杭と柱の接続構造
【課題】 鉄筋コンクリート造の杭と柱との接続構造であって、その接続部分における曲げモーメントを小さくすると共に、配筋が輻輳することなく容易に且つ正確に行える杭と柱の接続構造を提供する。
【解決手段】 鉄筋コンクリート造の杭１と柱２とは、上下部をこれらの杭１と柱２とのコンクリート内に埋設、固着させている鋼管３によって接続していると共に鋼管３の中央部に地中梁８の端部を接続させてあり、杭１と柱２との接続部分は、杭１の鉄筋1aの上端と柱２の鉄筋2aの下端とを連結させることなく離間させ、且つ鋼管３の中央部の短管部分によって接続している接続部分９に形成して、その鋼管３の短管部分の靱性によって地震発生時における杭頭部側の曲げモーメントを小さくしていると共に、杭１及び柱２の配筋作業が容易に且つ正確に行えるように構成している。
【解決手段】 鉄筋コンクリート造の杭１と柱２とは、上下部をこれらの杭１と柱２とのコンクリート内に埋設、固着させている鋼管３によって接続していると共に鋼管３の中央部に地中梁８の端部を接続させてあり、杭１と柱２との接続部分は、杭１の鉄筋1aの上端と柱２の鉄筋2aの下端とを連結させることなく離間させ、且つ鋼管３の中央部の短管部分によって接続している接続部分９に形成して、その鋼管３の短管部分の靱性によって地震発生時における杭頭部側の曲げモーメントを小さくしていると共に、杭１及び柱２の配筋作業が容易に且つ正確に行えるように構成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンクリート構造物における鉄筋コンクリート造の杭と柱との接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物における基礎としての杭は、常態においては鉛直方向に作用しているコンクリート構造物の荷重を支持しているものであるが、地震発生時には、該杭に上記鉛直力以外に水平力も作用して杭とこの杭上に立設している柱との接合部に大きな曲げモーメントが発生することになる。このため、従来から杭頭部にフーチングを設けてこのフーチングを介して場所打ち鉄筋コンクリート造りの杭と基礎梁とを連結していると共に柱の下端部を基礎梁を貫通した状態でフーチングに連結した耐力構造としているが、このような杭と柱との接続構造では杭と柱との接合部が剛直化して上記曲げモーメントを低減させることができず、その上、配筋量が増大して配筋作業が煩雑化するという問題点がある。
【０００３】
一方、上記コンクリート構造物における杭と柱との接合部に発生する曲げモーメントを低減させるために、その接続構造をピン結合に近い柔構造とすることが行われている。即ち、場所打ちコンクリート杭の上端面から構造物の下面（基礎梁）を上方に離間した状態にしてこの構造物の鉄骨鉄筋コンクリート柱における柱鉄骨の下部を杭頭部のコンクリート中に埋設させて杭頭部の上端面と構造体の下面とを該柱鉄骨で連結した構造とすることにより、杭頭部と構造体間の隙間に存在する柱鉄骨の短い長さ部分で曲げモーメントを低下させるように構成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１４４９０４号公報（第３〜５頁、第１図）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記杭と柱との接続構造によれば、柱鉄骨の下部を杭頭部のコンクリート中に埋設させるものであるから、柱が杭よりも常に小径又は細いコンクリート構造物にしか適用することができず、その上、柱鉄骨を囲繞している柱の鉄筋も柱鉄骨と共に杭頭部のコンクリート内に埋設されているために、この鉄筋の存在によって杭と柱との接合部の剛性が依然として高くなり、曲げモーメントの低減効果が小さいという問題点がある。
【０００６】
また、柱の鉄筋下部と杭頭部の鉄筋との接合箇所での配筋作業が困難であり、特に、杭が円柱形状で柱が角柱形状である場合、円形状に配筋された杭鉄筋と矩形状に配筋された柱鉄筋との接合箇所では、基礎梁鉄筋が交差して配筋され、鉄筋が非常に輻輳しているために、その配筋作業に著しい手間を要するばかりでなく正確に配筋することが難しく、さらに、配筋後のコンリートの打設作業に困難を伴うといった問題点があった。
【０００７】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、杭によってコンクリート構造物の柱を確実に支持させた上で杭と柱との接続部分の曲げモーメントをできる限り小さくすると共に杭と柱とが略同径或いは同じ太さであっても、さらには、杭が円柱形状で柱が角柱形状であっても配筋作業が能率よく正確に行うことができる杭と柱の接続構造を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の杭と柱の接続構造は、請求項１に記載したように、鉄筋コンクリート造の杭と鉄筋コンクリート造の柱とをこれらの杭や柱よりも細い一定長さの鋼管によって一体に接続してなる杭と柱の接続構造であって、上記杭の上端面と柱の下端面との接続部分に上記鋼管の長さ方向の中央部を配した状態でこの鋼管の上部と下部とをそれぞれ上記鉄筋コンクリート造の柱の下端部の横断面中央と杭の上端部の横断面中央とのコンクリート内に埋設状態で固着していると共に、鋼管の上下部の柱と杭とに対する挿入、配設長さを等しくし、且つ、杭への挿入長さを地震等による水平力が作用した時に杭からの引抜力に抵抗し得る長さとしてあり、さらに、この鋼管を囲繞している上記柱の鉄筋の下端と杭の鉄筋の上端とを連結することなく離間させた構造としている。
