JPH11148136A - 構築用基礎における耐力向上構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基礎の強度メンバーとして形鋼を用いた構築
用基礎に更に改良を加え、耐力向上を図り、部材及び工
数の削減をすることができ、更に強度計算を容易にする
ことのできる、新規な構築用基礎における耐力向上構造
の開発を技術課題としたものである。 【解決手段】 柱梁接続部には二方向または三方向から
の地中梁１１が接続され、この柱梁接続部に対し、その
平面形状は前記地中梁１１とともに十文字状となるよう
にブラケット梁３１を設けたので、特に正加力時の有効
曲げ長さを短くすることができ、地中梁１１の長さを短
くしても強度を維持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主として鉄骨構造住
宅等の建造物の基礎に関するものであり、特に柱梁接続
部において、この柱梁接続部に対し、ブラケット梁を設
けることで、このブラケット梁により、上棟における梁
や、柱梁接続部に設けられるガセットプレート及びリブ
または地中梁にかかる応力を軽減することができる、構
築用基礎における耐力向上構造に係るものである。

【０００２】

【発明の背景】鉄骨コンクリート連続基礎の柱梁接続部
において、柱に曲げモーメント（応力Ｆ）が加わった際
の地中梁の歪みの生ずる範囲（有効曲げ長さ）は、図１
１（ａ）に示すように正加力時では柱の径Ｄの６倍程度
の地点にまで及び、一方、図１１（ｂ）に示すように負
加力時では柱の径Ｄの３倍程度の地点にまで及ぶ。この
ため構造物の強度を維持するためには地中梁１１′を根
代内全域にわたって設ける連続基礎型式とすることが望
ましく、このための部材及び工数を必須としていた。

【０００３】ところで本出願人は、基礎の強度メンバー
として形鋼を用い、施工効率が良く、アンカーボルトの
正確な設定が行え、且つ基礎高さを低く抑えることがで
き、更に根切り寸法が浅くて済み、狭範囲の掘削で施工
を行うことのできる構築用基礎及びこの関連部材の案出
に至り、数件の特許出願、実用新案登録出願に及んでい
る（特開平８−４１８９７号、特開平８−２０９７１２
号、特開平８−２０９９２７号、特開平８−２０９８３
７号、実用新案登録第３０２４５１８号、特開平９−１
５１４６３号、特願平８−１０３４５２号等）。

【０００４】

【開発を試みた技術課題】本発明者は前記基礎の強度メ
ンバーとして形鋼を用いた構築用基礎に更に改良を加
え、耐力向上を図り、部材及び工数の削減をすることが
でき、更に強度計算を容易にすることのできる、新規な
構築用基礎における耐力向上構造の開発を技術課題とし
たものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち請求項１記載の
構築用基礎における耐力向上構造は、地中梁を適宜の平
面枠状に組み合わせて、あるいはこのものに柱を組み合
わせて基礎構造を構成し、更にこの基礎構造を一定範囲
コンクリートで囲繞した構築用基礎に適用する柱梁接続
部の接合構造において、前記柱梁接続部には二方向また
は三方向からの地中梁が接続され、この柱梁接続部に対
し、その平面形状は前記地中梁とともに十文字状となる
ようにブラケット梁を設けたことを特徴として成る。こ
の発明によれば、特に正加力時の有効曲げ長さを短くす
ることができ、地中梁の長さを短くしても強度を維持す
ることができる。

【０００６】また請求項２記載の構築用基礎における耐
力向上構造は、前記要件に加え、前記基礎構造は独立基
礎型式であることを特徴として成る。この発明によれ
ば、部材及び工数の削減ができ、コストダウンが図られ
る。

【０００７】また請求項３記載の構築用基礎における耐
力向上構造は、前記要件に加え、前記ブラケット梁同士
またはブラケット梁と、地中梁とは、火打プレートによ
って互いに接合されることを特徴として成る。この発明
によれば、個々のブラケット梁にかかる応力を分散する
ことができる。

【０００８】また請求項４記載の構築用基礎における耐
力向上構造は、前記請求項３記載の要件に加え、前記火
打プレートには、コンクリート流下用の孔を穿設したこ
とを特徴とする。この発明によれば、火打プレートによ
るコンクリート流下の阻害を防ぎ、根代内にまんべんな
くコンクリートを打設することができる。

