(57)【要約】【課題】鉛を使用することなく、地震等の振動エネルギを吸収し、上部構造物の振動を可及的速やかに減衰することができる基礎杭と基礎スラブの接続構造を提供すること。【解決手段】基礎杭の杭頭部１に鋼棒２を立設し、鋼棒２を基礎スラブＫに埋設するようにした基礎杭と基礎スラブの接続構造において、鋼棒２にピストン３を固定し、ピストン３を摺動可能に収容する筒体４を設けるとともに、ピストン３にオリフィス３１を設けて、筒体４にアスファルト５を充填する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎杭の杭頭部に鋼棒を立設し、該鋼棒を基礎スラブに埋設するようにした基礎杭と基礎スラブの接続構造において、前記鋼棒にピストンを固定し、該ピストンを摺動可能に収容する筒体を設けるとともに、ピストンにオリフィスを設けて、筒体にアスファルトを充填したことを特徴とする基礎杭と基礎スラブの接続構造。
【請求項２】
筒体の内部にピストンを弾支するコイルスプリングを配設したことを特徴とする請求項１記載の基礎杭と基礎スラブの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基礎杭と基礎スラブの接続構造に関し、特に、鉛を使用することなく、地震の振動エネルギを吸収し、上部構造物の振動を可及的速やかに減衰することができる基礎杭と基礎スラブの接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本件出願人は、特許文献１に記載されているような基礎杭と基礎スラブの接続構造を先に提案している。
【０００３】
この基礎杭と基礎スラブの接続構造は、基礎杭の杭頭部に鋼棒を立設し、該鋼棒を基礎スラブに埋設するようにした基礎杭と基礎スラブの接続構造において、異形部を有する鋼棒の周囲に、鉛の層と、該鉛の層を囲繞する筒体とを設けている。
【０００４】
そして、この基礎杭と基礎スラブの接続構造は、地震等により上部構造物が地盤に対して振動し、基礎が杭に対して上下方向に相対移動すると、鋼棒の異形部が上下方向に相対変位することで鉛の層に塑性流動を生じさせ、鉛の塑性流動により基礎の振動エネルギを吸収して、上部構造物の地震等による振動を可及的速やかに減衰させるようにしている。
【０００５】
しかしながら、振動を吸収するために塑性流動を生じさせる鉛は、近年では有害物質との認識が強く、施工箇所が地中部であることや、解体後の回収と処分が困難であるなどの問題が発生している。
【特許文献１】特開２００４−３２４１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の基礎杭と基礎スラブの接続構造が有する問題点に鑑み、鉛を使用することなく、地震等の振動エネルギを吸収し、上部構造物の振動を可及的速やかに減衰することができる基礎杭と基礎スラブの接続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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の基礎杭と基礎スラブの接続構造は、基礎杭の杭頭部に鋼棒を立設し、該鋼棒を基礎スラブに埋設するようにした基礎杭と基礎スラブの接続構造において、前記鋼棒にピストンを固定し、該ピストンを摺動可能に収容する筒体を設けるとともに、ピストンにオリフィスを設けて、筒体にアスファルトを充填したことを特徴とする。
【０００８】
この場合において、筒体の内部にピストンを弾支するコイルスプリングを配設することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の基礎杭と基礎スラブの接続構造によれば、基礎杭の杭頭部に鋼棒を立設し、該鋼棒を基礎スラブに埋設するようにした基礎杭と基礎スラブの接続構造において、前記鋼棒にピストンを固定し、該ピストンを摺動可能に収容する筒体を設けるとともに、ピストンにオリフィスを設けて、筒体にアスファルトを充填することから、地震等により上部構造物が地盤に対して振動し、基礎が杭に対して上下方向に相対移動すると、鋼棒が上下方向に相対変位することでアスファルトを粘弾性体として流動させながらピストンを移動させ、このピストンのダンパ作用により地震等の振動エネルギを吸収して、上部構造物の振動を可及的速やかに減衰させることができる。
