JPH09100538A - 建造物の基礎構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大地震時における建造物の被害を軽減させる
とともに、被害部位を限定させて、被災後の補修・補強
を簡便に行うことができる。 【解決手段】 内部に鋼材11、または、柱鉄筋７、もし
くはその両方を配してなる鉄骨コンクリート造または鉄
骨鉄筋コンクリート造の基礎柱４を造り、鉄骨としての
鋼材11には脆弱部分８を形成して基礎柱４に建造物の全
ての部位よりも先に降伏させるせん断降伏部位５を設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物等の建造物の
基礎構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、建物の基礎構造としては、図13に
示すように基礎梁１は基礎スラブ２の中にのみ込ませる
ようにして、基礎柱は設けないのが通例である。図中３
は柱である。

【０００３】このように基礎柱を設けないのは、直接基
礎などで、支持層に不陸があるため長さの異なる基礎柱
が造られた場合には、地震時にこの基礎柱部分が短柱と
なって曲げ・せん断破壊し、圧壊に到ると鉄筋がはらみ
出し、上部構造に不同沈下を生じさせ、構造体に被害を
及ぼすことがあるからである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、大地震などで
建物が被害を受けた場合、上部構造の震災に対する調査
・補修は比較的簡単にできるが、杭などの被害は地盤を
掘削して調査し、その補修は大工事となる。ちなみに、
掘削だけでも山留め・地下水位低下などのために時間と
労力を費やさねばならない。

【０００５】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、大地震時における建造物の被害を軽減させるととも
に、被害部位を限定させて、被災後の補修・補強を簡便
に行うことができる建造物の基礎構造を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、第１に、内部に鋼材、または、鉄筋、もしく
はその両方を配してなる鉄骨コンクリート造または鉄骨
鉄筋コンクリート造の基礎柱を造り、鉄骨としての鋼材
には脆弱部分を形成して基礎柱に建造物の全ての部位よ
りも先に降伏させるせん断降伏部位を設けたこと、第２
に、基礎柱はせん断降伏部位以外は外周を鋼板で囲うこ
と、第３に、基礎柱の外周を囲う鋼板はその下端に内側
への水平フランジを設けることを要旨とするものであ
る。

【０００７】大きな地震力が建造物に入ってくると、柱
・梁・壁などが破損し、大被害を受けることになる。ま
た、大きな地震力が建造物に入ると、建造物に生じる慣
性力によって杭基礎などにも大きな被害を及ぼす。

【０００８】請求項１記載の本発明によれば、鉄骨コン
クリート造または鉄骨鉄筋コンクリート造の基礎柱を造
り、鉄骨としての鋼材には脆弱部分を形成してこの部分
にせん断降伏部位を設けることにより、この部分を降伏
させることで建造物に入ってくる地震力を制御する。こ
のようにして建物等の建造物や基礎杭などが破壊される
より小さな力しか建造物に伝達させない、すなわち、電
気のヒューズのような役割をさせることによって、建造
物や杭に地震による被害を生じさせないようにする。

【０００９】また、地震によって降伏させる部位は基礎
柱部分にあるので、復旧させる場合も基礎杭のように地
盤を掘削する必要がなく、この部分だけを補修するだけ
ですむ。

【００１０】請求項２項記載の本発明によれば、前記作
用に加えて、基礎柱はせん断降伏部位以外は外周を鋼板
で囲うことにより、コンクリートが滑落するのを防止で
きる。

【００１１】請求項３記載の本発明によれば、基礎柱の
外周を囲う鋼板はその下端に内側への水平フランジを設
けることにより、降伏部位付近のコンクリートはこの水
平フランジにより欠落を防止できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
について詳細に説明する。図１は本発明の建造物の基礎
構造の第１実施形態を示す縦断側面図で、建造物として
は建物の場合であり、図中１は基礎梁、２は基礎スラ
ブ、３は柱を示す。

【００１３】本発明は基礎梁１と基礎スラブ２の間に鉄
筋コンクリート造の基礎柱４を設けるものとし、この基
礎柱４は内部に鉄骨としての鋼材11、または、柱鉄筋
７、もしくはその両方を配してなる鉄骨コンクリート造
または鉄骨鉄筋コンクリート造のものである。

【００１４】前記鋼材11は板材で基礎柱４内に十字形に
配置するが、縦長のスリットもしくは丸または角形の孔
を穿設して脆弱部分８を形成した。その結果、脆弱部分
８の個所は基礎柱４に建物の全ての部位よりも先に降伏
させるせん断降伏部位５を設けることになる。

【００１５】なお、前記鋼材11の脆弱部分８の形成は、
図10に示すように左右を切欠くことや、図11に示すよう
に厚さを肉薄とすることにより実現することも考えられ
る。

【００１６】さらに、基礎柱４の降伏部位５はそのまま
同一の太さでもよいが、断面積を小さくするように外周
に目地を入れ、ウレタン等の弱い材料でシールし、一体
としてコンクリートを打設するようにしてもよい。

【００１７】また、前記鋼材11に縦長のスリットもしく
は丸または角形の孔を穿設して脆弱部分８を形成する場
合では、コンクリートがこの中に入らないように発泡ス
チロールやウレタン等でシールしておく。

【００１８】また、前記降伏部位５以外の基礎柱４の外
周は鋼板６で囲うものとする。この鋼板６は基礎柱４の
形成の際の型枠として利用でき、また、防食対策を講じ
ておく。

【００１９】図６、図７に前記鋼板６の製作法を示す
と、図６に示すようにコ字型の鋼板を２つ組み合わせて
溶接して筒状に形成する場合や、図７に示すようにコ字
型の鋼板を２つ組み合わせて溶接して筒状に形成する場
合である。

