(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート製布基礎の上に建築物を構築した建物の耐震基礎構造であって、コンクリート製布基礎を設置する地面に布基礎の設置方向に沿って且つ布基礎の横巾より長い溝巾の溝を掘削し、同溝の内部下部に栗石を充填して下位栗石層を形成し、同下位栗石層の上面に砂利又は砂あるいは砂利と砂の混合材を洩出させず且つ破損しにくい可橈性の直方体状網体内に充填して封止したマットを敷設し、同マット上に左右両側に所要の空間を残すように栗石を所定厚み充填して上位栗石層を形成し、下部が横方向に拡巾した断面逆Ｔ字状の布基礎を同上位栗石層上に設け、更に上位栗石層及び布基礎と溝内側面との間の左右の空間に砂利又は砂あるいは砂利と砂の混合材を充填し、充填された砂利・砂の上面は地表に開放した構造とした、建物の耐震基礎構造。
【請求項２】
下位栗石層の厚みが１０〜３０ｃｍで、マットの厚みが１０〜３０ｃｍで、上位栗石層の厚みが１０〜３０ｃｍである、請求項１記載の建物の耐震基礎構造。
【請求項３】
直方体状網体の上下又は左右の対向面間を連結する間隔保持用線材を複数本取付け、網体の外形状の大きな崩れを防止するようにした、請求項１又は２記載の建物の耐震基礎構造。
【請求項４】
マットの網体内に砂利と砂の混合材を封止するものであって、しかもその砂利の長さが４０ｍｍ以下であり、種々の粒度の砂利及び砂を混在させた状態のものである、請求項１〜３いずれかに記載の建物の耐震基礎構造。
【請求項５】
長さが２５ｍｍ以下の砂利及び砂が、網体に封止される砂利・砂の全量の９０重量％以上である、請求項４記載の建物の耐震基礎構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート製布基礎の上に建築物を構築した木造、鉄骨、コンクリート建物の地震の水平方向の揺れに対して耐震強度を高める基礎構造に関する。特に木造建築物に有用な耐震性を高める技術である。
【背景技術】
【０００２】
現在の木造建築物は、特開２００６−２７４７４６号公報で知られているように、まず地面に溝を掘ってその溝の下部に栗石を投入し、その上に断面逆Ｔ字状のコンクリート製布基礎を打設し、残った布基礎の左右の溝空間には土を充填し、この布基礎の上に、木部材を用いた土台・柱・梁・屋根を構築するものである。
【０００３】
木造建築物の重量は、梁・柱・土台等を介して布基礎に荷重される。布基礎が受ける荷重は栗石を介して地盤によって支持される。
【０００４】
しかし、この木造建築物の地盤に横揺れの強い地震が発生すると、地面は横ずれ・水平の左右の移動（変位）が生じ、布基礎及び栗石は地面に対し左右方向に強固に固定された状態にあるため地面の水平移動（左右移動）とともに布基礎も左右に揺れる。一方、重量ある布基礎上方の建築物は慣性によってその水平位置を維持しようとして、建築物と布基礎との相対水平位置関係が変化して建築物は傾いて倒壊したり、変形を受けて座屈を生起してしまうものであった。そのため、布基礎で構築される木造建築物は耐震性が低いものであった。
【特許文献１】特開２００６−２７４７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、低コストで簡単な構造によって、水平の揺れに対し高い耐震性を得ることができる布基礎を用いた建物の耐震基礎構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１）  コンクリート製布基礎の上に建築物を構築した建物の耐震基礎構造であって、コンクリート製布基礎を設置する地面に布基礎の設置方向に沿って且つ布基礎の横巾より長い溝巾の溝を掘削し、同溝の内部下部に栗石を充填して下位栗石層を形成し、同下位栗石層の上面に砂利又は砂あるいは砂利と砂の混合材を洩出させず且つ破損しにくい可橈性の直方体状網体内に充填して封止したマットを敷設し、同マット上に左右両側に所要の空間を残すように栗石を所定厚み充填して上位栗石層を形成し、下部が横方向に拡巾した断面逆Ｔ字状の布基礎を同上位栗石層上に設け、更に上位栗石層及び布基礎と溝内側面との間の左右の空間に砂利又は砂あるいは砂利と砂の混合材を充填し、充填された砂利・砂の上面は地表に開放した構造とした、建物の耐震基礎構造
