JP5966643B2 - Joining structure and joining method of pile and superstructure - Google Patents
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Description
本発明は、杭と上部構造との接合構造及び接合方法に関する。 The present invention relates to a joining structure and a joining method between a pile and an upper structure.
逆打ち支柱等の鉄骨柱の下部が埋め込まれた杭と、その杭に支持される上部構造との接合構造として、地震時の水平力により杭頭部と上部構造との接合部に生じる曲げ応力を緩和する目的で杭頭半剛接合構法を採用したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Bending stress generated at the joint between the pile head and the superstructure due to the horizontal force during an earthquake as a joint structure between the pile embedded in the lower part of a steel column such as a strut and the superstructure supported by the pile The thing which employ | adopted the pile-head semi-rigid joining construction method in order to relieve is known (for example, refer patent document 1).
特許文献1に記載の杭と上部構造との接合構造では、杭頭部と上部構造との接合部において鉄骨柱が、地震時の水平力に抵抗し、曲げモーメントを伝達することにより、当該接合部における曲げ応力の緩和が妨げられていた。 In the joint structure of the pile and the superstructure described in Patent Document 1, the steel column resists the horizontal force at the time of the earthquake and transmits the bending moment at the joint of the pile head and the superstructure. The relaxation of bending stress at the part was hindered.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、鉄骨柱の下部が埋め込まれた杭と、その杭に支持される上部構造との接合部において、地震時の水平力により生じる曲げ応力を、効果的に緩和することを課題とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and bending stress generated by a horizontal force at the time of an earthquake at a joint portion between a pile in which a lower portion of a steel column is embedded and an upper structure supported by the pile. The challenge is to effectively mitigate.
上記課題を解決するために、本発明に係る杭と上部構造との接合構造は、鉄骨柱の下部が埋め込まれた杭と、該杭に支持される上部構造とが、杭頭半剛接合構法を用いて接合された杭と上部構造との接合構造であって、前記鉄骨柱は、前記下部とその上側とが構造的に分割されていると共に、前記下部とその上側とを結合するのに用いる結合部を備え、前記下部とその上側との結合が解除されており、前記結合部は、前記鉄骨柱の前記下部とその上側との側面から夫々張り出した下フランジ及び上フランジを備え、前記下フランジの上端は、前記鉄骨柱の分割線より上側に配されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the pile and the upper structure according to the present invention have a pile head semi-rigid joint structure in which a pile in which a lower part of a steel column is embedded and an upper structure supported by the pile are The steel column has a structure in which the lower part and the upper side thereof are structurally divided, and the lower part and the upper side are coupled to each other. The lower portion and the upper side thereof are released, and the connecting portion includes a lower flange and an upper flange respectively protruding from the side surfaces of the lower portion and the upper side of the steel column, The upper end of the lower flange is arranged above the dividing line of the steel column .
前記杭と上部構造との接合構造において、前記上部構造は、逆打ち工法を用いて構築された地下躯体であってもよく、前記鉄骨柱は、前記地下躯体を支持する逆打ち支柱であってもよい。 In the joint structure between the pile and the upper structure, the upper structure may be an underground structure constructed using a reverse driving method, and the steel column is a reverse strut that supports the underground structure. Also good.
また、本発明に係る杭と上部構造との接合方法は、鉄骨柱の下部を埋め込む杭と、該杭で支持する上部構造とを、杭頭半剛接合構法を用いて接合する杭と上部構造との接合方法であって、前記下部とその上側とが構造的に分割されている前記鉄骨柱を、前記下部とその上側とを結合した状態で建て込み、前記上部構造の施工を進めた後に、前記鉄骨柱の前記下部とその上側との結合を解除し、前記下部とその上側とを結合する結合部は、前記鉄骨柱の前記下部とその上側との側面から夫々張り出した下フランジ及び上フランジを備え、前記下フランジの上端は、前記鉄骨柱の分割線より上側に配されていることを特徴とする。 In addition, the method of joining the pile and the superstructure according to the present invention is a pile and superstructure that joins a pile that embeds the lower part of a steel column and a superstructure supported by the pile using a pile head semi-rigid joint method. The steel column, in which the lower part and the upper side thereof are structurally divided, is built in a state where the lower part and the upper side are joined, and after the construction of the upper structure is advanced The joint between the lower part and the upper side of the steel column is released and the lower part and the upper part are joined to a lower flange and an upper part respectively projecting from the side surfaces of the lower part and the upper side of the steel column. It has a flange, and the upper end of the lower flange is arranged above the dividing line of the steel column .
