(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の架構を構成する柱の柱脚と鋼管杭の杭頭とが直接接合され、
前記杭頭は、前記鋼管杭の本体部に比較して径寸法の大きい拡径部として形成され、
前記拡径部は、前記本体部の上端部に固定されたトッププレートと、該トッププレートの上方に固定されて、前記本体部に比較して径寸法が大とされた拡径鋼管と、該拡径鋼管の内部に充填されたコンクリートとにより形成され、
前記柱脚が、前記鋼管杭に対してその軸力を伝達するための軸力伝達部と、前記鋼管杭に対して曲げ応力を伝達するための曲げ応力伝達部とを有した構成とされ、前記軸力伝達部は、前記拡径鋼管の上方に配置され、前記曲げ応力伝達部は、前記拡径鋼管内の前記コンクリートに埋設されていることを特徴とする柱脚と杭との接合構造。
【請求項２】
請求項１記載の柱脚と杭との接合構造であって、
前記軸力伝達部は、曲げ応力伝達部の上方に位置するとともに、前記柱脚の上方に連続する柱本体の下端に取り付けられたベースプレートによって形成され、
該ベースプレートは、前記拡径鋼管の上部の少なくとも一部を覆うように配置されていることを特徴とする柱脚と杭との接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の架構を構成する柱の柱脚と杭とを接合するための構造に関し、特に、杭が鋼管杭とされているものに係る。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、一つの柱の柱脚を一つの杭に対して直接接合するとともに、フーチング基礎や地中梁を省略するようにした架構構造が近年実現している。このような架構構造を採用した場合、基礎・地中梁が省略できることに伴い、工事費の削減や工期の短縮、あるいは残土処理の削減を図ることができるなどの大きな利点がある。
【０００３】
図６に、柱脚と杭とを直接接合した構造の一例を示す。この例においては、杭１として、円管状の既製コンクリート杭が用いられ、杭１の杭頭１ａの内部に、角型鋼管からなる柱２の柱脚２ａが配置されている。また、杭頭１ａの内部においては、柱脚２ａの周囲にコンクリートＣが打設され、これにより、柱脚２ａが杭頭１ａに対して固定されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図６のような構成においては、柱脚２ａが杭頭１ａの内部に配置されるために、杭１の径寸法を柱脚２ａの寸法よりある程度大きく確保する必要があった。これにより、必要以上に杭１の径が大きくなり、安価な既製杭の最大径（1000mm程度）では、柱脚２ａが入らず、高価な場所打ち杭を採用せざるを得なくなるという問題点が生じていた。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、柱の柱脚と杭とを直接接合する際に、杭本体の径寸法を最小化して、杭に係るコストを低減することのできる技術を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の柱脚と杭との接合構造は、建物の架構を構成する柱の柱脚と鋼管杭の杭頭とが直接接合され、前記杭頭は、前記鋼管杭の本体部に比較して径寸法の大きい拡径部として形成され、前記拡径部は、前記本体部の上端部に固定されたトッププレートと、該トッププレートの上方に固定されて、前記本体部に比較して径寸法が大とされた拡径鋼管と、該拡径鋼管の内部に充填されたコンクリートとにより形成され、 前記柱脚が、前記鋼管杭に対してその軸力を伝達するための軸力伝達部と、前記鋼管杭に対して曲げ応力を伝達するための曲げ応力伝達部とを有した構成とされ、前記軸力伝達部は、前記拡径鋼管の上方に配置され、前記曲げ応力伝達部は、前記拡径鋼管内の前記コンクリートに埋設されていることを特徴としている。
【０００７】
このような構成により、鋼管杭の本体部については、耐力上必要最小限の杭径とすることができる。さらに、柱の軸力を確実に鋼管杭に対して伝達することができる。
【００１０】
請求項１記載の柱脚と杭との接合構造であって、前記軸力伝達部は、曲げ応力伝達部の上方に位置するとともに、前記柱脚の上方に連続する柱本体の下端に取り付けられたベースプレートによって形成され、該ベースプレートは、前記拡径鋼管の上部の少なくとも一部を覆うように配置されていることを特徴としている。
【００１１】
