JP4129662B2 - 建物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビル、工場、倉庫等に用いられて好適な建物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、建物を構築する際には、地盤中に支持杭を設置し、この支持杭上に建物の上部構造を形成することが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような支持杭は、所定値（例えば、Ｎ値５０以上）の硬度を有する地盤に対して設置することが設計上必要とされている。したがって、支持杭を地盤中の支持層にまで到達するように設置する必要があるが、支持層が深い位置にある場合には、長尺の杭を用いる必要があり極めて不経済である。
【０００４】
また、このように支持層が深い場合には、支持層以浅の地盤沈下に伴う建物の浮き上がり・ネガティブフリクションによる杭体の破壊などの問題が生じる場合がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、支持層が深い位置にある場合にもコストが嵩むものとならず、さらに、地盤沈下に伴い浮き上がり・ネガティブフリクションなどの問題が発生することの無いような建物を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の建物は、基礎梁を省略した構造体である建物であって、
地盤の表層を改良して地盤改良体をマット状に形成し、
地上部は、前記地盤改良体上に柱を直接立設するとともに該柱間に梁を架設することにより、前記地盤改良体上に前記柱および梁からなる架構を形成した構成とされ、
前記柱の柱脚は、前記柱から側方に突出状態に設けられるとともに、前記地盤改良体の上面に接するフランジ部と、前記柱の下端を構成するとともに、前記地盤改良体内に埋設された埋設部とを備えていることを特徴としている。
【０００７】
このような構成により、柱に水平力が作用した際に、地盤改良体のうち、柱かの側方に位置する部分の上面を、フランジ部が押圧することとなるために、柱の側方の地盤改良体に小さな部分破壊が生じることを防ぐことができる。
【０００８】
請求項２記載の建物は、基礎梁を省略した構造体である建物であって、
地盤の表層を改良して地盤改良体をマット状に形成し、
地上部は、前記地盤改良体上に柱を直接立設するとともに該柱間に梁を架設することにより、前記地盤改良体上に前記柱および梁からなる架構を形成した構成とされ、
前記柱の柱脚は、前記柱の下端を構成するとともに、前記地盤改良体内に埋設された埋設部と、該埋設部の下面と同一の高さ位置に配置されるとともに、前記柱から側方に突出して前記地盤改良体内に固定されたフランジ部とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成により、柱の引き抜き抵抗力を大きくすることができる。また、パンチングせん断力に対する抵抗力や柱に作用する水平力に対する抵抗力も大きくすることができる。
【００１０】
請求項３記載の建物は、請求項１または２記載の建物であって、
前記地盤改良体における前記柱が立設された個所に対応する部分の下面には、補強板が配設され、
該補強板と前記フランジ部との間には、これら補強板およびフランジ部を上下に接続する接続材が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
このような構成により、柱の引き抜きに対する抵抗力を大きくすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１１および図１２は、本発明の一実施の形態を示す図であり、符号１は建物を示す。この建物１は、図中に示すように、地盤Ｇを構成する軟弱な層のうちの表層部分を改良することにより地盤改良体２をマット状に形成し、さらに、地盤改良体２上に、柱３，３，…を立設するとともに、柱３，３間に梁４を架設することにより、柱３および梁４からなる架構５を構築した構成となっている。
【００１３】
図１は、柱３の柱脚３ａを拡大して示した図である。図中に示すように、柱３の柱脚３ａは、柱３から側方に突出状態に設けられるとともに、地盤改良体２の上面２ａに接するフランジ部６と、柱３の下端３ｂを構成するとともに、地盤改良体２内に埋設された埋設部７とを備えている。
【００１４】
このような構成とされた建物１においては、建物１の直下の地盤の表層部分をすべて地盤改良体２としたために、地盤Ｇの上部が軟弱であっても、堅固な層（支持層）にまで到達する支持杭を設置する必要がない。さらに、地盤改良体２が、構造材として機能するために、従来と異なり、基礎梁を不要としたり、あるいは、基礎梁の断面寸法の縮小化を図ることができる。これらにより大幅なコストダウンが可能であるとともに、工期の短縮化および設計自由度の向上を図ることができる。また、杭が不要であるために、杭の輸送費が必要とならず、さらに、杭打機などの特別な建設重機を用いることなく施工が可能となる。また、特に、支持層が深い位置にあるような場合においては、長尺の杭を用いる必要がないために、コストダウンの効果をより一層顕著なものとすることができる。
