JP3900344B2 - Column-to-pile connection structure of steel structure building and its construction method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨造建物の柱と杭の連結構造およびその施工法に関し、特に既成コンクリート杭と鉄骨柱との結合を堅固にして曲げや剪断応力の伝達が円滑に出来る鉄骨造建物の柱と杭の連結構造およびその施工法に関する。
【0002】
【従来の技術】
通常の建物においては、一般的な基礎構造として杭頭上端面と柱脚部及び基礎梁とがフーチングを介して一体に接合されているが、上部荷重の小さな低層の鉄骨造建物においては、簡素で合理的な基礎構造として杭と鉄骨柱とを直接的に連結して、フーチングと基礎梁を用いない基礎構造形式が用いられ始めている。
【0003】
このような杭と鉄骨柱とを直接的に連結する基礎構造形式としては、場所打ち杭、遠心力成形による既成コンクリート杭(RC杭、PC杭、PHC杭)、又は、外殻鋼管付き既成コンクリート杭(SC杭)等の杭に鉄骨柱を連結させた多数の基礎構造形式が提案されており、以下の図5、6に示すものは、本件発明に最も近い従来例である。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−100854号公報(第3頁、段落番号「0011」、第2図)
【0005】
【特許文献2】
特開2001−115464号公報(第2頁、段落番号「0014」〜第3頁、段落番号「0017」、第4図)
【0006】
特許文献1の例は、図5に示す構造によって現場における根切り工事と溶接作業を省略しており、コスト低減と工期短縮を図ろうとしている。
【0007】
基礎構造24の既成コンクリート杭2は、中空部にセメント8を充填硬化しており、鉄骨柱3は、下端をアンカーボルト25によって既成コンクリート杭2に直接接合している。又、鉄骨柱3の下端部と既成コンクリート杭2の上端部には、これらに跨がるように鋼管26を外挿して内部にコンクリートあるいは無収縮モルタル等の硬化材27を充填して硬化させている。
【0008】
既成コンクリート杭2と鉄骨柱3とは、鋼管26を介して接合すると共に直接的にも接合することで接合強度を確保しており、既成コンクリート杭2の施工誤差が生じた場合には、鋼管26と鉄骨柱3の位置を微調整することで対応している。
【0009】
しかるに、本例の基礎構造は、鋼管と杭との結合が差し込み構造によって一体化していることから、その結合強度は相互間の付着力のみで保持されるものであり、柱に引抜力が作用した場合には、付着力が切れて破壊する恐れがあった。
【0010】
又、鋼管と杭を構成しているPC鋼材とが離れていることから、地震時に至っては、鋼管に作用した曲げ応力が、杭にスムーズに伝達できないことが懸念され、同時に上部構造の揺れによって杭端の近傍に鋼管がせん断力を与えることで杭体破損を生じさせる可能性を抱えている。
【0011】
さらに、杭と柱の外側に配置される鋼管を柱施工後に挿入した場合には、現場施工となって品質が安定しないという不安感もあった。
【0012】
図5に示す構造の類似形態として、この他にも、既成コンクリート杭2の杭頭上端面の外周にコンクリートあるいは無収縮モルタル等の硬化材27を介することなく鋼管26を直接外挿する杭構造もあるが、本例では、上記問題点に加えて、杭頭上端面の外周に鋼管が勘合された形態であるが故に、杭打機で杭を打設する際に鋼管が杭頭上端面から押込まれて主要長さを確保できない場合が生じる等の問題もある。
【0013】
図6に示す特許文献2の従来例は、杭頭上端面に柱脚部を挿入することで剛接合するようにしている。
【0014】
本例では、基礎構造28を既成コンクリート杭2と角形鋼管から成る鉄骨柱3とで構成している。鉄骨柱3は、その柱脚部を既成コンクリート杭2の杭頭上端面5に直接的に挿入しながら、無収縮モルタルあるいはコンクリート等の充填材29を打設充填することで、杭頭上端面5と柱脚部とを剛接合すると共に、杭頭上端面5の外側周囲にはフープ筋30を多段に設けながら杭頭上端面5の周囲にコンクリート造の補強構造体31を設けることで接合部の補強を図っている。
【0015】
しかるに、本従来例の場合は、杭外側に鉄筋コンクリート部材を作成するために、杭頭上端面の周囲に鎖線で示す範囲に亘たって行われる地盤の掘削と埋戻し等の土工事を要し、この他にも鉄筋工事、型枠工事及びコンクリート工事が必要となって施工コストの高騰と工期の長期化を要していた。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来の各例が抱えている問題点に鑑みて、その解決を図るために提供するものであり、基礎梁やフーチングを用いない場合に、既成コンクリート杭と鉄骨柱との結合を堅固にして曲げや剪断応力の伝達を円滑にし、現場での作業と根切り工事とを回避することで、施工コストの低減と工期短縮の出来る鉄骨造建物の柱と杭の連結構造およびその施工法の提供を目的にしている。