JP3825795B2 - Pile head joint structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート杭等の杭頭部と構造物側との接合構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の杭頭接合構造では、杭頭部と構造物側との接合形態を剛接合としてとらえるのが一般的であった。しかしながら、大地震に遭遇した場合には、杭頭接合部に応力が集中して曲げモーメントが過大となり、杭頭接合部から破壊される危険があるという技術的な問題があった。そこで、杭の頭部接合部を地震による損傷から保護するため、杭頭部と構造物側との接合部に滑り材を介在させたり、杭頭部で構造物側を回転可能にピン支承したりすることにより、地震作用を緩和して破壊から保護するという、柔接合に基づく杭頭接合技術も開示されるに至っている(特開平10−227039号公報、特開平8−120687号公報)。ところで、これらの従来技術では、杭頭部に対して構造物側を載置するという技術形態を採用していたため、上向きの地震力すなわち縦揺れに対する耐震強度が弱いという強度上の問題があるとともに、その杭頭接合部に係る施工に手間がかかるといった施工上の問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の技術状況に鑑みて開発したものであり、地震作用を更に緩和し得るとともに、縦揺れに対する耐震強度を改善し、かつ構造物側との接合作業に関する施工性を向上し得る杭の頭部接合構造を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項1の発明では、杭の上端面の上部及び上端近傍の側面の周囲にゴム等からなる地震エネルギを吸収可能な変形部材を設置し、その変形部材の上面及び側面を鋼板等からなるキャップ状の剛性部材により被冠するとともに、前記剛性部材に形成した複数の挿通孔に間隙をもってゆるく挿通した複数のボルトを前記変形部材を貫通して杭の上端面に設けた杭頭端板にねじ止めし、かつ前記剛性部材の上面に鉄筋を設置することにより、前記変形部材の変形により地震エネルギを吸収して杭と構造物側との接合部に対する地震作用を緩和するという技術手段を採用した。なお、前記変形部材及び剛性部材の設置と杭頭端板に対するボルトのねじ止めとの先後は問わない。本発明によれば、杭の上端面に接する変形部材の平板部だけでなく、杭の上端近傍の側面に接する筒状部においても地震エネルギを吸収し得ることから、より多くの地震エネルギの吸収が可能となり耐震作用を向上できる。また、複数のボルトを前記剛性部材及び変形部材を貫通して杭の上端面に設けた杭頭端板にねじ止めするように構成したので、それらの剛性部材や変形部材が杭頭部から外れることは確実に防止されることから、縦揺れに対する耐震強度を改善できる。請求項2の発明では、前記変形部材をキャップ状に一体的に形成して、杭の上端面の上部及び上端近傍の側面の周囲を被冠するという技術手段を採用した。本発明によれば、キャップ状の変形部材を杭頭部へ被冠するとともに、その変形部材の上にキャップ状の剛性部材を被冠することになるので、施工に際しては、それらの変形部材及び剛性部材を順次あるいは予め被冠して重合した状態で杭頭部へ被冠するという簡便な作業手順が可能になり、しかも構造物側の正確な位置決めが実現されることから、施工性を大幅に向上できる。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明は、種々の杭の頭部接合構造として適用が可能である。杭の断面形状や材質は問うところではない。前記変形部材は、変形により地震エネルギを吸収することにより地震作用の緩和に適する、ゴム等の変形可能な適宜の素材から構成することができる。この変形部材を構成する杭の上端面の上部を被う平板部と杭の上端近傍の側面の周囲を被う筒状部は、同じ材質から構成してもよいし、異なる材質から構成してもよい。例えば、筒状部には構造物の自重が常時直接的に作用することはないから、平板部より柔らかい材質から構成してもよい。さらに、それらの変形部材を構成する平板部と筒状部は、別個に形成してもよいし、キャップ状に一体的に形成してもよい。他方、前記剛性部材は、杭に対する構造物の支持に支障のない剛性を有する鋼板等からキャップ状に形成し、変形部材の上面及び側面に被冠するようにする。なお、前記剛性部材及び変形部材を貫通して杭の上端面に設けた杭頭端板にねじ止めする複数のボルトは、以下の実施例のように頭付きボルトでもよいし、両ねじボルトを用いて頭に相当する部分を後から螺着する形態も可能である。因みに、両ねじボルトを先に杭頭端板にねじ止めする施工形態の場合には、その先組みした両ねじボルトを案内として変形部材や剛性部材を設置できるので、施工性の向上に有効である。
【0006】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。図1は本発明の一実施例における施工手順を示した分解施工図であり、図2はその施工の完成状態を示した縦断面図、図3は地震作用を受けた状態を示した縦断面図である。図中1は杭であり、その杭1の上端面の周辺部分には、複数の雌ねじ2を形成した杭頭端板3を設置してある。図示のように、本実施例に係る変形部材4は、杭1の上端面の上部を被う平板部4aと杭の上端近傍の側面の周囲を被う筒状部4bを一体的に形成してキャップ状に形成した。平板部4aには複数の頭付きボルト5の挿通孔6を形成し、筒状部4bの下端部にはツバ部7を設けた。また、剛性部材8は、変形部材4に被冠し得るように、平板部8aと筒状部8bからなるキャップ状に形成し、平板部8aに複数の頭付きボルト5の挿通孔9を形成した。なお、この平板部8aに形成する挿通孔9は、地震時にボルト5と剛性部材8との間で相対移動し得るようにルーズ孔として間隙をもってゆるく挿通し得るように形成する必要があるが、前記変形部材4の平板部4aに形成する挿通孔6の場合にはルーズ孔にする必要はない。さらに、剛性部材8の平板部8aの上面には、構造物との接合用の複数の鉄筋10を溶接により設置した。
