(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート系圧縮材から突出する補強材と該補強材が埋設され前記コンクリート系圧縮材が接合されるスラブとの間に、前記補強材が前記スラブから引き抜かれる際に該引抜き動作を減衰させる減衰部材を介在させ、前記減衰部材を、前記スラブ内に埋設された所定の定着材と、該定着材内に形成された挿入凹部に挿入された前記補強材との隙間に配置し、前記補強材を鉄筋、前記定着材を定着スリーブとするとともに、前記減衰部材を高減衰ゴムとして前記鉄筋と前記定着スリーブとの隙間に充填し又は前記減衰部材を減衰シートとして前記鉄筋に巻き付けてその上から前記定着スリーブを被せたことを特徴とするコンクリート系圧縮材の引抜防止構造。
【請求項２】
コンクリート系圧縮材から突出する補強材と該補強材が埋設され前記コンクリート系圧縮材が接合されるスラブとの間に、前記補強材が前記スラブから引き抜かれる際に該引抜き動作を減衰させる減衰部材を介在させ、前記減衰部材を、前記スラブ内に埋設された所定の定着材と、該定着材内に形成された挿入凹部に挿入された前記補強材との隙間に配置し、前記補強材を鉄筋、前記減衰部材を前記鉄筋に被せて該鉄筋に固定される円筒状の減衰部材、前記定着材を前記減衰部材に被せられる定着スリーブとするとともに、前記減衰部材を、その外周面が前記定着スリーブの内面と滑動するように構成したことを特徴とするコンクリート系圧縮材の引抜防止構造。
【請求項３】
コンクリート系圧縮材から突出する補強材と該補強材が埋設され前記コンクリート系圧縮材が接合されるスラブとの間に、前記補強材が前記スラブから引き抜かれる際に該引抜き動作を減衰させる減衰部材を介在させ、前記補強材をネジ鉄筋とするとともに、前記スラブ内に全体がほぼ円筒状に形成された定着スリーブを埋設し、該定着スリーブの挿入凹部の内面に前記ネジ鉄筋にねじこむための凹凸を形成しかつ該凹凸を履歴減衰材料で形成することにより、前記定着スリーブを前記減衰部材として兼用するようにしたことを特徴とするコンクリート系圧縮材の引抜防止構造。
【請求項４】
コンクリート系圧縮材から突出する補強材と該補強材が埋設され前記コンクリート系圧縮材が接合されるスラブとの間に、前記補強材が前記スラブから引き抜かれる際に該引抜き動作を減衰させる減衰部材を介在させ、前記補強材を鉄筋、前記減衰部材を前記鉄筋に巻き付けられるシート状の高減衰ゴムとしたことを特徴とするコンクリート系圧縮材の引抜防止構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＣ杭、ＳＲＣ杭といったコンクリート系圧縮材の引抜防止構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
杭基礎には支持杭形式と摩擦杭形式とがあり、前者は、良質な支持層がある場合に該支持層まで打ち込んだ杭の上に上部構造物を構築することによって、構造物重量を支持層で安定支持する形式であり、後者は、良質な支持層がない場合に周辺地盤との摩擦力によって上部構造物を支持する形式の基礎形式である。
【０００３】
これらの杭は、上部構造物の鉛直荷重を地盤や支持層を反力として支持することが主目的であって圧縮強度特性が大きな指標となるが、地震時には、上部構造物からの水平力によって杭頭に大きなせん断力や曲げモーメントが作用するとともに、上部構造物のプロポーションによっては、上部構造物がロッキングを生じ、上部構造物端部の杭に大きな引抜力が作用することもある。そのため、杭の設計にあたっては、上部構造物の鉛直荷重のみならず、このような地震荷重についても十分な検討を行う必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上部構造物がきわめて大きな地震に遭遇した場合には、杭に過大な引抜力が作用し、該杭あるいは杭が接合された基礎スラブに亀裂が生じて引張破壊を生じるおそれがある。
【０００５】
また、引抜力作用下の曲げ耐力やせん断耐力の低下により、曲げ破壊もしくはせん断破壊が生じ、杭本来の鉛直荷重を支持する機能を失う可能性もある。
