JP3823243B2 - 杭基礎の浮き上がり減衰機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、構造物を支持する杭基礎の技術分野に属し、施工が容易で、地震時の杭頭接合部の保護を図れ、且つエネルギー吸収の作用を奏する、杭基礎の浮き上がり減衰機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
▲１▼ 従来、図２に例示したように杭１…で基礎版（基礎スラブ）２上の構造物５を支持する構造の杭基礎は、杭頭と基礎版２との取り合い構造を図３に例示したように行っている。即ち、杭１の頭部を基礎版２の中へ少し食い込ませる（埋め込む）と共に、杭頭の縦筋３を基礎版２の鉄筋篭（スラブ筋）４と一体化し、構造的にがっちりと固定化するのが一般的である。実用新案登録第３０１５３６１号の場合は、中空の杭頭部に網篭を設置して基礎版中へ埋め込ませ、基礎版コンクリートの打設によって固定し一体化している。
【０００３】
▲２▼ 特開平８−３１１８８６号公報には、杭頭の側面に減衰性能を有する合成化学材料を環状に配置して、地震エネルギーは前記合成化学材料を圧縮して減衰される構成の杭頭部免震システムが開示されている。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
先の兵庫県南部地震の杭基礎に関する被害状況は、杭頭部に集中していることが明かとなっている。これは地震時に上部構造物５に作用するモーメント６に起因する引き抜き力Ｆ（図２）によって杭頭接合部、及び杭体が破壊に至ったものと考えられている。
【０００５】
上述した従来技術▲１▼のように、杭頭を基礎版へ固定する考え方は、上部構造物５は基礎に固定するものとして設計が行われ、そうした条件を満足するための基礎設計が行われてきたことによる。
【０００６】
しかし、杭頭を基礎版に固定するための施工は、杭頭の処理、基礎版への埋め込み、杭頭の縦筋と基礎版鉄筋（スラブ筋）との溶接による接合などに工数がかかる上に、結局、完全な固定は至難であるとされている。
【０００７】
一方、大地震でも、通常の建物のプロポーションであれば転倒しないことは、多くの研究成果として実証されている。そして、地震時に基礎版の浮き上がりを許容すれば、地震入力を低減できることも知られている。しかし、上記▲２▼の技術のように基礎版に水平移動（横ズレ）を許容する場合には、基礎版の浮き上がりは発生せず、浮き上がりの許容による地震入力の低減を期待できないこともまた知られている。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、基礎版の水平移動（横ズレ）は阻止し、逆に浮き上がりを許容して、地震入力を低減する構成とした杭基礎の浮き上がり減衰機構を提供することである。
【０００９】
本発明の次の目的は、施工が容易で、地震時に受ける被害が少ない構造に改良した杭基礎の浮き上がり減衰機構を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る杭基礎の浮き上がり減衰機構は、
杭基礎において、杭１の頭部に水平なベースプレート８がアンカー部材７によって一体的に定着され、前記ベースプレート８に固着して立てた降伏点が低く弾塑性域が広い極軟鋼製の連結用ボルト９が基礎版２を貫通してその表面に突き出され、ナット１１をねじ込んで強く締結し基礎版２と連結されており、前記ベースプレート８は基礎版２に埋め込まれていないことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１及び２記載の発明に係る杭基礎の浮き上がり減衰機構の実施形態を示している。
【００１３】
杭１の頭部に、アンカー部材７によって水平なベースプレート８が一体的に定着され、同ベースプレート８の上面に下端を溶接等で固着された、降伏点が低い、または弾塑性域が広い材料、例えば極軟鋼により製作した連結用ボルト９が鉛直に立てられている。そして、基礎版２の表面上に突出された前記連結用ボルト９の上端部に、台座１０を置いてナット１１がねじ込まれ強く締結して、基礎版２と杭１の頭部とが連結用ボルト９（極軟鋼）の塑性ばねにより連結されている。ベースプレート８は基礎版２には埋め込まれない。
【００１４】
杭１は、既成コンクリート杭、鋼管杭、或いは現場打ちコンクリート杭の別を問わない。連結用ボルト９の材質は、基礎版２の横滑りを防ぐだけの剪断抵抗力をもち、基礎版２の浮き上がりを許容して塑性変形を生じエネルギー吸収の実効性を奏するものであれば良く、その如何を問わない。例えば鋼棒であっても、基礎版２の浮き上がり時の引き抜き力Ｆ（図２）に対して降伏する断面積に設計することによっても実施可能である。
【００１５】
本発明の浮き上がり減衰機構によれば、地震時の基礎版２の横滑り（水平変位）に対しては、連結用ボルト９が一種のシアキーとして抵抗し基礎版２と杭頭との間で剪断力を伝達して阻止する。その故に発生する基礎版２の浮き上がりは、連結用ボルト９の降伏と弾塑性変形とによって許容し、その際に地震エネルギーを吸収して減衰効果（ダンパー効果）を奏するのである。地震後には、緩んだナット１１を締めなおして修復する。
【００１６】
上述のように、本発明の浮き上がり減衰機構は、地震力に対してフレキシブルな挙動を呈するので、その分負荷が軽減されて破壊を免れる効果もある。
【００１７】
しかも、本発明の浮き上がり減衰機構は、杭頭に連結用ボルト９を備えた杭１を施工した後、基礎版２を施工し、そのコンクリートが強度を発現した後に、連結用ボルト９へナット１１をねじ込む手順で容易に施工でき、施工性にも優れるのである。