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明による鉄骨造建物の柱と杭の連結構造は、基本的に、基礎梁及びフーチングを用いずに杭と鉄骨柱を連結して成る鉄骨造建物の柱と杭の連結構造であって、地盤の所定位置に打設された円形中空断面の既成コンクリート杭と鉄骨柱との間に、既成コンクリート杭と同外径以下で当該既成コンクリート杭の杭頭上端面に取り付けられた端面金物に接合され、その内部の所定位置に設置される鉄骨柱を、その内部に充填されるコンクリートで既成コンクリート杭と一体化して連結する鋼管を設けて構成され、鋼管は既成コンクリート杭に接合されて打設されるように構成されており、具体的には、杭頭上端面に鋼管が突合わせ溶接されるか、或いは、鋼管の下端部に取付フランジを設け、取付フランジを既成コンクリート杭の杭頭上端面にボルト接合したり、取付フランジには、鋼管との間に補強リブを設けたり、さらには、コンクリート用剪断補強筋を、既成コンクリート杭の杭頭上端面に固定したり、その際、剪断補強筋を既成コンクリート杭の杭頭上端面に突設された縦筋に支持したり、また、鋼管が、既成コンクリート杭の中空部に垂下される有底円筒体を有し、有底円筒体が、既成コンクリート杭の杭頭上端面に固定されたり、その場合に、コンクリートを有底円筒体中に充填することを特徴としている。あるいは、本発明による鉄骨造建物の柱と杭の連結構造は基本的に、基礎梁及びフーチングを用いずに杭と鉄骨柱を連結して成る鉄骨造建物の柱と杭の連結構造であって、既成コンクリート杭と同外径の鋼管が既成コンクリート杭の杭頭上端面の端面金物に取り付けられ、鋼管は既成コンクリート杭に接合されて打設され、鋼管内に鉄骨柱の柱脚部が設置されて、鋼管内に充填されたコンクリートにより鉄骨柱が既成コンクリート杭に一体化して連結され、コンクリートが端面金物と鉄骨柱方向に接している構造であり、鋼管が既成コンクリート杭の杭頭上端 面の端面金物に溶接接合されたり、あるいは既成コンクリート杭の杭頭上端面の端面金物に取り付けられる鋼管の下端部には取付フランジが設けられ、取付フランジが既成コンクリート杭の杭頭上端面の端面金物にボルト接合されるようになっている。
【0018】
これによって、柱と杭の連結構造は、既成コンクリート杭と鉄骨柱との結合を堅固にして曲げや剪断応力の伝達を円滑にすると共に現場での作業と根切り工事とを回避することで、施工コストの低減と工期の短縮を図っている。
【0019】
又、本発明による鉄骨造建物の柱と杭の連結構造の施工法は、基礎梁及びフーチングを用いずに杭と鉄骨柱を連結して成る鉄骨造建物の柱と杭の連結構造の施工法であって、円形中空断面の既成コンクリート杭の杭頭上端面に取り付けた端面金物に、既成コンクリート杭と同外径以下で所定長の鋼管を接合し、次いで、鋼管を接合した既成コンクリート杭を地盤の所定位置に打設し、次いで、鋼管内の所定位置に鉄骨柱を建て込み、しかる後に、鋼管内にコンクリートを充填して既成コンクリート杭と鉄骨柱とを一体化して連結しており、鋼管を接合した既成コンクリート杭の製作は工場等で行い、現場ではコンクリートを充填するのみなので、柱と杭の連結構造の高品質化と施工効率の向上を達成している。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明による鉄骨造建物の柱と杭の連結構造は、基本的に、基礎梁及びフーチングを用いずに杭と鉄骨柱を直接連結して成る鉄骨造建物の柱と杭の連結構造であって、地盤の所定位置に打設された円形中空断面の既成コンクリート杭と鉄骨柱との間に、既成コンクリート杭と同外径以下で当該既成コンクリート杭の杭頭上端面に接合され、その内部の所定位置に設置される鉄骨柱を、その内部に充填されるコンクリートで既成コンクリート杭と一体化する鋼管を設けて構成されている。
【0021】
以下に、本発明の柱と杭の連結構造に関する実施の形態を図面に基づいて詳細に説明するが、従来と同様の部位についての表示は、理解を容易にするために同様の符号によっている。
【0022】
図1は、本発明による柱と杭の連結構造の実施の形態を示すもので、基礎梁及びフーチングを用いずに杭と鉄骨柱とを直接連結することで構成された柱と杭の連結構造を立断面図(a)と平断面図(b)によって表示している。
【0023】
本発明による柱と杭の連結構造1は、既成コンクリート杭2と鉄骨柱3とを直接連結することで構成している。既成コンクリート杭2の杭頭上端面5には、鋼管4を固定しているが、鋼管4の寸法は、外径の大きさ(D)が既成コンクリート杭2の外径寸法と同一であると共に、その高さ(H)は、鉄骨柱3に杭2からの応力を適切に伝達するのに必要な最小限の定値に設定されている。
【0024】
鋼管4は、既成コンクリート杭2の両端部に配置されて杭主筋と連結されているドーナツ状の端面金物6に対して突き合わせ溶接7によって強固に固定されており、既成コンクリート杭2の上端部と一体的に構成されている。
【0025】
しかして、既成コンクリート杭2は、打設された後にその中空部を充填することが通常の施工法であるが、既成コンクリート杭2の打設においては、杭の中空部に空隙が残された儘の場合と中空部が土砂で充填される場合とがある。
【0026】
そして、中空部に空隙が残された儘の場合は、空隙部分を適宜の手段で充填するものであり、後者の場合は、杭をオーガーなどで先もみすることで地盤に打設することで発生するものであるが、この際のコンクリート打設は、既成コンクリート杭の打設後に杭頭上端面の土砂を取り除いて行われるものであり、残された杭の中空部に杭頭上端からコンクリートを所定深さに施工することになる。
【0027】
鋼管4が接合された既成コンクリート杭2は、上部荷重の小さな低層の鉄骨造建物を構築する敷地の所定位置に打設され、フーチングと基礎梁を用いることなく簡素で合理的な柱と杭の連結構造1を構成するために配置されているが、既成コンクリート杭2が打設された後には、鉄骨柱3を鋼管4内の所定位置に建て込むと共に、鋼管4の内部にコンクリート8あるいは無収縮モルタル等の硬化材を充填して硬化させるものであり、既成コンクリート杭2と鉄骨柱3とは、直接的に連結している連結構造1として一体的に構成されている。
