JP6648990B2

JP6648990B2 - 基礎構造

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Publication number: JP6648990B2
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Inventors: 秀俊 ▲高▼山; 和宏佐分利; 元伸前川
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Filing date: 2015-06-19
Publication date: 2020-02-19
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Description

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

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。
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。