JP3649717B2 - 鋼管杭の頭部とコンクリート基礎との結合のための結合具および結合構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は土木または建築構造物のコンクリート基礎と鋼管杭の頭部の結合のための結合具および結合構造に関することで、具体的には鋼管杭の頭部に容易に装着でき、コンクリート基礎と鋼管杭とが堅固に結合できるようにする結合具およびその結合構造に関することである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼管杭の頭部とコンクリート基礎の結合構造としては、一般に次のように２種類ある。
【０００３】
第１の構造は、鋼管杭の頭部を鋼管杭の直径以上の長さでコンクリート基礎内に埋め込んで、鋼管杭の埋め込まれた部分で鋼管杭の頭部に作用する圧入力又は引抜力を支持するようになした構造である。
【０００４】
第２の構造は、鋼管杭の頭部をコンクリート基礎内に約１０ｃｍ程度の長さだけ埋め込んで、補強鉄筋を用いて鋼管杭の頭部とコンクリート基礎を連結し、コンクリート基礎から鋼管杭の頭部へ作用する負荷を支持するようになした構造である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
第１の構造では、コンクリート基礎内に埋め込まれた鋼管杭の干渉で、コンクリート基礎の底面に配置される主補強鉄筋が切断され、第２の構造よりも鉄筋の配置が複雑で所要鉄筋量が増加する短所がある。従って、第２の構造が一般的に使用されている。
【０００６】
上記の第２の構造の例として、図６に示したように、鋼管杭１の内部に＋字型補強板６を挿入して溶接した後、円形のふた板５を鋼管杭１の上部に設置して溶接し、鋼管杭１の側面に補強鉄筋３を溶接する構造がある。しかし、この様な従来の構造では、ふた板５の効果がわずかで、＋字型補強板６は自身の重量の大きさで設置が難しく、費用も多少高かいという問題点があった。特に、鋼管杭１の側面に補強鉄筋を溶接をしなければならなかったので、溶接作業に伴う労力と費用とが多く所要された。
【０００７】
このような問題を解決するために、大韓民国特許第２２９１６６号が提案されたが、これもやはり、＋字形補強板とふた板とを一体的に結合したものを鋼管杭の上部に設置してあるので、最終的に上記の問題点の解決が出来なかった。
【０００８】
この後、図７に示したように、鋼管杭の内部にコンクリートを満たした構造が開発された。鋼管杭１の内部側壁にずれ止め用突起部１０１と下部板フランジ１０２とを別々に溶接したあと、下部板フランジ１０２の上に下部板１０３を設置して鋼管杭１を区分けする。補強鉄筋３を下部板１０３の上部に設置し、コンクリートを打設する。
【０００９】
しかし、このような従来の技術では、鋼管杭１の内壁にずれ止め用突起部１０１と下部板フランジ１０２とを溶接によって設置しなければならないが、鋼管杭１の内部が狭いため、突起部及びフランジの設置作業が非常に困難で溶接不良になる可能性が高い。
【００１０】
このような従来の技術の問題点を解決するために、本発明者は、図８に示した構造を開発し、これを大韓民国特許第２０００−１２４７２号として出願した。この構造では、下部にて下部板フランジ２０２が一体的に設けられた円筒形の結合具２００が鋼管杭１の内部に完全に挿入され、ボルト２０１を用いて前記結合具２００を鋼管杭１の側面に一体的に結合する。上記結合具２００の側面上部には、コンクリート基礎２の内に埋め込まれる補強鉄筋３が垂直に配置される。鋼管杭１の断面を閉鎖するために、上記下部板フランジ２０２には下部板２０３が置かれる。コンクリート基礎を形成する際、下部板２０３の上部に形成された鋼管杭１の内部にもコンクリートが中詰される。
【００１１】
このような従来の技術では、鋼管杭の頭部に作用する軸方向力（圧縮力と引張力）を、鋼管杭の表面とコンクリートとの間の付着力と、鋼管杭と結合具とを結合するボルトの力によって支持しなければならない。しかし、上記付着力は施工時の鋼管杭の表面状態、すなわち鋼管杭の表面に土とか水などの異物質が付いている程度によって影響を受けるので、このようなことを考慮して設計の時に十分な安全率を確保しなければならない。
【００１２】