【0028】
尚、鉄骨柱3は、その形状を角形、円形等の任意の形態に選択できるものであり、同様に中空や内密等の選択も任意である。又、必要な場合には図示のように複数のスタッドジベル9を柱脚部に装着させることで、コンクリートとの結合強度を調整することも可能である。
【0029】
以上の構成によって、本発明による鉄骨造建物の柱と杭の連結構造は、既成コンクリート杭と鉄骨柱との結合を堅固にして曲げ応力の伝達を円滑にすると共に、現場での作業と根切り工事とを回避することで施工コストの低減と工期の短縮を可能にしている。
【0030】
又、本発明による鉄骨造建物の柱と杭の連結構造の施工法は、基礎梁及びフーチングを用いずに杭と鉄骨柱を連結して成る鉄骨造建物の柱と杭の連結構造の施工法であって、既成コンクリート杭と同外径で所定長の鋼管を既成コンクリート杭の杭頭上端面に接合し、次いで、鋼管を接合した既成コンクリート杭を所定位置に打設し、次いで、鋼管内の所定位置に鉄骨柱を建て込み、しかる後に鋼管内にコンクリートを打設して既成コンクリート杭と鉄骨柱とを一体化している。
【0031】
即ち、本発明による柱と杭の連結構造の施工法における実施の形態では、既成コンクリート杭2の杭頭上端面5に、既成コンクリート杭2と同じ外径で所定の長さを有している鋼管4を取り付けるための溶接7の作業は、工場内での機械作業として行うものであり、鋼管4を接合した既成コンクリート杭2における安定した品質の確立を可能にしている。
【0032】
次いで、鋼管4を接合した既成コンクリート杭2は、施工現場に搬送されて敷地内の所定位置に打設されるが、この際においては、現場での機械作業や根切り工事を一切回避するものであり、施工効率を向上させることで経済的になっている。
【0033】
又、鋼管4を接合した既成コンクリート杭2の打設後には、鉄骨柱3を鋼管4内の所定位置に建て込み、位置を設定した後にはコンクリート8を打設することで杭と柱の一体化を図っており、簡潔な短工期の作業によって容易に柱と杭の連結構造を構成している。
【0034】
以上のように、本発明による柱と杭の連結構造の施工法は、鋼管を接合した既成コンクリート杭の製作を工場等で行い、現場ではコンクリートを打設するだけの工事なので、柱と杭の連結構造の高品質化と施工効率の向上を図れるものである。
【0035】
図2は、本発明による柱と杭の連結構造の一実施の形態を示すものであり、立断面図(a)と平断面図(b)とで表示している。
【0036】
本実施の形態では、既成コンクリート杭2の杭頭上端面5に特別に加工された鋼管4’を固定している。既成コンクリート杭2の杭頭上端面5に対する鋼管4’の結合は、杭主筋と連結されているドーナツ状の端面金物6との螺合によって構成されている。
【0037】
又、鋼管4’は、既成コンクリート杭2と同じ外径で所定の長さを有している鋼管4の下端部に上記端面金物6と対峙しているドーナツ状の取付フランジ10を備えており、取付フランジ10には、鋼管4の管壁との間に補強用のリブプレート11を設けると共に取付穴12を形成している。
【0038】
一方、既成コンクリート杭2の杭頭上端面5に設けられているドーナツ状の端面金物6は、既成コンクリート杭を遠心成形する際に型枠として使用されているものであり、遠心成形装置に固定するための螺子孔13が設けられている。
【0039】
本実施の形態では、この螺子孔13を取付フランジのボルト接合用のネジ穴に兼用することで、取付穴12を通したボルト14をこれに螺合させており、鋼管4’はこのボルト14に嵌合させることで既成コンクリート杭2に装着させるものであり、しかる後にボルト14にダブルナット15を螺着させることで、鋼管4’を既成コンクリート杭2の杭頭上端面5に固定している。
【0040】
従って、本実施の形態では、既成コンクリート杭を遠心成形する際に型枠を固定するための螺子孔を活用しながら、鋼管を既成コンクリート杭の杭頭上端面にボルト固定しているので、特別なネジ加工を排除して施工上の効率化を図っている。
【0041】
図3は、本発明による柱と杭の連結構造の他の実施形態を示すものであり、立断面図(a)と平断面図(b)とで表示している。
【0042】
本実施の形態では、既成コンクリート杭2の杭頭上端面5に打設されるコンクリート用の剪断補強筋として鉄筋籠16が固定されている。本鉄筋籠16は、図示の縦筋17によって所定の位置に配置されることになるが、本実施の形態でも、既成コンクリート杭を遠心成形する際に型枠を固定するために必要な螺子孔13を、鉄筋籠16を支持する縦筋17を装着するために兼用している。
【0043】
縦筋17は、下端部にネジを構成することで、上記螺子孔13を活用しながら端面金物6に螺合されており、鉄筋籠16をこの縦筋17に結合させることで既成コンクリート杭2に装着させるものであり、打設されるコンクリートの強度を補強している鉄筋籠16の位置決めを確実にしている。
【0044】
従って、本実施の形態では、鉄筋籠を結合させるための縦筋が、既成コンクリート杭を遠心成形する際に型枠を固定するための螺子孔を活用しながら、既成コンクリート杭の杭頭上端面に螺合されているので、特別なネジ加工を排除して施工上の効率化を図っている。
【0045】
尚、既成コンクリート杭2の杭頭上端面5に固定される鋼管4は、上記実施の形態と同様に、既成コンクリート杭2と同じ外径で所定の長さを有しており、杭頭上端面5の端面金物6に取り付けるための溶接7の作業は、工場内での機械作業として行うものであるから、鋼管4を接合した既成コンクリート杭2における安定した品質の確立を可能にしている。又、鉄筋籠16の場合には鋼管の上方からも挿入することも出来るものであるが、剪断補強筋としては本実施の形態に限定されるものでなく、フープ筋のような簡素な形態等でも採用可能である。