２）  下位栗石層の厚みが１０〜３０ｃｍで、マットの厚みが１０〜３０ｃｍで、上位栗石層の厚みが１０〜３０ｃｍである、前記１）記載の建物の耐震基礎構造
３）  直方体状網体の上下又は左右の対向面間を連結する間隔保持用線材を複数本取付け、網体の外形状の大きな崩れを防止するようにした、前記１）又は２）記載の建物の耐震基礎構造
４）  マットの網体内に砂利と砂の混合材を封止するものであって、しかもその砂利の長さが４０ｍｍ以下であり、種々の粒度の砂利及び砂を混在させた状態のものである、前記１）〜３）いずれかに記載の建物の耐震基礎構造
５）  長さが２５ｍｍ以下の砂利及び砂が、網体に封止される砂利・砂の全量の９０重量％以上である、前記４）記載の建物の耐震基礎構造
にある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、マットの網体内に封止した砂利・砂及び同マット上で上位栗石層・布基礎と溝内面との左右空間に充填した砂利・砂の遊動と摩擦によって、地面の水平・上下の揺れエネルギーが吸収され、布基礎の水平及び上下の揺れを大巾に抑止し、よって建物の高い耐震性を確保する。
【０００８】
本発明によれば、地震で地面に横移動（左右の横揺れ）が生じると、地面と一体となる下位栗石層は地面とともに水平（左右）動する。一方建物の荷重がかかる布基礎及びその下方の上位栗石層は、建物の重さの慣性が働いてそのままの静止状態を保持しようとする。そのため、下位と上位の栗石層に挟まれた中間にあるマット内の砂利又は砂は、下位栗石層と接する下面部分は下位栗石層と噛み合って地面とともに水平（左右）動する。そしてマット内の上面部分は上位栗石層と噛み合って静止状態を維持しようとする。そしてマット内の中間の砂利・砂は上面・下面のそれぞれの静止状態・水平左右動の作用を受けて中間的な水平（左右）動となる。マット内の砂利・砂は下位の栗石層の栗石から水平及び上下方向の動きが伝達されて、遊動・転動しながら、上方へ左右揺れの水平移動エネルギー及び上下揺れのエネルギーを伝達していく。その間に砂利・砂は互に摩擦しながら動いてエネルギーはその運動と摩擦によって消耗されて減衰して上方に伝達される。その結果、マットの中間の砂利・砂の水平（左右）動の振巾は上方に従って漸次小さくなっていく。そして、マットの上面の砂利・砂はきわめて小さくしか動かずに、上位栗石層・布基礎・その上方の建築物の水平動はきわめて小さくできる。そのため、建物には弱い水平動しかなく、静止状態に近づき、建物が変形・傾倒することもない。
【０００９】
又地面の水平移動によってマットが溝側面から加圧（押圧）され、他方の溝側面から離れて減圧されても、マット内の砂利・砂は網体内に拘束され流出せず、且つ内部に充填された砂利・砂は内部で流動・転動できるため、押圧された砂利・砂分だけ他方の減圧側へ移動して絶えず均等な充填状態が維持され、上位栗石層・布基礎が水平から傾くことがないようになる。
【００１０】
更に、上位栗石層・布基礎と溝内側面との左右の空間には、砂利・砂があり、溝が地面とともに水平（左右）動しても、上位栗石層と布基礎との間の中間の砂利・砂が加圧又は減圧され、加圧される側の砂利・砂は上方の開放された上面方向へ移動する。他方減圧される側には上面を開放した側の上方の砂利・砂が下方の減圧域へ移動して砂利・砂の充填状態が保持される。
【００１１】
このように布基礎・上位栗石層に接した砂利・砂部分は布基礎・上位栗石層とともに静止状態に近く、他方、下位栗石層・溝内面壁と接した砂利・砂部分は地面（溝）の水平動とともに動き、それらの中間の砂利・砂部分は中間的な左右・上下の動きをする。又エネルギーは砂利・砂同士の摩擦及び砂利・砂の移動によって消耗され、地面の揺れエネルギーの布基礎・建物への伝達を大巾に低減させる。
【００１２】