【０００６】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、引抜力に伴う杭やスラブの破壊を防止することが可能なコンクリート系圧縮材の引抜防止構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造は請求項１に記載したように、コンクリート系圧縮材から突出する補強材と該補強材が埋設され前記コンクリート系圧縮材が接合されるスラブとの間に、前記補強材が前記スラブから引き抜かれる際に該引抜き動作を減衰させる減衰部材を介在させ、前記減衰部材を、前記スラブ内に埋設された所定の定着材と、該定着材内に形成された挿入凹部に挿入された前記補強材との隙間に配置し、前記補強材を鉄筋、前記定着材を定着スリーブとするとともに、前記減衰部材を高減衰ゴムとして前記鉄筋と前記定着スリーブとの隙間に充填し又は前記減衰部材を減衰シートとして前記鉄筋に巻き付けてその上から前記定着スリーブを被せたものである。
【０００８】
また、本発明に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造は請求項２に記載したように、コンクリート系圧縮材から突出する補強材と該補強材が埋設され前記コンクリート系圧縮材が接合されるスラブとの間に、前記補強材が前記スラブから引き抜かれる際に該引抜き動作を減衰させる減衰部材を介在させ、前記減衰部材を、前記スラブ内に埋設された所定の定着材と、該定着材内に形成された挿入凹部に挿入された前記補強材との隙間に配置し、前記補強材を鉄筋、前記減衰部材を前記鉄筋に被せて該鉄筋に固定される円筒状の減衰部材、前記定着材を前記減衰部材に被せられる定着スリーブとするとともに、前記減衰部材を、その外周面が前記定着スリーブの内面と滑動するように構成したものである。
【０００９】
また、本発明に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造は請求項３に記載したように、コンクリート系圧縮材から突出する補強材と該補強材が埋設され前記コンクリート系圧縮材が接合されるスラブとの間に、前記補強材が前記スラブから引き抜かれる際に該引抜き動作を減衰させる減衰部材を介在させ、前記補強材をネジ鉄筋とするとともに、前記スラブ内に全体がほぼ円筒状に形成された定着スリーブを埋設し、該定着スリーブの挿入凹部の内面に前記ネジ鉄筋にねじこむための凹凸を形成しかつ該凹凸を履歴減衰材料で形成することにより、前記定着スリーブを前記減衰部材として兼用するようにしたものである。
【００１０】
また、本発明に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造は請求項４に記載したように、コンクリート系圧縮材から突出する補強材と該補強材が埋設され前記コンクリート系圧縮材が接合されるスラブとの間に、前記補強材が前記スラブから引き抜かれる際に該引抜き動作を減衰させる減衰部材を介在させ、前記補強材を鉄筋、前記減衰部材を前記鉄筋に巻き付けられるシート状の高減衰ゴムとしたものである。
【００１２】
本発明に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造においては、コンクリート系圧縮材に対して該圧縮材が接合されるスラブから引抜力が作用したとき、コンクリート系圧縮材から突出する補強材と該補強材が埋設されているスラブとの間に引張力が生じるが、かかる補強材とスラブとの間に該補強材がスラブから引き抜かれる際に該引抜き動作を減衰させる減衰部材を介在させてあるので、該引抜き動作に係る運動エネルギーは、減衰部材によるエネルギー吸収によって引抜き動作が速やかに減衰するとともに、コンクリート系圧縮材とスラブとが剛に固定されておらず、上述した引抜き動作が許容される構造になっているがゆえに、コンクリート系圧縮材やスラブには過度な引張応力が発生せず、それらの引張破壊並びに過度な引抜力に伴う曲げ耐力やせん断耐力の低下による曲げ破壊やせん断破壊は未然に防止される。
【００１３】
コンクリート系圧縮材としては、主として杭が該当するが、地下階などの柱も含まれる。スラブとしては、主として基礎スラブが該当するが、地下スラブ等も含まれる。補強材としては、鉄筋をはじめ鉄骨も含まれる。
【００１４】
減衰部材については、そのままスラブに埋設するようにしてもよいが、前記スラブ内に所定の定着材を埋設して該定着材内に形成された挿入凹部に前記補強材を挿入するとともに、該補強材と前記挿入凹部との隙間に前記減衰部材を配置したならば、スラブ構築時にフレッシュコンクリートが減衰部材に悪影響を与えるおそれがなくなる。
【００１５】
