JP7492431B2

JP7492431B2 - アンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚構造

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Inventors: 正俊大庭
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Description

本発明の一実施形態は、アンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱の柱脚部の構造に関する。

柱脚部に軸方向ダンパーを設けることで、充填鋼管コンクリート柱を杭に対して離間可能に設けた構造が開示されている（特許文献１参照）。特許文献１によれば、杭に過大な引抜力が作用することを防止することができ、かつ軸方向ダンパーにより地震エネルギーを有効に吸収することができるとされている。

一方、地震時の損傷を出来る限り低減し、地震後の高い機能維持性能を確保できる構造として、アンボンドプレキャストプレストレスコンクリート（以下、「アンボンドＰＣａＰＣ」ともいう。）構造が知られている。アンボンドＰＣａＰＣ構造は主にＰＣａ化した梁部材に適用されているが、上記の利点を生かすため柱部材への適用も期待されている。

特開２００１－０７３４６９号公報（特許第４１２０７４０号）

アンボンドＰＣａＰＣ構造は引張鉄筋がないため、鉄筋コンクリート構造に比べて、柱脚部においてかぶりコンクリートが圧縮されることで損傷が起こるおそれがある（以下、このような損傷を「圧壊」又は「圧縮破壊」という）。地震等によってアンボンドＰＣａＰＣ柱に圧縮破壊が生じると耐震性が低下する原因となるため、強度を維持するためには圧縮破壊した部分の補修が必要となる。

このような問題に鑑み、本発明の一実施形態は、アンボンドＰＣａＰＣ構造体において、圧縮破壊を防止することのできる構造を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造は、コンクリート製のフーチングと、フーチングの上に立設されるアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱と、アンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚部に設けられた第１の鋼板とフーチングに設けられた第２の鋼板と、弾塑性部材と、を有する。第１の鋼板と第２の鋼板とは、弾塑性部材を挟んで対向する部分を有している。

本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造は、コンクリート製のフーチングと、フーチングの上に立設されるアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱と、アンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚部に設けられたダンパーと、を有する。アンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱は柱脚部に切欠部が設けられ、切欠部にダンバーが設けられている。

本発明の一実施形態によれば、アンボンドＰＣａＰＣ柱に回転変位を与えるエネルギーを減衰させることができ、かぶりコンクリートの圧縮破壊を防ぐことができる。このようなアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造を有する建造物は、耐震性を高めることができ、地震等により大きな振動エネルギーが作用した場合でも、柱体の圧縮破壊を防ぎ、補修作業を少なくすることができる。

本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造を示し、第１の鋼板及び第２の鋼板と、フーチングのはかま筋の配置を示す図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造を示し、主配筋、緊張材、第１の鋼板及び第２の鋼板の配置を示す図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造を示し、図３に示すＡ１－Ａ２間に対応する断面模式構造を示す図である。アンボンドＰＣａＰＣ柱が地震等により回転変位したときに、柱脚部にかかる引張力と圧縮力を説明する図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造を示し、主配筋、緊張材、第１の鋼板及び第２の鋼板の配置を示す図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造を示し、主配筋、緊張材、第１の鋼板及び第２の鋼板の配置を示す図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造を示し、第１の鋼板及び第２の鋼板と、フーチングのはかま筋の配置を示す図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造を示し、主配筋、緊張材、第１の鋼板及び第２の鋼板の配置を示す図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造を示し、ダンパーと、フーチングのはかま筋の配置を示す図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造を示し、主配筋、緊張材、ダンパーの配置を示す図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造を示し、図１４に示すＢ１－Ｂ２間に対応する断面模式構造を示す図である。

以下、本発明の実施形態の内容を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様を含み、以下に例示される実施形態の内容に限定して解釈されるものではない。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、形状等について模式的に表される場合があるが、それはあくまで一例であって、本発明の内容を限定するものではない。また、本明細書において、ある図面に記載されたある要素と、他の図面に記載されたある要素とが同一又は対応する関係にあるときは、同一の符号（又は符号として記載された数字の後にａ、ｂ等を付した符号）を付して、繰り返しの説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有しない。

［第１の実施形態］
本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚部の構造について示す。本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱脚構造は、柱脚部に第１の鋼板と第２の鋼板が設けられ、この第１の鋼板と第２の鋼板によって弾塑性部材が挟まれた構造を有する。

