(57)【要約】【課題】杭が地震時に受ける水平力をスラブに負担させつつ、前記スラブが受ける鉛直荷重を前記杭に伝え難くすることにより、前記杭が負担する荷重を低減させることができるようにし、前記杭を小型化できるようにすること。【解決手段】建物は、地盤の中に水平方向に間隔を置いて設けられた、それぞれが前記地盤から上方へ伸びる複数の杭と、各杭を受け入れる、前記杭の断面積とほぼ等しい面積を有する貫通穴を備える、前記地盤の上に設けられたスラブとを含む。前記スラブの下面に少なくとも１つの突起が設けられている。【選択図】図１
2011032698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の中に水平方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記地盤から上方へ伸びる複数の杭と、
各杭を受け入れる、前記杭の断面積とほぼ等しい面積を有する貫通穴を備える、前記地盤の上に設けられたスラブとを含む、建物。
【請求項２】
前記スラブの下面に少なくとも１つの突起が設けられている、請求項１に記載の建物。
【請求項３】
前記突起は格子状の平面形状を有する、請求項２に記載の建物。
【請求項４】
前記突起は、前記貫通穴を中心とする環状の平面形状を有する、請求項２に記載の建物。
【請求項５】
前記スラブは、前記貫通穴を有する第１部分と、該第１部分の周囲の第２部分とを有し、前記第１部分は、前記第２部分より厚さが厚い、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の建物。
【請求項６】
前記貫通穴に止水材が充填されている、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の建物。
【請求項７】
水平方向に間隔を置かれた複数の杭を、各杭の一部が地盤の上方に位置するように該地盤の中に設けること、
前記杭の断面積とほぼ等しい面積を有する貫通穴を備えるスラブを、前記貫通穴が前記杭を受け入れるように前記地盤の上に設けることを含む、建物の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の建物には、地盤の中に水平方向に間隔を置いて設けられた複数の杭と、各杭の上のフーチングと、該フーチングの上の柱と、隣接する２つの杭の上のフーチングを連結する基礎梁とを含むものがある（特許文献１参照）。前記杭は、前記柱が受ける鉛直荷重を負担する。前記基礎梁は、前記杭及び前記柱が地震時に受ける水平力を負担する。
【０００３】
前記基礎梁の上にスラブが設けられる。前記スラブが受ける、自重、積載荷重等の鉛直荷重は前記基礎梁及び前記フーチングを介して前記杭に伝わる。このため、前記杭は、前記柱が受ける鉛直荷重に加え、前記スラブが受ける鉛直荷重を負担しなければならず、前記杭が負担する荷重は比較的大きい。これにより、前記杭は大型化し、前記杭の施工に多くの費用と時間とを要する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８８８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、杭が地震時に受ける水平力をスラブに負担させつつ、前記スラブが受ける鉛直荷重を前記杭に伝え難くすることにより、前記杭が負担する荷重を低減させることができるようにし、前記杭を小型化できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、地盤の上に設けられたスラブが、杭を受け入れる、前記杭の断面積とほぼ等しい面積を有する貫通穴を備えることにより、地震時に前記杭が受ける水平力を前記スラブに負担させつつ、前記スラブが受ける鉛直荷重を前記杭に伝え難くする。これにより、前記杭が負担する荷重を低減させ、前記杭を小型化できるようにする。
【０００７】
本発明に係る建物は、地盤の中に水平方向に間隔を置いて設けられた、それぞれが前記地盤から上方へ伸びる複数の杭と、各杭を受け入れる、前記杭の断面積とほぼ等しい面積を有する貫通穴を備える、前記地盤の上に設けられたスラブとを含む。
【０００８】
前記地盤の上に設けられた前記スラブが、前記杭を受け入れる、該杭の断面積とほぼ等しい面積を有する前記貫通穴を備えることにより、前記杭が地震時に受ける水平力を前記スラブに伝えることができ、前記水平力を前記スラブに負担させることができる。また、前記地盤の上に設けられた前記スラブが、前記杭を受け入れる前記貫通穴を備えることにより、前記スラブが自重、積載荷重等の鉛直荷重を受けたときに前記スラブが前記杭に対して下方へ動くようにすることができ、前記鉛直荷重を前記杭に伝え難くすることができる。これにより、前記杭が負担する荷重を低減させることができ、前記杭を小型化することができる。このため、前記杭を効率的に施工することができる。
