(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高層構造部と前記高層構造部に併設された低層構造部とを有する建物を支持する建物の基礎構造において、
前記高層構造部を軟弱地盤上に支持する、直接基礎又はパイルドラフト基礎によって構成された第１基礎と、
前記低層構造部を前記軟弱地盤上に支持し、前記第１基礎よりも基礎レベルにおける水平剛性が小さい、杭基礎により構成された第２基礎と、
を有する建物の基礎構造。
【請求項２】
前記高層構造部の底面よりも前記低層構造部の底面の高さが高い請求項１に記載の建物の基礎構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高層構造部に低層構造部が併設された建物の基礎構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物には、直接基礎、杭基礎、パイルドラフト基礎などのさまざまな基礎形式が採用されている。例えば、特許文献１には、上部にフーチングが一体に設けられ建物荷重を支持する杭によって構成された杭基礎が開示されている。
【０００３】
一般に、杭基礎は、直接基礎やパイルドラフト基礎よりも高い鉛直支持力が期待できるので、重い構造物は杭基礎によって支持し、軽い構造物は直接基礎やパイルドラフト基礎によって支持することが多い。
【０００４】
ここで、高層構造部に低層構造部が併設された建物において、重い構造部である高層構造部を杭基礎で支持し、軽い構造部である低層構造部を直接基礎で支持する場合、基礎レベルにおいて直接基礎の水平抵抗剛性よりも杭基礎の水平抵抗剛性が小さいので、基礎レベルにおける建物全体の剛心は低層構造部寄りに位置する。これに対して、高層構造部は低層構造部よりも重量が大きいので、基礎レベルにおける建物全体の重心は高層構造部寄りに位置する。これにより、水平方向における建物全体の剛心と重心がずれて建物にねじれ変形が生じることが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４１６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は係る事実を考慮し、建物に生じるねじれ変形を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１態様の発明は、高層構造部と前記高層構造部に併設された低層構造部とを有する建物を支持する建物の基礎構造において、前記高層構造部を支持する第１基礎と、前記低層構造部を支持し、前記第１基礎よりも基礎レベルにおける水平抵抗剛性が小さい第２基礎と、を有する建物の基礎構造である。
【０００８】
第１態様の発明では、高層構造部を第１基礎で支持し、高層構造部よりも軽い低層構造部を第１基礎よりも基礎レベルにおける水平抵抗剛性が小さい第２基礎で支持することにより、基礎レベルにおける建物全体の剛心と重心をともに高層構造部寄りに位置させることができる。これにより、基礎レベルにおける建物全体の剛心と重心のずれを小さくし又は無くし、建物に生じるねじれ変形を抑制することができる。
【０００９】
第２態様の発明は、第１態様の建物の基礎構造において、前記第１基礎は、直接基礎又はパイルドラフト基礎によって構成され、前記第２基礎は、杭基礎によって構成されている。
【００１０】
第２態様の発明では、杭基礎よりも直接基礎又はパイルドラフト基礎の方が、地震時の基礎レベルにおける水平抵抗剛性や水平耐力が大きい。よって、第１基礎を直接基礎又はパイルドラフト基礎とし、第２基礎を杭基礎とすることにより、基礎レベルにおいて、第２基礎よりも第１基礎の水平抵抗剛性を大きくすることができる。
【００１１】
第３態様の発明は、第１又は第２態様の建物の基礎構造において、前記高層構造部の底面よりも前記低層構造部の底面の高さが高い。
【００１２】
第３態様の発明では、高層構造部の底面よりも低層構造部の底面の高さを高くすることにより、高層構造部の下部（低層構造部の底面よりも下方へ突出している高層構造部の部分）の前面又は背面の受働抵抗力、及び高層構造部の下部（低層構造部の底面よりも下方へ突出している高層構造部の部分）の側面の摩擦抵抗力によって、基礎レベルにおける第１基礎の水平抵抗力を大きくすることができる。
【００１３】
これにより、例えば、高層構造部と低層構造部の重量差が大きく、高層構造部から第１基礎へ伝達される水平力と低層構造部から第２基礎へ伝達される水平力の差が大きい場合においても、基礎レベルにおいて、高層構造部から第１基礎へ伝達される水平力と第１基礎の水平抵抗力との差の値と、低層構造部から第２基礎へ伝達される水平力と第２基礎の水平抵抗力との差の値を、近い値又は等しい値にすることができるので、建物に生じるねじれ変形をより抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は上記構成としたので、建物に生じるねじれ変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る建物を示す立面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る建物を示す立面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る建物を示す立面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る建物のバリエーションを示す立面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る建物のバリエーションを示す立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の実施形態に係る建物の基礎構造について説明する。