本発明によれば、鉄骨柱の下部が埋め込まれた杭と、その杭に支持される上部構造との接合部において、地震時の水平力により生じる曲げ応力を、効果的に緩和することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the bending stress produced by the horizontal force at the time of an earthquake can be relieve | moderated effectively in the junction part of the pile with which the lower part of the steel column was embedded, and the upper structure supported by the pile. .
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図1は、一実施形態に係る杭12と上部構造14との接合構造10を示す立断面図である。この図に示すように、接合構造10では、場所打ちコンクリート杭である杭12に逆打ち支柱(構真柱)20の下部が埋め込まれ、地下躯体である上部構造14の底部(フーチングや基礎スラブや基礎梁等)に逆打ち支柱20の下部20Lが埋め込まれている。即ち、本実施形態に係る接合構造10は、逆打ち工法を用いて施工される地下躯体と場所打ちコンクリート杭との接合部の構造である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an elevational sectional view showing a
また、本実施形態に係る接合構造10では、杭12の頭部と上部構造14の底部とを杭頭半剛接合構法を用いて接合することにより、地震の水平力により杭12の頭部に生じる曲げ応力を緩和している。ここで、杭頭半剛接合構法を用いた接合構造としては、様々なものが存在するが、本実施形態では、杭12の天端部と上部構造14の底部とを離間させ、杭12よりも小径の鋼管16にコンクリートを充填したものを介して杭12の頭部と上部構造14とを接合する構造を採用している。
Moreover, in the joining
逆打ち支柱20は、H形鋼を直角に組み合わせた十字型鋼であり、杭12の頭部と上部構造14の底部との接合部において上下に構造的に分割されており、その逆打ち支柱20の下部20Lとその上側部20Uとの分割線は、鋼管16の上端と同じ高さに配されている。また、逆打ち支柱20の下部20Lの上端と上側部20Uの下端とには夫々、正方形状の鋼板であるフランジ21L、21Uが溶接されており、これらが当接している。このフランジ21L、21Uには、各辺に2個のボルト挿通用の孔が空けられており、ボルトBが挿通されている。ここで、ボルトBにナットは取り付けられておらず、ボルトBは、孔に挿通されてフランジ21L、21Uの相対的な水平変位を制限しているのみである。
The
また、逆打ち支柱20の下部20Lの側面上部と上側部20Uの側面下部には、夫々複数のL型の鋼板である下フランジ22L及び上フランジ22Uが溶接されている。各下フランジ22Lは、逆打ち支柱20の下部20Lにおける各フランジ20Lfに溶接されている。各下フランジ22Lは、上方に直角に屈曲するように配されている。ここで、各下フランジ22Lの上端は、逆打ち支柱20の分割線よりも上側に配されており、各下フランジ22Lの上部が、上側部20U下端のフランジ21Uと隙間を空けて水平方向に対向している。
A plurality of
また、上フランジ22Uは、逆打ち支柱20の上側部20Uにおける各フランジ20Ufに溶接されている。各上フランジ22Uは、下方に直角に屈曲し、下フランジ22Lに対して上下反対向きに配されており、夫々の縦長の長方形状の部位が、上下に並んでいる。ここで、下フランジ22Lと上フランジ22Uの上下に並んだ長方形状の部位は、複数のボルト挿通孔Hが形成された被締結部23L、23Uとなっており、当該部位が杭12や上部構造14や鋼管16内のコンクリートに埋め込まれる前は、ボルト挿通孔が形成された鋼板24を被締結部23L、23Uに当ててこれらをボルトとナットとで締結することにより、下フランジ22L及び上フランジ22Uを結合することができるようになっている(図2参照)。
Further, the
図2及び図3は、接合構造10を構築する手順を示す立面図である。まず、図示は省略するが、上部構造14を構築する位置の周囲に山留め壁を施工し、杭12を、上部構造14の構築位置の深部に打設する。そして、図2に示すように、逆打ち支柱20をその先端が杭12に挿入されるように建て込む。ここで、逆打ち支柱20の分割線が杭12の天端よりも上側に位置するように逆打ち支柱20を杭12に建て込む。
2 and 3 are elevational views showing a procedure for constructing the
ここで、予め、逆打ち支柱20の下部20Lのフランジ21Lと上側部20Uのフランジ21UとをボルトB及びナットNで締結しておく。また、下フランジ22Lと上フランジ22Uとを、ボルト挿通孔が形成された長方形状の一対の鋼板24で挟み込み、これらをボルトB及びナットNで締結することにより、予め、下フランジ22Lと上フランジ22Uとを結合しておく。即ち、逆打ち支柱20を、予め下部20Lと上側部20Uとが結合された状態にして、杭12に建て込む。
Here, the
