JP6322488B2

JP6322488B2 - 構造物

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Publication number: JP6322488B2
Application number: JP2014117054A
Authority: JP
Inventors: 紀幸中津; 剛本多; 友浩谷川; 修一若井; 満竹内
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2034-06-05
Also published as: JP2015229881A

Description

本発明は、構造物に関する。

中央のフィールド（アリーナ）と、フィールドの外側に設置される観客席とを備えるドーム状構造物が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−２９４２２６号公報

特許文献１に開示された技術では、コンクリート杭によって観客席が支持されるものの、地震時に地盤が液状化すると、コンクリート杭が破損するなどして観客席が沈下する可能性がある。

本発明は、上記の事実を考慮し、構造体を支持しつつ、地盤の液状化を抑制することを目的とする。

第１態様に係る構造物は、平面視にて格子状に形成される格子状地盤改良体と、前記格子状地盤改良体の上に構築され、該格子状地盤改良体に支持される構造体と、を備え、前記格子状地盤改良体は、前記構造体における低重量部を支持する低支持力改良部と、前記低支持力改良部よりも高支持力とされ、前記構造体における前記低重量部よりも高重量の高重量部を支持する高支持力改良部と、を有する。

第１態様に係る構造物によれば、構造体を支持する格子状地盤改良体は、平面視にて格子状に形成されている。この格子状地盤改良体によって地盤を区画することにより、地震時における地盤の変形が抑制される。したがって、構造体を支持しつつ、地盤の液状化を抑制することができる。

また、格子状地盤改良体は、低支持力改良部及び高支持力改良部を有する。この低支持力改良部によって構造体の低重量部を支持すると共に、高支持力改良部によって構造体の高重量部を支持することにより、地震時における構造体の傾きや沈下等を効率的に抑制することができる。したがって、構造体を一律に同じ支持力の格子状地盤改良体で支持する場合と比較して、格子状地盤改良体の施工コストを削減することができる。

第２態様に係る構造物は、第１態様に係る構造物において、前記構造体は、フィールドを挟んで互いに対向すると共に外側へ向かうに従って座席位置が高くなる一対の観客席を有し、前記低支持力改良部は、前記低重量部としての前記観客席の内側部分の下に形成され、前記高支持力改良部は、前記高重量部としての前記観客席の外側部分の下に形成される。

第２態様に係る構造物によれば、構造体は、フィールドを挟んで互いに対向する一対の観客席を有する。各観客席では、外側へ向かうに従って座席位置が高くなる。つまり、観客席は、外側へ向かうに従って重量が増加する。この観客席の内側部分の下に低支持力改良部を形成すると共に、観客席の外側部分の下に高支持力改良部を形成することにより、地震時における観客席の傾きや沈下等を効率的に抑制することができる。したがって、観客席を一律に同じ支持力の格子状地盤改良体で支持する場合と比較して、格子状地盤改良体の施工コストを削減することができる。

第３態様に係る構造物は、第２態様に係る構造物において、前記観客席における前記内側部分から地盤へ延出する引抜抵抗部材を備える。

第３態様に係る構造物によれば、観客席における内側部分から地盤へ延出する引抜抵抗部材を備える。ここで、観客席は、外側へ向かうに従って座席位置が高く、その重量が増加する。そのため、地震時に観客席に転倒モーメントが発生すると、相対的に重量が軽い観客席の内側部分が浮き上がる可能性がある。

これに対して本発明では、観客席の内側部分から引抜抵抗部材が地盤へ延出している。この引抜抵抗部材が、転倒モーメントに起因する引抜力に対して抵抗することにより、観客席の内側部分の浮き上りが抑制される。したがって、構造物の耐震性能が向上する。

以上説明したように、本発明に係る構造物によれば、構造体を支持しつつ、地盤の液状化を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る構造物を示す立面図である。図１に示される格子状地盤改良体を示す平面図である。本発明の一実施形態における低支持力改良部及び高支持力改良部の変形例を示す縦断面図である。図３に示される観客席の直下の格子状地盤改良体の変形例を示す平面図である。（Ａ）は図１に示される高支持力改良部を示す平面図であり、（Ｂ）は図４（Ａ）に示される高支持力改良部の変形例を示す平面図である。本発明の一実施形態に係る構造物の変形例を示す縦断面図である。本発明の一実施形態における格子状地盤改良体の変形例を示す平面図である。本発明の一実施形態における構造体の変形例を示す立面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る構造物について説明する。

