JP7130563B2

JP7130563B2 - 免震構造

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Publication number: JP7130563B2
Application number: JP2019003499A
Authority: JP
Inventors: 聡司大輪; 宏武石井; 忠幸斎藤
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2019-01-11
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2022-09-05
Anticipated expiration: 2039-01-11
Also published as: JP2020111968A

Description

本発明は、構造物の免震構造に関する。

従来、構造物の免震構造に関するものとして、例えば、特開２０１７－２２２９９２号公報に記載されるように、構造物の基礎部などに免震装置を設ける免震構造が知られている。この免震構造は、地上階に構築される柱の上部に免震装置を設け、地下に免震ピットを構築せずに免震化を図り、施工工数の削減を図ろうとするものである。

特開２０１７－２２２９９２号公報

ところで、このような免震構造を有する構造物において早期に構築を行いたい場合がある。しかしながら、上述した免震構造では、地上階に免震装置を設置するために柱を構築する必要がある。このため、免震構造物の工期を短縮することが難しい。

そこで、本発明は、構造物の工期の短縮が図れる免震構造を提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係る免震構造は、構造物の基礎部の上部に免震部を設けた免震構造において、基礎部は、杭頭の高さが異なる複数の基礎杭を含み、複数の基礎杭は、杭頭が地面レベルより高い位置にある基礎杭を含み、免震部は、複数の基礎杭に支持されて設けられている。この免震構造によれば、複数の基礎杭は杭頭が地面レベルより高い位置にある基礎杭を含み、その基礎杭に支持されて免震部が設けられている。すなわち、地面レベルから上方に突出させて基礎杭が設けられ、その基礎杭に支持されて免震部が設けられている。このため、基礎杭の上部に柱を設けることを省略して免震部を設置することができる。従って、免震構造を有する構造物の工期短縮を図ることができる。

また、本発明に係る免震構造において、免震部は、複数の基礎杭の杭頭の位置に設けられていてもよい。この場合、複数の基礎杭は杭頭が地面レベルより高い位置にある基礎杭を含み、その基礎杭の杭頭の位置にも免震部が設けられている。すなわち、地面レベルから上方に突出させて基礎杭が設けられ、その基礎杭の杭頭の位置に免震部が設けられている。このため、基礎杭の上部に柱を設けることを省略して免震部を設置することができる。従って、免震構造を有する構造物の工期短縮を図ることができる。

また、本発明に係る免震構造において、複数の基礎杭は、杭頭が地面レベルより高い位置にある基礎杭を複数有し、杭頭が地面レベルより高い位置にある基礎杭の間に水平方向に延びる補強梁が架設されていてもよい。この場合、杭頭が地面レベルより高い位置にある基礎杭の間に水平方向に延びる補強梁が架設されることにより、基礎杭の耐力の向上を図ることができる。

また、本発明に係る免震構造において、構造物は、地下階のない構造物であってもよい。この場合、構造物の地上階において使用しない低層階があるときに、そのような低層階において免震部を設置するための柱の構築を省略できる。従って、構造物の工期短縮を図ることができる。

本発明によれば、免震構造を有する構造物の工期を短縮することができる。

本発明の実施形態に係る免震構造の概要説明図である。図１の免震構造における補強梁の説明図である。図１の免震構造を用いた構造物の杭の配置を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は本発明の実施形態に係る免震構造１の概要説明図である。

図１に示すように、本実施形態に係る免震構造１は、構造物１０の基礎部１１の上部に免震部１２を設けて構成されている。構造物１０は、例えば鉄筋コンクリート造の建築物であって、基礎部１１、免震部１２及び上部構造体１５を備えている。上部構造体１５は、建築物として機能する部位であり、例えば水平方向に延びる梁１３と鉛直方向に延びる柱１４を有している。図１では、説明の便宜上、上部構造体１５として、梁１３及び柱１４の躯体のみを図示している。構造物１０は、最下階が地上の一階であり、地下階のない建物である。構造物１０の基礎部１１は、構造物１０の下部に設けられ、上部構造体１５の荷重を地盤に伝達する部位である。基礎部１１としては、例えば杭基礎が用いられる。基礎部１１は、複数の基礎杭により構成され、第一杭１１１と第二杭１１２を有している。