【００１５】
また、支持杭を用いる必要がないために、支持層以浅の地盤沈下に伴う建物の浮き上がり・ネガティブフリクションによる杭体の破壊などの問題が生じることが無く、地盤沈下時の建物の安全性を確保することができる。さらに、建物１の直下の地盤の表層部分がすべて地盤改良体２とされているために、建物１の不同沈下を抑制することができる。
【００１６】
加えて、建物１においては、柱３に水平力が作用した際に、地盤改良体２のうち、柱３の側方に位置する部分を、フランジ部６が上面２ａから押圧することとなる。したがって、この際に、柱３の側方の地盤改良体２に小さな部分破壊（例えば、図２中、符号Ｓ１で示すせん断面における地盤改良体２のせん断破壊）が生じることを防止できる。そして、柱３の下端３ｂの端縁と、フランジ部６の端縁６ａとを通るせん断面Ｓ２について、応力の検討を行えばよいこととなる。この場合、せん断面Ｓ２の面積は、せん断面Ｓ１に比較して大きいため、せん断面Ｓ１で示すような小さな部分破壊が生じなければ、地盤改良体２の抵抗力を、事実上増大させることができる。これにより、建物１の水平耐力を向上させ、地震時の耐震安全性を確保することができる。
【００１７】
さらに、建物１においては、柱３にフランジ部６を設けたため、フランジ部６が無いとした場合に地盤改良体２に発生するパンチングせん断力による破壊領域Ｒ１（柱３の下端３ｂの端縁を通過するせん断面Ｓ３で破壊する破壊領域）に比較して、より大きい破壊領域Ｒ２（フランジ部６の端縁６ａを通過するせん断面Ｓ４で破壊する破壊領域）で、地盤改良体２にパンチングせん断力による破壊が生じることとなる。この場合、せん断面Ｓ４の面積は、せん断面Ｓ３に比較して大きいため、フランジ部６を設けなかった場合に比較して、パンチングせん断力に対する抵抗力を向上させることができ、建物１の強度を確保することができる。
【００１８】
以上において、本発明の一実施の形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で他の構成を採用することも可能である。
例えば、上記実施の形態の柱脚３ａに代えて、図４に示す柱３の柱脚３ａ’のように、柱３の下端３ｂを構成するとともに地盤改良体２内に埋設された埋設部９と、埋設部９の下面９ａと同一の高さ位置に配置されるとともに、柱３から側方に突出して地盤改良体２内に固定されたフランジ部１０とを備えた構成を採用してもよい。
【００１９】
このような柱脚３ａ’を有する柱３を地盤改良体２上に立設するには、地盤改良体２に対して、固定孔１１を設置し、その固定孔１１内に柱脚３ａ’を配置し、さらに、フランジ部１０の上方からコンクリートＣを注入するか、あるいは、フランジ部１０を改良土で埋め戻すようにする。これにより、図４に示すような構造を得ることができる。
【００２０】
図４に示した柱脚３ａ’においては、図５に示すように、柱３に引き抜き力が作用した場合に、フランジ部１０の端縁１０ａを通るせん断面Ｓ５において地盤改良体２が抵抗力を発揮することとなる。このため、フランジ部１０が無い場合に比較して、引き抜き力に抵抗可能な面の面積を大きくすることができ、抵抗力を高めることができる。
【００２１】
また、図４に示した柱脚３ａ’においては、図６に示すように、フランジ部１０が無いとした場合に地盤改良体２に発生するパンチングせん断力による破壊領域Ｒ３（柱３の下端３ｂの端縁を通過するせん断面Ｓ６で破壊する破壊領域）に比較して、より大きい破壊領域Ｒ４（フランジ部１０の端縁１０ａを通過するせん断面Ｓ７で破壊する破壊領域）でパンチングせん断力による破壊が生じることとなる。
【００２２】
この場合、せん断面Ｓ７の面積は、せん断面Ｓ６に比較して大きいため、フランジ部１０を設けなかった場合に比較して、パンチングせん断力に対する抵抗力を向上させることができ、建物１の強度を確保することができる。
【００２３】
さらに、図４に示した柱脚３ａ’においては、図７に示すように、フランジ部１０を設けたことにより、柱３に水平力が作用した際の底面の抵抗力を、フランジ部１０が無い場合に比較して大きくすることができる。これにより、地震時の安全性の向上を図ることができる。
【００２４】
またこれとは別に、図８，図９に示すように、地盤改良体２における柱３の立設個所に対応する部分の下面２ｂに、鋼板からなる補強板１２を配置し、これを、柱脚３ａ、３ａ’のフランジ部６，１０に対して、アンカーボルト（接続材）１３を介して上下に接続するようにしてもよい。これにより、地震時に柱３に作用する水平力あるいは引き抜き力に対する抵抗性を確保することができる。
【００２５】
