(57)【要約】【課題】地震のエネルギーを制震部材によって吸収して構造物への影響を小さくすることができ、構造物に作用する地震のエネルギーを杭頭部で吸収して地震時の基礎の損傷を防止することができ、さらに安価な制震部材を使用することでコストダウンを図ることができる制震構造および制震工法を提供することを目的としている。【解決手段】上部構造物３を支持する杭１が備えられているとともに地震による上部構造物３の動きが制御される制震構造において、杭１の杭頭部には、地震力を吸収する制震部材４が設けられている。【選択図】      図１
2004211303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造物を支持する杭が備えられているとともに地震による前記上部構造物の動きが制御される制震構造において、
前記杭の杭頭部には、地震力を吸収する制震部材が設けられていることを特徴とする制震構造。
【請求項２】
請求項１記載の制震構造において、
前記制震部材は、低降伏点鋼から形成されていることを特徴とする制震構造。
【請求項３】
請求項１または２記載の制震構造において、
前記杭と前記制震部材とは、一体化されていることを特徴とする制震構造。
【請求項４】
上部構造物を支持する杭を有するとともに地震による前記上部構造物の動きを制御する制震工法において、
予め、前記杭の杭頭部に地震力を吸収する制震部材を設け、前記杭と前記制震部材とを一体に打設することを特徴とする制震工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、杭を有する構造物の制震構造および制震工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、地震によって構造物に伝達される力を出来るだけ小さくするため、構造物と基礎との間に摩擦板の上を自由に動く免震部材を介在させる免震構造（スリップ方式）や、構造物と基礎との間に構造物を支持する弾性ばねとエネルギーを吸収するためのダンパーからなる免震部材を介在させる免震構造（弾性支持方式）が提供されている。また、地震による構造物の動きを人為的に制御するため、構造物内部に地震のエネルギーを吸収するダンパー等の制震部材を設置する制震構造が提供されている。
【０００３】
また、近年では、杭頭部と基礎との間に積層ゴム等の免震部材が介在されている構造が提案されている。この構造は、根切り底に配置された杭などの地業の上に、積層ゴム等の免震部材を固定し、この免震部材の天面に鉄筋を突設し、この鉄筋を埋設するように基礎を形成する構成からなるものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３１０３５９号公報  （第２−３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の免震構造によると、免震部材をメンテナンスするためにピットが必要となり、ピット構築には相当の期間および費用がかかるという問題が存在する。また、上記した従来の制震構造によると、大きな地震が起きたとき、上部の構造物への影響は軽減されるが、構造物の浮き上がり現象等が生じて基礎が損傷するという問題が存在する。さらに、杭頭部と基礎との間に積層ゴム等の免震部材が介在されている構造では、免震部材が高価であるため施工コストが嵩むという問題が存在する。
【０００６】
本発明は、上記した問題が考慮されたものであり、地震のエネルギーを制震部材によって吸収して構造物への影響を小さくすることができ、構造物に作用する地震のエネルギーを杭頭部で吸収して地震時の基礎の損傷を防止することができ、さらに安価な制震部材を使用することでコストダウンを図ることができる制震構造および制震工法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上部構造物を支持する杭が備えられているとともに地震による前記上部構造物の動きが制御される制震構造において、前記杭の杭頭部には、地震力を吸収する制震部材が設けられていることを特徴としている。
【０００８】
このような特徴により、免震部材に比べ安価な制震部材によって地震のエネルギーは吸収され、地震による上部構造物の動きは制御される。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の制震構造において、前記制震部材は、低降伏点鋼から形成されていることを特徴としている。
【００１０】
このような特徴により、制震部材の減衰性能は温度や周波数に依存されない。また、低降伏点鋼により形成された制震部材は、鉛ダンパーやオイルダンパー等に比べて安価である。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の制震構造において、前記杭と前記制震部材とは、一体化されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、上部構造物を支持する杭を有するとともに地震による前記上部構造物の動きを制御する制震工法において、予め、前記杭の杭頭部に地震力を吸収する制震部材を設け、前記杭と前記制震部材とを一体に打設することを特徴としている。
【００１３】
このような特徴により、杭を打設しながら杭頭部に制震部材を固定する必要がなく、工期が短縮されるとともに、制震部材を固定する際に足元が安定した作業場が確保される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る制震構造および制震工法の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態では、杭には鋼管杭１が使用され、この鋼管杭１はフーチング２（基礎）を介して上部構造体３を支持している。