【0046】
図4は、本発明による柱と杭の連結構造の他の実施形態を示すものであり、立断面図(a)と固定前の装着状態を示す斜視図(b)とで表示している。
【0047】
本実施の形態では、既成コンクリート杭2の杭頭上端面5に成形加工された2段形状の鋼管18が固定されている。鋼管18は、既成コンクリート杭2の杭頭上端面5に配置される上部18−1を上記実施の形態で示した鋼管4’と同様に、既成コンクリート杭2と同じ外径で所定の長さを有している鋼管4の下端部に上記端面金物6と対峙しているドーナツ状の取付フランジ10を備えており、杭頭上端面5に配置されている端面金物6と取付フランジ10とを結合することで、杭主筋と近接した状態での連結固定を可能にしている。
【0048】
鋼管18の下部18−2は、底部19を有する円筒体21で構成されており、円筒体21の外径を端面金物6及び取付フランジ10の内径と同様の寸法に形成しながら、取付フランジ10と一体に溶接されることで、2段形状の鋼管18を形成しており、既成コンクリート杭2の中空部に下部18−2を遊嵌させることで、鋼管18にコンクリートを打設する際の型枠として兼用すると同時に、既成コンクリート杭2と鉄骨柱3の柱脚部とを結合するコンクリートの既成コンクリート杭2との接合範囲を拡大している。
【0049】
従って、本実施の形態では、打設されるコンクリートと既成コンクリート杭2との接合範囲を拡大することで、鋼管18を配置されている杭主筋の近傍に固着させると同時に、鉄骨柱から既成コンクリート杭に伝達される応力の移行や曲げ応力への対応を確実にして、既成コンクリート杭と鉄骨柱との結合をさらに堅固にしている。
【0050】
又、本実施の形態でも、鋼管が既成コンクリート杭を遠心成形する際に型枠を固定するための螺子孔を活用しながら、既成コンクリート杭の杭頭上端面にボルト固定しているので、特別なネジ加工を排除して施工上の効率化を図っている。
【0051】
以上の各実施の形態で説明したように、本発明による柱と杭の連結構造の施工法は、鋼管を接合した既成コンクリート杭の製作は工場等で行い、現場ではコンクリートを打設するのみなので、柱と杭の連結構造は既成コンクリート杭と鉄骨柱との結合を堅固にして曲げ応力の伝達を円滑にすると共に現場での作業と根切り工事とを回避することで施工効率の向上と高品質化を達成している。
【0052】
以上、本発明のそれぞれを実施形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による鉄骨造建物の柱と杭の連結構造およびその施工法は、各実施の形態に何等限定されるものでなく、発明の趣旨に逸脱しない範囲において各種の変更が可能であることは当然である。
【0053】
【発明の効果】
本発明による鉄骨造建物の柱と杭の連結構造は、基礎梁及びフーチングを用いずに杭と鉄骨柱を連結して成る鉄骨造建物の柱と杭の連結構造であって、地盤の所定位置に打設された円形中空断面の既成コンクリート杭と鉄骨柱との間に、既成コンクリート杭と同外径以下で当該既成コンクリート杭の杭頭上端面に取り付けられた端面金物に接合され、その内部の所定位置に設置される鉄骨柱を、その内部に充填されるコンクリートで既成コンクリート杭と一体化して連結する鋼管を設けて構成され、鋼管は既成コンクリート杭に接合されて打設されるように構成されることを基本的にしており、杭頭上端面に鋼管が突合わせ溶接されるか、或いは、鋼管の下端部に取付フランジを設け、取付フランジを既成コンクリート杭の杭頭上端面にボルト接合したり、取付フランジには、鋼管との間に補強リブを設けたり、さらには、コンクリート用剪断補強筋を、既成コンクリート杭の杭頭上端面に固定したり、その際、剪断補強筋を既成コンクリート杭の杭頭上端面に突設された縦筋に支持したり、また、鋼管が、既成コンクリート杭の中空部に垂下される有底円筒体を有し、有底円筒体が、既成コンクリート杭の杭頭上端面に固定されたり、その場合に、コンクリートを有底円筒体中に充填することを特徴としているので、あるいは、基礎梁及びフーチングを用いずに杭と鉄骨柱を連結して成る鉄骨造建物の柱と杭の連結構造であって、既成コンクリート杭と同外径の鋼管が既成コンクリート杭の杭頭上端面の端面金物に取り付けられ、鋼管は既成コンクリート杭に接合されて打設され、鋼管内に鉄骨柱の柱脚部が設置されて、鋼管内に充填されたコンクリートにより鉄骨柱が既成コンクリート杭に一体化して連結され、コンクリートが端面金物と鉄骨柱方向に接している構造であり、鋼管が既成コンクリート杭の杭頭上端面の端面金物に溶接接合されたり、あるいは既成コンクリート杭の杭頭上端面の端面金物に取り付けられる鋼管の下端部には取付フランジが設けられ、取付フランジが既成コンクリート杭の杭頭上端面の端面金物にボルト接合されるようになっているので、既成コンクリート杭と鉄骨柱との結合を堅固にして曲げや剪断応力の伝達を円滑にすると共に現場での作業と根切り工事とを回避することで、施工コストの低減と工期の短縮を図ることができる効果を発揮している。
【0054】