第一杭１１１と第二杭１１２は、杭頭の高さが異なる基礎杭であり、例えば既製杭が用いられる。なお、第一杭１１１と第二杭１１２として、場所打ち杭を用いる場合もある。第一杭１１１と第二杭１１２は、複数設けられており、図１では二つずつ示されている。なお、第一杭１１１と第二杭１１２は、構造物１０の構造に応じて設けられ、それぞれ単一に設けられる場合もあるし、二つ以上設けられる場合もある。また、基礎部１１は、杭頭の高さが異なる基礎杭を備えるものであれば、杭頭の高さの異なる三種類以上の杭を備えるものであってもよい。

第二杭１１２の杭頭１１２ａは、第一杭１１１の杭頭１１１ａより高い位置にある。例えば、第一杭１１１の杭頭１１１ａは地面レベルＧＬより低い位置にあり、第二杭１１２の杭頭１１２ａは地面レベルＧＬより高い位置にある。地面レベルＧＬは、構造物１０の構築地点における地盤レベルであって、地盤の高さを意味する。第一杭１１１及び第二杭１１２には、杭頭接合部１１３が設けられている。杭頭接合部１１３は、第一杭１１１の杭頭１１１ａ及び第二杭１１２の杭頭１１２ａに取り付けられる。杭頭接合部１１３としては、例えばパイルキャップが用いられる。この杭頭接合部１１３は、第一杭１１１及び第二杭１１２と免震部１２ないし上部構造体１５とを接続する機能を担っている。杭頭接合部１１３は、例えば、筒状であって上面を閉塞した形状とされ、鋼製のものが用いられる。なお、ここでは、第二杭１１２の杭頭１１２ａの位置は、第二杭１１２に取り付けられる杭頭接合部１１３の上端面の位置としているが、その他の位置とする場合もある。例えば、第二杭１１２に杭頭接合部１１３を取り付けない場合、第二杭１１２の上端面の位置を杭頭の位置としてもよい。

第二杭１１２の杭頭１１２ａは、地上階の最下階の基本のフロアレベルＦＬより高い位置とされる。つまり、第二杭１１２は、構造物１０の最下階のフロアレベルＦＬより高い位置に突出して設けられている。なお、図１の構造物１０では、地面レベルＧＬと地上階の最下階の基本のフロアレベルＦＬが同じ高さとなっている。

第二杭１１２が地面レベルＧＬ又は最下階のフロアレベルＦＬより高い位置に突出して設けられることにより、第二杭１１２が設けられるフロア領域において最下階の柱の全部又は一部の構築を省略することができる。また、第二杭１１２が地面レベルＧＬ又は最下階のフロアレベルＦＬより高い位置に突出して設けられることにより、免震部１２を設置するための地下のスペースを形成する必要がない。このため、土砂の掘削、掘削土の排出などの作業が不要となる。