このような構成により、ベースプレートおよび拡径鋼管を介して鋼管杭の杭本体に確実に支圧力を伝達することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
［第一の実施の形態］
以下、本発明の第一の実施の形態の一例を、図面に基づいて説明する。
図１，２は、本発明の第一の実施の形態である柱脚１０と鋼管杭１１との接合構造１２を模式的に示す図であり、図１は、接合構造１２の立断面図、図２は、図１におけるＩ−Ｉ線矢視断面図である。
【００１３】
接合構造１２は、角型鋼管によりなる柱１３の柱脚１０と、鋼管杭１１の杭頭１４とを直接接合するためのものである。ここで、鋼管杭１１は、その杭頭を構成する拡径部１５と、拡径部１５の下方に連続して地盤Ｇに対して打設された本体部１６とを備えた構成となっており、拡径部１５は、本体部１６の上端部に固定されたトッププレート１７と、トッププレート１７の上方に固定されて本体部１６に比較して径寸法が大とされた拡径鋼管１８と、拡径鋼管１８の内部に充填されたコンクリートＣとにより形成されている。
一方、柱脚１０は、柱１３を構成する鉄骨材からスタッドボルト１９を突出させた構成となっており、その一部が、拡径鋼管１８の内部に充填されたコンクリートＣ1に対して埋設された構成となっている。
【００１４】
このような接合構造１２を形成するには、地盤Ｇ中に、鋼管杭１１の本体部１６にトッププレート１７を固定してトッププレート１７の上方に拡径鋼管１８を固定しておいたものを打設し、さらに、柱１３を、その柱脚１０の一部が拡径鋼管１８内に位置するように配置しておき、拡径鋼管１８内部にコンクリートＣ1を打設するとともに、拡径鋼管１８の上部に連続する基礎スラブ２０の設置対象位置に対してコンクリートＣ2を打設するようにする。
【００１５】
この接合構造１２においては、鋼管杭１１の杭頭１４が、本体部１６に比較して径寸法の大きい拡径部１５として形成され、拡径部１５が、拡径鋼管１８内にコンクリートＣ1が打設されるとともに、このコンクリートＣ1に柱脚１０の一部が埋設された構成となっているために、従来と異なり、拡径部１５のみの内径寸法を、柱１３の径寸法以上とすればよく、本体部１６については、耐力上必要最小限の杭径とすることができる。これにより、柱１３の径寸法が大である場合においても、高価な場所打ち杭を採用する必要が無く、建設コストを抑制できる。さらに、この場合、拡径部１５が、拡径鋼管１８内にコンクリートＣが打設された構成となっているために、拡径部１５を容易に形成することができ、さらに、杭の本体部１６についても鋼管により形成されているために、拡径鋼管１８に対して容易に接合することが可能であり、施工性がよい。
【００１６】
［第二の実施の形態］
以下、本発明の第二の実施の形態の一例を、図面に基づいて説明する。
図３，４，５は、本発明の第二の実施の形態である柱脚２４と鋼管杭２５との接合構造２６を模式的に示す図であり、図３は、接合構造２６の立断面図、図４は、図３におけるＩＩ−ＩＩ線矢視断面図、図５は、図３におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。なお、図４においては柱脚２４の周囲のコンクリートを省略して記載している。
【００１７】
これら図中に示すように、接合構造２６は、角型鋼管によりなる柱２７の柱脚２４と、鋼管杭２５の杭頭２８とを直接接合するためのものである。ここで、鋼管杭２５は、その杭頭２８を構成する拡径部２９と、拡径部２９の下方に連続して地盤Ｇに対して打設された本体部３０とを備えた構成となっており、拡径部２９は、本体部３０の上端部に設けられたトッププレート３１と、トッププレート３１の上方に固定されて本体部３０に比較して径寸法が大とされた拡径鋼管３２と、拡径鋼管３２の内部に充填されたコンクリートＣ3とにより形成されている。
一方、柱脚２４は、柱脚２４の上方に連続する柱本体３３の下端に取り付けられたベースプレート３４と、ベースプレート３４の下方に突出状態に設けられた曲げ応力伝達部３５とにより構成されている。ベースプレート３４は、図３，４に示すように、拡径鋼管３２の上方に配置されて、拡径鋼管３２の内部の平面視中央を覆うように設置されている。また、曲げ応力伝達部３５は、図５に示すように、断面Ｈ型の鋼材３６，３６を互いに直交状態に組み合わせた断面視略十字形状をなす構成とされており、その一部が、拡径鋼管３２の内部に充填されたコンクリートＣに対して埋設された構成となっている。
【００１８】