例えば、一般的に厚さ９ ｍｍ、直径５０８ ｍｍの鋼管杭の標準耐力１４０トンのうち、許容付着力である１１トンを除いた１２９トンは、鋼管杭と結合具を結合するボルトが支持しなければならないので、これのためには約２８個程度のボルトを必要とする。このように多数のボルトを取り付けるためには費用が増加し、経済性が低下する。
【００１３】
また、コンクリートと鋼管杭の付着力を確保するためには、結合具の位置が鋼管杭の上部から鋼管杭の直径以上下方に離れて位置しなければならないので、結局ボルトの位置が地面より下にあって、ボルトの穴を設けてボルトを結合するのが非常に難しいという問題点がある。
【００１４】
一般的に、鋼管杭における圧縮力は、コンクリート基礎からの軸方向力で鋼管杭が 支持しなければならない引張力に比して非常に大きい。本発明者はこのような鋼管杭の特性に着眼して、鋼管杭の頭部の内部をコンクリートで中詰する構造ながらも、鋼管杭が支持しなければならない軸方向力を効果的に支持できる結合具を開発することになった。
【００１５】
従って、本発明は、従来技術が有していた制限事項及び欠点に起因する一又は複数の問題点を確実に防止することができる鋼管杭の頭部とコンクリート基礎とを結合する結合具及び結合構造を教示する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の目的は、鋼管杭と結合具を締結するボルトまたは溶接部の耐力が 鋼管杭に作用する引張力を負担するようにして、相対的に大きい荷重である圧縮力の大部分は、結合具のフランジまたは水平部の耐力が負担するようにすることによって、施工性と経済性を向上させることができる鋼管杭の頭部とコンクリート基礎の結合具および結合構造を提供することである。
【００１７】
本発明のその他の目的は鋼管杭の頭部の曲げ剛性を増加させて、より大きい曲げモメントに耐えれるようにすることと共に、鋼管杭の上部のコンクリート基礎に発生する支持応力を減らして、より大きい圧縮力に耐えれるようにした鋼管杭の頭部とコンクリート基礎の結合具および結合構造を提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、工場で製作された結合具を鋼管杭の頭部に挿入した後、コンクリートを中詰してコンクリートと結合具との間の付着強度を確保することにより、より優れた性能を発揮できるようにした鋼管杭の頭部とコンクリート基礎の結合具および結合構造を提供することである。
【００１９】
本発明において更に付加される利点、目的、及び特徴については、後述する説明中にて述べられており、そして、その利点、目的、及び特徴の部分は、後述の試験を行うことにより所謂当業者にとって明確なものとなるであろうし、また、本発明を実行することにより学び得るであろう。本発明に係る前記目的及び利点は、添付図面のみならず、特に本明細書中に記載された説明及び特許請求の範囲により示される構成によって明確に理解することができ実現することができる。
【００２０】
これらの目的及び利点を実現するため、そして本発明の目的に基づき、鋼管杭の結合具の構成をここで具体的に表すと、本発明では、上部側面に鋼管杭とボルト結合をするための多数のボルト穴を所定間隔で有し、内部面にはコンクリートと機械的な噛み合わせ作用をするずれ止め突起部が突設され、鋼管杭の内径に対応する外径を有して前記鋼管杭の頭部へ挿入される円筒形の垂直部と、結合具が前記鋼管杭の頭部へ挿入された場合に、前記結合具が前記鋼管杭に掛かっているようにし、また、前記結合具に作用する圧縮力を前記鋼管杭に伝達するために、前記垂直部の上段部から外部へ突出されているフランジと、前記鋼管杭の断面を閉鎖するように、前記垂直部の下部に一体で具備され、補強鉄筋が固定される多数の鉄筋装着穴が形成されている底板とを備えることを特徴とする鋼管杭の結合具を提供する。
【００２１】
前記結合具において、前記底板の中央に中央穴が形成され、該中央穴を閉鎖するように蓋板が覆うように構成することも可能である。この場合、底板を形成する鋼材の使用量を減らすことができる。
【００２２】
