(57)【要約】【課題】複合構造建築物において、フーチングや地中梁を省略するとともに既製杭を基礎杭として採用することで、工期短縮を図り、排土量の軽減して、施工コストの削減を図ることができる複合構造建築物およびその施工方法を提供する。【解決手段】既製杭４と、充填型鋼管コンクリート造の柱１３と、鉄骨造等の梁１５とにより構成される複合構造建築物およびその施工方法において、既製杭４は軸方向に沿って杭中孔４ａが設けられている筒状の部材であり、杭頭部４ｄにおける杭中孔４ａ内にはコンクリートからなる杭頭内充填コンクリート６が杭頭部４ｄと一体に形成されており、杭頭部４ｄと柱脚部１３ｃとの間にはコンクリートからなる接合構造体５が介装されており、接合構造体５内には接合鉄筋１１が鉛直方向に配設されて、接合鉄筋１１の下部は杭頭内充填コンクリート６内に、接合鉄筋１１の上部は柱脚部１３ｃ内にそれぞれ定着されている。【選択図】　　　図２
2004108091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤内に設けられて構造物の荷重を地盤に伝える既製杭と、該既製杭の上方に設けられて鋼管内がコンクリートで満たされた充填型鋼管コンクリート造の柱と、鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の何れかよりなる梁とにより構成される複合構造建築物において、
前記既製杭は中心部に該既製杭の軸方向に沿って杭中孔が設けられている筒状の部材であり、前記既製杭の杭頭部における前記杭中孔内にはコンクリートからなる杭頭内充填コンクリートが前記杭頭部と一体に形成されており、前記杭頭部と前記柱の柱脚部との間にはコンクリートからなる接合構造体が介装されており、該接合構造体内には接合鉄筋が鉛直方向に配設され、該接合鉄筋の下部は前記杭頭内充填コンクリート内に、前記接合鉄筋の上部は前記柱脚部内にそれぞれ定着されていることを特徴とする複合構造建築物。
【請求項２】
請求項１記載の複合構造建築物において、
少なくとも前記既製杭の杭頭面から上方の前記接合鉄筋には、フープ筋が間隔をあけて配設されていることを特徴とする複合構造建築物。
【請求項３】
地盤内に設けられて構造物の荷重を地盤に伝える既製杭と、該既製杭の上方に設けられて鋼管内がコンクリートで満たされた充填型鋼管コンクリート造の柱と、鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の何れかよりなる梁とにより構成される複合構造建築物の施工方法において、
前記既製杭の軸方向に沿って設けられている杭中孔を有する筒状の前記既製杭と前記柱とを接合するための鉛直方向に配設される接合鉄筋の下部を、前記杭中孔内と一体に形成されているコンクリートからなる杭頭内充填コンクリート内に定着させ、前記接合鉄筋の中央部と一体で前記杭頭部の上方にコンクリートを打設して接合構造体を形成し、該接合構造体の上方に前記柱を建柱するとともに前記柱の柱脚部に前記接合鉄筋の上部を定着させることを特徴とする複合構造建築物の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、既製杭による杭基礎を有し、柱が充填型鋼管コンクリート造からなり、梁が鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の何れかよりなる複合構造建築物およびその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、異種の構造部材を組み合わせて構成される建築物として、図５（ａ）に示すように、充填型鋼管コンクリート造の柱５１と、鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の梁５２とから構成される複合構造建築物５３が提供されている。
【０００３】
鉄骨造の梁５２の場合には、梁５２の上下に充填型鋼管コンクリート造の柱５１を連設させるとともに、それら柱５１と梁５２の接合部には柱内のコンクリートと一体に仕口部構造体５４を形成する構造である。このとき、柱接合鉄筋５５が仕口部構造体５４を上下に挿通する状態で配設され、柱接合鉄筋５５の上下の両端部はそれぞれ柱内に定着されている。図５（ｂ）は仕口部構造体５４における水平断面Ａ―Ａを表すものである。図５（ｂ）に示すように、交差する梁５２は仕口部構造体５４内で一体に接合されており、交差する梁５２と梁５２の間で、且つ仕口部構造体５４の内周に沿って複数の柱接合鉄筋５５が配設されている。
【０００４】
