐力の両観点から共に支障のない範囲に設定さ
れる。許容水平変形do を小さな値に制限しているた
め、従来の免震構造用積層ゴムに較べて本装置はゴム層
総厚さを格段に小さくすることができ、従って経済的な
装置となる。
FIG. 4 is an explanatory view of the basic mechanism of the pile head connecting device according to the present invention.
(2) shows a state in which a rotation angle θ is generated with a slight horizontal deformation do at the pile head during an earthquake. The present invention realizes a pile head joint close to a pin joint by releasing the rotational deformation constraint of the pile head without adding a severe bending moment to the pile head by the Pδ effect. Since the horizontal deformation δ of the laminated rubber body is limited to the clearance do or less by the constraint body 71 (72) provided at the center or the outer periphery of the laminated rubber body, a large additional moment cannot be generated at the pile head. The clearance do is set within a range that does not hinder both from the viewpoint of the bending strength of the laminated rubber body 5 and the pile. Since the allowable horizontal deformation do is limited to a small value, the present device can make the total thickness of the rubber layer much smaller than that of the conventional laminated rubber for the seismic isolation structure, and is therefore an economical device.

【0017】積層ゴム体の曲げ剛性KRは、KR=M/
θ=ERB・Ieq/tR (ERB:ゴム体の曲げに関
する見かけの弾性係数、Ieq:ゴム体の等価断面2次
モーメント、tR:ゴム厚さ)によって表され、ゴム体
の平面寸法と厚さおよびゴム材料の弾性係数により容易
に任意の値に設定することができる。従って、杭体の曲
げ剛性に比較してほぼ完全ピンに近い状態に接合するこ
とも、またある程度の回転抵抗を有する弾性ばね接合と
することも可能である。この回転剛性を任意に調整・設
定できることが本発明の大きな特徴である。尚、ゴム層
および積層ゴム体の鉛直荷重の耐荷能力は極めて大き
く、ゴム1層の厚さと面積により任意に調節できるの
で、鉛直荷重の負担・伝達能力は充分且つ容易に確保で
きる。
The bending rigidity KR of the laminated rubber body is KR = M /
θ = ERB · Ieq / tR (ERB: apparent elastic modulus relating to bending of the rubber body, Ieq: equivalent moment of inertia of the rubber body, tR: rubber thickness), and the plane size and thickness of the rubber body and Any value can be easily set according to the elastic coefficient of the rubber material. Therefore, the pile can be joined in a state almost close to a complete pin compared to the bending rigidity of the pile, or an elastic spring having a certain degree of rotational resistance can be joined. It is a major feature of the present invention that the rotational rigidity can be arbitrarily adjusted and set. Note that the vertical bearing capacity of the rubber layer and the laminated rubber body is extremely large and can be arbitrarily adjusted depending on the thickness and area of one rubber layer, so that the vertical load bearing and transmitting ability can be sufficiently and easily secured.

【0018】以上は装置構成と基本メカニズムで以下
は、本装置を杭体および上部の構造物もしくは基礎フー
チングに接合する施工方法に関するものである。
The above is the construction of the device and the basic mechanism. The following relates to a construction method for joining the present device to a pile and an upper structure or a foundation footing.

【0019】図5(1)は、本装置上下の接合板6(61,
62) の外向きに「スタッドボルト8」を配置し、これを
上下の基礎フーティングおよび杭体のコンクリ−トに打
ち込んで一体化する方法である。この方法は、場所打ち
コンクリート杭や比較的太径の既成杭に適した方法であ
る。
FIG. 5A shows the upper and lower joining plates 6 (61, 61).
In this method, the "stud bolt 8" is arranged outwardly of 62), and this is driven into the concrete of the upper and lower foundation footings and piles to be integrated. This method is suitable for cast-in-place concrete piles and relatively large diameter existing piles.

