JP5181279B2 - 免震部材の下部基礎構造 - Google Patents

Description

本発明は免震部材の下部基礎構造に係り、特に積層ゴムアイソレータ等の免震部材が配設された免震構造建物等において、各免震部材を支持する下部基礎の施工性の向上及び構造上の安定性の向上を、低コストで実現する免震部材の下部基礎構造に関する。

従来の免震構造建物等では、建物の平面形状を考慮して、力学的に免震性能が効果的に発揮できるように、複数個の積層ゴムアイソレータ等の免震部材が建物基礎部位の所定位置に配設されている。

図４，図５は、従来の積層ゴムアイソレータ（以下、積層ゴムと記す。）等の免震部材を支持する下部基礎構造の形状例を示した斜視図である。これらの免震部材の下部基礎構造５０，６０は、一般に、基礎スラブ面５１，６１上の所定位置に、定規となるベースプレート等を、鉄骨部材を用いて精度良く据え付け、さらにその周囲に型枠部材を組み立てて、所定の補強筋を配筋し、型枠内にコンクリートを打設して構築されている。下部基礎の平面形状は、使用される積層ゴムの上下面に取り付けられたフランジ５２，６２の平面形状（正方形や円形）に倣って決定される。たとえば図４に示した直方体形状の下部基礎構造５０は、ベースプレート（図示せず）の骨組み構造がシンプルであるため、ベースプレート（図示せず）の仮組みが容易で、既製型枠を用いることもできる。一方、既製品の積層ゴムとしては、円筒形状をなし、その上下面を円板状のベースプレートで保持したタイプが多く用いられている。このタイプの積層ゴムは地震動の入力方向に関して指向性がないため、設置の制限がなく、どんな形状の構造物（建物）に対しても有効に免震効果を発揮できる。図５は、この円筒形タイプの積層ゴムに適用される従来の下部基礎構造の一例を示している。

出願人は、この種の下部基礎構造に相当する構造体として、免震装置据付架台およびその施工方法を提案している（特許文献１参照）。特許文献１では、図４に示した直方体形状の下部基礎構造において、型枠の外側に据付架台の支持柱を配置し、据付下部プレートを装着した保持部材（梁）を下部基礎構造の上面所定位置に配置することで、据付下部プレートの据付精度を高めることができ、また据付架台の設置部材の転用により、工事コストの削減を図ることができることを明らかにした。
特開２００１−１６４７９２号公報参照。

ところが、特許文献１に開示した据付架台の施工法を用いる場合、あらかじめ仮組みされた架台で据付下部プレートを支持し、その下部にコンクリートを打設するため、据付下部プレートの下面とコンクリート上面との間に隙間が生じない構造体とする必要がある。そこで、コンクリートの充填性の事前確認試験を行ったり、あらかじめ所定厚の隙間を残してコンクリートを打設し、コンクリート上面とプレート下面との間の隙間をグラウトで充填する付加的作業を行う必要がある。

また、基礎構造の据え付け作業の効率化のために、下部基礎構造をプレキャストコンクリートブロックとして、工場等であらかじめ高品質の製品を製造しておき、現場に据え付けることも提案されている。このプレキャストコンクリートブロックからなる下部基礎構造を用いれば、下部基礎の現場構築に比べて、基礎工事の効率化を図られるとともに、高精度の上面が形成されているので、積層ゴムのフランジ面との隙間もほとんどなくすことができるため、グラウト作業が不要になるという利点もある。

しかし、プレキャストコンクリートブロック製の下部基礎構造は、躯体のスラブコンクリート面上に載置されるため、両者間の水平せん断抵抗力を確保するため、機械継手等を用いて、下部基礎構造とスラブコンクリートとの間に、所定鉄筋量のせん断補強用鉄筋を配筋し、両者の一体化を図る必要がある。

このように、従来の免震部材の下部基礎構造をプレキャストコンクリートブロック化した場合、積層ゴムを載置するための下部基礎構造としての品質向上を図ることができるが、施工時にスラブコンクリート等の躯体構造との一体化のために継手部の施工等の付加的な工事が発生すると言う問題がある。そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、免震部材を据え付けるための下部基礎構造を、錐台形状のプレキャストコンクリートブロックで製造し、基礎上の所定位置に載置し、その周囲に後打ちされるスラブコンクリートとの一体化を図ることで、施工時の効率性を高め、かつ完成後の地震時等において優れた力学的特性を発揮する免震部材の下部基礎構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は建物の基礎部位に配設され、上面に積層ゴムアイソレータが据え付け固定される免震部材の下部基礎構造であって、該下部基礎構造を、前記基礎部位表面と側面とのなす角度をおよそ４５°とした錐台形状からなるプレキャストコンクリートブロックで製作し、前記基礎部位の所定位置に載置し、その周囲に前記下部基礎構造の周面をほぼ覆う高さにスラブコンクリートを打設し、前記下部基礎構造を前記スラブコンクリート内に埋設して前記基礎部位に位置決め固定させたことを特徴とする。

