(57)【要約】      （修正有）【課題】より水平耐力の向上に寄与する新たなパイルキャップの構造を提供する。【解決手段】杭１２の頭部１４の周囲を取り巻きかつ杭の頭部１４の周囲から杭の頭部１４の上方へ伸びる鋼管１６と、杭の頭部１４の周りにその周方向へ互いに間隔をおいて配置された複数の棒鋼２０と、鋼管１６の内部に充填されたコンクリート１８とを含む。複数の棒鋼２０は、鋼管１６の下端部１６ａに接合され杭の頭部１４に向けて伸びるもの及び杭の頭部１４に接合され鋼管１６に向けて伸びるもの双方又はいずれか一方からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭の頭部の周囲を取り巻きかつ前記杭の頭部の周囲から前記杭の頭部の上方へ伸びる鋼管と、
前記杭の頭部の周りにその周方向へ互いに間隔をおいて配置された複数の棒鋼であって各棒鋼が前記鋼管の下端部に接合され前記杭の頭部に向けて伸びる複数の棒鋼、及び、各棒鋼が前記杭の頭部に接合され前記鋼管に向けて伸びる複数の棒鋼の双方又はいずれか一方と、
前記鋼管の内部に充填されたコンクリートとを含む、パイルキャップの構造。
【請求項２】
前記棒鋼はその一端部及び他端部において前記杭の頭部の周面及び前記鋼管の下端部において接合されている、請求項１に記載のパイルキャップの構造。
【請求項３】
杭の頭部の周囲を取り巻きかつ前記杭の頭部の周囲から前記杭の頭部の上方へ伸びる外鋼管と、
前記外鋼管の内部に水平方向に関して前記外鋼管から間隔をおいてまた上下方向に関して前記外鋼管と重なり合うように配置され上方に向けて前記外鋼管の内部からその外部へ伸びる内鋼管と、
前記杭の頭部の周りにその周方向へ互いに間隔をおいて配置された複数の第１の棒鋼であって各第１の棒鋼がその一端部及び他端部において、それぞれ、前記杭の頭部及び前記外鋼管の下端部に接合されている複数の第１の棒鋼、及び、前記内鋼管の周りにその周方向へ互いに間隔をおいて配置された複数の第２の棒鋼であって各第２の棒鋼がその一端部及び他端部において、それぞれ、前記内鋼管と前記外鋼管の上端部とに接合されている複数の第２の棒鋼の双方又はいずれか一方と、
前記外鋼管の内部及び前記内鋼管の内部に充填されたコンクリートとを含む、パイルキャップの構造。
【請求項４】
前記第１の棒鋼及び前記第２の棒鋼はそれぞれ水平に配置され、
前記第１の棒鋼の一端部及び他端部はそれぞれ前記杭の頭部の周面及び前記外鋼管の下端面に接合され、
前記第２の棒鋼の一端部及び他端部はそれぞれ前記内鋼管の外面及び前記外鋼管の上端部に接合されている、請求項３に記載のパイルキャップの構造。
【請求項５】
前記第１の棒鋼の他端部は、前記外鋼管の下端面を超えて前記外鋼管の放射方向外方へ伸びている、請求項４に記載のパイルキャップの構造。
【請求項６】
前記第１の棒鋼の一端部及び他端部は、それぞれ、前記外鋼管の内部において前記杭の頭部及び前記外鋼管の下端部に接合され、
前記第２の棒鋼の一端部及び他端部は、それぞれ、前記外鋼管の内部において前記内鋼管の下端部及び前記外鋼管の上端部に接合されている、請求項３に記載のパイルキャップの構造。
【請求項７】
前記第１の棒鋼の一端部及び他端部は、それぞれ、前記外鋼管の内部において前記杭の頭部及び前記外鋼管の下端部に接合され、
前記第２の棒鋼の一端部は前記内鋼管の上端部に接合され、また、前記第２の棒鋼の他端部は前記外鋼管の内部において該外鋼管の上端部に接合されている、請求項３に記載のパイルキャップの構造。
【請求項８】
前記第１の棒鋼の一端部は前記外鋼管の外部において前記杭の頭部に接合され、また、前記第１の棒鋼の他端部は前記外鋼管の内部において前記外鋼管の下端部に接合され、
前記第２の棒鋼の一端部は前記内鋼管の上端部に接合され、また、前記第２の棒鋼の他端部は前記外鋼管の内部において該外鋼管の上端部に接合されている、請求項３に記載のパイルキャップの構造。
【請求項９】
前記第１の棒鋼の一端部は前記外鋼管の外部において前記杭の頭部に接合され、また、前記第１の棒鋼の他端部は前記外鋼管の内部において前記外鋼管の下端部に接合され、