また、予め、逆打ち支柱20を鋼管16に挿通し、鋼管16を逆打ち支柱20の下部20Lに緊結材等により一体化しておき、この状態で、逆打ち支柱20を、杭12に建て込む。
Further, the
ここで、本実施形態では、複数の逆打ち支柱20で上部構造14の施工済みの部分を支持した状態で、当該部分の下方へ掘削を進めながら、上部構造14の下層側の施工を進めていくところ、上部構造14の施工が下層側へ進むにつれて、複数の逆打ち支柱20が下層側まで梁やスラブ等により強固に結合されるようになり、各逆打ち支柱20は他の逆打ち支柱や梁やスラブ等により水平方向に支えられるようになる。即ち、上部構造14の施工の初期段階では、逆打ち支柱20の梁やスラブ等による水平方向の支えが少ないため、逆打ち支柱20を自立可能な状態にする必要があるが、上部構造14の施工の後期段階では、逆打ち支柱20の梁やスラブや他の逆打ち支柱20等による水平方向の支えが多くなるため、逆打ち支柱20を自立させる必要がなくなる。
Here, in this embodiment, in a state where a portion of the
そこで、上部構造14の施工が後期段階まで進み、上部構造14の底部の深さまで掘削されるまでの間、逆打ち支柱20の下部20Lと上側部20Uとを結合した状態に維持することにより、上部構造14が施工の初期段階で自立するようにする。そして、図3に示すように、上部構造14の底部の深さまで掘削が完了して接合構造10が表出した後、杭12の頭部のコンクリートのはつり作業を実施し、鋼板24と下フランジ22L及び上フランジ22Uとの締結、フランジ21L、21Uの締結を解除することにより、逆打ち支柱20の下部20Lと上側部20Uとの結合を解除する。また、鋼管16を杭12の頭部に設置する。ここで、フランジ21L、21Uのボルト挿通孔に挿通されていたボルトBは、そのまま残置する。
Therefore, by maintaining the construction of the
そして、杭12の頭部、及び鋼管16の中詰めコンクリートの打設や、上部構造14の底部の配筋やコンクリートの打設を実施し、接合構造10の施工を完了させる。
Then, the head of the
以上のようにして構築された接合構造10では、逆打ち支柱20が、杭12の頭部と上部構造14の底部との接合部において、上下に構造的に分割されているため、逆打ち支柱20が、地震時の水平力に抵抗せず、曲げモーメントを伝達しない。従って、杭頭半剛接合構法を用いて杭12の頭部と上部構造14の底部とを接合することによる、地震の水平力により杭12の頭部に生じる曲げ応力を緩和するという効果が、逆打ち支柱20により妨げられることを防止できる。
In the
また、本実施形態に係る接合構造10の構築方法では、上部構造14の施工の初期段階では、逆打ち支柱20の下部20Lと上側部20Uとを結合し、上部構造14の施工の後期段階になって、逆打ち支柱20の下部20Lと上側部20Uとを構造的に分割する。これにより、梁やスラブ等による水平方向の支えが少ない施工の初期段階において、逆打ち支柱20を自立可能にして上部構造14を支持することができると共に、梁やスラブや他の逆打ち支柱20等による水平方向の支えが多い施工の後期段階において、上部構造14を支持するのに支障をきたすことなく逆打ち支柱20の下部20Lと上側部20Uとを構造的に分割することができる。
Moreover, in the construction method of the
また、本実施形態に係る接合構造10では、L型の下フランジ22Uが、逆打ち支柱20の下部20Lのフランジ20Lfに溶接されており、その上部が、上側部20Uの下端のフランジ21Uの近傍にその高さに配されている。これにより、逆打ち支柱20の上側部20Uが下部20Lに対して相対的に水平方向に変位した場合に、当該水平変位が下部20Lの下フランジ22Uにより制限される。なお、逆打ち支柱20の水平方向の支えが十分であり、逆打ち支柱20の上側部20Uの下部20Lに対する水平方向の相対変位が微小である場合には、下フランジ22Lにより逆打ち支柱20の上側部20Uの下部20Lに対する水平方向の相対変位を制限することは必須ではない。
Further, in the
また、逆打ち支柱20の上下のフランジ21U、21Lのボルト挿通孔にボルトBを挿通させた状態で残置していることにより、当該ボルトBによっても、逆打ち支柱20の上側部20Uの下部20Lに対する水平方向の相対変位が制限される。なお、逆打ち支柱20の水平方向の支えが十分であり、逆打ち支柱20の上側部20Uの下部20Lに対する水平方向の相対変位が微小である場合には、ボルトBを残置しなくてもよい。
Further, since the bolt B is left inserted in the bolt insertion holes of the upper and
図4は、他の実施形態に係る接合構造100を示す立断面図である。この図に示すように、本実施形態に係る接合構造100では、逆打ち工法に替えて順打ち工法により上部構造14が施工され、上述の十字形鋼である逆打ち支柱20に替えて鋼管柱120が杭12に建て込まれている。また、本実施形態に係る接合構造100では、杭頭半剛接合構法を用いた接合構造として、PCリング116を上部構造14の底部に埋設し、そのPCリング116に杭12の頭部を挿入し、PCリング116の内周下端部と杭12の頭部とを非接触にした構造を採用している。
FIG. 4 is an elevational sectional view showing a