また、鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の場合には、梁５２の上下に充填型鋼管コンクリート造の柱５１を連設させて、梁５２のコンクリートと柱５１内のコンクリートとを一体化する構造である。このとき、柱接合鉄筋５５が柱５１と梁５２の接合部において上下に挿通する状態で配設され、柱接合鉄筋５５の上下の両端部はそれぞれ柱５１内に定着されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図６に示すように、上記の複合構造建築物において、工期の短縮、工事費の軽減、廃棄物の減量化を図るため、杭５６と柱５１との間に介在するフーチングおよび地中梁を省略した建築物が実用化されている。これは、場所打コンクリート杭５６と最下階の柱５１とが、コンクリートで形成された接合構造体５７を介して接合され、杭主筋５８の頭部と柱主筋５９の脚部とがオーバーラップした状態で配設される構造である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２２９４９５号公報　（第２−３頁　第１−３図）
【特許文献２】
特開２０００−３２８６５１号公報　（第２−４頁　第２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の複合構造建築物によれば、基礎杭として場所打コンクリート杭が使用されるため、杭工事期間が長く、排土量も多く、施工コストもかかるという問題が存在している。
【０００８】
本発明は、以上のような問題が考慮されたものであり、フーチングや地中梁を省略するとともに既製杭を基礎杭として採用することで、工期短縮を図り、排土量の軽減して、施工コストの削減を図ることができる複合構造建築物およびその施工方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、地盤内に設けられて構造物の荷重を地盤に伝える既製杭と、該既製杭の上方に設けられて鋼管内がコンクリートで満たされた充填型鋼管コンクリート造の柱と、鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の何れかよりなる梁とにより構成される複合構造建築物において、前記既製杭は中心部に該既製杭の軸方向に沿って杭中孔が設けられている筒状の部材であり、前記既製杭の杭頭部における前記杭中孔内にはコンクリートからなる杭頭内充填コンクリートが前記杭頭部と一体に形成されており、前記杭頭部と前記柱の柱脚部との間にはコンクリートからなる接合構造体が介装されており、該接合構造体内には接合鉄筋が鉛直方向に配設され、該接合鉄筋の下部は前記杭頭内充填コンクリート内に、前記接合鉄筋の上部は前記柱脚部内にそれぞれ定着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、建築物の荷重によって作用する柱軸力は、接合構造体を介して筒状の既製杭の杭頭面および既製杭と一体形成された杭頭内充填コンクリートに伝達される。杭頭内充填コンクリートは杭頭部の内径面と一体に構成されているため、杭頭内充填コンクリートに伝達された軸力は杭頭部の内径面へ伝達される。これにより、既製杭の杭頭面および杭頭部の内径面から既製杭へ伝達された軸力は地盤に伝達されるため、複合構造建築物は支持される。また、曲げモーメントは、既製杭および柱に一体形成されたコンクリートからなる接合構造体と接合鉄筋とを介して既製杭および柱に働く。このため、本発明に係る複合構造建築物は、フーチングや地中梁が省略され、コンクリート量および排土量が軽減する。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の複合構造建築物であって、少なくとも前記既製杭の杭頭面から上方の前記接合鉄筋には、フープ筋が間隔をあけて配設されていることを特徴としている。
【００１２】
このような特徴により、フープ筋が剪断力の作用する接合構造体を補強するため、より強固な接合構造体が形成される。
【００１３】
請求項３記載の発明は、地盤内に設けられて構造物の荷重を地盤に伝える既製杭と、該既製杭の上方に設けられて鋼管内がコンクリートで満たされた充填型鋼管コンクリート造の柱と、鉄骨造、或いは鉄筋コンクリート造、或いは鉄骨鉄筋コンクリート造の何れかよりなる梁とにより構成される複合構造建築物の施工方法において、前記既製杭の軸方向に沿って設けられている杭中孔を有する筒状の前記既製杭と前記柱とを接合するための鉛直方向に配設される接合鉄筋の下部を、前記杭中孔内と一体に形成されているコンクリートからなる杭頭内充填コンクリート内に定着させ、前記接合鉄筋の中央部と一体で前記杭頭部の上方にコンクリートを打設して接合構造体を形成し、該接合構造体の上方に前記柱を建柱するとともに前記柱の柱脚部に前記接合鉄筋の上部を定着させることを特徴とする請求項１または２記載の複合構造建築物であって、前記既製杭の杭頭面から上方の前記接合鉄筋には、フープ筋が間隔をあけて配設されていることを特徴としている。
【００１４】