減衰部材をどのように構成するかは任意であり、例えば、補強材とスラブあるいは定着材との隙間に粒状あるいは粉状物質を充填し、これら粒状物質あるいは粉状物質の相互接触による摩擦熱を利用したり、粘弾性材を充填することによって粘性抵抗を利用したりすることができるが、前記補強材を鉄筋、前記減衰部材を前記鉄筋に被せて該鉄筋に固定される円筒状の減衰部材、前記定着材を前記減衰部材に被せられる定着スリーブとするとともに、前記減衰部材を、その外周面が前記定着スリーブの内面と滑動するように構成したならば、引抜き動作に係る運動エネルギーは、減衰部材と定着スリーブとの摩擦熱に確実に変換され、引抜き動作は速やかに減衰する。かかる減衰部材としては、例えば自動車用ブレーキに使用されている摩擦材、例えば金属粉を焼結させた焼結合金パッドを使用することができる。
【００１６】
減衰部材は、その履歴減衰によって前記引抜き動作を減衰させるように構成することができる。この場合、引抜き動作に係る運動エネルギーは、減衰部材自体の履歴減衰によって吸収され、引抜き動作は速やかに減衰する。かかる減衰部材としては、例えば高減衰ゴムや減衰性の高い樹脂を注入固化させることが考えられる。
【００１７】
一方、減衰部材を別途設ける代わりに定着材と減衰部材とを兼用するようにしてもよい。すなわち、前記補強材をネジ鉄筋とするとともに、前記スラブ内に全体がほぼ円筒状に形成された定着スリーブを埋設し、該定着スリーブの挿入凹部の内面に前記ネジ鉄筋にねじこむための凹凸を形成しかつ該凹凸を極軟鋼等の履歴減衰材料で形成することにより、前記定着スリーブを前記減衰部材として兼用するようにしたならば、引抜き動作に係る運動エネルギーは、履歴減衰材料による履歴エネルギーに吸収されて引抜き動作が速やかに減衰する。履歴減衰材料の材質は任意であるが、例えば、極軟鋼を使用することが考えられる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造を示した図である。同図でわかるように、本実施形態の引抜防止構造は、コンクリート系圧縮材であるＲＣ杭１が接合されるスラブとしてのＲＣ基礎スラブ２内に定着材である定着スリーブ３を埋設して該定着スリーブ内に形成された挿入凹部４にＲＣ杭１から突出する鉄筋５を挿入するとともに、該鉄筋が挿入凹部４から引き抜かれる際に該引抜き動作を履歴減衰によって減衰させる減衰部材としての高減衰ゴム６を鉄筋５と定着スリーブ３との隙間に充填してある。
【００２０】
定着スリーブ３は、全体をほぼ円筒形状に形成し、その外周面に凹凸７を設けてＲＣ基礎スラブ２との付着強度を確保するように構成してある。定着スリーブ３は、例えば繊維強化プラスチックで形成することができる。
【００２１】
高減衰ゴム６は、鉄筋５と定着スリーブ３との隙間に充填して構成するのがよい。なお、高減衰ゴム６と鉄筋５との間で十分な大きさの摩擦力が引き起こされるよう、鉄筋５は異形鉄筋としてある。
【００２２】
本実施形態のコンクリート系圧縮材の引抜防止構造を施工するには、まず、ＲＣ杭１を現場打設しあるいは既製のものを打ち込んだ後、図２に示すように、該ＲＣ杭の天端から上方に突出している鉄筋５に定着スリーブ３の本体３ｂを嵌め込む。このとき、本体３ｂの中心を鉄筋５の中心に位置合わせすることによって、本体３ｂの挿入凹部４の内面と鉄筋５との隙間間隔が全周でほぼ同寸法となるようにするのがよい。
【００２３】
次に、挿入凹部４の内面と鉄筋５との隙間に同図矢印に示すように高減衰ゴム６を注入し、しかる後に定着スリーブ３の蓋体３ａを本体３ｂにねじ込んで固定する。なお、定着スリーブ３の本体３ｂを長めに製作しておき、これを鉄筋５の突出長さに合わせて現場で切断するように構成することができる。
【００２４】
定着スリーブ３の設置並びに高減衰ゴム６の注入が完了したならば、型枠工事を行った後、ＲＣ基礎スラブ２のコンクリート打設を行って定着スリーブ３を該スラブ内に埋設する。なお、ＲＣ杭１の天端とＲＣ基礎スラブ２の底面との間については、引張力が伝達しないように縁を切っておく。
【００２５】
本実施形態に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造においては、図３に示すように、上部構造物１１の地震時ロッキングによってＲＣ基礎スラブ２からＲＣ杭１に同図矢印に示すような上向きの引抜力が作用したとき、ＲＣ杭１から突出する鉄筋５と該鉄筋が挿入されたＲＣ基礎スラブ２側の定着スリーブ３との間に引張力が生じるが、鉄筋５と定着スリーブ３との隙間には上述の引抜き動作を減衰させる高減衰ゴム６を充填してあるので、該引抜き動作に係る運動エネルギーは、高減衰ゴムによる履歴減衰として吸収されて引抜き動作が速やかに減衰する。また、ＲＣ杭１とＲＣ基礎スラブ２とが剛に固定されておらず、上述した引抜き動作が許容される構造になっているため、ＲＣ杭１やＲＣ基礎スラブ２には過度な引張応力が発生しない。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造によれば、上部構造物１１の地震時ロッキングによってＲＣ基礎スラブ２からＲＣ杭１に引抜力が作用したとき、該引抜き動作に係る運動エネルギーを高減衰ゴム６で減衰させるとともに、その結果として、上部構造物１１のロッキングも速やかに減衰させることが可能となる。また、ＲＣ杭１やＲＣ基礎スラブ２に過度な引張応力を発生させず、それらの引張破壊並びに過度な引抜力に伴う曲げ耐力やせん断耐力の低下による曲げ破壊やせん断破壊を未然に防止することが可能となる。