前記第２の棒鋼の一端部及び他端部は、それぞれ、前記外鋼管の内部において前記内鋼管の下端部及び前記外鋼管の上端部に接合されている、請求項３に記載のパイルキャップの構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱や梁のような上部構造と杭を含む下部構造との間の力の相互伝達の役割を担う杭頭接合部であるパイルキャップの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、杭頭上に外鋼管及び内鋼管とこれらの両鋼管が規定する空間に充填されたコンクリートとからなるパイルキャップの構造が提案されている。これによれば、コンクリートがその周囲において外鋼管及び内鋼管の拘束を受け、これにより地震時におけるひび割れや損傷の発生が低減され、パイルキャップの水平耐力の向上が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−２０４１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記従来の事情に鑑み、より水平耐力の向上に寄与する新たなパイルキャップの構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は一の実施の形態及び他の実施の形態に係るパイルキャップの構造を提供する。一の実施の形態に係るパイルキャップの構造は、杭の頭部の周囲を取り巻きかつ前記杭の頭部の周囲から前記杭の頭部の上方へ伸びる鋼管と、前記杭の頭部の周りにその周方向へ互いに間隔をおいて配置された複数の棒鋼であって各棒鋼が前記鋼管の下端部に接合され前記杭の頭部に向けて伸びる複数の棒鋼、及び、各棒鋼が前記杭の頭部に接合され前記鋼管に向けて伸びる複数の棒鋼の双方又はいずれか一方と、前記鋼管の内部に充填されたコンクリートとを含む。前記棒鋼はその一端部及び他端部においてそれぞれ前記杭の頭部の周面及び前記鋼管の下端部に接合されたものとすることができる。
【０００６】
これによれば、前記パイルキャップに水平方向の外力（以下、水平外力という。）が作用し、このために前記鋼管に拘束された前記コンクリートにひび割れや損傷が生じ、このために前記コンクリートが複数のコンクリート片に分離した状態におかれたとき、前記棒鋼が、前記杭の頭部の周面と前記鋼管の下端部との間において前記コンクリートを支え、前記コンクリート片相互間の位置ずれや、前記コンクリート片の落下及びこれに伴う前記コンクリート片の欠損を抑制する働きをなす。これにより、前記水平外力に対する前記コンクリートの対抗力の低減を抑え、前記パイルキャップの水平耐力の向上を図ることができる。
【０００７】
本発明の他の実施の形態に係るパイルキャップの構造は、杭の頭部の周囲を取り巻きかつ前記杭の頭部の周囲から前記杭の頭部の上方へ伸びる外鋼管と、前記外鋼管の内部に水平方向に関して前記外鋼管から間隔をおいてまた上下方向に関して前記外鋼管と重なり合うように配置され上方に向けて前記外鋼管の内部からその外部へ伸びる内鋼管と、前記杭の頭部の周りにその周方向へ互いに間隔をおいて配置された複数の第１の棒鋼であって各第１の棒鋼がその一端部及び他端部において、それぞれ、前記杭の頭部及び前記外鋼管の下端部に接合されている複数の第１の棒鋼、及び、前記内鋼管の周りにその周方向へ互いに間隔をおいて配置された複数の第２の棒鋼であって各第２の棒鋼がその一端部及び他端部において、それぞれ、前記内鋼管と前記外鋼管の上端部とに接合されている複数の第２の棒鋼の双方又はいずれか一方と、前記外鋼管の内部及び前記内鋼管の内部に充填されたコンクリートとを含む。
【０００８】
これによれば、前記パイルキャップに水平外力が作用し、このために前記外鋼管に拘束された前記コンクリートにひび割れや損傷が生じ、このために前記コンクリートが複数のコンクリート片に分離した状態におかれたとき、前記第１の棒鋼は、前記杭の頭部の周面と前記外鋼管との間において前記コンクリートを支え、前記コンクリート片相互間の位置ずれや、前記コンクリート片の落下及びこれに伴う前記コンクリート片の欠損を抑制する働きをなす。他方、前記第２の棒鋼は、前記外鋼管と前記内鋼管との間において前記コンクリートの盛り上がりを抑制し、前記コンクリートを構成するコンクリート片相互間の位置ずれや、前記コンクリート片の上方への移動及びこれに伴う前記コンクリート片の欠損を抑制する働きをなす。
【０００９】