図２に示すように、第二杭１１２と第二杭１１２の間に補強梁１１４を架設してもよい。すなわち、構造物１０のフロアから突出する第二杭１１２と第二杭１１２の間に、水平方向に延びる補強梁１１４を架設してもよい。補強梁１１４は、第二杭１１２において構造物１０のフロアから突出する部分に接合される。補強梁１１４は、例えば、鉄筋コンクリート造又は鉄骨造の梁により構成され、杭頭接合部１１３と杭頭接合部１１３の間に架設される。補強梁１１４を設けることより、第二杭１１２と第二杭１１２の間が固着されて杭頭の耐力が強化される。このため、第二杭１１２をフロアレベルＦＬ又は地面レベルＧＬから突出させても構造物１０の強度が低下することを抑制することができる。また、補強梁１１４に加えて、耐震壁を設けてもよい。例えば、第二杭１１２と第二杭１１２の間であって補強梁１１４の下方に位置に耐震壁を設けてもよい。このような耐震壁を設けることにより、第二杭１１２が突出する領域において構造物１０の強度が低下することがさらに抑制される。なお、図１において、第一杭１１１と第一杭１１１の間に補強梁１１４を架設してもよい。すなわち、隣り合う第一杭１１１の杭頭接合部１１３と第一杭１１１の杭頭接合部１１３と間に補強梁１１４を架設してもよい。補強梁１１４を設けることより、第一杭１１１と第一杭１１１の間が固着されて杭頭の耐力強化を図ることができる。また、図２において、杭頭接合部１１３以外の位置と杭頭接合部１１３以外の位置の間に補強梁１１４を架設してもよい。つまり、第二杭１１２において、杭頭接合部１１３の間の補強梁１１４のほかに、杭頭接合部１１３以外の位置（例えば第二杭１１２の中間位置）の間に補強梁１１４を架設してもよい。また、第二杭１１２において、杭頭接合部１１３の間の補強梁１１４に代えて、杭頭接合部１１３以外の位置（例えば第二杭１１２の中間位置）の間に補強梁１１４を架設してもよい。

図１において、第二杭１１２のフロアレベル又は地面レベルＧＬからの突出長Ｈは、例えば構造物１０の一階分の高さとしてもよいし、一階の途中の高さとしてもよい。具体的には、第二杭１１２の突出長Ｈは、８００ｍｍ～６０００ｍｍとされる。このように第二杭１１２の突出させることにより、第二杭１１２を構造物１０の一階分突出させることができ、また一階の途中の高さまで突出させることができる。

構造物１０において、第二杭１１２が突出するフロアスペースは、他の領域（第二杭１１２が突出してない領域）と比べてフロアレベルを高く設けられる。図１において、第二杭１１２が突出していないスペース１６ｂのフロアレベルＦＬは、地面レベルＧＬと同じ高さであるが、第二杭１１２が突出しているスペース１６ａのフロアレベルＦＬ_Ｈは、地上二階のフロアレベルとなっている。この場合、第二杭１１２が突出する一階のスペース１６ａは、施設として使用されない。このため、スペース１６ａの内装工事は不要である。一方、第二杭１１２が突出していないスペース１６ｂは、事務所、店舗、倉庫、駐車場などの施設として使用される。図１では、スペース１６ｂが駐車場として使用される場合を例示している。なお、図１では、第二杭１１２が突出していないスペース１６ｂは、上部構造体１５の内部空間となっているが、上部構造体１５から外側の外部空間であってもよい。

このように、構造物１０において、第二杭１１２を突出させてフロアレベルＦＬ_Ｈを高く設けることにより、高潮、津波、洪水などの水害、災害が生じた場合に構造物１０における被害を抑制することができる。また、フロアレベルＦＬ_Ｈを高く設けることにより、構造物１０を物流施設として有効利用することができる。すなわち、一階の一部を高床として設けることにより、トラックなどの貨物車両の荷台とフロア高さを合わせることができ、貨物車両における荷物の搬入、搬出を円滑に行うことが可能となる。

構造物１０において、第一杭１１１は、第二杭１１２の外側に設けられている。例えば、図３に示すように、構造物１０の構築領域Ｒにおいて、第一杭１１１は、第二杭１１２に対し構築領域Ｒの外縁側に配置されている。図３では、構築領域Ｒの中心に第二杭１１２が設けられ、この第二杭１１２の外側に第一杭１１１が設けられている。このように、第一杭１１１及び第二杭１１２を設けることにより、構造物１０の外側のスペースを駐車場や荷捌き場として使用することができる。つまり、構造物１０の外側のスペースを車両の駐車スペースとして用いることができ、トラックなどの荷物を搬入、搬出するスペースとして用いることができる。なお、図３では、第二杭１１２が全て中心位置に設けられているが、第二杭１１２の一部が構築領域Ｒの外側の位置に設けられていてもよい。また、構造物１０の構造によっては、図３に示す本数以外の設置数で第一杭１１１及び第二杭１１２を設けてもよい。