【００２０】なお、前記基礎柱４の部分は柱材であるの
で、建物荷重を支える圧縮力や地震時の変動軸力に対し
ては充分な耐力を持たせ、さらに、所定の設計規準を満
足する曲げ・せん断力に応じた耐力は保持させておく。

【００２１】図８は前記鋼板６で囲うことだけで補強す
る場合を示すが、この他にも図９に示すように鋼板６に
帯板12をリブ状に付加して補強する場合がある。

【００２２】施工に際し、基礎柱４の柱鉄筋７を基礎ス
ラブ２に設置して基礎スラブ２のコンクリートを打設
し、前記鋼材11および降伏部位５を除く鋼板６（型枠と
して使用）を設置し、降伏部位５は他の部分と断面を等
しくするかまたは小さい断面とし、この部分をウレタン
等の弱い材料でシールし、一体としてコンクリートを打
設する。

【００２３】このようにして、地震による水平力が建物
に入ってきた時に、基礎柱４の限定部位である降伏部位
５が最初にせん断降伏することによって、この降伏力に
より大きな力が建物に作用しないことになる。従って、
建物・杭などを破壊させるような力が作用しないので、
建物には大きな被害を与えず、一見、無被害のような状
態となる。

【００２４】地震による被害状況は、この限定降伏部位
のみを調べれば良く、必要に応じて補修・補強すればよ
い。この補修は建物を使用しながら行うことが可能であ
る。

【００２５】前記図１は鋼材11の脆弱部分８は中央部分
に設け、せん断降伏部位５は基礎柱４の中央にこれを確
保するようにしたが、第２実施形態として図３に示すよ
うに脆弱部分８は鋼材11の上部に設け、せん断降伏部位
５は基礎柱４の上部にこれを確保するようにした場合、
または、第３実施形態として図４に示すように脆弱部分
８は鋼材11の下部に設け、せん断降伏部位５は基礎柱４
の下部にこれを確保するようにした場合も採用し得る。

【００２６】さらに、図５は本発明の第４実施形態を示
すもので、前記図４の第３実施形態の応用として鋼板６
はその下端に内側への水平フランジ６ａを設けた。この
水平フランジ６ａは基礎柱４の下部でのせん断降伏する
際の降伏部位付近のコンクリートの欠落を防止する。

【００２７】図12は前記第１実施形態における補修・補
強を行う場合を示すもので、基礎梁１と基礎スラブ２と
の間に油圧ジャッキ９などを設置し、鉛直荷重を支えた
状態にして降伏部位５を補修・補強することが容易にで
きる。また、先に述べたようにこの補修は建物を使用し
ながらでも可能であり、建物内部からの点検孔を設置し
ておき、被災時の調査および補修の便に供することも考
えられる。

【００２８】なお、基礎柱４は矩形柱の場合でも、円形
柱の場合でもよい。また、本発明の基礎構造は、直接基
礎や杭基礎の形式に関係なく、全ての基礎形式に適用可
能であり、さらに、土木的な構造物等建物以外の建造物
にも適用可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように本発明の建造物の基礎
構造は、降伏部位を限定し、建造物も被害を及ぼすよう
な力が建造物に伝達されることはないので被害を軽減さ
せるとともに、大地震に遭遇しても外部からは被害がな
いように見え、建造物の慣性力によって生じる杭基礎の
曲げモーメントやせん断力は小さなものとなり、杭など
にも被害は生じることはない。

【００３０】また、降伏部位はせん断降伏させるだけで
あり、基礎柱は圧壊しないので鉛直荷重に対する支持能
力はそのまま保持でき、杭も被害を受けないことから、
建造物に不同沈下は生じないものである。

【００３１】さらに、地震による被害は基礎柱の限定部
位だけであるので、この部分だけを補修・補強するだけ
でよいので簡便に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の建造物の基礎構造の第１実施形態を示
す縦断側面図である。

【図２】本発明の建造物の基礎構造の第１実施形態を示
す横断平面図である。

【図３】本発明の建造物の基礎構造の第２実施形態を示
す縦断側面図である。

【図４】本発明の建造物の基礎構造の第３実施形態を示
す縦断側面図である。

【図５】本発明の建造物の基礎構造の第５実施形態を示
す縦断側面図である。

【図６】鋼板の製作法の一例を示す説明図である。

【図７】鋼板の製作法の一例を示す説明図である。

【図８】鋼板での補強の一例を示す斜視図である。

【図９】鋼板での補強の他例を示す斜視図である。

【図１０】鋼材での脆弱部分の形成の第２例を示す説明
図である。

【図１１】鋼材での脆弱部分の形成の第３例を示す説明
図である。

【図１２】補修・補強の状態を示す縦断側面図である。

【図１３】従来例を示す横断平面図である。

【符号の説明】 １…基礎梁 ２…基礎スラブ ３…柱 ４…基礎柱 ５…降伏部位 ６…鋼板 ６ａ…フランジ ７…柱鉄筋 ８…脆弱部分 ９…油圧ジャッ
キ 11…鋼材 12…帯板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に鋼材、または、鉄筋、もしくはそ
   の両方を配してなる鉄骨コンクリート造または鉄骨鉄筋
   コンクリート造の基礎柱を造り、鉄骨としての鋼材には
   脆弱部分を形成して基礎柱に建造物の全ての部位よりも
   先に降伏させるせん断降伏部位を設けたことを特徴とす
   る建造物の基礎構造。
2. 【請求項２】 基礎柱はせん断降伏部位以外は外周を鋼
   板で囲う請求項１記載の建造物の基礎構造。
3. 【請求項３】 基礎柱の外周を囲う鋼板はその下端に内
   側への水平フランジを設ける請求項２記載の建造物の基
   礎構造。