(57)【要約】【課題】基礎梁を不要にできる、或いは基礎梁を構築する場合でも基礎断面の大きさを抑制しつつ、杭頭の水平変位を抑制することができる土間ブレース構造を提供する。【解決手段】土間ブレース構造は、地盤１００に打ち込まれた杭２の杭頭２２に柱３の柱脚３２が接合された接合部１１を有する杭柱体１が間隔をおいて複数設けられた構造を有しており、各杭柱体１の接合部１１は、一直線とならないように配置される少なくとも２本のブレース５で他の杭柱体１の接合部１１に連結されている．【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に打ち込まれた杭の杭頭に柱の柱脚が接合された接合部を有する杭柱体が間隔をおいて複数設けられており、上記杭柱体の接合部は、一直線とならないように配置される少なくとも２本のブレースで他の杭柱体の接合部に連結されていることを特徴とする土間ブレース構造。
【請求項２】
請求項１に記載の土間ブレース構造において、上記杭柱体の接合部および上記ブレースがコンクリートで埋められていることを特徴とする土間ブレース構造。
【請求項３】
請求項２に記載の土間ブレース構造において、上記ブレースの表面が上記コンクリートに接することを特徴とする土間ブレース構造。
【請求項４】
請求項２に記載の土間ブレース構造において、上記ブレースの表面が上記コンクリートに接しないことを特徴とする土間ブレース構造。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の土間ブレース構造において、上記接合部から周囲部がはみ出す大きさの板材が上記杭頭と柱脚の間に設けられ、上記板材に上記ブレースが連結されることを特徴とする土間ブレース構造。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の土間ブレース構造において、上記杭頭または柱脚に上記ブレースが連結されることを特徴とする土間ブレース構造。
【請求項７】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の土間ブレース構造において、上記杭柱体の接合部の周囲側に環状の金具が取り付けられ、上記金具に上記ブレースが連結されることを特徴とする土間ブレース構造。
【請求項８】
請求項７に記載の土間ブレース構造において、上記金具が上記接合部の周囲側で上側および下側に壁を形成し、上記上側および下側の壁の内側に硬化材料が充填されることを特徴とする土間ブレース構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地盤に打ち込まれた杭の杭頭に柱の柱脚が接合された接合部を有する杭柱体が間隔をおいて複数設けられた土間の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、軟弱な地盤に対して杭基礎を施工する工法が知られている。この杭基礎の構造は、地盤に打ち込まれた杭に、基礎梁を介して柱が接合される構造となる。
【０００３】
また、特許文献１には、地盤に打ち込まれた杭に柱を直接に接合する杭柱一体構造が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、杭頭と、柱脚フランジ、柱脚フランジに固定されたナットに螺合する角度調整用ボルト、両フランジを貫通する締め付け用ボルト及び両フランジ間に充填されたコンクリートまたはモルタルを備えた鋼管柱と鋼管杭の接合構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第６０９６３６７号
【特許文献２】特開２００４−１９３３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の杭基礎構造では、基礎梁を構築する必要があり、鉄筋等の素材が多く必要になるため高コスト化する。また、特許文献１および特許文献２の杭柱一体構造では、基礎を不要にできる利点があるものの、隣り合う杭柱は相互の連結が無く、杭頭の水平変位を抑制することが容易でない。
【０００７】
この発明は、上記の事情に鑑み、基礎梁を不要にできる、或いは基礎を構築する場合でも基礎断面の大きさを抑制しつつ、杭頭の水平変位を抑制することができる土間ブレース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】