前記他の実施の形態に係るパイルキャップの構造において、前記第１の棒鋼及び前記第２の棒鋼はそれぞれ水平に配置され、前記第１の棒鋼の一端部及び他端部がそれぞれ前記杭の頭部の周面及び前記外鋼管の開放下端面に接合され、前記第２の棒鋼の一端部及び他端部がそれぞれ前記内鋼管の外面及び前記外鋼管の開放上端面に接合されたものとすることができる。ここにおいて、前記第１の棒鋼の他端部は、前記外鋼管の下端面を超えて前記外鋼管の放射方向外方へ伸びるものとすることができる。
【００１０】
また、前記他の実施の形態に係るパイルキャップの構造において、前記第１の棒鋼の一端部及び他端部は、それぞれ、前記外鋼管の内部において前記杭の頭部及び前記外鋼管の下端部に接合され、前記第２の棒鋼の一端部及び他端部は、それぞれ、前記外鋼管の内部において前記内鋼管の下端部及び前記外鋼管の上端部に接合されたものとすることができる。
【００１１】
また、前記第１の棒鋼の一端部及び他端部は、それぞれ、前記外鋼管の内部において前記杭の頭部及び前記外鋼管の下端部に接合され、前記第２の棒鋼の一端部は前記内鋼管の上端部に接合され、また、前記第２の棒鋼の他端部は前記外鋼管の内部において該外鋼管の上端部に接合されたものとすることができる。
【００１２】
また、前記第１の棒鋼の一端部は前記外鋼管の外部において前記杭の頭部に接合され、また、前記第１の棒鋼の他端部は前記外鋼管の内部において前記外鋼管の下端部に接合され、前記第２の棒鋼の一端部は前記内鋼管の上端部に接合され、また、前記第２の棒鋼の他端部は前記外鋼管の内部において該外鋼管の上端部に接合されたものとすることができる。
【００１３】
また、前記第１の棒鋼の一端部は前記外鋼管の外部において前記杭の頭部に接合され、また、前記第１の棒鋼の他端部は前記外鋼管の内部において前記外鋼管の下端部に接合され、前記第２の棒鋼の一端部及び他端部は、それぞれ、前記外鋼管の内部において前記内鋼管の下端部及び前記外鋼管の上端部に接合されたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一の実施の形態に係るパイルキャップの構造を概略的に示す縦断面図である。
【図２】図１の線２−２に沿って得た断面図である。
【図３】他の例に係るパイルキャップの構造の図２に示すと同様の断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態の一例に係るパイルキャップの構造を概略的に示す縦断面図である。
【図５】図４に示すパイルキャップの構造の平面図である。
【図６】図４の線６−６に沿って得た断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態の他の例に係るパイルキャップの構造を概略的に示す縦断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態のさらに他の例に係るパイルキャップの構造を概略的に示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１及び図２を参照すると、本発明の一の実施の形態に係るパイルキャップ１０の構造の一例が示されている。
【００１６】
パイルキャップ１０の構造は、杭１２の頭部（以下、杭頭という。）１４に設けられている。パイルキャップ１０の構造は、鋼管１６と、鋼管１６の内部に充填されたコンクリート１８と、複数の棒鋼２０とを含む。
【００１７】
図示の杭１２は既製コンクリート杭からなる。杭１２は場所打ちコンクリート杭からなるものであってもよい。
【００１８】
図示の鋼管１６は円形の横断面形状を有する。鋼管１６は杭頭１４の周囲を取り巻きかつ杭頭１４の周囲から杭頭１４の上方へ伸びている。より詳細には、鋼管１６は水平方向に関して杭頭１４から間隔をおいてまた上下方向に関して杭頭１４と部分的に重なり合うように配置されている。コンクリート１８は鋼管１６に取り囲まれている。コンクリート１８は、鋼管１６により、鉛直方向への外力を受けたときの放射方向（鋼管１６の径方向）外方への広がり及びこれに伴うコンクリート１８の破壊と、水平外力を受けたことに伴うコンクリート１８の破壊とが生じないように拘束されている。
【００１９】