又、本発明による鉄骨造建物の柱と杭の連結構造の施工法は、基礎梁及びフーチングを用いずに杭と鉄骨柱を連結して成る鉄骨造建物の柱と杭の連結構造の施工法であって、円形中空断面の既成コンクリート杭の杭頭上端面に取り付けた端面金物に、既成コンクリート杭と同外径以下で所定長の鋼管を接合し、次いで、鋼管を接合した既成コンクリート杭を地盤の所定位置に打設し、次いで、鋼管内の所定位置に鉄骨柱を建て込み、しかる後に、鋼管内にコンクリートを充填して既成コンクリート杭と鉄骨柱とを一体化して連結しているので、鋼管を接合した既成コンクリート杭の製作は工場等で行い、現場ではコンクリートを充填するのみになるので、柱と杭の連結構造の高品質化と施工効率の向上を達成できる効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による鉄骨造建物の柱と杭の連結構造およびその施工法における実施の形態図
【図2】 本発明の柱と杭の連結構造およびその施工法の他の実施の形態図
【図3】 本発明の柱と杭の連結構造およびその施工法の他の実施形態図
【図4】 本発明の柱と杭の連結構造およびその施工法の他の実施形態図
【図5】 従来の鉄骨造建物の基礎構造を示す立断面図
【図6】 従来の鉄骨造建物の基礎構造を示す立断面図
【符号の説明】
1 基礎構造、 2 既成コンクリート杭、 3 鉄骨柱、 4、4’ 鋼管、
5 既成コンクリート杭の杭頭上端面、 6 ドーナツ状の端面金物、 7 溶接、
8 コンクリート、 9 スタッドジベル、 10 取付フランジ、
11 リブプレート、 12 取付穴、 13 螺子孔、 14 ボルト、
15 ダブルナット、 16 鉄筋籠、 17 縦筋、 18 加工した鋼管、
18−1 上部、 18−2 下部、 19 底部、 24、28 基礎構造、
25 アンカーボルト、 26 鋼管、 27、29 硬化材、 30 フープ筋、
31 補強構造体 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure and a method for connecting columns and piles of a steel building, and more particularly, to a steel building column that can smoothly transmit bending and shear stress by solidly connecting the existing concrete pile and the steel column. The present invention relates to a pile connection structure and its construction method .
[0002]
[Prior art]
In normal buildings, the pile head upper end, the column base, and the foundation beam are joined together via footings as a general foundation structure, but in a low-rise steel structure with a small upper load, it is simple. As a rational foundation structure, piles and steel columns are directly connected, and a foundation structure type that does not use footings and foundation beams has begun to be used.
[0003]
As a foundation structure type that directly connects such a pile and steel column, cast-in-place pile, precast concrete pile by centrifugal force forming (RC pile, PC pile, PHC pile), or precast concrete with shell steel pipe A number of foundation structure types in which steel columns are connected to piles such as piles (SC piles) have been proposed, and the following examples shown in FIGS. 5 and 6 are conventional examples closest to the present invention.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-1000085 (
[0005]
[Patent Document 2]
JP 2001-115464 A (
[0006]
In the example of
[0007]
The ready-made
[0008]
The
[0009]
However, in the basic structure of this example, since the connection between the steel pipe and the pile is integrated by the insertion structure, the bonding strength is held only by the adhesive force between them, and the pulling force acts on the column. In such a case, there is a risk that the adhesive force may be cut and destroyed.
