JP4865444B2 - 支圧体を有する低固定度杭頭接合構造 - Google Patents

支圧体を有する低固定度杭頭接合構造 Download PDF

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本発明は支圧体を有する低固定度杭頭接合構造に関するものである。
近年、杭頭を回転し易くする事により、杭頭に生じる曲げモーメントを低減する目的で、各種の低固定度接合技術が開発されている。一般的な杭と基礎スラブとの低固定度接合には、杭頭に溶接等で取付けたアンボンドアンカー又はダンパー材付鉄筋を基礎スラブ内に埋込む接合とリング及びキャップを杭頭に被せる接合とがある。
 発明が解決しようとする課題
杭頭に溶接等で取付けたアンボンド鉄筋又はダンパー材付鉄筋を基礎スラブ内に埋込んで杭頭の固定度を低減する方法は、鉄筋と基礎スラブコンクリートとの付着をアンボンド及びダンパーで絶縁して、鉄筋の伸縮を大きくする事で杭頭を回転し易くする方法であり、杭頭を基礎スラブに埋込むものと杭頭を基礎スラブに埋込まないものとがある。建設省等の試験結果によると、杭頭を基礎スラブに１０ｃｍ程度埋め込んだ状態での固定度は約８０％に達するとの報告があり、杭頭を埋込む前者の接合では、低固定度の挙動は期待出来ないし、アンボンドアンカーの伸縮に応じた杭頭の回転に伴うテコ反力が杭頭側面の埋め込み部のコンクリートに局部的な脆性破壊を発生させる可能性が極めて高い杭頭接合構造といえる。杭頭を埋め込まない後者の方法は、杭頭に作用した水平力を杭頭側面ではなく、断面積の少ない数本の杭頭鉄筋の側面支圧だけで基礎スラブコンクリートに伝達しなければならない為、水平力を十分伝達出来ず、又、アンカー側面のコンクリートに支圧破壊を発生する恐れがある。
基礎スラブ内に定着した鉄筋を伸縮させる為、基礎スラブコンクリートと鉄筋との付着を絶縁するアンボンド、ダンパー及び定着力を確保する為の定着体等が必要となり、構造並びに基礎梁の鉄筋や基礎スラブのベース筋等との配筋納まりが複雑で手間とコストがかかる。
リング及びキャップを杭頭に被せて杭頭の固定度を低減する方法は、リング及びキャップと杭と接合されていない為、杭頭に引抜き力が作用する杭には使用出来ないだけでなく、水平変位が大きく、かつ、不静定次数が低いピン接合的挙動を示す事から耐震上の安全性は極めて低い。
課題を解決するための手段
本発明では、本発明は支圧体を有する低固定度杭頭接合構造を開発した事により、前記問題点を解決するものである。
発明の効果
本発明に係わる本発明は支圧体を有する低固定度杭頭接合構造には、次の様な特有の効果がある。
杭頭接合鉄筋と支圧体とを組み合わせる事により、杭頭に生ずる全ての応力、即ち、曲げモーメントに対して鉄筋の引張力と圧縮力として処理し、押し込み力に対して鉛直支圧体を介して基礎スラブコンクリートの圧縮力として処理し、更に、杭に作用する水平力を鉄筋が負担したせん断力に対して水平支圧体を介して基礎スラブコンクリートの支圧として処理する、荷重伝達機構を形成出来る。
杭頭を基礎スラブに埋込む事なく、無溶接の鉄筋可伸部及び非螺合の鉄筋可伸部の可伸長さを調整する事により、確実で安定した回転剛性の制御を可能ならしめる杭頭の回転バネ機構を形成出来る。
杭と基礎スラブとが鉄筋で接合された、高固定度杭頭接合構造の基本構成を保持している為、不静定次数が高く為耐震上の安全性が確保される。
鋼管側面に溶接されたリングプレートに鉄筋の下端を溶接する事により、鉄筋の溶接部に生じる偏心曲げモーメントに抵抗出来る一体構造を形成出来る。
ここで、本発明の支圧体を有する低固定度杭頭接合構造の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本願発明に係わる低固定度杭頭接合構造の立面図である。
この実施例では、基礎スラブ４に定着する鉄筋３の一端を、予め、鋼管７の側面周囲に溶接したリングプレート２３に当接させ、かつ、杭上端２から所定の長さ下がった位置から、鋼管杭６の杭頭１にある鋼管７の側面とリングプレート２３に溶接して基礎スラブ４の外部に無溶接の鉄筋可伸部１５を形成すると共に、この鉄筋３の内部に近接して円筒状の水平支圧体１１と杭上端２に当接した鉛直支圧体１２とを配置した例を示している。
