JP7386734B2 - 上部構造物の支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、上部構造物の支持構造に関する。

地盤に打設された杭によって建物（上部構造物）を支持する構造として、上端に上方に開放された空間部を有する杭と、建物の下面に取着されその下部が空間部にはめ込まれる截頭円錐形の杭頭キャップとを備え、杭頭キャップの下部に抜け止め部材を垂下させたものが提案されている（特許文献１参照）。
上記構造では、地震発生時に建物および杭頭キャップが杭に対して傾動することで杭頭に作用するモーメントが低減される。

特許第４８６３９８２号公報

しかしながら、上記従来技術では、地震や台風あるいは津波などの災害により水平方向の力が建物に作用して建物が浮き上がるロッキングと呼ばれる現象が生じた場合、建物の浮き上がり量が過大となり建物が損傷することが懸念され、また、建物の浮き上がり後の降下により、杭頭キャップが杭の上部に勢いよくぶつかることで発生した衝撃力が建物に加わり建物が損傷することが懸念される。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、地震時の建物の柱の過大な浮き上がりや損傷を抑制し、かつ、浮き上がった上部構造物が降下する際の衝撃を緩和する上で有利な上部構造物の支持構造を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため本発明は、杭頭に上方に開放された空間部を有する杭を介して上部構造物を支持する上部構造物の支持構造であって、前記上部構造物と前記空間部とにわたり、前記上部構造物の浮き上がりに対して浮き上がりを許容しつつ抵抗を生じ、かつ、前記上部構造物の浮き上がり後の降下時に降下に対して降下を許容しつつ抵抗を生じる抵抗機構が設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記抵抗機構は、前記上部構造物の下面から下方に突設され前記空間部に挿入されるロッドと、前記ロッドの下部に取着され前記空間部を構成する前記杭の内周面に圧接する摩擦部材と、を含んで構成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記摩擦部材が圧接する前記内周面の箇所は、加工または表面処理が施されることで他の内周面の箇所に比べ前記摩擦部材に対する摩擦係数が大きい圧接用内周面として形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記摩擦部材が圧接する前記内周面の箇所は、前記杭を構成する部材とは別の部材で他の内周面の箇所に比べ前記摩擦部材に対して大きな摩擦係数を有する材料により圧接用内周面として形成されている、ことを特徴とする。
また、本発明は、前記摩擦部材が圧接する前記内周面の箇所は、上部に位置する前記内周面の箇所が、下部に位置する前記内周面の箇所よりも前記摩擦部材に対する摩擦係数が大きく形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記空間部は円柱状を呈し、前記摩擦部材は弾性変形可能なゴム材料で円板状に形成され、前記ロッドは前記摩擦部材の中心部に貫通され、前記摩擦部材は押さえ部材を介して前記ロッドの軸方向に圧縮されることで前記内周面に圧接されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記上部構造物と前記杭頭との間に、前記杭頭に対して前記上部構造物の上方への変位を許容しつつ前記上部構造物の水平方向の位置決めを行なう位置決め部が設けられ、前記抵抗機構は、前記位置決め部の内側に設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記位置決め部は、前記上部構造物の下面に取着され、その下部が前記空間部にはめ込まれ前記上部構造物の下面から下方に離れるにつれて断面積が次第に小さくなる中空状の杭頭キャップを含んで構成され、前記抵抗機構は、前記杭頭キャップの内側を通って設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記上部構造物と前記杭頭との間に、前記杭頭に対して前記上部構造物の上方への変位を許容しつつ前記上部構造物の水平方向の位置決めを行なう位置決め部が設けられ、前記抵抗機構は、前記位置決め部と前記空間部とにわたって設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記位置決め部は、前記上部構造物の下面に取着されその下部が前記空間部にはめ込まれ前記上部構造物の下面から下方に離れるにつれて断面積が次第に小さくなる中実状の杭頭キャップを含んで構成され、前記抵抗機構は、前記杭頭キャップの下面と前記空間部とにわたって設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、上部構造物と杭の空間部とにわたり、上部構造物の浮き上がりに対して浮き上がりを許容しつつ抵抗を生じ、かつ、上部構造物の浮き上がり後の降下時に降下に対して降下を許容しつつ抵抗を生じる抵抗機構が設けられているため、例えば地震などが発生し建物に水平方向の力が作用した場合、上部構造物の過大な浮き上がりを抑制し、かつ、浮き上がった上部構造物が降下する際の衝撃を緩和する上で有利となる。このため、上部構造物の損傷を抑制し、上部構造物に所在する人の不快感を軽減させる上で有利となる。
