(57)【要約】【課題】  本発明は、構造物の敷地条件にかかわらず、良好に杭基礎の水平耐力を向上することのできる耐震土間床を提供する。【解決手段】  耐震土間床９は、曲げ杭５、第１の土間梁６、第２の土間梁７、及び床スラブ８により構成され、曲げ杭５は、部材長が支持杭３と比較して短小で、複数が杭基礎４の周囲を取り囲むように設置される。これらの杭頭部どうしは、第１の土間梁６を介して連結され、第１の土間梁６は、その側面を第２の土間梁７を介してフーチング２に連結される。耐震土間床９は、杭基礎４に作用する地震水平力の一部を、フーチング２から第２の土間梁７及び第１の土間梁６よりなる水平部材を介して複数の曲げ杭５に伝達し、曲げ杭５でこれを負担する。つまり、杭基礎４に作用する地震水平力は、耐震土間床９により低減され、耐震土間床９は、杭基礎４の水平耐力を補強する機構として機能する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の荷重をフーチングから支持杭を介して地盤中に伝達する杭基礎を備える構造物の耐震土間床であって、
前記支持杭と比較して部材長が短く、地盤中に所定の配置間隔をもって前記フーチングを囲うように設置される複数の曲げ杭と、
隣り合う該曲げ杭の頭部どうしを水平に連結するとともに、前記杭基礎に作用する水平力を前記曲げ杭に伝達する水平部材と、
該水平部材の上部もしくは天端面が同一平面を形成するように位置し、構造物の構築面全面の地盤面上に配置される床スラブを備えることを特徴とする耐震土間床。
【請求項２】
請求項１に記載の耐震土間床において、
前記水平部材が、隣り合う該曲げ杭の頭部どうしを水平に連結する第１の土間梁と、
該第１の土間梁と前記フーチングとを水平に連結し、前記杭基礎に作用する水平力を前記曲げ杭に伝達する第２の土間梁により構成されることを特徴とする耐震土間床。
【請求項３】
請求項１に記載の耐震土間床において、
前記水平部材が、土間スラブにより構成されることを特徴とする耐震土間床。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の耐震土間床において、
前記曲げ杭が、前記フーチングを囲う位置に加えて、所定の離間間隔をもって前記構造物の構築面全面に配置されることを特徴とする耐震土間床。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐震土間床に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、構造物の荷重をフーチングから支持杭を介して地盤中に伝達する杭基礎を備える構造物において、地震時の構造物に作用する地震水平力は、前記支持杭で抵抗する設計となっていた。したがって、支持杭の本数や杭径、材料等の諸元は、構造物による鉛直荷重を考慮して設計されるのではなく、水平耐力で設計されることとなり、支持層が深い状況下では経済的な負担となる場合が多い。
【０００３】
このような中、杭基礎を有する構造物において、良好に基礎構造の水平耐力を向上させる方法として、例えば、特許文献１に示すように、既存構造物の周囲の地盤中に増設杭を設けた上で、増設杭の杭頭部と構造物との間にスラブを設置し、両者を接合する方法等が考案されている。
【特許文献１】特開２０００−３２０１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述する構成では、既存構造物の周囲に敷地が確保できない場合には増設杭を設置することができず、また新設の場合には、構造物の構築面積に制限を与えることとなり、必ずしも有効な方法とは言えない。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は、構造物の敷地条件にかかわらず、良好に杭基礎の水平耐力を向上することのできる耐震土間床を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の耐震土間床は、構造物の荷重をフーチングから支持杭を介して地盤中に伝達する杭基礎を備える構造物の耐震土間床であって、前記支持杭と比較して部材長が短く、地盤中に所定の配置間隔をもって前記フーチングを囲うように設置される複数の曲げ杭と、隣り合う該曲げ杭の頭部どうしを水平に連結するとともに、前記杭基礎に作用する水平力を前記曲げ杭に伝達する水平部材と、該水平部材の上部もしくは天端面が同一平面を形成するように位置し、構造物の構築面全面の地盤面上に配置される床スラブを備えることを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の耐震土間床は、前記水平部材が、隣り合う該曲げ杭の頭部どうしを水平に連結する第１の土間梁と、該第１の土間梁と前記フーチングとを水平に連結し、前記杭基礎に作用する水平力を前記曲げ杭に伝達する第２の土間梁により構成されることを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の耐震土間床は、前記水平部材が、土間スラブにより構成されることを特徴としている。