図１に示されるように、本実施形態に係る構造物１０は、例えば、競技場とされる。この構造物１０は、フィールド１４と、複数の観客席２０と、複数の格子状地盤改良体３０とを備えている。

フィールド１４は、構造物１０の中央部に設けられ、例えば、サッカー、野球等の球技や各種のイベント等を行う領域とされる。このフィールド１４は、例えば、地盤１２上に形成されたコンクリート板１６の上に人工芝や天然芝を敷設することにより形成される。

フィールド１４の外周には、複数（本実施形態では４つ）の観客席２０が設けられる。これらの観客席２０は、例えば、鉄筋コンクリート造や鉄骨造とされ、フィールド１４を囲むように設けられる。

より具体的には、図２に示されるように、フィールド１４の水平二方向（矢印Ｘ方向、矢印Ｙ方向）の両側に、一対の観客席２０がそれぞれ設けられている。この一対の観客席２０は、フィールド１４を挟んで互いに対向して配置されている。なお、本実施形態では、一対の観客席２０の間に、フィールド１４を覆う屋根１８（図１参照）が渡されているが、屋根１８は適宜省略可能である。また、観客席２０は、構造体の一例である。

図１に示されるように、各観客席２０は、構造物１０の外側へ向かうに従って高さＬが高くなっている。この観客席２０の内側部分２０Ａは、外側部分２０Ｂよりも低重量の低重力部とされ、観客席２０の外側部分２０Ｂは、内側部分２０Ａよりも高重量の高重量部とされている。

観客席２０におけるフィールド１４側には、複数の座席２２が設けられている。複数の座席２２は、階段状に配列されており、構造物１０の外側へ向かうに従って座席位置が高くなっている。これらの観客席２０の下の地盤１２には、格子状地盤改良体３０がそれぞれ形成されている。

図２に示されるように、複数の格子状地盤改良体３０は、フィールド１４の外周に、当該フィールド１４を囲むように形成されている。各格子状地盤改良体３０は、平面視にて格子状に形成されている。

格子状地盤改良体３０は、例えば、複数の柱状地盤改良体３２（図５（Ａ）参照）を平面視にて格子状に連続させることにより形成されている。この格子状地盤改良体３０によって、観客席２０の下の地盤１２を複数の領域に区画することにより、当該地盤１２の液状化が抑制されている。なお、格子状地盤改良体３０の格子枠部（開口部）の形状は、長方形に限らず、菱形や三角形等でも良い。

一方、フィールド１４の下の地盤１２は、施工コスト削減等の観点から、地盤改良がされていないか、若しくは浅層混合処理等の簡易な地盤改良とされている。なお、フィールド１４の下の地盤１２には、格子状地盤改良体を形成することも可能である。

図１に示されるように、各格子状地盤改良体３０の上には、基礎底盤や基礎梁等の基礎部２４を介して観客席２０が構築されている。これにより、観客席２０が格子状地盤改良体３０に支持されている。つまり、格子状地盤改良体３０は、観客席２０の直接基礎とされている。

ここで、格子状地盤改良体３０は、鉛直荷重に対する支持力（鉛直支持力）が異なる低支持力改良部３０Ｌ、中支持力改良部３０Ｍ、及び高支持力改良部３０Ｈを有している。これらの低支持力改良部３０Ｌ、中支持力改良部３０Ｍ、及び高支持力改良部３０Ｈは、壁状に形成されており、観客席２０の重量（鉛直荷重）に応じてフィールド１４側からこの順で配置されている。また、低支持力改良部３０Ｌ、中支持力改良部３０Ｍ、及び高支持力改良部３０Ｈは、互いに間隔を空けて配置されている。

中支持力改良部３０Ｍは、その壁厚Ｔ_Ｍが低支持力改良部３０Ｌの壁厚Ｔ_Ｌよりも厚くされており、低支持力改良部３０Ｌよりも高支持力となっている。また、高支持力改良部３０Ｈは、その壁厚Ｔ_Ｈが中支持力改良部３０Ｍの壁厚Ｔ_Ｍよりも厚くされており、中支持力改良部３０Ｍよりも高支持力となっている。