【００１０】
この場合、筒体の内部にピストンを弾支するコイルスプリングを配設することにより、地震等の振動の振幅に対するダンパの抵抗力を大きくしたり細かく調整したりすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の基礎杭と基礎スラブの接続構造の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１〜図３に、本発明の基礎杭と基礎スラブの接続構造の第１実施例を示す。
この基礎杭と基礎スラブの接続構造は、地盤Ｇに構築した基礎杭の杭頭部１に鋼棒２を立設し、該鋼棒２を基礎スラブＫに埋設するようにした基礎杭と基礎スラブの接続構造において、前記鋼棒２にピストン３を固定し、該ピストン３を摺動可能に収容する筒体４を設けるとともに、ピストン３にオリフィス３１を設けて、筒体４にアスファルト５を充填するようにしている。
【００１３】
鋼棒２は下部に雄ねじ２１を有しており、本実施例では、ねじスタッド６を介して、図３に示すように、ＰＣコンクリート杭の端部鋼板１１の上に鉛直に複数本が立設されている。
ねじスタッド６は内部に雌ねじを有し、ＰＣコンクリート杭の端部鋼板１１にスタッド溶接されている。
また、端部鋼板１１の上には、このねじスタッド６の高さで板状のゴム弾性体７が固定されており、このゴム弾性体７はその上面で基礎スラブＫの一部を支持している。
なお、端部鋼板１１はＰＣ鋼材１２によりＰＣコンクリート杭の下部の端部鋼板（図示省略）と連結されている。
【００１４】
また、鋼棒２は、ピストン３をその中間部に固定するとともに、該ピストン３を筒体４の中間部に配した状態で該筒体４を貫通している。
ピストン３は、鋼棒中間部の雄ねじ２２に螺合することにより固定されており、外周部に４本の縦溝からなるオリフィス３１を備えている。
この場合、オリフィス３１の流路断面積を変更することにより、地震等の振動の振幅に対するダンパの抵抗力を調整することができる。
【００１５】
筒体４は鋼管からなり、その上下端部にそれぞれ鋼製のプラグキャップ４１を螺合することにより、アスファルト５を充填、密閉するようにしている。
プラグキャップ４１の中心には挿通孔４１ａが穿設されており、該挿通孔４１ａには、鋼棒２がシール状態で摺動可能に貫通している。
また、筒体４の外周部には、プラグキャップ４１とリング４２による突条が周設されており、筒体４が埋設される基礎コンクリートとの結合力を高めている。
【００１６】
筒体４に充填されるアスファルト５は粘弾性体であり、本実施例では、ストレートアスファルト６０−８０（昭和シェル石油株式会社製、針入度（２５℃）：７０、軟化点（Ｒ＆Ｂ）：４６．０）を使用するようにしているが、ストレートアスファルト４０−６０、ストレートアスファルト８０−１００、ブローンアスファルト１０−２０、ブローンアスファルト２０−３０等を使用することもできる。
そして、筒体４にアスファルト５のみを封入する場合は、後述する第２実施例のようなコイルスプリング８を介装する場合に比べて、図４（ａ）に示すように、筒体４の長さを短くしダンパをコンパクトにすることができる。
【実施例２】
【００１７】
図４に、本発明の基礎杭と基礎スラブの接続構造の第２実施例を示す。
この基礎杭と基礎スラブの接続構造は、基礎杭の杭頭部１に鋼棒２を立設し、該鋼棒２を基礎スラブＫに埋設するようにした基礎杭と基礎スラブの接続構造において、前記鋼棒２にピストン３を固定し、該ピストン３を摺動可能に収容する筒体４を設けるとともに、ピストン３にオリフィス３１を設けて、筒体４にアスファルト５を充填し、さらに、ピストン３を弾支するコイルスプリング８を筒体４の内部に配設している。
【００１８】
コイルスプリング８は、ピストン３の上下に介装された２本の圧縮ばねからなり、上下のプラグキャップとピストン３の間で所定の予圧縮を付与されている。
コイルスプリング８は、この予圧縮力やばね定数を変えることにより、地震等の振動の振幅に対するダンパの抵抗力を大きくしたり細かく調整したりすることができる。
なお、コイルスプリング８を除くその他の構成は、第１実施例と同様であるためその説明を省略する。
【００１９】
