JP4313181B2 - 杭と柱のボルトジョイント構造 - Google Patents

Description

本発明は、杭と柱のボルトジョイント構造に関する。

地盤に打ち込んだ鋼管杭と、建物などの地上構造物の鋼製柱をジョイントする方法として、鋼管杭の杭頭にベースプレートを溶接で固着し、該杭側ベースプレートと、鋼製柱の下端部に溶接で固着したベースプレートとを、ボルトでジョイントする方法がある。

しかしながら、杭は、設計どおりの柱芯位置に狂いなく正確に打ち込むのがなかなか難しく、芯ズレを起こしてしまうことがあり、そのため、杭の芯ズレを吸収して柱をジョイントする種々の方法が提案されているが、施工が厄介であったり、杭や柱からのベースプレートの側方張出し量が大きくなってしまうなどの問題があった。

本発明は、上記のような問題点に鑑み、杭の芯ズレを吸収することができ、施工が容易で、杭や柱からのベースプレートの側方張出し量も小さくすることができ、しかも、ベースプレート同士をしっかりとボルト接合することができる、柱と杭のボルトジョイント構造を提供することを課題の一つとする。

上記の課題は、地中に打ち込まれた鋼管杭の上端部に固着された杭側ベースプレートと、柱の下端部に固着された柱側ベースプレートとをボルトでジョイントする杭と柱のジョイント構造であって、
柱の下端側がクロスＨ鋼部からなり、該クロスＨ鋼部の下端部に柱側ベースプレートが固着されており、
該柱側ベースプレートに、クロスＨ鋼部の四隅部分において、中心方向を向く長孔からなるボルト通孔が、クロスＨ鋼部のフランジ間に張り出すようにして形成され、
前記杭側ベースプレートの側方張出し部分に、前記柱側ベースプレートのボルト通孔に対応する位置において、該ボルト通孔と直交する方向を向く長孔からなるボルト通孔が形成され、
ジョイント用の前記ボルトが両ベースプレートのボルト通孔の交差部に通されていることを特徴とする、杭と柱のボルトジョイント構造によって解決される。

このジョイント構造では、杭側ベースプレートのボルト通孔と柱側ベースプレートのボルト通孔とが、互いに交差する長孔からなっているので、これらボルト通孔を利用することで、平面二次元方向における鋼管杭の芯ズレを吸収することができ、従ってまた、杭頭への杭側ベースプレートの取付けを手間をかけずに行うことができて、柱と杭のジョイントを施工容易に行うことができる。

しかも、柱の下端側がクロスＨ鋼部からなり、該クロスＨ鋼部の下端部に固着された柱側ベースプレートにおけるボルト通孔は、クロスＨ鋼部の四隅部分において中心方向を向く長孔からなり、これら長孔は、クロスＨ鋼部のフランジ間に張り出すようにして形成されてベースプレートの中心側に寄せられているので、柱側ベースプレートの平面サイズを小さくすることができる。また、杭側ベースプレートのボルト通孔についても、第一に、柱側ベースプレートのボルト通孔と直交する方向を向く長孔からなっていること、第二に、柱側ベースプレートのボルト通孔はクロスＨ鋼部の採用で上記のように柱側ベースプレートの中心側に寄せられて形成されていることから、杭側ベースプレートの平面サイズも小さくすることができる。従って、柱と杭のジョイント部においてこれらベースプレートによる側方張出し量を小さくすることができる。

加えて、上記のように、杭側ベースプレートのボルト通孔と柱側ベースプレートのボルト通孔とが、互いに交差する長孔からなって、これらボルト通孔にボルトを通してベースプレート同士をジョイントするようになされているので、ボルト周囲におけるベースプレート同士の接触面積を広く確保することができ、ベースプレート同士の面摩擦接合作用によってベースプレート同士をしっかりとした接合状態にすることができる。

前記クロスＨ鋼部よりも上方の柱部分が角形鋼管部からなるのもよい。この場合は、柱の下端部をクロスＨ鋼部とし、それよりも上方の柱部分を角形鋼管部とすることで、柱の全体を角形鋼管とする場合に比べ、柱に遜色ない耐力をもたせることができながら、ベースプレートの側方張出し量を小さく抑えることができる。