なお、このような補強板１２を用いた補強は、図１０のように、地盤改良体２の上面２ａにフーチング基礎１４を有する柱３を立設する場合に応用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る建物においては、支持層にまで到達する支持杭を設置する必要がなく、さらに、地盤改良体が、構造材として機能するために、従来と異なり、基礎梁を不要として、大幅なコストダウンが可能となる。また、杭が不要であるために、地盤沈下に伴う建物の浮き上がり・ネガティブフリクションによる杭体の破壊などの問題が生じることが無く、安全性が高い。加えて、柱に水平力が作用した際に、柱の側方の地盤改良体に小さな部分破壊が生じることを防止できるので、応力の検討を行うべきせん断面の面積を大きくすることが可能であり、柱脚の水平力に対する抵抗性を事実上増大させることができる。これにより、建物の水平耐力を向上させ、地震時の耐震安全性を確保することができる。また、柱にフランジ部を設けたため、フランジ部を設けなかった場合に比較して、パンチングせん断力に対する抵抗力を向上させることができ、建物の強度を確保することができる。
【００２７】
請求項２に係る建物においては、支持層にまで到達する支持杭を設置する必要がなく、さらに、地盤改良体が、構造材として機能するために、従来と異なり、基礎梁を不要として、大幅なコストダウンが可能となる。また、杭が不要であるために、地盤沈下に伴う建物の浮き上がり・ネガティブフリクションによる杭体の破壊などの問題が生じることが無く、安全性が高い。また、柱脚にフランジ部を設けることにより、引き抜き力に抵抗可能な面の面積を大きくして、引き抜き抵抗力を高めることができるだけでなく、パンチングせん断力に対する抵抗力を向上させることができ、これにより、建物の強度を確保することができ、さらに、柱に水平力が作用した際の底面の抵抗力を大きくすることができるため、地震時の安全性の向上を図ることができる。
【００２８】
請求項３に係る建物においては、補強板とフランジ部とを接続材を介して上下に接続したため、地震時に柱に作用する水平力あるいは引き抜き力に対する抵抗性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態を模式的に示す図であって、建物における柱脚の拡大立断面図である。
【図２】 図１に示した柱脚の周囲において、柱に水平力が作用した際に地盤改良体内に発生するせん断面の位置を示す立断面図である。
【図３】 同、柱の荷重により地盤改良体内に発生するパンチングせん断力によるせん断面の位置を示す立断面図である。
【図４】 本発明の他の実施の形態を模式的に示す図であって、建物における柱脚の拡大立断面図である。
【図５】 図４に示した柱脚の周囲において、柱に引き抜き力が作用した際に地盤改良体内に発生するせん断面の位置を示す立断面図である。
【図６】 同、柱の荷重により地盤改良体内に発生するパンチングせん断力によるせん断面の位置を示す立断面図である。
【図７】 同、柱に水平力が作用した際に、地盤改良体の発揮しうる抵抗力を模式的に示す立断面図である。
【図８】 本発明のさらに他の実施の形態を模式的に示す図であって、建物における柱脚の拡大立断面図である。
【図９】 本発明のさらに他の実施の形態を模式的に示す図であって、建物における柱脚の拡大立断面図である。
【図１０】 図８，９に示した構造をフーチング基礎を有する柱の柱脚に応用した場合の例を示す立断面図である。
【図１１】 本発明の一実施の形態の建物の概略構成を示す立断面図である。
【図１２】 同、平面図である。
【符号の説明】
１ 建物
２ 地盤改良体
２ａ 上面
２ｂ 下面
３ 柱
３ａ，３ａ’ 柱脚
３ｂ 下端
４ 梁
５ 架構
６，１０ フランジ部
７，９ 埋設部
１２ 補強板
１３ アンカーボルト（接続材）
１４ フーチング基礎

Claims (3)

1. 基礎梁を省略した構造体である建物であって、
   地盤の表層を改良して地盤改良体をマット状に形成し、
   地上部は、前記地盤改良体上に柱を直接立設するとともに該柱間に梁を架設することにより、前記地盤改良体上に前記柱および梁からなる架構を形成した構成とされ、
   前記柱の柱脚は、前記柱から側方に突出状態に設けられるとともに、前記地盤改良体の上面に接するフランジ部と、前記柱の下端を構成するとともに、前記地盤改良体内に埋設された埋設部とを備えていることを特徴とする建物。
2. 基礎梁を省略した構造体である建物であって、
   地盤の表層を改良して地盤改良体をマット状に形成し、
   地上部は、前記地盤改良体上に柱を直接立設するとともに該柱間に梁を架設することにより、前記地盤改良体上に前記柱および梁からなる架構を形成した構成とされ、
   前記柱の柱脚は、前記柱の下端を構成するとともに、前記地盤改良体内に埋設された埋設部と、該埋設部の下面と同一の高さ位置に配置されるとともに、前記柱から側方に突出して前記地盤改良体内に固定されたフランジ部とを備えていることを特徴とする建物。
3. 請求項１または２記載の建物であって、前記地盤改良体における前記柱が立設された個所に対応する部分の下面には、補強板が配設され、
   該補強板と前記フランジ部との間には、これら補強板およびフランジ部を上下に接続する接続材が設けられていることを特徴とする建物。

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