(57)【要約】【課題】杭とフーチングとの間の接合構造に、より高い地震エネルギ吸収性能を付与すること。【解決手段】地中に設置された杭（１０）と、杭上に載置されたフーチング（１２）との接合構造（２２）に係り、杭及びフーチングの内部に配置され、杭及びフーチングにそれぞれ定着された両端部（２６，２８）を有する、形状記憶合金からなる少なくとも１つの鋼棒（２４）を含む。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に設置された杭と、該杭上に載置されたフーチングとの接合構造であって、前記杭及び前記フーチングの内部に配置され、前記杭及び前記フーチングにそれぞれ定着された両端部を有する、形状記憶合金からなる少なくとも１つの鋼棒を含む、接合構造。
【請求項２】
前記鋼棒の端部以外の部分は、前記杭又は前記フーチングに定着されていない、請求項１に記載の接合構造。
【請求項３】
前記鋼棒の両端部以外の部分は、前記杭及び前記フーチングの双方に定着されてない、請求項１に記載の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に設置された杭と、該杭上に載置されたフーチングとの接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建物を支持するために地中に設置される杭と、前記建物の上部構造の荷重を前記杭に伝達する役割を担うフーチングとの接合構造として、前記杭及び前記フーチングの内部に配置され、前記杭及び前記フーチングにそれぞれ定着された両端部を有する少なくとも１つの鋼棒を備えるものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２７１３６２号公報（段落００４３及び００４４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この接合構造によれば、地震時に前記上部構造に揺動運動が生じ、これに伴って前記杭に対して前記フーチングが上昇し、これがため前記杭と前記フーチングとの間に隙間が生じるとき、前記鋼棒が引張り作用を受けてこれに塑性伸びが生じ、これにより前記上部構造に入力する地震エネルギの一部の吸収が図られる。
【０００５】
ところで、前記従来の接合構造にあっては、一旦上昇した前記フーチングが下降して前記杭上に戻るとき、前記フーチングの上昇のために伸長状態にあった前記鋼棒が圧縮力を受け、座屈するおそれがある。また、繰り返しの地震荷重のために前記鋼棒に残留ひずみが生じるおそれがある。これらは、いずれも、前記鋼棒が有する地震エネルギの吸収性能を著しく低下させる。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、杭とフーチングとの間の接合構造に、より高い地震エネルギ吸収性能を付与することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、地中に設置された杭と、該杭上に載置されたフーチングとの接合構造に係り、前記杭及び前記フーチングの内部に配置され、前記杭及び前記フーチングにそれぞれ定着された両端部を有する、形状記憶合金からなる少なくとも１つの鋼棒を含む。
【０００８】
前記鋼棒は、前記杭又は前記フーチングに対して前記端部以外の部分が定着されていないか、あるいは、前記杭及び前記フーチングの双方に対して前記両端部以外の部分が定着されていないものとすることができる。
【０００９】
【発明の作用及び効果】
本発明にあっては、形状記憶合金からなる鋼棒は、鉄筋のような一般の金属材料とは異なり、繰り返しの地震加重下で前記鋼棒の塑性伸びが収縮に転じるとき、元の弾性の性質に戻るために前記鋼棒に座屈は生じにくく、また、元のひずみ状態に戻ろうとする性質のために前記鋼棒に残留応力が生じることはほとんどない。これらのことから、本発明によれば、杭とフーチングとの間の接合構造における地震エネルギの吸収性能をより改善することができる。
【００１０】
また、前記杭又は前記フーチング中における前記鋼棒の端部以外の部分は、前記杭又は前記フーチングに対して非定着状態におくことすなわちアンボンド状態とすることが望ましい。これによれば、前記鋼棒の端部以外の部分をも定着状態とする場合に比べて前記鋼棒の伸縮範囲の増大と、これに伴う吸収地震エネルギの増大を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、地中に設置された複数の杭１０上にそれぞれ複数のフーチング１２が支持され、該フーチング上に、建物１４の上部構造の一部を成す柱１６（図２）が支持されている。
【００１２】
杭１０は鉄筋コンクリートで形成され、円形の横断面形状を有する。杭１０は、図示の例に限らず、例えばコンクリート詰めの鋼管からなるものであってもよい。
【００１３】
フーチング１２は鉄筋コンクリートで形成され、矩形の平面形状を有する。フーチング１２は、図示の例に限らず、矩形以外の平面形状を有するものであってもよい。フーチング１２には、その側部に、水平に伸びる複数のコンクリート製の基礎梁１８が接続されている。