図１において、基礎部１１の上部には、免震部１２が設けられている。すなわち、免震部１２は、複数の基礎杭に支持されて設けられており、第一杭１１１及び第二杭１１２の上部に設置されている。免震部１２は、構造物１０の震動を抑制する部位であり、例えば積層ゴム免震、転がり免震又はすべり免震などを利用した公知の装置を用いることができる。また、オイルダンパなどを用い震動エネルギを吸収する機能を備えていてもよい。免震部１２は、第一杭１１１及び第二杭１１２の杭頭１１１ａ及び杭頭１１２ａの位置に設けられている。具体的には、免震部１２は、第一杭１１１及び第二杭１１２の杭頭接合部１１３の天端に設置されている。この免震部１２は、地震発生時などに生ずる震動が上部構造体１５へ伝達されないように免震機能を発揮する。なお、図１では、免震部１２が杭頭接合部１１３上に取り付けられているが、第一杭１１１及び第二杭１１２に杭頭接合部１１３が取り付けられていない場合には第一杭１１１及び第二杭１１２の天端に免震部１２が取り付けられてもよい。

次に、本実施形態に係る免震構造１における構造物１０の施工性について説明する。

図１において、構造物１０は、最下階（図１では地上１階）において、第二杭１１２が地面レベルＧＬ及びフロアレベルＦＬを超えて上方へ突出して設けられている。そして、第二杭１１２の杭頭に免震部１２が設けられている。このため、構造物１０の最下階において、免震部１２を地面レベルＧＬ及びフロアレベルＦＬの上方位置に設置する場合であっても、第二杭１１２が突出する領域では免震部１２を設置するための柱を構築する必要がない。従って、構造物１０の構築のための施工コストを低減することができる。また、構造物１０の構築のための工期を短くすることができる。

また、第二杭１１２が突出する領域では、免震部１２が地面レベルＧＬ及びフロアレベルＦＬの上方位置に設置されているため、免震部１２を設置するための地下スペースを形成する必要がない。このため、地下スペースを形成するための土砂の掘削、掘削土の排出などの作業が不要である。従って、構造物１０の構築のための施工コストを低減することができ、構造物１０の構築のための工期を短くすることができる。

これに対し、構造物１０の最下階において、一部のフロアレベルを上げて高床構造とする場合に免震部１２を全て構造物１０のフロアレベルの下方に設置すると、高床構造の領域では施設として用いられない箇所においても柱を構築する必要がある。このため、構造物１０の構築の施工コストが高いものとなり、構造物１０の工期が長くなってしまう。また、構造物１０の地下部分において、免震部１２を設置するための地下スペースを形成する必要がある。このため、地下スペースを形成するための土砂の掘削、掘削土の排出などの作業が必要となる。従って、構造物１０の構築のための施工コストが高くなってしまい、構造物１０の構築のための工期も長くなる。そこで、本実施形態に係る免震構造１は、このような不都合を解消すべく、第二杭１１２を地面レベルＧＬ又はフロアレベルＦＬより上方に突出させて設け、この第二杭１１２の上部に免震部１２を設置している。これにより、免震部１２の設置のための柱の構築を省略することできる。また、免震部１２の設置のための地下スペースの構築を削減することができる。従って、構造物１０の施工コストを低減し、構造物１０の工期の短縮化が図れるのである。

