JP4576067B2

JP4576067B2 - 杭頭部と鋼製地中梁の接合構造

Info

Publication number: JP4576067B2
Application number: JP2001115148A
Authority: JP
Inventors: 祐輝山田; 正人辻井; 有三赤司; 真治妙中
Original assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2001-04-13
Filing date: 2001-04-13
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2021-04-13
Also published as: JP2002309591A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基礎建設における基礎と鋼製地中梁の接合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基礎と鋼製地中梁を構築するにあたっては、杭立設後に杭周辺部、および隣接する杭間に両杭に通じる溝を掘削し、周辺部および溝に木枠および鉄筋を配設してコンクリートを打設して鉄筋コンクリート構造の基礎、鋼製地中梁を設けている。（従来技術１）
また、例えば、特開平９−２６８５７３号公報には、上部に柱が接合される接合部を有し下部に地中に立設杭内に挿入される脚部が形成された支柱と、この支柱に水平方向に取り付けられた複数の梁とを備えた部材を杭内に挿入し、コンクリートを充填した後、柱および鋼製地中梁を連結させる基礎、鋼製地中梁の接合構造に関する発明が開示されている。（従来技術２）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記した従来の基礎、鋼製地中梁接合構造では、従来技術１の場合はフーチング、鋼製地中梁を構築するために作業員の施工スペースを確保するために膨大な土砂を掘削し運搬したのちに型枠を設置しコンクリートを打設しなければならないため、工期が長くなり、施工性が悪かった。
また、従来技術２の場合は掘削やコンクリート工事は減少するものの、杭内への部材建て込みの精度が要求されることや現場でその部材と柱、および鋼製地中梁を溶接、またはボルト接合で繋げる作業が発生し、現場施工性が悪かった。
【０００４】
本発明は、前記した従来技術の問題点が解決されたもので、現地施工を省力化でき、さらに杭頭部と鋼製地中梁の接合施工誤差を吸収できる杭頭部と鋼製地中梁の接合構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明は、次のように構成する。
第１の発明は、地盤に立設された基礎鋼管杭の杭頭部側面に取り付けられ、底部に漏出防止板を固着したメス継手金具に、鋼製地中梁の両端に取り付けられたオス継手金具を現場で上部よりスライドさせ挿入し、メス継手内の空隙にモルタルを充填することで杭頭部と鋼製地中梁を接合することを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、基礎鋼管杭の杭頭部の外側に、第１の発明の構造をもつ杭径より大径の内面突起付き鋼管を設けると共に、該突起付き鋼管の外側に鋼製地中梁の両端に取り付けられたオス継手金具を挿入するメス継手金具を設け、内面突起付き鋼管内部及びメス継手金具内の間隙にコンクリート又はモルタルを充填して接合することを特徴とする。
また第３の発明は、第１または第２の発明のオス継手金具は、Ｈ形鋼、Ｔ形鋼、Ｙ形鋼、又はスタッドジベルを溶接したＨ形鋼、Ｔ形鋼、Ｙ形鋼、若しくは鋼板のいずれか１つを用いることを特徴とする。
【０００８】
さらに第４の発明は、第１〜３のいずれかの発明のオス継手金具は、梁高さ方向の単一部材を鋼製地中梁の端部に結合することで鋼製地中梁端部に作用する荷重を伝達するか、上下２つに分離して鋼製地中梁に結合することで鋼製地中梁端部に作用する転倒モーメントを上下それぞれのオス継手金具に軸力に変換して荷重伝達を行うことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態の説明図、図２はそのＡ−Ａ断面図を示す。図１において、１は地中に設けられた下部構造物であり、図２に示すような配列で地中に設置された複数の鋼管杭３と、該鋼管杭３相互を連結する鋼製地中梁４とから構成されている。また、２は下部構造物１の上に建てられた上部構造物である。
【００１０】
図３、４は本発明の下部構造物の一実施形態の概略断面図、平面図である。立設された鋼管杭３の杭頭部７１に加工され取り付けられたメス継手金具１１に、先端にオス継手金具１２を加工した鋼製地中梁４を挿入し、内部にモルタル２１を充填することで、杭頭部３と鋼製地中梁４を接合した構造を示す。
【００１１】
図５（ａ）は、鋼管杭３の杭頭部７１に加工されたメス継手金具１１の具体例を示す。メス継手金具１１はオス継手金具１２が挿入できるように成形加工されたものであり、鋼製地中梁４を設置する方向に取り付ける。メス継手金具１１の内部面積が大きいほど、杭頭部７１と鋼製地中梁４の施工精度を吸収することができる。また、メス継手金具１１の底部には、オス継手金具１２を挿入した後にメス継手内に充填するモルタル２１が漏出しないように、漏出防止板１３を固着しておくことが望ましい。鋼管杭３としては、図示のものに限らず角形鋼管杭、Ｈ杭を用いても良い。
【００１２】
図５（ｂ）は、鋼管杭３の杭頭部外側に、杭径より大径の内面突起付き鋼管６を設置し、その内部にコンクリート２２を充填して杭３と内面突起付き鋼管６を接合した基礎形式であり、その内面突起付き鋼管６に加工されたメス継手金具１１の具体例を示す。メス継手金具１１はオス継手金具１２が挿入できるように加工されたものであり、鋼製地中梁４を設置する方向に取り付ける。メス継手金具１１の内部面積が大きいほど、杭頭部７１と鋼製地中梁４の施工精度を吸収することができる。メス継手金具１１の底部にはメス継手内に充填するモルタル２１が漏出しないように漏出防止板１３を配置する。この基礎形式は（ａ）に比べて、鋼管杭３立設後に内面突起付き鋼管６を設置することで、鋼管杭３の施工精度を吸収できる特徴がある。
