JP7408364B2

JP7408364B2 - Structure

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Publication number: JP7408364B2
Application number: JP2019218568A
Authority: JP
Inventors: 優介土佐内; 仁佐々木; 勝已小林
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2024-01-05
Anticipated expiration: 2039-12-03
Also published as: JP2020148081A

Description

本発明の実施形態の一つは、構造体、およびその施工方法に関する。例えば本発明の実施形態の一つは、鉄筋コンクリートを含む構造体に高い強度を付与する補強材、補強材を有する構造体、および構造体の施工方法に関する。 One embodiment of the present invention relates to a structure and a construction method thereof. For example, one embodiment of the present invention relates to a reinforcing material that imparts high strength to a structure containing reinforced concrete, a structure having the reinforcing material, and a method for constructing the structure.

マンションや学校、病院などに代表される、鉄筋コンクリートを使用して建設される建築物のうち、基礎構造に杭基礎を採用しているものは、地中に固定される杭、杭に連結される柱や基礎梁を基本的な構造体として用い、この構造体に壁や床を組み立てることで施工されることが多い。このような施工方法では、杭の上端部（杭頭）にはパイルキャップ、あるいはフーチング（以下、これらを総じてパイルキャップと記す）が設けられ、パイルキャップに基礎梁や柱が固定・接続される。パイルキャップは、平常時には建築物自体の重量や建物内の積載物によって生じる鉛直荷重を杭に伝達する役割を有する。地震時には、地震動によって構造体に生じる応力を杭、基礎梁、柱の間で相互に伝達する役割を有しており、パイルキャップは構造体の安定性や耐震性にとって重要な部材である。パイルキャップは通常鉄筋コンクリートで施工される。パイルキャップの大型化やコンクリート強度の増大、鉄筋量の増加などによってパイルキャップの強度を向上させることができ、その結果、構造体の安定性や耐震性を向上させることができる。特許文献１では、鉄骨造建物のパイルキャップを効率的に作製する方法が開示されている。 Among buildings constructed using reinforced concrete, such as condominiums, schools, and hospitals, those that use pile foundations for their foundation structure are piles that are fixed underground or connected to piles. It is often constructed by using columns and foundation beams as the basic structure and assembling walls and floors to this structure. In this construction method, a pile cap or footing (hereinafter collectively referred to as pile cap) is provided at the upper end of the pile (pile cap), and foundation beams and columns are fixed and connected to the pile cap. . Pile caps have the role of transmitting vertical loads caused by the weight of the building itself and the loads inside the building to the piles under normal conditions. During an earthquake, pile caps play a role in mutually transmitting stress generated in structures due to seismic motion between piles, foundation beams, and columns, and are important members for the stability and earthquake resistance of structures. Pile caps are usually constructed of reinforced concrete. The strength of the pile cap can be improved by increasing the size of the pile cap, increasing the concrete strength, increasing the amount of reinforcing bars, etc., and as a result, the stability and earthquake resistance of the structure can be improved. Patent Document 1 discloses a method for efficiently manufacturing a pile cap for a steel frame building.

特開２０１７－８５４３号公報JP 2017-8543 Publication

本発明の実施形態の一つは、パイルキャップに高い強度を与える補強材、およびパイルキャップと補強材を含む構造体とその施工方法を提供することを課題の一つとする。 One of the objects of an embodiment of the present invention is to provide a reinforcing material that provides high strength to a pile cap, a structure including the pile cap and the reinforcing material, and a construction method thereof.

本発明の実施形態の一つは構造体である。この構造体は、少なくとも一本の杭、パイルキャップ、および補強材を有する。パイルキャップは、少なくとも一本の杭の上に位置し、鉄筋とコンクリートを含む。補強材はパイルキャップの一部を囲む。 One embodiment of the present invention is a structure. The structure has at least one pile, a pile cap, and a reinforcement. The pile cap is located on top of at least one pile and includes reinforcing steel and concrete. The reinforcement surrounds a portion of the pile cap.

本発明の実施形態の一つは構造体を施工する方法である。この方法は、少なくとも一本の杭を地中に固定すること、少なくとも一本の杭を囲みつつ杭から離隔するように補強材を形成すること、補強材と接する型枠を形成すること、補強材の少なくとも一部と接するように、型枠内にレディーミクストコンクリートを打設すること、およびレディーミクストコンクリートを硬化させることを含む。 One embodiment of the invention is a method of constructing a structure. This method involves fixing at least one pile in the ground, forming a reinforcing material surrounding at least one pile and separating it from the pile, forming a formwork in contact with the reinforcing material, and reinforcing the pile. The method includes placing ready-mixed concrete in a formwork so as to contact at least a portion of the material, and curing the ready-mixed concrete.

本発明の実施形態により、高い強度を有する鉄筋コンクリート製のパイルキャップを提供することが可能となる。また、このパイルキャップを含む構造体、およびその施工方法を提供することができる。これにより、耐震性の高い建造物とその施工方法が提供される。 Embodiments of the present invention make it possible to provide a reinforced concrete pile cap with high strength. Furthermore, a structure including this pile cap and a construction method thereof can be provided. This provides a highly earthquake-resistant building and its construction method.

本発明の実施形態の一つである構造体の模式的斜視図。FIG. 1 is a schematic perspective view of a structure that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的側面図と上面図。FIG. 1 is a schematic side view and a top view of a structure that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的断面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a structure that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである補強材の模式的側面図と上面図。FIG. 2 is a schematic side view and top view of a reinforcing material that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的断面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a structure that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的断面図と上面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view and a top view of a structure that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的上面図。FIG. 1 is a schematic top view of a structure that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的断面図と上面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view and a top view of a structure that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的断面図と上面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view and a top view of a structure that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的斜視図。FIG. 1 is a schematic perspective view of a structure that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的側面図と上面図。FIG. 1 is a schematic side view and a top view of a structure that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的断面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a structure that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的斜視図。FIG. 1 is a schematic perspective view of a structure that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的側面図と上面図。FIG. 1 is a schematic side view and a top view of a structure that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的断面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a structure that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである補強材の模式的上面図と断面図。FIG. 1 is a schematic top view and a cross-sectional view of a reinforcing material that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的側面図と上面図。FIG. 1 is a schematic side view and a top view of a structure that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的断面図と上面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view and a top view of a structure that is one of the embodiments of the present invention. 従来の構造体の模式的側面図。A schematic side view of a conventional structure. 構造体の杭の部材角と水平荷重との関係を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between the member angle of a pile of a structure and horizontal load. 本発明の実施形態の一つである構造体の施工方法を示す模式的断面図と上面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view and a top view showing a method of constructing a structure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の施工方法を示す模式的断面図と上面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view and a top view showing a method of constructing a structure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の施工方法を示す模式的断面図と上面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view and a top view showing a method of constructing a structure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の施工方法を示す模式的断面図と上面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view and a top view showing a method of constructing a structure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の施工方法を示す模式的断面図と上面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view and a top view showing a method of constructing a structure according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである構造体の模式的斜視図。FIG. 1 is a schematic perspective view of a structure that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである補強材の模式的上面図と断面図。FIG. 1 is a schematic top view and a cross-sectional view of a reinforcing material that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである補強材の模式的上面図と断面図。FIG. 1 is a schematic top view and a cross-sectional view of a reinforcing material that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである補強材の模式的上面図と断面図。FIG. 1 is a schematic top view and a cross-sectional view of a reinforcing material that is one of the embodiments of the present invention. 本発明の実施形態の一つである補強材の模式的上面図と断面図。FIG. 1 is a schematic top view and a cross-sectional view of a reinforcing material that is one of the embodiments of the present invention.

以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。ただし、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。 Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings and the like. However, the present invention can be implemented in various forms without departing from the scope thereof, and should not be construed as being limited to the contents described in the embodiments exemplified below.

図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状などについて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。符号が付された要素の一部を表記する際には、符号に小文字のアルファベットが添えられる。 In order to make the explanation more clear, the drawings may schematically represent the width, thickness, shape, etc. of each part compared to the actual aspect, but these are merely examples and do not limit the interpretation of the present invention. It's not something you do. In this specification and each figure, the same reference numerals may be given to elements having the same functions as those explained in relation to the previous figures, and redundant explanation may be omitted. When notating a part of a coded element, a lowercase alphabet is appended to the code.