【０００９】また請求項５記載の構築用基礎における耐
力向上構造は、前記要件に加え、前記柱梁接続部は柱ユ
ニット下端部であり、この柱ユニットの下端に設けられ
るベースプレートは、柱に接続される地中梁の幅寸法よ
り外側の部分に、耳出し部を設けたことを特徴として成
る。この発明によれば、柱への地中梁またはブラケット
梁の連結を、これら部材の形状を複雑化することなく行
えるため、加工のために要していた工数の削減を図るこ
とができるとともに、強度計算を容易に行うことができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明を図示の実施の形態に
基づいて具体的に説明する。図１は構築用基礎１及び基
礎構造１Ａ並びにこれらに関連する建造物２等を含めた
全体形状を示すものであって、構築用基礎１は建造物２
における柱ユニット３等を適宜の個所で支持して基礎構
造１Ａを構成する。そしてこのものは図２、３に示すよ
うに施工現場における基準地盤面ＧＬを掘削した根代５
内に潜るように形成されるものであり、この根代５の底
部は割栗石６を適宜ランマー等によって押圧し、更にそ
の上に捨てコンクリート７等を打設して成る。

【００１１】柱ユニット３の構成としては、一例として
角鋼管を適用した柱３ｃの端部に対して、鋼板を適宜加
工したベースプレート３ａを溶接して成る。このベース
プレート３ａと、後述するアンカーボルトプレート２０
との双方には、相対位置を同一としてそれぞれボルト孔
３ｂ、ボルト孔２０ａを穿設する。

【００１２】次に前記根代５に設けられる構築用基礎１
の強度メンバーについて更に詳細に述べる。まず符号１
Ａは構築用基礎１の主たる強度メンバーである基礎構造
であって、このものは、鋼製の地中梁１１を適宜の平面
枠状に組み合わされて、あるいはこのものに更に柱３ｃ
を組み合わせて成る。この地中梁１１の基本構成は一例
としてＨ形鋼、Ｉ形鋼等を適用したものであって、上フ
ランジ１１ａ、下フランジ１１ｂ、更にその両者の間に
直交するように設けられるウェブ１１ｃとから成る。

【００１３】そして地中梁１１における上フランジ１１
ａ及び下フランジ１１ｂの適宜の個所には、ボルト孔１
１ｄが穿設される。また地中梁１１は一例として下鉄筋
１２をあらかじめ溶着した状態で工場生産されるもので
あって、下鉄筋１２は例えば１２ｍｍ程度の鉄筋を適宜
のピッチで井桁状に組み合わせて構成したものである。
更に上フランジ１１ａには上鉄筋１３を設けるものであ
り、このものはあらかじめ井桁状に組み合わされた鉄筋
を、地中梁１１を根代５内に設置した状態でその上方に
置き、適宜の個所で地中梁１１の上フランジ１１ａに対
して溶接する。この上鉄筋１３及び前記下鉄筋１２は、
地中梁１１に溶接されて一体化するのであり、従来工法
（ＲＣ工法等）で用いられていたスターラップと比べ、
強度向上に著しく寄与することになる。また、上鉄筋１
３及び下鉄筋１２を別途鉄筋等により連結するようにし
てもよく、この場合更なる強度向上を図ることができ
る。

【００１４】地中梁１１は下フランジ１１ｂの下面にス
ペーサ１４を設けるものであって、例えばスペーサ１４
は図３に示すように角管状の部材を溶接した固定スペー
サ１４ａとボルトナットを適用した可調スペーサ１４ｂ
とする。もちろんすべてを可調スペーサ１４ｂによって
構成してもよいし、固定スペーサ１４ａのみとしてもよ
い。また固定スぺーサ１４ａはあくまで仮寸法を得るも
のとし、正確な設定のために固定スペーサ１４ａごとに
隣接して可調スペーサ１４ｂを設けてもよい。

【００１５】また地中梁１１同士が直交状態に突き合わ
されて接続される部分には、図４（ａ）に示すようにそ
の先端にガセットプレート１５を設ける。このガセット
プレート１５は上フランジ１１ａと下フランジ１１ｂと
の間において、ウェブ１１ｃに対して直交するように張
り出して設けたものであって、これに対応して他の接続
される地中梁１１の先端側のウェブ１１ｃにはガセット
プレート１５と重なり合う部分にボルト孔１５ａを穿設
する。

【００１６】そしてこれら両者はボルトナット１７によ
って固着されるのである。もちろんガセットプレート１
５がフランジ端面までしか形成されていないときには図
４（ｂ）に示すように別途スプライス１６を介在させて
固定するようにしてももとより差し支えない。また長手
方向に接続させるにあたっては、図４（ｃ）に示すよう
にウェブ１１ｃにボルト孔１５ａを形成し、ここにスプ
ライス１６をあてがって連続するように固定する。

【００１７】このようにして地中梁１１を組み合わせる
ことで、あるいはこのものに柱３ｃを組み合わせること
で基礎構造１Ａを構成するのであるが、この組み合わせ
にあたってはボルトナット１７の数を増やすこと等によ
り剛接合状態にすることが好ましい。また前記スプライ
ス１６は、長さ方向の寸法を大きくとるとともに、ボル
ト孔１５ａの数及びボルトナット１７の数を増やすこと
で、より強固な剛接続状態を得ることができる。

