JP4636416B2 - Seismic isolation device mounting structure on pile head and its mounting method - Google Patents
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Description
本発明は、杭の頭部頂面に免震装置を取り付けるための構造及びその取り付け方法に関する。 The present invention relates to a structure for attaching a seismic isolation device to a top surface of a pile head and a method for attaching the structure.
従来、建築物を構築する際に、免震装置を設置する構造として、床スラブ上やフーチング上に免震装置を設置する構造がある。しかし、このような工法では、コストがかさむため、杭の上に直接免震装置を設置する方法も開発されてきている。特に、場所打ち杭の場合は、杭の外径を柱の外径よりも大きくすることが比較的容易であるため、杭の上に直接免震装置を設置することはよく行われている。 Conventionally, when building a building, there is a structure in which a seismic isolation device is installed on a floor slab or a footing as a structure for installing the seismic isolation device. However, since such a construction method is costly, a method of installing a seismic isolation device directly on a pile has been developed. In particular, in the case of a cast-in-place pile, since it is relatively easy to make the outer diameter of the pile larger than the outer diameter of the column, it is common to install a seismic isolation device directly on the pile.
しかし、既製杭の場合、1本の柱荷重が大きい場合は、数本の杭で支持するものが殆どであった。この場合、図8に示すように、杭41,41の上にフーチング42を設置し、その上に免震装置43を介して柱44を設置する。また、近年、高支持力杭の出現により、1本の柱荷重に対して、1本の杭で支持する構造も多くなってきている。しかし、この場合でも、図9に示すように、杭41の上にフーチング42を設置して、その上に免震装置43を介して柱44を設置する場合が殆どである。これは、杭芯ずれや、杭の傾斜に対して、フーチングを設置することで修正できるからである。
However, in the case of ready-made piles, when one column load is large, most of them are supported by several piles. In this case, as shown in FIG. 8, a
しかし、これでは、工期が長くなりコストもかかる。そこで、コスト削減のため、免震装置を床スラブやフーチングを介さずに、基礎として打ちこんだ杭の上に設置する構造もある。例えば、杭の頭部に、キャップを装着させてその上に免震装置を設置する構造である(特許文献1)。 However, this increases the construction period and costs. Therefore, in order to reduce costs, there is also a structure in which the seismic isolation device is installed on a pile driven in as a foundation without using floor slabs or footings. For example, it has a structure in which a cap is attached to the head of a pile and a seismic isolation device is installed thereon (Patent Document 1).
これは、図10に示すように、杭の上端に被せることの出来る内径の金属性ないしは強度に優れる硬質プラスチック製のキャップ51を杭52の上端に被せ、そのキャップの上に、キャップの外径と等しい外径を持つゴム状弾性を有する弾性ブロック体53(免震装置)を設置するものである。
As shown in FIG. 10, a
また、これは、図11に示すように、弾性ブロック体53(免震装置)を、地震時の変形では、容易に破断されるが、平常時では建物重量による圧縮変形を防止できる程度の強度の低い、薄い金属板製の筒体54でくるみ、更に、弾性ブロック体53(免震装置)の上にキャップをその開放側が上となるように設置してもよい。
しかし、このような免震装置取り付け構造だと、杭が傾いている場合、弾性ブロック体の上面が水平でなくなり、弾性ブロック体上に設置するものに大きな影響を与える。 However, with such a seismic isolation device mounting structure, when the pile is tilted, the upper surface of the elastic block body is not horizontal, which greatly affects what is installed on the elastic block body.
また、杭上に建築物の柱を設置する場合、柱と杭の芯が一致せず、所謂、杭芯ずれを起こすことがある。その結果、ゴム状弾性体に偏芯曲げモーメントが掛かることになり、ゴム状弾性体の変形が弾性限界を超えてしまうことも考えられる。また、そうでなくとも、ゴム状弾性体の本来の性能を発揮できない可能性がある。また、杭の高止まり、低止まりに対しての修正には、相当の期間とコストを費やす事になる。 Moreover, when installing the pillar of a building on a pile, the pillar and the core of a pile do not correspond, and what is called a pile core shift | offset | difference may be caused. As a result, an eccentric bending moment is applied to the rubber-like elastic body, and the deformation of the rubber-like elastic body may exceed the elastic limit. In addition, there is a possibility that the original performance of the rubber-like elastic body cannot be exhibited. In addition, it takes considerable time and cost to correct the piles at high and low levels.
