JP3378932B2 - 地下階以下の内部柱を省略した建物の地下構造及びその構法 - Google Patents

地下階以下の内部柱を省略した建物の地下構造及びその構法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、杭基礎で設計される
中小規模の建物、又は直接基礎による建物の地下階以下
に無柱の大空間を確保して内部柱およびその支持杭を省
略した建物地下構造及びその構法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、杭基礎で設計される中小規模の建
物は、図6に例示したように、柱1本毎に1本及至数本
の支持杭aを配置して建物荷重を支持させる構成として
いる。図6中の符号bは地盤中の支持層、cは山留め
壁、dは地中梁、eが建物の柱である。
【0003】直接基礎の建物を市街地で工事をする場合
には、山留め架構の剛性の確保、近接構造物への影響を
考慮して逆打ち工法を採用するのが一般的である。この
場合には、図7に例示したように杭基礎と同様に建物荷
重を一時的に支持する仮設杭f(構真台柱)が必要とな
り、山留め壁近傍の柱を除き、各柱の下部に構真台柱f
を配置した構成が一般的に実施されている。図7中のg
は構真柱である。
【0004】
【本発明が解決しようとする課題】図6に例示した杭基
礎の建物における杭の配置は、通常建物の各柱の直下の
位置に1本及至数本の支持杭aを配置するが、中小規模
の建物の場合は敷地が狭く、杭の施工に多数の資材類や
機械の移動、盛り替えが必要となり、施工の効率が悪
い。また、山留め壁cの施工と支持杭aの施工とを同時
に行うことは狭い敷地の制限により困難であり、支持杭
aを別途の工程で施工する結果として工期が長引く。さ
らに柱の存在は建物内の空間を遮断して障害物となり
空間の利用に支障を来す。同様に支持杭aは建物利用者
にとっては必要でないばかりか、構築のための施工費が
高いと言う問題がある。
【0005】次に、直接基礎の建物の施工を図7のよう
に逆打ち工法で行なう場合、構真柱g及び構真台柱fの
施工に手間がかかり、施工精度を要求されるほか、構真
柱gの存在自体が地下工事の作業空間を制限し、掘削効
率、地下躯体の施工能率を低減させる。その対策として
オープンカット工法を採用しても、中小規模の建物の場
合は、1階床に設置される作業構台の構台柱や切梁、棚
杭等の設置に手数が掛かるほか、これらが構真柱と同様
に作業空間を制限して施工の効率を低下させるという問
題がある。
【0006】従って、本発明の目的は、地下階を有する
中小規模の建物の荷重を全て外周部の山留め兼用の高耐
力杭へ伝達して支持させ、もって地下階以下の内部柱を
省略し又は本数を低減して地下階に無柱の大空間を確保
するとともに、内部柱の直下に構築するべき支持杭を全
て省略して施工の効率を向上させ工期の短縮を可能とし
た地下階以下の内部柱を省略した建物の地下構造及びそ
の構法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、この発明に係る地下階以下の内部柱を
省略した建物の地下構造の構法は、建物1の外周部に建
物荷重を支持る高耐力杭2を山留め壁3を兼ねて構築
し、同建物の外周柱6は前記山留め壁3及び高耐力杭2
の内側に内接する配置で地中梁10の深さまで構築し、
前記建物の地下階位置から立ち上がる内部柱5の
下端へ斜材7の一端を連結し、同斜材7は前記内部柱5
の下端から外周柱6の上部に向かって斜め上向きに階高
相当の高さ分だけ傾斜した配置とし、その他端を外周柱
6へ連結して、斜材7による吊り構造を構成すること、
前記吊り構造によって建物荷重は外周柱6から高耐力杭
へ伝して支持させ、建物の前記地下階梁4と地中梁
10との間に無柱の大空間を形成することを特徴とす
る。
【0008】次に、本発明に係る地下階以下の内部柱を
省略した建物の地下構造は、建物1の外周部に山留め壁
3を兼ねて構築された建物荷重を支持る高耐力杭2
と、建物の地下階4に下端を持つ構造とされた内部柱
5と、前記山留め壁3及び高耐力杭2の内側に内接する
配置で地中梁10の深さまで構築され前記高耐力杭へ建
物荷重を伝達可能に構成された外周柱6と、一端前記
内部柱5の下端と連結され、同下端から外周柱6の上部
に向かって斜め上向きに階高相当の高さ分だけ傾斜した
配置として他端前記外周柱6と連結された斜材7によ
る吊り構造とから成り、 前記吊り構造によって建物荷重
は外周柱6から高耐力杭2へ伝達して支持され、建物の