以下、「ある構造体が他の構造体から露出するという」という表現は、ある構造体の一部が他の構造体によって覆われていない態様を意味し、この他の構造体によって覆われていない部分は、さらに別の構造体によって覆われる態様も含む。 Hereinafter, the expression "a certain structure is exposed from another structure" means that a part of a certain structure is not covered by another structure; The portion that is not covered also includes an embodiment in which the portion is covered by another structure.

以下、コンクリートとは、原料の一つであるセメントが水と反応して生成する水和物が硬化し、流動性を示さないものを指す。一方、セメントと水を含む混合物が完全に硬化せずに流動性を有する状態はレディーミクストコンクリート（生コンクリートとも呼ばれる）と記す。 Hereinafter, "concrete" refers to concrete that is a hardened hydrate produced by the reaction of cement, one of the raw materials, with water, and does not exhibit fluidity. On the other hand, when a mixture containing cement and water has fluidity without being completely hardened, it is referred to as ready-mixed concrete (also called ready-mixed concrete).

１．全体構造
本節では、本発明の実施形態の一つであるパイルキャップ１０４、およびそれを含む構造体１００の構造について説明する。添付される図１から図１６には構造体１００の一部が示されており、以下、便宜上、水平な地表面（例えば図２（Ａ）などにおいて点線ＧＬで表記される面）をｘｙ平面とし、鉛直方向がｚ軸であるとして説明を行う。 1. Overall Structure In this section, the structure of the pile cap 104, which is one of the embodiments of the present invention, and the structure 100 including the pile cap 104 will be described. A part of the structure 100 is shown in the attached FIGS. 1 to 16, and for convenience, the horizontal ground surface (for example, the surface indicated by the dotted line GL in FIG. 2A) will be referred to as the xy plane. The explanation will be given assuming that the vertical direction is the z-axis.

構造体１００の模式的斜視図を図１に、側面図と上面図を図２（Ａ）、図２（Ｂ）に、図２（Ｂ）の鎖線Ａ－Ａ´に沿ったｘｚ平面の断面模式図を図３（Ａ）にそれぞれ示す。構造体１００は、地中に固定される少なくとも一本の杭１０２、杭１０２上に設けられるパイルキャップ１０４、およびパイルキャップ１０４に固定される補強材１１０を基本的な構成として有する。構造体１００はさらに、パイルキャップ１０４上面と側面にそれぞれ接続される柱１０６や梁１０８を備えてもよく（図１）、図２（Ａ）では、隣接するパイルキャップ１０４や柱１０６の一部も示されている。梁１０８は地上に配置してもよく、地中に配置してもよい。後述するように、少なくとも一本の杭１０２は、複数の杭１０２を含んでもよい。 A schematic perspective view of the structure 100 is shown in FIG. 1, a side view and a top view are shown in FIGS. A schematic diagram is shown in FIG. 3(A). The structure 100 basically includes at least one pile 102 fixed in the ground, a pile cap 104 provided on the pile 102, and a reinforcing material 110 fixed to the pile cap 104. The structure 100 may further include columns 106 and beams 108 connected to the top and side surfaces of the pile cap 104, respectively (FIG. 1), and in FIG. 2A, some of the adjacent pile caps 104 and columns 106 is also shown. Beam 108 may be placed on the ground or underground. As described below, at least one stake 102 may include a plurality of stakes 102.

杭１０２は構造体１００の基礎となるものであり、地中に埋め込まれ、固定される。杭１０２は地中の支持層（岩盤）に固定されていてもよく、支持層には達しない摩擦杭でもよい。杭１０２の上端（杭頭）、あるいは杭頭に接続される鉄筋ユニット（後述）は地表面から露出する。杭１０２は鉄筋コンクリートで構成されていてもよく、中空管構造を有する鋼材（鋼管）やＨ形鋼材で構成されていてもよい。あるいは鋼管とコンクリートの両者で構成されていてもよい。鋼管の断面は円形でも角形でもよい。 The piles 102 serve as the foundation of the structure 100, and are embedded and fixed in the ground. The pile 102 may be fixed to an underground support layer (rock), or may be a friction pile that does not reach the support layer. The upper end (pile cap) of the pile 102 or a reinforcing bar unit (described later) connected to the pile cap is exposed from the ground surface. The pile 102 may be made of reinforced concrete, or may be made of a steel material having a hollow tube structure (steel pipe) or an H-beam steel material. Alternatively, it may be made of both steel pipes and concrete. The cross section of the steel pipe may be circular or square.

パイルキャップ１０４は杭１０２を覆うように杭１０２の上に設けられ、杭頭はパイルキャップ１０４内に埋め込まれる。パイルキャップ１０４は鉄筋コンクリートで構成される。パイルキャップ１０４の形状にも制約はなく、図２（Ａ）から図３（Ａ）に示すように立方体や直方体の形状でもよく、円柱形状でもよい。パイルキャップ１０４は地表面上に直接設けられてもよく、杭１０２を囲むように設けられるコンクリートスラブ（捨てコンクリート）上に形成されてもよい。 The pile cap 104 is provided on the pile 102 so as to cover the pile 102, and the pile cap is embedded in the pile cap 104. The pile cap 104 is made of reinforced concrete. There are no restrictions on the shape of the pile cap 104, and as shown in FIGS. 2(A) to 3(A), the shape may be a cube or a rectangular parallelepiped, or it may be a cylindrical shape. The pile cap 104 may be provided directly on the ground surface, or may be formed on a concrete slab (saved concrete) provided so as to surround the pile 102.

柱１０６はパイルキャップ１０４上に設けられて鉛直方向に延伸し、パイルキャップ１０４上を介して杭１０２に接続される。柱１０６は鉄筋コンクリートで構成されてもよく、鉄筋を含まないコンクリートで構成されてもよい。柱１０６の中心軸は杭１０２やパイルキャップ１０４の中心軸と一致するように設けられることが好ましい。柱１０６の形状にも制約はなく、例えば円柱や四角柱であってよい。 The pillar 106 is provided on the pile cap 104, extends vertically, and is connected to the pile 102 via the pile cap 104. The columns 106 may be made of reinforced concrete or concrete that does not contain reinforcing bars. It is preferable that the central axis of the pillar 106 is provided so as to coincide with the central axis of the pile 102 and the pile cap 104. There are no restrictions on the shape of the pillar 106, and it may be a cylinder or a square pillar, for example.

梁１０８はパイルキャップ１０４の側面に接続され、柱１０６と交差する。梁１０８は水平方向に延伸してもよく、水平方向から傾くように延伸してもよい。梁１０８も鉄筋コンクリートで構成することができる。なお、見やすさを考慮し、図２（Ａ）から図３（Ａ）ではパイルキャップ１０４や柱１０６、梁１０８を構成する鉄筋コンクリートの鉄筋は図示されていない。 A beam 108 is connected to the side of the pile cap 104 and intersects the column 106. The beam 108 may extend horizontally or may extend obliquely from the horizontal direction. Beam 108 can also be constructed of reinforced concrete. Note that for ease of viewing, reinforcing bars of reinforced concrete that constitute the pile caps 104, columns 106, and beams 108 are not shown in FIGS. 2(A) to 3(A).

