(57)【要約】【課題】アンカーボルトとコンクリートとの一体性を損なうことなく、コンクリート柱脚を形成するフープ筋の設置を著しく容易なものとすることができる柱脚基礎構造を提供すること。【解決手段】鉄骨柱３の下端に接合されたベースプレート４を、上端部５ａを突出させた状態でコンクリート柱脚２に埋設される１又は複数のアンカーボルト５に締結してなる柱脚基礎構造１において、コンクリート柱脚２は、水平方向に間隔を有してアンカーボルト５を包囲する環状のフープ筋８を上下方向に複数備える構成とし、各フープ筋８同士を間隔を空けて保持する間隔保持部材９に接合する。これにより、アンカーボルト５とコンクリートとの一体性を損なうことなく、コンクリート柱脚２を形成するフープ筋８を容易に設置することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄骨柱の下端に接合されたベースプレートを、コンクリート柱脚に上端部を突出させた状態で埋設される１又は複数のアンカーボルトに締結してなる柱脚基礎構造において、
前記コンクリート柱脚は、前記アンカーボルトを該アンカーボルトと水平方向に間隔を有して包囲する環状のフープ筋を上下方向に複数備え、
各フープ筋は、当該フープ筋同士の間隔を保持する間隔保持部材に接合されていることを特徴とする柱脚基礎構造。
【請求項２】
前記コンクリート柱脚は四角柱状に形成され、
前記アンカーボルトは、少なくとも前記コンクリート柱脚の四隅に対応する位置に設置され、
前記間隔保持部材は、互いに隣り合う前記アンカーボルト間の中央部となる位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の柱脚基礎構造。
【請求項３】
前記フープ筋と前記間隔保持部材とが溶接接合されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の柱脚基礎構造。
【請求項４】
前記間隔保持部材は帯状に形成されており、前記間隔保持部材の厚み方向に交差する面である幅広部が前記フープ筋の側部に接合されていることを特徴とする請求項３に記載の柱脚基礎構造。
【請求項５】
前記アンカーボルトの下端部は、前記コンクリート柱脚の底部に設置される定着板に締結固定されており、
前記コンクリート柱脚において、前記アンカーボルトに沿って鉛直状に設置される縦筋を不存在とすることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の柱脚基礎構造。
【請求項６】
前記コンクリート柱脚には、水平方向に延在する基礎梁が連結され、
前記基礎梁の長手方向に直交する断面は矩形であり、
前記基礎梁の断面四隅に対応する位置には、基礎梁主筋が配置され、
前記間隔保持部材は、前記基礎梁の幅方向に離間する一対の前記基礎梁主筋間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の柱脚基礎構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上端部を突出させた状態でコンクリート柱脚に埋設されたアンカーボルトに、鉄骨柱の下端に接合されたベースプレートを締結してなる柱脚基礎構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、柱脚部鉄筋コンクリート柱では、柱主筋をアンカーボルトと平行に配し、その周囲に柱剪断補強用のフープ状鉄筋（以下「フープ筋」ともいう）を高さ方向に対し一定の間隔で配置し、柱主筋とフープ筋とを各交差点で結束線を用いて固定し、かつ、柱主筋またはフープ筋を他の鉄筋を介して結束線を用いてアンカーボルトに固定していた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
かかる構成では、複数の柱主筋と複数の柱剪断補強用のフープ筋を個々に配し、それぞれを用意し、これらを現場にて相互に結束する必要があり、部品数が多くコスト高である上、現場での作業が複雑で熟練技能を要し、作業性が悪く、非常に時間がかかっていた。
【０００４】
