(57)【要約】【課題】  構造が単純で施工コストが低いにもかかわらず、堅牢で再構築も行いやすいパイプ支柱の固定構造を提供する。【解決手段】  主アーチ構成パイプ４１の先端柱脚部４３を打込んだ後、当該主アーチ構成パイプ先端柱脚部４３のハウス桁方向側部に隣接して補助パイプ４２を打込み、その後自在クランプ４４を用い、両者を地表部で一体的に固定する。  補助パイプ４２は、主アーチを構成するパイプ４１の先端柱脚部４３に隣接し、かつ負荷がかかる方向に垂直な方向に自在クランプ４４を用いて固定されているので、地中埋設部での負荷方向への対向面積が増大し、地盤に対する抵抗モーメントが大きくなって、支柱の倒れ、傾斜変形が抑制できる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に打込んだ支柱を固定する構造であって、先端柱脚部が地中に打込まれた主アーチ構成パイプと、該主アーチ構成パイプ先端柱脚部のハウス桁方向側部に隣接して打込まれた補助パイプと、該補助パイプ及び前記主アーチ構成パイプ先端柱脚部を地表部で一体に固定する自在クランプからなることを特徴とする支柱の固定構造。
【請求項２】
主アーチ構成パイプの先端柱脚部を地中に打込んだ後、該主アーチ構成パイプ先端柱脚部のハウス桁方向側部に隣接して補助パイプを打込み、その後自在クランプを用いて前記補助パイプ及び前記主アーチ構成パイプ先端柱脚部を地表部で一体的に固定することを特徴とする地中に打込んだ支柱の固定構造構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビニールハウス等、骨組みをパイプ材で構成したパイプハウス支柱の地中での固定構造及びその構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、骨組みをパイプ材で構成したビニールハウス等では、例えば図１に示すように、アーチ状に湾曲させた複数本の主アーチ１１を桁方向に平行に並設し、その両端を地中に打込み、或いは埋め込んで固定している。そして、複数の主アーチ１１と桁方向に配置される肩用直管１２や外母屋１３との交差部が連結金具で固定されている。
なお、図１中、１４は根がらみ、１５は補助アーチである。また、１６は側筋かい、１７は屋根筋かいである。
【０００３】
このような骨組みをパイプ材で構成したビニールハウス等にあって、主アーチ１１の先端を単に打込んだだけでは、強風を受けたときにぐらついてハウスが変形したり、抜けてハウスが倒壊したりする恐れがある。このため、主アーチ１１の打込み深さを深くしたり、例えば特許文献１に見られるように、主アーチを構成するパイプ材の先端２１を地中で固定するために、コンクリート製の基礎２２を施工し、この基礎２２にパイプの先端２１を固定し、掘削した孔２３に埋めたりすること（図２参照）が一般的である。
【０００４】
また、特許文献２には、図３に示すように、支柱３１の下端に支柱とほぼ直角に水平板３２を固定してあり、しかも支柱３１の側面に半径方向に立てて固定した羽根板３３の下端を前記の水平板３２に連結固定してなる支柱３１を用い、前記支柱３１の前記羽根板３３を含む部分を地中に掘った縦孔に挿入し立てた状態で、前記水平板３２の上を埋め込んだ支柱３１の固定構造が提案されている。なお、図３中、３４は、主アーチを構成するパイプの先端を挿入してピン等で固定するためのピン挿通孔である。
【特許文献１】特開平１１−１８７７７３号公報
【特許文献２】特開２００３−２５９７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、打込み深さを深くしても、施工性が悪くなるだけで、補強効果はさほど期待できない。特許文献１に見られるようなコンクリート基礎２２を用いた固定構造は、堅牢ではあるが、掘削の手間やコンクリートの養生に時間を要する点で施工性に難があり、コスト高となってしまう。またパイプハウスの再構築が行い難い。
特許文献２で提案された固定構造も、施工に手間がかかる。例えば、主アーチの先端に水平板や羽根板を溶接等で固定する必要があるため、現実には同特許文献にも記載されているように、地中で固定される支柱部は主アーチとは別体に製造される。支柱部を地中に掘った孔内に挿入・埋め込んだ後に、当該支柱部の上端に主アーチ部を連結することになる。堅牢ではあるが、特許文献１の技術と同様、コスト高となってしまう。また、パイプハウスの再構築には支柱部を掘り起こす必要があり、再構築の施工性も良くない。
【０００６】