水平支圧体１１の内部と鉛直支圧体１２の上部には補強材１３を配置してあるが、水平支圧体１１を鉄筋３の外部に近接して、鉄筋３の内部にある鉛直支圧体１２と分離させて配置する事もあり、又、補強材１３を鉛直支圧体１２の下部に配置する事もある。鉛直支圧体１２は、１層の平面形状の鋼板を例として示しているが、杭頭１の回転剛性を調整する為に、鋼板を曲面に加工又は、鉛直支圧体１２の上部又は下部にゴム等の異種材を、基礎スラブ４又は杭頭１との間に介在させる２層状の構成として実施する方法もある。
尚、鉄筋３を鋼管７の側面に溶接施工する為に、鋼管７の側面の一部を掘削した基礎スラブ下部の掘削部１９は、空隙を形成するか、又は鉄筋可伸部１５の伸縮を妨げないような、砂又は発泡剤等の材料で包囲した構造とする。
杭頭１は基礎スラブ４に埋込む事なく杭上端２と基礎スラブ底面５は同じ位置としているが、施工等から杭上端を基礎スラブ底面に対して少し上下させる場合もある。
第２図は、第１図のＡ−Ａ線による横断面図である。
第３図は、第１図のＢ−Ｂ線による横断面図である。
図４は、この発明に係わる低固定度杭頭接合構造の立面図である。
この実施例では、基礎スラブ４に定着する鉄筋３の一端の雄ねじ１０を、鋼管巻きコンクリート杭８の杭頭１にある端部鋼材１６の上面の雌ねじ２２に螺合し、かつ、螺合した鉄筋３に鉄筋を挿入する丸孔を有する鋼板２１を挿入した後、この鋼板２１をナット２０で端部鋼材１６との間に挟み、かつ、前記鉄筋３の雄ねじ１０に螺合し締付けて端部鋼材１６の上部に非螺合の鉄筋可伸部２５を形成すると共に、鋼板２１の内部に近接した水平支圧体１１と杭上端２に当接した鉛直支圧体１２とを配置した例を示している。
前記以外に、基礎スラブ４に定着する鉄筋３と杭頭１の端部鋼材１６との接合には、鉄筋３の一端の雄ねじ１０を杭頭１の端部鋼材１６の上面にある雌ねじ２２に直接螺合、又は鉄筋３の一端の雄ねじ１０を杭頭１の端部鋼材１６の上面にある雌ねじ２２に螺合した後、鉄筋３の雄ねじ１０にナット２０を螺合して締付けて杭上端２に接合する方法もある。
又、水平支圧体１１を鉄筋３、ナット２０又は丸孔を有する鋼板２１の外部に近接して、鉄筋３の内部にある鉛直支圧体１２と分離させて配置する事もある。
第５図は、第４図のＡ−Ａ線による横断面図である。
図６は、本件発明に係わる低固定度杭頭接合構造の立面図である。
この実施例では、基礎スラブ４に定着する鉄筋３の一端を、鋼管巻きコンクリート杭８の杭頭１にある端部鋼材１６の上面にスタッド溶接２４して接合すると共に、この鉄筋３の外部に近接して水平支圧体１１を配置した構成を示している。
尚、回転剛性を著しく低減する為に、鉄筋３の端部に設ける定着体及び軸部表面を包囲してコンクリートとの付着を絶縁するシース等を併用する事も可能である。
第７図は、第６図のＡ−Ａ線による横断面図である。
本件発明に係る支圧体を有する低固定度杭頭接合構造の立面図である。
図１のＡ−Ａ線による横断面図である。
図１のＢ−Ｂ線による横断面図である。
本件発明に係る支圧体を有する低固定度杭頭接合構造の立面図である。
図４のＡ−Ａ線による横断面図である。
本件発明に係る支圧体を有する低固定度杭頭接合構造の立面図である。
図６のＡ−Ａ線による横断面図である。
符号の説明
１ 杭頭
２ 杭上端
３ 杭頭接合鉄筋
４ 基礎スラブ
５ 基礎スラブの底面
６ 鋼管杭
７ 鋼管
８ 鋼管巻きコンクリート杭
９ 鋼管巻きコンクリート杭のコンクリート部
１０ 杭頭接合鉄筋の雄ねじ
１１ 水平支圧体
１２ 鉛直支圧体
１３ 支圧体の補強材
１４ 鋼管側面と杭頭接合鉄筋との溶接部
１５ 無溶接の鉄筋可伸部
１６ 杭頭に設けられた端部鋼材
１７ 杭頭接合鉄筋の節
１８ 杭頭接合鉄筋の開先
１９ 基礎スラブ下部の掘削部
２０ ナット
２１ 鉄筋を挿入する丸孔を有する鋼板
２２ 端部鋼材の雌ねじ
２３ リングプレート
２４ 端部鋼材とスタッド鉄筋との溶接部
２５ 非螺剛の鉄筋可伸部

Claims (1)

  1. 杭頭を基礎スラブ内に埋込まず、かつ、基礎スラブ内に杭頭鉄筋を定着する杭とその上部に構築する基礎スラブとの接合において、基礎スラブ内に定着する鉄筋の一端を、杭上端から所定の長さ下がった位置から杭頭の鋼管側面に溶接して基礎スラブの外部に無溶接の鉄筋可伸部を形成した鉄筋、もしくは杭頭に設けられた端部鋼材の上面に螺合又は溶接して接合した鉄筋もしくは鉄筋を固定するナットの内部もしくは外部に近接する水平支圧体と、水平支圧体と杭の上端に当接する鉛直支圧体を配置したことを特徴とする低固定度杭頭接合構造。
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