JP6648990B2 - 基礎構造 - Google Patents

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本発明は、基礎構造に関する。
鋼製型枠内に基礎梁仕口鉄骨及び鉄骨基礎梁(鋼製基礎梁)を設置し、当該鋼製型枠内にコンクリートを充填してフーチングを形成する基礎構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−220842号公報
しかしながら、特許文献1に開示された基礎構造では、例えば、フーチングの鉄筋工事、及び鉄骨基礎梁を建方するための仮設鉄骨が必要になる可能性がある。
本発明は、上記の事実を考慮し、フーチングの鉄筋工事を低減し、さらに鉄骨基礎梁を建方するための仮設鉄骨を不要にすることで、基礎工事における省人化を図ることを目的とする。
第1態様に係る基礎構造は、地盤に設けられる杭と、前記杭の杭頭を囲む鋼管と、前記鋼管の上に設置され、前記杭頭の上方に立てられる柱が接合されると共に該鋼管と溶接される鉄骨基礎梁と、前記鋼管内に充填され、前記柱を支持するフーチングを形成する充填コンクリートと、を備える。
第1態様に係る基礎構造によれば、地盤には、杭が設けられる。この杭の杭頭は、鋼管によって囲まれる。また、鋼管の上には、鉄骨基礎梁が設置される。鉄骨基礎梁は、杭頭の上方に立てられる柱が接合されると共に鋼管と溶接される。この鋼管内に充填コンクリートを充填することにより、柱を支持するフーチングが形成される。つまり、鋼管は、フーチング用の埋設型枠として機能する。したがって、フーチング用の型枠の仮設及び撤去が不要になる。
また、鋼管に充填コンクリートを充填することにより、CFT(Concrete Filled Steel Tube)状のフーチングが形成される。この場合、フーチングに作用する引張力や曲げに対して鋼管が抵抗する。さらに、CFT状のフーチングでは、鋼管による充填コンクリートの拘束効果(コンファインド効果)が得られる。したがって、充填コンクリート内に配筋する鉄筋等を低減し、若しくは無くすことができる。よって、フーチングの鉄筋工事を低減することができる。
また、鉄骨基礎梁を建方するための仮設鉄骨(土台)として鋼管を使用することにより、鉄骨基礎梁を建方するための仮設鉄骨の仮設及び撤去が不要になる。
このように本発明では、フーチングの鉄筋工事を低減し、さらに鉄骨基礎梁を建方するための仮設鉄骨を不要にすることで、基礎工事における省人化を図ることができる。
さらに、鉄骨基礎梁は、鋼管に溶接される。これにより、鋼管内に充填コンクリートを充填する際に、鋼管に対する鉄骨基礎梁の位置ずれが抑制される。したがって、施工性が向上する。
第2態様に係る基礎構造は、第1態様に係る基礎構造において、前記鋼管、前記柱及び前記鉄骨基礎梁の少なくとも1つには、前記充填コンクリート内に埋設されるせん断力伝達機構が設けられる。
第2態様に係る基礎構造によれば、鋼管、柱及び鉄骨基礎梁の少なくとも1つには、せん断力伝達機構が設けられる。このせん断力伝達機構を充填コンクリート内に埋設することにより、鋼管、柱及び鉄骨基礎梁の少なくとも1つと充填コンクリートとの間でせん断力が伝達される。また、充填コンクリートに伝達されたせん断力は、杭頭摩擦や杭頭と充填コンクリートとの水平方向の係合(支圧)によって杭に伝達される。したがって、耐震性能が向上する。
第3態様に係る基礎構造は、第1態様又は第2態様に記載の基礎構造において、前記杭頭には、上方へ延出し、前記充填コンクリート内に埋設される引抜き抵抗機構が設けられる。
第3態様に係る基礎構造によれば、充填コンクリートには、杭頭から上方へ延出する引抜き抵抗機構が埋設される。これにより、例えば、地震時に、柱から充填コンクリートに引抜き力が伝達されると、当該引抜き力が引抜き抵抗機構を介して杭頭に伝達される。したがって、柱の浮き上りが抑制されるため、耐震性能が向上する。
以上説明したように、本発明に係る基礎構造によれば、フーチングの鉄筋工事を低減し、さらに鉄骨基礎梁を建方するための仮設鉄骨を不要にすることで、基礎工事における省人化を図ることができる。
