JP3731394B2 - 建物の基礎構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、低層建物の基礎構造に関し、主に倉庫、スーパー、工場、体育館などの建物の基礎として利用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に建物の基礎は、上部構造の応力を地盤または基礎下に施工された割り栗石などによる地業に伝えるもので、ほとんどの基礎が鉄筋コンクリートで施工されている。
【０００３】
図６は、従来の基礎の一例を示し、図において、桁行き方向に溝状に連続して根切り（掘削）された底の地盤上に割り栗石３０、捨てコンクリート３１が順に施工され、捨てコンクリート３１の上に地中ばり３２が鉄筋コンクリートによって施工されている。
【０００４】
また、柱３３が建て付けられている位置の直下にフーチング３４が地中ばり３２と一体に鉄筋コンクリートで施工されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、鉄筋コンクリートによる地中ばりの施工は、フーチング３４を有する等の理由により、深く、しかも広めに根切りをおこなう必要があるため、掘削土が大量に排出される等の課題があった。
【０００６】
また、フーチング３４を含む基礎全体の断面形状が複雑になるため、型枠の加工、組み立て、さらには鉄筋の加工、配筋などの基礎工事に多くの手間がかかり、工期の長期化が免れないだけでなく、施工が繁雑化して施工精度が落ちる等の課題があった。
【０００７】
また、フーチング３４間にスパン（はり間）方向に連続する地中ばりが配置されない場合、スパン方向に作用する水平外力によってフーチング３４に大きなせん断力と曲げモーメントが生じることから、これに備えてフーチング３４の底面積を相当大きくする必要がある等の課題もあった。
【０００８】
この発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、工期の短縮化、施工の省力化、施工精度の向上、さらに基礎断面の低減などを可能にした建物の基礎構造を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するための手段として、この発明に係る建物の基礎構造は、請求項１として、地中ばりとして形鋼を設置し、この地中ばりの下面にシアコネクターを設け、桁行き方向に間隔をおいてアンカーフレームを設ける。
【００１０】
請求項２として、請求項１の建物の基礎構造において、地中ばりおよび／またはアンカーフレームの上面の、柱を設置する位置の近傍にシアコネクターを設ける。
【００１１】
請求項３として、請求項１または２の建物の基礎構造において、基礎型枠として、上部に腰パネルを積層可能な側パネルを用いる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１と図２は、この発明に係る建物の基礎構造の一例を示し、図において桁行き方向に連続する根切りの底の地盤上に割り栗石１が敷き詰められ、その上に墨出し等をおこなうための前処理として捨てコンクリート２が所定の厚さに打設されている。
【００１３】
また、捨てコンクリート２の上に複数のアンカーフレーム３と地中ばり４がそれぞれ設置され、その両側に側パネル５ａ，５ｂがそれぞれ設置されている。
さらに、両側の側パネル５ａ，５ｂ間に基礎コンクリート６が打設され、基礎コンクリート６内にアンカーフレーム３と地中ばり４が埋め込まれている。こうして、桁行き方向に連続する断面略矩形状の基礎７が形成されている。
【００１４】
また、基礎７の上に鉄骨の柱８が建て付けられ、かつ屋外側の側パネル５ａの上に腰パネル９が設置されている。さらに、基礎７の上に床部分から連続して土間コンクリート１０が打設されている。
【００１５】
アンカーフレーム３は、捨てコンクリート２の上に材軸方向（長手方向）をスパン（はり間）方向と一致させ、かつ複数のレベル調整体１１を介して桁行き方向に所定間隔をおいて設置されている。
【００１６】
地中ばり４は捨てコンクリート２の上の各アンカーフレーム３，３間に、材軸方向を桁行き方向と一致させて架け渡され、その両端はアンカーフレーム３の側部に接合プレートと接合ボルト等でそれぞれ接合されている。
【００１７】
なお、地中ばり４はアンカーフレームを用いず、例えば図３と図４に図示するように連続して設置されていてもよい。