図４は従来の鉄筋コンクリート柱の一例を示す横断面図である。図４では上下方向に延在する鉄筋コンクリート柱１００の長手方向に直交する断面を示している。従来の鉄筋コンクリート柱１００では、上下方向に延在するアンカーボルト１０１の周囲に、アンカーボルト１０１と平行に延在する立ち上がり筋１０２が配置されている。鉄筋コンクリート柱１００では、矩形断面の四隅に対応して複数の立ち上がり筋１０２が配置され、この四隅の立ち上がり筋１０２の中間位置にもそれぞれ立ち上がり筋１０２が配置されている。そして、フープ筋１０３は、複数の立ち上がり筋１０２を取り囲むように配置されている。
【０００５】
また、特許文献１には、剪断補強筋を上下方向に軸を有する螺旋状に形成し、それをアンカーボルトの周囲に配設し、アンカーボルトに固定する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１６９００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の構成においては、フープ筋をアンカーボルトに結束する構成であるため、当該アンカーボルトとフープ筋との結束部分にはコンクリートが充填されにくく、アンカーボルトとコンクリートとの一体性を部分的に損なうおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明は、アンカーボルトとコンクリートとの一体性を損なうことなく、コンクリート柱脚を形成するフープ筋の設置を著しく容易なものとすることができる柱脚基礎構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の柱脚基礎構造は、鉄骨柱の下端に接合されたベースプレートを、上端部を突出させた状態でコンクリート柱脚に埋設される１又は複数のアンカーボルトに締結してなる柱脚基礎構造において、コンクリート柱脚は、アンカーボルトを該アンカーボルト水平方向に間隔を有して包囲する環状のフープ筋を上下方向に複数備え、各フープ筋は、当該フープ筋同士の間隔を保持する間隔保持部材に接合されていることを特徴としている。
【００１０】
この柱脚基礎構造によれば、上下方向に複数配置された各フープ筋が間隔保持部材に連結されることにより、これらが一の部材となり、当該間隔保持部材を設置すれば各フープ筋が所定の位置に納まった状態で設置されることとなり、フープ筋の設置が著しく容易なものとなる。また、この柱脚基礎構造では、フープ筋とアンカーボルトとの間に隙間が形成され、フープ筋とアンカーボルトとが結束されていない。これにより、コンクリートの流れが阻害されるおそれを減らし、コンクリートの充填性を向上させることができる。その結果、柱脚基礎構造では、アンカーボルトとコンクリートとの一体性を損なうことなく、フープ筋の設置を著しく容易なものとすることができる。
【００１１】
また、コンクリート柱脚は四角柱状に形成され、アンカーボルトは、少なくともコンクリート柱脚の四隅に対応する位置に設置され、間隔保持部材は、互いに隣り合うアンカーボルト間の中央部となる位置に設けられていることが好ましい。従来のコンクリート柱脚では、所定の領域にアンカーボルト及びフープ筋を設置するため、これらのアンカーボルト及びフープ筋の間隔が狭く、コンクリートの充填性が損なわれやすい。特にフープ筋の隅部はその傾向が著しいものとなるが、本発明の柱脚基礎構造では、隣り合うアンカーボルト間に間隔保持部材を設けることで、間隔保持部材を設けつつもコンクリートの充填性は維持される。本発明の柱脚基礎構造によれば、フープ筋の隅部に間隔保持部材を配置する必要がないので、互いに交差する方向に延在するフープ筋及び間隔保持部材が近接配置されない。すなわち、異なる３方向に延在する部材が一点に集中しないのでコンクリートの流れが阻害されない。
【００１２】
また、フープ筋と間隔保持部材とが溶接接合されていることが好ましい。上下に配置されたフープ筋同士の間隔保持の精度を高くすることができ、フープ筋同士の保持強度を増すことができる。また、事前に工場で溶接接合を行うことで、信頼性の高い溶接作業を行うことができ、溶接欠陥の発生を抑制することができる。
【００１３】