【０００９】
上記請求項１に記載の杭と柱の接続構造において、請求項２に係る発明は、鋼管の長さ方向の中央部側面に下側の梁筋取付用突片が取付けられていると共に中央部より上方の側面に上側の梁筋取付用突片が取付けられてあり、さらに、上記下側の梁筋取付用突片の上面に柱の鉄筋の下端を受止させた構造を有している。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、鉄筋コンクリート造の杭の上端部と、この杭に支持されている鉄筋コンクリート造の柱の下端部とは、これらの杭や柱よりも小径又は細い鋼管の上部を柱の下端部のコンクリート内に埋設状態で固着させると共に下部を杭頭部のコンクリート内に埋設状態で固着することにより接続してなるものであるから、この鋼管を介して杭上に柱を強固に接続、支持させた杭と柱との接続構造を構成することができると共に、この鋼管を囲繞している柱の鉄筋の下端と杭の鉄筋の上端とを離間させた状態にして、これらの杭と柱との接続部には杭頭部の上端面から突出している鋼管の中央一定長さ部分のみが存在し、その周囲には杭頭部と柱の下端部間を接続する配筋が存在しない接続構造としているので、この接続部分が靱性を有する柔構造となって地震発生時に該接続部に作用する曲げモーメントを低減させることができると共に配筋量を減少させることができ、配筋等の作業が能率よく行える。
【００１１】
さらに、鋼管の上下部における柱と杭とに対する挿入、配設長さを等しくしていると共に杭への挿入長さは、地震等による水平力が作用した時に杭からの引抜力に抵抗し得る長さとして、地震発生時に杭と柱との接続部に作用する水平力に対して鋼管の変形量を大きくとることができ、曲げモーメントの一層の低減を図ることができる構造としている。
【００１２】
上記杭と柱の接続構造において、請求項２に係る発明によれば、柱の下端部と梁とを一体化させている鋼管の長さ方向の中央部側面に下側の梁筋取付用突片が取付けられていると共に中央部より上方の側面に上側の梁筋取付用突片が取付けられているので、これらの上下突片によって鉄筋コンクリート造の梁を造成する際に、その配筋作業が正確な位置に容易に配筋することができ、さらに、上側の突片に鋼管の上部を囲繞している柱の鉄筋の下端を下側の突片上に受止させているので、鉄筋コンクリート造の柱を造成する際に、その主筋となる配筋作業も水平方向及び上下方向の正確な位置に能率よく行うことができ、柱の主筋下端と杭の主筋上端との離間幅も確実にとることができる。
【００１３】
その上、上述したように、柱の鉄筋の下端と杭の鉄筋の上端とは接続することなく離間させているので、柱の鉄筋と杭の鉄筋とは輻輳することなくそれぞれ独立状態で配筋することができるから、特に、杭が円柱形状であって柱が角柱形状に構成する場合にも、上記鋼管として断面四角形状の鋼管を採用し、その矩形枠状に形成した突片に柱の鉄筋を矩形籠状に配筋することによって円形の杭頭上に角柱状の柱を正確に且つ容易に造成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための最良の形態について説明すると、高架橋などの場所打ちのコンクリート構造物における鉄筋コンクリート造の杭１と、この杭１上に立設した鉄筋コンクリート造の柱２との接続構造であって、図１に示すように、これらの杭１と柱２とは一定長さを有する鋼管３によって一体に接続した構造を有していると共に、柱２の下端部に梁８を一体に接続させた構造としている。
【００１５】
上記杭１と柱２とは、円柱形状であっても角柱形状であってもよいが、本発明の実施の形態においては、杭１は図２に示すように、円柱形状に、柱２はその太さが杭１の径に略等しい角柱形状に形成されている。また、上記鋼管３は杭１の径や柱２の太さよりも細い、即ち、杭１や柱２の断面よりも小断面の横断面矩形状の角管であって、その上部3aを柱２の下端部の横断面中央のコンクリート内に挿入、埋設状態で固着してあり、下部3bを杭頭部における上端部の横断面中央のコンクリート内に挿入、埋設状態で固着していると共に、柱２に挿入している該鋼管３の上部3aの長さと杭１に挿入している該鋼管３の下部3bの長さとを等しくし、且つ地震時に該鋼管３に作用する水平力に対して杭１からの充分な引抜き抵抗を発揮し得る挿入長さにしている。
【００１６】
さらに、この鋼管３において、柱２の下端部内に埋設している該鋼管３の長さ方向の中央部3cにおける上下端部の四方（前後面と両側面）には、上下方向に一定間隔を存して一対の梁筋取付用突片４、５が周設されている。
【００１７】