また、本発明によれば、抵抗機構は、上部構造物の下面から下方に突設され空間部に挿入されるロッドと、ロッドの下部に取着され杭の内周面に圧接する摩擦部材とを含んで構成されている。
このため、上部構造物の一側が大きく浮き上がる方向に変位しようとした場合、摩擦部材の外周面と杭の内周面との摩擦抵抗により、上部構造物の上方への変位に対しての抵抗を生じる。したがって、上部構造物の浮き上がりを許容しつつ抵抗を生じ、上部構造物の過大な浮き上がりを抑制する上で有利となる。
また、上部構造物の浮き上がり後の降下時には、摩擦部材の外周面と杭の内周面との摩擦抵抗により、上部構造物の下方への変位に対しての抵抗を生じる。したがって、上部構造物の浮き上がり後の降下時に降下に対して降下を許容しつつ抵抗を生じ、上部構造物の衝撃を緩和する上で有利となる。
そのため、上部構造物の損傷を抑制する上で有利となり、上部構造物に所在する人の不快感を軽減させる上で有利となる。
また、本発明によれば、摩擦部材が圧接する杭の内周面の箇所は、加工または表面処理が施されることで他の内周面の箇所に比べ摩擦部材に対する摩擦係数が大きい圧接用内周面として形成されているため、摩擦部材に作用する摩擦力を確保でき、上部構造物の上方または下方への変位に対して発生する抵抗を大きく確保する上で有利となる。
また、本発明によれば、摩擦部材が圧接する杭の内周面の箇所は、杭を構成する部材とは別の部材で他の内周面の箇所に比べ摩擦部材に対して大きな摩擦係数を有する材料により圧接用内周面として形成されているため、上部構造物の上方または下方への変位に対してより大きな抵抗を生じさせる上で有利となる。
また、本発明によれば、摩擦部材が圧接する杭の内周面の箇所は、上部に位置する内周面の箇所が、下部に位置する内周面の箇所よりも摩擦部材に対する摩擦係数が大きく形成されている。このため、上部構造物の上方への僅かな変位に対しては、摩擦部材と下部に位置する内周面との摩擦抵抗により、上部構造物の浮き上がりを許容しつつ第１の抵抗を生じ、上部構造物の上方への大きな変位に対しては、摩擦部材と上部に位置する内周面との摩擦抵抗により、上部構造物の浮き上がりを許容しつつ第１の抵抗よりも大きな第２の抵抗を生じ、上部構造物の過大な浮き上がりを抑制する。そのため、上部構造物の損傷を抑制する上で有利となり、上部構造物に所在する人の不快感を軽減させる上で有利となり、また、摩擦部材の杭頭からの抜落を阻止する上で有利となる。
また、本発明によれば、摩擦部材は押さえ部材を介してロッドの軸方向に圧縮されることで杭の内周面に圧接されているため、圧縮されない状態で杭の空間部に挿入することで、摩擦部材の空間部への配置と、空間部からの取り外しを円滑に行う上で有利となる。
また、本発明によれば、上部構造物と杭頭との間に、杭頭に対して上部構造物の上方への変位を許容しつつ上部構造物の水平方向の位置決めを行なう位置決め部を設け、抵抗機構を位置決め部の内側に設けると、地震時、上部構造物に過大な水平力が加わることで一時的に上部構造物の浮き上がりや水平方向へのずれが生じても、位置決め部により上部構造物の水平方向の位置が元の位置に戻るため、地震の収束後に上部構造物を水平に支持する上で有利となる。
また、位置決め部を、上部構造物の下面に取着され、その下部が空間部にはめ込まれ上部構造物の下面から下方に離れるにつれて断面積が次第に小さくなる中空状の杭頭キャップを含んで構成し、抵抗機構を、杭頭キャップの内側を通って設けると、杭頭キャップが杭頭の空間部に対しあらゆる方向に傾動可能となるため、仮に杭が傾斜していても上部構造物を水平に支持する上で有利となる。
また、本発明によれば、上部構造物と杭頭との間に、杭頭に対して上部構造物の上方への変位を許容しつつ上部構造物の水平方向の位置決めを行なう位置決め部を設け、抵抗機構を位置決め部と空間部とにわたって設けると、地震時、上部構造物に過大な水平力が加わることで一時的に上部構造物の浮き上がりや水平方向へのずれが生じても、位置決め部により上部構造物の水平方向の位置が元の位置に戻るため、地震の収束後に上部構造物を水平に支持する上で有利となる。
また、位置決め部を、上部構造物の下面に取着されその下部が空間部にはめ込まれ前記上部構造物の下面から下方に離れるにつれて断面積が次第に小さくなる中実状の杭頭キャップを含んで構成し、抵抗機構を、杭頭キャップの下面と空間部とにわたって設けると、杭頭キャップが杭頭の空間部に対しあらゆる方向に傾動可能となるため、仮に杭が傾斜していても上部構造物を水平に支持する上で有利となる。