また、本発明の別の構成として、鋼管杭の内径に対応する外径を具備して前記鋼管杭の頭部へ挿入される円筒形の垂直部と、該垂直部の上部にて外輪が円形状をなして所定幅を有し、鋼管杭の内部に結合具が挿入された場合に前記結合具が前記鋼管杭に掛けられるべく前記垂直部の上部から外側へ突出したフランジ、及び円周に沿って所定間隔で設けられた垂直ロッドを固定するための垂直ロッド固定孔を有する水平部とを備える結合具本体と、前記水平部に形成された垂直ロッドの固定孔に、一端部が挿入固定されて垂直下向へ延長されている多数の垂直ロッドと、前記垂直ロッドの他端部に連結されて、前記鋼管杭の断面を閉鎖する底板とを備えることを特徴とする鋼管杭の結合具を提供する。
【００２３】
前記結合具において、前記垂直部の側面には多数のボルト穴が形成されて、垂直部が上記鋼管杭の頭部に挿入された場合に、前記結合具本体と鋼管杭とをボルトによって結合することができる。また、前記水平部のフランジの下部と鋼管杭の上段部をともに溶接することで、結合具本体と鋼管杭とうを一体的に結合することもできる。前記水平部と垂直部の間に、前記水平部と垂直部を支持するための垂直な多数のリブを具備する構成としてもよい。
【００２４】
また、前記結合具によれば、コンクリート基礎に埋め込まれて定着される補強鉄筋の端部が挿入固定される多数の補強鉄筋の固定用穴が、前記水平部の円周に沿って所定間隔で形成されている構成としてもよい。また、前記垂直部の内壁に、内部に中詰されるコンクリートと機械的に噛み合わせるべく突起およびずれ止め突起部を設けさせてもよい。
【００２５】
また、本発明では、鋼管杭の内径に対応する外径を具備して前記鋼管杭の頭部へ挿入される円筒形の垂直部と、該垂直部の下端部にて外輪が円形状をなして所定幅を有し、垂直ロッドを固定するための垂直ロッド固定孔が円周に沿って所定間隔で設けられた水平部と、鋼管杭の上端部にて掛けられるべく前記垂直部の上端部から外側へ突出したフランジとを備える結合具本体と、前記本体の前記水平部に形成された垂直ロッドの固定孔に一端部が挿入固定されて垂直下向へ延長されている多数の垂直ロッドと、前記垂直ロッドの他端部に連結され、前記鋼管杭の断面を閉鎖する底板とを備えることを特徴とする鋼管杭結合具を提供する。
【００２６】
前記結合具において、その本体と鋼管杭とをボルトで結合することもできる。またこれとは別に前記水平部のフランジの下部と鋼管杭の上端部とをともに溶接することによって前記本体と鋼管杭とを一体的に結合することもできる。前記水平部と垂直部との間にて水平部と垂直部を支持するため、垂直の多数のリブを具備することもできる。また、前記水平部には、コンクリート基礎に埋め込まれて設けられる補強鉄筋の端部が装着される多数の補強鉄筋の固定用穴を、前記水平部の円周に沿って、所定間隔で形成することもできる。
【００２７】
本発明に関する前述の概略的な説明と後述の詳細な説明とは模範的な説明であり、更に、特許請求の範囲に記載された発明を説明することを意図するものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下では、添付された図面を参照して本発明の正しい一実施例を詳細に説明する。まず、図１ａないし図１ｃに示した実施例について説明する。図１ａは、本発明による結合具の一実施例の分解斜視図であり、図１ｂは、図１ａの結合具が結合された状態で図１ａの線Ａ-Ａで切断した断面が見えるように示した斜視図である。図１ｃは、図１ａの結合具がコンクリート基礎と結合された状態の断面図である。
【００２９】
本発明による結合具１０は、鋼管杭１の内径に対応する外径を持っており、鋼管杭１の頭部に挿入される円筒形の垂直部１２と、結合具１０が鋼管杭１の頭部に挿入されたとき、結合具１０が鋼管杭１に掛かれているようにするため、上記垂直部１２の上段部から半径方向の外側へ突出され、上記垂直部１２と一体で形成されている突起部１４と、鋼管杭１の断面を閉鎖するように上記垂直部１２の下部に一体で形成されている底板１５とを具備している。上記突起部１４は、結合具１０に作用する圧縮力を鋼管杭１に伝達できるようにする機能もする。
【００３０】
図１ａおよび図１ｂに示したように、上記の垂直部１２の上部側面には、多数のボルト穴１６が所定間隔で形成されている。上記ボルト穴１６には、上記垂直部１２が鋼管杭１の頭部に挿入されたとき、ボルト１７を鋼管杭１の側面に形成された対応ボルト穴と上記垂直部１２のボルト穴１６に貫通させ体結することによって、鋼管杭１と結合具１０とを一体で結合することになる。コンクリート基礎から結合具１０に作用する引張力は、上記ボルト１７を通じて 鋼管杭１に伝達される。