また、低支持力改良部３０Ｌには、引抜抵抗部材の一例としての心材４０が埋設されている。この心材４０は、Ｈ形鋼で形成されており、その上端部が基礎部２４を介して観客席２０の内側部分２０Ａに接合されている。つまり、心材４０は、観客席２０の内側部分２０Ａから低支持力改良部３０Ｌへ延出し、当該低支持力改良部３０Ｌに定着されている。これにより、地震時に、観客席２０の内側部分２０Ａに作用する引抜力Ｆが心材４０を介して低支持力改良部３０Ｌに伝達されるようになっている。

なお、心材４０は、Ｈ形鋼に限らず、Ｃ形鋼等の種々の形鋼やＰＣ鋼材、鋼製杭等であっても良い。また、心材４０は、低支持力改良部３０Ｌに貫通させても良い。

次に、本実施形態の作用について説明する。

図２に示されるように、フィールド１４の外周には、格子状地盤改良体３０が形成されている。各格子状地盤改良体３０は、観客席２０の下に、平面視にて格子状に形成されている。この格子状地盤改良体３０によって観客席２０の下の地盤１２を区画することにより、地震時における地盤１２の変形が抑制される。したがって、観客席２０の下の地盤１２の液状化を抑制することができる。

一方、フィールド１４は、観客席２０と比較して、液状化した際の復旧が容易である。そのため、本実施形態では、フィールド１４の下の地盤１２は、地盤改良をしていないか、若しくは浅層混合処理等の簡易な地盤改良に留めている。これにより、地盤１２の改良コストを合理的に削減することができる。

また、図１に示されるように、格子状地盤改良体３０の上には、基礎部２４を介して観客席２０が形成されており、格子状地盤改良体３０によって観客席２０の荷重（鉛直荷重）が支持されている。つまり、格子状地盤改良体３０は、観客席２０の直接基礎とされている。

ここで、観客席２０は、構造物１０の外側へ向かうに従って座席２２の座席位置が高くなっている。これにより、観客席２０は、構造物１０の外側へ向かうに従って重量が増加している。

一方、格子状地盤改良体３０は、支持力が異なる低支持力改良部３０Ｌ、中支持力改良部３０Ｍ、及び高支持力改良部３０Ｈを有している。中支持力改良部３０Ｍは低支持力改良部３０Ｌよりも高支持力とされ、高支持力改良部３０Ｈは中支持力改良部３０Ｍよりも高支持力とされている。これらの低支持力改良部３０Ｌ、中支持力改良部３０Ｍ、及び高支持力改良部３０Ｈは、観客席２０の重量に応じてフィールド１４側からこの順で配置されている。

そして、低重量部としての観客席２０の内側部分２０Ａを低支持力改良部３０Ｌ及び中支持力改良部３０Ｍによって支持すると共に、高重量部としての観客席２０の外側部分２０Ｂを高支持力改良部３０Ｈで支持している。これにより、地震時における観客席２０の傾きや沈下等が効率的に抑制される。

このように本実施形態では、観客席２０の重量に応じて格子状地盤改良体３０の支持力を変えることにより、観客席２０を一律に同じ支持力の格子状地盤改良体で支持する場合と比較して、格子状地盤改良体３０の施工コスト（改良コスト）を削減することができる。

また、観客席２０では、前述したように、内側部分２０Ａが外側部分２０Ｂよりも低重量となっている。そのため、地震時に観客席２０に転倒モーメントＭが作用すると、相対的に重量が軽い内側部分２０Ａが引抜力Ｆによって浮き上がる可能性がある。

この対策として本実施形態では、観客席２０の内側部分２０Ａに、引抜抵抗部材としての心材４０が設けられている。この心材４０は、観客席２０の内側部分２０Ａから低支持力改良部３０Ｌへ延出し、当該低支持力改良部３０Ｌに定着されている。これにより、地震時に、観客席２０の内側部分２０Ａに作用する引抜力Ｆに対して心材４０及び低支持力改良部３０Ｌが抵抗するため、構造物１０の内側部分２０Ａの浮き上りが抑制される。したがって、観客席２０の耐震性能が向上する。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