また、間隔保持部材は帯状に形成されており、間隔保持部材の厚み方向に交差する面である幅広部がフープ筋の側部に接合されていることが好ましい。これにより、間隔保持部材とフープ筋との接触面積を増大させた状態で溶接可能となるので溶接強度を向上させることができる。
【００１４】
また、アンカーボルトの下端部は、コンクリート柱脚の底部に設置される定着板に締結固定されており、コンクリート柱脚において、アンカーボルトに沿って鉛直状に設置される縦筋を不存在とすることが好ましい。アンカーボルトがコンクリート柱脚の上下方向に延在して、アンカーボルトがコンクリート柱脚の縦筋として機能するものとなり、その結果、コンクリート柱脚としての縦筋（主筋、立上り筋）が不要となる。これにより、コンクリート柱脚の施工を容易とすると共に、柱脚におけるコンクリートの充填性が高まるものとなる。なお、「縦筋を不存在とする」とは、縦筋が配置されていないことをいう。
【００１５】
また、コンクリート柱脚には、水平方向に延在する基礎梁が連結され、基礎梁の長手方向に直交する断面は矩形であり、基礎梁の断面四隅に対応する位置には、基礎梁主筋が配置され、間隔保持部材は、基礎梁の幅方向に離間する一対の基礎梁主筋間に配置されている構成でもよい。コンクリート柱脚内で水平方向に延在する一対の基礎梁主筋間に、間隔保持部材が配置されていると、上下方向においてフープ筋同士の間隔を保持することができ、上下方向において基礎梁主筋及びフープ筋の間隔を好適に保持することが可能であるため、柱脚のコンクリートの充填性が高まるものとなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、アンカーボルトとコンクリートとの一体性を損なうことなく、コンクリート柱脚を形成するフープ筋の設置を著しく容易なものとすることができる柱脚基礎構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の柱脚基礎構造の断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】図１中の基礎梁の横断面図である。
【図４】従来の鉄筋コンクリート柱の一例を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る柱脚基礎構造の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１に示される柱脚基礎構造１は例えば鉄骨造の工業化住宅（鉄骨造建築物）の基礎として利用されるものである。柱脚基礎構造１は四角柱状に形成されたコンクリート柱脚２を備え、コンクリート柱脚２上には鉄骨柱３が配置されている。鉄骨柱３は例えば角形鋼管柱からなり、鉄骨柱３の下端には矩形状のベースプレート（エンドプレート）４が溶接されている。ベースプレート４は鉄骨柱３の側方へ張り出す張出部４ａを有し、この張出部４ａには複数のボルト穴が形成されている。
【００２０】
ベースプレート４のボルト穴には、コンクリート柱脚２に埋設されたアンカーボルト５が挿通されている。アンカーボルト５はコンクリート柱脚２の断面の四隅にそれぞれ配置されて上下方向に延在している。アンカーボルト５はコンクリート柱脚２の天面２ａから上方に突出し、アンカーボルト５の上端部５ａにはナット６が螺着されて、ベースプレート４はアンカーボルト５に締結固定されている。
【００２１】
コンクリート柱脚２の底面部２ｂには矩形状の定着板７が設置され、定着板７の四隅にはボルト穴がそれぞれ形成されている。定着板７のボルト穴にはアンカーボルト５がそれぞれ挿通され、アンカーボルト５の下端部５ｂにはナット６が螺着されて、定着板７はアンカーボルト５に締結固定されている。
【００２２】
図２は柱脚基礎構造１の縦断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線で切った断面図である。図１及び図２に示されるように、コンクリート柱脚２は、複数のアンカーボルト５を包囲する環状のフープ筋８を複数備え、複数のフープ筋８は上下方向Ｚに所定の間隔で配置されている。フープ筋８は、複数のアンカーボルト５と水平方向に間隔を空けて配置されている。複数のフープ筋８は、当該フープ筋８同士の間隔を保持する間隔保持部材９に接合されている。