【０００９】
請求項４記載の耐震土間床は、前記曲げ杭が、前記フーチングを囲う位置に加えて、所定の離間間隔をもって前記構造物の構築面全面に配置されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１から３に記載の耐震土間床によれば、複数の曲げ杭と、隣り合う曲げ杭の杭頭部を連結するとともに、前記杭基礎に作用する水平力を前記曲げ杭に伝達する水平部材とを備えることから、地震等が発生した際に構造物の杭基礎に作用する地震水平力の一部をフーチングから水平部材を介して曲げ杭に伝達し、該曲げ杭で負担することができるため、簡略な構成かつ構造物の敷地条件に制限されることなく、容易に杭基礎で負担すべき地震水平力を低減することが可能となる。
これに伴い、前記杭基礎を構成する支持杭は、地震時に作用する水平力を考慮した水平耐力ではなく、構造物より発生する鉛直荷重のみを考慮して適正な設計を実施できることから、支持杭のコンパクト化、及び大幅なコストダウンを図ることが可能となる。
【００１１】
また、前記耐震土間床は、新設の構造物のみでなく既設構造物に対しても構築できることから、既存の杭基礎を容易に補強することが可能となる。
したがって、水平耐力を期待できないような既存の杭基礎であっても、耐震土間床を構築することにより既存の杭基礎を再利用することが可能になり、既存構造物を改修する際のコストを大幅に削減することが可能になるとともに、建設廃棄物を抑制することができ環境への配慮を図ることが可能となる。
【００１２】
請求項４記載の耐震土間床によれば、構造物の構築面全面に曲げ杭及び隣り合う曲げ杭の杭頭部を連結する水平部材が設置されることから、前記床スラブは、面外方向に補強されることとなるため、部分的に過剰な鉛直荷重が作用した際にも下方に生じやすい沈下等の現象を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の耐震土間床を、図１から図４に示す。本発明の耐震土間床は、構造物を支持する杭基礎の周囲を囲うように配置される複数の曲げ杭と、該曲げ杭と杭基礎を連結する土間梁を備えることにより、杭基礎に作用する地震水平力の一部を、土間梁を介して曲げ杭で負担し、杭基礎に作用する地震水平力を低減するものである。
【００１４】
図１に示すように、構造物は、複数の柱１各々を支持するように配置される杭基礎４よりなる基礎構造を有するとともに、構造物の構築面全面の地盤面を覆うように配置される耐震土間床９を備えている。
前記杭基礎４は、フーチング２と複数の支持杭３により構成されている。該支持杭３は、地盤１０中に鉛直状に埋設されており、杭先端が地盤１０の図示しない支持層に達する部材長を有するとともに、杭頭部が前記フーチング２に埋設されている。このような構成の杭基礎４は、前記柱１を介して伝達される構造物の鉛直荷重を、前記フーチング２から支持杭３を介して地盤１０中に伝達するものである。
本実施の形態では、支持杭３に一般に広く用いられているＰＨＣ杭を用いる構成を示したが、必ずしもこれにこだわるものではなく、構造物の鉛直荷重を支持できる構成であれば、場所打ちコンクリート杭や鉄骨杭等、何れにより構成されるものでも良い。
【００１５】
また、前記耐震土間床９は、曲げ杭５、第１の土間梁６、第２の土間梁７、及び床スラブ８により構成されており、前記曲げ杭５は、支持杭３と同様のＰＨＣ杭により構成されるとともに、部材長が支持杭３と比較して短小に形成されている。このような構成の曲げ杭５は、図２（ａ）に示すように、複数が前述した杭基礎４の周囲を取り囲むように所定の離間間隔をもって配置されている。また、隣り合う該曲げ杭５の杭頭部どうしは、水平に構築された第１の土間梁６を介して連結されている。
【００１６】
該第１の土間梁６は、鉄筋コンクリート造により構成されており、図２（ｂ）に示すように、その側面を水平に構築された同じく鉄筋コンクリート造の第２の土間梁７を介して前記杭基礎４を構成するフーチング２に連結されている。これら第２の土間梁７は、地震等が発生し構造物に地震水平力が作用した際に、この地震水平力の一部を前記フーチング２から効率よく第１の土間梁６へ伝達できる位置に配置されていれば、何れの位置に配置されても良い。
【００１７】
これら複数の曲げ杭５、第１の土間梁６、及び第２の土間梁７には、前記杭基礎４を含めた上部に、構造物の構築面全面の地盤面を一様に覆う鉄筋コンクリート造の床スラブ８が配置されて、耐震土間床９が形成されている。該耐震土間床９は、地震等の発生により杭基礎４に作用する地震水平力の一部を、前記フーチング２から第２の土間梁７及び第１の土間梁６を介して複数の前記曲げ杭５に伝達し、該曲げ杭５でこれを負担するものである。したがって、前記杭基礎４に作用する地震水平力は、耐震土間床９により低減されることから、耐震土間床９は、前記杭基礎４の水平耐力を補強する機構として機能することとなる。
【００１８】