本発明の第1実施形態に係る基礎構造が適用された基礎を示す縦断面図である。 図1の2−2線断面図である。 (A)及び(B)は、図1に示される基礎の施工方法を説明する縦断面図である。 本発明の第2実施形態に係る基礎構造が適用された基礎を示す縦断面図である。 図4の5−5線断面図である。 本発明の第3実施形態に係る基礎構造が適用された基礎を示す縦断面図である。 図6に示される柱基礎梁仕口部材と鋼管とを分解した分解側面図である。
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る基礎構造について説明する。
先ず、第1実施形態について説明する。
図1には、本実施形態に係る基礎構造10が適用された基礎12が示されている。この基礎構造10は、杭14と、フーチング20と、柱(鉄骨柱)16と、鉄骨基礎梁18とを備えている。
杭14は、その杭頭14Aを地盤Gから上方へ突出させた状態で、地盤Gに埋設されている。この杭14は、例えば、鋼杭(鋼管杭)、コンクリート杭又は合成杭とされる。また、杭14は、既製杭であっても良いし、現場打ち杭であっても良い。さらに、杭14は、支持杭であっても良いし、摩擦杭であっても良い。
杭14の杭頭14Aは、フーチング20の下部に埋設されている。フーチング(基礎フーチング)20は、杭14の杭頭14Aを囲む鋼管22と、鋼管22内に充填される充填コンクリート24とを有し、CFT状に形成されている。図2に示されるように、鋼管22は、杭頭14Aよりも直径が大きい円形鋼管とされている。なお、鋼管22は、角形鋼管で形成されても良い。
図1に示されるように、鋼管22は、上下方向を軸方向として配置され、その内部に杭頭14Aが挿入された状態で、杭頭14Aの周囲に打設された捨てコン(捨てコンクリート)26上に設置されている。この状態で、鋼管22内に充填コンクリート24を充填することにより、充填コンクリート24の下部に杭頭14Aが埋設されている。つまり、鋼管22は、フーチング20の埋設型枠(鋼製型枠)として機能する。また、鋼管22は、後述する柱基礎梁仕口部材30を建方するための仮設鉄骨としても機能する。
なお、図1では、鋼管22は、高さ調整用の調整台28を介して捨てコン26上に設置されている。この調整台28及び前述した捨てコン26は、適宜省略可能である。また、鋼管22は、杭頭14Aと同軸上に配置されることが望ましい。さらに、充填コンクリート24には、鉄筋(補強筋等)を適宜配筋しても良い。
鋼管22の上には、柱16と鉄骨基礎梁18とを接合する柱基礎梁仕口部材30が設置されている。柱基礎梁仕口部材30は、柱ブラケット32と、複数の基礎梁ブラケット40とを有している。なお、本実施形態では、柱基礎梁仕口部材30に鋼管22が予め溶接により一体化されている。
柱ブラケット32は、例えば、角形鋼管で形成されており、柱16の柱脚部を形成している。この柱ブラケット32の上端部(図示省略)には、例えば、当該柱ブラケット32と同様の角形鋼管で形成された図示しない柱本体が接合されている。この柱ブラケット32及び柱本体によって、柱16が形成されている。また、柱ブラケット32及び柱本体の内部には、コンクリート34が充填されている。つまり、本実施形態の柱16は、コンクリート充填鋼管(CFT)造とされている。なお、本実施形態では、構造設計上、柱16が引抜き力Fを負担しないか、若しくは引抜き力Fが無視可能な程度に小さくなっている。
柱ブラケット32の下部は、鉄骨基礎梁18が接合される基礎梁仕口部32Sとされている。基礎梁仕口部32Sには、上下一対のダイアフラム36U,36Lが設けられている。上下一対のダイアフラム36U,36Lは、例えば、鋼板で形成された通しダイアフラムとされており、上下方向に互いに対向して配置されている。
上下一対のダイアフラム36U,36Lのうち、下側のダイアフラム36Lは、柱ブラケット32の下端に溶接等によって接合されており、柱ブラケット32の下端側開口を塞いでいる。このダイアフラム36Lの下面には、せん断力伝達機構としての複数のスタッド38が接合されている。