【0020】図5の(2)(3)は、主としてコンクリ
ート系の既成杭を対象としたもので、下側接合板62に溶
接されており杭体の中心孔内に内接する「突起状接合体
9」を杭中心孔に挿入することによって杭と一体化する
方法である。図5の(4)(5)は、下側接合板62に溶
接されており杭体に外接する「キャップ状接合体10」を
杭に被せて一体化する方法を示している。孔内突起状接
合体9の方法は、場所打ちコンクリート杭に一旦中心孔
を設けて接合体9をコンクリート内に打ち込む方法によ
り、場所打ちコンクリート杭に適用することも可能であ
る。
FIGS. 5 (2) and 3 (3) mainly show an existing pile made of concrete, which is welded to the lower joint plate 62 and inscribed in the center hole of the pile body. In this method, the body 9 "is integrated with the pile by inserting it into the center hole of the pile. FIGS. 5 (4) and 5 (5) show a method of integrating the “cap-like joint 10” welded to the lower joint plate 62 and circumscribing the pile by covering the pile. The method of the in-hole projecting joint 9 can be applied to a cast-in-place concrete pile by a method in which a center hole is once provided in a cast-in-place concrete pile and the joint 9 is driven into concrete.

【0021】図6は、本発明の結合装置を杭体および上
部の基礎フーティングと一体化した状態を図5(1)の
スタッドボルトによる接合方法を例として示したもので
ある。図6の(1)は場所打ちコンクリート杭の場合、
(2)はコンクリート系既成杭の場合、(3)は鋼管杭
の場合を示している。図5(4)(5)の接合方法も同
様に各種の杭に適用することができる。
FIG. 6 shows a state in which the connecting device of the present invention is integrated with a pile body and an upper footing as an example of a joining method using stud bolts shown in FIG. 5 (1). In the case of cast-in-place concrete pile, (1) in FIG.
(2) shows the case of a concrete-based precast pile, and (3) shows the case of a steel pipe pile. The joining methods shown in FIGS. 5 (4) and 5 (5) can be similarly applied to various types of piles.

【0022】図7は、積層ゴム体の水平変形を制限する
拘束体71(72)と杭体との接合を図る接合体9(10)を一部
材で兼用する方法を示したものである。図7の(1)
は、杭体の中心に埋め込まれた突起状接合体9(971) が
上側接合板61の高さまで伸びており中心部拘束体71とし
て機能する。図7の(2)は、杭体の外周に被せたキャ
ップ状接合体10(1072)が上側接合板61の高さまで伸びて
おり外周部拘束体72として機能する。
FIG. 7 shows a method in which the joint body 9 (10) for joining the pile body with the restraining body 71 (72) for limiting the horizontal deformation of the laminated rubber body is shared by one member. FIG. 7 (1)
The protrusion-like joint 9 (971) embedded in the center of the pile extends to the height of the upper joint plate 61, and functions as the central restraint 71. In FIG. 7B, the cap-shaped joint 10 (1072) covering the outer periphery of the pile extends to the height of the upper joint plate 61, and functions as the outer periphery restricting member 72.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上により、本発明の杭頭結合装置を採
用すると、杭体と構造物あるいは基礎フーチングとの接
合において以下の効果を得ることができる。 (1)杭頭を、鉛直荷重と水平せん断力は伝達し曲げモー
メントは伝達しないほぼ完全なピン接合とすることがで
きるだけでなく、任意の曲げモーメントを伝達できる回
転ばね定数を有する弾性ばね結合とすることができる。 (2)その結果、杭体頭部に発生する地震時応力が著しく
低減され、杭体の耐震安全性能が飛躍的に高まると同時
に、杭体を経済的に設計することが可能となる。 (3)本装置拘束体による水平変形制限値以下の水平変形
の範囲内では、積層ゴム体が免震装置として機能するの
で、ある一定限度の強さまでの地震動入力に対しては免
震効果を発揮する。従って、 (4)上部構造物およびその収容物の耐震安全性能を改善
することができる。 (5)地下鉄、鉄道、高速道路などの交通振動や微振動入
力に対しては優れた防振効果を発揮する。また、高振動
数成分の遮断効果が優れ、個体音の伝播を遮断できるの
で、上部構造物の振動・騒音防止効果がある。 (6)本装置は、拘束体により水平変形を小さな値に制限
しているため、ゴム単層若しくは極めて少数層の積層ゴ
ム体とすることができ、従って免震を目的とした従来の
積層ゴム免震装置に較べはるかに低コストで供給するこ
とができる。 (7)杭体施工後、本装置を杭頭に設置しその上部に基礎
フーチングもしくは構造体のコンクリートを打設するだ
けで施工が完了するので、工事が簡単・容易で迅速に行
うことができる。
As described above, when the pile head connecting device of the present invention is employed, the following effects can be obtained in joining the pile body to the structure or the foundation footing. (1) Not only can the pile head be a nearly perfect pin joint that transmits vertical load and horizontal shear force but does not transmit bending moment, but also has an elastic spring connection that has a rotational spring constant that can transmit any bending moment. can do. (2) As a result, the seismic stress generated at the head of the pile body is remarkably reduced, and the seismic safety performance of the pile body is dramatically improved, and at the same time, the pile body can be economically designed. (3) Within the range of horizontal deformation below the horizontal deformation limit value by the restraint of this device, the laminated rubber body functions as a seismic isolation device, so the seismic isolation effect is not applied to earthquake motion input up to a certain limit strength. Demonstrate. Therefore, (4) the seismic safety performance of the superstructure and its contents can be improved. (5) It has an excellent vibration damping effect against traffic vibration and micro vibration input in subways, railways, and highways. In addition, since the effect of blocking the high frequency component is excellent and the propagation of the individual sound can be blocked, there is an effect of preventing vibration and noise of the upper structure. (6) Since the horizontal deformation is limited to a small value by the restraint body, this device can be a rubber single layer or a very small number of laminated rubber bodies. It can be supplied at a much lower cost than seismic isolation devices. (7) After pile construction, installation is completed simply by installing this device on the pile head and placing foundation concrete or structural concrete on top of it, making construction simple, easy and quick. .

