JP4129662B2 - 建物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビル、工場、倉庫等に用いられて好適な建物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、建物を構築する際には、地盤中に支持杭を設置し、この支持杭上に建物の上部構造を形成することが一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような支持杭は、所定値(例えば、N値50以上)の硬度を有する地盤に対して設置することが設計上必要とされている。したがって、支持杭を地盤中の支持層にまで到達するように設置する必要があるが、支持層が深い位置にある場合には、長尺の杭を用いる必要があり極めて不経済である。
【0004】
また、このように支持層が深い場合には、支持層以浅の地盤沈下に伴う建物の浮き上がり・ネガティブフリクションによる杭体の破壊などの問題が生じる場合がある。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、支持層が深い位置にある場合にもコストが嵩むものとならず、さらに、地盤沈下に伴い浮き上がり・ネガティブフリクションなどの問題が発生することの無いような建物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記載の建物は、基礎梁を省略した構造体である建物であって、
地盤の表層を改良して地盤改良体をマット状に形成し、
地上部は、前記地盤改良体上に柱を直接立設するとともに該柱間に梁を架設することにより、前記地盤改良体上に前記柱および梁からなる架構を形成した構成とされ、
前記柱の柱脚は、前記柱から側方に突出状態に設けられるとともに、前記地盤改良体の上面に接するフランジ部と、前記柱の下端を構成するとともに、前記地盤改良体内に埋設された埋設部とを備えていることを特徴としている。
【0007】
このような構成により、柱に水平力が作用した際に、地盤改良体のうち、柱かの側方に位置する部分の上面を、フランジ部が押圧することとなるために、柱の側方の地盤改良体に小さな部分破壊が生じることを防ぐことができる。
【0008】
請求項2記載の建物は、基礎梁を省略した構造体である建物であって、
地盤の表層を改良して地盤改良体をマット状に形成し、
地上部は、前記地盤改良体上に柱を直接立設するとともに該柱間に梁を架設することにより、前記地盤改良体上に前記柱および梁からなる架構を形成した構成とされ、
前記柱の柱脚は、前記柱の下端を構成するとともに、前記地盤改良体内に埋設された埋設部と、該埋設部の下面と同一の高さ位置に配置されるとともに、前記柱から側方に突出して前記地盤改良体内に固定されたフランジ部とを備えていることを特徴としている。
【0009】
このような構成により、柱の引き抜き抵抗力を大きくすることができる。また、パンチングせん断力に対する抵抗力や柱に作用する水平力に対する抵抗力も大きくすることができる。
【0010】
請求項3記載の建物は、請求項1または2記載の建物であって、
前記地盤改良体における前記柱が立設された個所に対応する部分の下面には、補強板が配設され、
該補強板と前記フランジ部との間には、これら補強板およびフランジ部を上下に接続する接続材が設けら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、柱の引き抜きに対する抵抗力を大きくすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図11および図12は、本発明の一実施の形態を示す図であり、符号1は建物を示す。この建物1は、図中に示すように、地盤Gを構成する軟弱な層のうちの表層部分を改良することにより地盤改良体2をマット状に形成し、さらに、地盤改良体2上に、柱3,3,…を立設するとともに、柱3,3間に梁4を架設することにより、柱3および梁4からなる架構5を構築した構成となっている。
【0013】
図1は、柱3の柱脚3aを拡大して示した図である。図中に示すように、柱3の柱脚3aは、柱3から側方に突出状態に設けられるとともに、地盤改良体2の上面2aに接するフランジ部6と、柱3の下端3bを構成するとともに、地盤改良体2内に埋設された埋設部7とを備えている。
【0014】
このような構成とされた建物1においては、建物1の直下の地盤の表層部分をすべて地盤改良体2としたために、地盤Gの上部が軟弱であっても、堅固な層(支持層)にまで到達する支持杭を設置する必要がない。さらに、地盤改良体2が、構造材として機能するために、従来と異なり、基礎梁を不要としたり、あるいは、基礎梁の断面寸法の縮小化を図ることができる。これらにより大幅なコストダウンが可能であるとともに、工期の短縮化および設計自由度の向上を図ることができる。また、杭が不要であるために、杭の輸送費が必要とならず、さらに、杭打機などの特別な建設重機を用いることなく施工が可能となる。また、特に、支持層が深い位置にあるような場合においては、長尺の杭を用いる必要がないために、コストダウンの効果をより一層顕著なものとすることができる。