複数のスタッド38は、下側のダイアフラム36Lの下面から下方へ突出し、鋼管22の内部に配置されると共に充填コンクリート24内に埋設されている。これらのスタッド38を介して、柱基礎梁仕口部材30と充填コンクリート24との間でせん断力が伝達される。なお、下側のダイアフラム36Lは、柱ブラケット32(柱16)のベースプレートと捉えることも可能である。つまり、せん断力伝達機構としてのスタッド38は、柱16に設けられている。
一方、上下一対のダイアフラム36U,36Lのうち、上側のダイアフラム36Uの中央部には、当該中央部を厚み方向に貫通する充填孔39が形成されている。この充填孔39を介して基礎梁仕口部32Sにコンクリート34が充填されている。なお、上下一対のダイアフラム36U,36Lは、通しダイアフラムに限らず、内ダイアフラムや外ダイアフラムであっても良い。また、基礎梁仕口部32Sにコンクリート34を充填しない場合は、充填孔39は不要である。
図2に示されるように、複数(本実施形態では4本)の基礎梁ブラケット40は、基礎梁仕口部32Sの四方に配置されている。各基礎梁ブラケット40は、図3(A)に示されるように、H形鋼で形成されており、上下一対のフランジ部40U,40Lと、上下一対のフランジ部40U,40Lを接続するウェブ部40Wとを有している。また、ウェブ部40Wの表面には、鋼管22と連続するように、上下方向に延びる補強リブ42が設けられている。なお、補強リブ42は、適宜省略可能である。
基礎梁ブラケット40の一端部は、基礎梁仕口部32Sに接合されている。具体的には、基礎梁ブラケット40の一端部は、その上下一対のフランジ部40U,40Lが上下一対のダイアフラム36U,36Lにそれぞれ突き当てられた状態で溶接等により接合されている。
図3(B)に示されるように、基礎梁ブラケット40は、基礎梁本体44の両端部にそれぞれ接合されており、基礎梁本体44と共に鉄骨基礎梁18を形成している。具体的には、基礎梁ブラケット40の他端部には、基礎梁本体44の一端部が接合される。基礎梁本体44は、H形鋼で形成されており、上下一対のフランジ部44U,44Lと、上下一対のフランジ部44U,44Lを接続するウェブ部44Wとを有している。
図1に示されるように、基礎梁本体44のウェブ部44Wと基礎梁ブラケット40のウェブ部40Wとは、接合プレート46を介してボルト48及びナット(図示省略)により接合される。これと同様に、基礎梁本体44の上下一対のフランジ部44U,44Lと、基礎梁ブラケット40の上下一対のフランジ部40U,40Lとは、接合プレート(スプライスプレート)50を介してボルト52及びナットにより接合される。
なお、基礎梁本体44の他端部は、図示しない基礎梁ブラケットを介して他の柱基礎梁仕口部材に接合されている。また、基礎梁ブラケット40と基礎梁本体44との接合方法は、適宜変更可能であり、例えば、溶接接合しても良い。さらに、鉄骨基礎梁18の上には、例えば、スラブ等を形成しても良い。
基礎梁ブラケット40(鉄骨基礎梁18)の下面、すなわち下側のフランジ部(下フランジ部)40Lは、鋼管22の上端部22Uと溶接されている。また、下側のフランジ部40Lの下面には、せん断力伝達機構としての複数のスタッド54が接合されている。複数のスタッド54は、下側のフランジ部40Lの下面から下方へ突出し、鋼管22の内部に配置されると共に充填コンクリート24の上部に埋設されている。これらのスタッド54を介して、柱基礎梁仕口部材30と充填コンクリート24との間でせん断力が伝達される。
次に、第1実施形態に係る基礎の施工方法の一例について説明する。
図3(A)には、地盤Gに埋設された杭14が示されている。この杭14の杭頭14Aは、地盤Gから上方へ突出されている。この状態から、先ず、杭頭14Aの周辺部に捨てコン26を打設する。
