(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の架構を構成する柱の柱脚と杭とを直接接合するための構造であって、
前記柱脚が、前記柱と連続する柱脚本体と、前記杭に対してその軸力を伝達するための軸力伝達部と、前記杭に対して曲げ応力を伝達するため曲げ応力伝達部とを有した構成とされ、
前記軸力伝達部は、前記柱脚本体の下端に接合されて水平に配置されたベースプレートと、該ベースプレートを補強するリブプレートとが備えられ、前記杭の杭頭に対してその上方から前記軸力を伝達する構成とされ、
前記曲げ応力伝達部は、前記杭頭の内部に埋設されるとともに、その径寸法が前記柱脚の他の部分に比較して小とされ、
前記ベースプレートは、前記杭頭の上方において、前記杭頭の上面から鉄骨建方用ボルトを用いて支持され、前記杭頭上端より所定寸法離間した状態で設けられるとともに、前記杭頭に対して、充填モルタルまたはコンクリートを介して接する構成とされていることを特徴とする柱脚と杭との接合構造。
【請求項２】
請求項１記載の柱脚と杭との接合構造であって、
前記曲げ応力伝達部は、平面視した場合に、断面Ｈ型の鋼材を互いに直交状態に組み合わせた断面略十字形状をなすように形成されていることを特徴とする柱脚と杭との接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の架構を構成する柱の柱脚と杭とを直接接合するための構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、一つの柱の柱脚を一つの杭に対して直接接合するとともに、フーチング基礎や地中梁を省略するようにした架構構造が近年実現している。このような架構構造を採用した場合、基礎・地中梁が省略できることに伴い、工事費の削減や工期の短縮、あるいは残土処理の削減を図ることができるなどの大きな利点がある。
【０００３】
図１１に、柱脚と杭とを直接接合した構造の一例を示す。この例においては、杭１として、円管状の既製コンクリート杭が用いられ、杭１の杭頭１ａの内部に、角型鋼管からなる柱２の柱脚２ａが配置されている。また、杭頭１ａの内部においては、柱脚２ａの周囲にコンクリートＣが打設され、これにより、柱脚２ａが杭頭１ａに対して固定されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１１のような構成においては、柱脚２ａが杭頭１ａの内部に配置されるために、特に柱脚２ａの断面が矩形の場合に、杭１の径寸法を柱脚２ａの寸法よりある程度大きく確保する必要があった。これにより、必要以上に杭１の径が大きくなったり、安価な既製杭を使用することができず高価な場所打ち杭を採用せざるを得なくなるなどの問題点が生じていた。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、柱の柱脚と杭とを直接接合する際に、杭径を最小化して、杭に係るコストを低減することのできる技術を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の柱脚と杭との接合構造は、建物の架構を構成する柱の柱脚と杭とを直接接合するための構造であって、
前記柱脚が、前記柱と連続する柱脚本体と、前記杭に対してその軸力を伝達するための軸力伝達部と、前記杭に対して曲げ応力を伝達するため曲げ応力伝達部とを有した構成とされ、
前記軸力伝達部は、前記柱脚本体の下端に接合されて水平に配置されたベースプレートと、該ベースプレートを補強するリブプレートとが備えられ、前記杭の杭頭に対してその上方から前記軸力を伝達する構成とされ、
前記曲げ応力伝達部は、前記杭頭の内部に埋設されるとともに、その径寸法が前記柱脚の他の部分に比較して小とされ、
前記ベースプレートは、前記杭頭の上方において、前記杭頭の上面から鉄骨建方用ボルトを用いて支持され、前記杭頭上端より所定寸法離間した状態で設けられるとともに、前記杭頭に対して、充填モルタルまたはコンクリートを介して接する構成とされていることを特徴としている。
【０００７】
このような構成とされるため、曲げ応力伝達部の径寸法に合わせて、杭径を設定すれば足りることとなり、杭が必要以上に大径化することがない。
【０００９】