【００３１】
図８に示した従来の結合具では、結合具と鋼管杭を結合するボルトが圧縮力のほとんどを負担しなければならないので、多数のボルトが必要だが、本発明では、結合具１０と鋼管杭１を結合するボルト１７が、主に引張力を負担することになり、必要なボルト１７の数を減らすことができる。
【００３２】
上記垂直部１２の側面には、ずれ止め帯板１８が内部に向いて突設けっている。上記ずれ止め帯板１８は垂直部１２と底板１５で形成された空間にコンクリートが中詰されると、コンクリートと機械的な噛み合わせ作用をするので、コンクリート基礎から伝達される軸方向力（圧縮力または引張力）が鋼管杭１に伝達される。上記ずれ止め帯板１８は、垂直部１２内部に形成されていて、その擴張が垂直部１２によって拘束されているので、垂直部１２と底板１５で形成された空間に中詰されたコンクリートは、指圧強度がとても大きくなる。その結果、結合具１０に作用する圧縮力の相当な部分は、ずれ止め帯板１８により負担されて、底板１５に伝達される圧縮力が小さくなる。従って、底板１５の厚さを薄くすることができるし、垂直部１２の長さも短くすることができる。これは結合具１０に使用される鋼材の量を減らすし、結合具１０の重さを減少させる効果をもたらすので、結局、結合具１０の施工性及び経済性を向上させる。
【００３３】
底板１５には、その円周に沿って所定間隔で、補強鉄筋の固定用穴１９が形成されている。上記補強鉄筋の固定用穴１９には垂直した補強鉄筋３の一端部が挿入される。補強鉄筋３の他端部は、コンクリート基礎２に埋め込まれる（図１ｃ参照）。上記補強鉄筋３の一端部と、上記補強鉄筋の固定用穴１９とをボルト結合すると、ボルト結合によるせん断抵抗力を追加で利用することができ、コンクリート基礎に定着される上記補強鉄筋３の定着長さを減らすことができる。
【００３４】
結合具１０の重さを減らすために、上記底板１５の中央部の厚さを外側の厚さと異なるようにするのも出来る。図面に示した実施例では、上記底板１５の中央に中央孔８を形成し、上記中央孔８の上には、鉄板または木の板等の薄いふた板９を被り、中央孔８を閉鎖する構成が開始されてある。
【００３５】
一方、底板１５を堅固に支持するためには、底板１５と垂直部１２との間に、垂直な補強用リブ７を多数設置することもできる。
【００３６】
以下には、上記で説明した本発明の実施例による結合具の設置構造および設置方法を説明する。
【００３７】
図１ｃに示したように、結合具１０の垂直部１２を鋼管杭１の上部に挿入した後、ボルト１７を利用して、鋼管杭１の上部と垂直部１２とを締結する。補強鉄筋３の端部を底板１５の補強鉄筋の固定用穴１９に入れ固定する。上記補強鉄筋の固定用穴１９と上記の補強鉄筋３に、それぞれ、ねじ部を設けてお互いねじ結合する場合、ねじ結合によるせん断抵抗力を追加で利用できる。そして、補強鉄筋３を底板１５に結合した後、垂直部１２を鋼管杭１に挿入し締結できる。
【００３８】
鋼管杭１の上には、コンクリート基礎２の鉄筋４を配筋し、上記垂直部１２の内部とコンクリート基礎２にコンクリートを中詰て養生させる。
【００３９】
図８に示した従来の結合具には、鋼管杭の内壁に土とか水などの異物質が付いていて、コンクリートと鋼管杭との間の付着強度が低下するが、本発明では、結合具が工場で製作されて設置されるので、コンクリート打設時にコンクリートと結合具との間の付着強度の低下の心配がない。
【００４０】
次では、図２ａないし図２ｃに示した本発明の他の実施例に関して説明する。
【００４１】
図２ａには、本発明の他の実施例による結合具２０が分解斜視図で示されている。図２ｂには、図２ａの結合具が結合された状態で、図２ａの線Ａ−Ａにしたがって切断した断面が図示できるようにした上記結合具２０の斜視図が示されている。また、 図２ｃには、上記結合具２０がコンクリート基礎と結合された状態の断面図が示されている。
【００４２】