特許文献２で提案されているような複雑形状の固定部材ではなく、単純形状の根かせをパイプの先端に設け、地中に埋め込むことも行われているが、根かせの取付け，孔の掘削及び埋め戻しの作業を必要とするために、施工性が悪く、コスト高となってしまう。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、構造が単純で施工コストが低いにもかかわらず、堅牢で再構築も行いやすいパイプ支柱の固定構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の支柱の固定構造は、その目的を達成するため、地中に打込んだ支柱を固定する構造であって、先端柱脚部が地中に打込まれた主アーチ構成パイプと、該主アーチ構成パイプ先端柱脚部のハウス桁方向側部に隣接して打込まれた補助パイプと、該補助パイプ及び前記主アーチ構成パイプ先端柱脚部を地表部で一体に固定する自在クランプとからなることを特徴とする。
その固定構造は、主アーチ構成パイプの先端柱脚部を地中に打込んだ後、該主アーチ構成パイプ先端柱脚部のハウス桁方向側部に隣接して補助パイプを打込み、その後自在クランプを用いて前記補助パイプ及び前記主アーチ構成パイプ先端柱脚部を地表部で一体的に固定することにより構築される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の支柱の固定構造は、単純な構造により高い固定強度が得られるため、構築が極めて容易に行えるばかりでなく、軟弱地盤にも適用できる。しかも、自在クランプを外し、両パイプを引き抜けば再構築も極めて容易に行える。
したがって、堅牢なパイプハウスが極めて低コストで構築できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明者等は、堅牢で再構築も行いやすいパイプ支柱の固定構造について、種々検討を重ねてきた。
ビニールハウス等、骨組みをパイプ材で構成したハウスにおいて、構築物として維持していく際に最も障害となるのが風雨、特に強風である。強風の影響でビニール等のシート，フィルムが破損されることもあるが、強風により構築物としての骨格が変形させられた場合の方が、構築物としての被害は大きくなる。また積雪により骨格が変形させられたときも同様である。
【００１０】
ところで、桁方向に長手状に構築されたビニールハウス等の構築物にあって、横風を受けたとき、或いはシートやフィルム上に雪が積もったとき、シートやフィルムを固定している支柱には、引張応力，圧縮応力及び曲げモーメントが負荷としてかかる。
支柱の変形抑制は、負荷がかかる方向に関係なく必要であり、地中埋め込みパイプハウス安全構造基準では各部の変形限度を、柱の倒れはｈ／３５以下、軒のたわみはＬ／６０以下と定めている。ただし、上記変形限度におけるｈ及びＤは、図４に示すように、それぞれパイプハウスの柱の高さ及び間口の広さである。
そして、図４に見られるような妻側からの風圧等、桁方向水平力による変形は、壁面及び屋根面に設けた側筋かい及び屋根筋かい（図１中の１６及び１７）により抑制することができるが、桁側からの妻方向水平力による変形に対しては、妻方向に筋かいを設けることができないために抑制し難く、構築物としては妻方向へ変形しやすくなる。
すなわち、妻方向への変形抑制策を検討する必要がある。
【００１１】
一般的に、支柱を一本の鉛直な棒体と想定したとき、水平方向の負荷に耐え、棒体の倒れを抑制するためには、棒体の地中埋設部の負荷方向への対向面積を増やし、抵抗モーメントを大きくすることが有効である。主アーチを構成するパイプ材の基本断面は円形であるので、支柱そのもので地中埋設部の負荷方向への対向面積を増やすことはできない。そこで、図５に示すように、主アーチを構成するパイプ材４１の他に、補助パイプ４２を、主アーチを構成するパイプ材の先端柱脚部４３に隣接して、しかも、負荷がかかる方向に垂直な方向に打込んで、自在クランプ４４を用いて両者を固定しておけば、地中埋設部での負荷方向への対向面積が増大し、地盤に対する抵抗モーメントが大きくなって、支柱の倒れ、傾斜変形が抑制できることを見出したものである。
【００１２】
本発明の支柱の固定構造について、まずその構築方法から説明する。構築するパイプハウス等の構築物は、基本的には図１に示したものと同形のものである。
図６に示すようなアーチ状に湾曲させた主アーチ４１を構成するパイプの先端柱脚部４３の近傍に、打込み用の単クランプ４５を固定する。単クランプ４５上に打込み用の治具４６を載置し、この打込み用の治具の上から打込み機４７を当て主アーチパイプの先端柱脚部４３を所定の深さまで打込む（図６の（ａ））。単クランプ４５は、主アーチパイプの打込み後、取り外す。
【００１３】