図１、図３（Ａ）に示すように、補強材１１０は中空管構造を有することができ、パイルキャップ１０４の一部を囲む。パイルキャップ１０４は杭頭、あるいは杭頭に接続される鉄筋ユニットの一部を取り囲んでもよい。補強材１１０のｘｙ平面における断面の形状はパイルキャップ１０４の形状によって適宜調整することができ、例えば断面が円、楕円、あるいは正方形や長方形などの多角形となるように補強材１１０が構成される。補強材１１０も地表面上に直接設けられてもよく、捨てコンクリート上に形成されてもよい。補強材１１０は、中空管構造の中心軸がパイルキャップ１０４の中心軸や杭１０２の中心軸と一致するように設けることができる。補強材１１０は、その内表面１１０ａがパイルキャップ１０４の外表面に接する。図１や図２（Ａ）に示すように、パイルキャップ１０４の側面は、一部が補強材１１０に覆われ、一部が露出する。例えばパイルキャップ１０４に接続される二本の梁１０８の間において、パイルキャップ１０４の側面は補強材１１０から露出する。パイルキャップ１０４の外表面はコンクリートであるため、この露出した部分（以下、単に露出部と記す）ではコンクリートが補強材１１０から露出することになる。パイルキャップ１０４の補強材１１０に囲まれた外表面は、この露出部における外表面と比較して杭１０２の中心軸により近い（図３（Ａ））。なお、図４に示すように、梁１０８の下においてもパイルキャップ１０４の側面の一部が補強材１１０から露出するように構造体１００を構成してもよい。 As shown in FIGS. 1 and 3A, the reinforcing material 110 can have a hollow tube structure and surrounds a portion of the pile cap 104. The pile cap 104 may surround the pile cap or a portion of a reinforcing bar unit connected to the pile cap. The shape of the cross section of the reinforcing material 110 in the xy plane can be adjusted as appropriate depending on the shape of the pile cap 104. For example, the reinforcing material 110 is configured so that the cross section is a circle, an ellipse, or a polygon such as a square or a rectangle. . Reinforcement material 110 may also be provided directly on the ground surface or may be formed on sacrificial concrete. The reinforcing material 110 can be provided so that the central axis of the hollow tube structure coincides with the central axis of the pile cap 104 and the central axis of the pile 102. The inner surface 110a of the reinforcing material 110 is in contact with the outer surface of the pile cap 104. As shown in FIG. 1 and FIG. 2(A), a portion of the side surface of the pile cap 104 is covered with the reinforcing material 110, and a portion is exposed. For example, between the two beams 108 connected to the pile cap 104, the side surface of the pile cap 104 is exposed from the reinforcing material 110. Since the outer surface of the pile cap 104 is made of concrete, the concrete is exposed from the reinforcing material 110 in this exposed portion (hereinafter simply referred to as an exposed portion). The outer surface of the pile cap 104 surrounded by the reinforcing material 110 is closer to the central axis of the pile 102 than the outer surface at this exposed portion (FIG. 3(A)). Note that, as shown in FIG. 4, the structure 100 may be configured such that a part of the side surface of the pile cap 104 is exposed from the reinforcing material 110 even under the beam 108.

補強材１１０はパイルキャップ１０４に含まれるコンクリートと同じ、あるいはそれ以上の引張強度を有する材料を含むことが好ましい。このような材料としては、金属、あるいは繊維強化プラスチックを挙げることができる。金属としては鉄が典型例として挙げられるが、補強材１１０は銅やニッケル、およびクロムなどの他の金属を含んでもよい。繊維強化プラスチックは、例えばガラス繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック、ボロン繊維強化プラスチック、アラミド繊維強化プラスチック、およびポリエチレン強化プラスチックから選択することができる。補強材１１０の厚さｔ（すなわち、外径と内径の差の１／２）に制約はなく（図３（Ａ）参照）、構造体１００や杭１０２の大きさによって適宜設計され、例えば０．１ｍｍ以上５０ｍｍ以下、０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、１５ｍｍ以上３０ｍｍ以下とすることができる。また、補強材１１０の高さｈ₁と厚さｔの関係も任意に選択できる。高さｈ₁と厚さｔは同じでもよく、あるいは例えば図３（Ａ）に示すように、高さｈ₁が厚さｔよりも大きくてもよい。逆に、高さｈ₁が厚さｔよりも小さくてもよい（図３（Ｂ））。 Preferably, the reinforcing material 110 includes a material having a tensile strength equal to or higher than that of the concrete included in the pile cap 104. Such materials include metals and fiber reinforced plastics. Although iron is a typical example of the metal, reinforcing material 110 may also include other metals such as copper, nickel, and chromium. The fiber reinforced plastic can be selected from, for example, glass fiber reinforced plastic, carbon fiber reinforced plastic, boron fiber reinforced plastic, aramid fiber reinforced plastic, and polyethylene reinforced plastic. There is no restriction on the thickness t of the reinforcing material 110 (that is, 1/2 of the difference between the outer diameter and the inner diameter) (see FIG. 3(A)), and it can be designed as appropriate depending on the size of the structure 100 and the pile 102. .1 mm or more and 50 mm or less, 0.1 mm or more and 20 mm or less, 5 mm or more and 50 mm or less, 10 mm or more and 50 mm or less, and 15 mm or more and 30 mm or less. Furthermore, the relationship between the height h ₁ and the thickness t of the reinforcing material 110 can be arbitrarily selected. The height h ₁ and the thickness t may be the same, or the height h ₁ may be larger than the thickness t, as shown in FIG. 3(A), for example. Conversely, the height h ₁ may be smaller than the thickness t (FIG. 3(B)).

補強材１１０の内表面１１０ａにはアンカー１１０ｃが設けられていてもよい。例えば図４（Ａ）の断面模式図や図４（Ｂ）の上面模式図に示すように、補強材１１０は、補強材１１０の内表面１１０ａから補強材１１０の中心軸方向に突き出る凸部としてアンカー１１０ｃを備えることができる。これにより、補強材１１０をより強固にパイルキャップ１０４に固定することができる。図４（Ｂ）に示すように、アンカー１１０ｃは、補強材１１０の中心軸に近い部分の断面積がそれ以外の部分の断面積よりも大きい形状を有することが好ましい。 An anchor 110c may be provided on the inner surface 110a of the reinforcing member 110. For example, as shown in the cross-sectional schematic diagram of FIG. 4A and the top schematic diagram of FIG. An anchor 110c can be provided. Thereby, the reinforcing material 110 can be more firmly fixed to the pile cap 104. As shown in FIG. 4(B), the anchor 110c preferably has a shape in which the cross-sectional area of a portion close to the central axis of the reinforcing member 110 is larger than the cross-sectional area of the other portion.

２．鉄筋ユニット
パイルキャップ１０４は、任意の構成として鉄筋を有することができる。本節では、パイルキャップ１０４や柱１０６、梁１０８に組み込むことが可能な鉄筋ユニットの一例を図６（Ａ）から図９（Ｂ）を用いて説明する。これらの図では、鉄筋ユニット以外の構成は点線で示されている。 2. Reinforcing Bar Unit The pile cap 104 can have reinforcing bars as an optional configuration. In this section, an example of a reinforcing bar unit that can be incorporated into the pile cap 104, the column 106, and the beam 108 will be described using FIGS. 6(A) to 9(B). In these figures, components other than the reinforcing bar units are indicated by dotted lines.

図６（Ａ）に構造体１００のｘｚ平面の断面模式図を、図６（Ｂ）と図７に上面模式図を示す。これらの図では、パイルキャップ１０４を主に構成する鉄筋が示されており、柱１０６や梁１０８へ延伸する鉄筋は省略されている。パイルキャップ１０４には、複数の横補強筋１２２、複数のはかま筋１２０、および任意の構成としての複数の基礎筋（以下、ベース筋）１２４が配置される。 FIG. 6(A) shows a schematic cross-sectional view of the structure 100 in the xz plane, and FIG. 6(B) and FIG. 7 show schematic top views. In these figures, the reinforcing bars that mainly constitute the pile cap 104 are shown, and the reinforcing bars that extend to the columns 106 and beams 108 are omitted. In the pile cap 104, a plurality of lateral reinforcing bars 122, a plurality of percussion bars 120, and a plurality of base bars (hereinafter referred to as base bars) 124 as an arbitrary structure are arranged.

複数のベース筋１２４は、例えばそれぞれＵ字形状を有する鉄筋であり、Ｕ字形状の開いた部分が上になるように配置される（図６（Ａ））。複数のベース筋１２４の一部はｘ方向に、他方はｙ方向に延伸し、互いに交差して格子形状を形成し、杭１０２と重なるように配置される（図６（Ａ）、図６（Ｂ））。ベース筋１２４は、柱１０６と杭１０２に心ずれがある際などにパイルキャップのひび割れを防止する。 The plurality of base reinforcements 124 are, for example, reinforcing bars each having a U-shape, and are arranged so that the open part of the U-shape is on top (FIG. 6(A)). Some of the plurality of base reinforcements 124 extend in the x direction and the other in the y direction, intersect with each other to form a lattice shape, and are arranged so as to overlap with the piles 102 (FIG. 6(A), FIG. 6( B)). The base reinforcement 124 prevents the pile cap from cracking when the pillar 106 and the pile 102 are misaligned.

