JP6499834B2

JP6499834B2 - 建物基礎構造

Info

Publication number: JP6499834B2
Application number: JP2014142421A
Authority: JP
Inventors: 泰成森下; 靖彦山下; 壮一郎九嶋; 雄一郎奥野; 和哉西尾; 崇嗣藤井; 純次濱田; 裕司田屋
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2014-07-10
Filing date: 2014-07-10
Publication date: 2019-04-10
Anticipated expiration: 2034-07-10
Also published as: JP2016017374A

Description

本発明は、建物基礎構造に関する。

近年、既設建物の解体において既設基礎を残し、この既設基礎を地業として利用して建物を新築することがある。例えば、特許文献１には、既存建物の既存基礎を残しておき、既存基礎に新設基礎梁を構築し、新設基礎梁の上に新設建物を構築する建物の建替工法が開示されている。

既設基礎上に新設構造物を構築する場合、新設構造物の重量や、構造設計において想定される地震力の大きさによって、新設構造物の設計水平力が既設基礎に対する新設構造物の滑動抵抗力よりも大きくなることが懸念される。

特開平１１−５０４８０号公報

本発明は係る事実を考慮し、既設建物の解体後に残された基礎構造体上に構築された新設構造物の地震時における滑動を抑制することを課題とする。

第１態様の発明は、既設建物の解体後に残された基礎構造体と、前記基礎構造体上に構築された新設構造物と、前記基礎構造体と前記新設構造物を連結して前記新設構造物に生じた地震力を前記基礎構造体へ伝える連結手段と、を有する建物基礎構造である。

第１態様の発明では、新設構造物に生じた地震力を連結手段によって基礎構造体へ伝えることにより、地震時における基礎構造体に対する新設構造物の滑動を抑制することができる。

第２態様の発明は、第１態様の建物基礎構造において、前記連結手段は、前記基礎構造体の上面又は前記新設構造物の下面に突出して設けられた凸部と、前記新設構造物の下面又は前記基礎構造体の上面に形成され前記凸部が係合される係合部と、を有する。

第２態様の発明では、連結手段を凸部と係合部によって構成することにより、基礎構造体に対する新設構造物の滑動抵抗力を確実に大きくすることができる。

第３態様の発明は、第２態様の建物基礎構造において、前記係合部は、前記基礎構造体に設けられたピットを有して構成されている。

第３態様の発明では、基礎構造体に設けられているピットを有して係合部を構成することにより、係合部を形成する手間を軽減することができ、横方向への移動に対して基礎構造体と新設構造物を確実に一体化することができる。

本発明は上記構成としたので、既設建物の解体後に残された基礎構造体上に構築された新設構造物の地震時における滑動を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る建物を示す立面図である。本発明の実施形態に係る建物のバリエーションを示す立面図である。本発明の実施形態に係る建物のバリエーションを示す立面図である。本発明の実施形態に係る建物のバリエーションを示す立面図である。本発明の実施形態に係る建物のバリエーションを示す立面図である。本発明の実施形態に係る建物のバリエーションを示す立面図である。従来の建物を示す立面図である。従来の建物を示す立面図である。

図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の実施形態に係る建物基礎構造について説明する。

図１の立面図には、本実施形態に係る建物基礎構造１０を有する建物１２が示されている。建物１２は、既設建物を解体して建て替えた、オフィスビル、商業ビル、マンション等の新設建物である。

建物基礎構造１０は、基礎構造体としての鉄筋コンクリート製の基礎躯体１４と、新設構造物としての鉄筋コンクリート製の構造物１６と、連結手段１８と、を有して構成されている。

基礎躯体１４は、既設建物の解体後に残された構造体であり、地盤２０中に埋設されている。基礎躯体１４は、ピット２２が複数設けられた底部２４と、下部が底部２４を取り囲むように底部２４と一体に設けられた側壁部２６と、を有して構成されている。側壁部２６の上部は、地盤２０の地面２８の高さまで設けられており、所定の隙間Ｓを有して構造物１６を取り囲んでいる。

構造物１６は、底部２４の上面３０に載置されている。すなわち、構造物１６は、基礎躯体１４の底部２４を支持基盤とする直接基礎によって基礎躯体１４の底部２４上に構築されている。

連結手段１８は、構造物１６の下面に突出して設けられた凸部としての鉄筋コンクリート製のコッター部材３２と、底部２４の上面３０に形成されコッター部材３２が係合される係合部３４と、を有して構成されている。

係合部３４は、底部２４の上面３０からピット２２へ貫通する貫通孔３６と、ピット２２の上端部と、を有して構成されている。すなわち、基礎躯体１４に予め設けられているピット２２を連結手段１８の係合部３４として利用し、ピット２２の空間内にコッター部材３２を収容している。