【００１３】
図６のように、メス継手金具１１は、（ａ）に示す小径鋼管４１にスリット４２を設けたものか、（ｂ）、（ｃ）に示すような形態で、２つの等辺山形鋼４４を鋼管杭３または内面突起付き鋼管６に適宜固着して用いてもよい。（ａ）の小径鋼管４１には鋼管杭３または内面突起付き鋼管６との溶接が簡易になるように接合鋼板４３を溶接しておくことができる。
【００１４】
次に、本発明のさらに他の実施形態を図７、図８の平面図、断面図に示す。この例では、立設された鋼管杭３の杭頭部７１の側面軸方向に入れたスリット５１に、断面Ｈ形のオス継手金具１２を先端に固着した鋼製地中梁４を挿入し、鋼管杭３の内部にコンクリート２２を充填し、杭頭部７１と鋼製地中梁４を接合した構造を示す。
【００１５】
このときの鋼管杭３に入れられたスリット５１の加工状態を図９（ａ）に示す。スリット５１はオス継手金具１２が挿入できるように切り込み加工されたものであり、鋼製地中梁４を設置する方向に付ける。鋼管杭３は角形鋼管杭を用いても良い。
図９（ｂ）は、鋼管杭３の外側に杭径より大径の内面突起付き鋼管６を設置し、内面突起付き鋼管６内部にコンクリート２２を充填して鋼管杭３と内面突起付き鋼管６を接合する基礎形式であり、その内面突起付き鋼管６に入れられたスリット５１の加工状態を示す。スリット５１はオス継手金具１２が挿入できるように加工されたものであり、鋼製地中梁４を設置する方向に取り付ける。この基礎形式は（ａ）に比べて、鋼管杭３立設後に内面突起付き鋼管６を設置することで、杭３の施工精度を吸収できる特徴がある。
【００１６】
鋼製地中梁４の先端に加工されたオス継手金具１２の具体例を図１０に示す。
鋼製地中梁４の端部には直接オス継手金具を溶接するか、必要に応じてオス継手加工用鋼板４５を介し、そのオス継手金具加工用鋼板４５にオス継手金具１２を溶接する。また、鋼製地中梁４の高さよりオス継手金具の高さの方が大きい場合は、鋼製地中梁４とオス継手金具１２間、もしくはオス継手金具加工用鋼板４５間にはリブ４６を加工する。また、オス継手金具１２は図１０（ａ）のように連続材として用いてもよく、また図１０（ｂ）のように上部材１２ａ、下部材１２ｂに分離し、鋼製地中梁４端部に作用する転倒モーメントを偶力により押込力、引抜力に変換し、設計上簡便化を図っても良い。鋼製地中梁４は、形鋼を用いてもよく、鋼管を用いても良い。
【００１７】
オス継手金具１２は、図１１のようにメス継手金具１１内、およびスリット５１に挿入できるものであり、（ａ）のようなＨ形の部材６１、（ｂ）のようなＴ型の部材６２、（ｃ）のようなＹ型の部材６３、（ｄ）のような鋼板６４にスタッドジベル６５を溶接した部材を用いてもよい。また、（ａ）〜（ｃ）に示す各部材についても必要に応じてはスタッドジベル６５を溶接してもよく、これによってオス継手とコンクリートもしくはモルタルとの付着強度を向上させる効果がある。
【００１８】
また、オス継手金具１２とメス継手金具１１とからなる継手部を、図１２のように平面方向に２つ以上設置することにより、平面方向の転倒モーメントを偶力に変換することができ、継手部の安定度を増すことができる。（ａ）は地中梁４に２個のＴ型オス継手金具１２を設け、小型鋼管からなるメス継手金具１１に接続した例、（ｂ）は地中梁４に設けた２個のＴ型オス継手金具１２を直接杭３或いは内面突起付き鋼管６に形成したスリットに挿入して接続した例を示す。
【００１９】
以上のような杭頭部７１と鋼製地中梁４の接合部の荷重伝達機構は次の通りである。オス継手１２を上下２つに分離した場合は、鋼製地中梁に作用する転倒モーメントは、偶力として上部１２ａ、下部１２ｂに押込力、引抜力として変換されてモルタル２１→メス継手、およびコンクリート２２を介して杭３および内面突起付き鋼管６に伝達していく。
また、継手部の鋼材量により、その押込バネ値、引抜バネ値を調整し、接合部全体としての剛結度を調整することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、現場での型枠工、鉄筋工のコンクリート工事または、溶接作業などの現地工事が省力化、簡略化でき短工期での施工が可能となる。さらに、メス継手の空隙により杭頭部と鋼製地中梁の施工誤差を吸収でき、その継手の鋼材量によって接合部の剛結度を自由にコントロールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の下部構造の一例を示した断面図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】鋼管杭および内面突起付き鋼管とメス継手金具の加工状態を示す説明図である。
【図６】メス継手金具の平面形状を示す説明図である。
【図７】図１の下部構造の他の一例を示した断面図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】鋼管杭および内面突起付き鋼管のスリット加工状態を示す説明図である。
【図１０】鋼製地中梁とオス継手金具の加工状態を示す説明図である。
【図１１】オス継手金具の平面形状を示す説明図である。
【図１２】杭頭部と鋼製地中梁の平面接合状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１下部構造物２上部構造物
３鋼管杭４鋼製地中梁
６内面突起付き鋼管１１メス継手金具
１２オス継手金具１２ａ上部オス継手金具
１２ｂ下部オス継手金具１３漏出防止鋼板
２１モルタル２２コンクリート
４１小径鋼管４２スリット
４３接合鋼板４４等辺山形鋼
４５オス継手金具加工用鋼板４６リブ
５１スリット６１Ｈ形鋼
６２Ｔ形鋼６３Ｙ形鋼
６４鋼板６５スタッドジベル
７１杭頭部