ベース筋１２４と同様、複数のはかま筋１２０もそれぞれＵ字形状を有する鉄筋であり、Ｕ字形状の開いた部分が下になるように配置される（図６（Ａ））。複数のはかま筋１２０の一部はｘ方向に延伸し、他方はｙ方向に延伸し、これらは互いに交差して格子形状を形成し、杭１０２と重なるように配置される（図６（Ａ）、図７）。はかま筋１２０を設けることで、パイルキャップ１０４のひび割れを抑制することができ、横補強筋を簡単に配置することができる。 Similar to the base reinforcement 124, the plurality of helical reinforcements 120 are each U-shaped reinforcing bars, and are arranged so that the open part of the U-shape is at the bottom (FIG. 6(A)). Some of the plurality of helical bars 120 extend in the x direction, and the other extend in the y direction, and these intersect with each other to form a lattice shape, and are arranged so as to overlap with the piles 102 (FIG. 6(A) , Figure 7). By providing the helical reinforcement 120, cracking of the pile cap 104 can be suppressed, and the horizontal reinforcing reinforcement can be easily arranged.

横補強筋１２２は、複数のベース筋１２４と複数のはかま筋１２０を囲むように設けられる。横補強筋１２２により、パイルキャップ１０４のひび割れを抑制することができる。 The lateral reinforcement 122 is provided so as to surround the plurality of base reinforcements 124 and the plurality of helical reinforcements 120. The horizontal reinforcing bars 122 can suppress cracks in the pile cap 104.

図８（Ａ）、図８（Ｂ）にそれぞれ、構造体１００のｘｚ平面の模式的断面図と上面図を示す。これらの図では、柱１０６とパイルキャップ１０４を主に構成する鉄筋が示されており、梁１０８を主に構成する鉄筋、およびパイルキャップ１０４を構成する鉄筋の一部は省略されている。パイルキャップ１０４内部には、複数の杭頭定着筋１２８が設けられる。杭頭定着筋１２８は杭１０２に固定され、鉛直方向に延伸する。杭頭定着筋１２８は横補強筋１２２によって囲まれ、少なくともその一部は複数のベース筋１２４によって形成される格子を貫通する。杭頭定着筋１２８により、構造体１００に対して水平方向に力が加えられた際、杭頭に作用する曲げモーメントをパイルキャップ１０４や梁１０８に効果的に伝達することができる。また、杭頭の飲み込み長さｈ（図８（Ａ）参照）が大きい場合には杭頭定着筋１２８を設けないこともあるが、その場合にも補強材１１０を設けることは可能である。 FIG. 8(A) and FIG. 8(B) show a schematic cross-sectional view and a top view of the structure 100 in the xz plane, respectively. In these figures, the reinforcing bars that mainly make up the columns 106 and the pile caps 104 are shown, and the reinforcing bars that mainly make up the beams 108 and some of the reinforcing bars that make up the pile caps 104 are omitted. A plurality of pile cap anchoring bars 128 are provided inside the pile cap 104. The pile cap anchoring reinforcement 128 is fixed to the pile 102 and extends in the vertical direction. The pile cap anchoring reinforcement 128 is surrounded by the horizontal reinforcing reinforcement 122, at least a portion of which penetrates the lattice formed by the plurality of base reinforcement 124. The pile cap anchoring bars 128 can effectively transmit the bending moment acting on the pile cap to the pile cap 104 and the beam 108 when force is applied to the structure 100 in the horizontal direction. Furthermore, if the pile head swallowing length h (see FIG. 8A) is large, the pile head fixing bars 128 may not be provided, but it is possible to provide the reinforcing material 110 even in that case.

パイルキャップ１０４と柱１０６の内部には、杭１０２と重なり、鉛直方向に柱１０６内部を延伸する複数の柱筋１２６が配置される。柱筋１２６は横補強筋１２２によって囲まれる。はかま筋１２０を配置する場合、柱筋１２６の少なくとも一部は複数のはかま筋１２０によって形成される格子を貫通する。図示しないが、構造体１００は、複数の柱筋１２６と交差し、柱筋１２６を囲む補強筋をさらに備えてもよい。 A plurality of column reinforcements 126 are arranged inside the pile cap 104 and the column 106 so as to overlap the pile 102 and extend inside the column 106 in the vertical direction. Column reinforcement 126 is surrounded by transverse reinforcing reinforcement 122 . When placing the helical bars 120, at least a portion of the columnar bars 126 penetrate the lattice formed by the plurality of barbed bars 120. Although not shown, the structure 100 may further include reinforcing bars that intersect with the plurality of column bars 126 and surround the column bars 126.

図９（Ａ）、図９（Ｂ）にそれぞれ、構造体１００のｘｚ平面の模式的断面図と上面図を示す。これらの図では、梁１０８を主に構成する鉄筋が示されており、柱１０６とパイルキャップ１０４を主に構成する鉄筋は一部省略されている。梁１０８は複数の梁筋１３０を有しており、各梁筋１３０は柱筋１２６や杭頭定着筋１２８と交差する。梁筋１３０は、少なくとも一部が二つの杭頭定着筋１２８の間、および二つの柱筋１２６の間を通過するように配置される。図示していないが、構造体１００はさらに、複数の梁筋１３０と交差し、梁筋１３０を囲む補強筋を備えてもよい。梁筋１３０は、構造体１００に作用する荷重を杭１０２や柱１０６へ伝達する機能を有する。図９（Ａ）では梁筋１３０が水平方向に梁１０８内部を延伸する例が示されているが、梁１０８が水平方向から傾くように設けられる場合には、梁筋１３０も水平方向から傾く。 9(A) and 9(B) respectively show a schematic cross-sectional view and a top view of the structure 100 in the xz plane. In these figures, the reinforcing bars that mainly make up the beam 108 are shown, and some of the reinforcing bars that mainly make up the column 106 and the pile cap 104 are omitted. The beam 108 has a plurality of beam reinforcements 130, and each beam reinforcement 130 intersects with the column reinforcement 126 and the pile head anchorage reinforcement 128. The beam reinforcement 130 is arranged so that at least a portion thereof passes between the two pile cap anchor reinforcements 128 and between the two column reinforcement reinforcements 126. Although not shown, the structure 100 may further include reinforcing bars that intersect with and surround the beam bars 130. The beam reinforcement 130 has a function of transmitting the load acting on the structure 100 to the piles 102 and columns 106. Although FIG. 9A shows an example in which the beam reinforcement 130 extends horizontally inside the beam 108, when the beam 108 is provided so as to be inclined from the horizontal direction, the beam reinforcement 130 is also inclined from the horizontal direction. .

上述した鉄筋によって鉄筋ユニットが構築される。パイルキャップ１０４が鉄筋ユニットを有する場合、コンクリートは横補強筋１２２、杭頭定着筋１２８、柱筋１２６の一部、梁筋１３０の一部、はかま筋１２０ならびにこれらを埋め込むように設けられる。ベース筋１２４を設ける場合、ベース筋１２４もコンクリート内に埋め込まれる。一方柱１０６は、柱筋１２６の他の一部とこれを埋め込むように打設されるコンクリートを含み、梁１０８は梁筋１３０の他の一部とこれを埋め込むように打設されるコンクリートを含む。 A reinforcing bar unit is constructed using the above-mentioned reinforcing bars. When the pile cap 104 has a reinforcing bar unit, concrete is provided so as to embed the horizontal reinforcing bars 122, the pile cap anchoring bars 128, a part of the column bars 126, a part of the beam bars 130, the hook bars 120, and these. When providing the base reinforcement 124, the base reinforcement 124 is also embedded in the concrete. On the other hand, the column 106 includes another part of the column reinforcement 126 and concrete placed to embed it, and the beam 108 includes another part of the beam reinforcement 130 and concrete poured to embed it. include.

上述した構造は本発明の実施形態の一例であり、構造体１００の杭１０２や柱１０６、梁１０８の数に制約はない。また、構造体１００内部に設けられる鉄筋ユニットの構成も上述した構成に限られず、各鉄筋は異なる配置で設けられてもよく、上述した鉄筋以外の鉄筋をさらに備えてもよい。 The structure described above is an example of an embodiment of the present invention, and there is no restriction on the number of piles 102, columns 106, and beams 108 in the structure 100. Further, the configuration of the reinforcing bar unit provided inside the structure 100 is not limited to the above-mentioned configuration, and each reinforcing bar may be provided in a different arrangement, and reinforcing bars other than the above-mentioned reinforcing bars may be further provided.

