JP4568101B2 - 杭と柱の接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、地中に埋設された杭の杭頭に対してフーティング構造体を介して柱が接合される杭と柱の接合構造に関する。

このような杭と柱の接合に用いられるフーティング構造体は、一般的に、コンクリート製であるが、従来、フーティング構造体として杭より大きな接合用鋼管を使用し、その鋼管の上方開口部に金属製のダイアフラムを接続して杭頭に被せ、鋼管と杭頭の間にモルタルやコンクリートなどを充填して杭と鋼管を連結するとともに、ダイアフラムやダイアフラム上に溶接したブラケットに柱を連結して杭と柱を接合するものが知られている（例えば、特許文献１および２参照）。

特開２０００−２７３８８０号公報 特開平７−２６５６８号公報

しかし、上記特許文献に記載の接合構造では、いずれも、杭より大きな接合用鋼管を杭頭に被せる構成であるため、当然、接合用鋼管の下方部分は杭頭の上端面より下方に垂下することになる。したがって、杭頭の上端面が地面とほぼ同じ高さか、地面より多少高い程度であれば、杭頭周りの地面を大きく掘削して接合用鋼管の下方部分を収容するに足る空間を確保する必要があり、このような掘削作業を各杭について行う必要があるため、全体として非常に煩雑な作業となる。
その上、杭と柱の接合は、フーティング構造体としての接合用鋼管を仲介して、つまり、杭と接合用鋼管との連結および接合用鋼管と柱との連結をそれぞれ別々に行うため、どうしても杭と柱の接合強度が弱くなるという問題もある。

本発明は、このような従来技術の問題点に着目したもので、その目的は、杭と柱を接合するに際して杭頭の周りを大きく掘削する必要がなく、しかも、杭と柱を強固に接合することのできる杭と柱の接合構造を提供することにある。

本発明の第１の特徴構成は、地中に埋設された杭の杭頭に対してフーティング構造体を介して柱が接合される杭と柱の接合構造であって、前記柱の下端部に柱平面を含む状態にベースプレートが固着され、前記フーティング構造体が、前記杭頭の上端面より上方にのみ位置する構造体で構成され、複数の連結具が、平面視において前記杭の外周より内側に位置し、かつ、前記フーティング構造体の少なくとも一部を貫通して前記杭と柱を直接連結するように構成され、前記ベースプレートに、鉄骨製基礎梁の下方フランジ部が固着してあるところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、杭と柱を接合するフーティング構造体が、杭頭の上端面より上方にのみ位置する構造体で構成され、複数の連結具が、平面視において杭の外周より内側に位置しているため、杭頭の上端面が地面とほぼ同じ高さか、地面より高ければ、杭の周りの地面を掘削する必要はなく、仮に杭頭の上端面が地面下に位置していても、上述した従来技術に比べて少ない掘削量ですみ、杭と柱の接合作業を容易かつ短時間で行うことができる。
さらに、複数の連結具が、フーティング構造体の少なくとも一部を貫通して杭と柱を直接連結するように構成されているので、フーティング構造体を仲介して接合していた従来構造に比べて杭と柱を強固に接合することができる。

本発明の第２の特徴構成は、前記ベースプレートが前記フーティング構造体上に設置されて、前記連結具が前記ベースプレートとフーティング構造体を貫通するように構成されているところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、柱の下端部にベースプレートが固着され、そのベースプレートがフーティング構造体上に設置されて、連結具がベースプレートとフーティング構造体を貫通するように構成されているので、換言すると、複数の連結具が、フーティング構造体を完全に貫通して、柱の下端部に固着されたベースプレートと杭とを直接連結するので、杭と柱の接合はより一層強固なものとなる。

本発明の第３の特徴構成は、前記フーティング構造体が、鉄筋コンクリート製であって、平面視において前記杭の外周形状とほぼ同じ外周形状を有するところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、フーティング構造体が、鉄筋コンクリート製であって、平面視において杭の外周形状とほぼ同じ外周形状を有するので、杭頭の上端面が地面とほぼ同じ高さか、地面より高い場合はもちろんのこと、たとえ杭頭の上端面が地面下に位置していても、杭の周りの地面を掘削する必要はほとんどなく、杭と柱の接合作業をより一層容易かつ短時間で行うことができる。

本発明の第４の特徴構成は、前記ベースプレートが前記フーティング構造体の一部を兼用する状態で、そのフーティング構造体が前記ベースプレートより上方において前記ベースプレートと柱の間に介在され、前記連結具が前記ベースプレートを貫通するように構成されているところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、柱の下端部にベースプレートが固着され、そのベースプレートがフーティング構造体の一部を兼用する状態で、そのフーティング構造体がベースプレートより上方においてベースプレートと柱の間に介在されるので、ベースプレートの兼用化による構造の簡素化を図ることができ、しかも、上述したように、杭の周りの地面を掘削する必要はなく、仮に掘削する必要があっても少ない掘削量ですみ、杭と柱の接合作業を容易かつ短時間で行うことができる。
そして、複数の連結具がそのベースプレートを貫通して杭と柱を直接連結するので、杭と柱の接合も強固なものとなる。