Claims

地盤に立設された基礎鋼管杭の杭頭部側面に取り付けられ、底部に漏出防止板を固着したメス継手金具に、鋼製地中梁の両端に取り付けられたオス継手金具を現場で上部よりスライドさせ挿入し、メス継手内の空隙にモルタルを充填することで杭頭部と鋼製地中梁を接合することを特徴とする杭頭部と鋼製地中梁の接合構造。
基礎鋼管杭の杭頭部の外側に、杭径が基礎鋼管杭より大径の内面突起付き鋼管を設けると共に、該突起付き鋼管の外側に鋼製地中梁の両端に取り付けられたオス継手金具を挿入するメス継手金具を設け、内面突起付き鋼管内部及びメス継手金具内の間隙にコンクリート又はモルタルを充填して接合することを特徴とする請求項１に記載の杭頭部と鋼製地中梁の接合構造。
オス継手金具は、Ｈ形鋼、Ｔ形鋼、Ｙ形鋼、又はスタッドジベルを溶接したＨ形鋼、Ｔ形鋼、Ｙ形鋼、若しくは鋼板のいずれか１つを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の杭頭部と鋼製地中梁の接合構造。
オス継手金具は、梁高さ方向の単一部材を鋼製地中梁の端部に結合することで鋼製地中梁端部に作用する荷重を伝達するか、上下２つに分離して鋼製地中梁に結合することで鋼製地中梁端部に作用する転倒モーメントを上下それぞれのオス継手金具に軸力に変換して荷重伝達を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の杭頭部と鋼製地中梁の接合構造。