[0010]
In addition, because the steel pipe and the PC steel material that constitutes the pile are separated, there is a concern that the bending stress acting on the steel pipe cannot be transmitted smoothly to the pile at the time of an earthquake, and at the same time due to the shaking of the superstructure The steel pipe gives shearing force near the pile end and has the possibility of causing pile body damage.
[0011]
Furthermore, when steel pipes arranged outside the piles and columns were inserted after the column construction, there was also anxiety that the quality would not be stable due to site construction.
[0012]
In addition to this, as a similar form of the structure shown in FIG. 5, there is also a pile structure in which the
[0013]
The conventional example of
[0014]
In this example, the
[0015]
However, in the case of this conventional example, in order to create a reinforced concrete member on the outer side of the pile, earth work such as excavation and backfilling of the ground over the range indicated by a chain line around the upper end surface of the pile head is required. In addition, rebar construction, formwork, and concrete work were required, which led to a rise in construction costs and a prolonged construction period.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is provided in order to solve the problems of the conventional examples described above, and when the foundation beam and the footing are not used, the existing concrete pile and the steel column are provided. The connection structure between pillars and piles in steel buildings that can reduce the construction cost and shorten the construction period by making the connection firm and smoothly transmitting bending and shear stress and avoiding on-site work and root cutting work The purpose is to provide the construction method .
[0017]
[Means for Solving the Problems]
Coupling structure of pillars and piles of Steel Building according to the present invention is a essentially a coupling structure of Steel Building pillars and piles formed by connecting piles and steel columns without using the foundation beams and footings, Between a precast concrete pile with a circular hollow section and a steel column placed at a predetermined position on the ground, it is joined to an end face hardware attached to the pile head upper end surface of the precast concrete pile with a diameter equal to or less than that of the precast concrete pile. The steel column installed at a predetermined position in the interior is constructed by providing a steel pipe that integrates and connects with the precast concrete pile with concrete filled in the interior, and the steel pipe is joined to the precast concrete pile and placed It is configured to be, specifically, whether the steel pipe pile head upper end face is welded butt, or the mounting flange provided at the lower end of the steel pipe, a mounting flange on the pile head upper surface of the ready-made concrete pile Or belt junction, the mounting flange, or provided reinforcing ribs between the steel pipe, and further, concrete for shear reinforcement, or fixed to the pile head upper surface of the ready-made concrete pile, in which the shear reinforcement The steel pipe has a bottomed cylindrical body that is suspended in the hollow part of the precast concrete pile, and is supported by the vertical bars protruding from the top end of the pile head of the precast concrete pile. It is fixed to the upper end face of the pile head of the pile, or in that case, concrete is filled in the bottomed cylindrical body . Alternatively, the column and pile connection structure of a steel building according to the present invention is basically a column and pile connection structure of a steel building formed by connecting a pile and a steel column without using foundation beams and footings. , steel pipe preformed concrete pile and Dosoto径is attached to the end face hardware of pile head upper surface of the ready-made concrete pile, steel pipe is pouring is joined to the prefabricated concrete pile, column base of the steel columns are installed in the steel pipe The steel column is integrated and connected to the precast concrete pile by the concrete filled in the steel pipe, and the concrete is in contact with the end face hardware and the steel column direction, and the steel pipe is the upper end surface of the pile head of the precast concrete pile. of or it is welded to the end faces hardware, or mounting flange is provided at the lower end of the steel pipe to be attached to the end face hardware of pile head upper surface of the ready-made concrete pile, the mounting flange ready-made concrete The end face hardware of pile head upper surface of the pile is adapted to be bolted.
[0018]
As a result, the connection structure between the pillars and piles is to secure the connection between the precast concrete piles and the steel columns to facilitate the transmission of bending and shear stress, and to avoid the work on the site and the root cutting work. The construction cost and construction period are shortened.
[0019]
In addition, the construction method of the column-pile connection structure of the steel building according to the present invention is a construction method of the column-pile connection structure of a steel building formed by connecting the pile and the steel column without using the foundation beam and the footing. A steel pipe of a predetermined length not more than the same outer diameter as that of the precast concrete pile is joined to the end face hardware attached to the upper end surface of the pile head of the precast concrete pile having a circular hollow cross section, and then the precast concrete pile to which the steel pipe is joined is ground. Then, a steel column is built in a predetermined position in the steel pipe, and then the concrete is filled in the steel pipe, and the precast concrete pile and the steel column are integrated and connected. Fabrication of prefabricated concrete piles that are bonded to each other is carried out at factories, etc., and only the concrete is filled on site, so the quality of the column-pile connection structure is improved and construction efficiency is improved.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Coupling structure of pillars and piles of Steel Building according to the present invention is a essentially a coupling structure of pillars and piles Steel building without a foundation beams and footings formed by connecting the piles and steel columns directly , between the predetermined position Da設been circular hollow section preformed concrete pile and steel columns of the ground, it is joined to the pile head upper surface of the ready-made concrete pile under preformed concrete pile and Dosoto diameter or less, given that the internal The steel column installed in the position is provided with a steel pipe that is integrated with the existing concrete pile with concrete filled therein .