【００１７】
図１の立面図には、鉄筋コンクリート造の建物１０を支持する本実施形態の建物の基礎構造１２が示されている。建物１０は、建物の基礎構造１２を介して地盤としての軟弱地盤１４上に支持されている。
【００１８】
建物１０は、低層構造部１６と、低層構造部１６よりも地上部分の高さが高い高層構造部１８とを有して構成されている。低層構造部１６と高層構造部１８は、併設されて一体に構築されている。また、低層構造部１６の底面２０の高さは、高層構造部１８の底面２２の高さよりも高くなっている。
【００１９】
このように、高層構造部１８は低層構造部１６よりも地上部分の高さが高く、地下部分において高層構造部１８の底面２２よりも低層構造部１６の底面２０の深さが浅いので、低層構造部１６よりも高層構造部１８の建物ボリュームが大きくなっている。これにより、高層構造部１８の建物重量は、低層構造部１６よりも重くなっている。
【００２０】
高層構造部１８は、直接基礎２４に複数の杭２６を併設して構成された第１基礎としてのパイルドラフト基礎２８によって支持され、低層構造部１６は、複数の杭３０により構成された第２基礎としての杭基礎３２によって支持されている。
【００２１】
杭基礎３２は、パイルドラフト基礎２８よりも基礎レベルにおける水平抵抗剛性が小さい。ここで、「基礎レベル」とは、高層構造部１８及び低層構造部１６の底面２２、２０付近のレベルを意味している。例えば、直接基礎の場合には、この直接基礎の滑り面の高さ付近のレベル、杭基礎の場合には、この杭基礎を構成する杭の杭頭部の高さ付近のレベル、パイルドラフト基礎の場合には、このパイルドラフト基礎を構成する直接基礎の滑り面及び杭の杭頭部の高さ付近のレベルが基礎レベルとなる。本実施形態の場合には、パイルドラフト基礎２８を構成する直接基礎２４の滑り面、及び杭基礎３２を構成する杭３０の杭頭部の高さ付近のレベルが基礎レベルとなる。
【００２２】
次に、本発明の実施形態に係る建物の基礎構造の作用と効果について説明する。
【００２３】
本実施形態の建物の基礎構造１２では、図１に示すように、高層構造部１８を第１基礎としてのパイルドラフト基礎２８で支持し、低層構造部１６を第２基礎としての杭基礎３２で支持することにより、軟弱地盤１４上に建物１０を構築することができる。
【００２４】
また、杭基礎よりも直接基礎又はパイルドラフト基礎の方が、地震時の基礎レベルにおける水平抵抗剛性や水平耐力が大きい。よって、第１基礎をパイルドラフト基礎２８とし、第２基礎を杭基礎３２とすることにより、基礎レベルにおいて、第２基礎よりも第１基礎の水平抵抗剛性を大きくすることができる。
【００２５】
さらに、高層構造部１８をパイルドラフト基礎２８で支持し、高層構造部１８よりも建物重量が軽い低層構造部１６をパイルドラフト基礎２８よりも基礎レベルにおける水平抵抗剛性が小さい杭基礎３２で支持することにより、基礎レベルにおける建物１０全体の剛心と重心をともに高層構造部１８寄りに位置させることができる。これにより、基礎レベルにおける建物１０全体の剛心と重心のずれを小さくし又は無くし、建物１０に生じるねじれ変形を抑制することができる。
【００２６】
また、高層構造部１８の底面２２よりも低層構造部１６の底面２０の高さを高くすることにより、高層構造部１８の下部３４（低層構造部１６の底面２０よりも下方へ突出している高層構造部１８の部分）の前面３６又は背面３８が軟弱地盤１４から受ける受働抵抗力、及び高層構造部の下部３４（低層構造部１６の底面２０よりも下方へ突出している高層構造部１８の部分）の側面４０が軟弱地盤１４から受ける摩擦抵抗力によって、基礎レベルにおけるパイルドラフト基礎２８の水平抵抗力を見かけ上大きくすることができる。
【００２７】
これにより、例えば高層構造部１８が超高層である場合のように、高層構造部１８と低層構造部１６の高低差が大きく、すなわち重量差が大きく、高層構造部１８からパイルドラフト基礎２８へ伝達される水平力と低層構造部１６から杭基礎３２へ伝達される水平力の差が大きい（高層構造部１８からパイルドラフト基礎２８へ伝達される水平力＞低層構造部１６から杭基礎３２へ伝達される水平力）場合においても、基礎レベルにおいて、高層構造部１８からパイルドラフト基礎２８へ伝達される水平力とパイルドラフト基礎２８の水平抵抗力との差の値と、低層構造部１６から杭基礎３２へ伝達される水平力と杭基礎３２の水平抵抗力との差の値を、近い値又は等しい値にすることができるので、建物１０に生じるねじれ変形をより抑制することができる。
【００２８】
さらに、高層構造部１８の底面２２よりも低層構造部１６の底面２０の高さを高くすることにより、低層構造部１６の地上部分を構築する工期と、低層構造部１６の地下部分を構築する工期の差を小さくする又は無くすことができ、低層構造部１６を効率よく構築することができる。また、低層構造部１６の地下部分を構築するための地盤の掘削量を減らすことができる。