このマット内の砂利・砂及びその上方の左右空間の砂利・砂は、地面側（溝・下位栗石）と建物側（布基礎・上位栗石）との間で境界層を形成し、地面の水平・上下の揺れを直接的に布基礎へ伝達せず、減衰した状態にする。又その境界層内で砂利・砂の遊動・転動によって摩擦エネルギー・運動エネルギーに変換されエネルギーを消耗させる。
よって、地面の水平・上下の揺れを建物側に伝達せず、布基礎上の建築物の慣性状態を維持し、その揺れ・変形・傾倒が少なく、高い耐震性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のマットの網体内に充填する砂利・砂及びマット上の溝内の左右空間に充填する砂利・砂としては、動き易い寸法・形状のものが使用されるが、砂利の長さが４０ｍｍ以下のものがよく、好ましくは２５ｍｍ以下の砂利及び砂が使用され、しかも２５ｍｍ以下のものが砂利・砂の全量の９０重量％以上となるものがよい。その寸法以下の種々の長さ・粒径の砂利・砂が混在するものが砂利・砂の流動・転動性を高めるのでより好ましい。砂利の形状は角張らないものが流動性・転動性がよく好ましい。
又砂利・砂は自然の砂利・砂、又はそれらを滑らかに加工した砂利・砂、あるいはアクリル製等の耐圧性に優れた劣化が少ないプラスチック製砂利・砂、錆を生じにくい耐圧性の金属製砂利・砂、ファインセラミックの砂利・砂が使用できる。
【００１４】
本発明のマットの網体の素材としては、腐食せず、引張強度が高く、破損しにくい素材が使われるが、主にナイロン系、炭素繊維系、アラミド繊維系の糸で織ったネット又は鉄製の金網がよい。又、網体は、その上下左右間に又は網体面に高強度の紐・金属線等の線材でもって複数個所連結して網体が直方体形状を維持するようにするのが好ましい。
【実施例１】
【００１５】
以下、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
図１は、実施例１の要部の布基礎の支持構造を示す説明図である。
図２は、実施例１の網体の斜視図である。
図３は、実施例１の砂利・砂の移動の振巾を示す説明図である。
【００１６】
図中、１は布基礎、２は上方の木造建築物、２ａは布基礎上の土台、２ｂは土台上の柱、３は地面、４は深さが６０ｃｍで溝巾が６０ｃｍの溝、５は１６ｃｍ厚みの下位栗石層で、５ａは同下位栗石層の栗石で、１０ｃｍ程の大きさの栗石と砂利を使用している。６は１５ｃｍ厚みのマットで、６ａは長さが２５ｍｍ以下の砂利と砂が９５重量％占める混合材で種々の長さ・粒径のものを混在させた状態でマット内に充填させた砂利・砂、６ｂは金網製素材で１．５ｍｍメッシュの６００ｍｍ×５００ｍｍ×１５０ｍｍの直方体状網体、６ｃは網体６ｂの上下面間に設けた間隔保持用線材、６ｄは網体６ｂの面に張られた補強用線材、７は左右巾が４６ｃｍで１６ｃｍ厚みの上位栗石層であって、１０ｃｍ程の大きさの栗石７ａと砂利を内部に充填している。布基礎１はコンクリート製で断面が逆Ｔ字状をしていて、下部の拡巾部の左右長の横巾は４６ｃｍである。８は布基礎１・上位栗石層７の側面と溝４の内面との間に充填された砂利・砂であり、マット６の砂利・砂６ａと同じ構成である。
【００１７】
この実施例１では、横巾６０ｃｍの溝４の下方に、１０ｃｍ程の大きさの栗石５ａと砂利を投入して上方から加圧して締め、１６ｃｍ厚みの下位栗石層５を形成している。栗石５ａは互に絡み合って地面３と固定的な支持層を形成している。
次に、６００ｍｍ（横巾）×５００ｍｍ（横長）×１５０ｍｍ（高さ）の直方体状の金網製の網体６ｂ内に、長さが２５ｍｍ以下のものが９５重量％で且つそれ以下の種々の長さ・粒径の砂利・砂が混在した状態の砂利・砂６ａを１５０ｍｍ厚みに充填してマット６を形成し、同マットを下位栗石層５の上に連続的に敷設していく。同マットは通常工場で製造され、現場に運送されて使用される。
【００１８】
次に、同マット上の溝４の左右内面それぞれから７０ｍｍ離れた位置に高さ３０ｃｍの垂直の側面型枠板（図示せず）を配置し、左右の側面型枠板内に１０ｃｍ程の大きさの栗石５ａと砂利を充填し、上方から加圧して締めて１５０ｍｍの厚みの上位栗石層７を形成する。同上位栗石層７上の１２０ｍｍの位置に断面Ｌ字状の左右一対の上型枠板（図示せず）を設置して一対の上型枠板の垂直板間の空間の上方からコンクリートを流し込んで上位栗石層７上に布基礎１を現場で打設する。