前記プレキャストコンクリートブロックの上面の所定位置に、前記積層ゴムアイソレータのフランジを固定可能なナット孔が配設されるように、前記コンクリート内に袋状ナットを埋設することが好ましい。

前記プレキャストコンクリートブロック上面を、前記積層ゴムアイソレータのフランジを直置きできるように仕上げることが好ましい。

前記プレキャストコンクリートブロックは、円錐台形状とすることが好ましい。

以上に説明したように、本発明によれば、積層ゴムアイソレータを支持する下部基礎構造を構築する際に、スラブコンクリートとの一体化を図ることなく、力学的な支持が図れるため、機械継手等が不要になり、工事コストの低減、プレキャストコンクリート製品としたことによる施工性の向上が図られるという効果を奏する。

以下、本発明の免震部材の下部基礎構造の実施するための最良の形態について、図１，図２を参照して説明する。図１は、本発明の免震部材の下部基礎構造１０の全体および下部基礎構造１０の上面１０ａに据え付けられる積層ゴム１（積層ゴムアイソレータ）を示した斜視図である。
図示した積層ゴム１は既製品で、免震部材位置で適用される柱部分等の設計鉛直荷重や建物の層間変形の総和を満たすように、ゴム積層部３の仕様やサイズ（直径、高さ）等が選定される。本発明の下部基礎構造１０は、図示したように、円錐台形状のプレキャストコンクリートブロック製品であり、その上面１０ａの直径φ₁は、設置される積層ゴム１の下側フランジ２Ｌの外径より４００〜６００mm程度大きく設定されている。基礎高さＨは、後述するスラブコンクリート６の厚さＬ（図２（ｂ）参照）と、このスラブコンクリート６の上面からの基礎部分の突出長ｄとの和と等しく、底面１０ｂの直径φ₂は、円錐台の側周面１０ｂに含まれる母線と躯体構造面（基礎コンクリート５）とのなす角θは、コンクリートのせん断抵抗力を考慮して、およそ４５°とすることが好ましく、その場合、基礎高さＨから底面立ち上げ部の面取り高さ（ｈ）を差し引いた寸法の２倍を上面１０ａの直径φ₁に加えた寸法に設定されている。なお、θは、スラブ厚さに応じて負担可能なせん断抵抗力を有し、かつ施工性がよい角度であれば、４５°程度に限定されないことはいうまでもない。

下部基礎構造１０が設置される躯体基礎のスラブコンクリート６の厚さＬ（図２（ｂ））は、免震部材が設置される階（免震層）、一般に地下階における柱間距離、スラブ荷重等の設計仕様により決定される。スラブ面からの突出長ｄは、積層ゴム１の施工性や建物供用時における浸水の有無等を考慮して適宜決定することが好ましい。通常は、ｄ＝１００〜２００mm程度を想定している。また、円錐台形の下端外縁部はコンクリート欠け等を防止するために、面取り高さｈが確保された形状となっている。

この下部基礎構造１０は、図２（ａ）に示したように、上下面および側周面に所定の被りを確保して補強鉄筋１５が配筋された鉄筋コンクリート構造体であり、プレキャストコンクリートのコンクリート強度は、積層ゴム１が支持する上部柱や下部基礎構造のコンクリート強度に準じたコンクリート強度に設定することが好ましい。

さらに、下部基礎構造１０の上面には、図１に示したように、積層ゴム１用の固定ボルト４（図２（ｃ）参照）が定着される袋状ナット部が埋設されている。この袋状ナット部１１は、図１及び図２（ａ）に示したように、積層ゴム１の下側フランジ２Ｌに形成された取付孔２ａ（本実施例では７個）の位置と一致するように、コンクリート表面にそのナット口元部１１ａ（ナット孔）が位置するように、袋状ナット部１１がコンクリート内に埋設されている。袋状ナット部１１の下端にはアンカー体として、ネジ鋼棒１２とネジ鋼棒１２の下端に小円板状のアンカープレート１３が取り付けられている。これらの部材が協働して下部基礎構造１０の固定ボルト定着部１６として機能する。この固定ボルト定着部１６は、コンクリート打設前に、コンクリートの仕上がり面に配置された、図示しない仮設材としての位置決めプレートにダミーボルトをねじ込んで固定され、コンクリート硬化後にダミーボルトと位置決めプレートを除去して、図１に示したように、コンクリート表面１０ａにナット孔１１ａが露出するにように製作される。

［下部基礎構造の据え付け］
上述した下部基礎構造１０は、工場生産により、プレキャストコンクリートブロックとして、公知の製造工程によって高精度に製造されるが、この下部基礎構造１０のプレキャストコンクリートブロックの建物基礎への据え付け工程について、図２各図を参照して説明する。