これらの突片４、５は、鋼管３の四方外周面から水平方向に突設した一定厚みを有する平面矩形状の鋼製板材からなり、上側の各突片４には図２に示すように、上記柱２の周方向（幅方向）に一定間隔毎に並設している縦方向に長い鉄筋2aの下端部を挿通させた孔６を鉄筋2a、2a・・・と同一間隔毎に設けていると共に、柱２の下端部からこれらの各孔６を挿通して下方に垂下している各鉄筋2aの下端は、上記下側の突片５の上面に当接状態で受止されている。
【００１８】
そして、鋼管３の外周面を囲繞するように配設しているこれらの前後及び両側部の鉄筋列によって断面矩形状の柱２のコンクリート2bの四方外周部に埋設された矩形枠状の主筋を構成している。さらに、各鉄筋2aの下端部は、側面Ｕ字状のフック形状に屈曲してなる定着部2cに形成されてあり、この定着部2cは各鉄筋2aを上側突片４の対応する孔６に挿通したのち、鉄筋2aの下端に継手部材７によって連結され、しかるのち、該定着部2cを下側突片５上に受止させている。なお、前後及び両側の上下突片４、５は、鋼管３の周方向に連続した矩形環状板によって形成しておいてもよく、このように形成しておけば、四隅部にも鉄筋2aの挿通用孔を設けておくことができる。
【００１９】
また、上記下側突片５の下面と杭１の上端面との間には、杭１側の鉄筋1aや柱２側の鉄筋2a、及び、梁筋8a' が配設されていなく、杭１の上端と梁８の下面（柱２の下端）とを一体化しているコンクリートによって埋設された鋼管３の中央部における下端の短い長さ部分（以下、短管部3dとする）のみが存在する杭１と柱２との接続部分９が設けられている。なお、この接続部分９における鋼管３の短管部3dの周囲にコンクリートを打設することなく、該短管部3dを露出させておいてもよい。このように、杭１の鉄筋1aの上端部は該杭１のコンクリート1bの上端部内に埋設されてあり、柱２の鉄筋2aの下端は杭１の上端面から上記接続部分９を介して上方に配設されている上記鋼管３の下側突片５上に受止されているので、これらの配筋1a、2aは連結することなく離間している。さらに、地中梁８の上下梁筋8a、8a' もその先端端部を鋼管３の上下突片４、５上に溶接によってそれぞれ一体に固着してあり、下側突片５の下方には梁筋は配設されていない。
【００２０】
従って、鉄筋コンクリート造の杭１の鉄筋1aと鉄筋コンクリート造の柱２の鉄筋2aとは上記鋼管３の短管部3d（接続部分９）を介して上下に離間されていて、互いに交差させたり接続させたりしていないから、特に、配筋が輻輳してその接続作業が困難であった円形状に配設された鉄筋1aを有する円柱形状の杭１と、矩形状に配設された鉄筋2aを有する角柱形状の柱２との施工を極めて簡素化することができると共に精度のよいコンクリート構造物を構築することができる。
【００２１】
さらに、柱２の下端部を一体に接続させている地中梁８の下面と杭１の上端面との間には上記接続部分９が設けられていると共に、この接続部分９には杭１と地中梁８とを接続させている上記鋼管３の短管部3dが存在しているので、地震発生時にコンクリート構造物に水平力が作用した場合、杭１や柱２よりも小断面積の鋼管３における杭頭と地中梁８とを連結している杭頭上の上記短管部3dの剛性低減によって杭頭曲げモーメントを小さくすることができるものである。また、杭１の鉄筋1aが地中梁８まで延長、定着していないため、杭頭処理が容易となるばかりでなく、この杭１の鉄筋1aと柱２の鉄筋2aとが離間した状態で別々に配筋されているので、配筋量の減少と共に杭１や柱２、地中梁８の接合部の配筋作業が大幅に改善することができる。
【００２２】
次に、上記杭１と柱２及び地中梁８の施工方法について簡単に説明する。まず、ケーシング工法によって地表から一定深さまで円形の孔（図示せず）を掘削したのち、この孔内に杭１の配筋1aである鉄筋籠11を建て込み、しかるのち、孔内にコンクリートを打設することによって杭１を造成する。杭１の上端面は地表面から一定深さだけ下方に位置している。
【００２３】
そして、上記打設コンクリートの未硬化中において、地表に円筒体の開口端上を跨がるように作業台（図示せず）を架設し、この作業台上から鋼管３を適宜な吊治具（図示せず）を使用して該鋼管３の中心を上記杭１の中心線上に合致させた状態で円筒体内に吊り下ろし、この鋼管３の下部3bを杭頭部の中央部に該鋼管３の下側突片５から短管部3dの長さ部分を残すようにして挿入、埋設させると共に、コンクリートの硬化によって該下部3bを図３に示すように、コンクリート1bと一体に固着させて杭１の上端面中央部から鋼管３の上部3aを垂直状に立設させた状態にする。
【００２４】
次いで、作業台及び円筒体を撤去したのち、地表部に地中梁８の造成用の溝孔（図示せず）を掘削してこの溝孔内の底部と上部とに複数本の梁筋8a、8a' をそれぞれ溝幅方向に小間隔毎に水平状に配設し、その長さ方向の端部を鋼管３の長さ方向の中央部3cにおける上下端から水平状に突設している上記上下突片４、５上に周方向に並設させた状態で載置して溶接により各梁筋8a、8a' の端部を上下突片４、５にそれぞれ固着する。なお、溝孔は鋼管３を中心にしてこの鋼管３の前後面及び両側面から四方に向かって掘削されているが、柱２の造成位置によっては３方或いは２方に向かって地中梁８が造成される場合もあり、この時には当然のことながら、地中梁８が形成されない側に面している鋼管３の前後面或いは側面には上記上下突片４、５は存在しない。