[0021]
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment relating to a column / pile connection structure of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the same reference numerals are used to indicate the same parts as in the prior art.
[0022]
Figure 1 shows an embodiment of a connection structure of columns and piles according to the invention, footing beams and piles without footing and steel columns and configured by connecting directly the pillars and piles coupling structure Are shown by an elevational sectional view (a) and a planar sectional view (b).
[0023]
The pillar-to-
[0024]
The
[0025]
Thus, it is normal construction method to fill the hollow portion of the precast
[0026]
And, in the case of a ridge with a gap left in the hollow part, the gap part is filled with an appropriate means, and in the latter case, the pile can be placed on the ground by looking forward with an auger or the like. In this case, the concrete placement is performed by removing the earth and sand from the top end of the pile head after placing the existing concrete pile, and the concrete from the top end of the pile head is placed in the remaining hollow portion of the pile. It will be constructed to a predetermined depth.
[0027]
The prefabricated
[0028]
In addition, the
[0029]
With the above configuration, the column-to-pile connection structure of a steel building according to the present invention provides a firm connection between the precast concrete pile and the steel column, facilitates the transmission of bending stresses, and performs on-site work and root cutting. By avoiding the construction work, it is possible to reduce the construction cost and the construction period.
[0030]
In addition, the construction method of the column-pile connection structure of the steel building according to the present invention is a construction method of the column-pile connection structure of a steel building formed by connecting the pile and the steel column without using the foundation beam and the footing. A steel pipe having the same outer diameter as the precast concrete pile and a predetermined length is joined to the upper end surface of the pile head of the precast concrete pile, and then the precast concrete pile to which the steel pipe is joined is placed in a predetermined position, A steel column is built in a predetermined position, and then concrete is placed in the steel pipe to integrate the existing concrete pile and the steel column.
[0031]
That is, in the embodiment of the construction method of the column and pile connection structure according to the present invention, the steel pipe having the same outer diameter and the predetermined length as the precast
[0032]
Next, the prefabricated
[0033]
In addition, after placing the precast
[0034]
As described above, the construction method of the connecting structure of the pillars and piles according to the present invention performs the production of ready-made concrete piles joined the steel pipe in the factory or the like, because in the field of construction of just pouring the concrete, pillars and of the pile It is possible to improve the connection structure and improve the construction efficiency.
[0035]
FIG. 2 shows an embodiment of a connecting structure of pillars and piles according to the present invention, which is shown by an elevational sectional view (a) and a planar sectional view (b).
[0036]
In this embodiment, securing the specially processed steel tube 4 'in the pile head
[0037]
Further, the
[0038]
On the other hand, the donut-shaped
[0039]
In the present embodiment, the
[0040]
Therefore, in the present embodiment, the steel pipe is bolted to the upper end surface of the pile head of the precast concrete pile while utilizing the screw hole for fixing the formwork when centrifugally forming the precast concrete pile. Eliminates screw processing to improve construction efficiency.
[0041]
FIG. 3 shows another embodiment of the column-pile connection structure according to the present invention, which is shown by an elevational sectional view (a) and a planar sectional view (b).
[0042]
In this embodiment, the reinforcing
[0043]
The
[0044]
Therefore, in this embodiment, the vertical bars for joining the reinforcing bar rods are formed on the upper end surface of the pile head of the precast concrete pile while utilizing the screw holes for fixing the formwork when the preformed concrete pile is centrifugally formed. Since they are screwed together, special threading is eliminated to improve construction efficiency.
[0045]
In addition, the
[0046]
FIG. 4 shows another embodiment of the column-pile connection structure according to the present invention, which is represented by an elevational sectional view (a) and a perspective view (b) showing a mounted state before fixing.
[0047]
In this embodiment, the
[0048]
The lower part 18-2 of the
[0049]
Therefore, in this embodiment, by expanding the joining region between the concrete and prefabricated
[0050]
Also in this embodiment, the steel pipe is bolted to the upper end face of the pile head of the precast concrete pile while utilizing the screw hole for fixing the formwork when centrifugally molding the precast concrete pile. Eliminates screw processing to improve construction efficiency.
[0051]
As explained in each of the above embodiments, the construction method of the column-pile connection structure according to the present invention is that a prefabricated concrete pile joined with a steel pipe is manufactured at a factory or the like, and only concrete is cast on site. The connection structure between the pillars and piles improves the construction efficiency by improving the connection efficiency between the existing concrete piles and the steel pillars, making the transmission of bending stress smooth and avoiding on-site work and root cutting work. Quality has been achieved.