本発明の第５の特徴構成は、前記フーティング構造体が、前記柱の周囲を囲んで前記ベースプレートに固着された筒状体と、その筒状体の上方開口部を閉鎖して前記筒状体に固着されたフーティングプレートを備え、前記柱は前記フーティングプレートを貫通すると共に貫通部分をフーティングプレートに固着してあるところにある。

本発明の第５の特徴構成によれば、フーティング構造体が、柱の周囲を囲んでベースプレートに固着された筒状体と、その筒状体の上方開口部を閉鎖して筒状体に固着されたフーティングプレートを備え、柱がフーティングプレートを貫通してフーティングプレートに固着されているので、上述したように、フーティング構造体がベースプレートより上方に位置する構成であるにもかかわらず、柱からの軸力はフーティングプレートや筒状体を介して分散され、杭に対してほぼ均一な状態で伝達されることになる。

本発明による杭と柱の接合構造につき、その第１の実施形態と第２の実施形態を図面に基づいて説明する。
ただし、以下の説明において、第１と第２の実施形態に共通する構成部品や同じ作用を有する構成部品については同じ符号を付すものとする。
そのため、第１の実施形態で説明した構成部品については、第２の実施形態においてその詳細な説明を省略することがある。

（第１の実施形態）
第１の実施形態では、図１〜図３に示すように、地中に埋設された杭１の杭頭上に鉄筋コンクリート製のフーティング構造体２が載置され、そのフーティング構造体２を介して杭１の杭頭に鉄骨製の柱３が接合されている。
杭１は円筒状のコンクリート製の杭本体１ａ内に多数の鉄筋４ａからなる鉄筋構成体４を収納し、かつ、コンクリートを打設して構成され、全体が円柱状に形成されている。
フーティング構造体２も円柱状で、杭１の鉄筋４ａの一部共用し、かつ、別の鉄筋４ｂを配筋した状態でコンクリートを打設して構成され、さらに、フーティング構造体２と杭１にわたっては、後に詳しく説明する連結具５を構成する合計４本の鉄棒５ａが埋設されている。

フーティング構造体２は、柱３からの軸力を分散して杭１に伝達するためのもので、平面視において杭１の円形外周形状とほぼ同じ円形外周形状を有している。
すなわち、図１〜図３に示す実施形態では、フーティング構造体２の方が杭１より多少大きな円形外周形状を有しているが、フーティング構造体２と杭１を同じ大きさの円形外周形状にすることも、また、フーティング構造体２の方が杭１より多少小さな円形外周形状を有するように構成することもできる。
このフーティング構造体２は、杭１の杭頭の上端面Ｆより上方にのみ位置する構造体で構成され、言い換えると、杭頭の上端面Ｆよりも下方に垂下する部分を有していない構造体で構成されている。

柱３は一対のフランジ部３ａとウェブ部３ｂを有するＨ型鋼により構成され、その下端部には、金属製のベースプレート６が溶接により固着され、そのベースプレート６が、フーティング構造体２の上端面との間に無収縮モルタル７を介在した状態でフーティング構造体２の上に設置されている。ベースプレート６は、平面視においてほぼ正方形に形成され、その四辺のうちの互いに対向する二辺には、基礎梁８を取り付けるための金属製の補助プレート９が溶接により固着されている。
基礎梁８も一対のフランジ部８ａとウェブ部８ｂを有するＨ型鋼により構成され、そのフランジ部８ａの厚みｔ３と補助プレート９の厚みｔ２の合計がベースプレート６の厚みｔ１にほぼ一致するように設定されている。

その基礎梁８が、下方のフランジ部８ａを補助プレート９の上に設置した状態で、柱３やベースプレート６に対して溶接により固着され、その結果、ベースプレート６の上面と基礎梁８の下方のフランジ部８ａの上面がほぼ面一になるように構成されている。
また、柱３において基礎梁８の上方フランジ部８ａに対応する位置には、金属製の横補強プレート１０が柱３の両側面に配置されて溶接により固着され、さらに、その横補強プレート１０とベースプレート６の間にも、縦補強プレート１１が柱の両側面に配置されて溶接により固着されている。
そして、上述した連結具５を構成する鉄棒５ａが、図２に示すように、平面視において杭１の円形外周より内側に位置する状態で、フーティング構造体２を貫通し、さらに、ベースプレート６を貫通して上方に突出され、その突出部に形成された雄ねじ部に連結具５を構成するナット５ｂが螺合されて、杭１と柱３を直接連結するように構成されている。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、図４〜図６に示すように、地中に埋設された円柱状の杭１の杭頭上に無収縮モルタル７を介して金属製の板状体で構成されたフーティング構造体２が載置され、そのフーティング構造体２と一体化された柱３が杭１の杭頭に接合されている。
この第２の実施形態では、柱３の下端部に溶接により固着された金属製のベースプレート６が、フーティング構造体２の一部を兼用するように構成され、そのフーティング構造体２が、ベースプレート６より上方においてそのベースプレート６と柱３の間に介在されている。つまり、この第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様、フーティング構造体２が、杭１の杭頭の上端面Ｆより上方にのみ位置する構造体で構成されている。