【0024】以上のとおり、本発明は、杭体の地震時応
力を大幅に低減できる杭頭ピン接合ないし弾性ばね接合
を、簡便な施工方法で迅速に構築することを可能にした
ものであり、本発明により耐震安全性能の優れた杭基礎
構造体を経済的に実現することが可能となった。
As described above, the present invention makes it possible to quickly construct a pile head pin joint or an elastic spring joint that can greatly reduce the stress of a pile body during an earthquake by a simple construction method. The present invention has made it possible to economically realize a pile foundation structure having excellent seismic safety performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】杭頭に積層ゴム免震装置を設置する既往の提案
Fig. 1 Previous proposal example of installing a laminated rubber seismic isolation device at the pile head

【図2】図1の提案例における杭頭部の説明図 (1) 杭・免震装置・基礎フーティング構成および平常時
状態 (2) 地震時において、積層ゴム免震装置の水平変形によ
って杭頭に作用する付加モーメントの説明図
FIG. 2 is an explanatory view of a pile head in the proposed example of FIG. 1 (1) Configuration of pile, seismic isolation device, foundation footing and normal state (2) Piles due to horizontal deformation of laminated rubber seismic isolation device during an earthquake Illustration of additional moment acting on the head

【図3】本発明の杭頭結合装置の構成説明図 (1) 積層ゴム体=3層、中心部拘束体(71)の例 (2) 積層ゴム体=1層、中心部拘束体(71)の例 (3) 積層ゴム体=3層、外周部拘束体(72)の例 (4) 積層ゴム体=1層、外周部拘束体(72)の例FIG. 3 is an explanatory view of a configuration of a pile head coupling device according to the present invention. Example of (3) Laminated rubber body = 3 layers, example of outer peripheral constrained body (72) (4) Example of laminated rubber body = 1 layer, outer peripheral constrained body (72)

【図4】本発明装置の作動メカニズム説明図 (1) 平常時の状態 (2) 水平変位do 、回転角θが発生している地震時の状
FIG. 4 is an explanatory view of an operation mechanism of the device of the present invention. (1) Normal state (2) State during an earthquake in which horizontal displacement do and rotation angle θ occur