【００２３】
間隔保持部材９は、所定の長さ及び幅を有する帯状のバー（平板）によって形成されている。間隔保持部材９は、例えば一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００）であり、間隔保持部材９の寸法は、厚さ６ｍｍ、幅２５ｍｍとすることができる。間隔保持部材９は、上下方向Ｚに延在し、矩形の枠体を成すフープ筋８の内側の側面に溶接されている。間隔保持部材９の厚み方向に直交する面（幅広部）が、フープ筋８に接合されている。間隔保持部材９は、互いに隣り合うアンカーボルト５の中央部となる位置であり、フープ筋８の１辺８ａ，８ｂの中央部に配置されている。複数のフープ筋８は、間隔保持部材９に接合されることで、上下方向Ｚに間隔を空けて位置決めされて固定され、一体の構造物を構成している。間隔保持部材９は、例えば工場内で溶接施工されて、複数のフープ筋８に接合される。
【００２４】
図３は、図１中の基礎梁の横断面図である。図１及び図３に示されるように、コンクリート柱脚２には、第１の方向Ｘに延在するＲＣ構造の基礎梁１０が連結されている。基礎梁１０の長手方向に直交する断面は矩形であり、基礎梁１０の矩形断面の四隅に対応する位置には、基礎梁主筋１１がそれぞれ配置されている。基礎梁主筋１１は、基礎梁１０の長手方向に沿って延在している。基礎梁１０は、複数の基礎梁主筋１１を包囲する環状のスターラップ１２を複数備えている。複数のスターラップ１２は基礎梁主筋１１の長手方向に所定の間隔で配置されている。第１の方向Ｘは、水平方向のうち基礎梁１０が延在する方向である。なお、基礎梁は、複数の方向に延在しているものでもよく、例えば水平方向のうち第１の方向Ｘと直交する第２の方向Ｙに延在しているものでもよく、水平方向のうち第１の方向Ｘに対してその他の角度で交差する方向に延在する基礎梁でもよい。
【００２５】
基礎梁１０は、コンクリート柱脚２の第１の方向Ｘに対向する一対の側面２ｃから外方へ延在し、基礎梁主筋１１は、一方の基礎梁１０からコンクリート柱脚２を貫通して他方の基礎梁１０まで連続している。基礎梁主筋１１は、基礎梁１０の幅方向において、コンクリート柱脚２のアンカーボルト５間に配置されている。また、基礎梁１０の長手方向に対向する一対の間隔保持部材９は、基礎梁１０の幅方向において、一対の基礎梁主筋１１間に配置されている。
【００２６】
このような柱脚基礎構造１の施工方法について説明する。まず、アンカーボルト５の下端部５ｂを定着板７のボルト穴に挿入し、下端部５ｂにナット６を螺着して、アンカーボルト５を定着板７に固定する。定着板７をコンクリート柱脚２の底面部２ｂに対応する位置に配置する。これにより、アンカーボルト５は、コンクリート柱脚２の底面部２ｂから上方へ延在するように配置される。なお、コンクリート打設が終了するまでは、アンカーボルト５の上端部５ａを位置固定用のプレートで一時的に固定しておき、コンクリート打設が終了したら、位置固定用のプレートを撤去する。
【００２７】
複数のフープ筋８を上下方向Ｚに間隔を空けて間隔保持部材９に溶接接合する。間隔保持部材９の溶接作業は、工場内で事前に実施する。現場では、一体化された複数のフープ筋８及び間隔保持部材９を、複数のアンカーボルト５を包囲するように配置する。複数のフープ筋８は、水平方向に間隔を有してアンカーボルト５を包囲するように配置されている。複数のフープ筋８が間隔保持部材９に接合されて一体化されているので、運搬が容易となり、施工も容易となる。
【００２８】
次に基礎梁主筋１１を第１の方向Ｘに配置し、複数の基礎梁主筋１１を包囲するようにスターラップ１２を配置する。基礎梁主筋１１は、第１の方向Ｘにおいてコンクリート柱脚２を貫通するように配置される。
【００２９】
次にコンクリート柱脚２及び基礎梁１０の外形を形成するために型枠を設置し、型枠内にコンクリートを打設する。コンクリートの打設後、型枠を撤去する。その後、鉄骨柱３の下端に接合されたベースプレート４を、コンクリート柱脚２の天面２ａ上に配置する。ベースプレート４のボルト穴に、アンカーボルト５の上端部５ａを挿通し、上端部５ａにナット６を螺着して、ベースプレート４をコンクリート柱脚２上に固定する。