結合具２０は、鋼管杭１の内径に対応する外径をもっていて鋼管杭１の頭部に挿入される円筒型の垂直部２２、および上記垂直部２２の上部に所定幅の円形輪の形状にされており、鋼管杭１の上端部にかけられるように外部に露出されたフランジ２４とをもっている水平部２３が形成されている本体２１と、上記本体２１の水平部２３に一端部が固定され、垂直で下向に延長されている垂直ロッド３０と、上記垂直ロッド３０の他端部に固定され、鋼管杭１の断面を閉鎖する底板２５とを具備している。
【００４３】
上記水平部２３には、垂直ロッド３０の一端部が挿入され固定される垂直鉄筋の固定孔３１が所定の間隔で形成されている。垂直部２２が水平部２３の端部から鋼管杭１の厚さ以上内部へ後退し、鉛直で具備され、水平部２３のふちの垂直部２２の外部に突出する部分がフランジ２４を形成する。上記フランジ２４は結合具２０が 鋼管杭１の上端部にかけられるようにし、結合具２０に作用する圧縮力を鋼管杭１に伝達する。
【００４４】
また、水平部２３には、コンクリート基礎２の内部に埋め込まれ定着される補強鉄筋３が固定される補強鉄筋の固定用穴２９が具備されることも出来る。上記補強鉄筋３と補強鉄筋の固定用穴２９にも、それぞれ、ねじ部を形成し、補強鉄筋３と補強鉄筋の固定用穴２９をねじ結合することも出来る。補強鉄筋３と補強鉄筋の固定用穴２９をねじ結合すると、結合力が向上され、鋼管杭１の内部に定着される補強鉄筋３の定着長さを減らすことが出来、費用の低減が出来、作業性が向上する。
【００４５】
上記垂直部２２の側面には、多数のボルト穴２６が所定の間隔で形成されている。上記 垂直部２２が鋼管杭１の頭部に挿入されたとき、ボルト２７が鋼管杭１の側面に形成された対応ボルト穴を貫通し、ボルト穴２６に挿入されることになって、鋼管杭１と結合具２０が一体で結合される。結合具２０に作用する引張力は上記ボルト２７を通じて鋼管杭１に伝達される。
【００４６】
また、垂直で結合された水平部２３と垂直部２２とを支持するために、垂直な多数のリブ３７が水平部２３と垂直部２２との間に具備できる。上記リブ３７の数は８〜１２個が適当であるが、必ずしも、これに限定されることではない。
【００４７】
図１ａないし図１ｃに示した実施例とは異なって、本実施例では、上記底板２５が垂直部２２と分離されている。このように、本実施例では、底板２５と垂直部２２が分離されているので、底板２５の上にコンクリートが中詰されたとき、コンクリートと鋼管杭１の側面の表面との間の付着力によって、軸方向力（圧縮力または引張力）を負担できるようになり、その結果、鋼材の使用量を低減できるし、経済性と施工性の向上ができる。
【００４８】
上記底板２５は、鋼管杭１の内径より小さい直径の円形の板で作られる。上記底板２５は、垂直ロッド３０によって、上記水平部２３と連結され鋼管杭１の内部を閉鎖する。底板２５によって閉鎖され、底板２５の上部に形成された鋼管杭１の内部空間にコンクリートが中詰されたとき、コンクリートが漏れないように、上記底板２５の外周面に密封部材（図示されていない）を具備するのも出来る。密封部材を設置すると、鋼管杭の下部から地下水が流入するの防止するのが出来る。
【００４９】
上記垂直ロッド３０の一端部は、水平部２３の垂直鉄筋の固定孔３１に挿入され固定される。底板２５にも垂直鉄筋の固定孔３２が形成され、垂直ロッド３０の他端部が上記底板２５に形成された垂直鉄筋の固定孔３２に挿入され固定される。垂直ロッド３０の端部を上記底板２５および／または水平部に固定する方法としては、それぞれの垂直ロッド３０を固定用の穴３１、３２に挿入したあと、その端部にナットを装着し固定するのも出来るし、または垂直ロッド３０の端部にねじ部を形成し、上記の固定孔３１，３２、にもそれに対応するねじ部を形成し、お互いねじ結合によって固定するのも出来る。上記垂直ロッド３０の数は構造計算によって決定されるが、約８〜１２個が望ましい。しかし、必ずしもこれに限定されるのではない。
【００５０】
以下には、上記に説明した本実施例による結合具２０の設置構造および設置方法を説明する。
【００５１】
水平部２３と垂直部２２で造られた本体２１と、垂直ロッド３０と、そして底板２５とを組立て結合具２０を完成する。すなわち、垂直ロッド３０の一端部を底板２５の垂直鉄筋の固定孔３２に固定し、垂直ロッド３０の他端部を水平部２３の垂直鉄筋の固定孔３１に結合する。しかし、垂直ロッド３０の組立手順はこれに限定されない。
【００５２】