上記実施形態では、低支持力改良部３０Ｌ、中支持力改良部３０Ｍ、及び高支持力改良部３０Ｈの壁厚Ｔ_Ｌ，Ｔ_Ｍ，Ｔ_Ｈを変えることにより、これらの低支持力改良部３０Ｌ、中支持力改良部３０Ｍ、及び高支持力改良部３０Ｈの支持力に差を付けた例を示したが、これに限らない。

例えば、図３に示される格子状地盤改良体５０では、低支持力改良部５０Ｌを構成する複数の壁状地盤改良体５２の間隔Ｓ_Ｌと、高支持力改良部５０Ｈを構成する複数の壁状地盤改良体５４の間隔Ｓ_Ｈを変えることにより、低支持力改良部５０Ｌ及び高支持力改良部５０Ｈの支持力に差を付けている。

具体的には、低支持力改良部５０Ｌは、間隔Ｓ_Ｌを空けて配置された複数の壁状地盤改良体５２を有している。これと同様に、高支持力改良部５０Ｈは、間隔Ｓ_Ｈを空けて配置された複数の壁状地盤改良体５４を有している。そして、隣接する壁状地盤改良体５４の間隔Ｓ_Ｈは、隣接する壁状地盤改良体５２の間隔Ｓ_Ｌよりも狭くなっている。これにより、高支持力改良部５０Ｈが、低支持力改良部５０Ｌよりも高支持力になっている。

なお、図３に示される変形例では、高支持力改良部５０Ｈを構成する壁状地盤改良体５４の壁厚が低支持力改良部５０Ｌを構成する壁状地盤改良体５２の壁厚よりも厚くなっている。これによっても高支持力改良部５０Ｈが低支持力改良部５０Ｌよりも高支持力となっている。

また、図３に示される変形例では、観客席２０を構成する柱２６の下（直下）に壁状地盤改良体５２，５４が形成されている。これにより、観客席２０の荷重をより確実に壁状地盤改良体５２，５４で支持することができる。なお、柱２６の下に壁状地盤改良体５２を形成する場合には、例えば、図４に示されるように、壁状地盤改良体５２の交差部の周囲に補強用の柱状地盤改良体５６を適宜形成しても良い。

また、上記実施形態では、図５（Ａ）に示されるように、隣接する壁状地盤改良体３４を隙間なく接合することにより、高支持力改良部３０Ｈの壁厚Ｔ_Ｈを厚くした例を示したが、これに限らない。例えば、図５（Ｂ）に示されるように、隣接する壁状地盤改良体３４を、隙間Ｋを空けて対向させても良い。つまり、隣接する壁状地盤改良体３４を近接対向させても良い。

この場合、隙間Ｋにある地盤１２は、隣接する壁状地盤改良体３４によって強固に拘束される。そのため、隙間Ｋにある地盤１２も壁状地盤改良体と見なすことができる。したがって、高支持力改良部５０Ｈの壁厚をＴ_Ｈとした場合と同等の支持力を得ることができる。つまり、隣接する壁状地盤改良体３４を隙間Ｋを空けて対向させることにより、高支持力改良部５０Ｈの壁厚を実質的に厚くすることができる。なお、隣接する壁状地盤改良体３４の隙間Ｋは、当該壁状地盤改良体３４を構成する柱状地盤改良体３２の直径以内であることが望ましい。

また、図示を省略するが、例えば、高支持力改良部の改良深さを低支持力改良部の高さ改良深さよりも深くすることにより、高支持力改良部を低支持力改良部よりも高支持力にしても良い。

また、上記実施形態では、観客席２０の内側部分２０Ａに、低支持力改良部５０Ｌへ延出する心材４０を設けた例を示したが、これに限らない。観客席２０の内側部分２０Ａには、引抜抵抗部材としての杭や節付杭、アースアンカー等を設けても良い。これらの杭等は、低支持力改良部３０Ｌに挿入しても良いし、挿入しなくても良い。

また、上記実施形態では、観客席２０の内側部分２０Ａから低支持力改良部３０Ｌへ心材４０を延出させた例を示したが、これに限らない。心材４０は、例えば、観客席２０の内側部分２０Ａから中支持力改良部３０Ｍへ延出させても良い。さらに、引抜抵抗部材は、必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。