図１は、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の柱脚部の斜視図を示す。アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２はフーチング１０４の上に立設される。フーチング１０４は鉄筋コンクリート製であり、フーチング１０４の側面には鉄筋コンクリート製の基礎梁１０６が接合されている。

アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は柱脚部に切欠部１０８を有する。切欠部１０８はプレキャスト鉄筋コンクリート部材の表面を切り欠いた（又は除去された）領域である。切欠部１０８は、かぶりコンクリートの表層部分を除去した領域ということもできる。外観上、切欠部１０８はアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱径が細くなった部位として認識することができる。切欠部１０８は、アンボンドＰＣａＰＣ柱の柱端から所定の高さに亘って形成される。例えば、切欠部１０８は、アンボンドＰＣａＰＣ柱の柱端から２００ｍｍ～１０００ｍｍ、一例として５００ｍｍの高さに亘って形成される。また、切欠部１０８の深さは所定の深さで形成される。例えば、切欠部１０８は、アンボンドＰＣａＰＣ柱の表面から２０ｍｍ～１０００ｍｍ、例えば５０ｍｍの深さで形成される。

切欠部１０８は、プレキャスト鉄筋コンクリート部材の製造時に作り込むことができる。プレキャスト鉄筋コンクリート部材は工場で製造されるので、切欠部１０８を高い精度で形成することができ、建設現場の作業に負担をかけないようにすることができる。

切欠部１０８は、アンボンドＰＣａＰＣ柱が回転変位したときに柱脚部のかぶりコンクリートが圧縮破壊するのを防止するために設けられる。切欠部１０８は、アンボンドＰＣａＰＣ柱が角形である場合には各面（４面）に設けられることが好ましく、アンボンドＰＣａＰＣ柱の断面形状が円形である場合には全周に亘って設けられることが好ましい。切欠部１０８がアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の全周に亘って設けられることで、あらゆる方向から作用する回転変位を与える力に対して柱端部の圧縮破壊を防ぐことができる。

アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、柱端部に第１の鋼板１１０が設けられる。第１の鋼板１１０は切欠部１０８と重なる位置に設けられる。第１の鋼板１１０は平板状の形状を有する。第１の鋼板１１０は締結具１１４によりアンボンドＰＣａＰＣ柱に固定される。締結具１１４としては、ボルト及びインサート、アンカーボルト等が用いられる。

アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２が角形である場合、第１の鋼板１１０は各面に設けられる。各面に設けられる第１の鋼板１１０は単板であってもよいし、複数に分割されていてもよい。例えば、図１に示すように、２つに分割されていてもよい。

第１の鋼板１１０は、一方の側が締結具１１４によりアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２に取り付けられ、他方の側が切欠部１０８の領域に延びるように設けられる。図１は、第１の鋼板１１０の締結部よりも先方で、切欠部１０８のコンクリート面に直接接するのではなく、コンクリート面から浮くように設けられる態様を示す。第１の鋼板１１０の長さは任意であるが、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２に取り付けたとき先端がフーチング１０４に接しない長さを有する。別言すれば、第１の鋼板１１０は、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２に取り付けたとき、先端部分がフーチング１０４から浮いた状態に配置される。

第２の鋼板１１２は、下側部分がフーチング１０４に埋め込まれ、上側部分がフーチング１０４から露出しアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２を囲むように設けられる。第２の鋼板１１２は平板状の形状を有し、フーチング１０４に埋め込まれる部分にＵ字型の切欠部が設けられる。第２の鋼板１１２は、垂直に立てられた状態でフーチング１０４によって固定される。フーチング１０４及び基礎梁１０６がプレキャスト鉄筋コンクリート部材として製造される場合、第２の鋼板１１２もその製造時にフーチング１０４に取り付けられる。

第１の鋼板１１０と第２の鋼板１１２とは、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２がフーチング１０４の上に立設されたとき、咬み合うように配置される。別言すれば、第１の鋼板１１０と第２の鋼板１１２とは、切欠部１０８で対向するように配置される。第１の鋼板１１０及び第２の鋼板１１２は、１０ｍｍ～５０ｍｍ、例えば２０ｍｍの厚さを有する。