次に、主アーチ構成パイプの先端柱脚部４３に隣接し、当該先端柱脚部のハウス桁方向側に隣接した位置に補助パイプ４２を、ハンマー４８等を用いて打込む（図６の（ｂ））。補助パイプ４２としては、主アーチ構成パイプ４１と同材質、同径の短尺材を用いることができる。抵抗モーメントを大きくする意味では、先端を平らに変形させたパイプを、平らな面をハウスの桁方向と平行になるように打込むことも効果的である。２本の補助パイプを主アーチ構成パイプの両側に打込むことも有効である。
【００１４】
さらにその後、自在クランプ４４を用い、両者を地表部で一体的に固定することにより、図５で示したような固定構造が構築される。
自在クランプとしては、昭和５６年労働省告示第１０３号鋼管足場用の部材及び附属金具の規格第６６条に規定されているものを用いる。その構造の一例を図７に示す。本体７１内に挿入したパイプ（図示せず）を、ふた７２とボルト７３及びナット７４で固定するものである。７５はピンである。なお、図７は、２本のパイプを交差して緊結する形態になっているが、本発明で主アーチ構成パイプの先端柱脚部と補助パイプを固定する際には、左右の本体部を回転させ、平行にして用いる。
【００１５】
上記の態様で所定数の主アーチ構成パイプの先端柱脚部及び補助パイプを所定個所に打込み、自在クランプで固定した後、図８に示すように、常法通り、桁方向に配置される肩用直管４７や外母屋４８、或いは補助アーチ４９を取付け、それらの交差部を連結金具で固定することにより、堅牢なパイプハウスを構築する。なお、図８中、５０は根がらみである。
【００１６】
自在クランプ４６で固定された主アーチ構成パイプ先端柱脚部４３と補助パイプ４２とは、パイプハウスの妻方向の接地面積を増すため、地盤抵抗モーメントが大きくなって主アーチ構成パイプの妻方向への傾倒が抑制される。
この補助パイプの効果を確認するために、以下のような傾倒試験を行った。
【００１７】
主アーチ構成パイプを模してφ４８.６ｍｍ×長さ２５００ｍｍの鋼管を試験体とし、φ４８.６ｍｍ×長さ１０００ｍｍの鋼管を補助パイプとして用いた。
同径の鋼管を用いて、図９に示すような簡易試験構造体を構築した。
そして、補助パイプを用いた場合と用いなかった単管の場合とで、水平方向の力がかかったときの傾倒状況の違いを観た。なお、地中押し込み深さは両パイプとも７００ｍｍとし、補助パイプを用いた場合には、補助パイプの上端から５０ｍｍ及び２５０ｍｍの２箇所で自在クランプ６２による固定を行った。
【００１８】
加圧は支持体６３に取付けたワイヤーロープ６４と砂袋６５で行い、滑車６６を用いて鉛直方向の力を水平力に変換して試験体６１に加えた。なお、変換効率による荷重低下を考慮し、実際に作用している水平力をバネばかり６７で確認した。
水平力の付加は地上１５００ｍｍの位置で行い、水平力付加時の変位量は地上１４００ｍｍの位置で、支持体６８との間の変位量を変位計６９により計測することで測定した。
水平力付加条件は、予備荷重１０ｋｇを掛け１分後に除荷した後、本荷重として１０ｋｇずつ増加させた。そして本荷重の増加の都度１分経過後に荷重実測値をバネばかり６７で測定するとともに、その時点での変位量を変位計６９で測定した。
【００１９】
その結果を図１０に示す。
なお、参考とするために、基礎石（コンクリート）付き単管支柱についても同様の傾倒試験を行った。その結果も併せて図に示す。
【００２０】
図１０の結果からもわかるように、本発明の固定構造（図中×印）は、単純な構造により、従来の構造（図中△印）と比べて約２倍の傾倒耐力を有している。また、基礎石付き単管支柱（図中●印）と比べても、優れた傾倒耐力を有している。
このように本発明の支柱固定構造は、単に、補助パイプと自在クランプを用いることのみで堅牢なパイプハウスが構築できるばかりでなく、自在クランプの開放と補助パイプの引き抜きにより資材の再利用も可能になるため、パイプハウスが結果的に低コストで構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一般的なパイプハウスの構造を説明する図
【図２】従来の支柱固定構造を説明する図
【図３】従来の他の支柱固定構造を説明する図
【図４】パイプハウスに加わる各方向からの負荷を説明する図
【図５】本発明の支柱固定構造を説明する図
【図６】本発明の支柱固定構造を構築する手順を説明する図
【図７】緊結金具の構造を説明する図
【図８】本発明の支柱固定構造を採用したパイプハウスの構造を説明する図
【図９】支柱の傾倒試験方法を説明する図
【図１０】傾倒試験による水平荷重と傾倒変位量の関係を説明する図
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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