【０００８】
この発明の土間ブレース構造は、上記の課題を解決するために、地盤に打ち込まれた杭の杭頭に柱の柱脚が接合された接合部を有する杭柱体が間隔をおいて複数設けられており、上記杭柱体の接合部は、一直線とならないように配置される少なくとも２本のブレースで他の杭柱体の接合部に連結されていることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成であれば、上記杭柱体が他の杭柱体とブレースで連結されるので、杭頭の水平変位を抑制することができる。また、基礎梁を不要とすることが可能であり、このような基礎梁構築のための工事負担を軽減し、工期短縮やコスト抑制を図ることができる。また、基礎梁を設ける場合でも、基礎断面を小さくすることができる利点がある。
【００１０】
上記杭柱体の接合部および上記ブレースがコンクリートで埋められていてもよい。これによれば、上記接合部間の水平引っ張り力をブレースが受け止め、土間に対する水平圧縮力については上記コンクリートで受け止めることができる。
【００１１】
上記ブレースの表面が上記コンクリートに接してもよい。この場合は、上記ブレースは鉄筋コンクリート造における鉄筋と同様の機能を発揮できるので、土間の全体剛性を向上させることができる。また、上記ブレース上のコンクリートの厚さ（かぶり）を十分に確保すれば、上記ブレースの変位によって上記コンクリートが割れてしまうのを抑制できる。
【００１２】
一方、上記ブレースの表面が上記コンクリートに接しなくてもよい。これによれば、上記ブレースが変位で上記コンクリートが割れるのを防止できる。また、上記コンクリートによって上記ブレースの座屈が拘束されるので、いわゆる座屈拘束ブレースと同様の原理で、上記ブレース５は引っ張り力だけでなく圧縮に対しても変位抑制が可能になる。
【００１３】
上記接合部から周囲部がはみ出す大きさの板材が上記杭頭と柱脚の間に設けられ、上記板材に上記ブレースが連結されてもよい。
【００１４】
或いは、上記杭頭または柱脚に上記ブレースが連結されてもよい。
【００１５】
或いは、上記杭柱体の接合部の周囲側に環状の金具が取り付けられ、上記金具に上記ブレースが連結されていてもよい。また、この構成において、上記金具が上記接合部の周囲側で上側および下側に壁を形成し、上記上側および下側の壁の内側に硬化材料が充填されてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明であれば、基礎梁を不要にできる、或いは基礎梁を構築する場合でも基礎断面の大きさを抑制することができ、また、杭頭の水平変位を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施形態の土間ブレース構造における杭柱体およびブレースの配置例を示した説明図である。
【図２】同図（Ａ）は、図１の土間ブレース構造における杭柱体の接合部の構成例を示した平面視の説明図であり（ブレースおよびブレース連結用のボルトは省略している。）、同図（Ｂ）は同構成例の地中内の側面視による説明図である（柱脚と杭頭との接合用のボルトは省略している。）。
【図３】図１の土間ブレース構造における杭柱体の接合部を分解し、ボルトやブレースを省略して示した概略の斜視図である。
【図４】この発明の他の実施形態の土間ブレース構造における杭柱体の接合部の構成例を示した概略の斜視図である。
【図５】この発明の他の実施形態の土間ブレース構造における杭柱体の接合部の構成例および施工例を示した説明図である。
【図６】この発明の他の実施形態の土間ブレース構造における杭柱体およびブレースの配置例を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。この実施形態の土間ブレース構造では、図１、図２（Ａ）、図２（Ｂ）および図３に示すように、複数の杭柱体１が間隔をおいてマトリクス状に地盤１００に打ち込まれている。上記杭柱体１は、地盤１００に打ち込まれた杭２の杭頭２２に柱３の柱脚３２が接合された接合部１１を有する構造となっている。
【００１９】
上記杭２は、例えば、杭本体部２１が円形鋼管からなり、上端部には杭本体部２１の外径を超える大きさの円盤状の杭頭２２が溶接により固定されている。上記杭頭２２には杭本体部２１の外側となる位置において、鉛直方向に貫通するボルト挿通孔２２ａが複数形成されている。