複数（図示の例では１２本）の棒鋼２０は、杭頭１４の周りに該杭頭の周方向へ互いに間隔をおいて配置され、杭頭１４の径方向（放射方向）へ伸びている。各棒鋼２０はその一端部２０ａ及び他端部２０ｂにおいてそれぞれ杭頭１４の周面１４ａ及び鋼管１６の下端部１６ａ、より詳細には下端面に接合されている。図示の例では、各棒鋼２０の一端部２０ａが、杭頭１４、より詳細にはその周面１４ａに設けられ杭頭１４を取り巻く鋼製のリング２２に溶接され、これによりリング２２を介して杭頭１４に接合されている。また、各棒鋼２０の他端部２０ｂは溶接により鋼管１６に接合されている。棒鋼２０は、例えば異形鉄筋からなる。
【００２０】
各棒鋼２０は、図３に示すように、その他端部２０ｂのみにおいて鋼管１６の下端部１６ａに接合されたものとすることができる。また、ここにおいて、各棒鋼２０はその一端部２０ａが杭頭１４の周面１４ａに届かない長さを有する短尺のものとすることができる。さらに、前記短尺の棒鋼２０に加えて、又は、前記短尺の棒鋼２０に代えて、複数（図示の例では１２本）の他の短尺の棒鋼２１を配置することができる。これらの短尺の鋼棒２１もまた杭頭１４の周りにその周方向へ互いに間隔をおいて配置されかつ杭頭１４に接合され、杭頭１４の径方向（放射方向）へ伸びている。これらの棒鋼２１は、好ましくは、杭頭１４から短尺の棒鋼２０相互間に向けて伸びるように配置される。なお、短尺の棒鋼２１もまたリング２２と同様のリング（図示せず）を介して杭頭１４に接合される。各棒鋼２０、２１は、好ましくは水平に配置される。しかし、傾斜した状態に配置することを妨げない。
【００２１】
図１〜３に示す例によれば、パイルキャップ１０に水平外力が作用し、このために鋼管１６に拘束されたコンクリート１８にひび割れや損傷が生じ、このためにコンクリート１８が複数のコンクリート片（図示せず）に分離した状態におかれたとき、複数の棒鋼２０又は複数の棒鋼２１、あるいは、複数の棒鋼２０、２１が、杭頭１４の周面１４ａと鋼管１６の下端部１６ａとの間においてコンクリート１８を支え、前記コンクリート片相互間の位置ずれや、前記コンクリート片の落下及びこれに伴う前記コンクリート片の欠損を抑制する働きをなす。これにより、前記水平外力に対するコンクリート１８の対抗力の低減を抑え、パイルキャップ１０の水平耐力の向上を図ることができる。
【００２２】
次に、図４〜図６を参照すると、本発明の他の実施の形態に係るパイルキャップ３０の構造の一例が示されている。
【００２３】
このパイルキャップ３０の構造は、杭１２の頭部（以下、杭頭という。）１４の周囲を取り巻きかつ杭頭１４の周囲から杭頭１４の上方へ伸びる外鋼管３２、すなわち前記一の実施の形態における鋼管１６と同様の鋼管３２を含み、該鋼管に加えて、さらに内鋼管３４を含む。
【００２４】
内鋼管３４は、外鋼管３２の内部に水平方向に関して外鋼管３２から間隔をおいてまた上下方向に関して外鋼管３２と重なり合うように配置され上方に向けて外鋼管３２の内部からその外部へ伸びている。
【００２５】
パイルキャップ３０の構造は、さらに、複数（図示の例では１２本）の第１の棒鋼３６と、複数（図示の例では１２本）の第２の棒鋼３８と、外鋼管３２及び内鋼管３４の内部に充填されたコンクリート１８とを含む。棒鋼３６、３８は例えば異形鉄筋からなる。
【００２６】
複数の第１の棒鋼３６は、杭頭１４の周りにその周方向へ互いに間隔をおいて配置されている。各第１の棒鋼３６はその一端部３６ａ及び他端部３６ｂにおいて、それぞれ、杭頭１４及び外鋼管３２の下端部に接合されている。図示の例では、前記一の実施の形態におけると同様、各第１の棒鋼３６の一端部３６ａが、杭頭１４の周面１４ａに取り付けられ杭頭１４を取り巻く鋼製のリング２２に溶接され、これによりリング２２を介して杭頭１４に接合されている。また、各第１の棒鋼３６の他端部３６ｂは溶接により外鋼管３２の開放下端面３２ａに接合されている。
【００２７】
また、複数の第２の棒鋼３８は、内鋼管３４の周りにその周方向へ互いに間隔をおいて配置されている。各第２の棒鋼３８はその一端部３８ａ及び他端部３８ｂにおいて、それぞれ、内鋼管３４及び外鋼管３２の上端部に溶接により接合されている。
【００２８】
図示の例においては、第１の棒鋼３６及び第２の棒鋼３８がそれぞれ水平に配置されている。前記したように、第１の棒鋼３６の一端部３６ａ及び他端部３６ｂはそれぞれ杭頭１４の周面１４ａ及び外鋼管３２の開放下端面３２ａに接合されている。また、第２の棒鋼３８の一端部３８ａ及び他端部３８ｂはそれぞれ内鋼管３４の外面３４ａ及び外鋼管３２の開放上端面３２ｂに接合されている。なお、第１の棒鋼３６の他端部３６ｂは、想像線で示すように、外鋼管３２の開放下端面３２ａを超えて外鋼管３２の放射方向外方へ伸びるものとすることができる。