その後、組立てた結合具２０を鋼管杭１の上部に挿入し、水平部２３のフランジ２４を鋼管杭１の上部に掛けるように設置する。鋼管杭１の上部側面に形成されたボルト穴と垂直部２２のボルト穴２６を一致させた後、ボルト２７を挿入して締結することによって、結合具２０を鋼管杭１とを結合する。
【００５３】
次に、コンクリート基礎に埋め込まれる補強鉄筋３を結合具２０に装着する。図２ｂおよび図２ｃに示したように、本体２１の水平部２３に補強鉄筋の固定用穴２９を形成し、補強鉄筋３を上記補強鉄筋の固定用穴２９に固定して垂直に設置する。
【００５４】
補強鉄筋３を設置した後、その鋼管杭１の上部にコンクリート基礎用鉄筋４を配筋し、上記底板２５によって閉鎖され形成された鋼管杭１の内部とコンクリート基礎にコンクリートを中詰って養成させる。
【００５５】
図２ｄには、上記で説明した実施例の変形例が示されたが、図２ｄは結合具２０が組立てられた状態で、端面が図示されるようにした斜視図である。
【００５６】
図２ｄに示したように、垂直部２２の側面と鋼管杭１とをボルトで結合する代わりに、上記水平部２３のフランジ２４に面取り部３３を形成し、この面取り部３３と鋼管杭１の上部をお互い溶接し、結合具２０と鋼管杭１とを一体で結合することも出来る。結合具２０と鋼管杭１をボルト２７で結合する場合には、現場で結合具２０のボルト穴２６にあわせて、鋼管杭１の側面にもボルト穴を穿孔しなければならないが、溶接によって結合具２０と鋼管杭１を結合する場合には、このようなボルト穴の穿孔作業は不要で、作業性は向上する。また、ボルト穴２６を穿孔することによって発生する結合具２０と鋼管杭１の断面損失がないため、鋼管杭１の耐力を十分活用できるようになる。
【００５７】
また、補強鉄筋３を水平部２３に結合しないで、補強鉄筋３を水平部２３の中央に形成された穴に挿入し、底板２５の上に所定の間隔にあわせて垂直にセットし、コンクリートを打設するのも可能である。
【００５８】
以下に、図３ａないし図３ｃに示した本発明のまた他の実施例について説明する。
【００５９】
図３ａには、本発明のまた他の実施例による結合具４０を分解斜視図で示しており、図３ｂには、図３ａの結合具が結合された状態で、図３ａの線Ａ−Ａによって切取った断面が図示されるように示した上記結合具４０の斜視図が図示されているし、図３ｃには、結合具４０がコンクリート基礎２と結合された形状が断面図で示されている。図３ｄには、結合具４０が鋼管杭１に溶接によって結合され、補強鉄筋３の端部が水平部と結合されていない状態で、底板の上に置かれた実施例を図示した斜視図が示されている。また、図３ｅには、図３ｄに示した実施例がコンクリート基礎２と結合した形状が断面図で示されている。
【００６０】
図３ａないし図３ｅに示した実施例は、前述した図２ａないし図２ｄに図示した実施例の変形例であり、上記水平部が垂直部の下部に形成されていることである。
【００６１】
具体的には、結合具４０は、鋼管杭１の内径に対応する外径をもっており鋼管杭１内に挿入される円筒型の垂直部４２と、上記垂直部４２の下部に所定幅の円形輪の形状で造られた水平部４３と、鋼管杭１の上部に掛けられるように上記垂直部４２の上部に突設けされた突起部４４とからなっている本体４１と、上記本体４１の水平部４３に一端部が固定され垂直下向に延長されている垂直鉄筋５０と、上記垂直鉄筋５０の他端部に固定され鋼管杭１の断面を閉鎖する底板４５とを具備している。
【００６２】
図２ａないし図２ｅに示した実施例では、水平部２３が垂直部２２の最上部に形成されて、水平部２３が垂直部２２の外径よりもっと外部に拡張され突出するので、その突出した部分がフランジ２４を形成した。これに比べって、図３ａないし図３ｅに示した実施例では、水平部４３が垂直部４２の下端部に形成されて突起部４４を垂直部４２の上端部に別途形成した。
【００６３】
このように、本実施例では、水平部４３が垂直部４２の下部に形成されているので、上記垂直に結合した水平部４３と垂直部４２とを支持するための垂直な多数のリブ５７は、水平部４３の上部に形成される（図２ａないし図２ｅに示した実施例では、リブ５７が水平部の下部に具備される）。本実施例に関するその他の説明は、図２ａないし図２ｄに示した実施例に関する内容と同一するので、省略する。
【００６４】