【0015】
また、支持杭を用いる必要がないために、支持層以浅の地盤沈下に伴う建物の浮き上がり・ネガティブフリクションによる杭体の破壊などの問題が生じることが無く、地盤沈下時の建物の安全性を確保することができる。さらに、建物1の直下の地盤の表層部分がすべて地盤改良体2とされているために、建物1の不同沈下を抑制することができる。
【0016】
加えて、建物1においては、柱3に水平力が作用した際に、地盤改良体2のうち、柱3の側方に位置する部分を、フランジ部6が上面2aから押圧することとなる。したがって、この際に、柱3の側方の地盤改良体2に小さな部分破壊(例えば、図2中、符号S1で示すせん断面における地盤改良体2のせん断破壊)が生じることを防止できる。そして、柱3の下端3bの端縁と、フランジ部6の端縁6aとを通るせん断面S2について、応力の検討を行えばよいこととなる。この場合、せん断面S2の面積は、せん断面S1に比較して大きいため、せん断面S1で示すような小さな部分破壊が生じなければ、地盤改良体2の抵抗力を、事実上増大させることができる。これにより、建物1の水平耐力を向上させ、地震時の耐震安全性を確保することができる。
【0017】
さらに、建物1においては、柱3にフランジ部6を設けたため、フランジ部6が無いとした場合に地盤改良体2に発生するパンチングせん断力による破壊領域R1(柱3の下端3bの端縁を通過するせん断面S3で破壊する破壊領域)に比較して、より大きい破壊領域R2(フランジ部6の端縁6aを通過するせん断面S4で破壊する破壊領域)で、地盤改良体2にパンチングせん断力による破壊が生じることとなる。この場合、せん断面S4の面積は、せん断面S3に比較して大きいため、フランジ部6を設けなかった場合に比較して、パンチングせん断力に対する抵抗力を向上させることができ、建物1の強度を確保することができる。
【0018】
以上において、本発明の一実施の形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で他の構成を採用することも可能である。
例えば、上記実施の形態の柱脚3aに代えて、図4に示す柱3の柱脚3a’のように、柱3の下端3bを構成するとともに地盤改良体2内に埋設された埋設部9と、埋設部9の下面9aと同一の高さ位置に配置されるとともに、柱3から側方に突出して地盤改良体2内に固定されたフランジ部10とを備えた構成を採用してもよい。
【0019】
このような柱脚3a’を有する柱3を地盤改良体2上に立設するには、地盤改良体2に対して、固定孔11を設置し、その固定孔11内に柱脚3a’を配置し、さらに、フランジ部10の上方からコンクリートCを注入するか、あるいは、フランジ部10を改良土で埋め戻すようにする。これにより、図4に示すような構造を得ることができる。
【0020】
図4に示した柱脚3a’においては、図5に示すように、柱3に引き抜き力が作用した場合に、フランジ部10の端縁10aを通るせん断面S5において地盤改良体2が抵抗力を発揮することとなる。このため、フランジ部10が無い場合に比較して、引き抜き力に抵抗可能な面の面積を大きくすることができ、抵抗力を高めることができる。
【0021】
また、図4に示した柱脚3a’においては、図6に示すように、フランジ部10が無いとした場合に地盤改良体2に発生するパンチングせん断力による破壊領域R3(柱3の下端3bの端縁を通過するせん断面S6で破壊する破壊領域)に比較して、より大きい破壊領域R4(フランジ部10の端縁10aを通過するせん断面S7で破壊する破壊領域)でパンチングせん断力による破壊が生じることとなる。
【0022】
この場合、せん断面S7の面積は、せん断面S6に比較して大きいため、フランジ部10を設けなかった場合に比較して、パンチングせん断力に対する抵抗力を向上させることができ、建物1の強度を確保することができる。
【0023】
さらに、図4に示した柱脚3a’においては、図7に示すように、フランジ部10を設けたことにより、柱3に水平力が作用した際の底面の抵抗力を、フランジ部10が無い場合に比較して大きくすることができる。これにより、地震時の安全性の向上を図ることができる。
【0024】
またこれとは別に、図8,図9に示すように、地盤改良体2における柱3の立設個所に対応する部分の下面2bに、鋼板からなる補強板12を配置し、これを、柱脚3a、3a’のフランジ部6,10に対して、アンカーボルト(接続材)13を介して上下に接続するようにしてもよい。これにより、地震時に柱3に作用する水平力あるいは引き抜き力に対する抵抗性を確保することができる。
【0025】