【００３０】
このような柱脚基礎構造１によれば、上下方向Ｚに複数配置された各フープ筋８が間隔保持部材９に連結されることにより、これらが一体化されて一の部材となり、当該間隔保持部材９を設置すれば各フープ筋８が所定の位置に納まった状態で設置されることとなり、フープ筋の設置が著しく容易なものとなる。これにより、施工現場で高い技術を要せず、経験の浅い施工者であっても、十分な品質を確保することが可能となる。
【００３１】
また、柱脚基礎構造１では、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙに隣り合うアンカーボルト５間に間隔保持部材９が設けられているので、間隔保持部材９を設けつつもコンクリートの充填性を維持することができる。柱脚基礎構造１によれば、フープ筋８の隅部（屈曲部）に間隔保持部材９を配置する必要がないので、互いに交差する方向に延在するフープ筋８及び間隔保持部材９が近接配置されない。すなわち、異なる３方向（第１の方向Ｘ、第２の方向Ｙ及び上下方向Ｚ）に延在する部材が一点に集中しないのでコンクリートの流れが阻害されない。アンカーボルト５とコンクリートとの一体性を損なうことがない。柱脚基礎構造１によれば、アンカーボルトとコンクリートとの一体性を損なうことなく、コンクリート柱脚を形成するフープ筋の設置を著しく容易なものとすることができる。
【００３２】
また、柱脚基礎構造１では、フープ筋８と間隔保持部材９とが溶接接合されているので、上下に配置されたフープ筋８同士の間隔保持の精度を高くすることができ、フープ筋８同士の保持強度を増すことができる。また、事前に工場で溶接接合を行うことで、信頼性の高い溶接作業を行うことができ、溶接欠陥の発生を抑制することができる。また、現場で溶接施工するより、高い位置精度でフープ筋８の間隔を保持することができる。
【００３３】
また、間隔保持部材９は帯状に形成され、幅広部がフープ筋８の側部に接合されている。そのため、間隔保持部材９とフープ筋８との接触面積を増大させた状態で溶接可能となるので溶接強度を向上させることができる。
【００３４】
また、アンカーボルト５の下端部５ｂは、コンクリート柱脚２の底面部２ｂに設置された定着板７に締結固定され、アンカーボルト５がコンクリート柱脚２の上下方向Ｚに延在しているので、アンカーボルト５がコンクリート柱脚２の主筋として機能するものとなり、その結果、コンクリート柱脚２としての主筋を不存在とすることができる。これにより、コンクリート柱脚２の施工を容易とすると共に、鉄筋が密集して配置されることを抑制し、コンクリートの流れをスムーズなものとし、コンクリート柱脚２におけるコンクリートの充填性を高めることができる。柱脚基礎構造１では、フープ筋８の四隅に、立ち上がり筋（縦筋）が配置されていないので、アンカーボルト５とフープ筋８との間においてコンクリートの流れが阻害されない。その結果、コンクリート柱脚２におけるコンクリートの充填性を高めることができる。
【００３５】
例えば地震や台風などによって外力が建物に作用した場合には、鉄骨柱３を介してアンカーボルト５に引張力などの力が生じる。従来技術においては、アンカーボルトに生じる力は、周囲のコンクリートを介して縦筋に伝わり、柱脚底部まで伝達される。このような力の伝達のメカニズムは、アンカーボルトと、縦筋及びコンクリリートとの付着力や、コンクリート自体のせん断抵抗などに依存するところが大きく、コンクリートの打設状況（縦筋などとコンクリートとが一体化しているか否か）およびその品質に左右されていた。しかしながら、本実施形態の柱脚基礎構造１では、鉄骨柱３からアンカーボルト５に作用する力は、アンカーボルト５を経由して直接柱脚底部の定着板７に伝達されるので、コンクリートの品質の影響を抑えて、確実に地震などの外力に抵抗し得るものであり、従来技術と比較して高い構造性能を発揮できる。
【００３６】