【００１４】
したがって、地震の発生に伴って建物１４に揺れが生じるとき（図１参照）、、フーチング１２は、杭１０に対して、建物１４と共に上方へ相対移動することができる。
【００１５】
図示の例では、フーチング１２にその下方に開放する凹所２０が設けられ、杭１０の上端部が凹所２０内に受け入れられ、杭１０はその頂面において凹所２０の底壁面に接しかつその周面において凹所２０の側壁面に相対している。
【００１６】
このため、フーチング１２は、杭１０との関係において、水平方向への移動が制限され上方への移動のみが可能であり、建物１４が水平方向への地震力を受けるとき、フーチングの凹所２０の底壁面が杭１０の頂面から上方へ離れ、フーチング１２と杭１０との間に隙間が生じる（図３参照）。
【００１７】
地震時における杭１０とフーチング１２との間の上下方向に関する相対移動は、建物１４に伝達される地震力の低減と、建物１４が被る損傷の軽減に寄与する。
【００１８】
なお、杭１０の構造に関し、図示の例に代えて、杭１０にその頂面から上方に突出する突出部（図示せず）を設け、該突出部がフーチングの凹所２０に受け入れられかつその底壁面に接するものとすることができる。また、フーチング１２に凹所２０を設けることなく、杭１０がその頂面又は前記突出部においてフーチング１２の底面に直接に接するものとすることも可能である。
【００１９】
各杭１０と各フーチング１２との間に、本発明に係る接合構造２２が適用されている。
【００２０】
接合構造２２は、杭１０及びフーチング１２の内部に配置された少なくとも１つ（図示の例では３つ）の鋼棒２４を含む。
【００２１】
図示の例では、鋼棒２４は杭１０の上端部中からフーチング１２を経て、さらに基礎梁１８中に伸びている。鋼棒２４は、その両端部２６，２８において、杭１０の上端部、並びにフーチング１２及び基礎梁１８にそれぞれ定着され、前記コンクリートに付着している。鋼棒２４は、図示の例に代えて、フーチング１２まで伸びるものとすることができる。
【００２２】
図示の例では、杭１０に対して、鋼棒の一端部（下端部）２６のほか、さらに、下端部２６以外の部分である上方部分３０も定着されている。また、フーチング１２に対しては、鋼棒の他端部（上端部）２８以外の部分である下方部分３２は定着されておらず、いわゆるアンボンド状態にある。
【００２３】
鋼棒２４はその両端部がそれぞれ杭１０及びフーチング１２に定着されているため、地震発生の際、フーチング１２が杭１０から離れてこれらの間に隙間が生じるとき、鋼棒２４はこれに働く引張力を受けて、地震の規模により弾性範囲内または塑性範囲内において伸びる。鋼棒２４の塑性変形により、地震力の一部が低減される。
【００２４】
フーチング１２に対する下方部分（非定着部分）３２を設けることに代えて又は加えて、杭１０に対する鋼棒の上端部３０を非定着部分（図示せず）として設けることができる。
【００２５】
前記非定着部分の長さ寸法は任意に変更することができるが、前記非定着部分は、前記地震時における伸縮を確保するため、杭１０に対してはその頂面からその下方に至る箇所にあり、また、フーチング１２についてはその底面からその上方に至る箇所にあることを要する。
【００２６】
前記非定着部分の長さ寸法が長いほど、前記地震発生時における鋼棒２４のひずみは小さい。また、理論上は、杭１０及びフーチング１２の双方に対する鋼棒２４の非定着部分を零とすることができる。ただし、鋼棒２４の杭１０及びフーチング１２に対する非定着部分は杭１０とフーチング１２との間の部分となり、該部分の長さは非常に小さいため、地震時におけるひずみが非常に大きくなるという不利がある。このため、前記非定着部分をなるべく長いものに設定することが望ましい。
【００２７】
杭１０又はフーチング１２に対する鋼棒２４の非定着は、例えば、前記非定着部分が前記コンクリートに付着しないように該コンクリートから絶縁すべく、前記非定着部分をコンクリート中に埋設されたシース管（図示せず）で覆い、あるいはその周面にアスファルト３４や機械油を塗布することにより実現することができる。
【００２８】
鋼棒２４は、Ｔｉ−Ｎｉ合金のような形状記憶合金からなる。形状記憶合金からなる鋼棒２４は、地震に起因してこれに生じる応力が低下するとき、元のひずみ状態に戻る性質があるため、鋼棒２４には残留変形、残留応力はほとんど生じない。また、鋼棒２４に生じた塑性変形は前記応力が低下するとき、元の弾性の性質に戻るため、鋼棒２４には座屈は生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の接合構造が適用された杭及びフーチングと、これに支持された建物との概略図である。
【図２】本発明の接合構造の縦断面図である。
【図３】地震時における接合構造の縦断面図である。
【符号の説明】
１０  杭
１２  フーチング
２２  接合構造
２４  鋼棒
２６，２８  鋼棒の端部
３０，３２  鋼棒の端部以外の部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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