【００１９】
布基礎１を打設して固化した後、型枠を取り除いて溝４の内面と上位栗石層７と布基礎１の側面との間の左右の７０ｍｍ程の空間に、網体６ｂ内の砂利・砂６ａと同じ構成の砂利・砂８を充填して上方から加圧して締める。
木造の建築物２の土台２ａはこの布基礎１の上に固定され、その上に柱２ｂ・梁・屋根等の木造の建築部材が組み立てられて建築物２が構築されている。
【００２０】
このようにして形成された布基礎１の基礎構造では、縦の揺れ及び垂直荷重は、木造建築物２，布基礎１，上位栗石層７，マット６，下位栗石層５を介して地面３に伝達され、建物の荷重は支持される。又上下の揺れは、マット６内の砂利・砂６ａの転動・移動となってエネルギーが吸収され、又上下揺れは緩衝される。
【００２１】
次に、地面３の横揺れに対しては、下位栗石層５の上面、溝４の内面下部に接するマット６内の砂利・砂６ａ及びマット６上方の溝４の内面上部に接する砂利・砂８の部分は地面３の横揺れ（水平動・左右動）とともに左右動する。一方、マット６内の上位栗石層７の下面及び布基礎１側面・上位栗石層７側面に接する砂利・砂８は、布基礎１上の建築物の慣性によって静止状態を保持しようとしてあまり動かない。この振動の振巾の状態を図３に示している。これらの中間にある砂利・砂６ａ，８は両者の間の境界層となって水平・垂直の揺れ（振巾）は中間的な値となる。地面の揺れエネルギーは、マット６内の砂利・砂６ａ及び溝上方の左右空間の砂利・砂８の遊動・摩擦のエネルギーになって吸収され、地面の揺れは大巾に緩衝されて布基礎１に伝達される。又地震の垂直方向の揺れも同様に、マット内の砂利・砂層が上下振動の境界層の働きをして、砂利・砂の転動・遊動によって摩擦エネルギー・運動エネルギーとして吸収されて揺れを大きく緩衝する。
【００２２】
よって、本実施例１の布基礎１には地面の揺れが大巾に緩衝されて伝達され、布基礎１の水平・垂直の揺れはあまりなく、この上方の建築物が傾いたり、変形することが大巾に回避できて、高い耐震性を有する。尚、上下位の栗石層、マット内の砂利・砂、左右空間の砂利・砂とも透水性があり、水はけはよい。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、布基礎を用いる現在の木造建築物の他、布基礎上に構築する工場・小屋・鉄骨コンクリート構造物でも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１の要部の布基礎の支持構造を示す説明図である。
【図２】実施例１の網体の斜視図である。
【図３】実施例１の砂利・砂の移動の振巾を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  布基礎
２  木造建築物
２ａ  土台
２ｂ  柱
３  地面
４  溝
５  下位栗石層
５ａ  栗石
６  マット
６ａ  砂利・砂
６ｂ  網体
６ｃ  間隔保持用線材
６ｄ  補強用線材
７  上位栗石層
７ａ  栗石
８  砂利・砂
【要約】
【課題】  布基礎上に建築物を構築する建物において、低コストで簡単な構造によって水平の揺れに対して高い耐震性を得ることができる建物の基礎構造を提供する。
【解決手段】  布基礎１設置の地面３に布基礎１の横巾より長い溝巾の溝４を掘削し、同溝の下部に栗石５ａ・砂利を投入して加圧して下位栗石層５を形成し、その上に１．５ｍｍメッシュの網体６ｂに２５ｍｍ以下の砂利と砂を充填したマット６を敷設し、同マットの上に溝４の左右に空間を残して栗石・砂利を充填して上位栗石層７を形成し、同上位栗石層の上に布基礎１を打設し、上位栗石層と布基礎の左右の空間に砂利・砂を充填する。
【選択図】図１【図１】
0004208950.tif 000002
【図２】
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【図３】
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