【００１８】そして前記柱ユニット３を固定するにあた
っては、鋼板を矩形状に加工したアンカーボルトプレー
ト２０を用いる。このアンカーボルトプレート２０には
ボルト孔２０ａが穿設され、ここにアンカーボルト２１
等が取り付けられる。

【００１９】更に前記柱ユニット３を支持する部材とし
てレベル調節体２２を用いる。このものは本出眼人によ
る特開平８−２０９７１２号「レベル調節体」において
開示したものであり、図３に示すように円筒状の固定カ
ップ２３の内側に、入れ子状に可動カップ２４をねじ込
むようにしたものであり、このねじ込み加減によって可
動カップ２４を調節自在としたものである。

【００２０】本発明の「構築用基礎における耐力向上構
造」の適用対象である基礎構造１Ａを構成する諸部材は
上述した通りであって、以下これら諸部材の組み合わせ
を異ならせて構成した基礎構造１Ａについて、それぞれ
耐力向上構造３０を適用した態様を説明する。この説明
に先立って耐力向上構造３０について説明しておく。耐
力向上構造３０は、前記基礎構造１Ａに対してブラケッ
ト梁３１を組み合わせることで構成される。このブラケ
ット梁３１は、図５〜７に示すように前記地中梁１１と
同様に、一例としてＨ形鋼、Ｉ形鋼等を適用したもので
あって、上フランジ３１ａ、下フランジ３１ｂ、更にそ
の両者の間に直交するように設けられるウェブ３１ｃと
から成る。そして図６及び図７に示すタイプでは、ブラ
ケット梁３１におけるウェブ３１ｃの適宜の個所、具体
的には基礎構造１Ａに対して接続される個所には、ボル
ト孔３１ｄが穿設される。そしてこのブラケット梁３１
を、適宜前記ガセットプレート１５、スプライス１６及
びボルトナット１７を用いて基礎構造１Ａに対して固定
し、溶接するのである。

【００２１】

【実施の形態】（１）捨てコンクリート上に立てた柱に
対して地中梁を連結して構成した基礎構造 まず捨てコンクリート７上に立てた柱ユニット３に対し
て地中梁１１を連結して構成した基礎構造１Ａについて
説明する。この構成は、本出願人による特開平９−１５
１４６３号「柱一体型柱脚固定基礎構造並びにその施工
方法」において開示したものである。具体的には図２、
3 、5 に示すように根代５内に打設した捨てコンクリー
ト７表面に突出した状態でアンカーボルト２１及びレベ
ル調節体２２を設け、柱ユニット３をレベル調節体２２
に載置して固定し、柱３ｃの側面に対して地中梁１１及
びブラケット梁３１を連結し、溶接等により固定する。

【００２２】もちろん柱ユニット３、地中梁１１、ブラ
ケット梁３１、下鉄筋１２及び上鉄筋１３のいずれか複
数またはすべてをあらかじめ工場で一体化し、現場に搬
入するようにしてもよい。従って図１に示すような二方
向から接続される地中梁１１が平面角状となる部分にお
いては、図５に示すように柱３ｃの直交する二面に対し
て溶接された地中梁１１と、残りの二面（建造物２の外
周側）に溶接されたブラケット梁３１とにより、請求項
１で定義したように平面形状を十文字状とし、耐力向上
構造３０を構成する。その後前記根代５内にコンクリー
ト８を打設して、構築用基礎１を構成するのである。

【００２３】（２）地中梁を連結して構成した基礎構造 次に地中梁１１を連結して基礎構造１Ａを構成する場合
について説明する。この構成は、本出願人による特開平
８−４１８９７号「構築用基礎並びにその施工方法」に
おいて開示したものであり、図６に示すように地中梁１
１を根代５に沿って連結して基礎構造１Ａを構成する。

【００２４】そして図１に示すように一例として三方向
から接続される地中梁１１が平面Ｔ字状となる部分にお
いては、地中梁１１のウェブ１１ｃまたは上フランジ１
１ａと下フランジ１１ｂとの間に設けられたガセットプ
レート１５（図４（ｂ）参照）に対して、ブラケット梁
３１のウェブ３１ｃを突き合わせ、スプライス１６をあ
てがうとともに、ボルトナット１７により固定する。従
って図６に示すように直交状態に組み合わされる三基の
地中梁１１と、この内の一の地中梁１１の延長上に組み
合わされるブラケット梁３１とにより、請求項１で定義
したように平面形状を十文字状として耐力向上構造３０
を構成する。因みに後述する独立基礎型式とする場合に
は、直角方向の地中梁１１の寸法は柱３ｃの径Ｄの３倍
以上、好ましくは６倍以上の長さとする。