【００２５】
また、杭１は上記溝孔の長さ間隔を存して順次、造成されてあり、従って、上下の梁筋8a、8a' はその両端を隣接する杭１、１上に立設している鋼管３の対向する上部突片４、４間上と下部突片５、５間上とに架設状態で配筋される。なお、梁筋列の幅が鋼管３の横幅よりも広い場合には、該梁筋の端部を受止する突片４、５に対して直角に隣接する突片４、５上に固着した梁筋上にその梁筋列の最両端側の梁筋を直交状態で載置させておけばよい。また、上下梁筋8a、8a' には長さ方向に所定間隔毎にフープ筋8bを組み込んでいる。
【００２６】
一方、柱２の主筋を構成する複数本の鉄筋2aを、地上側から垂直状態で上記鋼管３の前後及び両側面に沿うように下ろしてその下端部を上側突片４に設けている各孔６に挿通したのち、その下端にフック形状の定着部2cを継手部材７によって連結し、この定着部2cを下側突片５の上面に当接、受止させる。このように、鋼管３の四方の突片４、５に設けている複数の孔６に鉄筋2aの下端部を挿入してその下端を下側突片５に受止させることにより、該下側突片５から上方の鋼管３の上部と中央部との前後面、及び両側面に沿ってこれらの各面を覆うように並列した鉄筋2aが上方に向かって建て込まれ、鋼管３の周りを囲むように矩形枠状の配筋が施工される。なお、この矩形枠状に配筋された鉄筋2aも、長さ方向に所定間隔毎にフープ筋2dを組み込んでいる。
【００２７】
次いで、これらの鉄筋2aや上記梁筋8a、8a' を囲んだ状態で枠組みしてなる型枠内にコンクリートを打設することによって鉄筋コンクリート造の柱２と、この柱２の下端部が一体化している鉄筋コンクリート造の地中梁８とを造成する。この際、地中梁８の下面は鋼管３における下側突片５よりも下方に位置し、且つその下面と上記杭１の上端面とがコンクリートによって一体に接続していると共に下側突片５と杭１側の鉄筋1aの上端間には、この鉄筋1aの上端と柱２側の鉄筋2aの下端間を離間させている接続部分９が形成される。なお、柱２を構成するための上記鉄筋2aは、その下端にフック形状の定着部2cを設けているので、この定着部2cによって柱２と地中梁８との一体化が一層強固に行われる。
【００２８】
以上の実施の形態においては、鋼管３の中央部における上側の突片４には、鉄筋2aの挿入用孔６として、該突片４を上下に貫通した円形の孔を設けているが、図４に示すように、この孔６から突片４の突出端面に通じる平面細長の孔、即ち、突片４の突出端面に開口している切欠孔6Aとしておいてもよい。このような切欠孔6Aによれば、鉄筋2aを上方から挿入することなく、突片４の突出端面側から開口部を通じて横移動させながら切欠孔6Aに挿通状態に配設することができるので、その配筋作業が一層、円滑に行うことができると共に継手部材７を必要とすることなく、該鉄筋2aの下端部をＵ字状に屈曲させて定着部2cを形成しておくことができる。
【００２９】
さらに、このような切欠孔6Aに代えて、図５に示すように、上記突片４を周方向に複数分割した形状に形成し、この分割によって形成された隣接する小突片4a、4a間の空間部6Bに鉄筋2aを外方側から横移動させながら、或いは、上側から挿入することにより配設するように構成しておいてもよい。また、図６に示すように上下突片４、５を周方向に連続した矩形環状板の形状に形成しておき、上側突片４に周方向に所定間隔毎に鉄筋2aの挿通用孔６を設けた構造としておいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】杭と柱及び地中梁との接続構造を示す簡略正面図である。
【図２】杭と柱及び地中梁を造成するための配筋状態を示す斜視図である。
【図３】施工状態を示す簡略正面図である。
【図４】柱の配筋状態の別な実施形態を示す斜視図である。
【図５】さらに別な実施形態を示す横断面図である。
【図６】上下突片を矩形環状に形成した場合の斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 杭
1a 鉄筋
1b コンクリート
２ 柱
2a 鉄筋
2b コンクリート
３ 鋼管
3d 短管部
４、５ 上下突片
６ 鉄筋挿通用孔
８ 地中梁
９ 接続部分
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンクリート構造物における鉄筋コンクリート造の杭と柱との接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物における基礎としての杭は、常態においては鉛直方向に作用しているコンクリート構造物の荷重を支持しているものであるが、地震発生時には、該杭に上記鉛直力以外に水平力も作用して杭とこの杭上に立設している柱との接合部に大きな曲げモーメントが発生することになる。このため、従来から杭頭部にフーチングを設けてこのフーチングを介して場所打ち鉄筋コンクリート造りの杭と基礎梁とを連結していると共に柱の下端部を基礎梁を貫通した状態でフーチングに連結した耐力構造としているが、このような杭と柱との接続構造では杭と柱との接合部が剛直化して上記曲げモーメントを低減させることができず、その上、配筋量が増大して配筋作業が煩雑化するという問題点がある。