【０００９】
前記スラブの下面に少なくとも１つの突起が設けられている。これにより、前記杭が受ける水平力が前記スラブに伝わったときに該スラブと前記地盤との間に生じる摩擦抵抗を大きくすることができ、前記スラブに負担させる水平力を増大させることができる。これにより、前記杭が負担する荷重をより一層低減させることができる。前記突起は、格子状の平面形状を有するものとすることができ、前記貫通穴を中心とする環状の平面形状を有するものとすることができる。
【００１０】
前記スラブは、前記貫通穴を有する第１部分と、該第１部分の周囲の第２部分とを有し、前記第１部分は、前記第２部分より厚さが厚い。前記第１部分の厚さが前記第２部分の厚さより厚いことにより、前記第１部分の支圧強度を高めることができる。これにより、前記スラブに負担させる水平力を増大させることができ、前記杭が負担する荷重をより一層低減させることができる。
【００１１】
前記貫通穴に止水材が充填されている。前記止水材は、前記地盤の中の水が前記貫通穴を経て前記建物の内部へ浸入するのを阻止する。
【００１２】
本発明に係る建物の構築方法は、水平方向に間隔を置かれた複数の杭を、各杭の一部が地盤の上方に位置するように該地盤の中に設けること、前記杭の断面積とほぼ等しい面積を有する貫通穴を備えるスラブを、前記貫通穴が前記杭を受け入れるように前記地盤の上に設けることを含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、地盤の上に設けられたスラブが、杭を受け入れる、該杭の断面積とほぼ等しい面積を有する貫通穴を備えることにより、前記杭が地震時に受ける水平力を前記スラブに負担させることができる。また、前記スラブが鉛直荷重を受けたときに前記スラブが前記杭に対して下方へ動くようにすることができ、前記鉛直荷重を前記杭に伝え難くすることができる。これにより、前記杭が負担する荷重を低減させることができ、前記杭を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施例に係る建物の縦断面図。
【図２】図１の線２における建物の拡大図。
【図３】図２の線３における建物の水平断面図。
【図４】本発明の第２実施例に係る建物の水平断面図。
【図５】本発明の第３実施例に係る建物の水平断面図。
【図６】本発明の第４実施例に係る建物の水平断面図。
【図７】本発明の第５実施例に係る建物の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１、２に示すように、建物１０が構築されており、該建物は、地盤１２の中に水平方向に間隔を置いて設けられた複数の杭１４と、各杭を受け入れる貫通穴１６を有する、地盤１２の上に設けられたスラブ１８とを含む。杭１４は、地盤１２から上方へ伸びており、地盤１２の上方において柱を形成している。杭１４は既製コンクリート杭である。
【００１６】
建物１０は、隣接する２つの杭１４を連結する、地盤１２の上方に配置された梁２０を有し、該梁の上に屋根（図示せず）が設けられている。建物１０は、図１に示した例では、１階建ての建物であるが、これに代え、２階建ての建物でもよいし、３以上の階層を有する建物でもよい。建物１０は、住宅に用いられてもよいし、店舗、倉庫等の住宅以外のものに用いられてもよい。
【００１７】
地盤１２の表層１２ａは地盤改良されている。前記地盤改良は、地表から約１ｍの深さまでの範囲においてなされており、これにより、地盤１２の表層１２ａの、杭１４及びスラブ１８に対する支持力が高められている。前記地盤改良は、例えば、地盤１２の表層１２ａの中へセメント系の固化剤を注入することによりなされている。
【００１８】
スラブ１８は鉄筋コンクリートからなり、スラブ１８の下面に少なくとも１つの突起２２が設けられている。スラブ１８は、貫通穴１６を有する第１部分２４と、該第１部分の周囲の第２部分２６とを有する。第１部分２４の厚さは第２部分２６の厚さより厚い。突起２２は、スラブ１８の第２部分２６に設けられており、図３に示すように、格子状の平面形状を有する。貫通穴１６は前記格子状の平面形状の升目の中に位置する。
【００１９】