次に、鋼管22が予め溶接された柱基礎梁仕口部材30を、鋼管22を下にした状態で図示しないクレーン等の揚重機によって吊り上げる。そして、吊り上げた柱基礎梁仕口部材30を杭頭14Aの上方から下方へ降ろし、図3(B)に示されるように、捨てコン26上に設置する。この際、鋼管22の下端側開口から当該鋼管22の内部に杭頭14Aを挿入する。また、調整台28を介して鋼管22を捨てコン26上に設置することにより、鋼管22の高さ等を適宜調整する。これにより、柱基礎梁仕口部材30が鋼管22を介して地盤Gに支持される。つまり、鋼管22は、柱基礎梁仕口部材30を建方するための仮設鉄骨(土台)として機能する。
次に、柱基礎梁仕口部材30の各基礎梁ブラケット40の端部に、接合プレート46,50等を介して基礎梁本体44の端部を接合し、鉄骨基礎梁18を形成する。
次に、図1に示されるように、鋼管22の上端側開口から当該鋼管22の内部に充填コンクリート24を充填し、硬化させる。この際、充填コンクリート24は、鋼管22の上端部22U、すなわち柱基礎梁仕口部材30の下面まで充填する。これにより、杭頭14Aの周囲に、当該杭頭14Aの上方に立てられる柱16を支持するフーチング20が形成される。また、柱基礎梁仕口部材30から鋼管22の内部へ突出する複数のスタッド38,54が充填コンクリート24の上部に埋設され、柱16が充填コンクリート24に固定される。
次に、柱ブラケット32の上端部に図示しない柱本体を接合すると共に、これらの柱ブラケット32及び柱本体の内部にコンクリート34を充填し、CFT造の柱16を形成する。なお、柱16は、S造にしても良い。
また、上記では、基礎梁ブラケット40に基礎梁本体44を接合した後に、鋼管22の内部に充填コンクリート24を充填した例を示したが、これに限らない。鋼管22に対する充填コンクリート24の充填時期(充填タイミング)は適宜変更可能であり、例えば、基礎梁ブラケット40に基礎梁本体44を接合する前に、又はこれと並行して鋼管22の内部に充填コンクリート24を充填しても良い。また、例えば、柱ブラケット32に柱本体を接合して柱16を形成(施工)した後に、鋼管22の内部に充填コンクリート24を充填しても良い。
次に、第1実施形態の作用及び効果について説明する。
図1に示されるように、本実施形態によれば、柱基礎梁仕口部材30に鋼管22が溶接されている。この鋼管22の内部には、杭14の杭頭14Aが挿入されている。つまり、杭14の杭頭14Aは、鋼管22によって囲まれている。この鋼管22の内部に充填コンクリート24を充填することにより、杭頭14Aの上方に立てられる柱16を支持するフーチング20が形成されている。つまり、鋼管22は、フーチング20用の埋設型枠として機能する。したがって、フーチング20用の型枠の仮設及び撤去が不要になる。
また、本実施形態では、鋼管22に充填コンクリート24を充填し、CFT状のフーチング20を形成する。このようなCFT状のフーチング20では、フーチング20に作用する引張力や曲げに対して鋼管22が抵抗する。また、CFT状のフーチング20では、鋼管22による充填コンクリート24の拘束効果(コンファインド効果)が得られる。したがって、充填コンクリート24内の鉄筋等を低減し、若しくは無くすことができる。よって、フーチング20の鉄筋工事を低減することができる。
また、鋼管22は、柱基礎梁仕口部材30を建方するための仮設鉄骨としても機能する。したがって、鋼管22とは別に、柱基礎梁仕口部材30を建方するための仮設鉄骨の仮設及び撤去が不要になる。
このように本実施形態では、フーチング20の鉄筋工事を低減し、さらに柱基礎梁仕口部材30を建方するための仮設鉄骨を不要にすることで、基礎12工事における省人化を図ることができる。
さらに、鋼管22の上端部22Uには、柱基礎梁仕口部材30(鉄骨基礎梁18)の基礎梁ブラケット40が溶接されている。これにより、鋼管22内に充填コンクリート24を充填する際に、鋼管22に対する柱基礎梁仕口部材30の位置ずれが抑制される。これと同様に、例えば、基礎梁ブラケット40の端部に基礎梁本体44の端部を接合する際や、柱ブラケット32に図示しない柱本体を接合する際にも、鋼管22に対する柱基礎梁仕口部材30の位置ずれが抑制される。したがって、基礎12の施工性が向上するため、省人化を図ることができる。