また、ベースプレートおよび充填モルタル（コンクリート）を介して柱軸力を杭に良好に伝達することが可能であり、また、ベースプレートが杭頭上端より所定寸法離間しているため、ベースプレートを介して柱の曲げ応力が杭頭に直接伝達することを避けることができる。さらに、ベースプレートと杭頭を離間させたことにより、ベースプレートの斜め下方にまで柱の軸力を伝達させることができ、これにより、ベースプレート自体の大きさも最小限に設定できる。
【００１０】
請求項２記載の柱脚と杭との接合構造は、請求項１記載の柱脚と杭との接合構造であって、
前記曲げ応力伝達部は、平面視した場合に、断面Ｈ型の鋼材を互いに直交状態に組み合わせた断面略十字形状をなすように形成されていることを特徴としている。
【００１１】
このような構成とされるために、鋼材のフランジ部を利用して柱の曲げ応力を良好に柱に伝達することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を、図面に基づいて説明する。
図１から図３は、本発明の一実施の形態である柱脚１０と杭１１との接合構造１２を模式的に示す図であり、図１は、接合構造１２の立断面図、図２は、図１におけるＩ−Ｉ線矢視断面図、図３は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【００１３】
接合構造１２は、角型鋼管によりなる柱１４の柱脚１０と、円管状の既製コンクリート杭よりなる杭１１の杭頭１３とを接合するためものであり、この接合構造１２において、柱脚１０は、柱１４と連続する柱脚本体１５と、柱脚本体１５の下端に設けられた軸力伝達部１６と、軸力伝達部１６の下方に設けられた曲げ応力伝達部１７とを備えた構成となっている。
【００１４】
軸力伝達部１６は、柱脚本体１５の下端に接合されて水平配置されたベースプレート１８と、柱脚本体１５の側面に設けられてベースプレート１８を補強するリブプレート１９，１９，…とにより形成されている。
【００１５】
ベースプレート１８は、図２に示すように、平面視略正方形の鋼板により形成されており、その対角線の長さ寸法Ｌ１（径寸法）が杭１１の径寸法Ｌ２に比較して大とされている。なお、図２においては、柱１４の周囲に打設されるコンクリートＣおよび充填モルタルＭの図示を省略している。
【００１６】
また、ベースプレート１８は、杭頭１３の上方において杭頭１３上端に対して所定寸法離間した状態で設けられ、なおかつ、杭頭１３に対して充填モルタルＭを介して接する構成となっている。このような構成により、柱１４の軸力を、ベースプレート１８および充填モルタルＭを介して杭頭１３に伝達できるようになっている。
【００１７】
一方、曲げ応力伝達部１７は、杭頭１３の内部に配置されるとともに、杭頭１３の内部に打設された充填モルタルＭに埋設された構成となっている。また、この曲げ応力伝達部１７は、図３に示すように、断面Ｈ型の鋼材２０，２０を互いに直交状態に組み合わせた断面略十字形状をなす構成とされており、平面視した場合に、鋼材２０のフランジ２１のフランジ面２１ａが柱１４の外面より内方に位置するように設けられている。このような構成により、柱１４に作用する曲げ応力を、フランジ２１および充填モルタルＭを介して杭１１に伝達できるようになっている。なお、図３においては、充填モルタルＭの図示を省略している。
【００１８】
このような接合構造１２を形成するには、まず、地盤Ｇ（図１参照）内に既製杭１１を打設する。ここで、杭１１としては、その杭頭１３に、図１に示すような鋼管２３を取り付けたものを用いる。
【００１９】
次に、柱脚１０に対して軸力伝達部１６および曲げ応力伝達部１７を予め設置しておいた柱１４を、杭１１の上方に立設する。この場合、曲げ応力伝達部１７を杭頭１３の内部に配置するとともに、図４に示すように、杭頭１３の上面１３ａから鉄骨建方用ボルト２４を用いてベースプレート１８を支持し、これにより、柱１４の位置を仮固定する。
【００２０】
続いて、杭頭１３の内部および杭頭１３の上方に、充填モルタルＭを、ベースプレート１８と同一高さにまで打設する。ここで、充填モルタルＭとしては、無収縮モルタルを用いる。さらに、充填モルタルＭの硬化後に、ベースプレート１８の上方にコンクリートＣを所定高さにまで打設することにより、図１に示したような構造を得る。
【００２１】