本発明はこのような従来の問題に鑑み、所謂、杭芯ずれや杭の傾斜による影響を軽減することのできる、杭頭における免震装置取り付け構造の提供を目的としてなされたものである。 In view of such a conventional problem, the present invention has been made for the purpose of providing a structure for attaching a seismic isolation device at a pile head that can reduce the effects of so-called pile misalignment and pile inclination.
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項1に記載の発明の特徴は、杭頭に取り付ける免震装置取り付け構造であって、底板と該底板の周囲から立ち上がる周壁とを備えた上面開放の免震装置取り付け用型枠を前記杭の杭頭に固定し、前記免震装置取り付け用型枠内に水平方向に移動できる大きさの免震装置を収容し、該免震装置と前記免震装置取り付け用型枠との間の空隙を充填材で埋めたことにある。
The feature of the invention described in
請求項2に記載の発明の特徴は、請求項1の構成に加え、前記杭は、円筒形で中空部を有し、前記底板は、前記杭の外径より大きな直径を有する円盤状に形成されるとともに、前記底板の中心部に前記杭の中空部に嵌る下向きの凸部を有し、前記周壁は、円筒状に形成されていることにある。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the pile is cylindrical and has a hollow portion, and the bottom plate is formed in a disk shape having a diameter larger than the outer diameter of the pile. In addition, the center of the bottom plate has a downward convex part that fits into the hollow part of the pile, and the peripheral wall is formed in a cylindrical shape.
請求項3に記載の発明の特徴は、請求項1又は2に記載の構成に加え、前記充填材は無収縮グラウト材からなり、該無収縮グラウト材の基準圧縮強度は、材令28日で40N/mm2以上の強度であることにある。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the filler is made of a non-shrink grout material, and the standard compressive strength of the non-shrink grout material is 28 days old. The strength is 40 N /
請求項4に記載の発明の特徴は、請求項1〜3の何れかに記載の構成に加え、前記杭と前記免震装置取り付け用型枠との間に、水平度調節用継ぎ目材を挿入或いは介在させてなることにある。
The feature of the invention described in
請求項5に記載の発明の特徴は、請求項1〜4の何れかに記載の構成に加え、前記免震装置取り付け用型枠は、前記杭の杭頭部の端板に穿孔されているボルト孔に立設されたボルト、或いは前記杭の頭部側面に取り付けられたボルトによって、前記杭に固定されていることにある。 According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the structure according to any one of the first to fourth aspects, the seismic isolation device mounting form is perforated in an end plate of a pile head of the pile. It exists in being fixed to the said pile by the volt | bolt standingly installed in the bolt hole, or the volt | bolt attached to the head side surface of the said pile.
請求項6に記載の発明の特徴は、請求項1〜5の何れか1に記載の免震装置取り付け構造における免震装置を、底板と該底板の周囲から立ち上がる周壁とを備えた上面開放の免震装置取り付け用型枠内に、位置決め手段を使用して前記免震装置の水平方向の位置、高さ及び水平度を調節して設置し、該免震装置と前記免震装置取り付け用型枠との間にできる空隙を充填材で埋めて前記免震装置を前記免震装置取り付け用型枠と一体化することにある。
A feature of the invention described in
請求項7に記載の発明の特徴は、前記位置決め手段には、前記免震装置の設置高さ及び水平度を調節する軸であって前記免震装置を支持する複数の支軸が備えられ、前記免震装置の前記支軸に対する取り付け位置を調節することによって、該支軸に支持された前記免震装置の高さ及び水平度を決定することにある。 A feature of the invention described in claim 7 is that the positioning means is provided with a plurality of support shafts for adjusting the installation height and levelness of the seismic isolation device and supporting the seismic isolation device, The height and level of the seismic isolation device supported by the support shaft are determined by adjusting the mounting position of the seismic isolation device with respect to the support shaft.