図１は、第１の鋼板１１０が外側に配置され、第２の鋼板１１２が内側に配置される態様を示す。このような配置において、第１の鋼板１１０と第２の鋼板１１２とは、両者が重なる部分において密接するのではなく、間隙をもって配置される。第１の鋼板１１０と第２の鋼板１１２との間隙部分には弾塑性部材が設けられる。弾塑性部材１１６としては、ゴム材料が用いられ、例えば、高減衰ゴムが用いられる。弾塑性部材１１６は、第１の鋼板１１０第２の鋼板１１２との間に介在し、接着材によって取り付けられていてもよい。図１に示す柱脚部の構造は、第１の鋼板１１０と第２の鋼板１１２とを弾塑性部材１１６を挟んで接着剤等により接合し、一体となったものをフーチング１０４に設置し、その後アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２をフーチング１０４の上に立設し第１の鋼板１１０を締結具１１４で固定することにより形成することができる。

第１の鋼板１１０と第２の鋼板１１２とが弾塑性部材１１６を挟む構造は、ダンパーとしての機能を有する。この構造において、第１の鋼板１１０の先端がフーチングと接触しないように設けられていることで、アンボンドＰＣａＰＣ柱が回転変位したときに柱と共に変位し減衰効果を得ることができる。減衰効果の大きさは、弾塑性部材１１６の厚さにより調節することができる。

図２は、第１の鋼板１１０が取り付けられるアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２と、第２の鋼板１１２が取り付けられるフーチング１０４の構造を示す。アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は立設され、グラウト１１８を介してフーチング１０４と接合される。アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、柱脚部に切欠部１０８を有する。切欠部１０８は、柱端側に設けられる第１の切欠部１０８ａとその上側に位置する第２の切欠部１０８ｂとを含む。第１の切欠部１０８ａは、第２の切欠部１０８ｂに対して深く切り欠かれている。第１の切欠部１０８ａは圧縮破壊を防ぐため、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の全周に亘って設けられる。第２の切欠部１０８ｂは、同様にアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の全周に亘って設けられていてもよいし、第１の鋼板１１０の配置に合わせて各面に個別に設けられていてもよい。第２の切欠部１０８ｂは、第１の鋼板１１０及び締結具１１４がアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱面から突出しないように座刳られた凹部とみなすこともできる。

第１の鋼板１１０は、第２の切欠部１０８ｂのコンクリート面に当接し、柱端側に延びるように取り付けられる。第２の切欠部１０８ｂに対し第１の切欠部１０８は深いので、第１の鋼板１１０は第１の切欠部１０８ａのコンクリート面から浮いた状態に配置される。また、第１の鋼板１１０は、先端部分がフーチング１０４と接しないように配置される。このような配置により、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２が回転変位した場合でも、第１の鋼板１１０がフーチング１０４の上面に接しないようにすることができる。すなわち、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２が回転変位した場合に、第１の鋼板１１０の先端がフーチング１０４と衝突し、その際に発生する応力により締結具による取り付け部分が破壊されないようにされている。

第２の鋼板１１２は、下側部分がフーチング１０４に埋め込まれ、上側部分がフーチング１０４から露出し、第１の鋼板１１０と対向するように設けられる。アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２がフーチング１０４に立設された状態において、第２の鋼板１１２は第１の鋼板１１０より内側に配置される。このとき、第２の鋼板１１２は第１の切欠部１０８ａのコンクリート面に接していてもよい。

図２は、フーチングの内部構造として、上端に配筋されるはかま筋１２０を示す。第２の鋼板１１２は、フーチング１０４に埋め込まれる部分に切り欠きが設けられる。切り欠きは第２の鋼板１１２がフーチング１０４に埋め込まれる部分において、はかま筋１２０の配筋の間隔に合わせて設けられる。第２の鋼板１１２は、このような切り欠きを有することにより、はかま筋１２０と干渉しないようにフーチング１０４に埋め込むことができる。すなわち、第２の鋼板１１２は切り欠きを有することにより、先端部分をはかま筋より深く埋め込むことができる。このような構成により、第２の鋼板１１２をフーチング１０４に強固に固定することができる。

アンボンドＰＣａＰＣ柱は、第１の切欠部１０８ａと第２の切欠部１０８ｂの境界に段差部を有する。第２の鋼板１１２は、先端がその段差部に接しないように設けられる。別言すれば、第２の鋼板１１２は、先端が当該段差部より低い位置に配置される。このような構成により、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２が回転変位した場合において、第２の鋼板１１２の先端と衝突しないようにすることができる。それにより、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２のかぶりコンクリートの破損を防止することができる。