【００２７】
本実施形態では、減衰部材として高減衰ゴム６を使用したが、これに代えて減衰性の高い樹脂を注入するようにしてもよい。
【００２８】
また、本実施形態では、高減衰ゴム６を注入固化させるように構成したが、これに代えて、鉄筋５に高減衰ゴム等で形成した減衰シートを巻き付け、その上から定着スリーブ３を被せるようにしてもよい。
【００２９】
また、本実施形態では、ＲＣ杭を前提とし、その材端から突出する鉄筋を定着スリーブ３の挿入凹部４に挿入するようにしたが、コンクリート系圧縮材としてはＲＣ杭に限られず、例えばＳＲＣ杭であれば、該杭から突出する鉄骨に定着材を被せるようにしてもよい。
【００３０】
また、本実施形態では、減衰部材として履歴減衰型の材料を使用したが、これに代えて、粘性減衰型や摩擦減衰型の減衰部材を使用してもよい。図４は、摩擦減衰型の減衰部材１３を使用した例である。かかる変形例においては、まず、円筒状の減衰部材１３を鉄筋５に被せて溶接等により該鉄筋に固定する。次に、減衰部材１３の上から定着スリーブ３を被せ、以下、上述したと同様にスラブ２を構築し、該定着スリーブをスラブ２内に埋設する。
【００３１】
このようにすると、上部構造物１１の地震時ロッキングによってＲＣ基礎スラブ２からＲＣ杭１に引抜力が作用したとき、該引抜き動作に係る運動エネルギーは、減衰部材１３の例えば金属粉を付着させて構成した外周摩擦面１４と定着スリーブ３の挿入凹部４の内面との滑動に伴う摩擦熱に変換され、その結果として、上部構造物１１のロッキングも速やかに減衰させることが可能となる。
【００３２】
また、本実施形態では、減衰部材である高減衰ゴム６を定着スリーブ３と鉄筋５との間に充填するようにしたが、かかる定着スリーブ３は必ずしも必要ではなく、場合によっては、図５に示すように、シート状の高減衰ゴム１２を鉄筋５の周囲に巻き付け、かかる状態でＲＣ基礎スラブ２を構築するようにしてもよい。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、上述の実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
図６は、第２実施形態に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造を示した図である。同図(a)でわかるように、本実施形態の引抜防止構造は、コンクリート系圧縮材であるＲＣ杭１が接合されるスラブとしてのＲＣ基礎スラブ２内に定着材である定着スリーブ２１を埋設して該定着スリーブにＲＣ杭１から突出するネジ鉄筋２２を係合してある。
【００３５】
定着スリーブ２１は、全体をほぼ円筒形状に形成してあり、その挿入凹部２４の内面には、同図(b)に示すようにネジ鉄筋の凹凸２３に係合する凹凸２５を形成してある。そして、凹凸２５は、極軟鋼等の履歴減衰材料で形成してある。また、定着スリーブ２１は、その外周面に凹凸７を設けてＲＣ基礎スラブ２との付着強度を確保するように構成してある。
【００３６】
本実施形態のコンクリート系圧縮材の引抜防止構造を施工するには、まず、ＲＣ杭１を現場打設しあるいは既製のものを打ち込んだ後、該ＲＣ杭の天端から上方に突出しているネジ鉄筋２２に定着スリーブ２１をねじ込んで固定する。
【００３７】
定着スリーブ２１の設置が完了したならば、型枠工事を行った後、ＲＣ基礎スラブ２のコンクリート打設を行って定着スリーブ２１を該スラブ内に埋設する。
【００３８】