しかも、鋼管22の上端部22Uと柱基礎梁仕口部材30の基礎梁ブラケット40とを溶接することにより、地震時に、鋼管22と柱基礎梁仕口部材30との間でせん断力が伝達される。したがって、耐震性能が向上する。
また、柱基礎梁仕口部材30の下面には、複数のスタッド38,54が設けられている。より具体的には、柱ブラケット32の下側のダイアフラム36Lの下面及び基礎梁ブラケット40の下側のフランジ部40Lの下面には、下方へ突出する複数のスタッド38,54がそれぞれ設けられている。これらのスタッド38,54は、鋼管22の上端側開口から当該鋼管22の内部に配置されると共に、充填コンクリート24の上部に埋設されている。これにより、複数のスタッド38,54を介して柱基礎梁仕口部材30と充填コンクリート24との間でせん断力が伝達される。
また、充填コンクリート24に伝達されたせん断力は、杭頭14Aの上面と充填コンクリート24との接触面に発生する摩擦力や、杭頭14Aと充填コンクリート24との水平方向の係合(図1の支圧力P)によって杭頭14Aに伝達される。したがって、耐震性能が向上する。
一方、本実施形態では、構造設計上、柱16が引抜き力Fを負担しないか、若しくは引抜き力Fが無視可能な程度に小さくなっている。そのため、本実施形態では、杭頭半剛接を採用することができる。したがって、杭頭14Aの杭頭補強筋等を省略することができる。
また、鋼管22の直径を杭頭14Aの直径よりも大きくすることにより、杭14の杭芯(中心軸)が施工誤差により数十ミリずれたとしても、そのまま柱16を正規の位置に設置することができる。したがって、基礎12の施工性がさらに向上する。
次に、第2実施形態について説明する。なお、第2実施形態において、第1実施形態と同様の構成のものは、同符号を付して説明を適宜省略する。
図4及び図5には、第2実施形態に係る基礎構造60が適用された基礎62が示されている。第2実施形態では、構造設計上、柱16が引抜き力Fを負担する。そのため、杭14の杭頭14Aに、引抜き抵抗機構としての複数のアンカー部材64が設けられている。複数のアンカー部材64は、杭頭14Aの外周に、当該杭頭14Aの周方向に間隔を空けて配置されており、杭頭14Aから上方へ延出されている。
各アンカー部材64は、鉄筋やPC鋼棒等の線材で形成されており、一端側(下端側)が杭頭14Aの外周面に溶接等により接合されている。一方、アンカー部材64の他端側(上端側)は、杭頭14Aから上方へ延出され、鋼管72の上端部22Uに達すると共に、フーチング70の充填コンクリート74内に埋設されている。つまり、アンカー部材64は、側面視にて、杭頭14Aと鋼管72の上端部22Uとに亘って配置されている。これにより、充填コンクリート74に対するアンカー部材64の定着長さが確保されている。
また、アンカー部材64の他端部(上端部)には、充填コンクリート74内に埋設される機械式定着等の定着体66が設けられている。このアンカー部材64によって、充填コンクリート74と杭頭14Aとの間の引抜き力Fの伝達効率が向上する。なお、定着体66は、適宜省略可能である。
また、図5に示されるように、第2実施形態では、上記第1実施形態とは異なり、フーチング70の鋼管72が角形鋼管とされている。具体的には、鋼管72は、4つの側壁部72Sを有している。4つの側壁部72Sは、鋼板で形成されており、これらの鋼板を接合(溶接)することにより、平面視にて矩形筒状の鋼管72が形成されている。なお、鋼管72は、円形鋼管とされても良い。
また、図4に示されるように、各側壁部72Sの内面には、引抜き力伝達機構としての複数のシヤキー76が設けられている。複数のシヤキー(引抜き力伝達リブ)76は、各側壁部72Sの幅方向に延びると共に、上下方向に間隔を空けて配置されている。これらのシヤキー76は、鋼管72内に充填された充填コンクリート74に埋設されている。これにより、鋼管72と充填コンクリート74との一体性(付着性)が高められている。なお、鋼管72の上端部72Uは、柱基礎梁仕口部材30(鉄骨基礎梁18)の下面に溶接されている。