第２の鋼板１１２は、第１の切欠部１０８ａの領域で第１の鋼板１１０に対向するように設けられる。第１の鋼板１１０と第２の鋼板１１２との間には弾塑性部材１１６が設けられる。弾塑性部材１１６は、第１の鋼板１１０及び第２の鋼板１１２と接着材（図示されない）で固定される。第１の鋼板１１０と第２の鋼板１１２との間に弾塑性部材１１６が設けられることにより、アンボンドＰＣａＰＣ柱を変位させるエネルギーを減衰することができる。第１の鋼板１１０と第２の鋼板１１２との間に弾塑性部材１１６が挟まれた構造は、前述のようにダンバーとして機能する。このような構造を有することにより、地震時にアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の回転変位を小さくすることができ、建造物の耐震性を高めることができる。また、地震は発生したときに、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２のかぶりコンクリートの圧縮破壊を防ぐことができる。

図３は、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の内部構造と、第１の鋼板１１０及び第２の鋼板１１２のアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２への取り付け構造を示す。また、図４は、図３においてＡ１－Ａ２間に対応する断面模式図を示す。以下の説明では、図３及び図４を適宜参照するものとする。なお、図３において、フーチング１０４の内部構造は主要な部分のみを示し、鉄筋の配筋については省略されている。

アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、組立鉄筋１３２（第１の組立鉄筋１３２ａ、第２の組立鉄筋１３２ｂ）、せん断補強筋１３４を含むプレキャスト鉄筋コンクリート構造を有する。アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、柱脚部に切欠部１０８有する。そのため通常通りに配筋すると、切欠部１０８においてコンクリートかぶり厚が減少してしまう。そこで、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、切欠部１０８の領域において、材軸方向に第１の組立鉄筋１３２ａを配筋し、切欠部１０８より上の領域において、材軸方向に第２の組立鉄筋１３２ｂが配筋されている。第１の組立鉄筋１３２ａと第２の組立鉄筋１３２ｂとは不連続であり、第１の組立鉄筋１３２ａに対して第２の組立鉄筋１３２ｂは外側に配筋される。第１の組立鉄筋１３２ａと第２の組立鉄筋１３２ｂとは、切欠部１０８の境界部分で重なるように配筋される。第１の組立鉄筋１３２ａ及び第２の組立鉄筋１３２ｂは、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の断面形状に合わせて適宜配筋され、第１の組立鉄筋１３２ａ及び第２の組立鉄筋１３２ｂに対して補強筋が適宜配筋される。

アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、第２の切欠部１０８ｂが設けられる領域にインサート１３８が設けられる。インサート１３８は、締結具１１４が取り付けられる位置に対応して、プレキャスト鉄筋コンクリート構造体に埋め込まれる。第１の鋼板１１０は、第２の切欠部１０８ｂのコンクリート面に当接するように設置される。第１の鋼板１１０は、締結具１１４として用いられるボルトとインサート１３８とにより、アンボンドＰＣａＰＣ柱にボルト接合される。なお、図示されないが、インサート１３８が省略され、締結具１１４としてアンカーボルト（例えば、芯棒打ち込み式アンカーボルト）が用いられてもよい。

アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、第２の切欠部１０８ｂを有することにより、締結具１１４として用いられるボルトが柱体の表面から突出しないようにすることができる。これによりアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の意匠性を高めることができる。また、アンボンドＰＣａＰＣ柱の表面に化粧板を設ける場合でも、締結具１１４が突出しないことにより柱の外観に影響を与えないようにすることができる。

アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、フーチング１０４との間にグラウト１１８が設けられる。また、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、ＰＣ鋼棒が挿通される挿通孔１３６を有する。挿通孔１３６は、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の材軸方向を貫通するように設けられる。挿通孔１３６にはＰＣ鋼棒１２８ｂが挿通され、フーチング１０４から延びるＰＣ鋼棒１２８ａと継手１３０により連結される。アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２はＰＣ鋼棒１２８を用いて圧縮応力が印加される。

ＰＣ鋼棒１２８ａはフーチング１０４側に設けられる。ＰＣ鋼棒１２８ａは、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２側のＰＣ鋼棒１２８ｂと接続するために、上側部分がフーチング１０４から突き出るように設けられる。フーチング１０４には定着板１２４が埋設される。ＰＣ鋼棒１２８ａは下側の端部が定着板１２４に挿通され、ナット１２６により定着される。定着板１２４の上側部分にはグリッド筋（定着部補強筋）１２２が設けられていることが好ましい。グリッド筋１２２を設けることでフーチング１０４の強度を高め、ＰＣ鋼棒１２８ａに引っ張り応力が作用したときの引張破壊等を防止することができる。