また、柱脚基礎構造１によれば、コンクリート柱脚２内で水平方向に延在する一対の基礎梁主筋１１間に、間隔保持部材９が配置されているので、上下方向において基礎梁主筋１１及びフープ筋８の間隔を好適に保持することが可能であり、コンクリートの流れをスムーズなものとし、コンクリート柱脚２のコンクリートの充填性を高めることができる。これらにより信頼性の高い柱脚基礎構造１を構築することができ、鉄骨柱３を下方から強固に支持することができる。また、基礎梁主筋１１とフープ筋８との接触を回避して、フープ筋８を水平方向に容易に移動させることができるので、建築現場での施工性の向上と工期短縮を実現することができる。
【００３７】
本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、下記のような種々の変形が可能である。
【００３８】
上記実施形態では、柱脚基礎構造１は住宅の基礎として説明しているが、店舗、事務所などその他の建物の基礎として使用することができる。
【００３９】
コンクリート柱脚２は、四角柱状のものに限定されず、円柱状などのその他の形状のものでもよい。また、上記実施形態では、基礎梁１０が第１の方向Ｘの両側に延在している構成を説明しているが、基礎梁１０は、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの両側に延在しているものでもよく、その他の方向に延在するものでもよい。また、基礎梁１０は、コンクリート柱脚２の両側に配置されていてもよく、片側のみに配置されていてもよい。また、コンクリート柱脚２に、基礎梁１０が接続されていない構成でもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、アンカーボルト５を４本備える構成を説明しているが、アンカーボルトは１本でもよく、その他の本数でもよい。また、アンカーボルト５は、フープ筋８の四隅に対応して１本ずつ配置されているが、例えば隅部に２本ずつアンカーボルトが配置されているものでもよい。
【００４１】
また、アンカーボルト５は、１本物のアンカーボルトでもよく、長手方向に複数のアンカーボルトが接続されて構成されているものでもよい。
【００４２】
また、間隔保持部材９は、隣り合うアンカーボルト５間の中央部となる位置に配置されているが、間隔保持部材９はその他の位置に配置されていてもよい。間隔保持部材９は、フープ筋８に対して直交するものに限定されず、フープ筋８に対して傾斜して配置されたものでもよい。
【００４３】
また、間隔保持部材９は、複数のフープ筋８を全て接合するものでもよく、上下方向に隣接する一対のフープ筋８を接合するものでもよい。また、間隔保持部材９は、フープ筋の４辺８ａ，８ｂの全てに接合されていてもよく、１辺のみに接合されているものでもよい。また、１辺に対して複数の間隔保持部材９が接合されているものでもよい。
【００４４】
また、間隔保持部材９は、平板状のバーに限定されず、円柱状及び角柱状のものでもよい。また、間隔保持部材９は、溶接接合でフープ筋８に接合されているものに限定されず、他の部材を用いて接合されていてもよく、その他の接合方法によって接合されているものでもよい。
【００４５】
また、間隔保持部材９はフープ筋８の内側の側部に接合されているものでもよく、フープ筋８の外側の側部に接合されているものでもよく、その他の位置で接合されているもでもよい。
【００４６】
また、アンカーボルト５の下端部５ｂは、コンクリート柱脚２の底面部２ｂに配置されているものに限定されず、底面部２ｂよりも上方または下方にずれて配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１…柱脚基礎構造、２…コンクリート柱脚、２ａ…天面、２ｂ…底面部、３…鉄骨柱、４…ベースプレート、４ａ…張出部、５…アンカーボルト、５ａ…上端部、５ｂ…下端部、６…ナット、７…定着板、８…フープ筋、８ａ，８ｂ…辺、９…間隔保持部材、１０…基礎梁、１１…基礎梁主筋、１２…スターラップ、１００…鉄筋コンクリート柱、１０１…アンカーボルト、１０２…立ち上がり筋、１０３…フープ筋、１０３ａ…隅部、Ｘ…第１の方向、Ｙ…第２の方向、Ｚ…上下方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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