柱基礎梁仕口部材30の下面には、引抜き力伝達機構としての引抜き力伝達プレート80が設けられている。引抜き力伝達プレート80は、複数の鋼板82を平面視にて十字状に接合して形成されており、その上端部が柱ブラケット32の下側のダイアフラム36L及び基礎梁ブラケット40の下側のフランジ部40Lに溶接等により接合されている。
引抜き力伝達プレート80は、柱基礎梁仕口部材30の下面から下方へ突出し、鋼管72の内部に配置されると共に、杭頭14Aの上方で充填コンクリート74に埋設されている。これにより、柱基礎梁仕口部材30が、引抜き力伝達プレート80を介して充填コンクリート74に固定されており、当該引抜き力伝達プレート80を介して柱16と充填コンクリート74との間で引抜き力Fが伝達される。さらに、引抜き力伝達プレート80には、鋼管72と同様のシヤキー84が設けられている。なお、シヤキー76,84は、適宜省略可能である。
また、図5に示されるように、引抜き力伝達プレート80の側端部は、鋼管72の側壁部72Sの内面に突き当てられた状態で溶接されている。この引抜き力伝達プレート80によって鋼管72が補強されている。
次に、第2実施形態の作用及び効果について説明する。
本実施形態によれば、杭14の杭頭14Aには、複数のアンカー部材64が設けられている。これらのアンカー部材64は、杭頭14Aから上方へ延出し、フーチング70の充填コンクリート74内に埋設されている。
一方、柱基礎梁仕口部材30の下面には、引抜き力伝達プレート80が設けられている。この引抜き力伝達プレート80は、柱基礎梁仕口部材30の下面から鋼管72の内部に延出し、充填コンクリート74の上部に埋設されている。これにより、例えば、地震時に柱16に引抜き力Fが作用すると、当該引抜き力Fが柱基礎梁仕口部材30及び引抜き力伝達プレート80を介して充填コンクリート74に伝達される。
また、充填コンクリート74に伝達された引抜き力Fは、アンカー部材64を介して杭頭14Aに伝達されると共に、杭14を介して地盤Gに伝達される。これにより、地震時における柱16の浮き上りが抑制される。したがって、耐震性能が向上する。
さらに、本実施形態では、引抜き力伝達プレート80に複数のシヤキー84が設けられている。これらのシヤキー84が充填コンクリート74と上下方向に係合することにより、引抜き力伝達プレート80と充填コンクリート74との間の引抜き力Fの伝達効率が向上する。
また、アンカー部材64は、側面視にて、杭頭14Aと鋼管72の上端部22Uとに亘って配置されている。これにより、充填コンクリート74に対するアンカー部材64の定着長さが長く確保されている。さらに、アンカー部材64の上端部には、充填コンクリート74に埋設される定着体66が設けられている。これにより、充填コンクリート74に対するアンカー部材64の定着強度が高められるため、充填コンクリート74と杭頭14Aとの間の引抜き力Fの伝達効率が向上する。
さらに、本実施形態では、鋼管72の各側壁部72Sの内面に、複数のシヤキー76が設けられている。これにより、柱16に作用した引抜き力Fは、柱基礎梁仕口部材30から鋼管72及びシヤキー76を介して充填コンクリート74に伝達される。そして、充填コンクリート74に伝達された引抜き力Fは、前述したように、複数のアンカー部材64を介して杭頭14Aに伝達される。したがって、地震時における柱16の浮き上りがさらに抑制される。
なお、引抜き力伝達プレート80は、柱基礎梁仕口部材30及び鋼管72の少なくとも一方に接合しても良い。
次に、第3実施形態について説明する。なお、第3実施形態において、第1,第2実施形態と同様の構成のものは、同符号を付して説明を適宜省略する。
図6及び図7には、第3実施形態に係る基礎構造90が適用された基礎92が示されている。第3実施形態では、柱ブラケット32の基礎梁仕口部32Sが、フーチング94の鋼管96内に配置されると共に、鋼管96内に充填された充填コンクリート98内に埋設されている。
具体的には、図7に示されるように、鋼管96の上部には、4つの基礎梁ブラケット40に対応する4つの切欠き部100が形成されている。各切欠き部100は、鋼管96を上端部96Uから下方へ向けて切欠くことにより形成されている。また、各切欠き部100は、基礎梁ブラケット40の梁成及び梁幅に応じた矩形状に形成されている。