３．変形例
３－１．変形例１
上述した例では、パイルキャップ１０４の露出部の外表面と補強材１１０の外表面１１０ｄ（図３（Ａ）参照）は同一平面上に存在するが、これらは互いに異なる平面上に存在するように補強材１１０を構成することができる。具体的には模式的斜視図（図１０）と側面図（図１１（Ａ））、上面図（図１１（Ｂ））、およびｘｚ平面の断面模式図（図１２（Ａ）に示すように、補強材１１０の外表面１１０ｄは露出部の外表面と比較して外側に位置する、すなわち杭１０２の中心軸からより遠くてもよい。 3. Modification 3-1. Modification example 1
In the example described above, the outer surface of the exposed portion of the pile cap 104 and the outer surface 110d of the reinforcing material 110 (see FIG. 3(A)) exist on the same plane, but they are arranged so that they are on different planes. A reinforcement 110 can be configured. Specifically, as shown in a schematic perspective view (Fig. 10), a side view (Fig. 11 (A)), a top view (Fig. 11 (B)), and a cross-sectional schematic diagram in the xz plane (Fig. 12 (A)). , the outer surface 110d of the reinforcement 110 may be located outward compared to the outer surface of the exposed portion, ie, farther from the central axis of the pile 102.

あるいは模式的斜視図（図１３）と側面図（図１４（Ａ））、上面図（図１４（Ｂ））、およびｘｚ平面の断面模式図（図１５（Ａ）に示すように、補強材１１０は外表面１１０ｄがパイルキャップ１０４の露出部の外表面と比較して外側に位置し、かつ内表面１１０ａがこの露出部の外表面と同一平面上に存在するように構成してもよい。これらの場合においても、補強材１１０は内表面１１０ａや上面１１０ｂにアンカー１１０ｃを備えてもよい（図１２（Ｂ）、図１５（Ｂ））。 Alternatively, as shown in a schematic perspective view (FIG. 13), a side view (FIG. 14(A)), a top view (FIG. 14(B)), and a schematic cross-sectional view of the xz plane (FIG. 15(A)), 110 may be configured such that the outer surface 110d is located on the outside compared to the outer surface of the exposed portion of the pile cap 104, and the inner surface 110a is on the same plane as the outer surface of the exposed portion. In these cases as well, the reinforcing material 110 may be provided with anchors 110c on the inner surface 110a or the upper surface 110b (FIGS. 12(B) and 15(B)).

３－２．変形例２
補強材１１０は中空管構造を有するが、複数の中空管構造を有してもよい。すなわち、断面（ｘｙ平面における断面）が複数のゾーンに分割されてもよい。具体的には上面図（図１６（Ａ））、およびその鎖線Ｂ－Ｂ´に沿ったｘｚ平面の断面図（図１６（Ｂ））に模式的に示すように、補強材１１０は外枠１１０ｅと一つ、あるいは複数の補助板１１０ｆによって構成されてもよい。補助板１１０ｆは内表面１１０ａの少なくとも二か所で外枠１１０ｅに溶接によって固定され、これにより、内表面１１０ａが形成する領域が補助板１１０ｆによって複数のゾーンに分割される。補助板１１０ｆを設けることで、補強材１１０の強度を増大させることができる。補助板１１０ｆは、杭１０２が少なくとも一つのゾーン内に配置されるように設けられる。杭１０２はこのゾーンを貫通してもよい。複数の補助板１１０ｆを設ける場合、補助板１１０ｆは互いに平行になるように設けることができる。杭１０２が一本の場合、杭１０２は少なくとも二つの補助板１１０ｆに挟まれる。補強材１１０は、補助板１１０ｆと杭１０２が互いに接するように構成してもよく、補助板１１０ｆが杭１０２と接しないように補強材１１０を構成してもよい。補助板１１０ｆの厚さｔ´は補強材１１０（すなわち、外枠１１０ｅ）の厚さｔと実質的に同じでもよく、あるいは図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）に示すように厚さｔよりも大きくてもよい。また、補助板１１０ｆの高さｈ₂は補強材１１０の高さｈ₁と同じでもよく、あるいは図１６（Ｂ）に示すように高さｈ₁よりも小さくてもよい。 3-2. Modification example 2
The reinforcing material 110 has a hollow tube structure, but may have a plurality of hollow tube structures. That is, the cross section (cross section in the xy plane) may be divided into a plurality of zones. Specifically, as schematically shown in the top view (FIG. 16(A)) and the cross-sectional view of the xz plane along the chain line BB′ (FIG. 16(B)), the reinforcing material 110 is 110e and one or more auxiliary plates 110f. The auxiliary plate 110f is fixed to the outer frame 110e by welding at at least two locations on the inner surface 110a, so that the area formed by the inner surface 110a is divided into a plurality of zones by the auxiliary plate 110f. By providing the auxiliary plate 110f, the strength of the reinforcing material 110 can be increased. The auxiliary plate 110f is provided so that the pile 102 is arranged within at least one zone. Piles 102 may penetrate this zone. When providing a plurality of auxiliary plates 110f, the auxiliary plates 110f can be provided parallel to each other. When there is only one pile 102, the pile 102 is sandwiched between at least two auxiliary plates 110f. The reinforcing material 110 may be configured such that the auxiliary plate 110f and the pile 102 are in contact with each other, or may be configured such that the auxiliary plate 110f is not in contact with the pile 102. The thickness t' of the auxiliary plate 110f may be substantially the same as the thickness t of the reinforcing member 110 (i.e., the outer frame 110e), or the thickness t' may be substantially the same as the thickness t of the reinforcing member 110 (i.e., the outer frame 110e), or as shown in FIGS. 16(A) and 16(B), the thickness t' May be larger than . Further, the height h ₂ of the auxiliary plate 110f may be the same as the height h ₁ of the reinforcing member 110, or may be smaller than the height h ₁ as shown in FIG. 16(B).

複数の補助板１１０ｆは互いに交差するように設けてもよい。例えば図１６（Ｃ）に示すように、互いに直角に交差する複数の補助板１１０ｆを設けてもよい。交差する補助板１１０ｆ同士は溶接によって固定される。 The plurality of auxiliary plates 110f may be provided so as to intersect with each other. For example, as shown in FIG. 16(C), a plurality of auxiliary plates 110f that intersect each other at right angles may be provided. The intersecting auxiliary plates 110f are fixed to each other by welding.

構造体１００が複数の杭１０２を有する場合には、各ゾーンに一つの杭１０２を配置してもよい。具体的には、図２６に示すように、少なくとも一本の杭１０２は複数の杭１０２を含むことができる。この場合、パイルキャップ１０４は複数の杭１０２の上に重なるように配置され、図２７（Ａ）、および図２７（Ａ）の鎖線Ｃ－Ｃ´に沿った断面図（図２７（Ｂ））に示すように、複数の杭１０２が補強材１１０によって囲まれる。第１実施形態（図３（Ａ）、図３（Ｂ）参照）と同様、補強材１１０の高さｈ₁と厚さｔは実質的に同じでもよく、高さｈ₁が厚さｔよりも大きくてもよい（図２７（Ｂ））。図示しないが、高さｈ₁が厚さｔよりも小さくてもよい。 If the structure 100 has multiple piles 102, one pile 102 may be placed in each zone. Specifically, as shown in FIG. 26, at least one stake 102 can include a plurality of stakes 102. In this case, the pile cap 104 is arranged so as to overlap the plurality of piles 102, and the cross-sectional view (FIG. 27(B)) taken along the chain line CC' in FIG. 27(A) and FIG. 27(A) As shown in FIG. 1 , a plurality of piles 102 are surrounded by reinforcing material 110 . Similar to the first embodiment (see FIGS. 3(A) and 3(B)), the height h ₁ and the thickness t of the reinforcing material 110 may be substantially the same, and the height h ₁ is greater than the thickness t. may also be large (FIG. 27(B)). Although not shown, the height h ₁ may be smaller than the thickness t.