本発明に係る杭頭における免震装置設置構造及びその取り付け方法おいては、杭頭に取り付ける免震装置取り付け構造であって、底板と該底板の周囲から立ち上がる周壁とを備えた上面開放の免震装置取り付け用型枠を前記杭の杭頭に固定し、前記免震装置取り付け用型枠内に水平方向に移動できる大きさの免震装置を収容し、該免震装置と前記免震装置取り付け用型枠との間の空隙を充填材で埋めた構造とすることによって、免震装置取り付け用型枠内において、免震装置を設置する位置を調節できるので、所謂杭芯ずれが起きた場合においても、支障なく対処することができる。 In the seismic isolation device installation structure and the mounting method thereof in the pile head according to the present invention, the seismic isolation device installation structure is attached to the pile head, and includes a bottom plate and a peripheral surface rising from the periphery of the bottom plate. A seismic device mounting form is fixed to the pile head of the pile, and a seismic isolation device of a size that can move in a horizontal direction is accommodated in the seismic isolation device mounting form, the seismic isolation device and the seismic isolation device Since the gap between the mounting formwork is filled with a filler, the position where the seismic isolation device is installed can be adjusted within the formwork for mounting the seismic isolation device, so-called pile misalignment has occurred. Even in cases, it can be handled without any problem.
また本発明においては、前記底板は、前記杭の外径より大きな直径を有する円盤状に形成されるとともに、前記底板の中心部に前記杭の中空部に嵌る下向きの凸部を有し、前記周壁は、円筒状に形成されていることにより、杭頭頂面に免震装置取り付け用型枠を設置する際に、凸部を杭の中空部に嵌め込んで設置することによって、免震装置取り付け用型枠の剪断応力を増大させることができる。 Further, in the present invention, the bottom plate is formed in a disk shape having a diameter larger than the outer diameter of the pile, and has a downward convex portion that fits in the hollow portion of the pile at the center of the bottom plate, Since the peripheral wall is formed in a cylindrical shape, when installing the seismic isolation device formwork on the top of the pile head, install the seismic isolation device by fitting the convex part into the hollow part of the pile. The shear stress of the formwork can be increased.
更に、充填材を無収縮グラウト材とすることにより、グラウト充填後に免震装置の固定位置の変動を好適に防止できる。 Furthermore, by using a non-shrink grout material as the filler, it is possible to suitably prevent fluctuations in the fixed position of the seismic isolation device after grout filling.
更に、前記無収縮グラウト材の基準圧縮強度を、28日材令にて40N/mm2以上の強度とすることにより、より確実に免震装置からの荷重に耐えることができる。
Furthermore, by setting the standard compressive strength of the non-shrink grout material to a strength of 40 N /
更に、免震装置取り付け用型枠が水平となるように、前記杭と前記免震装置取り付け用型枠との間に継ぎ目材を挿入して調節することによって、杭が傾斜している場合であっても、免震装置を水平に設置することができる。 Further, when the pile is inclined by inserting and adjusting a seam material between the pile and the mold for mounting the seismic isolation device so that the mold for mounting the seismic isolation device is horizontal. Even if there is, the seismic isolation device can be installed horizontally.
更に、免震装置取り付け用型枠は、杭の杭頭部の端板に穿孔されているボルト孔に立設されたボルト、或いは杭の頭部側面に取り付けられたボルトによって杭に固定されているので、杭と免震装置取り付け用型枠が強固に固定されている。 Furthermore, the seismic isolation device form is fixed to the pile by bolts erected in the bolt holes drilled in the end plate of the pile head or by bolts attached to the side of the pile head. As a result, the pile and the formwork for attaching the seismic isolation device are firmly fixed.
また、免震装置を、免震装置取り付け用型枠内に、位置決め手段を使用して免震装置の水平方向の位置、高さ及び水平度を調節して設置し、免震装置と免震装置取り付け用型枠との間にできる空隙を充填材で埋めて免震装置を免震装置取り付け用型枠と一体化することにより、杭が傾いた場合や、杭芯ずれを起こした場合でも、免震装置の設置水平度や設置高さを調節することにより、それらを解消することができる。 In addition, the seismic isolation device is installed in the form for attaching the seismic isolation device by adjusting the horizontal position, height and level of the seismic isolation device using positioning means. Even if the pile is tilted or pile core misalignment occurs by filling the gap between the device mounting formwork with a filler and integrating the base isolation device with the base isolation device formwork By adjusting the installation level and installation height of the seismic isolation device, they can be eliminated.