フーチング１０４の上に立設されたアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、アンボンド状態に設けられたＰＣ鋼棒１２８により圧縮応力が加えられているため、通常の鉄筋コンクリートよりも強度が高く、ひび割れが生じにくい。ＰＣ鋼棒１２８には復元力があるため、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２に一時的に過大な荷重が作用しても、その荷重が除かれると復元する。

ところで、図５（Ａ）に示すように、アンボンドＰＣａＰＣ柱は、地震の横揺れにより回転変位することで柱脚部に引張力と圧縮力が作用する。アンボンドＰＣａＰＣ柱９９９は、地震の横揺れにより回転変位しやすく、柱脚部の一方の側に引張力が作用し他方の側に圧縮力が作用する。図５（Ａ）に模式的に示すように、従来のアンボンドＰＣａＰＣ柱９９９は、回転変位により圧縮力が作用する側のかぶりコンクリートが圧縮破壊されやすいという問題を有する。

これに対し、図５（Ｂ）に模式的に示す本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、第１の鋼板１１０と第２の鋼板１１２とが弾塑性部材１１６を挟んで設けられた構造がダンパーとしての機能を有し、回転変位を与えるエネルギーを減衰させることができる。このような構造を有することで、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、地震の際にも柱の回転変位量を小さくすることができる。また、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、柱脚部に切欠部１０８が設けられることにより、回転変位量を小さくすることの効果と相まってかぶりコンクリートの圧縮破壊を防ぐことができる。

このように本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の柱脚部の構造は、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２に回転変位を与えるエネルギーを減衰させることができ、かぶりコンクリートの圧縮破壊を防ぐことができる。本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の柱脚部の構造を有する建造物は、耐震性を高めることができ、地震等により大きな振動エネルギーが作用した場合でも、柱体の圧縮破壊を防ぎ、補修作業を少なくすることができる。

［第２の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態に示すアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２に対して、切欠部１０８の構成が異なる態様を示す。以下においては、第１の実施形態と重複する部分の説明は省略し、相違する部分を中心に説明する。

図６は、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の内部構造と、第１の鋼板１１０及び第２の鋼板１１２のアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２への取り付け構造を示す。図示されるように、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、切欠部１０８において第２の切欠部１０８ｂに相当する部分が省略されている。そのため、第１の鋼板１１０は、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の柱体表面に取り付けられている。第１の鋼板１１０のアンボンドＰＣａＰＣ柱への取り付け構造は第１の実施形態と同様である。

本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２によれば、第１の実施形態に対して切欠部１０８の構造が簡略化されるので、製造コストを低減することができる。第１の鋼板１１０はアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の柱面から突出するが、ダンパーとして機能することは第１の実施形態と同様であり、本実施形態においても同様の作用効果を得ることができる。

［第３の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態に示すアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２に対して、第１の鋼板１１０及び第２の鋼板１１２の配置が異なる態様を示す。以下においては、第１の実施形態と重複する部分の説明は省略し、相違する部分を中心に説明する。

図７は、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の柱脚部の斜視図を示す。アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、第１の鋼板１１０が内側に配置され、第２の鋼板１１２が外側に配置される。アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、柱脚部分に切欠部１０８が設けられ、第１の鋼板１１０は切欠部１０８のコンクリート面に当接され締結具１１４でボルト接合される。第２の鋼板１１２は下側部分がフーチング１０４に埋め込まれて固定される。第１の鋼板１１０と第２の鋼板１１２との間には弾塑性部材１１６が設けられる。

図８は、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の内部構造と、第１の鋼板１１０及び第２の鋼板１１２のアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２への取り付け構造を示す。なお、図８において、フーチング１０４の内部構造は主要な部分のみを示し、鉄筋の配筋については省略されている。

第１の鋼板１１０は切欠部１０８のコンクリート面に当接するように配置される。第１の鋼板１１０は、第２の鋼板１１２と重ならない上側部分において締結具１１４によってアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２に固定される。締結具１１４としては、例えば、ボルトが用いられ、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２に埋設されたインサート１３８を用いて第１の鋼板１１０がボルト接合される。