同様に、図２８（Ａ）に示すように、直線的に延伸し、互いに交差する複数の補助板１１０ｆを、それぞれ補強材１１０の内表面１１０ａの少なくとも二か所と接するように設けてもよい。この場合には、補助板１１０ｆによって形成される複数のゾーンのそれぞれに、杭１０２を一本ずつ配置することができる。したがって各杭１０２は外枠１１０ｅの一部と補助板１１０ｆの一部によって囲まれる。 Similarly, as shown in FIG. 28(A), a plurality of auxiliary plates 110f extending linearly and crossing each other may be provided so as to be in contact with at least two places on the inner surface 110a of the reinforcing material 110, respectively. . In this case, one stake 102 can be placed in each of the plurality of zones formed by the auxiliary plate 110f. Therefore, each pile 102 is surrounded by a portion of the outer frame 110e and a portion of the auxiliary plate 110f.

杭１０２を一本のみ配置する場合と同様、図２８（Ａ）の鎖線Ｄ－Ｄ´に沿った断面の模式図（図２８（Ｂ））に示すように、補助板１１０ｆの厚さｔ´は外枠１１０ｅの厚さｔと実質的に同じでもよい。補助板１１０ｆの高さｈ₂は、外枠１１０ｅの高さｈ₁と実質的に同じでもよく、高さｈ₁よりも小さくてもよい。高さｈ₂が高さｈ₁よりも小さい場合、図２９（Ａ）、および図２９（Ａ）の鎖線Ｅ－Ｅ´に沿った断面の模式図（図２９（Ｂ））に例示されるように、ｘｙ平面においては幅と認識することもできる補助板１１０ｆの厚さｔ´は、外枠１１０ｅの厚さｔや補助板１１０ｆの高さｈ₂よりも大きくてもよい。あるいは図３０（Ａ）、および図３０（Ａ）の鎖線Ｆ－Ｆ´に沿った断面の模式図（図３０（Ｂ））に示すように、外枠１１０ｅの厚さｔと補助板１１０ｆの厚さｔ´がそれぞれ外枠１１０ｅの高さｈ₁と補助板１１０ｆの高さｈ₂よりも大きくなるように補強板１１０を構成してもよい。この場合も、厚さｔとｔ´は同じでも異なってもよい。 As in the case where only one pile 102 is arranged, the thickness t' of the auxiliary plate 110f is changed as shown in the schematic cross-sectional view (FIG. 28(B)) taken along the chain line DD' in FIG. 28(A). may be substantially the same as the thickness t of the outer frame 110e. The height _h2 of the auxiliary plate 110f may be substantially the same as the height _h1 of the outer frame 110e, or may be smaller than the height _h1 . When the height h ₂ is smaller than the height h ₁ , as illustrated in FIG. 29(A) and a schematic cross-sectional view (FIG. 29(B)) taken along the chain line EE' in FIG. 29(A). Thus, the thickness t' of the auxiliary plate 110f, which can be recognized as the width in the xy plane, may be larger than the thickness t of the outer frame 110e and the height _h2 of the auxiliary plate 110f. Alternatively, as shown in FIG. 30(A) and a schematic cross-sectional view (FIG. 30(B)) taken along the chain line FF' in FIG. 30(A), the thickness t of the outer frame 110e and the The reinforcing plate 110 may be configured such that the thickness t' is larger than the height h ₁ of the outer frame 110e and the height h ₂ of the auxiliary plate 110f, respectively. Again, the thicknesses t and t' may be the same or different.

３－３．変形例３
上述した例では、梁１０８は鉄筋コンクリートによって構成される、いわゆるＲＣ造と呼ばれる構造を有するが、梁１０８は鉄筋コンクリートと鉄骨を組み合わせたハイブリッド構造を有してもよい。この構成の一例を図１７（Ａ）から図１８（Ｂ）に示す。図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）はそれぞれ構造体１００の模式的側面図と上面図であり、内部に鉄筋ユニットを設けた場合の模式的断面図と上面図を図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）に示す。図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）に示すように、ハイブリッド構造を有する梁１０８は、パイルキャップ１０４に接続される鉄筋コンクリート部（以下、ＲＣ部）１０８ａ、およびＲＣ部１０８ａに接続され、隣接する二つのＲＣ部１０８ａに挟まれる鉄骨部（以下、Ｓ部）１０８ｂを有する。 3-3. Modification example 3
In the example described above, the beam 108 has a so-called RC structure that is made of reinforced concrete, but the beam 108 may have a hybrid structure that combines reinforced concrete and a steel frame. An example of this configuration is shown in FIGS. 17(A) to 18(B). 17(A) and 17(B) are a schematic side view and a top view of the structure 100, respectively, and FIG. 18(A) is a schematic cross-sectional view and a top view when a reinforcing bar unit is provided inside. It is shown in FIG. 18(B). As shown in FIGS. 17(A) and 17(B), the beam 108 having a hybrid structure is connected to a reinforced concrete part (hereinafter referred to as RC part) 108a connected to the pile cap 104, and an RC part 108a, and is connected to the adjacent RC part 108a. It has a steel frame part (hereinafter referred to as S part) 108b sandwiched between two RC parts 108a.

図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）に示すように、梁１０８はパイルキャップ１０４に接続される鉄骨１０８ｃを有する。鉄骨１０８ｃはＨ形の断面を有する鋼（Ｈ形鋼）でもよく、中空管構造を有する鋼管でもよい。鉄骨１０８ｃは、梁１０８のＲＣ部１０８ａの補強筋１３２に囲まれた領域に収まり、パイルキャップ１０４を貫通しない。パイルキャップ１０４を介して二つの鉄骨１０８ｃが隣接する場合は、梁筋１３０はパイルキャップ１０４を貫通する。この場合、梁筋１３０の少なくとも一部は杭頭定着筋１２８の間、二つの柱筋１２６の間を通過するように設けられる。 As shown in FIGS. 18(A) and 18(B), the beam 108 has a steel frame 108c connected to the pile cap 104. The steel frame 108c may be a steel having an H-shaped cross section (H-shaped steel) or may be a steel pipe having a hollow tube structure. The steel frame 108c fits in an area surrounded by the reinforcing bars 132 of the RC portion 108a of the beam 108, and does not penetrate the pile cap 104. When two steel frames 108c are adjacent to each other via the pile cap 104, the beam reinforcement 130 passes through the pile cap 104. In this case, at least a portion of the beam reinforcement 130 is provided so as to pass between the pile head anchoring reinforcement 128 and between the two column reinforcements 126.

梁１０８はさらに、複数の梁筋１３０と一部で重なり、かつ梁筋１３０を取り囲む補強筋１３２を備え、これらがコンクリートで一体化されることにより、鉄骨１０８ｃがパイルキャップ１０４と強固に固定される。補強筋１３２、および補強筋１３２によって囲まれる鉄骨１０８ｃの一部がコンクリートによって埋め込まれる。このコンクリート、補強筋１３２、および補強筋１３２によって囲まれる鉄骨１０８ｃの一部がＲＣ部１０８ａを構成する。補強筋１３２の配置密度はＲＣ部１０８ａにおいて均一である必要は無く、ＲＣ部１０８ａの両端部の配置密度が高くなるよう、補強筋１３２を配置してもよい。 The beam 108 further includes reinforcing bars 132 that partially overlap the plurality of beam bars 130 and surround the beam bars 130, and by integrating these with concrete, the steel frame 108c is firmly fixed to the pile cap 104. Ru. The reinforcing bars 132 and a portion of the steel frame 108c surrounded by the reinforcing bars 132 are embedded in concrete. This concrete, the reinforcing bars 132, and a part of the steel frame 108c surrounded by the reinforcing bars 132 constitute the RC section 108a. The arrangement density of the reinforcing bars 132 does not need to be uniform in the RC section 108a, and the reinforcing bars 132 may be arranged so that the arrangement density is high at both ends of the RC section 108a.