【００１８】
【本発明が奏する効果】
請求項１に記載した発明に係る杭基礎の浮き上がり減衰機構は、基礎版の水平移動（横ズレ）は阻止し、浮き上がりを許容して、地震入力を低減する減衰効果（ダンパー効果）を奏する。
【００１９】
また、本発明の浮き上がり減衰機構は、施工が容易で、地震時に受ける被害が少ない構造でもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浮き上がり減衰機構の実施形態を示した断面図である。
【図２】杭基礎構造物の地震時の作用力を説明した立面図である。
【図３】従来の杭基礎の杭頭部の納まりを示した断面図である。
【符号の説明】
１ 杭
２ 基礎版
７ アンカー部材
９ 連結用ボルト
１１ ナット
【発明の属する技術分野】
この発明は、構造物を支持する杭基礎の技術分野に属し、施工が容易で、地震時の杭頭接合部の保護を図れ、且つエネルギー吸収の作用を奏する、杭基礎の浮き上がり減衰機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
▲１▼ 従来、図２に例示したように杭１…で基礎版（基礎スラブ）２上の構造物５を支持する構造の杭基礎は、杭頭と基礎版２との取り合い構造を図３に例示したように行っている。即ち、杭１の頭部を基礎版２の中へ少し食い込ませる（埋め込む）と共に、杭頭の縦筋３を基礎版２の鉄筋篭（スラブ筋）４と一体化し、構造的にがっちりと固定化するのが一般的である。実用新案登録第３０１５３６１号の場合は、中空の杭頭部に網篭を設置して基礎版中へ埋め込ませ、基礎版コンクリートの打設によって固定し一体化している。
【０００３】
▲２▼ 特開平８−３１１８８６号公報には、杭頭の側面に減衰性能を有する合成化学材料を環状に配置して、地震エネルギーは前記合成化学材料を圧縮して減衰される構成の杭頭部免震システムが開示されている。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
先の兵庫県南部地震の杭基礎に関する被害状況は、杭頭部に集中していることが明かとなっている。これは地震時に上部構造物５に作用するモーメント６に起因する引き抜き力Ｆ（図２）によって杭頭接合部、及び杭体が破壊に至ったものと考えられている。
【０００５】
上述した従来技術▲１▼のように、杭頭を基礎版へ固定する考え方は、上部構造物５は基礎に固定するものとして設計が行われ、そうした条件を満足するための基礎設計が行われてきたことによる。
【０００６】
しかし、杭頭を基礎版に固定するための施工は、杭頭の処理、基礎版への埋め込み、杭頭の縦筋と基礎版鉄筋（スラブ筋）との溶接による接合などに工数がかかる上に、結局、完全な固定は至難であるとされている。
【０００７】
一方、大地震でも、通常の建物のプロポーションであれば転倒しないことは、多くの研究成果として実証されている。そして、地震時に基礎版の浮き上がりを許容すれば、地震入力を低減できることも知られている。しかし、上記▲２▼の技術のように基礎版に水平移動（横ズレ）を許容する場合には、基礎版の浮き上がりは発生せず、浮き上がりの許容による地震入力の低減を期待できないこともまた知られている。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、基礎版の水平移動（横ズレ）は阻止し、逆に浮き上がりを許容して、地震入力を低減する構成とした杭基礎の浮き上がり減衰機構を提供することである。
【０００９】
本発明の次の目的は、施工が容易で、地震時に受ける被害が少ない構造に改良した杭基礎の浮き上がり減衰機構を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る杭基礎の浮き上がり減衰機構は、
杭基礎において、杭１の頭部に水平なベースプレート８がアンカー部材７によって一体的に定着され、前記ベースプレート８に固着して立てた降伏点が低く弾塑性域が広い極軟鋼製の連結用ボルト９が基礎版２を貫通してその表面に突き出され、ナット１１をねじ込んで強く締結し基礎版２と連結されており、前記ベースプレート８は基礎版２に埋め込まれていないことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１及び２記載の発明に係る杭基礎の浮き上がり減衰機構の実施形態を示している。
【００１３】
杭１の頭部に、アンカー部材７によって水平なベースプレート８が一体的に定着され、同ベースプレート８の上面に下端を溶接等で固着された、降伏点が低い、または弾塑性域が広い材料、例えば極軟鋼により製作した連結用ボルト９が鉛直に立てられている。そして、基礎版２の表面上に突出された前記連結用ボルト９の上端部に、台座１０を置いてナット１１がねじ込まれ強く締結して、基礎版２と杭１の頭部とが連結用ボルト９（極軟鋼）の塑性ばねにより連結されている。ベースプレート８は基礎版２には埋め込まれない。
【００１４】
杭１は、既成コンクリート杭、鋼管杭、或いは現場打ちコンクリート杭の別を問わない。連結用ボルト９の材質は、基礎版２の横滑りを防ぐだけの剪断抵抗力をもち、基礎版２の浮き上がりを許容して塑性変形を生じエネルギー吸収の実効性を奏するものであれば良く、その如何を問わない。例えば鋼棒であっても、基礎版２の浮き上がり時の引き抜き力Ｆ（図２）に対して降伏する断面積に設計することによっても実施可能である。
【００１５】