なお、本実施の形態では、前記曲げ杭５をフーチング２の周囲にのみ配置し耐震土間床９を形成する構成を示したが、必ずしもこれにこだわるものではない。例えば、図３に示すように、前記フーチング２の周囲に加えて、構造物の構築面全面に所定の離間間隔をもって複数の前記曲げ杭５を配置する構成としても良い。この場合にも、隣り合う曲げ杭５の杭頭部どうしは、前記第１の土間梁６を介して連結される。このような構成は、構造物の構築面全面の地盤面を一様に覆うように配置される床スラブ８を面外方向に補強することとなるため、部分的に過剰な鉛直荷重が作用した際にも沈下等の現象を防止することができるものである。
【００１９】
また、本実施の形態では、隣り合う該曲げ杭５の頭部どうしを水平に連結するとともに、前記杭基礎４に作用する水平力を前記曲げ杭５に伝達する水平部材として、耐震土間床９に第１の土間梁６と第２の土間梁７を備える構成としたが、水平部材は必ずしもこれにこだわるものではない。例えば、図４（ａ）に示すように、前記杭基礎４を構成するフーチング２、及びこれらの周囲に配置された複数の曲げ杭５を含む領域を覆うように配置される土間スラブ１１を水平部材として用いても良い。該土間スラブ１１は、鉄筋コンクリート造により構成され、図４（ｂ）に示すように、複数の曲げ杭５の頭部に対して一体的に構築されているとともに、フーチング２に対しても一体的に構築されている。
【００２０】
これらは、地震等の発生により杭基礎４に作用する地震水平力の一部を、前記フーチング２から土間スラブ１１を介して複数の前記曲げ杭５に伝達し、該曲げ杭５でこれを負担するものである。このように耐震土間床９は、杭基礎４の周囲に支持杭３からの曲げモーメントに抵抗できる曲げ杭５と一体となった土間スラブ１１を備える等、隣り合う該曲げ杭５の頭部どうしを水平に連結するとともに、前記杭基礎４に作用する水平力を前記曲げ杭５に伝達し、曲げ杭５と一体となって抵抗できる水平部材を備える構成であれば、何れを用いても良い。
【００２１】
さらに、前記フーチング２及びこれらの周囲に配置された複数の曲げ杭５が土間スラブ１１を介して連結されている耐震土間床９に対して、加えて構造物の構築面全面に所定の離間間隔をもって複数の前記曲げ杭５を配置する場合において、構造物の構築面全面に配置された曲げ杭５は、隣り合う曲げ杭５の杭頭部どうしが連結されれば、前記第１の土間梁６や土間スラブ１１等何れの水平部材を介して連結しても良い。
【００２２】
上述する構成によれば、前記耐震土間床９は、複数の曲げ杭５と、隣り合う曲げ杭５の杭頭部を連結する第１の土間梁６、及び第１の土間梁６と杭基礎４を構成するフーチング２とを連結する第２の土間梁７、もしくは隣り合う曲げ杭５の杭頭部を連結するとともに杭基礎４に作用する水平力を前記曲げ杭５に伝達する土間スラブ１１等の水平部材を備えることから、地震等が発生した際に構造物の杭基礎４に作用する地震水平力の一部をフーチング２から第２の土間梁７及び第１の土間梁６や土間スラブ１１等の水平部材を介して曲げ杭５に伝達し、該曲げ杭５で負担することができるため、簡略な構成かつ構造物の敷地条件に制限されることなく、容易に杭基礎４で負担すべき地震水平力を低減することが可能となる。
これに伴い、前記杭基礎４を構成する支持杭３は、地震時に作用する水平力を考慮した水平耐力ではなく、構造物より発生する鉛直荷重のみを考慮して適正な設計を実施できることから、支持杭３のコンパクト化、及び大幅なコストダウンを図ることが可能となる。
【００２３】
また、前記耐震土間床９は、新設の構造物のみでなく既設構造物に対しても構築できることから、既存の杭基礎４を容易に補強することが可能となる。
したがって、水平耐力を期待できないような既存の杭基礎４であっても、耐震土間床９を構築することにより再利用することが可能になり、既存構造物を改修する際のコストを大幅に削減することが可能になるとともに、建設廃棄物を抑制することができ環境への配慮を図ることが可能となる。
【００２４】
さらに、前記耐震土間床９に対して、杭基礎４の周囲に加えて構造物の構築面全面に曲げ杭５を配置するとともに、これら隣り合う曲げ杭５の杭頭部を連結する第１の土間梁６や土間スラブ１１等の水平部材を設置することにより、前記床スラブ８は面外方向に補強されることとなるため、部分的に過剰な鉛直荷重が作用した際にも下方に生じやすい沈下等の現象を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る耐震土間床の概略を示す図である。
【図２】本発明に係る耐震土間床の詳細を示す図である。
【図３】本発明に係る耐震土間床を構成する水平部材の他の事例を示す図である。
【図４】本発明に係る耐震土間床の他の事例を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  柱
２  フーチング
３  支持杭
４  杭基礎
５  曲げ杭
６  第１の土間梁
７  第２の土間梁
８  床スラブ
９  耐震土間床
１０  地盤
１１  土間スラブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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