【００２０】
また、柱３は、例えば、柱本体部３１が角形鋼管からなり、下端部には柱本体部３１の外周を超える大きさの円盤状の柱脚３２が溶接により固定されている。上記柱脚３２には柱本体部３１の外側となる位置において、鉛直方向に貫通するボルト挿通孔３２ａが複数形成されている。
【００２１】
そして、各杭柱体１の接合部１１は、一直線とならないように配置される少なくとも２本のブレース５で他の杭柱体１の接合部１１に連結されている。図１に例示したブレース５の配置形態では、隣接する全ての杭柱体１の接合部１１同士がブレース５で連結されており、最も多いもので８本のブレース５が連結される。なお、各接合部１１に連結される複数のブレース５のなかには、一直線となる組や直交する組が存在するが、一直線とはならず且つ直交もしない組も存在する。
【００２２】
また、各ブレース５は図示しないターンバックルを備えていてもよく、このターンバックルによって、当該ブレースにテンションを与える状態或いはテンションを与える直前の状態を形成することができる。もちろん、上記ブレース５は、上記ターンバックルを有する構造に限定されるものではない。
【００２３】
そして、この例では、上記杭頭２２と上記柱脚３２との間に板材である円盤状部材４が介在されている。この円盤状部材４の外径は、上記杭頭２２および上記柱脚３２の外径よりも大きくされている。上記円盤状部材４には、上記ボルト挿通孔２２ａ、３２ａの配置態様に対応させて、複数のボルト挿通孔４ａが形成されている。上記ボルト挿通孔２２ａ、３２ａ、４ａにボルト１１ａが挿通され、ナットが締め付けられることで、上記杭頭２２と上記柱脚３２と上記円盤状部材４とが一体化される。さらに、上記円盤状部材４の上記杭頭２２および上記柱脚３２からはみ出る周囲部分には、例えば８個のボルト挿通孔４ｂが等間隔で形成されている。上記ボルト挿通孔４ｂにボルト・ナット６を装着して上記ブレース５の端部を上記円盤状部材４に固定することができる。なお、上記のボルト・ナット６で上記ブレース５を上記円盤状部材４に固定することに限らず、現場で溶接によって上記ブレース５を上記円盤状部材４（板材）に固定してもよい。
【００２４】
そして、上記の土間ブレース構造では、上記地盤１００上にコンクリート１０１が打設されており、このコンクリート１０１内に上記杭２の杭本体部２１の上部、上記接合部１１、上記ブレース５、および上記柱３の柱本体部３１の下部が埋設される。一例として、図２（Ｂ）において、接合部１１の下側の地盤掘込深さを２５０ｍｍ程度とし、地盤１００の上面からブレース５の下面までの深さを５０ｍｍ程度とし、ブレース５の厚さを２０ｍｍ程度とし、ブレース５の上面からコンクリート１０１の上面までの厚さを１３０ｍｍ程度とすることができる。また、上記ブレースと５の下側の位置等に鉄筋１０２を配置することができる。
【００２５】
上記の構成であれば、杭柱体１の接合部１１が他の杭柱体１の接合部１１とブレース５で連結されるので、杭頭２２の水平変位を抑制することができる。なお、上記接合部１１は、上記杭柱体１においてダイアフラムの役割を果たしているとも言える。また、基礎梁を不要とすることが可能であり、このような基礎構築のための工事負担を軽減し、工期短縮やコスト抑制を図ることができる。また、基礎梁を設ける場合でも、基礎断面を小さくすることができる効果がある。
【００２６】
上記杭柱体１の接合部１１および上記ブレース５がコンクリート１０１で埋められていると、上記接合部１１間の水平引っ張り力はブレース５で受け止め、土間に対する水平圧縮力については上記コンクリート１０１で受け止めることができる。
【００２７】
上記ブレース５の表面が上記コンクリート１０１に接するようにした場合、上記ブレース５は鉄筋コンクリート造における鉄筋と同様の機能を発揮することになるので、土間コンクリートの全体剛性を向上させることができる。なお、上記ブレースの表面形状を異形棒鋼と同様の表面形状とするようにしてもよい。また、上記ブレース５上のコンクリート１０１の厚さ（かぶり）を十分に確保すれば、上記ブレース５の変位によって上記コンクリート１０１が割れるのを抑制できる。
【００２８】