本発明の浮き上がり減衰機構によれば、地震時の基礎版２の横滑り（水平変位）に対しては、連結用ボルト９が一種のシアキーとして抵抗し基礎版２と杭頭との間で剪断力を伝達して阻止する。その故に発生する基礎版２の浮き上がりは、連結用ボルト９の降伏と弾塑性変形とによって許容し、その際に地震エネルギーを吸収して減衰効果（ダンパー効果）を奏するのである。地震後には、緩んだナット１１を締めなおして修復する。
【００１６】
上述のように、本発明の浮き上がり減衰機構は、地震力に対してフレキシブルな挙動を呈するので、その分負荷が軽減されて破壊を免れる効果もある。
【００１７】
しかも、本発明の浮き上がり減衰機構は、杭頭に連結用ボルト９を備えた杭１を施工した後、基礎版２を施工し、そのコンクリートが強度を発現した後に、連結用ボルト９へナット１１をねじ込む手順で容易に施工でき、施工性にも優れるのである。
【００１８】
【本発明が奏する効果】
請求項１に記載した発明に係る杭基礎の浮き上がり減衰機構は、基礎版の水平移動（横ズレ）は阻止し、浮き上がりを許容して、地震入力を低減する減衰効果（ダンパー効果）を奏する。
【００１９】
また、本発明の浮き上がり減衰機構は、施工が容易で、地震時に受ける被害が少ない構造でもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浮き上がり減衰機構の実施形態を示した断面図である。
【図２】杭基礎構造物の地震時の作用力を説明した立面図である。
【図３】従来の杭基礎の杭頭部の納まりを示した断面図である。
【符号の説明】
１ 杭
２ 基礎版
７ アンカー部材
９ 連結用ボルト
１１ ナット
Claims (1)
- 杭基礎において、杭の頭部に水平なベースプレートがアンカー部材によって一体的に定着され、前記ベースプレートに固着して立てた降伏点が低く弾塑性域が広い極軟鋼製の連結用ボルトが基礎版を貫通してその表面に突き出され、ナットをねじ込んで強く締結し基礎版と連結されており、前記ベースプレートは基礎版に埋め込まれていないことを特徴とする、杭基礎の浮き上がり減衰機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14140799A JP3823243B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 杭基礎の浮き上がり減衰機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14140799A JP3823243B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 杭基礎の浮き上がり減衰機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000328583A JP2000328583A (ja) | 2000-11-28 |
| JP3823243B2 true JP3823243B2 (ja) | 2006-09-20 |
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ID=15291300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14140799A Expired - Fee Related JP3823243B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 杭基礎の浮き上がり減衰機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3823243B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111576497A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-25 | 江苏邗建集团有限公司 | 一种应用于地下空间的抗浮锚杆的施工方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP3887248B2 (ja) * | 2002-03-12 | 2007-02-28 | 大成建設株式会社 | コンクリート造基礎の支持構造 |
| CN104294823B (zh) * | 2014-10-13 | 2016-08-24 | 杭州江润科技有限公司 | 一种预应力管桩抗浮桩筏结构的施工方法 |
| JP7028728B2 (ja) * | 2018-06-22 | 2022-03-02 | 大成建設株式会社 | 基礎杭と基礎スラブの接合構造 |
| JP7307670B2 (ja) * | 2019-05-22 | 2023-07-12 | 五洋建設株式会社 | 杭柱状体の頭部接合構造及び接合方法 |
-
1999
- 1999-05-21 JP JP14140799A patent/JP3823243B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111576497A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-25 | 江苏邗建集团有限公司 | 一种应用于地下空间的抗浮锚杆的施工方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000328583A (ja) | 2000-11-28 |
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