更に、上記位置決め手段には、免震装置の設置高さ及び水平度を調節するための支軸であって免震装置を支持する複数の支軸が備えられ、その支軸を底板上に立設し、免震装置の支軸に対する取り付け位置を調節することによって、支軸に支持された免震装置の高さ及び水平度を決定することにより、免震装置の水平度及び高さの細かな調節ができ、免震装置を好適に設置できる。 Further, the positioning means is provided with a plurality of support shafts for adjusting the installation height and levelness of the seismic isolation device and supporting the seismic isolation device, and the support shafts stand on the bottom plate. By adjusting the mounting position of the seismic isolation device with respect to the support shaft, the height and level of the seismic isolation device supported by the support shaft are determined. Adjustments can be made and seismic isolation devices can be suitably installed.
次に本発明の実施の形態を図1〜7に示した実施例に基づいて説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described based on the examples shown in FIGS.
図1は本発明を実施したPHC杭頭における免震装置取り付け構造を示している。この免震装置取り付け構造は、建築物の基礎となる杭1の頭部に、免震装置を収容するための型枠である免震装置取り付け用型枠2を設置し、その免震装置取り付け用型枠2の中に免震装置3を設置している。
FIG. 1 shows a seismic isolation device mounting structure in a PHC pile head embodying the present invention. In this seismic isolation device mounting structure, the seismic isolation
杭1は、中空部を有するPHC杭である。この杭の上端面にボルト孔を有する鋼製の端板1aが固定されている。この端板1aには杭頭部外周を覆う袴部1bが一体に備えられている。
The
この杭1の頭部に設置される免震装置取り付け用型枠2は、底板4と、その周囲から立ちが上がる周壁5とを有し、底面が平で上面が開放された平皿状をなしており、その内部の任意の位置に、免震装置3を収容できるようになっている。また、底板4は、杭1の外径よりも大きな直径を有する円盤状に形成されるとともに、その中心部には、杭1の中空部に嵌る円錐状をした下向きの凸部6を一体に有している。そして、周壁5は、底板4の外周と同径の円筒状に形成されている。尚、底板4は、上記円形の他、多角形状をしていてもよく、その際は、周壁5も底板4の外周形状に合わせた角筒状となす。
The seismic isolation
この免震装置取り付け用型枠2は、図1に示すように、杭1の端板1aに穿孔されているボルト孔に型枠固定用ボルト7a,7a……を立設して底板4を貫通させ、ナットで杭1と免震装置取り付け用型枠2を固定させている。即ち、免震装置取り付け用型枠2の底板4には、図2に示すように、ボルト挿入孔7b,7b……が、底板4の中心を中心とする同一円周上に複数個形成されている。また、杭1の端板1aには前記ボルト挿入孔7b,7b……に合わせて型枠固定用ボルト7a,7a……が立設され、これを底板4のボルト挿入孔7b,7b……に嵌合させ、底板4上で各型枠固定用ボルト7aにナット7cを螺嵌させて締結することによって固定している。尚、型枠固定用ボルト7a,7a……としては、スタッドボルトを使用するとよい。
As shown in FIG. 1, the seismic isolation
この免震装置取り付け用型枠2内に設置されている免震装置3は、免震装置取り付け用型枠2内を水平方向に移動できる大きさのものを使用している。免震装置3は、図4に示すように、上面側に凹曲面部11aを有する凹型部材11と、下面側に凸曲面部12aを有する凸型部材12の2つの部材を有し、凹曲面部11a曲率半径は、凸曲面部12aの曲率半径より大きくなっており、凹型部材11の凹曲面部11a内に凸型部材12の凸曲面部12aが揺動可能に嵌りあい、凹型部材11と凸型部材12との間には、凹曲面部11aと凸曲面部12aとの隙間を含めて、弾性変形可能なゴム状の弾性充填材13が介在されているものを使用する。尚図4において14は凹型部材11と凸型部材12とを仮止めしておくピンであり、免震装置3を免震装置取り付け用型枠2内固定した後に取り外すものである。
The
免震装置3の免震装置取り付け用型枠2内への設置は、免震装置3の凹型部材11を免震装置取り付け用型枠2内に位置決め手段によって位置決めするとともに、該凹型部材11と免震装置取り付け用型枠2内との間の空隙には、無収縮グラウト材からなる硬化性の充填材15が注入され、この充填を介して凹型部材11を免震装置取り付け用型枠2と一体化させている。グラウト材の基準圧縮強度は、材令28日で40N/mm2以上であることが好ましい。