本発明は、以上のとおりのものであるから、杭の芯ズレを吸収することができ、施工が容易で、杭や柱からのベースプレートの側方張出し量も小さくすることができ、しかも、ベースプレート同士をしっかりとボルト接合することができる。

次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図５に示す実施形態のジョイント構造において、１は杭、２は杭側ベースプレート、３は柱、４は柱側ベースプレートである。

杭１は、図１〜図３に示すように、円形鋼管を用いた鋼管杭からなっていて、回転圧入工法などによって地盤に打ち込まれるものである。杭側ベースプレート２は、外周正方形状の鋼板からなっていて、杭打ち後、現場において、鋼管杭１の杭頭に、側方張出し状態にされて、溶接などで固着される。

柱３は、下端部がクロスＨ鋼部５からなると共に、クロスＨ鋼部５よりも上方部分が角形鋼管部６からなっており、それらの間に鋼板７が介設され、クロスＨ鋼部５と鋼板７、及び、鋼板７と角形鋼管部６とは溶接等で接合一体化されている。

また、柱側ベースプレート４は、杭側ベースプレート２と同じく外周方形状で、杭側ベースプレート２と同じ外周サイズの鋼板からなり、柱３のクロスＨ鋼部５の下端部に、側方張出し状態にされて溶接等で固着されている。なお、クロスＨ鋼部５と鋼板７、鋼板７と角形鋼管部６、及び、クロスＨ鋼部５と柱側ベースプレート４とは、予め工場などで接合される。

そして、柱側ベースプレート４には、クロスＨ鋼部５の四隅部分において、中心方向を向く長孔からなるボルト通孔８…が、クロスＨ鋼部５のフランジ５ａ，５ａ間に張り出すようにして形成されていると共に、杭側ベースプレート２の四隅の側方張出し部分には、柱側ベースプレート４のボルト通孔８…に対応する位置において、該ボルト通孔８…と直交する方向を向く長孔からなるボルト通孔９…が形成され、ボルト１０を両ベースプレート２，４のボルト通孔８，９の交差部に通してベースプレート２，４同士をジョイントすることができるようになされている。

本実施形態では、各隅部おいて、柱側ベースプレート４には複数本、図示するものでは２本の平行なボルト通孔８，８が形成され、ボルト１０によるベースプレート２，４同士の結合力を大きくすることができるようになされていると共に、杭側ベースプレート２には、それら対のボルト通孔８，８に対しそれらよりも少ない数、図示するものでは１本のボルト通孔９が形成され、杭側ベースプレート２の側方張出し量を小さく抑えることができるようになされている。

施工は、例えば次のようにして行うことができる。即ち、円形鋼管杭１を地盤に打ち込んだ後、その杭頭に、杭側ベースプレート２を設置し、杭１と杭側ベースプレート２とを溶接等で固着する。この取付け作業において、杭１が柱芯よりも側方に偏心して打ち込まれてしまった場合であっても、この芯ズレは、後述するように、ボルト通孔８…，９…で吸収されるので、杭側ベースプレート２をこの芯ズレを吸収するように杭頭に取り付ける必要はなく、単に、杭１と杭側ベースプレート２とが例えば同心状態となるように取り付けるだけでよく、そのため、杭頭への杭側ベースプレート２の取付け作業を容易に行うことができる。

次いで、柱３の下端部に備えられた柱側ベースプレート４を、図４（イ）に示すように、杭側ベースプレート２の上に設置し、図４（ロ）に示すように、ボルト１０を両ベースプレート２，４のボルト通孔８，９の交差部に通してジョイントする。

杭１がうまく柱芯と一致して打ち込まれた場合は、図４（イ）に示すように、両ベースプレート２，４の外周位置が一致して各ベースプレート２，４の対応するボルト通孔８，９はＸ字状に交差する。その一方、杭１が柱芯から側方に偏心して打ち込まれてしまった場合は、図５（イ）（ロ）に示すように、両ベースプレート２，４は側方にずれてしまうが、それでも、各ベースプレート２，４の対応するボルト通孔８，９は一定範囲においてＴ字状あるいはＬ字状となって交差状態を維持する。従って、いずれの場合であっても、ボルト１０…を両ベースプレート２，４のボルト通孔８，９の交差部に通すだけでベースプレート２，４同士をジョイントすることができる。