【図5】杭・上部構造体(基礎フーティング)と本装置
の接合方法 (1) 上下接合板共にスタッドボルト(8) による接合方法 (2) 中心部拘束体(71)を有する結合装置で 上側接合板:スタッドボルト(8) による 下側接合板:杭孔内の挿入式接合体(9) による接合方法 (3) 外周部拘束体(72)を有する結合装置で 上側接合板:スタッドボルト(8) による 下側接合板:杭孔内の挿入式接合体(9) による接合方法 (4) 中心部拘束体(71)を有する結合装置で 上側接合板:スタッドボルト(8) による 下側接合板:杭外周のキャップ式接合体(10)による接合 (5) 外周部拘束体(72)を有する結合装置で 上側接合板:スタッドボルト(8) による 下側接合板:杭外周のキャップ式接合体(10)による接合
[Fig. 5] Method of joining pile / superstructure (foundation footing) to this device (1) Joining method for both upper and lower joining plates using stud bolts (8) (2) Combining device with central constrained body (71) Upper joining plate: Stud bolt (8) Lower joining plate: Joining method using insertable joint (9) in pile hole (3) Joining device with outer peripheral restraining body (72) Upper joining plate: Stud bolt (8) Lower joint plate: Method of joining with insert joint (9) in pile hole (4) Joint device with central restraint (71) Upper joint plate: Lower side with stud bolt (8) Joining plate: Joining by cap-type joint (10) on the periphery of pile (5) Joining device with outer peripheral constraining body (72) Upper joining plate: Stud bolt (8) Lower joining plate: Cap type around pile Joining with joint (10)

【図6】杭・本装置・上部基礎フーティングが一体に接
合された状態の説明図方法(上下接合板共スタッドボル
トによる場合) (1) 場所打ちコンクリート杭に適用した場合 (2) コンクリート系既成杭に適用した場合 (3) 鋼管杭に適用した場合
[Fig. 6] Illustrative method of the state in which the pile, this device, and the upper foundation footing are joined together (in the case of using stud bolts for both upper and lower joint plates) (1) When applied to cast-in-place concrete pile (2) Concrete When applied to existing piles (3) When applied to steel pipe piles

【図7】杭接合体(9,10)が変形拘束体(71,72) 機能を兼
備した例 (1) 杭孔内挿入式接合体(9) が変形拘束体(71)を兼ねた
場合 (2) 杭外周のキャップ式接合体(10)が変形拘束体(72)を
兼ねている場合
Fig. 7: Example in which the pile joint (9, 10) also has the function of the deformation constraint (71, 72) (1) The case where the joint (9) inserted in the pile hole also serves as the deformation constraint (71) (2) When the cap joint (10) around the pile also serves as the deformation restraint (72)

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:地盤 2:杭 21:杭頭接合用打設コンクリート 22:杭頭コンクリート打設用型枠 3:積層ゴム免震装置 4:上部建物 4':基礎フーチング 5:積層ゴム体本体部 51:ゴム層 52:積層用内部鋼板 6:接合板 61:上側接合板 62:下側接合板 7:変形拘束体 71:中心部拘束体 72:外周部拘束体 8:接合用スタッドボルト 9:杭孔内挿入式接合体 10:杭外周のキャップ式接合体 971 :変形拘束体(71)を兼ねた杭孔内挿入式接合体 1072:変形拘束体(72)を兼ねた杭外周のキャップ式接合
1: Pile 2: Pile 21: Pile head jointing concrete 22: Pile head concrete placing form 3: Laminated rubber seismic isolation device 4: Upper building 4 ': Foundation footing 5: Laminated rubber body 51: Rubber layer 52: Internal steel plate for lamination 6: Joint plate 61: Upper joint plate 62: Lower joint plate 7: Deformation restraint body 71: Center restraint body 72: Outer circumference restraint body 8: Stud bolt for connection 9: Pile hole Internal insertion type joint 10: Cap type junction around the pile 971: Insertion type joint inside the pile hole that also serves as the deformation constraint (71) 1072: Cap type junction around the pile also serving as the deformation constraint (72)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02D 27/34 E02D 27/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) E02D 27/34 E02D 27/12