このような接合構造２６を形成するには、地盤Ｇ中に、鋼管杭３２の本体部３０にトッププレート３１を固定してトッププレート３１の上方に拡径鋼管３２を固定しておいたものを打設する。一方、柱２７を、その柱脚２４にベースプレート３４および曲げ応力伝達部３５が取り付けられたものとして形成しておき、この柱２７を、曲げ応力伝達部３５の一部が拡径鋼管３２内に位置するように配置する。さらに、拡径鋼管３２内部にコンクリートＣ3を打設するとともに、拡径鋼管の上部３２に連続する基礎スラブ３８の設置対象位置に対してコンクリートＣ4を打設して、柱脚２４をコンクリートＣ3，Ｃ4の内部に埋設するようにする。
【００１９】
この接合構造２６においては、上記第一の実施の形態と同様に、拡径部２９のみの径寸法を、柱２７の径寸法以上とすればよく、本体部３０については、耐力上必要最小限の杭径とすることができ、これにより、上記第一の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２０】
さらに、柱脚２４が、ベースプレート３４と曲げ応力伝達部３５とを有した構成とされ、ベースプレート３４が柱２７の軸力を伝達するための軸力伝達部として機能する一方、曲げ応力伝達部３５が、鋼管杭２５に対して曲げ応力を伝達するように機能するようになっており、このような軸力伝達部が拡径鋼管３２の上方に配置され、曲げ応力伝達部３５が拡径鋼管３２内のコンクリートＣに埋設されているために、柱２７の軸力をより確実に鋼管杭２５に対して伝達することができる。さらに、曲げ応力伝達部３５のみが拡径鋼管３２内に配置されることとなるために、曲げ応力伝達部３５の径寸法を小とすることにより、拡径鋼管３２の径寸法が過大なものとなることが無く、これにより、より一層の建設コストの低減化を図ることができる。
【００２１】
しかも、ベースプレート３４が、拡径鋼管３２の上方の一部を覆うように配置されているために、ベースプレート３４および拡径鋼管３２を介して鋼管杭２５の本体部３０に確実に支圧力を伝達することができ、安定した構造を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る柱脚と杭との接合構造によれば、柱の径寸法が大である場合においても、高価な場所打ち杭を採用する必要が無く、建設コストを抑制できる。さらに、この場合、拡径部が、拡径鋼管内にコンクリートが打設された構成となっているために、拡径部を容易に形成することができ、また、本体部についても鋼管により形成されているために、拡径鋼管に対して容易に接合することが可能であり、施工性がよい。
【００２３】
さらに、軸力伝達部が拡径鋼管の上方に配置されているので、柱の軸力をより確実に鋼管杭に対して伝達することができる。さらに、曲げ応力伝達部のみが拡径鋼管内に配置されることとなるために、曲げ応力伝達部の径寸法を小とすることにより、拡径鋼管の径寸法が過大なものとなることが無く、これにより、より一層の建設コストの低減化を図ることができる。
【００２４】
請求項２に係る柱脚と杭との接合構造によれば、ベースプレートが、拡径鋼管の平面視中央部を覆うように配置されているために、ベースプレートおよび拡径鋼管を介して鋼管杭の杭本体に確実に支圧力を伝達することができ、安定した構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】   本発明の第一の実施の形態を模式的に示す柱脚と杭との接合構造の立断面図である。
【図２】   図１におけるＩ−Ｉ線矢視断面図である。
【図３】   本発明の第二の実施の形態を模式的に示す柱脚と杭との接合構造の立断面図である。
【図４】   図３におけるＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図５】   図３におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図６】   本発明の従来の技術を示す柱脚と杭との接合構造の立断面図である。
【符号の説明】
１０，２４  柱脚
１１，２５  鋼管杭
１２，２６  接合構造
１３，２７  柱
１４，２８  杭頭
１５，２９  拡径部
１６，３０  本体部
３３  柱本体
３４  ベースプレート
３５  曲げ応力伝達部
Ｃ1，Ｃ3  コンクリート
【図１】
0003760305.tif 000002
【図２】
0003760305.tif 000003
【図３】
0003760305.tif 000004
【図４】
0003760305.tif 000005
【図５】
0003760305.tif 000006
【図６】
0003760305.tif 000007