このように、上記のジョイント構造では、杭側ベースプレート２のボルト通孔９…と柱側ベースプレート４のボルト通孔８…とが、互いに交差する長孔からなっているので、これらボルト通孔８，９を利用することで、平面二次元方向における鋼管杭１の芯ズレを吸収することができ、従って、杭頭への杭側ベースプレート２の取付けを手間をかけずに行うことができ、柱３と杭１のジョイントを施工容易に行うことができる。

しかも、柱３は、その下端側がクロスＨ鋼部５からなり、クロスＨ鋼部５の下端部に固着された柱側ベースプレート４におけるボルト通孔８…が、クロスＨ鋼部５の四隅部分において中心方向を向く長孔からなり、これら長孔８…は、クロスＨ鋼部５のフランジ５ａ，５ａ間に張り出すようにして形成されていて、柱側ベースプレート４の中心側に寄せられているので、柱側ベースプレート４の平面サイズを小さくすることができ、また、杭側ベースプレート２のボルト通孔９…についても、第一に、柱側ベースプレート４のボルト通孔８…と直交する方向を向く長孔からなっていること、第二に、柱側ベースプレート４のボルト通孔８…はクロスＨ鋼部５の採用で上記のように柱側ベースプレート４の中心側に寄せられて形成されていること、第三に、鋼管杭１が円形鋼管杭からなっていることから、杭側ベースプレート２の平面サイズもボルト通孔９…との関係で小さくすることができ、それらによって、柱３と杭１のジョイント部においてこれらベースプレート２，４による側方張出し量を小さくすることができる。

加えて、杭側ベースプレート２のボルト通孔９と柱側ベースプレート４のボルト通孔８とは、互いに交差する長孔からなって、これらボルト通孔８，９にボルト１０を通してベースプレート２，４同士をジョイントするようになされているので、ボルト１０の周囲におけるベースプレート２，４同士の接触面積を広く確保することができ、ベースプレート２，４同士の面摩擦接合作用によってベースプレート２，４同士をしっかりとした接合状態にすることができる。

また、本実施形態では、柱３において、クロスＨ鋼部５よりも上方の柱部分が角形鋼管部６からなっているので、柱３の全体を角形鋼管とする場合に比べ、柱３に遜色ない耐力、例えば曲げ等に対する耐力をもたせることができながら、ベースプレート２，４の側方張出し量を小さく抑えることができる。

実施形態のジョイント構造を示す一部断面分解斜視図である。 図（イ）は杭側と柱側とを分離させて示す正面図、図（ロ）はそれらをジョイントした状態を示す正面図である。 図（イ）は図２（イ）のＩ−Ｉ線矢視断面図、図（ロ）は図２（イ）のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図、図（ハ）は図２（イ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。 図（イ）は杭側ベースプレートと柱側ベースプレートとを重ね合わせた状態の一例を示す断面平面図、図（ロ）はボルトで接合した状態の断面平面図である。 図（イ）及び図（ロ）はそれぞれ、杭側ベースプレートと柱側ベースプレートとを重ね合わせた状態の他の例を示す断面平面図である。

符号の説明

１…鋼管杭
２…杭側ベースプレート
３…柱
４…柱側ベースプレート
５…クロスＨ鋼部
５ａ…フランジ
６…角形鋼管部
８…ボルト通孔
９…ボルト通孔
１０…ボルト

Claims (1)

1. 地中に打ち込まれた鋼管杭の上端部に固着された杭側ベースプレートと、柱の下端部に固着された柱側ベースプレートとをボルトでジョイントする杭と柱のジョイント構造であって、
   柱の下端側がクロスＨ鋼部からなり、該クロスＨ鋼部の下端部に柱側ベースプレートが固着されており、
   該柱側ベースプレートに、クロスＨ鋼部の四隅部分において、中心方向を向く長孔からなるボルト通孔が、クロスＨ鋼部のフランジ間に張り出すようにして形成され、
   前記杭側ベースプレートの側方張出し部分に、前記柱側ベースプレートのボルト通孔に対応する位置において、該ボルト通孔と直交する方向を向く長孔からなるボルト通孔が形成され、
   ジョイント用の前記ボルトが両ベースプレートのボルト通孔の交差部に通されていることを特徴とする、杭と柱のボルトジョイント構造。

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