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 構造物を支持する杭体の頭部と、前記構
造物若しくは前記構造物の基礎フーチングとの間に配置
され、 前記構造物若しくは前記構造物の基礎フーチングと前記
杭体とにそれぞれ接続される一対の接合板と、 前記一対の接合板の間に配置され、単層若しくは複数層
のゴム層と鋼板とを積層した積層ゴムと、 前記一対の接合板のうちの一方の接合板に一端を固定し
他端を他方の接合板方向に延長して、前記他方の接合板
と所定のクリアランスを保持して、前記積層ゴムの水平
せん断変形機能を拘束する拘束体、 とから成ることを特徴とする杭頭と構造物との結合装
置。
1. A structure, comprising: a head of a pile supporting a structure; and a footing of the structure or a foundation of the structure, wherein the head is disposed between the head of the structure or the foundation of the structure and the pile. A pair of joining plates respectively connected, A laminated rubber in which a single layer or a plurality of rubber layers and a steel sheet are laminated and disposed between the pair of joining plates, and one of the joining plates of the pair of joining plates One end is fixed, and the other end is extended in the direction of the other joining plate, and a predetermined clearance is maintained with the other joining plate, so that the horizontal
A binding device for connecting a pile head and a structure, comprising: a restraining body that restrains a shear deformation function .
【請求項2】 構造物を支持する杭体の頭部と、前記構
造物若しくは前記構造物の基礎フーチングとの間に配置
され、 前記構造物若しくは前記構造物の基礎フーチングに接続
される一方の接合板と、 前記杭体に接合される他方の接合板と、 前記一方の接合板と他方の接合板との間に配置され、単
層若しくは複数層のゴム層と鋼板とを積層した積層ゴム
と、 前記一方の接合板に一端を固定し、他端を前記積層ゴム
層と前記他方の接合板を貫通するように延長して、前記
他方の接合板と所定のクリアランスを保持して水平方向
の変位を制限する拘束体、 とから成ることを特徴とする杭頭と構造物との結合装
置。
2. A structure according to claim 1, further comprising: a pedestal supporting the structure, a head mounted on the structure or a foundation footing of the structure, and one of the piles connected to the foundation footing of the structure. A joining plate, the other joining plate joined to the pile body, a laminated rubber disposed between the one joining plate and the other joining plate, and laminated with a single layer or a plurality of rubber layers and a steel plate And fixing one end to the one joining plate, extending the other end so as to penetrate the laminated rubber layer and the other joining plate, and maintaining a predetermined clearance with the other joining plate in the horizontal direction. A coupling device for connecting a pile head and a structure, comprising: a constraint member that restricts displacement of the pile head.
【請求項3】 請求項2に記載の杭頭と構造物との結合
装置において、 前記拘束体の他端は、前記杭体の頭部に設けた孔内まで
挿入されることを特徴とする杭頭と構造物との結合装
置。
3. The coupling device between a pile head and a structure according to claim 2, wherein the other end of the restraint body is inserted into a hole provided in a head of the pile body. A coupling device between a pile head and a structure.
【請求項4】 構造物を支持する杭体の頭部と、前記構
造物若しくは前記構造物の基礎フーチングとの間に配置
され、 前記構造物若しくは前記構造物の基礎フーチングに接続
される一方の接合板と、 前記杭体に接合される他方の接合板と、 前記一方の接合板と他方の接合板との間に配置され、単
層若しくは複数層のゴム層と鋼板とを積層した積層ゴム
と、 前記杭体の頭部に一端を固定し、他端を前記他方の接合
板を貫通して前記一方の接合板の凹部に達するように延
長して、前記一方の接合板と所定のクリアランスを保持
して水平方向の変位を制限する拘束体、 とから成ることを特徴とする杭頭と構造物との結合装
置。
4. One of the piles, which is arranged between the head of a pile supporting a structure and the footing of the structure or the structure, and which is connected to the footing of the structure or the structure. A joining plate, the other joining plate joined to the pile body, a laminated rubber disposed between the one joining plate and the other joining plate, and laminated with a single layer or a plurality of rubber layers and a steel plate Fixing one end to the head of the pile body, extending the other end so as to penetrate the other joint plate and reach the concave portion of the one joint plate, and provide a predetermined clearance with the one joint plate. And a restraining body for holding the horizontal direction to limit the displacement in the horizontal direction.
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