貫通穴１６は、杭１４の断面積とほぼ等しい面積を有する。杭１４の断面積とは、杭１４の外周により囲まれた部分の面積をいう。図３に示した例では、杭１４が中空であるが、この場合、杭１４の断面積は、杭１４の中空部の面積と、前記中空部を取り巻くコンクリート部分の面積との合計である。貫通穴１６は、杭１４の断面形状と等しい形状を有する。図３に示した例では、杭１４の断面形状及び貫通穴１６の形状は、いずれも、円形である。貫通穴１６に止水材２８が充填されている。止水材２８は、ゴム、合成樹脂等からなり、地盤１２の中の水が貫通穴１６を経て建物１０の内部へ浸入するのを阻止する。
【００２０】
建物１０を構築するとき、まず、水平方向に間隔を置かれた複数の杭１４を、各杭の一部が地盤１２の上方に位置するように該地盤の中に設ける。次に、地盤１２の表層１２ａを地盤改良する。その後、杭１４の断面積とほぼ等しい面積を有する貫通穴１６を備えるスラブ１８を、貫通穴１６が杭１４を受け入れるように地盤１２の上に設ける。杭１４を地盤１２の中に設けた後に前記地盤改良を行う上記の例に代え、杭１４を地盤１２の中に設ける前に前記地盤改良を行ってもよい。
【００２１】
スラブ１８を地盤１２の上に設けるとき、まず、地盤１２の表面に、突起２２の平面形状に対応する平面形状を有する凹所（図示せず）を形成し、その後、地盤１２の上方に鉄筋（図示せず）を配置し、該鉄筋の高さより高い高さまで地盤１２の上にコンクリートを打設する。地盤１２の上へのコンクリートの打設の前に、止水材２８を、該止水材が地盤１２の上方において杭１４を取り巻くように該杭に取り付ける。止水材２８は、図１に示した例では、ゴム製のシートからなる。この場合、止水材２８を杭１４に取り付けるとき、前記シートを、該シートが地盤１２の上方に配置されるように杭１４に巻き付ける。スラブ１８は、場所打ちコンクリートからなる上記の例に代え、プレキャストコンクリートからなるものでもよい。
【００２２】
地盤１２の上に設けられたスラブ１８が、杭１４を受け入れる、該杭の断面積とほぼ等しい面積を有する貫通穴１６を備えることにより、杭１４が地震時に受ける水平力をスラブ１８に伝えることができ、前記水平力をスラブ１８に負担させることができる。また、地盤１２の上に設けられたスラブ１８が、杭１４を受け入れる貫通穴１６を備えることにより、スラブ１８が自重、積載荷重等の鉛直荷重を受けたとき、スラブ１８は杭１４に対して下方へ動くことが可能であり、スラブ１８が受ける鉛直荷重は、主に地盤１２に伝わり、杭１４に伝わり難い。これにより、スラブ１８が受ける鉛直荷重を杭１４に負担させないようにすることができ、杭１４が負担する荷重を低減させることができる。このため、杭１４を小型化することができ、杭１４を経済的に施工することができる。
【００２３】
スラブ１８の下面に突起２２が設けられていることにより、杭１４が受ける水平力がスラブ１８に伝わったときに該スラブと地盤１２との間に生じる摩擦抵抗を大きくすることができる。これにより、スラブ１８に負担させる水平力を増大させることができ、杭１４が負担する荷重をより一層低減させることができる。突起２２は、図１に示した例では、スラブ１８の第２部分２６の全部に設けられているが、これに代え、第２部分２６の一部に設けられていてもよい。この場合、突起２２は、スラブ１８の第１部分２４の近傍に設けられたものとすることができる。
【００２４】
スラブ１８の第１部分２４の厚さが第２部分２６の厚さより厚いことにより、第１部分２４の支圧強度を高めることができる。これにより、スラブ１８に負担させる水平力を増大させることができ、杭１４が負担する荷重をより一層低減させることができる。スラブ１８の第１部分２４の厚さは、スラブ１８に負担させる水平力に応じて変更することができる。スラブ１８に負担させる水平力によってはスラブ１８の第１部分２４の厚さと第２部分２６の厚さとが等しくてもよい。
【００２５】
地盤１２の表層１２ａが地盤改良されていることにより、地盤１２の表層１２ａを強固にすることができ、杭１４が受ける水平力がスラブ１８に伝わったときにスラブ１８が地盤１２の表層１２ａに取ることができる反力を増すことができる。これにより、スラブ１８に負担させる水平力を増大させることができ、杭１４が負担する荷重をより一層低減させることができる。前記地盤改良がなされる範囲は、スラブ１８に負担させる水平力の大きさ、地盤１２の表層１２ａの、杭１４及びスラブ１８に対する支持力等に応じて変更することができる。なお、地盤１２の表層１２ａは、杭１４及びスラブ１８を支持するために十分な支持力を既に有している場合、地盤改良されていなくてもよい。
【００２６】