一方、上記ブレース５の表面が上記コンクリート１０１に接しないようにした場合、上記ブレース５の変位で上記コンクリート１０１が割れるのを防止できる。また、上記コンクリート１０１によって上記ブレース５の座屈を拘束できるので、いわゆる座屈拘束ブレースと同様の原理で、上記ブレース５は引っ張り力だけでなく圧縮に対しても杭頭の変位抑制が可能になる。
【００２９】
上記ブレース５の表面を上記コンクリート１０１に接しないようにする構造としては、上記ブレース５となる丸鋼やワイヤの表面に塗布材（剥離剤や塗料等）を塗布する構造、粘着テープ等のテープを巻いた構造、上記ブレース５をシース管等の管部材内に収容する構造等がある。
【００３０】
なお、上記ブレース５の表面が上記コンクリート１０１に接する場合および接しない場合のいずれも、上記ブレースにテンションを掛けておく必要は必ずしもない。
【００３１】
また、図４に示すように、上記ブレース５は、上記杭柱体１の接合部１１における柱脚３２に溶接等によって固定されていてもよい。また、上記ブレース５は、上記柱脚３２ではなく、杭頭２２に固定されていてもよいし、或いは柱脚３２と杭頭２２の両方に固定されていてもよい。
【００３２】
或いは、図５に示すように、上記杭柱体１の接合部１１の周囲側に環状の金具７が取り付けられ、上記金具７に上記ブレース５が連結されていてもよい。上記金具７は、例えば、２個の半環部７１、７１からなる。そして、各半環部７１には、縦面部を有する複数の連結部７１ａが一定の角度間隔で形成されている。上記連結部７１ａは上記ブレース５をボルトとナットで締結することを可能にするとともに、半環部７１、７１同士を接合することを可能にする。
【００３３】
また、上記金具７は、上記接合部１１の周囲側で上側および下側に壁を形成し、上記上側および下側の壁の内側にモルタル等の硬化材料７０を充填できるようにしている。上記硬化材料７０の充填により、上記接合部１１の実質的な厚みを厚くして、上記接合部１１の強度向上を図ることができる。なお、この例では、杭頭２２に複数のモルタル用貫通孔２２ｂを形成するとともに、柱脚３２にも複数のモルタル用貫通孔３２ｂを形成しており、上記モルタル用貫通孔２２ｂとモルタル用貫通孔３２ｂとが上下に連通するようにしている。これにより、柱脚３２上に充填される硬化材料７０は、上記モルタル用貫通孔３２ｂからモルタル用貫通孔２２ｂを通って地盤１００の上面側へと流れ、上記接合部１１の上側および下側において存在することになる。なお、上記接合部１１の下側の地盤には掘り込みを形成しておらず、杭頭２２のすぐ下に地盤１００の上面が位置するようにしている。また、土間には上記金具７の高さを越えてコンクリート１０１が投入される。
【００３４】
また、ブレース５の配置形態は、図１に示したものに限られない。例えば、図６に示す配置形態を採用してもよい。この図６に示す配置形態では、一直線とはならず且つ直交もしないで配置される少なくとも２本のブレース５によって各杭柱体１の接合部１１が他の近接する杭柱体１の接合部１１に連結される。なお、図６における杭柱体１１Ａに連結される４本のブレース５についても、一直線とはならず且つ直交もしないで配置されるとみることができる。もちろん、ブレース５の配置形態はこれらに限定されるものではなく、建物上部構造の形状や荷重状況に応じて変化しうる。
【００３５】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１      ：杭柱体
２      ：杭
３      ：柱
４      ：円盤状部材（板材）
４ａ    ：ボルト挿通孔
４ｂ    ：ボルト挿通孔（ブレース固定用）
５      ：ブレース
６      ：ナット
７      ：金具
１１    ：接合部
１１ａ  ：ボルト
２１    ：杭本体部
２２    ：杭頭
２２ａ  ：ボルト挿通孔
２２ｂ  ：モルタル用貫通孔
３１    ：柱本体部
３２    ：柱脚
３２ａ  ：ボルト挿通孔
３２ｂ  ：モルタル用貫通孔
７０    ：硬化材料
７１    ：半環部
７１ａ  ：連結部
１００  ：地盤
１０１  ：コンクリート
１０２  ：鉄筋
【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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