【００２９】
以上、本発明の実施形態について説明した。
【００３０】
なお、本実施形態では、高層構造部１８を支持する第１基礎をパイルドラフト基礎２８とし、第２基礎を杭基礎３２とした例を示したが、基礎レベルにおける水平抵抗剛性が第１基礎よりも第２基礎が小さくなれば、第１基礎及び第２基礎に、他の形式の基礎を用いてもよい。例えば、第１基礎を直接基礎とし、第２基礎を杭基礎としてもよい。また、第１基礎を直接基礎とし、第２基礎をパイルドラフト基礎としてもよい。また、第１基礎をパイルドラフト基礎とし、第２基礎を杭基礎としてもよい。また、第１基礎をパイルドラフト基礎とし、第２基礎を第１基礎よりも基礎レベルにおける水平抵抗剛性が小さいパイルドラフト基礎としてもよい。また、第１基礎を杭頭剛接合杭により構成された杭基礎とし、第２基礎を杭頭ピン接合杭により構成された杭基礎としてもよい。また、第１基礎を杭頭剛接合杭により構成された杭基礎とし、第２基礎を杭頭半剛接合杭により構成された杭基礎としてもよい。また、第１基礎を杭により構成された杭基礎とし、第２基礎を第１基礎の杭よりも杭径の小さい杭により構成された杭基礎としてもよい。
【００３１】
第１基礎を直接基礎４２とする場合には、図２の立面図に示す建物の基礎構造４４のように、軟弱地盤１４の下方に形成された支持層４６上に高層構造部１８を載置するようにしてもよいし、図３の立面図に示す建物の基礎構造４８のように、軟弱地盤１４中に構築した地盤改良体５０上に高層構造部１８を載置するようにしてもよい。
【００３２】
図２に示すように、高層構造部１８の底面２２よりも低層構造部１６の底面２０の高さが高い場合であっても、第２基礎を杭基礎３２とすることにより、低層構造部１６を支持層４６によって支持することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、高層構造部１８を第１基礎としてのパイルドラフト基礎２８によって支持し、低層構造部１６を第２基礎としての杭基礎３２によって支持した例を示したが、基礎レベルにおける建物１０全体の剛心と重心をともに高層構造部１８寄りに位置させ、基礎レベルにおける建物１０全体の剛心と重心のずれを小さくし又は無くすことができれば、高層構造部１８と低層構造部１６の境界と、第１基礎と第２基礎の境界は、必ずしも一致していなくてもよい。例えば、高層構造部１８の一部が第２基礎によって支持されていてもよいし、低層構造部１６の一部が第１基礎によって支持されていてもよい。
【００３４】
さらに、本実施形態では、地盤を軟弱地盤１４とした例を示したが、他の地盤強度を有する地盤であってもよい。すなわち、本実施形態の建物の基礎構造１２は、さまざまな地盤強度の地盤上に建てられる建物に対して適用することがでる。
【００３５】
また、本実施形態では、高層構造部１８の底面２２よりも低層構造部１６の底面２０の高さを高くした例を示したが、図４の立面図に示す建物５２のように、高層構造部１８の底面２２と低層構造部５４の底面５６の高さが同じ建物であってもよいし、図５の立面図に示す建物５８のように、高層構造部１８の底面２２よりも低層構造部６０の底面６２の高さが低い建物であってもよい。
【００３６】
さらに、本実施形態では、低層構造部１６の地上部分よりも高層構造部１８の地上部分の高さを高くした例を示したが、建物のねじれ変形は、高層構造部と低層構造部の建物重量の差が大きいほど発生し易いので、高層構造部１８が超高層となる（高層構造部と低層構造部の建物重量が大きく異なる）場合に、本発明の建物の基礎構造１２の適用が特に有効となる。
【００３７】
また、高層構造部１８の地下部分を逆打ち工法によって構築してもよい。このようにすれば、高層構造部１８の地上部分が高層の場合において高層構造部１８の地上部分を構築する工期に合わせて、高層構造部１８の地下部分を深く形成することができる。これにより、例えば図２に示すように、軟弱地盤１４の下方に形成された支持層４６に達するほどの深い地下部分を形成する場合においても、高層構造部１８の地上部分を構築する工期と、高層構造部１８の地下部分を構築する工期の差を小さくする又は無くすことができる。
【００３８】
さらに、本実施形態では、建物１０を鉄筋コンクリート造とした例を示したが、本実施形態の建物の基礎構造１２によって支持される建物１０は、鉄筋コンクリート造、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、ＣＦＴ造（Concrete-Filled Steel Tube：充填形鋼管コンクリート構造）、それらの混合構造など、さまざまな構造や規模の建物であってもよいし、新築建物又は改修建物であってもよい。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４０】
１０、５２、５８  建物
１２、４４、４８  建物の基礎構造
１６、５４、６０  低層構造部
１８  高層構造部
２０、２２、５６、６２  底面
２８  パイルドラフト基礎
３２  杭基礎
４２  直接基礎
【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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