第１の実施の形態の上部構造物の支持構造の構成を示す説明図である。 第１の実施の形態の上部構造物の支持構造において上部構造物の浮き上がりが発生した場合を示す説明図である。 第２の実施の形態の上部構造物の支持構造の構成を示す説明図である。 第２の実施の形態の上部構造物の支持構造において上部構造物の浮き上がりが発生した場合を示す説明図である。 第３の実施の形態の上部構造物の支持構造の構成を示す説明図である。 第３の実施の形態の上部構造物の支持構造において上部構造物の浮き上がりが発生した場合を示す説明図である。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本実施の形態の上部構造物の支持構造１０Ａは、上部構造物１２を支持するものであり、杭１８と、抵抗機構２０Ａとを備えている。
上部構造物１２は、体育館、倉庫、鉄塔などの構造物であり、水平方向に延在する基礎梁１４と、基礎梁１４から立設された複数の柱１６とを含んで構成されている。
基礎梁１４として、鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）、鉄骨造（Ｓ造）のもの、あるいは、木製の基礎梁など従来公知の様々なものが使用可能である。

杭１８は、杭本体２２と、空間部２４とを含んで構成されている。なお、杭１８として、ＲＣ杭などのコンクリート杭、鋼管杭、あるいは、木製杭など従来公知の様々な杭が使用可能であり、本実施の形態では、鋼管杭である。
杭本体２２は地盤Ｇに打設され、杭頭２２０２の上面は地盤Ｇ上に露出されている。
空間部２４は、杭頭２２０２に上方に開放状に形成されている。
本実施の形態では、杭本体２２は鋼管杭であるため、空間部２４は杭本体２２の内部で杭本体２２の全長にわたって形成され、空間部２４は杭本体２２の内周面で円柱状に形成されている。なお、杭本体２２がコンクリート杭などのように空間部を有していない杭の場合には、空間部２４を杭頭２２０２に予め形成しておく。
また、図中符号２５は、杭本体２２の上部の外周面の全周に沿って設けられた補強用のリングであり、リング２５は溶接によって杭本体２２に接合されている。

更に本実施の形態では、位置決め部２６が設けられている。
位置決め部２６は、上部構造物１２と杭頭２２０２との間に設けられ、杭頭２２０２に対して上部構造物１２の上方への変位を許容しつつ上部構造物１２の水平方向の位置決めを行なうものである。
本実施の形態では、位置決め部２６は杭頭キャップ２８と杭頭２２０２とを含んで構成されている。