このような特徴により、基礎杭には既製杭が使用されるため、杭打設の施工サイクルは短縮されるとともに、杭工事によって発生する残土の量は軽減される。また、フーチングや地中梁を構築するための掘削工事、型枠工事、鉄筋工事が削減される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る複合構造建築物およびその施工方法について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１に示すように、構築すべき複合構造建築物１は、地盤Ｇ内に設けられた下部構造２と、下部構造２の上方に設けられた上部構造３とから構成されている。
【００１７】
下部構造２は、支持地盤Ｓ内から地盤Ｇの上層部まで鉛直方向に配設された既製杭４と、既製杭４の上方で既製杭４と一体に設けられた接合構造体５から構成されている。図２で示すように、既製杭４は、軸方向に沿って杭中孔４ａが設けられている筒状のコンクリート製円柱部材４ｂであり、表面が鉄鋼板４ｃで覆われている。杭頭部４ｄにおける杭中孔４ａ内には、杭頭内充填コンクリート６がコンクリート製円柱部材４ｂと一体で設けられており、杭頭部４ｄより下の杭中孔４ａ内は杭周固定液７で満たされている。
【００１８】
接合構造体５は、砕石８と捨てコンクリート９とを介して地盤Ｇの上層部内に配設されており、既製杭４の水平断面よりも大きい外形を有する立体形のコンクリートからなる部材である。接合構造体５の下部は、既製杭４の杭頭部に若干（杭頭面４ｅから下方に１００ミリメートル程度）被せるようになっており、接合構造体５の上部は、地盤Ｇの上層部に砕石８と捨てコンクリート９とを介して設けられている鉄筋コンクリート造の土間スラブ１０と一体になっている。
【００１９】
また、接合構造体５の中には、複数の直材からなる接合鉄筋１１が杭中孔４ａの内周に沿って鉛直に配設されており、この接合鉄筋１１の下部は、所定の長さまで杭頭内充填コンクリート６内に定着され、接合鉄筋１１の上部は、所定の長さまで接合構造体５の上方に延長されている。複数の接合鉄筋１１の杭頭面４ｅより上方の周りには、リング状に形成されたフープ筋１２が接合鉄筋１１を囲うように所定の間隔で水平に配設されている。
【００２０】
図１に示すように、接合構造体５の上方には、充填型鋼管コンクリート造の柱１３と、上下の柱１３の間に介在する仕口構造体１４に接続されている鉄骨造の梁１５と、スラブ１６とからなる上部構造３が構築されている。
【００２１】
図２に示すように、柱１３は、円柱形鋼管１３ａの内部にコンクリート１３ｂを満たされる構成からなり、柱脚部１３ｃは、接合構造体５の天端面に接合鉄筋１１の突出した上部を内包するように接合構造体５と一体に設けられている。図３に示すように、上下の柱１３は仕口構造体１４を介して一体に配設され、梁１５は仕口構造体１４に設けられたジョイントブラケット１４ａを介して柱１３と接続されている。仕口構造体１４は、柱１３と同じ水平断面形状を有する円柱形接続鋼管１４ｂの内部がコンクリートで満たされている部材であり、円柱形接続鋼管１４ｂの側面にはジョイントブラケット１４ａが設けられている。
【００２２】
また、仕口構造体１４内には、円柱形接続鋼管１４ｂの内周に沿って複数の柱接合鉄筋１７が設けられている。図２に示すように、柱接合鉄筋１７は仕口部構造体１４を上下に挿通する状態で配設され、柱接合鉄筋１７の上下の両端部はそれぞれ柱１３内に所定の長さで定着されている。
【００２３】
スラブ１６は、対向する梁１５に架設された鋼板１６ａの上にコンクリートが被覆されている構成からなっている。
【００２４】
次に、上記した複合構造建築物の施工方法について説明する。
【００２５】
図１に示すように、杭周固定液７を杭中孔４ａに注入しつつ、既製杭４の先端が支持地盤Ｓに達するところまで既製杭４を地盤Ｇ内に打設する。このとき、杭周固定液７は杭頭部４ｄの下端面まで注入する。次に杭中孔４ａ内の内周に沿って所定の長さの接続鉄筋９を配置し、杭頭部４ｄの杭中孔４ａ内に杭頭面４ｅまでコンクリートを打設して杭頭内充填コンクリート６を形成する。
【００２６】
次に、地盤Ｇの表面を所定のレベルに均すとともに、接合構造体５を形成するために杭頭部４ｄの上部周辺を掘削する。所定のレベルおよび形状に整えられた地盤Ｇの表面に、砕石８を敷き、その上に捨てコンクリート９を打設する。捨てコンクリート９の固化後、鉛直に建てられた複数の接続鉄筋９に、フープ筋１２を所定の間隔で水平に巻付けるとともに、土間スラブ１０のスラブ筋１０ａを配筋する。配筋終了後、所定の範囲および所定のレベルまでコンクリートを打設して、接合構造体５および土間スラブ１０を形成する。
【００２７】