上述の接合構造１２においては、柱脚１０が、杭１１に対してその軸力を伝達するための軸力伝達部１６と、杭１１に対して曲げ応力を伝達するため曲げ応力伝達部１７とを有した構成とされ、軸力伝達部１６が杭頭１３に対して上方から柱１４の軸力を伝達する構成とされるとともに、曲げ応力伝達部１７が、杭頭１３の内部に埋設され、なおかつ、その径寸法Ｌ３（図１，３参照）が、柱脚１０の他の部分の径寸法Ｌ４（図１，３参照）に比較して小となっていることから、曲げ応力伝達部１７の径寸法に合わせて、杭１１の杭径を選択するようにすればよく、従来と異なり、柱の下端の寸法に合わせて杭径を設定する必要がなく、したがって、杭１１が必要以上に大径化することがない。これにより、柱１４の外径寸法によらず、杭１１として比較的杭径の小さい既製杭を用いることができ、場所打ち杭を採用する必要を無くし、コストダウンを図ることができる。
【００２２】
また、上述の接合構造１２においては、軸力伝達部１６が、柱脚本体１５の下端に接合されて水平に配置されたベースプレート１８を備えた構成とされ、ベースプレート１８が、杭頭１３の上方において、杭頭１３上端より所定寸法離間した状態で設けられるとともに、杭頭１３に対して、充填モルタルＭを介して接する構成とされているために、ベースプレート１８および充填モルタルＭを介して柱１４の軸力を杭１１に良好に伝達することが可能である。また、この場合、ベースプレート１８が杭頭１３上端より所定寸法離間しているため、ベースプレート１８を介して柱１４の曲げ応力が杭頭１３に直接伝達することを避けることができ、軸力伝達部１６が軸力のみを良好に伝達するようにすることができる。さらに、この場合、ベースプレート１８と杭頭１３を離間させたことにより、ベースプレート１８より斜め４５°下方の範囲内に柱１４の軸力を伝達させることができ（一般に、板状体を弾性体上に載置し、板状体に荷重を加えた際に、この荷重は、板状体の４５°斜め下方の範囲内に伝達することが知られている。）、これを利用して、ベースプレート１８自体の大きさを最小限とすることができる。これにより、ベースプレート１８に係るコストを削減して、コストダウンを図ることができる。また、ベースプレート１８と杭頭１３上端とを離間させることにより、杭１１の施工誤差を吸収することができ、施工性を向上することができる。
【００２３】
また、上述の接合構造１２においては、曲げ応力伝達部１７が、平面視した場合に、断面Ｈ型の鋼材２０，２０を互いに直交状態に組み合わせた断面略十字形状をなすように形成されているために、鋼材２０，２０のフランジ２１を介して、柱１４の曲げ応力を良好に杭１１に伝達することができ、曲げ応力伝達部１７が、その機能を良好に発揮することが可能となる。
【００２４】
また、上述の接合構造１２においては、リブプレート１９，１９，…によってベースプレート１８を補強することで、リブプレート１９，１９，…を設けない場合に比較して、ベースプレート１８の厚さと大きさとを減ずることができる。なお、この場合、ベースプレート１８のみで十分な強度を保つことができる場合には、リブプレート１９，１９，…を省略することができる。
【００２５】
なお、上記実施の形態において、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で他の構成を採用することが可能である。
例えば、上記実施の形態の充填モルタルＭに代えてコンクリートを使用するようにしても、同様の効果を得ることが可能となる。
【００２６】
また、上記実施の形態において、その構造的な要求等に応じて、柱脚１０等の構造を変更するようにしても良い。
例えば、図５，６，７に示すように、曲げ応力伝達部１７の平面寸法を拡大し、曲げ応力伝達部１７を平面視した場合に、鋼材２０のフランジ２１のフランジ面２１ａが柱１４の外面と同一面に位置するようにしてもよい（図７参照）。この場合、柱１４の外面と鋼材２０のフランジ面２１ａが同一の平面位置とされることによって、柱１４に作用する曲げ応力を、曲げ応力伝達部１７に良好に伝達できる。また、この場合においても、曲げ応力伝達部１７は、その径寸法（フランジ２１の端部から曲げ伝達部１７の中心を通って対称位置のフランジ２１の端部にまで至る線分Ｐの長さ寸法Ｌ３：図７参照）が、柱脚１０の他の部分の径寸法（例えば、柱脚本体１５の対角線の長さ寸法Ｌ４：図７参照）に比較して小となっていることから、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