杭頭キャップ２８は、鋼製であり、キャップ本体２８０２と、蓋板部２８０４とを備えている。
キャップ本体２８０２は、上部構造物基礎梁１４の下面１４０２から下方に離れるにつれて断面積が次第に小さくなる中空状を呈し、本実施の形態では、截頭円錐形の中空の枠状を呈し、キャップ本体２８０２の下部は空間部２４にはめ込まれ、言い換えると杭頭２２０２の上端にはめ込まれている。
蓋板部２８０４は、キャップ本体２８０２の上縁よりも大きな輪郭を有する正方形の鋼板で構成され、蓋板部２８０４の中心には、後述するロッド３０Ａのフランジ３００２を収容する孔部２８０５が形成されている。
蓋板部２８０４は、キャップ本体２８０２の軸心と蓋板部２８０４の中心とを合致させた状態でキャップ本体２８０２の上縁と蓋板部２８０４の下面とが溶接で接合されている。
蓋板部２８０４は、基礎梁１４の下面１４０２にボルトＢ１とナットＮ１を介して締結されている。
キャップ本体２８０２の下部が空間部２４にはめ込まれた状態でキャップ本体２８０２の下部は杭１８の内周面１８０２の上縁１８０４に摩擦接触している。
なお、本明細書において、杭頭キャップ２８を形成する截頭円錐形には、部分球形状、球面形状などの形状を広く含む。
本発明において杭頭キャップ２８は省略可能であるが、杭頭キャップ２８を用いることにより以下の効果が奏される。
１）杭頭２２０２の空間部２４にキャップ本体２８０２をはめ込むことで、キャップ本体２８０２が杭頭２２０２の空間部２４に対しあらゆる方向に傾動可能となるため、杭頭２２０２の損傷が避けられる。
２）地震時、上部構造物１２に過大な水平力が加わることで一時的に上部構造物１２の浮き上がりや水平方向へのずれが生じても、キャップ本体２８０２が杭頭２２０２の空間部２４にはめ込まれることで上部構造物１２の水平方向の位置が元の位置に戻るため、地震の収束後に基礎梁１４を水平に支持する上で有利となる。
なお、杭頭２２０２に対して上部構造物１２の上方への変位を許容しつつ上部構造物１２の水平方向の位置決めを行なう位置決め部２６は杭頭キャップ２８に限定されず、従来公知の様々な構造が適用可能であるが、杭頭キャップ２８を用いると上述の効果を奏する点で有利となる。
また、本実施の形態では、杭１８が断面形状が円形の鋼管杭で構成されている場合について説明したが、杭は断面矩形であってもよく、その場合、杭頭キャップは、基礎梁１４の下面１２０２から下方に離れるにつれて断面積が次第に小さくなる中空状、あるいは、中実状を呈していればよく、具体的には截頭角錐形となる。

抵抗機構２０Ａは、上部構造物１２と杭１８の空間部２４とにわたって設けられている。
抵抗機構２０Ａは、上部構造物１２の浮き上がりに対して浮き上がりを許容しつつ抵抗を生じ、かつ、上部構造物１２の浮き上がり後の降下時に降下に対して降下を許容しつつ抵抗を生じるものである。
本実施の形態の抵抗機構２０Ａは、ロッド３０と、摩擦部材３２とを含んで構成されている。

ロッド３０は、上部構造物１２の基礎梁１４の下面１４０２から杭頭キャップ２８の内側を通り杭頭キャップ２８の下方に突設され、空間部２４に挿入されている。
ロッド３０は、その上端フランジ３００２が基礎梁１４の下面１４０２にボルトＢ２、ナットＮ２を介して締結されることで配設されている。
したがって、抵抗機構２０Ａは、杭頭キャップ２８の内側を通って設けられ、言い換えると、抵抗機構２０Ａは、位置決め部２６の内側に設けられている。
なお、杭頭キャップ２８が中実状の截頭円錐形を呈している場合には、杭頭キャップ２８の下面は、上部構造物１２の下面を構成するため、ロッド３０は杭頭キャップ２８の下面から突設されることになる。
その場合、抵抗機構２０Ａは、杭頭キャップ２８の下面と空間部２４とにわたって設けられ、言い換えると、抵抗機構２０Ａは、位置決め部２６と空間部２４とにわたって設けられることになる。

摩擦部材３２は、ロッド３０の外周面―と空間部２４を構成する杭１８の内周面１８０２との間で杭頭キャップ２８よりも下方のロッド３０の下部に取着され、空間部２４を構成する杭１８の内周面１８０２に圧接されている。
本実施の形態では、摩擦部材３２は弾性変形可能なゴム材料で円板状に形成され、円形の上面３２０２と下面３２０４と、それら上面３２０２と下面３２０４を接続する外周面３２０６とを備えている。
ロッド３０は摩擦部材３２の中心部に貫通されている。
摩擦部材３２は、ロッド３０の雄ねじ３００６に螺合する一対のナットＮ３と、一対のワッシャＷ（押さえ部材）を介してロッド３０の軸方向に圧縮されており、この圧縮により、摩擦部材３２が半径方向外方に向かって膨張することで摩擦部材３２は、その外周面３２０６が杭１８の内周面１８０２に圧接された状態となっている。
したがって、摩擦部材３２はロッド３０と一体的に空間部２４内を上下に変位可能となっている。