【0007】
しかして、図1に示したように地盤11の所定位置に設置された杭1に対して構造物を接合する場合には、地盤11上に打設したコンクリート12面より上方に突出した杭頭部13に対して以下の接合のための準備作業を実施することになる。すなわち、本実施例では、先ず杭頭部13に対してキャップ状の前記変形部材4を被冠し、更にその変形部材4の外側にキャップ状の前記剛性部材8を被冠する。この場合、予め変形部材4に剛性部材8を被冠した上で、杭頭部13に被冠することも可能である。しかる後、複数の頭付きボルト5を剛性部材8の平板部8aに形成した挿通孔9及び変形部材4の平板部4aに形成した挿通孔6に挿通し杭頭端板3に形成した雌ねじ2に螺合する。その際に、本実施例では、頭付きボルト5と剛性部材8との間に弾性材付きの座金14を介在させ、地震時に杭頭接合部に作用する回転モーメントによる頭付きボルト5への作用を緩和し得るように構成した。また、頭付きボルト5の頭部の上方には、構造物からの圧縮力を緩和するため、弾性材等の変形可能な部材からなる保護キャップ15を装着した。さらに、剛性部材8の平板部8aに形成した挿通孔9と頭付きボルト5との間に形成される間隙部に弾性材等の変形可能な部材を充填ないし挿入するようにしてもよい。
【0008】
以上の作業により、杭頭部13に対する変形部材4及び剛性部材8の取付けが完了した場合には、図2に示したように、構造物側の基礎コンクリート16を打設することにより、杭1の杭頭部13に対する構造物側の接合作業が終了する。しかして、構造物側のコンクリート16は、以上のように杭1に対して変形部材4を介在した状態で接合されることから、地震作用を受けた場合には、図3に示したように変形部材4が変形して地震エネルギを吸収するので、構造物に対する影響が緩和される。その場合、変形部材4の平板部4aの変形によるエネルギ吸収だけでなく、筒状部4bの変形によるエネルギ吸収も加算されることから、構造物に対する地震作用の緩和効果を増大することができる。さらに、地震時における前記弾性材付きの座金14の変形や前記挿通孔9と頭付きボルト5との間隙部に充填ないし挿入した部材の変形も、構造物に対する地震作用の緩和に有効である。以上のように、変形部材4の筒状部4bの変形によるエネルギ吸収の加算により、特に横揺れに対する耐震強度が補強される。また、前記頭付きボルト5の設置により、剛性部材4や変形部材8が杭頭部13から外れることは確実に防止され、縦揺れに対する耐震強度が改善される。さらに、本実施例のように、変形部材4をキャップ状に一体的に形成した場合には、杭頭部13に対して変形部材4及び剛性部材8を被冠し、頭付きボルト5を挿通孔6,9に挿通して杭頭端板3に形成した雌ねじ2に螺合するだけで、杭1と構造物側と接合のための準備作業が完了するので、その施工性が大幅に向上される。なお、鉄筋10の剛性部材8への設置に関しては、前述の溶接に替えて、ねじ結合等の適宜の固着手段の採用が可能である。
【0009】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果を得ることができる。
(1)請求項1の発明では、杭の上端面の上部及び上端近傍の側面の周囲にゴム等からなる地震エネルギを吸収可能な変形部材を設置し、その変形部材の上面及び側面を鋼板等からなるキャップ状の剛性部材により被冠するという技術手段を採用したので、杭の上端面に接する変形部材の平板部だけでなく、杭の上端近傍の側面に接する筒状部においても地震エネルギを吸収し得ることから、より多くの地震エネルギの吸収が可能となり、特に横揺れに対する耐震作用を向上できる。
(2)しかも、複数の頭付きボルトを剛性部材及び変形部材を貫通して杭の上端面に設けた杭頭端板にねじ止めするように構成したので、それらの剛性部材や変形部材が杭頭部から外れることは確実に防止されることから、縦揺れに対する耐震強度を改善できる。
(3)請求項2の発明では、前記変形部材をキャップ状に一体的に形成して、杭の上端面の上部及び上端近傍の側面の周囲を被冠するという技術手段を採用したので、キャップ状の変形部材を杭頭部へ被冠するとともに、その変形部材の上にキャップ状の剛性部材を被冠することになることから、施工に際しては、それらの変形部材及び剛性部材を順次あるいは予め被冠して重合した状態で杭頭部へ被冠するという簡便な作業手順が可能になり、しかも構造物側の正確な位置決めが実現されることから、施工性を大幅に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例における施工手順を示した分解施工図である。
【図2】 施工の完成状態を示した縦断面図である。
【図3】 地震作用を受けた状態を示した縦断面図である。
【符号の説明】
1…杭、2…雌ねじ、3…杭頭端板、4…変形部材、4a…平板部、4b…筒状部、5…頭付きボルト、6…挿通孔、7…ツバ部、8…剛性部材、8a…平板部、8b…筒状部、9…挿通孔、10…鉄筋、11…地盤、12…コンクリート、13…杭頭部、14…弾性材付きの座金、15…保護キャップ、16…基礎コンクリート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a joint structure between a pile head such as a concrete pile and a structure side.