アンカーフレーム３と地中ばり４はともにＨ形鋼などの形鋼で形成され、各地中ばり４の下面にシアコネクターとして複数の頭付きスタッド１２が桁行き方向に所定間隔に突設され、また地中ばり４および／またはアンカーフレーム３の上面にもシアコネクターとして複数の頭付きスタッド１３が突設されている。
【００１８】
特に、頭付きスタッド１２は地中ばり４の下面に一列ないし複数列に突設されている。
このように、地中ばり４の下面に頭付きスタッド１２が突設されていることで、基礎７は地中ばり４と基礎コンクリート６とから合成構造をなし、支持地盤からの地反力による曲げモーメントに対して合成ばりとして機能するので、基礎の深さを浅くすることができて、掘削土量を低減することができる。
【００１９】
また、地中ばり４および／またはアンカーフレーム３の上面に頭付きスタッド１３が突設されていることで、基礎７と土間コンクリート１０が一体構造をなし、柱８の柱脚に作用する水平力を土間コンクリート１０に分担させることができる。また、これにより基礎７に作用する曲げモーメントを低減できるため、基礎７の基礎幅を低減できる。
【００２０】
なお、シアコネクターとしては、鋼板のように連続した板状体を用いてもよいし、突起物を間隔をおいて設けてもよい。
また、地中ばり４やアンカーフレーム３の表面に凹凸が形成されていてもよく、地中ばり４と基礎コンクリート６との付着力、地中ばり４および／またはアンカーフレーム３と土間コンクリート１０との付着力が十分に得られる構造になっていればよい。また、土間コンクリート１０にも必要に応じて土間補強筋が配筋されている。
【００２１】
地中ばり４とアンカーフレーム３の上面にシアコネクターを設ける位置は、特に制限されないが、コンクリートがシアコネクターの周りに十分に廻るように柱８から５０ｍｍ以上離しておくのが好ましく、曲げモーメントを低減する効果を十分に発揮するためには柱８から５００ｍｍ以内とするのがよい。
【００２２】
また、地中ばり４とアンカーフレーム３の上面に設けるシアコネクターも下面に設けるものと同様、頭付きスタッドや鋼板などを用いることができる。
シアコネクターとして鋼板などの板状体を利用する場合には、その長手方向は桁行き方向と垂直であっても平行であってもよく、これらを組み合わせた平面視Ｌ字型や平面視十字型のものであってもよい。
【００２３】
さらに、アンカーフレーム３を設ける場合には、その下面にもシアコネクターとして頭付きスタッド１２が突設されていてもよい。
レベル調整体１１は固定金具１１ａ、可動金具１１ｂおよびレベル調整ボルト１１ｃなどで構成され、地中ばり４を形成する形鋼の端部に設置されてる。
【００２４】
また、アンカーフレーム３を設ける場合には、各アンカーフレーム３の両端側にそれぞれ設置されている。
固定金具１１ａは捨てコンクリート２の上にアンカーボルト１４で固定され、また可動金具１１ｂは固定金具１１ａの側部に固定ボルト１５で固定され、さらに可動金具１１ｂは地中ばり４またはアンカーフレーム３の端部にボルト等で連結されている。
【００２５】
また、固定金具１１ａと可動金具１１ｂはともに溝形鋼やＬ形鋼などの形鋼で形成されている。
レベル調整ボルト１１ｃは固定金具１１ａの近くに立設され、レベル調整ボルト１１ｃによって可動金具１０ｂは、固定金具１１ａに固定される前、高さ調整と水平出しがなされている。
【００２６】
このようにして、高さ調整と水平出しが可能なことにより、アンカーフレーム３と地中ばり４の取付精度を高めることができ、これにより施工精度の向上が図れる。
【００２７】
レベル調整ボルト１１ｃには、軸方向（上下方向）に移動するレベル調整ナット１１ｄが螺合されており、レベル調整ナット１１ｄを回して可動金具１１ｂを自由に上げ下げできるようになっている。
【００２８】
なお、レベル調整ボルト１１ｃはレベル調整を終了した後、レベル調整ボルト１１ｄとともに撤去され、繰り返し利用できるようにしてもよい。
側パネル５ａ，５ｂは、基礎７の型枠を兼ねるとともに基礎７の表面材として放置されるもので、例えばＦＲＣ板などの乾式パネルで形成されている。
【００２９】
また、側パネル５ａと５ｂは捨てコンクリート２の上に取り付けられた、真上に開口する断面略溝状のランナー１６に下端部を建て込んで固定されている。なお、ランナー１６は軽量溝形鋼や２本の軽量山形鋼などで形成されている。
【００３０】
側パネル５ａおよび５ｂとしては、上部に腰パネル９を積層可能な形状のものを用いるのがよく、例えば側パネルの上端部と腰パネル９の下端部とを嵌合しうるような凹凸形状にしておくとよい。
【００３１】