鋼管柱120は、杭12の頭部と上部構造14の底部との接合部において上下に構造的に分割されており、その鋼管柱120の下部120Lと上側部120Uとの分割線は、PCリング116の上端と同じ高さに配されている。また、鋼管柱120の下部120Lの上端と上側部120Uの下端とには夫々、正方形状のフランジ121L、121Uが溶接されており、これらが当接している。このフランジ121L、121Uには、各辺に2個のボルト挿通用の孔が空けられており、ボルトBが挿通されている。ここで、ボルトBにナットは取り付けられておらず、ボルトBは、孔に挿通されてフランジ121L、121Uの相対的な水平変位を制限しているのみである。
The
以上のような構成の接合構造100を施工する際には、鋼管柱120を、その下部120Lと上側部120UとをボルトB及びナットでフランジ121L、121Uを締結することにより結合した状態で杭12に建て込み、上部構造14の底部を施工する前に、ボルトB及びナットによるフランジ121L、121Uの締結を解除して、鋼管柱120の下部120Lと上側部120Uとの結合を解除すればよい。
When constructing the joining
図5は、他の実施形態に係る接合構造200を示す立面図である。この図に示すように、本実施形態に係る接合構造200では、下フランジ22L及び上フランジ22Uを備えない以外は上述の逆打ち支柱20と同様の構成の逆打ち支柱220が杭12に建て込まれている。また、本実施形態に係る接合構造200では、杭頭半剛接合構法を用いた接合構造として、上面216Aから下側の開口部へかけて半径が拡大する円錐台形状の鋼板216を、上部構造14の底部に埋設し、その鋼板216に杭12の頭部を挿入した構造を採用している。なお、鋼板216の上面216Aには、逆打ち支柱220が貫通する孔が空けられている。また、逆打ち支柱220の下部220Lと上側部220Uとの分割線は、鋼板216の上面216Aと同じ高さに配されている。
FIG. 5 is an elevation view showing a
なお、上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。例えば、上述の実施形態では、ボルト及びナットによりフランジ21L、21Uや下フランジ22L、上フランジ22Uを締結することにより逆打ち支柱20の下部20Lと上側部20Uとを結合し、締結を解除することにより結合を解除したが、例えば、下フランジ22Lと上フランジ22Uとを一体で形成することにより逆打ち支柱20の下部20Lと上側部20Uとを結合し、下フランジ22Lと上フランジ22Uとを破断することにより結合を解除する等してもよい。
In addition, the above-mentioned embodiment is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. It goes without saying that the present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and that the present invention includes equivalents thereof. For example, in the above-described embodiment, the
10 接合構造、12 杭、14 上部構造、16 鋼管、20 逆打ち支柱(鉄骨柱)、20L 下部、20U 上側部、20Lf、20Uf フランジ、21L、21U フランジ(結合部)、22L 下フランジ(結合部)、22U 上フランジ(結合部)、23L、23U 被締結部、24 鋼板、100 接合構造、116 PCリング、120 鋼管柱(鉄骨柱)、120L 下部、120U 上側部、121L、121U フランジ(結合部)、200 接合構造、216 鋼板、216A 上面、220 逆打ち支柱(鉄骨柱)、220L 下部、220U 上側部 10 joint structure, 12 pile, 14 upper structure, 16 steel pipe, 20 counter strut (steel column), 20L lower part, 20U upper part, 20Lf, 20Uf flange, 21L, 21U flange (joint part), 22L lower flange (joint part) ), 22U Upper flange (joint part), 23L, 23U Fastened part, 24 steel plate, 100 joint structure, 116 PC ring, 120 steel pipe pillar (steel column), 120L lower part, 120U upper part, 121L, 121U flange (joint part) ), 200 joint structure, 216 steel plate, 216A top surface, 220 reverse strut (steel column), 220L lower part, 220U upper part
Claims (3)
前記鉄骨柱は、前記下部とその上側とが構造的に分割されていると共に、前記下部とその上側とを結合するのに用いる結合部を備え、前記下部とその上側との結合が解除されており、
前記結合部は、