また、摩擦部材３２は、その厚さ方向に圧縮されない状態では杭本体２２の空間部２４に挿入可能な外径で形成され、杭本体２２の空間部２４に挿入された後に圧縮されることで外周面３２０６が杭１８の内周面１８０２に圧接される。
これにより、摩擦部材３２の空間部２４への配置と、空間部２４からの取り外しが円滑になされるように図られている。

摩擦部材３２は、上部構造物１２が杭頭２２０２に対して浮き上がっていない上部構造物１２の静止状態で、空間部２４において、杭頭キャップ２８よりも下方に離れた初期位置に位置して杭本体２２の内周面１８０２を圧接し（図１参照）、上部構造物１２の浮き上がりにより摩擦部材３２は初期位置から上昇する（図２参照）。

上部構造物１２の浮き上がり、降下時に摩擦部材３２が空間部２４内を上下に変位する上下範囲の箇所は、初期位置からその上方の所定の範囲の箇所であり、あるいは、初期位置から杭頭２２０２の上端までの範囲の箇所である。
この摩擦部材３２が圧接する内周面１８０２の上下範囲の箇所は、加工または表面処理を施されることで他の内周面１８０２の箇所に比べ摩擦係数が大きい圧接用内周面１８０６として形成されている。
これにより、摩擦部材３２に作用する摩擦力を確保でき、上部構造物１２の浮き上がり（上方への変位）、降下（下方への変位）に対して抵抗機構２０Ａにより発生する抵抗を大きく確保する上で有利となる。
この場合、加工として、例えば、グラインダーによる内周面１８０２の目荒し加工や、サンドブラスト処理を採用することができる。
また、表面処理として、内周面１８０２に黒錆を形成させる処理や、エッチングなどの化学的な粗面化処理を採用することができる。

次に作用効果について説明する。
図１に示すように、地震や台風などが発生していない上部構造物１２の静止状態では、杭頭キャップ２８の下部は杭頭２２０２の空間部２４にはめ込まれ、摩擦部材３２は初期位置に位置し、その外周３２０６面は杭１８の内周面１８０２に圧接された状態となっている。

小規模、中規模な地震が発生し、あるいは、台風による横風を受け、上部構造物１２に水平力が作用し、そのモーメントにより上部構造物１２が傾動し、上部構造物１２の一側が浮き上がる方向に変位しようとする。
この場合、摩擦部材３２の外周面３２０６と杭１９の内周面１８０２との摩擦抵抗により、上部構造物１２の上方への変位に対しての抵抗を生じ、したがって、上部構造物１２の浮き上がりを抑制し、上部構造物１２の損傷を抑制する上で有利となり、さらに上部構造物１２に所在する人の不快感を軽減させる上で有利となる。

また、大規模の地震が発生し、あるいは、大型の台風による横風を受け、上部構造物１２に大きな水平力が作用し、そのモーメントにより上部構造物１２が傾動し、上部構造物１２の一側が大きく浮き上がる方向に変位しようとする。
この場合、摩擦部材３２の外周面３２０６と杭１８の内周面１８０２との摩擦抵抗により、上部構造物１２の上方への変位に対しての抵抗を生じる。
したがって、上部構造物１２の浮き上がりを許容しつつ抵抗を生じ、上部構造物１２の過大な浮き上がりを抑制する上で有利となる。そのため、上部構造物１２の損傷を抑制する上で有利となり、上部構造物１２に所在する人の不快感を軽減させる上で有利となる。
また、上部構造物１２の浮き上がり後の降下時には、摩擦部材３２の外周面３２０６と杭１８の内周面１８０２との摩擦抵抗により、上部構造物１２の下方への変位に対しての抵抗を生じる。
したがって、上部構造物１２の浮き上がり後の降下時に降下に対して降下を許容しつつ抵抗を生じ、上部構造物１２の衝撃を緩和する上で有利となる。そのため、上部構造物１２の損傷を抑制する上で有利となり、上部構造物１２に所在する人の不快感を軽減させる上で有利となる。