図８に示すように、第１の鋼板１１０が内側に配置される場合には、切欠部１０８に段差部が含まれない。切欠部１０８はアンボンドＰＣａＰＣ柱の表面から２０ｍｍ～１０００ｍｍされる。切欠部１０８はかぶりコンクリートの圧縮破壊を防ぐために設けられるが、意匠的な観点からは第１の鋼板１１０をボルト接合したときボルトが柱面から突出しない深さが好ましい。

本実施形態によれば、第１の鋼板１１０が内側に配置され、第２の鋼板１１２が外側に配置されることで切欠部１０８に段差を設ける必要がなく、切欠部１０８の構造を簡略化することができる。また、切欠部１０８が簡略化された構造においても、第１の鋼板１１０を固定する締結具１１４が柱面から突出しないようにすることができる。アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の他の構成は第１の実施形態におけるものと同様であり、同様の作用効果を得ることができる。

［第４の実施形態］
本実施形態は、第３の実施形態に示すアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２に対して、切欠部が設けられない態様を示す。以下においては、第１乃至第３の実施形態と重複する部分の説明は省略し、相違する部分を中心に説明する。

図９は、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の柱脚部の斜視図を示す。アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、第１の鋼板１１０が内側に配置され、第２の鋼板１１２が外側に配置される。アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、柱脚部分に切欠部１０８が設けられていない。第１の鋼板１１０は、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の柱面に当接され締結具１１４で固定される。具体的には、第１の鋼板１１０はアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の柱面にボルト接合される。

図１０は、第１の鋼板１１０が取り付けられるアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２と、第２の鋼板１１２が取り付けられるフーチング１０４の構造を示す。第１の鋼板１１０は、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の柱面から突出するように設けられる。第２の鋼板１１２は、第１の鋼板１１０の外側から対向するように配置される。第１の鋼板１１０のアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２への取り付け構造は、切欠部が設けられていないことを除き第３の実施形態と同様である。第２の鋼板１１２のフーチング１０４への取り付け構造も同様である。

第１の鋼板１１０と第２の鋼板１１２との間には、弾塑性部材１１６が設けられる。第１の鋼板１１０、弾塑性部材１１６、及び第２の鋼板１１２が重ね合わされた構造は、第１の実施形態で説明したようにダンパーとして機能する。このような構造は、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の柱脚部の複数箇所に設けられる。例えば、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２が角形である場合、第１の鋼板１１０、弾塑性部材１１６、及び第２の鋼板１１２が重ね合わされた構造は柱脚部の４面に設けられる。

図１１は、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の内部構造と、第１の鋼板１１０及び第２の鋼板１１２のアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２への取り付け構造を示す。なお、図１１において、フーチング１０４の内部構造は主要な部分のみを示し、鉄筋の配筋については省略されている。

第１の鋼板１１０は、第２の鋼板１１２と重ならない上側部分において締結具１１４によってアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の柱面に固定される。締結具１１４としては、例えば、ボルトが用いられる。第１の鋼板１１０は、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２に埋設されたインサート１３８を用いてボルト接合される。

本実施形態において、第１の鋼板１１０、弾塑性部材１１６、第２の鋼板１１２は、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の外側に突出した構造となる。アンボンドＰＣａＰＣ柱は切欠部を有しないが、第１の鋼板１１０、弾塑性部材１１６、及び第２の鋼板１１２がダンパーとして機能するので、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の回転変位に対する耐震性を有し、かぶりコンクリートの圧縮破壊を抑制することができる。また、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は切欠部が設けられないため、第１乃至第３の実施形態に示されるような組立鉄筋１３２が分割された構造を有しない。したがって、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の鉄筋構造を簡略化することができ、生産性を高めることができる。

本実施形態によれば、アンボンドＰＣａＰＣ柱に切欠部を有しない構造においても、第３の実施形態に示すような第１の鋼板１１０、弾塑性部材１１６、及び第２の鋼板１１２が重ね合わされた構造を柱脚部に設けることで、耐震性を高め、かぶりコンクリートの圧縮破壊を抑制することができる。

［第５の実施形態］
本実施形態は、第１の鋼板及び第２の鋼板に代えて、柱端部にダンパーが設けられた構造を示す。以下においては、第１の実施形態と重複する部分の説明は省略し、相違する部分を中心に説明する。