The
このようにして固定された免震装置3をもって構造物16を支持させる場合は、図5に示すように、凸型部材12の上面に滑り材17を設置し、免震装置3の上に載せる構造物16の下面に滑り板18を固定し、滑り材17上に滑り板18を接触させ、その上に構造物16を支持させる。これによって、構造物16の水平方向の挙動が滑り材17と滑り板18間において許容され、構造物16の縦軸の回動方向の挙動が凹曲面部11aと凸曲面部12aとの間で許容される。
When the
次に、杭1の頭部に対する免震装置3を設置する免震装置取り付け方法について述べる。
Next, a seismic isolation device mounting method for installing the
先ず、既に設置されている杭1の頭部に、免震装置取り付け用型枠2を型枠固定用ボルト7a及びナット7cによって固定する。
First, the seismic isolation
次いで、杭1に固定された免震装置取り付け用型枠2上に、免震装置3を設置する。免震装置3は、免震装置3の取り付け位置をある程度自由に選択できるように、免震装置取り付け用型枠2内を水平方向に移動できる大きさのものを使用する。
Next, the
免震装置3は、位置決め手段を使用して、免震装置3の水平方向の位置、高さ及び水平度を調節して設置する。
The
位置決め手段には、免震装置3の設置高さ及び水平度を調節するための軸であって免震装置3を支持する複数の支軸を使用し、その支軸を免震装置取り付け用型枠2の底板4上に立て、免震装置3の支軸に対する取り付け位置を調節することによって、支軸に支持された免震装置3の高さ及び水平度を決定する。
The positioning means uses a plurality of support shafts for adjusting the installation height and levelness of the
本実施例においては、図1及び図3に示すように、支軸として支軸用ボルト21,21……を使用し、この支軸用ボルト21,21……を免震装置取り付け用型枠2の底板4上の所望の位置に溶接によって立ち上げ、この支軸用ボルト21,21……に螺嵌した高さ調整用ナット22,22……の位置を調整することによって免震装置3の高さ及び水平度を調節する。
In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, the
尚、免震装置3には、凹型部材11の外周に設けられたフランジ11bに、所定数の支軸挿通孔23が渉下に貫通開口され、これに底板4上に立設した前記支軸用ボルト21の先端部を挿入してフランジ11bの下面を高さ調整用ナット22に当接させ、該ナット22の高さを調整することによって高さ及び水平度の調整を行った後、フランジ11b上より支軸用ボルト21にロックナット24を螺嵌し、フランジ11b上に締め付ける事によって、凹型部材11を免震装置取り付け用型枠2に対して移動不能に位置決めするようにしている。
In the
このようにして免震装置3を免震装置取り付け用型枠上2内に位置決めさせた後、免震装置3と凹型部材11との間の空間に、硬化性充填材15を注入し、これによって免震装置3の凹型部材11を杭1に対して一体化させる。
After positioning the
尚、上述のように支軸用ボルト21を底板4に固定することなく、免震装置3に支軸用ボルト21,21……を取り付け、免震装置3を支軸用ボルト21,21……に支持させて、免震装置取り付け用型枠2内に設置してもよい。その際には、免震装置3の支軸挿通孔23は、ネジ孔であってもよい。
As described above, the
上述の実施例では、杭頂面に鋼製の端板を有するコンクリート杭に対して免震装置を支持させた場合を述べたが、この他鋼管杭、或いは鋼管コンクリート合成杭等のように、杭の上端部の端板にボルト孔を有しない杭に対しての実施例を図6について説明する。尚、前述した実施例と同じ部分には同じ符号を付すことによって重複説明を省略する。 In the above-mentioned embodiment, the case where the seismic isolation device is supported with respect to the concrete pile having the steel end plate on the pile top surface is described, but other steel pipe piles, or steel pipe concrete composite piles, etc. An embodiment for a pile having no bolt hole in the end plate at the upper end of the pile will be described with reference to FIG. Note that the same portions as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
鋼管杭、或いは鋼管コンクリート合成杭等のように杭頭部の外周に鋼管31を有する杭32である場合には、杭頭部の側面に型枠固定用ボルト33,33……が、その先端部が杭32の上端部から突出するように取り付けられ、免震装置取り付け用型枠2の底板4には、この型枠固定用ボルト33,33……に対応する位置に、ボルト挿入孔7b,7b……を設け、このボルト挿入孔7b,7b……に型枠固定用ボルト33,33……の先端を挿通し、これにナット34を螺嵌して締結することによって免震装置取り付け用型枠2を杭頭部に固定する。