上述したように、本発明の実施形態の一つである構造体１００では、パイルキャップ１０４は、梁１０８の下においてその一部が補強材１１０によって取り囲まれる。このため、構造体１００は、補強材１１０を持たない従来のパイルキャップを備える構造体と比較して高い強度を有することができ、構造体に大きな力が加えられてもひび割れなどが生じにくい。例えば図１９（Ａ）に示すように、地震などによって構造体に対して水平方向に大きな荷重が加えられると、杭頭にせん断力が作用する。これにより、パイルキャップ１０４の下部に大きな力が加わり、パイルキャップ１０４が十分な強度を持たない場合、底面付近からパイルキャップ１０４にひび割れ１５０が発生する。コンクリートは引張力に抵抗する強度が小さいため、一度ひび割れ１５０が発生すると、パイルキャップ１０４の強度は大きく低下し、最終的にパイルキャップ１０４の破壊に至る（図１９（Ｂ））。 As described above, in the structure 100 that is one of the embodiments of the present invention, the pile cap 104 is partially surrounded by the reinforcing material 110 under the beam 108. Therefore, the structure 100 can have higher strength than a structure including a conventional pile cap without the reinforcing material 110, and is less likely to crack even if a large force is applied to the structure. For example, as shown in FIG. 19A, when a large load is applied to the structure in the horizontal direction due to an earthquake or the like, shearing force acts on the pile cap. This applies a large force to the lower part of the pile cap 104, and if the pile cap 104 does not have sufficient strength, cracks 150 will occur in the pile cap 104 from near the bottom surface. Since concrete has a low strength to resist tensile force, once a crack 150 occurs, the strength of the pile cap 104 decreases significantly, eventually leading to destruction of the pile cap 104 (FIG. 19(B)).

このようなひび割れ１５０の発生を防ぐためには、パイルキャップ１０４の強度を増大させることが必要となる。従来、杭の飲み込み長さｈを大きくする、パイルキャップ１０４の体積を増大させる、コンクリート強度を増大させる、ベース筋１２４や杭頭付近の横補強筋１２２の鉄筋量を増やすことなどにより、パイルキャップ１０４の高強度化が図られてきた。しかしながら、杭の飲み込み長さｈを大きくしたりパイルキャップ１０４を大型化したりすると掘削土が増え、環境に対する負荷が増大し、経済性が低下する。一方、コンクリート強度の高いレディーミクストコンクリートは一般に粘性が高いため、パイルキャップ１０４内に確実にレディーミクストコンクリートを充填することが困難となる。また、ベース筋１２４や横補強筋１２２には配置間隔の制限があるため、鉄筋量の増加にも上限がある。 In order to prevent the occurrence of such cracks 150, it is necessary to increase the strength of the pile cap 104. Conventionally, pile caps have been improved by increasing the swallowing length h of the pile, increasing the volume of the pile cap 104, increasing concrete strength, and increasing the amount of reinforcing bars in the base reinforcement 124 and the horizontal reinforcing bars 122 near the pile cap. Efforts have been made to increase the strength of 104. However, increasing the swallowing length h of the pile or increasing the size of the pile cap 104 increases the amount of excavated soil, increases the load on the environment, and reduces economic efficiency. On the other hand, since ready-mixed concrete with high concrete strength generally has high viscosity, it is difficult to reliably fill the pile cap 104 with ready-mixed concrete. Further, since there is a restriction on the arrangement interval of the base reinforcement 124 and the horizontal reinforcing reinforcement 122, there is also an upper limit to the increase in the amount of reinforcement.

これに対し、本発明の実施形態の一つのように、引張強度が高い鉄などの金属、あるいは繊維強化プラスチックを含む補強材１１０をパイルキャップ１０４の下部に設けることで、パイルキャップ１０４の強度を増大させることができる。その結果、図２０に模式的に示すように、従来の構造体と比較して本実施形態の構造体１００では、杭１０２に同一の水平荷重が作用したとき、杭の変形量は小さくなる。このため、水平方向の荷重に起因するひび割れの発生を効果的に防止することが可能となる。さらに上述したように、パイルキャップ１０４は一部が補強材１１０から露出する。すなわち、補強材１１０はパイルキャップ１０４の外表面全体を覆う必要は無く、杭１０２に近いパイルキャップ１０４の下部のみを覆うだけで高い強度をパイルキャップ１０４に付与することができる。したがって、本実施形態を適用することで、耐震性の高い構造体、およびこれを基礎とする耐震性の高い構造物を低コストで施工することが可能となる。 On the other hand, as in one embodiment of the present invention, the strength of the pile cap 104 is increased by providing a reinforcing material 110 containing metal such as iron with high tensile strength or fiber-reinforced plastic at the bottom of the pile cap 104. can be increased. As a result, as schematically shown in FIG. 20, in the structure 100 of this embodiment, when the same horizontal load is applied to the pile 102, the amount of deformation of the pile is smaller than that of the conventional structure. Therefore, it is possible to effectively prevent the occurrence of cracks caused by horizontal loads. Further, as described above, a portion of the pile cap 104 is exposed from the reinforcing material 110. That is, the reinforcing material 110 does not need to cover the entire outer surface of the pile cap 104, and can impart high strength to the pile cap 104 by simply covering the lower part of the pile cap 104 near the pile 102. Therefore, by applying this embodiment, it becomes possible to construct a highly earthquake-resistant structure and a highly earthquake-resistant structure based on this structure at low cost.

４．構造体の施工方法
本節では、構造体１００の施工方法の一例を図２１（Ａ）から図２５（Ｂ）を用いて説明する。図２１（Ａ）、図２２（Ａ）、図２３（Ａ）、図２４（Ａ）、図２５（Ａ）はｘｚ平面の断面模式図であり、図３（Ａ）に対応する。図２１（Ｂ）、図２２（Ｂ）、図２３（Ｂ）、図２４（Ｂ）、図２５（Ｂ）は上面模式図であり、図２（Ｂ）に対応する。 4. Method for constructing a structure In this section, an example of a method for constructing the structure 100 will be described with reference to FIGS. 21(A) to 25(B). 21(A), FIG. 22(A), FIG. 23(A), FIG. 24(A), and FIG. 25(A) are schematic cross-sectional views in the xz plane, and correspond to FIG. 3(A). 21(B), FIG. 22(B), FIG. 23(B), FIG. 24(B), and FIG. 25(B) are top schematic views and correspond to FIG. 2(B).

まず、地面に埋設・固定される杭１０２の杭頭を囲むように、補強材１１０を形成する（図２１（Ａ）、図２１（Ｂ））。この時、補強材１１０は杭１０２と接触せず、杭１０２から離隔する。補強材１１０は地表面に直接接するように設けてもよく、図示しない捨てコンクリート上に設けてもよい。図２１（Ａ）などでは杭頭は地表面から露出するように杭１０２が設けられる例が示されているが、杭頭は地表面よりも下に位置するように設けてもよい。 First, a reinforcing material 110 is formed so as to surround the pile head of the pile 102 to be buried and fixed in the ground (FIGS. 21(A) and 21(B)). At this time, the reinforcing material 110 does not come into contact with the pile 102 and is separated from the pile 102. The reinforcing material 110 may be provided so as to be in direct contact with the ground surface, or may be provided on waste concrete (not shown). Although FIG. 21A and the like show an example in which the pile 102 is provided so that the pile cap is exposed from the ground surface, the pile cap may be provided so as to be located below the ground surface.

次に、構造体１００を構成する鉄筋ユニットを構築する。すなわち、杭１０２の上に上述した鉄筋（ベース筋１２４、横補強筋１２２、杭頭定着筋１２８、柱筋１２６、梁筋１３０、はかま筋１２０）を組み立て、固定する（図２２（Ａ）、図２２（Ｂ））。鉄筋ユニットの構築は公知の方法を適宜利用することで行うことができる。梁１０８が鉄骨である場合には、鉄骨１０８ｃを所定の位置に設置した後、梁筋１３０を有する鉄筋ユニットを構築する。 Next, reinforcing bars units that constitute the structure 100 are constructed. That is, the above-mentioned reinforcing bars (base bars 124, lateral reinforcing bars 122, pile head anchoring bars 128, column bars 126, beam bars 130, and helical bars 120) are assembled and fixed on the pile 102 (FIG. 22(A), Figure 22(B)). The reinforcing bar unit can be constructed by appropriately utilizing known methods. When the beam 108 is a steel frame, a reinforcing bar unit having the beam reinforcement 130 is constructed after the steel frame 108c is installed at a predetermined position.