（第２の実施の形態）
次に図３、４を参照して、第２の実施の形態の上部構造物の支持構造１０Ｂについて説明する。
なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様な箇所、部材に同一の符号を付して説明を省略する。
第２の実施の形態は、第１の実施の形態の変形例である。
本実施の形態の抵抗機構２０Ｂでは、上部構造物１２の浮き上がり、降下時に摩擦部材３２が空間部２４内を上下に変位する上下範囲の箇所、すなわち摩擦部材３２が圧接する内周面１８０２の上下範囲の箇所は、杭１８を構成する部材とは別の部材で他の内周面１８０２の箇所に比べ摩擦部材３２に対して大きな摩擦係数を有する材料を用いて圧接用内周面１８０８として形成されている。

このように杭頭２２０２の内周面１８０２を、杭１８を構成する部材とは別の部材で形成すると、上部構造物１２の上方または下方への変位に対してより大きな抵抗を生じさせる上で有利となる。したがって、上部構造物１２の浮き上がりに対して上部構造物１２の過大な浮き上がりを抑制する上でより有利となり、また、上部構造物１２の浮き上がり後の降下に対して上部構造物１２の衝撃を緩和する上で有利となる。そのため、上部構造物１２の損傷を抑制する上でより有利となり、上部構造物１２に所在する人の不快感を軽減させる上でより有利となる。
このような大きな摩擦係数を有する材料として、合成樹脂材料やゴム材料など従来公知の様々な材料が採用可能である。

（第３の実施の形態）
次に図５、６を参照して、第３の実施の形態の上部構造物の支持構造１０Ｃについて説明する。
第３の実施の形態は、第１、第２の実施の形態の変形例である。
本実施の形態の抵抗機構２０Ｃでは、上部構造物１２の浮き上がり、降下時に摩擦部材３２が空間部２４内を上下に変位する内周面１８０２の上下範囲の箇所、すなわち摩擦部材３２が圧接する内周面１８０２の上下範囲の箇所を、上部に位置する内周面１８０２の箇所（上部圧接用内周面１８１０）と下部に位置する内周面１８０２の箇所（下部圧接用内周面１８１２）とで摩擦係数を異ならせて形成されている。
詳細には、内周面１８０２の上下範囲の箇所を、下部圧接用内周面１８１２と、下部圧接用内周面１８１２よりも摩擦部材３２に対する摩擦係数が大きい上部圧接用内周面１８１０とで構成したものである。

このように下部圧接用内周面１８１２と上部圧接用内周面１８１０とで摩擦係数を異ならせる方法として、例えば、第１の実施の形態のように下部圧接用内周面１８１２と上部圧接用内周面１８１０とに対して加工または表面処理を施してもよく、あるいは、第２の実施の形態のように下部圧接用内周面１８１２と上部圧接用内周面と１８１０を、杭１８を構成する部材とは別の部材で形成してもよい。
例えば、上部圧接用内周面１８１０の摩擦部材に対する摩擦係数μは１．０程度、下部圧接用内周面１８１２の摩擦部材に対する摩擦係数μは０．１から０．２程度に設定されている。

第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、以下の効果を奏する。
大規模の地震が発生し、あるいは、大型の台風による横風を受け、上部構造物１２に大きな水平力が作用し、そのモーメントにより上部構造物１２が傾動し、上部構造物１２の一側が浮き上がる方向に変位しようとする。
この場合、上部構造物１２の上方への僅かな変位に対しては、摩擦部材３２と下部圧接用内周面１０１２との摩擦抵抗により、上部構造物１２の浮き上がりを許容しつつ第１の抵抗を生じ、上部構造物１２の損傷を抑制する上で有利となり、上部構造物１２に所在する人の不快感を軽減させる上で有利となる。
また、上部構造物１２の上方への大きな変位に対しては、摩擦部材３２と上部圧接用内周面１８１０との摩擦抵抗により、上部構造物１２の浮き上がりを許容しつつ第１の抵抗よりも大きな第２の抵抗を生じ、上部構造物１２の浮き上がりに対して上部構造物１２の過大な浮き上がりを抑制する上でより有利となり、したがって、上部構造物１２の損傷を抑制する上で有利となり、上部構造物１２に所在する人の不快感を軽減させる上で有利となり、また、摩擦部材３２の杭頭２２０２からの抜落を阻止する上で有利となる。