また、図８，９に示すように、曲げ応力伝達部１７を、柱脚１０のうち他の部分に比較してその径の小さい角型鋼管２６により形成するようにしてもよく、また、図８，１０のように、曲げ応力伝達部１７を柱脚１０のうち他の部分に比較してその径の小さい平面形状円形の鋼管２７により形成するようにしても良い。この場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る柱脚と杭との接合構造においては、柱脚が、柱と連続する柱脚本体と、杭に対してその軸力を伝達するための軸力伝達部と、杭に対して曲げ応力を伝達するため曲げ応力伝達部とを有した構成とされ、軸力伝達部が杭頭に対して上方から接する構成とされるとともに、曲げ応力伝達部が、杭頭の内部に埋設され、なおかつ、その径寸法が、柱脚の他の部分の径寸法に比較して小となっていることから、曲げ応力伝達部の径寸法に合わせて、杭の杭径を選択するようにすればよく、従来と異なり、柱の下端の寸法に合わせて杭径を設定する必要がなく、したがって、杭が必要以上に大径化することがない。これにより、柱の外径寸法によらず、杭として比較的杭径の小さい既製杭を用いることができ、場所打ち杭を採用する必要を無くし、コストダウンを図ることができる。
【００２９】
また、軸力伝達部が、柱脚本体の下端に接合されて水平配置されたベースプレートと、ベースプレートを補強するリブプレートとを備えた構成とされ、ベースプレートが、杭頭の上方において、杭頭の上面から鉄骨建方用ボルトを用いて支持されて杭頭上端より所定寸法離間した状態で設けられるとともに、杭頭に対して、充填モルタルまたはコンクリートを介して接する構成とされているために、柱の軸力を杭に良好に伝達することができる。また、この場合、ベースプレートが杭頭より離間した位置に設けられるため、ベースプレートを介して柱の曲げ応力が杭頭に直接伝達することを避けることができ、軸力伝達部がその機能を良好に発揮することができる。また、ベースプレートと杭頭とを離間させたことにより、ベースプレートの斜め下方にも柱の軸力が伝達することを利用して、ベースプレート自体の大きさも小さく設定でき、これによりコストダウンを図ることができる。また、ベースプレートと杭頭とを離間させることにより、杭の施工誤差を吸収することができ、施工性を向上することができる。
【００３０】
請求項２に係る柱脚と杭との接合構造においては、曲げ応力伝達部が、平面視した場合に、断面Ｈ型の鋼材を互いに直交状態に組み合わせた断面略十字形状をなすように形成されているために、鋼材のフランジを介して、柱の曲げ応力を良好に杭に伝達することができ、曲げ応力伝達部が、その機能を良好に発揮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１  】  本発明の一実施の形態である柱脚と杭との接合構造を模式的に示す立断面図である。実施の形態の断面図である。
【図２  】  図１におけるＩ−Ｉ線矢視断面図である。
【図３  】  図１におけるＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図４  】  図１に示した接合構造を構築する際に、鉄骨建方用ボルトにより柱を仮固定した際の状態を拡大して示した立面図である。
【図５  】  本発明の他の実施の形態を模式的に示す柱脚と杭との接合構造の立断面図である。
【図６  】  図５におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図７  】  図５におけるＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【図８  】  本発明のさらに他の実施の形態を模式的に示す柱脚と杭との接合構造の立断面図である。
【図９  】  図８におけるＶ−Ｖ線矢視断面図であって、曲げ応力伝達部を角型鋼管により形成した場合の例を示す図である。
【図１０  】  図８におけるＶ−Ｖ線矢視断面図であって、曲げ応力伝達部を平面視円形の鋼管により形成した場合の例を示す図である。
【図１１  】  本発明の従来の技術を模式的に示す柱脚と杭との接合構造の立断面図である。
【符号の説明】
１０  柱脚
１１  杭
１２  接合構造
１３  杭頭
１４  柱
１５  柱脚本体
１６  軸力伝達部
１７  曲げ応力伝達部
１８  ベースプレート
２０  鋼材
Ｍ  充填モルタル
【図１】
0003671342.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003671342.tif 000008
【図８】
0003671342.tif 000009
【図９】
0003671342.tif 000010
【図１０】
0003671342.tif 000011
【図１１】
0003671342.tif 000012