各切欠き部100には、基礎梁ブラケット40が挿入され、基礎梁ブラケット40の下側のフランジ部40Lが切欠き部100の下縁部100Lの上に載置される。この状態で、例えば、基礎梁ブラケット40の上下一対のフランジ部40U,40Lと、切欠き部100の側縁部100S及び下縁部100Lとが適宜溶接される。つまり、基礎梁ブラケット40と鋼管96の上部とが溶接される。
この状態で、図6に示されるように、鋼管96の内部に充填コンクリート98が充填されると、充填コンクリート98の上部に、基礎梁仕口部32Sが埋設されると共に、基礎梁ブラケット40の基礎梁仕口部32S側の端部が埋設される。これにより、地震時に、柱16に作用した引抜き力Fが、基礎梁仕口部32Sを介して充填コンクリート98に伝達される。
なお、基礎梁ブラケット40の上下一対のフランジ部40U,40Lのうち、少なくとも一方が鋼管96と溶接されていれば良い。また、基礎梁ブラケット40のウェブ部40Wと切欠き部100の側縁部100Sとの間には隙間が形成されるが、当該隙間は、例えば在来型枠等によって適宜塞いでおく。
また、鋼管96の内面には、基礎梁仕口部32Sと対向する複数のシヤキー102が設けられている。これらのシヤキー102を介して鋼管96と充填コンクリート98との間で引抜き力Fが伝達される。また、基礎梁仕口部32Sの外面には、鋼管96の内面と対向する複数のシヤキー104が設けられている。この複数のシヤキー104を介して、基礎梁仕口部32Sと充填コンクリート98との間で引抜き力Fが伝達される。なお、シヤキー102,104は、適宜省略可能である。また、図7では、シヤキー104の図示が省略されている。
また、第3実施形態では、複数のアンカー部材110の上端側が、基礎梁仕口部32Sの外面に沿って配置されており、鋼管96の上端部96Uに達している。これらのアンカー部材110を介して充填コンクリート98と杭頭14Aとの間で引抜き力Fが伝達される。また、アンカー部材110の上端部には、充填コンクリート98に埋設される定着体112が設けられている。なお、定着体112は、適宜省略可能である。
次に、第3実施形態の作用及び効果について説明する。
図6に示されるように、本実施形態によれば、柱基礎梁仕口部材30の基礎梁仕口部32Sが充填コンクリート98に埋設されると共に、基礎梁ブラケット40の基礎梁仕口部32S側の端部が充填コンクリート98に埋設されている。これにより、フーチング94に対する柱16の柱脚部の固定度が高められる。したがって、耐震性能が向上する。
また、基礎梁仕口部32Sを充填コンクリート98に埋設することにより、地震時に、柱16に作用した引抜き力Fが基礎梁仕口部32Sを介して充填コンクリート98に伝達される。さらに本実施形態では、基礎梁仕口部32Sの外面に複数のシヤキー104が設けられている。これにより、柱16と充填コンクリート98との間の引抜き力Fの伝達効率が向上する。
さらにまた、柱16に作用した引抜き力Fは、基礎梁ブラケット40と溶接された鋼管96から複数のシヤキー102を介して充填コンクリート98に伝達される。したがって、柱16と充填コンクリート98との間の引抜き力Fの伝達効率がさらに向上する。
また、充填コンクリート98に伝達された引抜き力Fは、充填コンクリート98に埋設されたアンカー部材110を介して杭頭14Aに伝達されると共に、杭14を介して地盤Gに伝達される。これにより、地震時における柱16の浮き上りが抑制される。したがって、耐震性能が向上する。
さらに、前述したように、基礎梁仕口部32Sの外面に沿ってアンカー部材110を配置することにより、すなわち側面視にて、基礎梁仕口部32Sとアンカー部材110の上端側とをラップさせることにより、柱16と杭14との間の引抜き力Fの伝達効率が向上する。
次に、上記第1〜第3実施形態の変形例について説明する。なお、以下では、上記第1実施形態を例に各種の変形例について説明するが、これらの変形例は第2,第3実施形態にも適宜適用可能である。