【０００３】
一方、上記コンクリート構造物における杭と柱との接合部に発生する曲げモーメントを低減させるために、その接続構造をピン結合に近い柔構造とすることが行われている。即ち、場所打ちコンクリート杭の上端面から構造物の下面（基礎梁）を上方に離間した状態にしてこの構造物の鉄骨鉄筋コンクリート柱における柱鉄骨の下部を杭頭部のコンクリート中に埋設させて杭頭部の上端面と構造体の下面とを該柱鉄骨で連結した構造とすることにより、杭頭部と構造体間の隙間に存在する柱鉄骨の短い長さ部分で曲げモーメントを低下させるように構成している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１４４９０４号公報（第３〜５頁、第１図）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記杭と柱との接続構造によれば、柱鉄骨の下部を杭頭部のコンクリート中に埋設させるものであるから、柱が杭よりも常に小径又は細いコンクリート構造物にしか適用することができず、その上、柱鉄骨を囲繞している柱の鉄筋も柱鉄骨と共に杭頭部のコンクリート内に埋設されているために、この鉄筋の存在によって杭と柱との接合部の剛性が依然として高くなり、曲げモーメントの低減効果が小さいという問題点がある。
【０００６】
また、柱の鉄筋下部と杭頭部の鉄筋との接合箇所での配筋作業が困難であり、特に、杭が円柱形状で柱が角柱形状である場合、円形状に配筋された杭鉄筋と矩形状に配筋された柱鉄筋との接合箇所では、基礎梁鉄筋が交差して配筋され、鉄筋が非常に輻輳しているために、その配筋作業に著しい手間を要するばかりでなく正確に配筋することが難しく、さらに、配筋後のコンリートの打設作業に困難を伴うといった問題点があった。
【０００７】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、杭によってコンクリート構造物の柱を確実に支持させた上で杭と柱との接続部分の曲げモーメントをできる限り小さくすると共に杭と柱とが略同径或いは同じ太さであっても、さらには、杭が円柱形状で柱が角柱形状であっても配筋作業が能率よく正確に行うことができる杭と柱の接続構造を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の杭と柱の接続構造は、請求項１に記載したように、鉄筋コンクリート造の杭と鉄筋コンクリート造の柱とをこれらの杭や柱よりも細い一定長さの鋼管によって一体に接続してなる杭と柱の接続構造であって、上記杭の上端面と柱の下端面との接続部分に上記鋼管の長さ方向の中央部を配した状態でこの鋼管の上部と下部とをそれぞれ上記鉄筋コンクリート造の柱の下端部の横断面中央と杭の上端部の横断面中央とのコンクリート内に埋設状態で固着していると共に、鋼管の上下部の柱と杭とに対する挿入、配設長さを等しくし、且つ、杭への挿入長さを地震等による水平力が作用した時に杭からの引抜力に抵抗し得る長さとしてあり、さらに、この鋼管を囲繞している上記柱の鉄筋の下端と杭の鉄筋の上端とを連結することなく離間させた構造としている。
【０００９】
上記請求項１に記載の杭と柱の接続構造において、請求項２に係る発明は、鋼管の長さ方向の中央部側面に下側の梁筋取付用突片が取付けられていると共に中央部より上方の側面に上側の梁筋取付用突片が取付けられてあり、さらに、上記下側の梁筋取付用突片の上面に柱の鉄筋の下端を受止させた構造を有している。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、鉄筋コンクリート造の杭の上端部と、この杭に支持されている鉄筋コンクリート造の柱の下端部とは、これらの杭や柱よりも小径又は細い鋼管の上部を柱の下端部のコンクリート内に埋設状態で固着させると共に下部を杭頭部のコンクリート内に埋設状態で固着することにより接続してなるものであるから、この鋼管を介して杭上に柱を強固に接続、支持させた杭と柱との接続構造を構成することができると共に、この鋼管を囲繞している柱の鉄筋の下端と杭の鉄筋の上端とを離間させた状態にして、これらの杭と柱との接続部には杭頭部の上端面から突出している鋼管の中央一定長さ部分のみが存在し、その周囲には杭頭部と柱の下端部間を接続する配筋が存在しない接続構造としているので、この接続部分が靱性を有する柔構造となって地震発生時に該接続部に作用する曲げモーメントを低減させることができると共に配筋量を減少させることができ、配筋等の作業が能率よく行える。
【００１１】
さらに、鋼管の上下部における柱と杭とに対する挿入、配設長さを等しくしていると共に杭への挿入長さは、地震等による水平力が作用した時に杭からの引抜力に抵抗し得る長さとして、地震発生時に杭と柱との接続部に作用する水平力に対して鋼管の変形量を大きくとることができ、曲げモーメントの一層の低減を図ることができる構造としている。
【００１２】