前記鉄骨柱の前記下部とその上側との側面から夫々張り出した下フランジ及び上フランジを備え、
前記下フランジの上端は、前記鉄骨柱の分割線より上側に配されていることを特徴とする杭と上部構造との接合構造。 The pile in which the lower part of the steel column is embedded, and the upper structure supported by the pile are joint structures of the pile and the upper structure joined using the pile head semi-rigid joint construction method,
The steel column has a structure in which the lower part and the upper side thereof are structurally divided, and includes a connecting part used to connect the lower part and the upper side, and the connection between the lower part and the upper side is released. And
The coupling portion is
A lower flange and an upper flange respectively projecting from the side surfaces of the lower part and the upper side of the steel column;
An upper end of the lower flange is arranged above the dividing line of the steel column, and is a joining structure of a pile and an upper structure.
前記鉄骨柱は、前記地下躯体を支持する逆打ち支柱であることを特徴とする請求項1に記載の杭と上部構造との接合構造。 The superstructure is an underground building constructed using a reverse driving method,
The joint structure of a pile and an upper structure according to claim 1, wherein the steel column is a reverse strut supporting the underground frame.
前記下部とその上側とが構造的に分割されている前記鉄骨柱を、前記下部とその上側とを結合した状態で建て込み、前記上部構造の施工を進めた後に、前記鉄骨柱の前記下部とその上側との結合を解除し、
前記下部とその上側とを結合する結合部は、前記鉄骨柱の前記下部とその上側との側面から夫々張り出した下フランジ及び上フランジを備え、前記下フランジの上端は、前記鉄骨柱の分割線より上側に配されていることを特徴とする杭と上部構造との接合方法。 A pile that embeds a lower part of a steel column and an upper structure that is supported by the pile, using a pile head semi-rigid joint construction method, and a joining method of a pile and an upper structure,
The steel column in which the lower part and the upper side thereof are structurally divided is built in a state where the lower part and the upper side are combined, and after the construction of the upper structure is advanced, the lower part of the steel column and Release the connection with the upper side ,
The connecting portion that connects the lower portion and the upper side thereof includes a lower flange and an upper flange that project from the side surfaces of the lower portion and the upper portion of the steel column, respectively, and the upper end of the lower flange is a dividing line of the steel column. A method of joining a pile and a superstructure characterized by being arranged on the upper side .
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