図２（ａ）は、図示しない柱の構築位置の柱芯Ｃに合わせて、基礎コンクリート５上に載置された下部基礎構造１０のプレキャストコンクリートブロック（以下、単にコンクリートブロック１０と記す。）を示した断面図である。このコンクリートブロック１０の上面１０ａには、積層ゴム１（同図（ｃ）参照）が、その中心軸と柱芯とを一致させるように載置され、上述したナット孔１１ａに固定ボルト４で締着される。また、コンクリート内部には、図２（ａ）に示したように、上述した補強鉄筋１５が上下面、側周面に沿って配筋されている。また積層ゴム１固定用の固定ボルト定着部１６が埋設されている。

このコンクリートブロック１０の設置した状態から、層厚Ｌのスラブコンクリート６を基礎コンクリート５上に打設する（図２（ｂ））。このときスラブコンクリート６には上側鉄筋７が配筋されるが、上側鉄筋７の端部７ａは、釘頭のようなＴ字形をなす定着端部７ａが形成加工されている。これにより、コンクリートブロック１０の近傍でスラブ配筋を一部断絶させることができる。これにより、従来、機械継手等を用いて下部基礎構造１０との一体化を図っていた構造に比べ、機械継手の省略、構造の簡略化を図ることができる。スラブコンクリート６は、図２（ｂ）に示したように、コンクリートブロック１０の周面に密着するように打設される。したがって、スラブコンクリート６が硬化すると、コンクリートブロック１０は、周囲のスラブ配筋と連接する必要なく、スラブコンクリート６自体によって水平移動および鉛直方向上向き移動が完全に拘束され、基礎コンクリート５上に固定できる。

その後、図２（ｃ）に示したように、下部基礎構造１０としてのコンクリートブロック１０上に、積層ゴム１の下側フランジ２Ｌの取付孔２ａを合致させた状態で積層ゴム１を載置し、取付孔２ａを介して固定ボルト４を、コンクリートブロック１０の表面のナット孔１１ａに締着し、積層ゴム１を下部基礎構造としてのコンクリートブロック１０上に固定する。その後は、従来の免震構造基礎と同様に、積層ゴム１の上側フランジ２Ｕを取り付ける上部基礎躯体（図示せず）を構築し、並行して対象となる積層ゴム１と同期させるダンパー等の付帯設備の据え付けを行う。

図３は、図４に対応した正方形状のベースフランジの形状に合わせて製造された四角錐台形状の下部基礎構造としてのプレキャストコンクリートブロック１０を示している。この形状においても、プレキャストコンクリートブロック１０の周囲にスラブコンクリート６を打設することにより、下部基礎構造を基礎コンクリート５上に確実に固定し、地震時等において積層ゴム１に作用する水平せん断力に対する抵抗性を十分に確保することができる。また、角錐台形状とすることにより、プレキャストコンクリート製品の型枠のコストダウンを図ることも期待できる。

本発明の一実施例としての免震部材の下部基礎構造のプレキャストコンクリートブロックの形状および積層ゴムアイソレータとの取付状態を示した概略斜視図。 図１に示した下部基礎構造を構築する施工手順を断面図で示した施工順序図。 下部基礎構造のプレキャストコンクリートブロックの変形例を示した斜視図。 従来の免震部材の下部基礎構造の一例を示した斜視図。 図４と異なる形状の下部基礎構造の例を示した斜視図。

符号の説明

１ 積層ゴムアイソレータ（積層ゴム）
２Ｕ 上側フランジ
２Ｌ 下側フランジ
４ 固定ボルト
５ 基礎コンクリート
６ スラブコンクリート
１０ 下部基礎構造（プレキャストコンクリートブロック）
１１ 袋状ナット部
１１ａ ナット孔

Claims (4)

1. 建物の基礎部位に配設され、上面に積層ゴムアイソレータが据え付け固定される免震部材の下部基礎構造であって、該下部基礎構造を、前記基礎部位表面と側面とのなす角度がおよそ４５°をなした錐台形状からなるプレキャストコンクリートブロックで製作し、前記基礎部位の所定位置に載置し、その周囲に前記下部基礎構造の周面をほぼ覆う高さにスラブコンクリートを打設し、前記下部基礎構造を前記スラブコンクリート内に埋設して前記基礎部位に位置決め固定させたことを特徴とする免震部材の下部基礎構造。
2. 前記プレキャストコンクリートブロックの上面の所定位置に、前記積層ゴムアイソレータのフランジを固定可能なナット孔が配設されるように、前記プレキャストコンクリートブロック内に袋状ナットが埋設されたことを特徴とする請求項１に記載の免震部材の下部基礎構造。
3. 前記プレキャストコンクリートブロック上面に、前記積層ゴムアイソレータのフランジが直置きされたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の免震部材の下部基礎構造。
4. 前記プレキャストコンクリートブロックは、円錐台形状をなすことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の免震部材の下部基礎構造。

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