上記杭と柱の接続構造において、請求項２に係る発明によれば、柱の下端部と梁とを一体化させている鋼管の長さ方向の中央部側面に下側の梁筋取付用突片が取付けられていると共に中央部より上方の側面に上側の梁筋取付用突片が取付けられているので、これらの上下突片によって鉄筋コンクリート造の梁を造成する際に、その配筋作業が正確な位置に容易に配筋することができ、さらに、上側の突片に鋼管の上部を囲繞している柱の鉄筋の下端を下側の突片上に受止させているので、鉄筋コンクリート造の柱を造成する際に、その主筋となる配筋作業も水平方向及び上下方向の正確な位置に能率よく行うことができ、柱の主筋下端と杭の主筋上端との離間幅も確実にとることができる。
【００１３】
その上、上述したように、柱の鉄筋の下端と杭の鉄筋の上端とは接続することなく離間させているので、柱の鉄筋と杭の鉄筋とは輻輳することなくそれぞれ独立状態で配筋することができるから、特に、杭が円柱形状であって柱が角柱形状に構成する場合にも、上記鋼管として断面四角形状の鋼管を採用し、その矩形枠状に形成した突片に柱の鉄筋を矩形籠状に配筋することによって円形の杭頭上に角柱状の柱を正確に且つ容易に造成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明を実施するための最良の形態について説明すると、高架橋などの場所打ちのコンクリート構造物における鉄筋コンクリート造の杭１と、この杭１上に立設した鉄筋コンクリート造の柱２との接続構造であって、図１に示すように、これらの杭１と柱２とは一定長さを有する鋼管３によって一体に接続した構造を有していると共に、柱２の下端部に梁８を一体に接続させた構造としている。
【００１５】
上記杭１と柱２とは、円柱形状であっても角柱形状であってもよいが、本発明の実施の形態においては、杭１は図２に示すように、円柱形状に、柱２はその太さが杭１の径に略等しい角柱形状に形成されている。また、上記鋼管３は杭１の径や柱２の太さよりも細い、即ち、杭１や柱２の断面よりも小断面の横断面矩形状の角管であって、その上部3aを柱２の下端部の横断面中央のコンクリート内に挿入、埋設状態で固着してあり、下部3bを杭頭部における上端部の横断面中央のコンクリート内に挿入、埋設状態で固着していると共に、柱２に挿入している該鋼管３の上部3aの長さと杭１に挿入している該鋼管３の下部3bの長さとを等しくし、且つ地震時に該鋼管３に作用する水平力に対して杭１からの充分な引抜き抵抗を発揮し得る挿入長さにしている。
【００１６】
さらに、この鋼管３において、柱２の下端部内に埋設している該鋼管３の長さ方向の中央部3cにおける上下端部の四方（前後面と両側面）には、上下方向に一定間隔を存して一対の梁筋取付用突片４、５が周設されている。
【００１７】
これらの突片４、５は、鋼管３の四方外周面から水平方向に突設した一定厚みを有する平面矩形状の鋼製板材からなり、上側の各突片４には図２に示すように、上記柱２の周方向（幅方向）に一定間隔毎に並設している縦方向に長い鉄筋2aの下端部を挿通させた孔６を鉄筋2a、2a・・・と同一間隔毎に設けていると共に、柱２の下端部からこれらの各孔６を挿通して下方に垂下している各鉄筋2aの下端は、上記下側の突片５の上面に当接状態で受止されている。
【００１８】
そして、鋼管３の外周面を囲繞するように配設しているこれらの前後及び両側部の鉄筋列によって断面矩形状の柱２のコンクリート2bの四方外周部に埋設された矩形枠状の主筋を構成している。さらに、各鉄筋2aの下端部は、側面Ｕ字状のフック形状に屈曲してなる定着部2cに形成されてあり、この定着部2cは各鉄筋2aを上側突片４の対応する孔６に挿通したのち、鉄筋2aの下端に継手部材７によって連結され、しかるのち、該定着部2cを下側突片５上に受止させている。なお、前後及び両側の上下突片４、５は、鋼管３の周方向に連続した矩形環状板によって形成しておいてもよく、このように形成しておけば、四隅部にも鉄筋2aの挿通用孔を設けておくことができる。
【００１９】
また、上記下側突片５の下面と杭１の上端面との間には、杭１側の鉄筋1aや柱２側の鉄筋2a、及び、梁筋8a' が配設されていなく、杭１の上端と梁８の下面（柱２の下端）とを一体化しているコンクリートによって埋設された鋼管３の中央部における下端の短い長さ部分（以下、短管部3dとする）のみが存在する杭１と柱２との接続部分９が設けられている。なお、この接続部分９における鋼管３の短管部3dの周囲にコンクリートを打設することなく、該短管部3dを露出させておいてもよい。このように、杭１の鉄筋1aの上端部は該杭１のコンクリート1bの上端部内に埋設されてあり、柱２の鉄筋2aの下端は杭１の上端面から上記接続部分９を介して上方に配設されている上記鋼管３の下側突片５上に受止されているので、これらの配筋1a、2aは連結することなく離間している。さらに、地中梁８の上下梁筋8a、8a' もその先端端部を鋼管３の上下突片４、５上に溶接によってそれぞれ一体に固着してあり、下側突片５の下方には梁筋は配設されていない。
【００２０】
従って、鉄筋コンクリート造の杭１の鉄筋1aと鉄筋コンクリート造の柱２の鉄筋2aとは上記鋼管３の短管部3d（接続部分９）を介して上下に離間されていて、互いに交差させたり接続させたりしていないから、特に、配筋が輻輳してその接続作業が困難であった円形状に配設された鉄筋1aを有する円柱形状の杭１と、矩形状に配設された鉄筋2aを有する角柱形状の柱２との施工を極めて簡素化することができると共に精度のよいコンクリート構造物を構築することができる。