図１２は、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の柱脚部の斜視図を示す。本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の柱脚構造は、第１の鋼板及び第２の鋼板に代えてダンパー１４０が設けられた構造を有する。柱脚部には、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の周りを囲むように複数のダンパー１４０が設けられる。図１２は、角形の柱体の各面に２つのダンパー１４０が設けられる態様を示すが、ダンパー１４０の数に限定はなく適宜配置される。

アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２には切欠部１０８が設けられる。ダンパー１４０は切欠部１０８に対応して設けられる。ダンパー１４０としては、鋼材ダンパー、摩擦ダンパー、オイルダンパー、粘性ダンパー、又は粘弾性ダンパーが用いられる。本実施形態は、ダンパー１４０としてオイルダンパーを用いる例を示す。ダンパー１４０は、減衰力が作用する方向がアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の材軸方向と略並行になるように配置される。

図１３は、ダンパー１４０の取り付け構造を示す。ダンパー１４０は減衰部を挟んで一方の端がアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２に取り付けられ、他端がフーチング１０４に取り付けられる。例えば、ダンパー１４０は、一端がアンカーボルト１４２によりアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２に取り付けられ、他端がコンクリートアンカー１４４によりフーチング１０４に取り付けられる。

図１３は、ダンパー１４０の取り受け部の構造を示す。図１３は、ダンパー１４０がオイルダンパーである場合を例示する。オイルダンパー１４０は、シリンダー２０１、ピストンロッド２０２、シリンダー側取付金具２０３、ピストンロッド側取付金具２０４を含んで構成される。オイルダンパー１４０はシリンダー２０１が切欠部１０８のコンクリート面に沿うように配置される。オイルダンパー１４０は、シリンダー側取付金具２０３にアンカーボルト１４２が取り付けられる。アンカーボルト１４２はアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２に接合される。ピストンロッド側取付金具２０４はボルト及びナットによりコンクリートアンカー１４４に取り付けられる。コンクリートアンカー１４４は上部が露出した状態でフーチング１０４に埋め込まれている。

アンカーボルト１４２及びコンクリートアンカー１４４は、市販のものを用いることができる。例えば、アンカーボルト１４２として、打ち込み式のアンカーボルトを用いることができる。また、アンカーボルト１４２は、第１乃至第４の実施形態で示すようなボルトとインサートが代用されてもよい。コンクリートアンカー１４４としてはリフティングアンカー等を用いることができる。

ダンパー１４０は切欠部１０８に設けられる。切欠部１０８の深さをダンパーの幅と同じとするか又はそれ以上の深さとすることが好ましい。切欠部１０８をこのような深さとすることで、かぶりコンクリートの圧縮破壊を防ぐと共に、ダンパー１４０がアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の柱体から突出しないようにすることができる。これによりアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の意匠性を高めることができる。また、アンボンドＰＣａＰＣ柱の表面に化粧板を設ける場合でも、締結具１１４が突出しないことにより柱の外観に影響を与えないようにすることができる。

図１４は、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の内部構造と、ダンパー１４０の取り付け構造を示す。図１５は、図１４においてＢ１－Ｂ２間に対応する断面模式図を示す。以下の説明では、図１４及び図４を適宜参照するものとする。なお、図１４において、フーチング１０４の内部構造は主要な部分のみを示し、鉄筋の配筋については省略されている。

アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２は、切欠部１０８を有しているために第１の組立鉄筋１３２ａと第２の組立鉄筋１３２ｂとが材軸方向に配筋される。ダンパー１４０は、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の切欠部１０８に設けられる。アンカーボルト１４２は切欠部１０８のコンクリート面からアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２に植え込まれる。アンカーボルト１４２は、第１の組立鉄筋１３２ａと干渉しないように設けられる。コンクリートアンカー１４４は、上側部分がフーチング１０４の上面に突出するように設けられ、下側部分がはかま筋１２０より深く埋め込まれる。ダンパー１４０の取り付け位置は、アンカーボルト１４２を打ち込む位置及びコンクリートアンカー１４４を設ける位置により調節することができる。

本実施形態においては、ダンパー１４０の減衰率を調節することで、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２を回転変位させるエネルギーの減衰量を調整することができる。それにより、アンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の柱径、建物の構造に応じてダンパー１４０の効き具合を調整することができる。