柱８は地中ばり４またはアンカーフレーム３の上に柱脚金具１７を介してそれぞれ立設され、各柱８の下端部は柱脚金具１７に数本の固定ボルト１９で固定されている。
【００３２】
また、柱脚金具１７は地中ばり４またはアンカーフレーム３の上にアンカーボルト１８で固定されている。アンカーボルト１８は地中ばり４またはアンカーフレーム３を下方に貫通し、下側で桁行き方向に折り曲げられ、かつ桁行き方向に所定長さ延長されていることで、充分な定着長さが得られている。
【００３３】
なお、アンカーボルト１８は、地中ばり４またはアンカーフレーム３の下側でスパン方向（地中ばりの軸直角方向）に折り曲げられ、かつスパン方向に所定の長さ延長されていてもよい。また、アンカーボルト１８には高力ボルトまたは中ボルト等が使用されている。
【００３４】
図３と図４は、同じくこの発明に係る建物の基礎構造の一例を示し、特に前述するようなアンカーフレームがなく、捨てコンクリート２の上に地中ばり４だけが設置されている。
【００３５】
地中ばり４は捨てコンクリート２の上に材軸方向を桁行き方向と一致させ、かつ複数のレベル調整体１１を介して複数連ねて設置され、その両端は接合プレート２０と接合ボルト２１で互いに接合されている。
【００３６】
そして、レベル調整体１１によって地中ばり４の高さ調整と水平出しを行うことで、地中ばり４の取付精度を高めることができ、これにより施工精度の向上が図れるようになっている。
【００３７】
また、柱８はアンカーフレームの上にではなく、地中ばり４の上に柱脚金具１７を介して立設されている。各柱８の下端部は柱脚金具１７に複数の固定ボルト１９で固定されている。柱脚金具１７は地中ばり４の上に複数のアンカーボルト２２で固定されている。
【００３８】
アンカーボルト２２は地中ばり４を下方に貫通し、下端部に取り付けられている定着プレート２３によって互いに連結され、かつ基礎コンクリート６内に定着されている。また、アンカーボルト２２は、その上端部に螺合されているアンカーナット２４を後から再度締め付けられるように、いわゆるアンボンド構造になっている。
【００３９】
また、基礎型枠を兼ねる一方の側パネル５ａは、捨てコンクリート２の上に凹溝を形成するように取り付けられた、例えば軽量山形鋼などからなる２本のランナー２５，２５間に下端部を建て込んで固定されている。
【００４０】
さらに、ランナー２５，２５間の捨てコンクリート２の上には、レベル調整ボルト２６が突設され、このレベル調整ボルト２６を回して上げ下げすることで、側パネル５ａのレベル調整と水平出しがおこなえるよにうなっている。その他の構成は、図１と図２に図示するものと略同じである。
【００４１】
このような構成において、次に施工方法を簡単に説明する（図５参照）。
▲１▼ 最初に、桁行き方向に溝状に連続する根切りＡを行う。そして、根切り底の地盤上に割り栗石１を入念に転圧しながら敷きつめ、かつその上に捨てコンクリート２を所定の厚さに打設する。
▲２▼ 次に、捨てコンクリート２の上に墨出し位置に従ってレベル調整体１１とランナー１６をそれぞれ取り付け、また基礎補強筋２７として丸鋼または異形鉄筋を必要量、配筋する。
▲３▼ 次に、レベル調整体１１，１１間にアンカーフレーム３をそれぞれ架け渡し、可動金具１１ｂにそれぞれ固定する。
【００４２】
また、レベル調整体１１のレベル調整ボルト１１ｃとレベル調整ナット１１ｄでアンカーフレーム３の水平出しとレベル調整を行う。そして、固定ボルト１５を締め付けて可動金具１１ｂを固定金具１１ａに固定する。
▲４▼ 次に、各アンカーフレーム３に柱脚金具１７とアンカーボルト１８をそれぞれ取り付ける。なお、柱脚金具１７とアンカーボルト１８はアンカーフレーム３に予め取り付けておいてもよい。
▲５▼ 次に、アンカーフレーム３，３間に地中ばり４をそれぞれ架け渡し、両端をアンカーフレーム３に接合プレートと接合ボルトでそれぞれ接合する。
【００４３】
また、アンカーフレーム３の上端に頭付きスタッド１３、地中ばり４の下端に頭付きスタッド１２をそれぞれ突設する。なお、頭付きスタッド１２と１３はあらかじめ取りつけておくのが望ましい。
▲６▼ 次に、アンカーフレーム３と地中ばり４の両側に、基礎型枠を兼ねて側パネル５をそれぞれ建て付ける。その際、側パネル５の下端はランナー１６に差し込んで固定する。
▲７▼ 次に、両側の側パネル５ａと５ｂ間に基礎コンクリート６を打設する。また側パネル５ａと５ｂの外側を埋戻土２８でそれぞれ埋め戻す。なお、基礎コンクリート６の打設前に埋戻土２８を埋戻してもよい。