なお、このような補強板12を用いた補強は、図10のように、地盤改良体2の上面2aにフーチング基礎14を有する柱3を立設する場合に応用することができる。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に係る建物においては、支持層にまで到達する支持杭を設置する必要がなく、さらに、地盤改良体が、構造材として機能するために、従来と異なり、基礎梁を不要として、大幅なコストダウンが可能となる。また、杭が不要であるために、地盤沈下に伴う建物の浮き上がり・ネガティブフリクションによる杭体の破壊などの問題が生じることが無く、安全性が高い。加えて、柱に水平力が作用した際に、柱の側方の地盤改良体に小さな部分破壊が生じることを防止できるので、応力の検討を行うべきせん断面の面積を大きくすることが可能であり、柱脚の水平力に対する抵抗性を事実上増大させることができる。これにより、建物の水平耐力を向上させ、地震時の耐震安全性を確保することができる。また、柱にフランジ部を設けたため、フランジ部を設けなかった場合に比較して、パンチングせん断力に対する抵抗力を向上させることができ、建物の強度を確保することができる。
【0027】
請求項2に係る建物においては、支持層にまで到達する支持杭を設置する必要がなく、さらに、地盤改良体が、構造材として機能するために、従来と異なり、基礎梁を不要として、大幅なコストダウンが可能となる。また、杭が不要であるために、地盤沈下に伴う建物の浮き上がり・ネガティブフリクションによる杭体の破壊などの問題が生じることが無く、安全性が高い。また、柱脚にフランジ部を設けることにより、引き抜き力に抵抗可能な面の面積を大きくして、引き抜き抵抗力を高めることができるだけでなく、パンチングせん断力に対する抵抗力を向上させることができ、これにより、建物の強度を確保することができ、さらに、柱に水平力が作用した際の底面の抵抗力を大きくすることができるため、地震時の安全性の向上を図ることができる。
【0028】
請求項3に係る建物においては、補強板とフランジ部とを接続材を介して上下に接続したため、地震時に柱に作用する水平力あるいは引き抜き力に対する抵抗性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態を模式的に示す図であって、建物における柱脚の拡大立断面図である。
【図2】 図1に示した柱脚の周囲において、柱に水平力が作用した際に地盤改良体内に発生するせん断面の位置を示す立断面図である。
【図3】 同、柱の荷重により地盤改良体内に発生するパンチングせん断力によるせん断面の位置を示す立断面図である。
【図4】 本発明の他の実施の形態を模式的に示す図であって、建物における柱脚の拡大立断面図である。
【図5】 図4に示した柱脚の周囲において、柱に引き抜き力が作用した際に地盤改良体内に発生するせん断面の位置を示す立断面図である。
【図6】 同、柱の荷重により地盤改良体内に発生するパンチングせん断力によるせん断面の位置を示す立断面図である。
【図7】 同、柱に水平力が作用した際に、地盤改良体の発揮しうる抵抗力を模式的に示す立断面図である。
【図8】 本発明のさらに他の実施の形態を模式的に示す図であって、建物における柱脚の拡大立断面図である。
【図9】 本発明のさらに他の実施の形態を模式的に示す図であって、建物における柱脚の拡大立断面図である。
【図10】 図8,9に示した構造をフーチング基礎を有する柱の柱脚に応用した場合の例を示す立断面図である。
【図11】 本発明の一実施の形態の建物の概略構成を示す立断面図である。
【図12】 同、平面図である。
【符号の説明】
1 建物
2 地盤改良体
2a 上面
2b 下面
3 柱
3a,3a’ 柱脚
3b 下端
4 梁
5 架構
6,10 フランジ部
7,9 埋設部
12 補強板
13 アンカーボルト(接続材)
14 フーチング基礎
Claims (3)
- 基礎梁を省略した構造体である建物であって、
地盤の表層を改良して地盤改良体をマット状に形成し、
地上部は、前記地盤改良体上に柱を直接立設するとともに該柱間に梁を架設することにより、前記地盤改良体上に前記柱および梁からなる架構を形成した構成とされ、
前記柱の柱脚は、前記柱から側方に突出状態に設けられるとともに、前記地盤改良体の上面に接するフランジ部と、前記柱の下端を構成するとともに、前記地盤改良体内に埋設された埋設部とを備えていることを特徴とする建物。 - 基礎梁を省略した構造体である建物であって、
地盤の表層を改良して地盤改良体をマット状に形成し、
地上部は、前記地盤改良体上に柱を直接立設するとともに該柱間に梁を架設することにより、前記地盤改良体上に前記柱および梁からなる架構を形成した構成とされ、
前記柱の柱脚は、前記柱の下端を構成するとともに、前記地盤改良体内に埋設された埋設部と、該埋設部の下面と同一の高さ位置に配置されるとともに、前記柱から側方に突出して前記地盤改良体内に固定されたフランジ部とを備えていることを特徴とする建物。 - 請求項1または2記載の建物であって、前記地盤改良体における前記柱が立設された個所に対応する部分の下面には、補強板が配設され、
該補強板と前記フランジ部との間には、これら補強板およびフランジ部を上下に接続する接続材が設けられていることを特徴とする建物。
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