本実施例では、補強鉄筋が鋼管杭の内部で結合具と連結され、コンクリートによってを補強されるので、補強鉄筋と結合具との間の連結部分をもっと補強できるようになる。
一方、図３ａないし図３ｃに示した実施例の場合にも、補強鉄筋３を水平部２３に結合しないで、補強鉄筋３を水平部４３の中央に形成された穴に挿入し、底板４５の上に所定間隔にあわせて垂直に位置させた後、コンクリートを打設するのも可能である（ 図３ｄないし図３ｅ参考）。
【００６５】
図４ａおよび図４ｂには、図３ａないし図３ｃに示した実施例のまた異なる変形例が示されている。図４ａは結合具４０が鋼管杭１の頭部に装着された状態で断面が見えるように示した断面斜視図で、図４ｂは上記結合具４０がコンクリート基礎２と結合された形状を示した断面図である。
【００６６】
図４ａおよび図４ｂに示した実施例では、垂直部４２の側面を鋼管杭１とボルト結合する代わりに、上記水平部４３の突起部４４に面取り部３３を形成し、この面取り部３３と鋼管杭１の上部とをお互い溶接することによって、結合具４０が 鋼管杭１と一体で結合している。
【００６７】
図５ａおよび図５ｂは、図３ａないし図３ｃに示した実施例にあって、垂直部２２の内壁に突起５８およびずれ止め帯板５９が追加に形成されている結合具の形状を、それぞれの断面斜視図および断面図に示したものである。上記突起５８およびずれ止め帯板５９は、垂直部の内部に充填されるコンクリートが乾燥収縮によって垂直部と分離するのを防止し、コンクリートとの機械的な噛み合わせ作用によってコンクリートから伝達する引張荷重と圧縮荷重を負担することで、底板に作用する荷重を減少させることになる。このような突起５８および ずれ止め帯板５９は、先に説明した実施例にも具備できる。
【００６８】
図４ａ、図４ｂ、図５ａおよび図５ｂに示した実施例に関するその他の説明は、先に説明した実施例に関する内容と同一するので繰り返し説明しないことにする。先に説明した本発明の全ての実施例の場合、垂直鉄筋に帯鉄筋を巻いて補強することも出来る。
【００６９】
以上の様様な実施例を通じて説明した本発明によると、コンクリート基礎から鋼管杭に伝達される引張力は、結合具と鋼管杭を結合するボルトまたは溶接部が負担するようにし、相対的に大きい荷重である圧縮力のほとんどは結合具の突起部および／または水平部の耐力が負担することになる。従って、従来の結合具に比べって、結合具と鋼管杭を結合するためのボルトの数を大幅に減らすことが出来るし、それによって施工性と経済性を向上させることが出来る。
【００７０】
また、本発明の結合具を利用すると、鋼管杭の頭部を鉄筋コンクリート構造にすることが出来るので、鋼管杭の頭部にかかる曲げモーメントおよび圧縮力にもっと上手に耐えることが出来る。
【００７１】
その他にも、工場で生産された結合具を鋼管杭の内に挿入した後、結合具と鋼管杭との間にコンクリートを中詰するので、コンクリートと結合具との間の付着強度が向上し、鋼管杭の内部に挿入される結合具の垂直部の深さを減らすことが出来る。従って、その分結合具の鋼材料が減るので結合具の製造原価を節減できる。
【００７２】
【発明の効果】
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 本発明による結合具の一実施例の分解斜視図である。
【図１ｂ】 図１ａの結合具が結合された状態で、図１ａの線Ａ−Ａで切断した断面が見えるように図示した斜視図である。
【図１ｃ】 図１ａの結合具がコンクリート基礎と結合された状態の断面図である。
【図２ａ】 本発明による結合具の他の実施例の分解斜視図である。
【図２ｂ】 図２ａの結合具が結合された状態で、図２ａの線Ａ−Ａで切断した断面が見えるように図示した斜視図である。
【図２ｃ】 図２ａの結合具がコンクリート基礎と結合された状態の断面図である。
【図２ｄ】 図２ａの結合具の変形例が結合された状態で断面が見えるように図示した斜視図である。
【図３ａ】 本発明による結合具のまた他の実施例の分解斜視図である。
【図３ｂ】 図３ａの結合具が結合された状態で、図３ａの線Ａ−Ａで切断した断面が見えるように図示した斜視図である。
【図３ｃ】 図３ａの結合具がコンクリート基礎と結合された状態の断面図である。
【図３ｄ】 図３ａの結合具の変形例が結合された状態で断面が見えるように図示した斜視図である。