次に、杭脚部１３ｃが接合構造体５の天端面から突出する接続鉄筋９の上部を内包するように、円柱形鋼管１３ａを接合構造体５の天端面に建てて仮支持し、円柱形鋼管１３ａの上方に円柱形接続鋼管１４ｂを取り付けるとともに、円柱形接続鋼管１４ｂ内に柱接合鉄筋１７を円柱形鋼管１３ａへの定着長さを確保しつつ所定の位置に配置する。次に、円柱形接続鋼管１４ｂに設けられたジョイントブラケット１４ａに梁１５を架設してボルト締めにより固定し、梁１５の上フランジ面に鋼板１６ａを架設して梁１５で囲まれた範囲を鋼板１６ａで敷き詰める。次に、円柱形鋼管１３ａ内および円柱形接続鋼管１４ｂ内および鋼板１６ａの上にコンクリートを打設して、柱１１および仕口構造体１４およびスラブ１６を一体に形成する。上記の施工方法により、上階を１フロア毎に組み上げていき上部構造３を構築する。
【００２８】
以上説明した構成により、上部構造３の荷重は柱脚部１３ｃに作用して、柱脚部１３ｃから接合構造体５を介して筒状の既製杭４の肉厚部に伝達されるとともに、接合構造体５を介して既製杭４と一体形成された杭頭内充填コンクリート６に伝達され、杭頭内充填コンクリート６から杭頭部４ｄの内径面に伝達される。また、接合鉄筋９とコンクリートからなる接合構造体５により、杭頭部４ｄおよび接合構造体５および柱脚部１３ｃは強固に固定され、曲げ応力にも強い強固に固定される。
【００２９】
このため、フーチングや地中梁が省略され、コンクリート量および排土量が軽減するとともに掘削工事、型枠工事、鉄筋工事が削減され、工事費用は軽減され、工期の短縮を図ることができる。また、基礎杭に既製杭４を使用しているため、杭工事の施工サイクルは短縮され、工事期間の短縮を図ることができる。
【００３０】
なお、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限り適宜変更可能である。例えば、本実施の形態では、既製杭４にコンクリート製円柱部材４ｂに鉄鋼板４ｃが被覆された杭（ＳＣ杭）を使用しているが、プレストレスを導入して製作された中空円筒状の既製コンクリート杭（ＰＣ杭）や、高強度の遠心プレストレスコンクリート杭（ＰＨＣ杭）を使用してもよい。
【００３１】
また、図４に示すように、既製杭４には鋼管コンクリート杭を使用してもよい。鋼管コンクリート杭は、軸方向に沿って杭中孔４ａが設けられている筒状の鋼管１８を地盤Ｇ内に鉛直に打ち込み、この鋼管１８の杭中孔４ａ内に、杭頭部４ｄより下のレベルまで無筋コンクリート１９を打設して形成される。
【００３２】
また、本実施の形態では、接合構造体５と杭頭内充填コンクリート６とを形成する際それぞれ別々にコンクリート打設を行っているが、接合構造体５と杭頭内充填コンクリート６とのコンクリート打設を同時に行ってもよい。この場合、接合鉄筋１１に巻かれるフープ筋１２は、接合鉄筋１１を杭中孔４ａ内に配置したときに配筋しておく。さらに、工期の短縮を図るため、接合鉄筋１１およびフープ筋１２を予め所定の形状に組み立ててユニット化してもよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、鉄骨造の梁１５を使用しているが、鉄筋コンクリート造或いは鉄骨鉄筋コンクリート造からなるものを使用してもよい。この場合、柱１３の円柱形鋼管１３ａは鉄筋コンクリート造梁或いは鉄骨鉄筋コンクリート造梁の上下に連設されて、円柱形鋼管１３ａ内のコンクリート１３ｂと鉄筋コンクリート造梁或いは鉄骨鉄筋コンクリート造梁のコンクリートとを一体に打設する構成でもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、フーチングおよび地中梁を省略することができ、コンクリート量および排土量が軽減するとともに掘削工事、型枠工事、鉄筋工事が削減され、工事費用は軽減され、工期の短縮を図ることができる。また、既製杭を基礎杭として採用することで、工期短縮を図り、排土量の軽減して、施工コストの削減を図ることができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における複合建築物を説明する断面図である。
【図２】本発明における複合建築物の柱と梁の接合部、及び柱と基礎の接合部を説明する断面図である。
【図３】本発明における複合建築物の柱と梁の接合部を説明する斜視図である。
【図４】本発明における複合建築物の他の実施形態を説明する柱と基礎の接合部の断面図である。
【図５】（ａ）は従来の複合建築物の柱と梁の接合部を説明する断面図であり、（ｂ）は図５（ａ）に示されているＡ―Ａ断面を説明する断面図である。
【図６】従来の複合建築物の柱と基礎の接合部を説明する断面図である。
【符号の説明】
１　　複合構造建築物
４　　既製杭
４ａ　杭中孔
４ｄ　杭頭部
４ｅ　杭頭面
５　　接合構造体
６　　杭頭内充填コンクリート
１１　接合鉄筋
１２　フープ筋
１３　柱
１３ｃ柱脚部
１５　梁
Ｇ　　地盤
【図１】
2004108091.tif 000003
【図２】
2004108091.tif 000004
【図３】
2004108091.tif 000005
【図４】
2004108091.tif 000006
【図５】
2004108091.tif 000007
【図６】
2004108091.tif 000008