引き続き、杭１０２、鉄筋ユニット、および補強材１１０を取り囲むように型枠１４０を形成する（図２３（Ａ）、図２３（Ｂ））。型枠１４０も公知の方法を適宜利用することで形成されるが、図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）に示すように、補強材１１０の外表面１１０ｄと接するように形成される。 Subsequently, a formwork 140 is formed to surround the pile 102, the reinforcing bar unit, and the reinforcing material 110 (FIGS. 23(A) and 23(B)). The formwork 140 is also formed by appropriately utilizing a known method, and is formed so as to be in contact with the outer surface 110d of the reinforcing material 110, as shown in FIGS. 23(A) and 23(B).

この後、型枠１４０内にレディーミクストコンクリート１４２を流し込む（図２４（Ａ）、図２４（Ｂ））。これにより、鉄筋ユニットのすべて、あるいは少なくとも一部がレディーミクストコンクリート１４２によって覆われる。型枠１４０を補強材１１０の外表面１１０ｄと接するように設けることで、露出部におけるレディーミクストコンクリート１４２の外表面と補強材１１０の外表面１１０ｄが同一平面上に位置することになる（図２４（Ａ））。必要に応じ、レディーミクストコンクリート１４２が型枠１４０内で均一に充填されるよう、バイブレータなどを用いて振動を与える。梁１０８がハイブリッド構造である場合には、鉄筋ユニットと鉄骨１０８ｃを配置した後、鉄骨１０８ｃの一部が覆われるようにレディーミクストコンクリートを型枠内に流し込む。 After that, ready-mixed concrete 142 is poured into the formwork 140 (FIGS. 24(A) and 24(B)). As a result, all or at least a portion of the reinforcing bar units are covered with ready-mixed concrete 142. By providing the formwork 140 in contact with the outer surface 110d of the reinforcing material 110, the outer surface of the ready-mixed concrete 142 in the exposed portion and the outer surface 110d of the reinforcing material 110 are located on the same plane (Fig. 24 (A)). If necessary, vibration is applied using a vibrator or the like so that the ready-mixed concrete 142 is uniformly filled within the formwork 140. When the beam 108 has a hybrid structure, after the reinforcing bar unit and the steel frame 108c are placed, ready-mixed concrete is poured into the formwork so as to partially cover the steel frame 108c.

この後、レディーミクストコンクリート１４２を硬化させ、硬化後に型枠１４０を除去する。これにより、構造体１００が施工される。ベース筋１２４や横補強筋１２２、杭頭定着筋１２８などのパイルキャップ１０４を構成する鉄筋のみだけでなく、梁筋１３０や柱筋１２６も埋め込むように型枠１４０内にレディーミクストコンクリート１４２を流し込み硬化させることで、パイルキャップ１０４と柱筋１２６、梁１０８が一体化された構造体１００を施工することができる。 After this, the ready-mixed concrete 142 is cured, and the formwork 140 is removed after curing. As a result, the structure 100 is constructed. Ready-mixed concrete 142 is poured into the formwork 140 so as to embed not only the reinforcing bars composing the pile cap 104 such as the base reinforcement 124, the horizontal reinforcement bars 122, and the pile cap fixing bars 128, but also the beam reinforcement 130 and the column reinforcement 126. By curing, a structure 100 in which the pile cap 104, column reinforcement 126, and beam 108 are integrated can be constructed.

なお、型枠１４０は補強材１１０の外表面１１０ｄとは接せず、補強材１１０の上面１１０ｂと接するように形成してもよい（図２５（Ａ）、図２５（Ｂ））。すなわち、補強材１１０の内表面１１０ａと上面１１０ｂが型枠１４０から露出されるように型枠１４０を設けてもよい。このように型枠１４０を形成した後にレディーミクストコンクリート１４２を流し込み、硬化させることで、図１１（Ａ）から図１２（Ｂ）に示すように、補強材１１０の外表面１１０ｄは露出部におけるパイルキャップ１０４の外表面と比較して外側に位置することができる。 Note that the formwork 140 may be formed so as not to be in contact with the outer surface 110d of the reinforcing material 110, but to be in contact with the upper surface 110b of the reinforcing material 110 (FIGS. 25(A) and 25(B)). That is, the formwork 140 may be provided such that the inner surface 110a and the upper surface 110b of the reinforcing material 110 are exposed from the formwork 140. After forming the formwork 140 in this way, the ready-mixed concrete 142 is poured and cured, so that the outer surface 110d of the reinforcing material 110 forms a pile in the exposed portion, as shown in FIGS. 11(A) to 12(B). It can be located on the outside compared to the outer surface of the cap 104.

本実施形態を適用するにより、補強材１１０によって補強されたパイルキャップ１０４、およびそれを有する構造体１００を施工することが可能となる。したがって、本実施形態は、高い耐震性を有する構造物の施工に寄与する。 By applying this embodiment, it becomes possible to construct the pile cap 104 reinforced with the reinforcing material 110 and the structure 100 having the same. Therefore, this embodiment contributes to construction of a structure with high earthquake resistance.

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。 The embodiments described above as embodiments of the present invention can be implemented in appropriate combinations as long as they do not contradict each other. Additions, deletions, or design changes to components based on each embodiment by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention, as long as they have the gist of the present invention.

上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される。 Even if there are other effects that are different from those brought about by each of the embodiments described above, those that are obvious from the description of this specification or that can be easily predicted by a person skilled in the art are naturally included in the present invention. It is understood that this is brought about by

１００：構造体、１０２：杭、１０４：パイルキャップ、１０４ａ：露出部、１０６：柱、１０８：梁、１０８ａ：ＲＣ部、１０８ｂ：Ｓ部、１０８ｃ：鉄骨、１１０：補強材、１１０ａ：内表面、１１０ｂ：上面、１１０ｃ：アンカー、１１０ｄ：外表面、１１０ｅ：外枠、１１０ｆ：補助板、１２０：筋、１２２：横補強筋、１２４：ベース筋、１２６：柱筋、１２８：杭頭定着筋、１３０：梁筋、１３２：補強筋、１４０：型枠、１４２：レディーミクストコンクリート 100: Structure, 102: Pile, 104: Pile cap, 104a: Exposed part, 106: Column, 108: Beam, 108a: RC part, 108b: S part, 108c: Steel frame, 110: Reinforcement material, 110a: Inner surface , 110b: Top surface, 110c: Anchor, 110d: Outer surface, 110e: Outer frame, 110f: Auxiliary plate, 120: Reinforcement, 122: Lateral reinforcement, 124: Base reinforcement, 126: Column reinforcement, 128: Pile head anchorage reinforcement , 130: Beam reinforcement, 132: Reinforcement reinforcement, 140: Formwork, 142: Ready mixed concrete

Claims

at least one stake,
a pile cap located on the at least one pile and comprising reinforcing steel and concrete;
comprising a reinforcing material surrounding a part of the pile cap,
A side surface of the pile cap is partially exposed from the reinforcing material ,
The reinforcement material has a tensile strength greater than or includes the same material as the concrete,
A structure in which the material is selected from glass fiber reinforced plastic, carbon fiber reinforced plastic, boron fiber reinforced plastic, aramid fiber reinforced plastic, and polyethylene reinforced plastic .

The structure of claim 1 further comprising at least one beam connected to the pile cap.

further comprising at least two beams connected to the pile cap,
The structure according to claim 1, wherein a side surface of the pile cap is exposed from the reinforcement between the two beams.

2. The structure of claim 1, wherein the reinforcement has an anchor projecting into the interior of the pile cap.

2. The structure of claim 1, wherein a portion of the pile cap exposed from the reinforcement is coplanar with an outer surface of the reinforcement.

2. The structure of claim 1, wherein an outer surface of the reinforcement is farther from the central axis of the pile than an outer surface of a portion of the pile cap exposed from the reinforcement.

The structure according to claim 2 or 3, wherein the beam includes a steel material having an H-shaped cross section or a hollow tube structure.

The structure according to claim 1, wherein the reinforcing member includes an outer frame and reinforcing plates fixed to at least two locations on an inner surface of the outer frame.

the at least one stake includes a plurality of stakes;
The structure according to claim 8 , wherein each of the plurality of piles is surrounded by the outer frame and the reinforcing plate.

The reinforcing plate divides the area formed by the inner surface into a plurality of zones,
9. The structure of claim 8 , wherein one pile is placed in each zone.