また、上記の実施の形態にかかる上部構造物の支持構造は、杭頭キャップの強度を杭の強度よりも弱く設計してもよい。そうすると、上部構造物が浮き上がり後に降下することで杭頭キャップが杭に落下して衝撃を受けた場合に、杭頭キャップを主に損傷させることができるため、構造物の修繕時に杭頭キャップのみを交換すれば足りる。
また、第１～第３の実施の形態にかかる上部構造物の支持構造では、１つの杭に対して１つのロッドを設けた構成としていたが、空間部の大きさが許せば２つ以上のロッドを設けた構成としてもよい。これにより、さらに大きな抵抗を生じさせることができるが、１つのロッドを設けた構成の場合はコストを抑えて支持構造を提供することができる。
また、同じ震度や横風であっても建物の構造やアスペクト比によってそれぞれの上部構造物の変位は異なるため、個々の上部構造物に合わせて上部構造物の変位に対する抵抗を生じさせるよう設計することで、上述した効果を発揮させる上で有利となる。

１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 上部構造物の支持構造
１２ 上部構造物
１４ 基礎梁
１４０２ 下面
１６ 柱
１８ 杭
１８０２ 内周面
１８０４ 上縁
１８０６、１８０８ 圧接用内周面
１８１０ 上部圧接用内周面
１８１２ 下部圧接用内周面
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 抵抗機構
２２ 杭本体
２２０２ 杭頭
２４ 空間部
２６ 位置決め部
２８ 杭頭キャップ
２８０２ キャップ本体
２８０４ フランジ部
３０ ロッド
３００２ 上端フランジ
３００４ 外周面
３２ 摩擦部材
３２０６ 外周面

Claims (7)

1. 杭頭に上方に開放された円柱状の空間部を有し前記杭頭の上面が地盤上に露出された杭を介して上部構造物を支持する上部構造物の支持構造であって、
   前記上部構造物と前記空間部とにわたり、前記上部構造物の浮き上がりに対して浮き上がりを許容しつつ抵抗を生じ、かつ、前記上部構造物の浮き上がり後の降下時に降下に対して降下を許容しつつ抵抗を生じる抵抗機構が設けられ、
   前記抵抗機構は、
   前記上部構造物の下面から下方に突設され前記空間部に挿入されるロッドと、
   前記ロッドの下部に取着され前記空間部を構成する前記杭の内周面に圧接する円板状の摩擦部材と、を含んで構成され、
   前記上部構造物は、前記杭頭から離れた上方に位置し、
   前記上部構造物と前記杭頭との間に、前記杭頭に対して前記上部構造物の上方への変位を許容しつつ前記上部構造物の水平方向の位置決めを行なう位置決め部が設けられ、
   前記位置決め部は、前記上部構造物の下面に取着され、その下部が前記空間部にはめ込まれ前記上部構造物の下面から下方に離れるにつれて断面積が次第に小さくなる截頭円錐形の杭頭キャップを含んで構成されている、
   ことを特徴とする上部構造物の支持構造。
2. 前記摩擦部材が圧接する前記内周面の箇所は、加工または表面処理が施されることで他の内周面の箇所に比べ前記摩擦部材に対する摩擦係数が大きい圧接用内周面として形成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の上部構造物の支持構造。
3. 前記摩擦部材が圧接する前記内周面の箇所は、前記杭を構成する部材とは別の部材で他の内周面の箇所に比べ前記摩擦部材に対して大きな摩擦係数を有する材料により圧接用内周面として形成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の上部構造物の支持構造。
4. 前記摩擦部材が圧接する前記内周面の箇所は、上部に位置する前記内周面の箇所が、下部に位置する前記内周面の箇所よりも前記摩擦部材に対する摩擦係数が大きく形成されている、
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項記載の上部構造物の支持構造。
5. 前記摩擦部材は弾性変形可能なゴム材料で形成され、
   前記ロッドは前記摩擦部材の中心部に貫通され、前記摩擦部材は押さえ部材を介して前記ロッドの軸方向に圧縮されることで前記内周面に圧接されている、
   ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項記載の上部構造物の支持構造。
6. 前記杭頭キャップは、中空状であって、
   前記抵抗機構は、前記杭頭キャップの内側を通って設けられている、
   ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項記載の上部構造物の支持構造。
7. 前記杭頭キャップは、中実状であって、
   前記抵抗機構は、前記杭頭キャップの下面と前記空間部とにわたって設けられている、
   ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項記載の上部構造物の支持構造。

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