上記第1実施形態では、柱基礎梁仕口部材30の下面に、せん断力伝達機構としての複数のスタッド38,54が設けられるが、これらのスタッド38,54の数や配置は適宜変更可能である。例えば、スタッド等のせん断力伝達機構は、鋼管22の内面に設けても良い。つまり、せん断力伝達機構は、柱16、鉄骨基礎梁18、及び鋼管22の少なくとも1つに設けることができる。さらに、スタッド38,54等のせん断力伝達機構は、適宜省略可能である。
また、上記第1実施形態では、柱基礎梁仕口部材30に鋼管22が予め溶接されているが、柱基礎梁仕口部材30と鋼管22とは現場で溶接しても良い。この場合、例えば、現場で柱基礎梁仕口部材30と鋼管22とを溶接したものを地盤G上に設置しても良いし、先ず、鋼管22を地盤G上に設置し、次に、鋼管22の上に柱基礎梁仕口部材30を設置して鋼管22と柱基礎梁仕口部材30とを溶接しても良い。
また、上記第1実施形態では、柱基礎梁仕口部材30が柱ブラケット32及び複数の基礎梁ブラケット40によって形成されるが、上記第1実施形態はこれに限らない。柱基礎梁仕口部材は、例えば、基礎梁仕口部32S及び基礎梁ブラケット40によって形成しても良い。この場合は、例えば、鋼管22を介して柱基礎梁仕口部材を地盤G上に設置した後に、基礎梁仕口部32Sに柱16が接合される。
また、上記第1実施形態では、柱基礎梁仕口部材30に4つの基礎梁ブラケット40を設けたが、基礎梁ブラケット40の数や配置は、適宜変更可能である。例えば、柱基礎梁仕口部材30には、複数の基礎梁ブラケット40を平面視にて十字状、ト字状、L字状又はI字状に設けても良い。
また、上記第1実施形態では、鋼管22内に上端部22Uまで充填コンクリート24を充填したが、上記第1実施形態はこれに限らない。鋼管22に対する充填コンクリート24の充填量は、適宜変更可能である。また、基礎梁仕口部32Sの周囲において、コンクリートを鉄骨基礎梁18の天端まで打設し、基礎梁仕口部32Sをコンクリートに埋設しても良い。
また、上記第1実施形態では、鉄骨基礎梁18(基礎梁ブラケット40、基礎梁本体44)がH形鋼で形成されるが、鉄骨基礎梁18は、例えば、I形鋼やC形鋼、ボックス鋼等で形成されても良い。これと同様に、上記実施形態では、柱16が角形鋼管で形成されるが、柱は、円形鋼管やH形鋼等で形成されても良い。さらに、柱は、CFT造に限らず、S造やRC造、SRC造であっても良い。
以上、本発明の第1〜第3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、第1〜第3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 基礎構造
14 杭
14A 杭頭
16 柱
18 鉄骨基礎梁
20 フーチング
22 鋼管
24 充填コンクリート
38 スタッド(せん断力伝達機構)
54 スタッド(せん断力伝達機構)
60 基礎構造
64 アンカー部材(引抜き抵抗機構)
72 鋼管
74 充填コンクリート
90 基礎構造
96 鋼管
98 充填コンクリート
110 アンカー部材(引抜き抵抗機構)
G 地盤

Claims (2)

  1. 地盤に設けられる杭と、
    前記杭の杭頭を囲み、上端が開口した鋼管と、
    前記鋼管の上部に形成された切欠き部に、前記開口の全部を覆わないように設置され、前記杭頭の上方に立てられる柱が接合される柱基礎梁仕口部が前記鋼管内に配置されると共に該鋼管と溶接される鉄骨基礎梁と、
    前記鋼管内に充填され、前記柱を支持するフーチングを形成する充填コンクリートと、
    前記杭頭から上方へ延出するとともに、上端側が前記柱基礎梁仕口部の外面に沿って配置され、前記充填コンクリート内に埋設されるアンカー部材と、
    を備える基礎構造。
  2. 前記鋼管、前記柱及び前記鉄骨基礎梁の少なくとも1つには、前記充填コンクリート内に埋設されるせん断力伝達機構が設けられる、
    請求項1に記載の基礎構造。
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