コッター部材３２は、底部２４に貫通孔３６を形成し、係合部３４に配筋を施した後に、この係合部３４へコンクリートを打設することによって形成する。コッター部材３２のコンクリート打設は、構造物１６の底版を構築する（構造物１６の底版のコンクリートを打設する）ときに行い、構造物１６の下面と一体となるようにコッター部材３２を形成する。構造物１６の下面とコッター部材３２との接合部には、コッター部材３２がせん断抵抗部材として機能するように十分な強度を確保する。

このような構成により、連結手段１８では、コッター部材３２がせん断抵抗部材として機能し、構造物１６に生じた地震力が基礎躯体１４へ伝えられる。すなわち、連結手段１８により基礎躯体１４と構造物１６が連結され、横方向の移動に対して基礎躯体１４と構造物１６とが一体化される。

次に、本発明の実施形態に係る建物基礎構造の作用と効果について説明する。

本実施形態の建物基礎構造１０では、図１に示すように、連結手段１８によって横方向の移動に対して基礎躯体１４と構造物１６を一体化し、構造物１６に生じた地震力を基礎躯体１４へ伝えることにより、地震時における基礎躯体１４に対する構造物１６の滑動を抑制することができる。

また、連結手段１８を、コッター部材３２と係合部３４を有して構成することにより、基礎躯体１４に対する構造物１６の滑動抵抗力を確実に大きくすることができる。

さらに、基礎躯体１４に設けられているピット２２を有して、コッター部材３２が係合される係合部３４を構成することにより、係合部３４を形成する手間を軽減することができ、横方向への移動に対して基礎躯体１４と構造物１６を確実に一体化することができる。

図７の立面図に示す建物３８のように、基礎躯体１４の底部２４を支持基盤とする直接基礎によって基礎躯体１４の底部２４上に構造物１６が構築されている場合、構造物１６の重量や構造設計において想定される地震力の大きさ等により、構造物１６の設計水平力Ｐ_１が基礎躯体１４の上面３０に対する構造物１６の下面の滑動抵抗力Ｒ_１（＝構造物１６の重量Ｗ_１×基礎躯体１４の上面３０と構造物１６の下面との摩擦係数μ_１）よりも大きくなってしまい、基礎躯体１４に対する構造物１６の滑動を防ぐだけの滑動抵抗力Ｒ_１が得られないことが懸念される。

このような場合に、従来は、例えば図８の立面図に示す建物４０のように、基礎躯体１４に貫通させるとともに先端部が地盤２０に達するように杭４２を打設して、基礎躯体１４に対する構造物１６の滑動抵抗力を大きくしているが、杭の施工は面倒であり、また、杭を配置するための孔を基礎躯体１４に形成する際の止水対策を施す必要がある。

これに対して、本実施形態の建物基礎構造１０では、図１に示すように、杭を用いないで基礎躯体１４に対する構造物１６の滑動を防ぐことができるので、建物１２の建設工事の初期の施工手間や施工コストを低減することができる。また、基礎躯体１４を再利用することにより、環境負荷の低減に貢献できる。

また、本実施形態の建物基礎構造１０では、図１に示すように、地震時に基礎躯体１４に作用する水平力をＰ_２、地盤２０に対する基礎躯体１４の下面の滑動抵抗力をＲ_２、構造物１６の重量をＷ_１、基礎躯体１４の重量をＷ_２、地盤２０と基礎躯体１４の下面との摩擦係数をμ_２、地震時における地盤２０の水平震度をＫとすると、Ｐ_２＝（Ｗ_１＋Ｗ_２）×Ｋ、Ｒ_２＝（Ｗ_１＋Ｗ_２）×μ_２となる。

ここで、建築基礎構造設計指針（日本建築学会）等に基づいた一般的な数値としては、水平震度Ｋは０．３程度、摩擦係数μ_２は０．４〜０．６程度となるので、Ｐ_２＜Ｒ_２となり、地盤２０に対して基礎躯体１４は滑動しない。さらに、図１に示す基礎躯体１４のように、基礎躯体１４が地盤２０中に埋設されている場合には、地面２８下の地盤２０から基礎躯体１４が受ける側面摩擦抵抗力、前面受働抵抗力、及び背面受働抵抗力が滑動抵抗力Ｒ_２に加えられるので、滑動安全率（＝滑動抵抗力Ｒ_２／水平力Ｐ_２）がより大きくなる。

以上、本発明の実施形態について説明した。

なお、本実施形態では、図１に示すように、コッター部材３２を鉄筋コンクリート製とした例を示したが、構造物１６に生じた地震力を基礎躯体１４へ伝えて地震時における基礎躯体１４に対する構造物１６の滑動を抑制することができるものであれば、コッター部材３２は、鉄骨製、鉄骨鉄筋コンクリート製等の他の構造部材であってもよい。

