JP4713605B2 - Pile-column connection structure - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a connection structure between a reinforced concrete pile and a column in a concrete structure.
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。 A pile as a foundation in a concrete structure normally supports the load of the concrete structure acting in the vertical direction, but when an earthquake occurs, a horizontal force acts on the pile in addition to the vertical force. As a result, a large bending moment is generated at the joint between the pile and the column standing on the pile. For this reason, a footing is conventionally provided on the pile head, and the cast-in-place reinforced concrete pile and the foundation beam are connected via this footing, and the lower end of the column is connected to the footing while penetrating the foundation beam. Although it has a load bearing structure, in such a connection structure between a pile and a column, the joint between the pile and the column becomes stiff and the bending moment cannot be reduced. There is a problem that the line work becomes complicated.
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)。 On the other hand, in order to reduce the bending moment generated at the joint between the pile and the column in the concrete structure, the connection structure is made a flexible structure close to pin coupling. That is, with the bottom surface of the structure (foundation beam) separated from the upper end surface of the cast-in-place concrete pile upward, the lower part of the column steel frame in the steel reinforced concrete column of this structure is buried in the concrete of the pile head. By using a structure in which the upper end surface of the head and the lower surface of the structure are connected by the column steel, the bending moment is reduced at the short length of the column steel existing in the gap between the pile head and the structure. (For example, refer to Patent Document 1).
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。 However, according to the connection structure between the pile and the column, the lower part of the column steel frame is buried in the concrete of the pile head, so that the column is always applied only to a concrete structure having a smaller diameter or thinner than the pile. In addition, the reinforcement of the column surrounding the column steel is also embedded in the concrete of the pile head together with the column steel, so the presence of this reinforcement increases the rigidity of the joint between the pile and the column. There is a problem that it still becomes high and the effect of reducing the bending moment is small.
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。 In addition, it is difficult to place the bar at the joint between the lower part of the column reinforcement and the reinforcement at the head of the pile. Especially when the pile is cylindrical and the column is prismatic, the pile reinforcement is arranged in a circular shape. At the joint between the bar reinforcement and the column reinforcement arranged in a rectangular shape, the reinforcement of the foundation beam reinforcement is crossed and the reinforcement is very congested. There is a problem that it is difficult to arrange the bars accurately, and further, the placement work of the concrete after the bar arrangement is difficult.
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。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to reliably support the column of the concrete structure by the pile and then to determine the bending moment of the connecting portion between the pile and the column. Even if the pile and the column are approximately the same diameter or the same thickness as much as possible, and even if the pile is a columnar shape and the column is a prismatic shape, the bar arrangement work can be performed efficiently and accurately. It is in providing the connection structure of a pile and a pillar.
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。 In order to achieve the above object, the connection structure of a pile and a column according to the present invention includes a reinforced concrete pile and a reinforced concrete column having a certain length that is narrower than these piles and columns. A pile-column connection structure that is integrally connected by a steel pipe of the above-mentioned steel pipe with a central portion in the length direction of the steel pipe arranged at the connection portion between the upper end surface of the pile and the lower end surface of the column. The upper and lower parts of the reinforced concrete columns are fixed in the concrete in the middle of the cross section of the lower end of the reinforced concrete column and the cross section of the upper end of the pile, respectively. The insertion length to the pile and the arrangement length are equal, and the insertion length to the pile is such a length that can resist the pulling force from the pile when a horizontal force due to an earthquake or the like is applied. The bottom end of the reinforcing bar of the above column and the top of the reinforcing bar of the pile Is that is spaced no structure concatenating and.
さらに、本発明においては、上記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、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ことを特徴とする。 Further, in the present invention, the lower beam reinforcement mounting protrusion is attached to the side surface of the steel pipe in the longitudinal direction and the upper beam reinforcement attachment protrusion is attached to the side surface above the center. It is characterized by having the structure which received the lower end of the reinforcing bar of the column on the upper surface of the above-mentioned lower beam reinforcement attaching projection piece .
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。
According to the invention which concerns on
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。 In addition, the length of the steel pipe that is inserted into the pile and the pile at the upper and lower parts and the length of the pile are equal, and the insertion length into the pile can resist the pulling force from the pile when a horizontal force is applied due to an earthquake, etc. In terms of length, the steel pipe has a large deformation amount with respect to the horizontal force acting on the connection between the pile and the column when an earthquake occurs, and the bending moment can be further reduced.
また、本発明によれば、上記杭と柱の接続構造において、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。
Further, according to the present invention , in the above-mentioned pile-column connection structure, the lower beam reinforcement mounting protrusion is formed on the side surface of the central portion of the steel pipe in which the lower end portion of the column and the beam are integrated. Since the upper beam reinforcement projecting piece is attached to the side surface above the center part, when the reinforced concrete beam is constructed by these upper and lower projecting pieces, the rebar placement work is accurate. It is possible to easily place the bar in the position, and the lower part of the reinforcing bar of the column surrounding the upper part of the steel pipe is received on the lower part of the projecting piece. When constructing, the main bar arrangement work can be efficiently performed at the correct position in the horizontal and vertical directions, and the separation width between the lower end of the main bar and the upper end of the main bar can be reliably secured. .
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。 In addition, as described above, since the lower end of the column reinforcement and the upper end of the pile reinforcement are separated from each other without being connected, the reinforcement of the column reinforcement and the reinforcement of the pile are arranged independently without being congested. In particular, even when the pile has a columnar shape and the column has a prismatic shape, a steel pipe having a quadrangular cross section is adopted as the steel pipe, and the pillar is formed on the projecting piece formed in the rectangular frame shape. By arranging the reinforcing bars in a rectangular basket shape, a prismatic column can be accurately and easily formed on the circular pile head.
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。
Next, the best mode for carrying out the present invention will be described. Connection between a reinforced
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。
Although the said
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。
Further, in this
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。
These projecting
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。
And the rectangular frame-shaped main reinforcement embed | buried under the four-way outer peripheral part of the
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。
Further, between the lower surface of the
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。
Therefore, the reinforcing bar 1a of the reinforced
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。
Further, the connecting
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。
Next, the construction method of the said
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。
Then, while the cast concrete is not hardened, a work table (not shown) is laid on the ground surface so as to straddle the open end of the cylindrical body, and the
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。
Next, after removing the work table and the cylindrical body, a groove (not shown) for forming the underground beam 8 is excavated on the ground surface, and a plurality of
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。
In addition, the
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。
On the other hand, a plurality of
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。
Next, concrete is placed in a formwork framed in a state of surrounding the reinforcing
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。
In the above embodiment, the upper projecting
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。
Further, in place of such a
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
1 pile
1a Rebar
2a rebar
3d
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