このように、ダンパー１４０を柱脚部に設けることによってもアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２に回転変位を与えるエネルギーを減衰させることができ、かぶりコンクリートの圧縮破壊を防ぐことができる。本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱１０２の柱脚部の構造を有する建造物は、耐震性を高めることができ、地震等により大きな振動エネルギーが作用した場合でも、柱体の圧縮破壊を防ぎ、補修作業を少なくすることができる。

なお、ダンパー１４０は、第４の実施形態に示すような切欠部１０８が設けられないアンボンドＰＣａＰＣ柱に設けることもできる。

１０２・・・アンボンドＰＣａＰＣ柱、１０４・・・フーチング、１０６・・・基礎梁、１０８・・・切欠部、１１０・・・第１の鋼板、１１２・・・第２の鋼板、１１４・・・締結具、１１６・・・弾塑性部材、１１８・・・グラウト、１２０・・・はかま筋、１２２・・・グリッド筋、１２４・・・定着板、１２６・・・ナット、１２８・・・ＰＣ鋼棒、１３０・・・継手、１３２・・・組立鉄筋、１３４・・・せん断補強筋、１３６・・・挿通孔、１３８・・・インサート、１４０・・・ダンパー、１４２・・・アンカーボルト、１４４・・・コンクリートアンカー、２０１・・・シリンダー、２０２・・・ピストンロッド、２０３・・・シリンダー側取付金具、２０４・・・ピストンロッド側取付金具

Claims

コンクリート製のフーチングと、
前記フーチングの上に立設されるアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱と、
前記アンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚部に設けられた第１の鋼板と、前記フーチングに設けられた第２の鋼板と、
弾塑性部材と、
を有し、
前記第１の鋼板と前記第２の鋼板とは、前記弾塑性部材を挟んで対向する部分を有する、ことを特徴とするアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚構造。
前記アンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱は、柱脚部に切欠部が設けられている、請求項１に記載のアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚構造。
前記第１の鋼板と前記第２の鋼板とは、前記切欠部で対向するように配置されている、請求項２に記載のアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚構造。
前記アンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱は、柱脚部に配筋される第１の組立鉄筋と、柱脚部以外に配筋される第２の組立鉄筋とを含み、前記第１の組立鉄筋は前記第２の組立鉄筋より内側に配筋されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚構造。
前記第１の組立鉄筋と前記第２の組立鉄筋とは不連続に配筋され、かつ前記柱脚部の上方で前記第１の組立鉄筋と前記第２の組立鉄筋とが重なる領域を含む、請求項４に記載のアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚構造。
前記第１の鋼板は、前記アンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱にボルト接合され、
前記第２の鋼板は、前記第１の鋼板に対向しない下側部分が前記フーチングに埋設されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚構造。
前記第２の鋼板は、前記フーチングに埋設される部分がＵ字型の切欠部を有し、前記フーチングのはかま筋と咬み合うように配置されている、請求項６に記載のアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚構造。
前記アンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱端側の第１の切欠部と前記第１の切欠部の上側の第２の切欠部とを有し、
前記第１の切欠部は前記第２の切欠部よりも深く、
前記第１の切欠部と前記第２の切欠部とは、段差部を挟んで上下に連続している、請求項２に記載のアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚構造。
前記第１の鋼板が前記第２の切欠部に取り付けられ、前記第１の鋼板と前記第２の鋼板とは前記第１の切欠部で対向する、請求項８に記載のアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚構造。
前記第１の鋼板が、前記アンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱面に取り付けられ、前記第１の鋼板と前記第２の鋼板とは前記切欠部で対向する、請求項２に記載のアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚構造。
前記第１の鋼板が、前記切欠部に取り付けられ、前記第１の鋼板と前記第２の鋼板とは前記切欠部で対向する、請求項２に記載のアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚構造。
コンクリート製のフーチングと、
前記フーチングの上に立設されるアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱と、
前記アンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚部に設けられたダンパーと、
を有し、
前記アンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱は柱脚部に切欠部が設けられ、
前記切欠部に前記ダンパーが設けられている、ことを特徴とするアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚構造。
前記切欠部は、前記ダンパーが前記アンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱面から突出しない深さを有する、請求項１２に記載のアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚構造。
前記ダンパーが鋼材ダンパー、摩擦ダンパー、オイルダンパー、粘性ダンパー、又は粘弾性ダンパーである、請求項１２又は１３に記載のアンボンドプレキャストプレストレスコンクリート柱の柱脚構造。