前記地下階梁4と地中梁10との間に無柱の大空間が形
成されることを特徴とする。
【0009】前記の内部柱5及び外周柱6は鉄骨鉄筋コ
ンクリート構造とされ、各柱の鉄骨5a,6aに接合し
て設けたブラケット14及び18に斜材7の両端がピン
15,19で連結されていることも特徴とする。
【0010】
【作用】建物1の全荷重のうち内部柱5に負荷された荷
重は、吊り構造の斜材7を通じて外周柱6へ伝え、更に
山留め壁3を兼ねる高耐力杭2へ伝達して処理される。
従って、地下階4の位置から立ち上がる内部柱5の直
下に支持杭は一切無用な訳であり、地下階4と地中梁
10との間は無柱の大空間11となる。従って、前記無
柱の大空間11に地下鉄、インフラストラクチャー等の
地下構造物を位置せしめると、そうした地下構造物の上
にも支障なく建物1の建築が可能となる。
【0011】
【実施例】次に、図示した本発明の実施例を説明する。
図1は、建物1の内部柱5は地下1階(以下、これを地
階と云う。)の地下階梁4の位置から立ち上ってお
り、同内部柱5の下端に一端をピン連結した斜材7は外
周柱6に向って斜め上方に階高相当の高さ分だけ傾斜し
た配置とされ、その他端は外周柱6にピン連結されてい
る。ちなみに外周柱6は地中梁10の深さまで到達して
いる。従って、地中梁10と地下階4との間は、無柱
の大空間11として形成されている。よって、この大空
間11は駐車場等に使用する場合には柱が無いため使い
易いし、この大空間11の位置に地下鉄、又はインフラ
ストラクチャーなどの地下構造物が在っても別段建築上
の支障とはならないのである。
【0012】図2は、前記外周柱6と、山留め壁3を兼
ねて構築した高耐力杭2との荷重伝達構造、及び斜材7
とのピン連結構造の詳細を示している。外周柱6は鉄骨
6a、鉄筋6bを補強材とするコンクリート造であり、
前記山留め壁3及び高耐力杭2の内側に内接する配置で
構築されている。外周柱6の前記鉄骨6aに梁鉄骨12
a及び受梁13が溶接で接合され、更に柱の鉄骨6aの
下部から斜め下向きにブラケット14が突設され、この
ブラケット14に斜材7の上端がピンボルト15で連結
されている。前記受梁13が高耐力杭2の上端に載置さ
れている。従って外周柱6及び梁12並びに斜材7が負
荷した荷重(特に鉛直荷重)は全て受梁13を通じて高
耐力杭2へ伝達し処理される。
【0013】ちなみに、山留め壁3を兼ねた高耐力杭2
の構築は、具体的には図4A〜Dのような構造で施工さ
れる。Aはプレキャストコンクリート板による山留め壁
3とH鋼杭2とを合成した構造である。Bはハーフプレ
キャストコンクリート板の外側に現場打ち鉄筋コンクリ
ートを増設した山留め壁3にH鋼杭2が合成された構造
である。CはH鋼杭2を含む鉄骨鉄筋コンクリート造の
地中連続壁を山留め壁3としたものである。DはH鋼杭
2の両側にハーフプレキャストコンクリート板を複合化
して構築した地中連続壁を山留め壁3としたものであ
る。前記H鋼杭2による高耐力杭の下部は、図1に示し
たように地盤中の支持層16にまで到達させると共にセ
メントミルクによる根固め17の処理が行なわれ大負荷
に耐える構造とされている。
【0014】図3は内部柱5の下端と斜材7の下端との
ピン連結の構造詳細を示している。鉄骨5aと鉄筋5b
を補強材とするコンクリート造の内部柱5の下端部に、
前記鉄骨5aへ溶接接合して斜め上向きにブラケット1
8が突設され、このブラケット18に斜材7の下端がピ
ンボルト19で連結され、もって内部柱5の下端を斜材
7で吊り、同内部柱5の荷重は全て斜材7を通じて建物
外周部の外周柱6から高耐力杭2へと伝達する構成とさ
れている。
【0015】次に、図5は本発明の異なる実施例であっ
て、建物1の内部柱5は地上レベルの床を地下階4と
して、この地下階4の位置から立ち上がる構成とされ
ている。前記地下階4に下端をもつ内部柱5の下端と
ピン連結した斜材7は斜め上向きの配置とし、その上端
は外周柱6とピン連結し、もって内部柱5の荷重は全て
斜材7を通じて建物外周の外周柱6から山留め壁3を兼
ねた高耐力杭2へと伝達する構成とされている。要する
に、本発明において、地下階4をどの高さ位置に設定
するかは、建物の設計上の検討事項にすぎないのであ
る。
【0016】
【本発明が奏する効果】本発明に係る地下階以下の内部
柱を省略した建物地下構造及びその構法は、以下の効果
を奏する。建物の荷重は全て建物外周部の高耐力杭2へ
伝達して処理するので、通例内部柱5の直下の位置に1
本及至数本程度配置される支持杭を全て省略でき、そう
した支持杭の施工の手間と施工コストを節減でき工期を