また、上記実施形態では、格子状地盤改良体３０に３つの低支持力改良部３０Ｌ、中支持力改良部３０Ｍ、及び高支持力改良部３０Ｈを設けた例を示したが、これに限らない。格子状地盤改良体３０には、少なくとも低支持力改良部３０Ｌ及び高支持力改良部３０Ｈがあれば良い。また、例えば、高支持力改良部３０Ｈに対して低支持力改良部３０Ｌ及び中支持力改良部３０Ｍを両方とも低支持力改良部と捉えても良いし、低支持力改良部３０Ｌに対して中支持力改良部３０Ｍ及び高支持力改良部３０Ｈを両方とも高支持力改良部と捉えても良い。

また、上記実施形態では、観客席２０を格子状地盤改良体３０で支持した例を示したが、これに限らない。例えば、図６に示されるように、観客席２０は、格子状地盤改良体３０及び杭６０によって支持しても良い。つまり、観客席２０は、杭６０を併用したパイルド・ラフト基礎としても良い。この際、杭６０は、観客席２０の柱２６の下（直下）に配置することが望ましい。

また、格子状地盤改良体３０の形状は、上記したものに限らない。格子状地盤改良体７０は、例えば、図７に示されるように、観客席７２の平面形状に応じて平面視にて多角形状に形成しても良いし、円形状に形成しても良い。

また、上記実施形態では、フィールド１４の両側に一対の観客席２０を配置した例を示したが、これに限らない。観客席２０は、フィールド１４の片側にのみ設けても良い。

さらに、上記実施形態では、構造体として観客席２０を例に示したが、これに限らない。構造体は、低重量部及び高重量部を有していれば良く、例えば、図８に示されるような構造体８２であっても良い。

具体的には、構造物８０の構造体８２は、低重量部８２Ａ及び高重量部８２Ｂを有している。高重量部８２Ｂは、低重量部８２Ａよりも高さが高くされており、低重量部８２Ａよりも高重量になっている。この場合、低重量部８２Ａの下の地盤１２には、格子状地盤改良体９０の低支持力改良部９０Ｌを形成し、高重量部８２Ｂの下の地盤１２には、低支持力改良部９０Ｌよりも壁厚が厚くされた高支持力改良部９０Ｈを形成すれば良い。また、引抜抵抗部材を設ける場合は、構造体８２の低重量部８２Ａ側に引抜抵抗部材を設ければ良い。

また、低重量部及び高重量部は、高さが異なる場合だけでなく、例えば、構造種別（鉄骨造、ＲＣ造等）が異なる場合や、耐震要素の有無等により、重量が異なっていても良い。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０構造物
１２地盤
１４フィールド
２０観客席（構造体）
２２座席
２０Ａ内側部分（低重量部）
２０Ｂ外側部分（高重量部）
３０格子状地盤改良体
３０Ｌ低支持力改良部
３０Ｍ中支持力改良部（高支持力改良部、低支持力改良部）
３０Ｈ高支持力改良部
４０心材（引抜抵抗部材）
５０格子状地盤改良体
５０Ｌ低支持力改良部
５０Ｈ高支持力改良部
５４壁状地盤改良体
７０格子状地盤改良体
７２観客席（構造体）
８０構造物
８２構造体
８２Ａ低重量部
８２Ｂ高重量部
９０格子状地盤改良体
９０Ｌ低支持力改良部
９０Ｈ高支持力改良部

Claims

フィールドの外周に配置される構造体と、
前記フィールドの外周に形成されるとともに平面視にて格子状に形成され、前記構造体を支持する格子状地盤改良体と、
を備え、
前記格子状地盤改良体は、
前記構造体における低重量部を支持する低支持力改良部と、
前記低支持力改良部よりも高支持力とされ、前記構造体における前記低重量部よりも高重量の高重量部を支持する高支持力改良部と、
を有する、
構造物。
前記構造体は、フィールドを挟んで互いに対向すると共に外側へ向かうに従って座席位置が高くなる一対の観客席を有し、
前記低支持力改良部は、前記低重量部としての前記観客席の内側部分の下に形成され、
前記高支持力改良部は、前記高重量部としての前記観客席の外側部分の下に形成される、
請求項１に記載の構造物。
前記観客席における前記内側部分から地盤へ延出する引抜抵抗部材を備える、
請求項２に記載の構造物。