具体的には、ベースプレート６が、平面視において杭１の円形外周形状より多少大きな外周形状を有する円形に形成され、柱３の周囲を囲む金属製の筒状体１２が、そのベースプレート６の上面に溶接により固着され、さらに、その筒状体１２の上方開口を閉鎖する金属製のフーティングプレート１３が、筒状体１２の上面に溶接により固着されている。
第２の実施形態では、このベースプレート６、筒状体１２、および、フーティングプレート１３などによりフーティング構造体２が構成され、柱３がフーティングプレート１３を貫通して溶接によりフーティングプレート１３に固着され、それによって、柱３からの軸力を分散して杭１に伝達するように構成されている。そして、柱３のフランジ部３ａ、ベースプレート６、筒状体１２、および、フーティングプレート１３の間には、必要に応じて多数の補強リブ１４が溶接により固着されている。

この第２の実施形態では、合計４本の基礎梁８が、フーティング構造体２を中心とし、かつ、その下方フランジ部８ａをベースプレート６と突合せ状にして十字状に配置されて、各基礎梁８が、柱３、ベースプレート６、筒状体１２、および、フーティングプレート１３に対して溶接により固着されている。
そして、連結具５を構成する鉄棒５ａが、図５に示すように、平面視において杭１の円形外周より内側に位置する状態で、フーティング構造体２の一部であるベースプレート６を貫通して上方に突出され、その突出部に形成された雄ねじ部にナット５ｂが螺合されて、杭１と柱３を直接連結するように構成されている。

〔別実施形態〕
（１）第１の実施形態では、フーティング構造体２を鉄筋コンクリートにより構成した例を示したが、そのフーティング構造体２を金属製の板状体などで構成することもできる。同様に、第２の実施形態では、フーティング構造体２を金属製の板状体により構成した例を示したが、そのフーティング構造体２を鉄筋コンクリートで構成することもできる。

（２）第１と第２の実施形態では、杭１を鉄筋コンクリートにより、また、柱３と基礎梁８をＨ型鋼により形成した例を示したが、これら杭１、柱３、および、基礎梁８の材質については特に先の実施形態に限定されることなく、種々の材質で形成することができる。

第１の実施形態による杭と柱の接合構造を示す縦断正面図 第１の実施形態による杭と柱の接合構造を示す横断平面図 第１の実施形態による杭と柱の接合構造を示す分解斜視図 第２の実施形態による杭と柱の接合構造を示す縦断正面図 第２の実施形態による杭と柱の接合構造を示す横断平面図 第２の実施形態による杭と柱の接合構造を示す分解斜視図

符号の説明

１ 杭
２ フーティング構造体
３ 柱
５ 連結具
６ ベースプレート
１２ 筒状体
１３ フーティングプレート
Ｆ 杭頭の上端面

Claims (5)

1. 地中に埋設された杭の杭頭に対してフーティング構造体を介して柱が接合される杭と柱の接合構造であって、
   前記柱の下端部に柱平面を含む状態にベースプレートが固着され、前記フーティング構造体が、前記杭頭の上端面より上方にのみ位置する構造体で構成され、複数の連結具が、平面視において前記杭の外周より内側に位置し、かつ、前記フーティング構造体の少なくとも一部を貫通して前記杭と柱を直接連結するように構成され、前記ベースプレートに、鉄骨製基礎梁の下方フランジ部が固着してある杭と柱の接合構造。
2. 前記ベースプレートが前記フーティング構造体上に設置されて、前記連結具が前記ベースプレートとフーティング構造体を貫通するように構成されている請求項１に記載の杭と柱の接合構造。
3. 前記フーティング構造体が、鉄筋コンクリート製であって、平面視において前記杭の外周形状とほぼ同じ外周形状を有する請求項２に記載の杭と柱の接合構造。
4. 前記ベースプレートが前記フーティング構造体の一部を兼用する状態で、そのフーティング構造体が前記ベースプレートより上方において前記ベースプレートと柱の間に介在され、前記連結具が前記ベースプレートを貫通するように構成されている請求項１に記載の杭と柱の接合構造。
5. 前記フーティング構造体が、前記柱の周囲を囲んで前記ベースプレートに固着された筒状体と、その筒状体の上方開口部を閉鎖して前記筒状体に固着されたフーティングプレートを備え、前記柱は前記フーティングプレートを貫通すると共に貫通部分をフーティングプレートに固着してある請求項４に記載の杭と柱の接合構造。

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