また、免震部１２を地上階に設けるにあたり、地上階に構築される柱の上部に免震部１２を設けることも考えられる。しかしながら、このように免震部１２を設けようとすると、免震部１２を設置するための柱を設ける必要がある。このため、構造物の構築の施工コストが十分に低減できず、構造物１０の工期も十分に低減することができない。本実施形態に係る免震構造１は、このような不都合を解消すべく、基礎杭を地面レベルＧＬ又はフロアレベルより上方に突出させることにより、免震部１２の設置のための柱の構築を削減している。そして、構造物１０の施工コストを低減し、構造物１０の工期の低減を図っているのである。

ところで、図２に示すように、免震構造１において、第二杭１１２の上部には補強梁１１４が設けられている。補強梁１１４は、フロアレベルから上方へ突出した第二杭１１２と第二杭１１２の間に架設され、第二杭１１２の耐力を強化している。このため、構造物１０の柱に代えて第二杭１１２を用いた場合であっても、構造物１０の躯体として十分に機能させることができる。

以上のように、本実施形態に係る免震構造１によれば、複数の基礎杭は地面レベルＧＬより高い位置に杭頭を有する第二杭１１２を含み、その第二杭１１２の杭頭の位置にも免震部１２が設けられている。すなわち、地面レベルＧＬから上方に突出させて第二杭１１２が設けられ、その第二杭１１２の杭頭の位置に免震部１２が設けられている。このため、第二杭１１２の上部に柱を設けることなく、免震部１２を設置することができる。従って、免震部１２を設置するための柱の構築を省略でき、免震構造を有する構造物１０の工期短縮を図ることができる。

また、本実施形態に係る免震構造１によれば、地面レベルＧＬより高い位置に杭頭を有する第二杭１１２と第二杭１１２の間に水平方向に延びる補強梁１１４が架設されることにより、第二杭１１２の耐力の向上を図ることができる。

また、本実施形態に係る免震構造１によれば、構造物１０が地下階のない構造物とされる。この場合、構造物１０の地上階において使用しない低層階があるときに、そのような低層階において免震部１２を設置するための柱の構築を省略できる。従って、構造物１０の工期短縮を図ることができる。

以上、本発明を上述の実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲の記載の要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

例えば、上述した実施形態では、図２に示すように、免震部１２が第一杭１１１及び第二杭１１２の上部に設置されているが、免震部１２は補強梁１１４上に設けられていてもよい。この場合であっても、免震部１２は、補強梁１１４を介して複数の基礎杭に支持されて設けられている。このため、上述した実施形態と同様な作用効果を得ることができる。すなわち、第二杭１１２の上部に柱を設けることなく免震部１２を設置することができる。従って、免震部１２を設置するための柱の構築を省略して、免震構造を有する構造物１０の工期短縮を図ることができる。

１…免震構造、１０…構造物、１１…基礎部、１２…免震部、１３…梁、１４…柱、１５…上部構造体、１６ａ…スペース、１６ｂ…スペース、１１１…第一杭、１１２…第二杭、１１３…杭頭接合部、１１４…補強梁、ＦＬ…フロアレベル（基本のフロアレベル）、ＦＬ_Ｈ…フロアレベル（高床のフロアレベル）、Ｒ…構築領域。

Claims

構造物の基礎部の上部に免震部を設けた免震構造において、
前記基礎部は、杭頭の高さが互いに異なる第１基礎杭と第２基礎杭とを含み、
前記第２基礎杭の杭頭が地面レベルより高い位置にあり且つ前記構造物の地上１階のフロアレベルより高い位置にあり、
前記免震部は、前記第１基礎杭及び前記第２基礎杭にそれぞれ支持されて、前記第１基礎杭及び前記第２基礎杭のそれぞれの杭頭の位置に設けられており、
前記第１基礎杭の杭頭に設けられた前記免震部は前記地上１階のフロアレベルより低い位置に存在する、
免震構造。
前記基礎部は前記第２基礎杭を複数有し、
前記第２基礎杭同士の間に水平方向に延びる補強梁が架設されている、
請求項１に記載の免震構造。
前記構造物は、地下階のない構造物である、
請求項１又は２に記載の免震構造。