また、本実施形態では、連結手段１８を、コッター部材３２と係合部３４とを有して構成した例を示したが、連結手段１８は、基礎躯体１４の上面又は構造物１６の下面に突出して設けられた凸部と、構造物１６の下面又は基礎躯体１４の上面に形成され、基礎躯体１４の上面又は構造物１６の下面に突出して設けられた凸部が係合される係合部と、を有していればよい。

例えば、図２〜４の立面図に示す建物４４、４６、４８のようにしてもよい。図２に示す建物４４では、建物基礎構造５０が連結手段５６を有して構成され、連結手段５６は、構造物１６の下面に突出して設けられた凸部としての鉄筋コンクリート製のコッター部材５８と、ピットが設けられていない基礎躯体６０の上面に形成され、コッター部材５８が収容されて係合される係合部としての凹部６２と、を有して構成されている。

図３に示す建物４６では、建物基礎構造５２が連結手段６４を有して構成され、連結手段６４は、ピットが設けられていない基礎躯体６８の上面に突出して設けられた凸部としての鉄筋コンクリート製のコッター部材６６と、構造物１６の下面に形成され、コッター部材６６が収容されて係合される係合部としての凹部７０と、を有して構成されている。

図４に示す建物４８では、建物基礎構造５４が連結手段７２を有して構成され、連結手段７２は、構造物１６の下面に形成された凹部７４に収容されて構造物１６の下面に突出して設けられ、下端部を凸部とするコッター部材７６と、基礎躯体１４の底部２４上面に形成され、コッター部材７６の凸部が収容されて係合される係合部としての凹部７８と、を有して構成されている。

さらに、本実施形態では、連結手段１８を、コッター部材３２と係合部３４とを有して構成した例を示したが、図５の立面図に示す建物８０のように、基礎躯体１４の側壁部２６の内壁面と構造物１６の外壁面との間に配置した鉄筋コンクリート製等のブロック８２を連結手段としてもよい。

この構成においては、構造物１６に生じた地震力を、ブロック８２を介して圧縮力により基礎躯体１４へ伝えて、基礎躯体１４に対する構造物１６の滑動を抑制することができる。なお、ブロック８２は、構造物１６に設けられている梁や構造物１６の基礎部に対応した位置に配置すれば、構造物１６から基礎躯体１４へ効率よく地震力を伝えることができるので好ましい。

また、本実施形態では、基礎躯体１４にピット２２が設けられている例を示したが、図６の立面図に示す建物８４のように、ピット２２内に、流動化処理土、コンクリート、コンクリート殻等のウェイト材８６を充填して基礎躯体１４に重量を付加し、地盤２０に対する基礎躯体１４の滑動抵抗力を大きくすれば、滑動安全率（＝滑動抵抗力Ｒ_２／水平力Ｐ_２）を大きくすることができる。

さらに、本実施形態では、基礎躯体１４を支持基盤とする直接基礎によって基礎躯体１４上に構造物１６を構築した例を示したが、基礎躯体１４を支持基盤とするパイルドラフト基礎によって基礎躯体１４上に構造物１６を構築してもよい。また、直接基礎やパイルドラフト基礎と、杭基礎とが併用された基礎によって基礎躯体１４上に構造物１６を構築する場合においても本実施形態の建物基礎構造を適用することができる。

また、本実施形態では、構造物１６及び基礎躯体１４を鉄筋コンクリート製とした例を示したが、構造物１６及び基礎躯体１４は、鉄筋コンクリート製、鉄骨製、鉄骨鉄筋コンクリート製、ＣＦＴ製（Concrete-Filled Steel Tube：充填形鋼管コンクリート構造）等のさまざまな構造や規模のものであってもよい。

以上、本発明の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何等限定されるものでなく、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、５０、５２、５４建物基礎構造
１４、６０、６８基礎躯体（基礎構造体）
１６構造物（新設構造物）
１８、５６、６４、７２連結手段
２２ピット
３２、５８、６６コッター部材（凸部）
３４係合部
６２、７０、７８凹部（係合部）
８２ブロック（連結手段）

Claims

既設建物の解体後に残され、底部にピットが設けられた基礎構造体と、
前記基礎構造体の前記底部の上面に載置された新設構造物と、
前記基礎構造体と前記新設構造物を連結して前記新設構造物に生じた地震力を前記基礎構造体へ伝える連結手段と、
を有し、
前記連結手段は、
前記新設構造物の下面から突出して設けられた凸部と、
前記基礎構造体の前記底部の上面から前記ピットへ貫通し、前記凸部が係合される貫通孔と、
を有する建物基礎構造。
前記凸部の下部は、前記凸部の上部より外形が大きくされており、前記ピットに係合されている請求項１に記載の建物基礎構造。