[0052]
As mentioned above, although each of this invention has been demonstrated in detail based on embodiment, the connection structure of the pillar and pile of a steel-frame building by this invention, and its construction method are not limited to each embodiment at all. Of course, various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
[0053]
【The invention's effect】
Coupling structure of pillars and piles of Steel Building according to the present invention is a connection structure of pillars and piles of Steel Building formed by connecting piles and steel columns without using the foundation beams and footings, predetermined position of the ground Between the precast concrete pile with a circular hollow section placed on the steel column and the end face hardware attached to the upper end face of the precast concrete pile with the same outer diameter as that of the precast concrete pile . It is constructed by providing a steel pipe that connects the steel column installed at a predetermined position with the concrete concrete pile that is integrated with the precast concrete pile, so that the steel pipe is joined to the precast concrete pile and placed. to be configured has basically either steel pipe pile head upper end face is welded butt, or the mounting flange provided at the lower end of the steel pipe, Bol the mounting flange to the pile head upper surface of the ready-made concrete pile Bonding or, in the mounting flange, or provided reinforcing ribs between the steel pipe, and further, concrete for shear reinforcement, or fixed to the pile head upper surface of the ready-made concrete pile, in which prefabricated shear reinforcement The steel pipe has a bottomed cylindrical body that is suspended in the hollow part of the precast concrete pile, and is supported by the vertical bars protruding from the top end of the pile head of the concrete pile. It is fixed to the top end surface of the pile head, or in that case, concrete is filled in the bottomed cylindrical body , or the steel frame is formed by connecting the pile and the steel column without using the foundation beam and footing a connecting structure of columns and piles of concrete buildings, steel pipe preformed concrete pile and Dosoto径is attached to the end face hardware of pile head upper surface of the ready-made concrete pile, steel pipe is pouring is joined to the prefabricated concrete pile Is installed column base of steel columns is within the steel tube, steel columns are connected integrally to the ready-made concrete pile by concrete filled in the steel, a structure in which concrete is in contact with the end face hardware and steel columns direction Yes , the steel pipe is welded and joined to the end face hardware of the pile head upper end surface of the precast concrete pile , or the lower end of the steel pipe attached to the end face hardware of the pile head upper end face of the precast concrete pile is provided with a mounting flange. Since it is designed to be bolted to the end face hardware of the pile head upper end of the concrete pile, the connection between the ready-made concrete pile and the steel column is made firm to facilitate the transmission of bending and shear stress and the work on site. By avoiding the root cutting work, it is possible to reduce the construction cost and shorten the construction period.
[0054]
In addition, the construction method of the column-pile connection structure of the steel building according to the present invention is a construction method of the column-pile connection structure of a steel building formed by connecting the pile and the steel column without using the foundation beam and the footing. A steel pipe of a predetermined length not more than the same outer diameter as that of the precast concrete pile is joined to the end face hardware attached to the upper end surface of the pile head of the precast concrete pile having a circular hollow cross section, and then the precast concrete pile to which the steel pipe is joined is ground. Since then, the steel column is built in the predetermined position in the steel pipe, and then, the concrete is filled in the steel pipe and the precast concrete pile and the steel column are integrated and connected. Prefabricated concrete piles joined with steel pipes are manufactured at factories, etc., and only filled with concrete at the site, so the effect of achieving high quality and improved construction efficiency of the column-pile connection structure is demonstrated. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a pillar-to-pile connection structure of a steel building and its construction method according to the present invention. FIG. 2 is a diagram of another embodiment of a pillar-to-pile connection structure and its construction method according to the present invention. FIG. 3 shows another embodiment of the pillar-to-pile connection structure and construction method of the present invention. FIG. 4 shows another embodiment of the pillar-to-pile connection structure and construction method of the invention. Elevated cross section showing the basic structure of a conventional steel structure building [Fig. 6] Elevating cross section showing the basic structure of a conventional steel structure building [Explanation of symbols]
1 foundation structure, 2 precast concrete pile, 3 steel column, 4 , 4 'steel pipe,
5 Upper end surface of precast concrete piles, 6 Donut-shaped end face hardware, 7 Welding,
8 concrete, 9 stud gibber, 10 mounting flange,
11 rib plate, 12 mounting hole, 13 screw hole, 14 bolt,
15 double nuts, 16 rebar rods, 17 longitudinal bars, 18 processed steel pipes,
18-1 upper part, 18-2 lower part, 19 bottom part, 24, 28 foundation structure,
25 anchor bolts, 26 steel pipes, 27, 29 hardened materials, 30 hoops,
31 Reinforced structure
Claims (13)
既成コンクリート杭と同外径の鋼管が該既成コンクリート杭の杭頭上端面の端面金物に取り付けられ、
上記鋼管は上記既成コンクリート杭に接合されて打設され、
上記鋼管内に上記鉄骨柱の柱脚部が設置されて、
上記鋼管内に充填されたコンクリートにより上記鉄骨柱が上記既成コンクリート杭に一体化して連結され、コンクリートが上記端面金物と鉄骨柱方向に接していることを特徴とする鉄骨造建物の柱と杭の連結構造。 It is a connecting structure of pillars and piles in a steel building that connects piles and steel columns without using foundation beams and footings ,
Steel pipe preformed concrete pile and Dosoto径is attached to the end face hardware of pile head upper surface of the該既formed concrete pile,
The steel pipe is joined to the prefabricated concrete pile and driven,
Column base portion of the steel column is installed in the steel tube,
The steel columns by a concrete filled in the steel tube is connected integrally to the ready-made concrete piles, concrete of Steel Building, characterized in that in contact with the end face hardware and steel column direction pillars and piles Connection structure .
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