本実施形態に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造においては、図３で説明した第１実施形態の作用と同様、上部構造物１１の地震時ロッキングによってＲＣ基礎スラブ２からＲＣ杭１に同図矢印に示すような上向きの引抜力が作用したとき、ＲＣ杭１から突出するネジ鉄筋２２と該鉄筋が係合されたＲＣ基礎スラブ２側の定着スリーブ２１との間に引張力が生じるが、定着スリーブ２１の挿入凹部２４の内面に形成された凹凸２５を極軟鋼等の履歴減衰材料で形成してあるので、該引抜き動作に係る運動エネルギーは、凹凸２５の変形に伴う履歴エネルギーに変換されて引抜き動作が速やかに減衰する。また、ＲＣ杭１とＲＣ基礎スラブ２とが剛に固定されておらず、上述した引抜き動作が許容される構造になっているため、ＲＣ杭１やＲＣ基礎スラブ２には過度な引張応力が発生しない。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造によれば、上部構造物１１の地震時ロッキングによってＲＣ基礎スラブ２からＲＣ杭１に引抜力が作用したとき、該引抜き動作に係る運動エネルギーを履歴減衰材料で形成した挿入凹部２４の凹凸２５の変形で吸収するとともに、その結果として、上部構造物１１のロッキングも速やかに減衰させることが可能となる。また、ＲＣ杭１やＲＣ基礎スラブ２に過度な引張応力を発生させず、それらの引張破壊を未然に防止することが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態によれば、第１実施形態に比べ、減衰部材が不要な分だけ部材点数を減らすことも可能となる。
【００４１】
本実施形態では、定着スリーブ２１の挿入凹部２４の内面に形成した凹凸２５を履歴減衰材料で形成したが、これに代えてあるいはこれに加えてネジ鉄筋２２の凹凸２３を履歴減衰材料で形成するようにしてもよい。
【００４２】
また、第１、第２実施形態では特に言及しなかったが、アンカーなどの引抜き抵抗部材と併用するようにしてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る本発明のコンクリート系圧縮材の引抜防止構造によれば、上部構造物の地震時ロッキングによってスラブからコンクリート系圧縮材に引抜力が作用したとき、該引抜き動作に係る運動エネルギーを補強材とスラブとの間に介在させた減衰部材で減衰させるとともに、その結果として、上部構造物のロッキング振動も速やかに減衰させることが可能となる。また、上述したコンクリート圧縮材やスラブには過度な引張応力を発生させず、それらの引張破壊を未然に防止することも可能となる。
【００４８】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造の図であり、(a)は全体側面図、(b)は一部を断面表示した定着材の側面図、(c)は(a)の詳細図。
【図２】第１実施形態に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造を施工している様子を示した図。
【図３】第１実施形態に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造の作用を説明した図。
【図４】第１実施形態の変形例に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造の図であり、(a)は全体側面図、(b)は一部を断面表示した定着材の側面図、(c)は一部を断面表示した減衰部材の側面図、(d)は(a)の詳細図。
【図５】第１実施形態の変形例に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造の詳細図。
【図６】第２実施形態に係るコンクリート系圧縮材の引抜防止構造の図であり、(a)は全体側面図、(b)は一部断面表示した定着材の側面図、(c)は(a)の詳細図。
【符号の説明】
１                    ＲＣ杭（コンクリート系圧縮材）
２                    ＲＣ基礎スラブ（スラブ）
３                    定着スリーブ（定着材）
４                    挿入凹部
５                    鉄筋（補強材）
６                    高減衰ゴム（減衰部材）
１１                  上部構造物
１２                  減衰部材
１３                  減衰部材
２１                  定着スリーブ（定着材）
２２                  ネジ鉄筋（鉄筋）
２４                  挿入凹部
２５                  凹凸（係合部分）
【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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【図６】
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