【００２１】
さらに、柱２の下端部を一体に接続させている地中梁８の下面と杭１の上端面との間には上記接続部分９が設けられていると共に、この接続部分９には杭１と地中梁８とを接続させている上記鋼管３の短管部3dが存在しているので、地震発生時にコンクリート構造物に水平力が作用した場合、杭１や柱２よりも小断面積の鋼管３における杭頭と地中梁８とを連結している杭頭上の上記短管部3dの剛性低減によって杭頭曲げモーメントを小さくすることができるものである。また、杭１の鉄筋1aが地中梁８まで延長、定着していないため、杭頭処理が容易となるばかりでなく、この杭１の鉄筋1aと柱２の鉄筋2aとが離間した状態で別々に配筋されているので、配筋量の減少と共に杭１や柱２、地中梁８の接合部の配筋作業が大幅に改善することができる。
【００２２】
次に、上記杭１と柱２及び地中梁８の施工方法について簡単に説明する。まず、ケーシング工法によって地表から一定深さまで円形の孔（図示せず）を掘削したのち、この孔内に杭１の配筋1aである鉄筋籠11を建て込み、しかるのち、孔内にコンクリートを打設することによって杭１を造成する。杭１の上端面は地表面から一定深さだけ下方に位置している。
【００２３】
そして、上記打設コンクリートの未硬化中において、地表に円筒体の開口端上を跨がるように作業台（図示せず）を架設し、この作業台上から鋼管３を適宜な吊治具（図示せず）を使用して該鋼管３の中心を上記杭１の中心線上に合致させた状態で円筒体内に吊り下ろし、この鋼管３の下部3bを杭頭部の中央部に該鋼管３の下側突片５から短管部3dの長さ部分を残すようにして挿入、埋設させると共に、コンクリートの硬化によって該下部3bを図３に示すように、コンクリート1bと一体に固着させて杭１の上端面中央部から鋼管３の上部3aを垂直状に立設させた状態にする。
【００２４】
次いで、作業台及び円筒体を撤去したのち、地表部に地中梁８の造成用の溝孔（図示せず）を掘削してこの溝孔内の底部と上部とに複数本の梁筋8a、8a' をそれぞれ溝幅方向に小間隔毎に水平状に配設し、その長さ方向の端部を鋼管３の長さ方向の中央部3cにおける上下端から水平状に突設している上記上下突片４、５上に周方向に並設させた状態で載置して溶接により各梁筋8a、8a' の端部を上下突片４、５にそれぞれ固着する。なお、溝孔は鋼管３を中心にしてこの鋼管３の前後面及び両側面から四方に向かって掘削されているが、柱２の造成位置によっては３方或いは２方に向かって地中梁８が造成される場合もあり、この時には当然のことながら、地中梁８が形成されない側に面している鋼管３の前後面或いは側面には上記上下突片４、５は存在しない。
【００２５】
また、杭１は上記溝孔の長さ間隔を存して順次、造成されてあり、従って、上下の梁筋8a、8a' はその両端を隣接する杭１、１上に立設している鋼管３の対向する上部突片４、４間上と下部突片５、５間上とに架設状態で配筋される。なお、梁筋列の幅が鋼管３の横幅よりも広い場合には、該梁筋の端部を受止する突片４、５に対して直角に隣接する突片４、５上に固着した梁筋上にその梁筋列の最両端側の梁筋を直交状態で載置させておけばよい。また、上下梁筋8a、8a' には長さ方向に所定間隔毎にフープ筋8bを組み込んでいる。
【００２６】
一方、柱２の主筋を構成する複数本の鉄筋2aを、地上側から垂直状態で上記鋼管３の前後及び両側面に沿うように下ろしてその下端部を上側突片４に設けている各孔６に挿通したのち、その下端にフック形状の定着部2cを継手部材７によって連結し、この定着部2cを下側突片５の上面に当接、受止させる。このように、鋼管３の四方の突片４、５に設けている複数の孔６に鉄筋2aの下端部を挿入してその下端を下側突片５に受止させることにより、該下側突片５から上方の鋼管３の上部と中央部との前後面、及び両側面に沿ってこれらの各面を覆うように並列した鉄筋2aが上方に向かって建て込まれ、鋼管３の周りを囲むように矩形枠状の配筋が施工される。なお、この矩形枠状に配筋された鉄筋2aも、長さ方向に所定間隔毎にフープ筋2dを組み込んでいる。
【００２７】
次いで、これらの鉄筋2aや上記梁筋8a、8a' を囲んだ状態で枠組みしてなる型枠内にコンクリートを打設することによって鉄筋コンクリート造の柱２と、この柱２の下端部が一体化している鉄筋コンクリート造の地中梁８とを造成する。この際、地中梁８の下面は鋼管３における下側突片５よりも下方に位置し、且つその下面と上記杭１の上端面とがコンクリートによって一体に接続していると共に下側突片５と杭１側の鉄筋1aの上端間には、この鉄筋1aの上端と柱２側の鉄筋2aの下端間を離間させている接続部分９が形成される。なお、柱２を構成するための上記鉄筋2aは、その下端にフック形状の定着部2cを設けているので、この定着部2cによって柱２と地中梁８との一体化が一層強固に行われる。
【００２８】