短縮できる。また、建物外周部の広い面積を有する高耐
力杭2の理想的配置により、引抜き抵抗も大きいものと
なる。そして、構真柱とか構真台柱あるいは作業構台、
構台柱、切梁、棚杭などの重仮設物は一切無用であり、
地下階以下は無柱の大空間11となるから、地盤の掘削
効率が向上し、地下躯体の生産性が向上し、工期の短縮
を図れる。
【0017】更に、無柱の大空間11は効率的な利用が
可能であり、大きな階高の空間設計が可能であり、場合
によっては地下鉄又はインフラストラクチャー等の地下
構造物の上に建物を建築することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した建物の立面図である。
【図2】斜材と外周柱との取り合い構造を示した拡大図
である。
【図3】斜材と内部柱との取り合い構造を示した拡大図
である。
【図4】A〜Dは山留め壁を兼ねた高耐力杭の平面図で
ある。
【図5】本発明の異なる実施例を示した立面図である。
【図6】従来の建物構造を半分示した立面図である。
【図7】従来一般の逆打ち工法の施工図である。
【符号の説明】
1 建物 2 高耐力杭 3 山留め壁 4 地下階 5 内部柱 6 外周柱 7 斜材 14、18 ブラケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山鼻 常昭 千葉県印旛郡印西町大塚1丁目5番 株 式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 豊島 憲一 千葉県印旛郡印西町大塚1丁目5番 株 式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 藤本 司 千葉県印旛郡印西町大塚1丁目5番 株 式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 新村 知史 千葉県印旛郡印西町大塚1丁目5番 株 式会社竹中工務店技術研究所内 (56)参考文献 特開 平4−293824(JP,A) 特開 平7−150580(JP,A) 特開 平6−228962(JP,A) 特公 昭37−8928(JP,B1) 特公 昭45−32177(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02D 29/045 E04B 1/35 E21D 13/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】建物の外周部に建物荷重を支持る高耐力
    杭を山留め壁を兼ねて構築し、同建物の外周柱は前記山
    留め壁及び高耐力杭の内側に内接する配置で地中梁の深
    さまで構築し、前記建物の地下階梁の位置から立ち上が
    内部柱の下端へ斜材の一端を連結し、同斜材は前記内
    部柱の下端から外周柱の上部に向かって斜め上向きに階
    高相当の高さ分だけ傾斜した配置とし、その他端を外周
    柱へ連結して、斜材による吊り構造を構成すること、 前記吊り構造によって建物荷重は外周柱から高 耐力杭
    して支持させ、建物の前記地下階梁と地中梁との間
    に無柱の大空間を形成することを特徴とする、地下階以
    下の内部柱を省略した建物の地下構造の構法。
  2. 【請求項2】建物の外周部に山留め壁を兼ねて構築され
    た建物荷重を支持る高耐力杭と、建物の地下階に下
    端を持つ構造とされた内部柱と、前記山留め壁及び高耐
    力杭の内側に内接する配置で地中梁の深さまで構築され
    前記高耐力杭へ建物荷重を伝達可能に構成された外周柱
    と、一端前記内部柱の下端と連結され、同下端から外
    周柱の上部に向かって斜め上向きに階高相当の高さ分だ
    け傾斜した配置として他端前記外周柱と連結された斜
    材による吊り構造とから成り、 前記吊り構造によって建物荷重は外周柱から高耐力杭へ
    伝達して支持され、建物の前記地下階梁と地中梁との間
    に無柱の大空間が形成される ことを特徴とする、地下階
    以下の内部柱を省略した建物の地下構造。
  3. 【請求項3】部柱及び外周柱は鉄骨鉄筋コンクリート
    構造とされ、各柱の鉄骨に接合して設けたブラケットに
    斜材の両端がピン連結されていることを特徴とする、
    求項2に記載した地下階以下の内部柱を省略した建物の
    地下構造。
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