【００２９】
これによれば、パイルキャップ３０に水平外力が作用し、外鋼管３２に拘束されたコンクリート１８にひび割れや損傷が生じ、このためにコンクリート１８が複数のコンクリート片（図示せず）に分離した状態におかれたとき、第１の棒鋼３６が、杭頭１４の周面１４ａと外鋼管３２の開放下端面３２ａとの間においてコンクリート１８を支え、前記コンクリート片相互間の位置ずれや、前記コンクリート片の落下及びこれに伴う前記コンクリート片の欠損を抑制する働きをなす。また、前記第２の棒鋼３８が、外鋼管３２と内鋼管３４の外面３４ａとの間においてコンクリート１８の盛り上がりを抑制し、コンクリート１８を構成する前記コンクリート片相互間の位置ずれや、前記コンクリート片の上方への移動及びこれに伴う前記コンクリート片の欠損を抑制する働きをなす。
【００３０】
１の棒鋼３６及び第２の棒鋼３８は、図４〜図６に示す例に代えて、図７及び図８に示すように配置することができる。
【００３１】
図７に示す例において、第１の棒鋼３６の一端部３６ａは外鋼管３２の内部において杭頭１４、より詳細には杭頭１４の端面１４ｂの近傍においてその周面１４ａに接合され、他端部３６ｂが外鋼管３２の内部において外鋼管３２の下端部３２ｃに接合されている。また、第２の棒鋼３８の一端部３８ａ及び他端部３８ｂは、それぞれ、外鋼管３２の内部において内鋼管３４の下端部３４ｂ及び外鋼管３２の上端部３２ｄに接合されている。
【００３２】
図８に示す例において、第１の棒鋼３６の一端部３６ａは外鋼管３２の外部において杭頭１４の周面１４ａに接合され、他端部３６ｂは外鋼管３２の内部において外鋼管３２の下端部３２ｃに接合されている。また、第２の棒鋼３８の一端部３８ａは外鋼管３２の外部において内鋼管３４の上端部３４ｃに接合され、また、他端部３８ｂは外鋼管３２の内部において外鋼管３２の上端部３２ｄに接合されている。
【００３３】
図７及び図８に示す例において、第１の棒鋼３６及び第２の棒鋼３８は、それぞれ、非水平方向である傾斜方向へ伸びることから、前記力（引張力）の伝達機能を有する。
【００３４】
図４〜図６、図７、及び、図８にそれぞれ示すパイルキャップ３０の例においては、第１の棒鋼３６及び第２の棒鋼３８の双方が配置されている。これらの各例に代えて、第１の棒鋼３６及び第２の棒鋼３８のいずれか一方、すなわち、前記棒鋼として第１の棒鋼３６のみが配置されたパイルキャップ（図示せず）又は第２の棒鋼３８のみが配置されたパイルキャップ（図示せず）とすることができる。
【００３５】
また、図７に示すパイルキャップ３０の第２の棒鋼３８の配置について、これを、図８に示す第２の棒鋼３８の配置と同様の配置とすること、すなわち第２の棒鋼３８の一端部３８ａが内鋼管３４の上端部（図８に示す３４ｃ）に接合され、また、他端部３８ｂが外鋼管３２の内部において該外鋼管の上端部３２ｄに接合されたものとすることができる。
【００３６】
また、図８に示すパイルキャップ３０の第２の棒鋼３８の配置について、これを、図７に示す第２の棒鋼３８と同様の配置とすること、すなわち第２の棒鋼３８の一端部３８ａ及び他端部３８ｂが、それぞれ、外鋼管３２の内部において内鋼管３４の下端部（図７に示す３４ｂ）及び外鋼管３２の上端部３２ｄに接合されたものとすることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０、３０  パイルキャップ
１２  杭
１４  杭の頭部
１６  鋼管
１８  コンクリート
２０  棒鋼
３２  外鋼管
３４  内鋼管
３６  第１の棒鋼
３８  第２の棒鋼
【図１】
2020165083.tif 000003
【図２】
2020165083.tif 000004
【図３】
2020165083.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2020165083.tif 000008
【図７】
2020165083.tif 000009
【図８】
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