上記第１実施例及び第２実施例のダンパと、鉛を用いた従来例のダンパとを試験体として加振機９を用いて試験した。
加振機は、図５（ａ）に示すように、ダンパのピストンロッドとなる鋼棒２をチャック９１側で固定するとともに、ダンパの筒体４を枠体９２で固定し、該枠体９２を加振機９のピストン９３で上下方向に加振するようにしている。
加振機９の上部にはロードセル９４、枠体９２の上部には変位計９５がそれぞれ設けられている。
【００２０】
この場合、加振機９の入力波は、引張り方向にのみ作用するように、図５（ｂ）に示すようにオフセットさせた正弦波とした。
また、加振条件は、振動数：０．５Ｈｚで、振幅が０．５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍの組合せとし、各試験の繰り返し回数は、４サイクルとした。
【００２１】
各試験体において、上記加振条件における振幅と抵抗力を計測した。その比較を表１に示す。
なお、振幅・抵抗力（Ｆｔｍａｘ：引張側、Ｆｃｍａｘ：戻り側）は、４サイクルの最大値を示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
上記試験結果からも明らかなように、地震等の振動で特に問題となる振幅の大きな領域で、上記第１実施例及び第２実施例のダンパは、十分な抵抗力を発揮することを確認できた。
【００２４】
かくして、本実施例の基礎杭と基礎スラブの接続構造は、基礎杭の杭頭部１に鋼棒２を立設し、該鋼棒２を基礎スラブＫに埋設するようにした基礎杭と基礎スラブの接続構造において、前記鋼棒２にピストン３を固定し、該ピストン３を摺動可能に収容する筒体４を設けるとともに、ピストン３にオリフィス３１を設けて、筒体４にアスファルト５を充填することから、地震等により上部構造物が地盤Ｇに対して振動し、基礎スラブＫが杭に対して上下方向に相対移動すると、鋼棒２が上下方向に相対変位することでアスファルト５を粘弾性体として流動させながらピストン３を移動させ、このピストン３のダンパ作用により地震等の振動エネルギを吸収して、上部構造物の振動を可及的速やかに減衰させることができる。
【００２５】
また、筒体４の内部にピストン３を弾支するコイルスプリング８を配設することにより、地震等の振動の振幅に対するダンパの抵抗力を大きくしたり細かく調整したりすることができる。
【００２６】
以上、本発明の基礎杭と基礎スラブの接続構造について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の基礎杭と基礎スラブの接続構造は、鉛を使用することなく、地震等の振動エネルギを吸収し、上部構造物の振動を可及的速やかに減衰するという特性を有していることから、環境に配慮した免震構造として広く好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の基礎杭と基礎スラブの接続構造の第１実施例を示す要部拡大断面図である。
【図２】同断面図である。
【図３】同実施例のダンパを示し、（ａ）は筒体を短くしたダンパの断面図、（ｂ）は同ダンパの筒体の正面図、（ｃ）は同ダンパの鋼棒の正面図、（ｄ）はピストンの２面図、（ｅ）はプラグキャップの２面図、（ｆ）は図１に示すダンパの筒体の正面図、（ｇ）は同ダンパの鋼棒の正面図である。
【図４】本発明の基礎杭と基礎スラブの接続構造の第２実施例を示す要部拡大断面図である。
【図５】（ａ）はダンパを試験する加振機の正面図、（ｂ）は同加振機の入力波を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
１    基礎杭の杭頭部
１１  端部鋼板
１２  ＰＣ鋼材
２    鋼棒
２１  雄ねじ
２２  雄ねじ
３    ピストン
３１  オリフィス
４    筒体
４１  プラグキャップ
４１ａ  挿通孔
４２  リング
５    アスファルト
６    ねじスタッド
７    ゴム弾性体
８    コイルスプリング
９    加振機
Ｇ    地盤
Ｋ    基礎スラブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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