【００４４】
こうして、側パネル５ａと５ｂ間に基礎コンクリート６を打設することで、アンカーフレーム３と地中ばり４は基礎コンクリート６内に埋めこまれ、これにより桁行き方向に連続する断面略矩形状の布基礎７が形成される。
▲８▼ 次に、アンカーフレーム３の上に柱８を、柱脚金具１７に下端部を固定ボルト１９で固定してそれぞれ建て付ける。
【００４５】
また、側パネル５ａの上に腰パネル９を設置する。その際、腰パネル９を布基礎７の側パネル５と面一に取り付けることができ、施工性がきわめてよい。
▲９▼ 次に、基礎７の上に土間部分から連続させて土間コンクリート１０を打設する。
【００４６】
なお、柱８を建て付ける前に土間コンクリート１０を先に打設し、その後に柱８を建て付けるようにしてもよいが、その場合には、柱脚金具１７が土間コンクリート１０に埋まらないように、柱脚金具１７の周囲にコンクリートを堰き止める枠体（図省略）を矩形状に設けて、いわゆる箱抜きをする。
【００４７】
【発明の効果】
この発明に係る建物の基礎構造は以上説明した通りであり、桁行き方向に連続する根切りの底に、シアコネクターを有する形鋼からなる地中ばりが設置され、かつその周囲に基礎コンクリートが打設されていることにより、形鋼とコンクリートからなる合成構造をなしているので、断面を小さくすることができ、掘削土量を少なくすることができる等の効果がある。
【００４８】
また、基礎が形鋼とコンクリートから合成構造をなし、また地中ばりまたはアンカーフレームの上面にシアコネクターが突設されていることで、床部分から基礎の上まで連続して打設された基礎と土間コンクリートとが一体構造をなしているため、柱脚部に作用する水平力を土間コンクリートに分担させることができ、かつこれにより基礎に作用する曲げモーメントも小さくできるため、基礎の幅を低減できて基礎断面を小さくすることができる。
【００４９】
また、レベル調整体によってアンカーフレームの高さ調整と水平出しが可能なことにより、アンカーフレームと地中ばりの取付精度を高めることができ、これにより施工精度の向上が図れる。
【００５０】
さらに、アンカーフレームと地中ばりの両側に、基礎型枠として設置されている側パネルを基礎の表面材として放置することにより、鉄筋の加工、配筋作業とともに型枠の解体・撤去作業も省略でき、施工の大幅な省力化、工期の大幅な短縮化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る基礎構造の一例を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるイ部拡大図である。
【図２】この発明に係る基礎構造の一例を示す一部斜視図である。
【図３】この発明に係る基礎構造の一例を示す縦断面図である。
【図４】この発明に係る基礎構造の一例を示す縦断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｇ）は施工方法の一例を示す断面図である。
【図６】従来の基礎の一例を示す一部斜視図である。
【符号の説明】
１ 割り栗
２ 捨てコンクリート
３ アンカーフレーム
４ 地中ばり
５ａ 側パネル
５ｂ 側パネル
６ 基礎コンクリート
７ 基礎
８ 柱
９ 腰パネル
１０ 土間コンクリート
１１ レベル調整体
11ａ 固定金具
11ｂ 可動金具
11ｃ レベル調整ボルト
11ｄ レベル調整ナット
１２ 頭付きスタッド（シアコネクター）
１３ 頭付きスタッド（シアコネクター）
１４ アンカーボルト
１５ 固定ボルト
１６ ランナー
１７ 柱脚金具
１８ アンカーボルト
１９ 固定ボルト
２０ 接合プレート
２１ 接合ボルト
２２ アンカーボルト
２３ 定着プレート
２４ アンカーナット
２５ ランナー
２６ レベル調整ボルト
２７ 基礎補強筋
２８ 埋戻土

Claims (3)

1. 地中ばりとして形鋼が用いられた基礎であって、この地中ばりの下面にシアコネクターが設けられ、桁行き方向に間隔をおいてアンカーフレームが設けられていることを特徴とする建物の基礎構造。
2. 地中ばりおよび／またはアンカーフレームの上面であって、柱を設置する位置の近傍にシアコネクターが設けられていることを特徴とする請求項１記載の建物の基礎構造。
3. 基礎型枠として、上部に腰パネルを積層可能な側パネルが用いられていることを特徴とする請求項１または２記載の建物の基礎構造。

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