【００１５】
まず、発明に係る制震構造の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１に示すように、地盤Ｇ内には、鋼管杭１が鉛直に打設されている。鋼管杭１の杭頭部天端面には、鋼管杭１と同じ断面形状に形成された減衰性能を備える制震部材４が鋼管杭１と同軸上に固定されている。鋼管杭１の杭頭部天端面と制震部材４とは、杭周溶接により接合されており、鋼管杭１と制震部材４とは一体化されている。制震部材４の上方には、鉄筋コンクリート造のフーチング２が設けられている。制震部材４とフーチング２との間には、下端が制震部材４に固定され上端がフーチング２内に定着する図示せぬ杭頭鉄筋が複数等間隔に設けられており、制震部材４とフーチング２とは一体化されている。フーチング２の上方には、鉄筋コンクリート造や鉄骨造等の上部構造物３が築造されている。
【００１７】
上記した制震部材４は、低降伏点鋼によって形成されており、この低降伏点鋼は、添加元素を極力低減した純鉄に近いものであり、塑性変形能力が大きいことを特徴とする材料である。低降伏点鋼は、降伏点が１００Ｎ／ｍｍ２から２２５Ｎ／ｍｍ２程度、伸び性能が４０％から５０％程度の性能を有している。
【００１８】
次に、本発明に係る制震工法について、図面に基づいて説明する。
【００１９】
予め、鋼管杭１の製作工場や杭打設現場等で鋼管杭１の杭頭部天端面に制震部材４を固定しておき、鋼管杭１と制震部材４とを一体化する。次に、アースオーガ等で掘削された杭孔に、制震部材４が杭頭部天端面に設けられている鋼管杭１を打設する。次に、フーチング２を形成するために、所定の深さ及び所定の寸法を掘削する。このとき、根切り底に凸設する制震部材４の上端部に図示せぬ杭頭鉄筋を鉛直に突設させる。次に、フーチング２の図示せぬ鉄筋を配筋するとともにフーチング２の形状に合わせて図示せぬ型枠を建て込み、制震部材４より凸設した図示せぬ杭頭鉄筋と一体にコンクリートを打設して、フーチング２を形成する。このとき、フーチング２内に上部構造物３の鉄筋や鉄骨の一部を定着させ、この鉄筋や鉄骨をフーチング２上面に突設させておく。次に、フーチングの上方に上部構造物３を築造する。
【００２０】
上記した制震構造および制震工法によれば、地盤Ｇの深層から発振される地震のエネルギーは鋼管杭１に伝達される。鋼管杭１に伝達された地震のエネルギーは制震部材４を経由してフーチング２、上部構造物３に伝達されるが、制震部材４の減衰性能によって地震のエネルギーは吸収されるため、フーチング２や上部構造物３に伝達される地震のエネルギーは小さくなる。これによって、地震時のフーチング２および上部構造物３への影響は軽減され、フーチング２および上部構造物３の損傷を抑止することができる。
【００２１】
また、制震部材４には低降伏点鋼が使用されるため、制震部材４の減衰性能は温度や周波数に左右されず、安定した効果が得られるとともに、制震部材４は安価になり、施工コストを低減することができる。さらに、制震部材４は予め鋼管杭１の杭頭部に固定されているため、鋼管杭１を打設しながら杭頭部に制震部材４を溶接する必要がなく、鋼管杭１の打設時間が短縮されるとともに、制震部材４を溶接する際には足元が安定した作業場で作業がされる。これによって、施工期間の短縮を図ることができ、さらに高品質の溶接を望むことができる。
【００２２】
以上、本発明に係る制震構造および制震工法の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施の形態では、制震部材４は鋼管杭１の杭頭部天端面に固定されているが、図２に示すように、鋼管杭１の杭頭部中間に介在させてもよい。また、本実施の形態では鋼管杭１を使用しているが、本発明は杭の種類を問わず適用されるものであり、遠心力鉄筋コンクリート杭（ＲＣ杭）、遠心力プレストレストコンクリート杭（ＰＣ杭）、遠心力高強度プレストレストコンクリート杭（ＰＨＣ杭）、外殻鋼管付きコンクリート杭（ＳＣ杭）或いは場所打ちコンクリート杭等でもよい。
【００２３】
また、本実施の形態では、制震部材４に低降伏点鋼を鋼管杭１と同じ形状に形成したものを使用しているが、鉛ダンパーやオイルダンパーを使用してもよい。また、本実施の形態では、制震部材４は溶接により鋼管杭１に固定されているが、ボルトによって固定してもよく、制震部材４と鋼管杭１とを螺合させてもよい。さらに、コンクリート杭の場合では、制震部材４に鉄筋を突設させて該鉄筋をコンクリート杭のコンクリート部に定着させてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係る制震構造および制震工法によれば、杭頭部に減衰性能を有する制震部材を設けることで、杭から伝達される地震のエネルギーを制震部材で吸収して上部構造物への影響を小さくすることができる。また、地震のエネルギーを杭頭部で吸収するため、地震時の基礎の損傷を防止することができる。さらに、安価な制震部材を使用することでコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制震構造および制震工法の実施の形態を説明するための側面図である。
【図２】本発明に係る制震構造および制震工法の制震部材が杭頭部中間にある場合の実施の形態を説明するための側面図である。
【符号の説明】
１  鋼管杭（杭）
２  フーチング
３  上部構造物
４  制震部材
【図１】
2004211303.tif 000003
【図２】
2004211303.tif 000004