以上の実施の形態においては、鋼管３の中央部における上側の突片４には、鉄筋2aの挿入用孔６として、該突片４を上下に貫通した円形の孔を設けているが、図４に示すように、この孔６から突片４の突出端面に通じる平面細長の孔、即ち、突片４の突出端面に開口している切欠孔6Aとしておいてもよい。このような切欠孔6Aによれば、鉄筋2aを上方から挿入することなく、突片４の突出端面側から開口部を通じて横移動させながら切欠孔6Aに挿通状態に配設することができるので、その配筋作業が一層、円滑に行うことができると共に継手部材７を必要とすることなく、該鉄筋2aの下端部をＵ字状に屈曲させて定着部2cを形成しておくことができる。
【００２９】
さらに、このような切欠孔6Aに代えて、図５に示すように、上記突片４を周方向に複数分割した形状に形成し、この分割によって形成された隣接する小突片4a、4a間の空間部6Bに鉄筋2aを外方側から横移動させながら、或いは、上側から挿入することにより配設するように構成しておいてもよい。また、図６に示すように上下突片４、５を周方向に連続した矩形環状板の形状に形成しておき、上側突片４に周方向に所定間隔毎に鉄筋2aの挿通用孔６を設けた構造としておいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】杭と柱及び地中梁との接続構造を示す簡略正面図である。
【図２】杭と柱及び地中梁を造成するための配筋状態を示す斜視図である。
【図３】施工状態を示す簡略正面図である。
【図４】柱の配筋状態の別な実施形態を示す斜視図である。
【図５】さらに別な実施形態を示す横断面図である。
【図６】上下突片を矩形環状に形成した場合の斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 杭
1a 鉄筋
1b コンクリート
２ 柱
2a 鉄筋
2b コンクリート
３ 鋼管
3d 短管部
４、５ 上下突片
６ 鉄筋挿通用孔
８ 地中梁
９ 接続部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート造の杭と鉄筋コンクリート造の柱とをこれらの杭や柱よりも細い一定長さの鋼管によって一体に接続してなる杭と柱の接続構造であって、上記杭の上端面と柱の下端面との接続部分に上記鋼管の長さ方向の中央部を配した状態でこの鋼管の上部と下部とをそれぞれ上記鉄筋コンクリート造の柱の下端部の横断面中央と杭の上端部の横断面中央とのコンクリート内に埋設状態で固着していると共に、鋼管の上下部における柱と杭とに対する挿入、配設長さを等しくし、且つ、杭への挿入長さを地震等による水平力が作用した時に杭からの引抜力に抵抗し得る長さとしてあり、さらに、この鋼管を囲繞している上記柱の鉄筋の下端と杭の鉄筋の上端とを連結することなく離間させていることを特徴とする杭と柱の接続構造。
【請求項２】
鋼管の長さ方向の中央部側面に下側の梁筋取付用突片が取付けられていると共に中央部より上方の側面に上側の梁筋取付用突片が取付けられてあり、さらに、上記下側の梁筋取付用突片の上面に柱の鉄筋の下端を受止させていることを特徴とする請求項１に記載の杭と柱の接続構造。
【請求項１】
鉄筋コンクリート造の杭と鉄筋コンクリート造の柱とをこれらの杭や柱よりも細い一定長さの鋼管によって一体に接続してなる杭と柱の接続構造であって、上記杭の上端面と柱の下端面との接続部分に上記鋼管の長さ方向の中央部を配した状態でこの鋼管の上部と下部とをそれぞれ上記鉄筋コンクリート造の柱の下端部の横断面中央と杭の上端部の横断面中央とのコンクリート内に埋設状態で固着していると共に、鋼管の上下部における柱と杭とに対する挿入、配設長さを等しくし、且つ、杭への挿入長さを地震等による水平力が作用した時に杭からの引抜力に抵抗し得る長さとしてあり、さらに、この鋼管を囲繞している上記柱の鉄筋の下端と杭の鉄筋の上端とを連結することなく離間させていることを特徴とする杭と柱の接続構造。
【請求項２】
鋼管の長さ方向の中央部側面に下側の梁筋取付用突片が取付けられていると共に中央部より上方の側面に上側の梁筋取付用突片が取付けられてあり、さらに、上記下側の梁筋取付用突片の上面に柱の鉄筋の下端を受止させていることを特徴とする請求項１に記載の杭と柱の接続構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１６９６９１（Ｐ２００８−１６９６９１Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７７２１８（Ｐ２００８−７７２１８）
【出願日】平成２０年３月２５日（２００８．３．２５）
【分割の表示】特願２００３−３０９４５７（Ｐ２００３−３０９４５７）の分割
【原出願日】平成１５年９月２日（２００３．９．２）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２５日（２００８．３．２５）
【分割の表示】特願２００３−３０９４５７（Ｐ２００３−３０９４５７）の分割
【原出願日】平成１５年９月２日（２００３．９．２）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【Ｆターム（参考）】
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