[0002]
[Prior art]
In the conventional pile head joint structure, the joint form between the pile head and the structure side is generally regarded as a rigid joint. However, when a large earthquake is encountered, there is a technical problem that stress concentrates on the pile head joint and bending moment becomes excessive, and there is a risk of destruction from the pile head joint. Therefore, in order to protect the head joint of the pile from damage due to earthquake, a sliding material is interposed at the joint between the pile head and the structure side, or the structure side is supported by the pile head so that it can rotate. As a result, a pile head joining technique based on a soft joint that relaxes the seismic action and protects it from destruction has been disclosed (Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-227039 and 8-120687). By the way, in these conventional technologies, since the technical form of placing the structure side with respect to the pile head was adopted, there is a problem in strength that the seismic strength against upward seismic force, that is, pitching is weak. There was a construction problem that it took time to construct the pile head joint.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention was developed in view of the above-described conventional technical situation, and can further reduce the seismic action, improve the seismic strength against pitching, and workability related to the joining work with the structure side. An object of the present invention is to provide a head joint structure of a pile that can improve the strength.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in the invention of
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is applicable as various pile head joint structures. The cross-sectional shape and material of the pile are not questioned. The deformable member can be made of a suitable deformable material such as rubber, which is suitable for mitigating seismic action by absorbing seismic energy by deformation. The flat plate part covering the upper part of the upper end surface of the pile constituting the deformable member and the cylindrical part covering the periphery of the side surface near the upper end of the pile may be made of the same material or different materials. Also good. For example, since the weight of the structure does not always act directly on the cylindrical portion, it may be made of a material softer than the flat plate portion. Furthermore, the flat plate portion and the cylindrical portion constituting the deformable members may be formed separately or may be integrally formed in a cap shape. On the other hand, the said rigid member is formed in cap shape from the steel plate etc. which have the rigidity which does not have trouble in supporting the structure with respect to a pile, and is made to crown on the upper surface and side surface of a deformation | transformation member. The plurality of bolts that pass through the rigid member and the deformable member and are screwed to the pile head end plate provided on the upper end surface of the pile may be headed bolts as in the following embodiments, or both screw bolts may be used. It is also possible to use a form in which the portion corresponding to the head is screwed later. By the way, in the case of the construction form in which both screw bolts are first screwed to the pile head end plate, deformation members and rigid members can be installed using the both assembled screw bolts as a guide, which is effective for improving workability. is there.
[0006]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded construction diagram showing a construction procedure in one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a completed state of construction, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a state subjected to an earthquake action. FIG. In the figure,
[0007]
Therefore, as shown in FIG. 1, when a structure is joined to the
[0008]
When the mounting of the
[0009]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) In invention of
(2) In addition, since the plurality of headed bolts are configured to be screwed to the pile head end plate provided on the upper end surface of the pile through the rigid member and the deformable member, the rigid member and the deformable member are connected to the pile. Since it is reliably prevented from coming off the head, the seismic strength against pitching can be improved.
(3) In the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded view showing a construction procedure in one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a completed state of construction.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a state in which an earthquake action is received.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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JP2002073663A JP3825795B2 (en) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | Pile head joint structure |
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JP2003268786A JP2003268786A (en) | 2003-09-25 |
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JP2009263926A (en) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Okabe Co Ltd | Pile top joining structure and temporary construction equipment for joining pile top used for its construction |
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2002
- 2002-03-18 JP JP2002073663A patent/JP3825795B2/en not_active Expired - Fee Related
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