In the case of the
その他の構成及び取り付け方法は前述したコンクリート杭1に対する実施例と同様である。
Other configurations and attachment methods are the same as those in the embodiment for the
尚、上述した各実施例において、地中に設置された杭1又は杭32の傾きが大きく、免震装置の水平度を免震装置取り付け用型枠2内における調整のみで行うのが不適当な場合には、図7に示すように、免震装置取り付け用型枠2と杭1又は杭32との間に、テーパー状をした継ぎ目材35を介在させてもよい。この継ぎ目材35としては、鋼製のライナーや無収縮グラウトを使用することができる。
In addition, in each Example mentioned above, the inclination of the
尚、ライナーは、予め、杭の傾き具合を予想し、大きさの異なるものを何種類か形成しておいてもよく、また、現場において、杭の実際の傾きにあわせて形成してもよい。 It should be noted that the liner may be formed in advance according to the actual inclination of the pile, in anticipation of the inclination of the pile, and may be formed in several types with different sizes. .
尚、免震装置取り付け用型枠2の周壁5の上端部に棒状材を掛け渡して位置決め手段としてもよい。これは、免震装置取り付け用型枠2の上に掛け渡した棒状材によって、免震装置3を支持し、棒状材の掛け渡す位置、太さなどによって、免震装置3の位置、高さ、水平度を決定するものである。
In addition, it is good also as a positioning means by spanning a rod-shaped material over the upper end part of the surrounding
また、杭が高止まり、或いは、低止まりとなった場合は、免震装置取り付け用型枠2の周壁5の高さや免震装置3の設置高さを調節するとよい。上記各実施例においては、支軸用ボルト21,21……の長さ及び、高さ調整用ナット22,22……の取り付け位置を調整することによって、免震装置3の設置位置の高さを調節することができる。
Moreover, when the pile stays high or low, the height of the
また、杭芯の位置が計画とずれた場合には、図3に示すように、支軸用ボルト21,21……の設置位置を調節して、免震装置3の設置位置を実際の杭芯の位置から水平方向にずらすことにより、免震装置3を予定していた杭芯の位置に設置することができる。
In addition, when the position of the pile core deviates from the plan, as shown in FIG. 3, the installation position of the
1 杭
1a 端板
1b 袴部
2 免震装置取り付け用型枠
3 免震装置
4 底板
5 周壁
6 下向きの凸部
7a 型枠固定用ボルト
7b ボルト挿入孔
7c ナット
11 凹型部材
11a 凹曲面部
11b フランジ
12 凸型部材
12a 凸曲面部
13 弾性充填材
14 ピン
15 充填材
16 構造物
17 滑り材
18 滑り板
21 支軸用ボルト
22 高さ調整用ナット
23 支軸挿通孔
24 ロックナット
31 鋼管
32 杭
33 型枠固定用ボルト
34 ナット
35 継ぎ目材
41 杭
42 フーチング
43 免震装置
44 柱
51 キャップ
52 杭
53 弾性ブロック体(免震装置)
54 筒体
DESCRIPTION OF
54 cylinder
Claims (7)
The positioning means is provided with a plurality of support shafts for adjusting the installation height and levelness of the seismic isolation device and supporting the seismic isolation device, and the mounting position of the seismic isolation device with respect to the support shaft The method of attaching a seismic isolation device to a pile head according to claim 6, wherein the height and level of the seismic isolation device supported by the support shaft are determined by adjusting the height of the shaft.
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