仮に貫通穴１６の面積が杭１４の断面積より著しく大きい場合、杭１４が地震時に受ける水平力をスラブ１８に伝えることができない。図１に示した例では、貫通穴１６の面積は、杭１４の断面積より僅かに大きいが、杭１４の断面積とほぼ等しく、杭１４が地震時に受ける水平力をスラブ１８に伝えることができる程度の大きさである。貫通穴１６に止水材２８が充填されている図１に示した例に代え、貫通穴１６に止水材２８が充填されていなくてもよい。この場合、杭１４の外面と貫通穴１６の内面とが接していてもよいし、杭１４の外面と貫通穴１６の内面との間に隙間があってもよい。
【００２７】
杭１４は、地盤１２の、比較的強固な支持層に支持されていることが多い。この場合、一定期間における、地盤１２の表層１２ａに支持されたスラブ１８の沈下量は、前記支持層に支持された杭１４の沈下量より大きい。仮にスラブ１８が杭１４に固定されている場合、スラブ１８は、杭１４から比較的遠い場所では沈下するが、杭１４の近傍では沈下しない。このため、スラブ１８に凹凸が生じ、スラブ１８を水平な状態に維持することができない。これに対して、スラブ１８が、杭１４を受け入れる貫通穴１６を有する場合、スラブ１８の沈下時にスラブ１８は杭１４に対して下方へ動くことができ、スラブ１８は、その全体がほぼ均一に沈下する。このため、スラブ１８に凹凸が生じることはなく、スラブ１８を水平な状態に維持することができる。
【００２８】
杭１４は、既製のコンクリート杭である上記の例に代え、既製の鋼杭でもよいし、場所打ちコンクリート杭でもよい。杭１４が既製のコンクリート杭又は鋼杭である場合、杭１４が場所打ちコンクリート杭である場合に比べて、杭１４が設けられる場所に打設されるコンクリートの量が少なく、建物１０の構築を短期間に行うことができる。
【００２９】
杭１４の断面形状は、円形である図３に示した例に代え、四角形、Ｈ形等の他の形状でもよい。貫通穴１６の形状は、杭１４の断面形状と等しい図３に示した例に代え、杭１４の断面形状と異なっていてもよい。例えば、杭１４の断面形状が円形であり、貫通穴１６の形状が、四角形や六角形のような多角形でもよい。
【００３０】
突起２２は、格子状の平面形状を有する図３に示した例に代え、図４に示す例では、貫通穴１６を中心とする環状の平面形状を有する。図４に示した例では、スラブ１８の下面に複数の突起２２が設けられており、各突起２２は、貫通穴１６を中心とする環状の平面形状を有する。前記平面形状は四角形である。スラブ１８の下面に複数の突起２２が設けられている図４に示した例に代え、スラブ１８の下面に１つの突起２２が設けられていてもよい。前記平面形状は、四角形である図４に示した例に代え、三角形、五角形、六角形等のような他の多角形でもよいし、図５に示すように、円形でもよい。
【００３１】
スラブ１８の下面に、貫通穴１６を中心とする環状の平面形状を有する突起２２が設けられている図４、５に示した例に代え、図６に示す例では、貫通穴１６の周方向に間隔を置かれた複数の第１突起２２ａと、貫通穴１６の周方向に間隔を置かれた複数の第２突起２２ｂであってそれぞれが第１突起２２ａから貫通穴１６の径方向に間隔を置かれた複数の第２突起２２ｂとが設けられている。
【００３２】
スラブ１８の第１部分２４は、図２に示した例では、貫通穴１６の半径の１．５倍ないし２倍に相当する距離を貫通穴１６の中心から該貫通穴の径方向に隔てられた位置まで存在するが、図７に示す例では、貫通穴１６の半径の３倍ないし４倍に相当する距離を貫通穴１６の中心から該貫通穴の径方向に隔てられた位置まで存在する。スラブ１８の第１部分２４の存在範囲を広くすることにより、貫通穴１６の近傍においてより広い範囲にわたってスラブ１８の圧縮強度を高めることができ、スラブ１８に負担させる水平力を増大させることができる。スラブ１８の第１部分２４の存在範囲は、スラブ１８に負担させる水平力に応じて変更することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０    建物
１２    地盤
１４    杭
１６    貫通穴
１８    スラブ
２２    突起
２４    第１部分
２６    第２部分
２８    止水材
【図１】
2011032698.tif 000003
【図２】
2011032698.tif 000004
【図３】
2011032698.tif 000005
【図４】
2011032698.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011032698.tif 000008
【図７】
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