【図３ｅ】 図３ｄの結合具がコンクリート基礎と結合された状態の断面図である。
【図４ａ】 図３ａの結合具の変形されたまた他の実施例が結合された状態で断面が見えるように図示した斜視図である。
【図４ｂ】 図４ａの結合具がコンクリート基礎と結合された状態の断面図である。
【図５ａ】 図３ａの結合具の変形されたまた他の実施例が結合された状態で断面が見えるように図示した斜視図である。
【図５ｂ】 図５ａの結合具がコンクリート基礎と結合された状態の断面図である。
【図６】 従来の結合具の斜視図である。
【図７】 従来のコンクリート基礎と鋼管杭の結合構造を見せる断面図である。
【図８】 従来のコンクリート基礎と鋼管杭の結合構造を見せる断面図である。
【符号の説明】
１ 鋼管杭
２ コンクリート基礎
３ 補強鉄筋
４ 鉄筋
７，３７，５７ 補強用リブ
８ 中央孔
１０，２０，４０ 結合具
１２，２２，４２ 垂直部
２３，４３ 水平部
１４，４４，５８ 突起部
１５，４５ 底板
１６，２６ ボルト穴
１７，２７ ボルト
１８，５９ ずれ止め帯板
１９ 補強鉄筋の固定用穴
２１，４１ 本体
２４ フランジ
２５ 底板
２９ 固定用穴
３１，３２ 固定孔
３０ 垂直ロッド
５０ 垂直鉄筋
３３ 面取り部

Claims (3)

1. 鋼管杭の内径に対応する外径を具備して前記鋼管杭の頭部へ挿入される円筒形の垂直部と、該垂直部の上部にて外輪が円形状をなして所定幅を有し、鋼管杭の内部に結合具が挿入された場合に前記結合具が前記鋼管杭に掛けられるべく前記垂直部の上部から外側へ突出したフランジと、円周に沿って所定間隔で設けられた垂直ロッドを固定するための垂直ロッド固定孔を有する水平部とを有する結合具本体、
   前記水平部に形成された垂直ロッドの固定孔に、一端部が挿入固定されて垂直下向へ延長されている多数の垂直ロッド、及び
   前記垂直ロッドの他端部に連結されて前記鋼管杭の断面を閉鎖する底板
   を備え、
   前記垂直部が前記鋼管杭とボルト結合され、又は、前記フランジが前記鋼管杭に溶接結合されて、前記鋼管杭と前記結合具の本体とが一体に結合され、
   前記水平部と垂直部との間には、前記水平部と垂直部とを支持するための垂直の多数のリブが設けられ、
   前記水平部には、コンクリート基礎に埋め込まれて設けられる補強鉄筋の端部が挿入装着される多数の補強鉄筋の固定孔が、前記水平部の円周に沿って所定間隔で形成されている
   ことを特徴とする鋼管杭の結合具。
2. 鋼管杭の内径に対応する外径を具備して前記鋼管杭の頭部へ挿入される円筒形の垂直部と、該垂直部の上部にて外輪が円形状をなして所定幅を有し、鋼管杭の内部に結合具が挿入された場合に前記結合具が前記鋼管杭に掛けられるべく前記垂直部の上部から外側へ突出したフランジと、円周に沿って所定間隔で設けられた垂直ロッドを固定するための垂直ロッド固定孔を有する水平部とを有する結合具本体、
   前記水平部に形成された垂直ロッドの固定孔に、一端部が挿入固定されて垂直下向へ延長されている多数の垂直ロッド、及び
   前記垂直ロッドの他端部に連結されて前記鋼管杭の断面を閉鎖する底板
   を備える鋼管杭の結合具が、前記鋼管杭の頭部に装着されて前記鋼管杭と一体的に結合され、
   前記水平部の中央に形成された穴に挿入され、前記底板の上にて所定間隔を空けて設けられた補強鉄筋が、前記結合具の外部へ垂直に延長されてコンクリート基礎に埋め込まれて設けられ、
   前記コンクリート基礎をなすコンクリートが、前記底板と前記垂直部とによって形成された空間に中詰され、前記鋼管杭の頭部と前記コンクリートとがお互いに一体的に連結されるべくなしてある
   ことを特徴とする結合具を用いた鋼管杭の頭部とコンクリート基礎の結合構造。
3. 前記本体の前記水平部には、補強鉄筋の固定用穴が円周に沿って所定の間隔で形成され、
   前記補強鉄筋は、その一端部が前記水平部の前記補強鉄筋の固定穴に固定され、その他端部は前記結合具の外部へ垂直に延長されてコンクリート基礎に埋め込まれて設けられていることを特徴とする請求項２記載の結合具を利用した鋼管杭の頭部とコンクリート基礎の結合構造。

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