【００２５】そして、基礎構造１Ａ上面における柱３ｃ
を設置する個所にはアンカーボルトプレート２０を溶接
等によって固着し、ここに一体的に取り付けられるアン
カーボルト２１を上方に突出した状態とする。更に前記
アンカーボルトプレート２０には、レベル調節体２２を
設ける。その後基礎構造１Ａを囲繞するようにコンクリ
ート８を打設して前記アンカーボルト２１及びレベル調
節体２２をコンクリート８の表面から突出した状態とし
て構築用基礎１を構成し、前記柱ユニット３をレベル調
節体２２に載置した後、固定するのである。

【００２６】（３）柱の設置個所に支持函体及び耐力板
を設け、この支持函体に地中梁を連結して構成した基礎
構造 次に柱３ｃの設置個所に支持函体２９及び耐力板２８を
設け、この支持函体２９に地中梁１１を連結して構成し
た基礎構造１Ａについて説明する。この構成は、本出願
人による特願平８−１０３４５２号「構築用基礎及びこ
れを用いた基礎構造並びにこれらの施工方法」において
開示したものであり、図７に示すように根代５内におけ
る柱３ｃの設置個所に支持函体２９を設ける。

【００２７】そして一例として二方向から接続される地
中梁１１が平面直線状となる部分においては、前記支持
函体２９の対向する二面に対して地中梁１１のウェブ１
１ｃ、上フランジ１１ａ及び下フランジ１１ｂを溶接す
る等して固定する。更に支持函体２９の他の二面には、
ブラケット梁３１のウェブ３１ｃ、上フランジ３１ａ及
び下フランジ３１ｂを溶接する等して固定する。従って
建造物２の直線部においては、図７に示すように支持函
体２９の二面に対して溶接された地中梁１１と、残りの
二面に溶接されたブラケット梁３１とにより、請求項１
で定義したように平面形状を十文字状として耐力向上構
造３０を構成する。

【００２８】そして連結ボルト２９ａにより上下の耐力
板２８を連結するとともに、連結ボルト２９ａを上方に
突出した状態とする。更に前記上部の耐力板２８には、
レベル調節体２２を設ける。その後基礎構造１Ａを囲繞
するようにコンクリート８を打設して、前記連結ボルト
２９ａ及びレベル調節体２２をコンクリート８の表面か
ら突出した状態とし、柱ユニット３をレベル調節体２２
に載置して固定するのである。

【００２９】上述したように、図１に示す様な建造物２
における柱３ｃと地中梁１１との接合部（柱梁接合部）
のすべて（地中梁１１の態様によりＴ字部、角部及び直
線部と分類した）に耐力向上構造３０を構成する。

【００３０】また耐力向上構造３０を構成する地中梁３
１は、請求項２で定義し図１に示すように、基礎構造１
Ａが独立基礎型式となるように構成する。つまり基礎構
造１Ａの外周部の柱梁接続部において、隣接する柱ユニ
ット３に接続される地中梁１１を一方向だけ連続させる
のであって、この他の地中梁１１については隣接する他
の地中梁１１から独立した状態とするのである。

【００３１】次に請求項３及び請求項４で定義した、火
打プレート３２を用いた実施の形態について説明する。
図８（ａ）（ｂ）に示すように、建造物２における地中
梁１１のＴ字部及び直線部においては、ブラケット梁３
１に対して左右に位置する地中梁１１から、それぞれ適
宜鋼板を適用した火打プレート３２を溶接またはボルト
締めする等して固定する。また図８（ｃ）に示す建造物
２における地中梁１１の角部においては、直交の位置関
係にある二本のブラケット梁３１間に火打プレート３２
を固定するとともに、それぞれのブラケット梁３１に隣
接する地中梁１１から、火打プレート３２を固定する。
このようにブラケット梁３１同士またはブラケット梁３
１と、地中梁１１とを、火打プレート３２によって互い
に接合するのである。

【００３２】また、火打プレート３２には、請求項３で
定義し図８（ｄ）に示すように孔３２ａを適宜全体の強
度低下を招かない程度に穿設するものとする。この孔３
２ａを設けることで、火打プレート３２がコンクリート
８流下の障害とならず、構築用基礎１を密に形成するこ
とができる。

【００３３】次に請求項４で定義した、地中梁１１の接
続部を柱ユニット３下端部とした場合の構成について説
明する。まずこのような柱ユニット３と地中梁１１との
従来の接続態様を説明する。図９（ａ）に示すように地
中梁１１′の上フランジ１１ａ′及びウェブ１１ｃ′の
端面を柱ユニット３′の下端部の側面に当接させる。こ
のとき下フランジ１１ｂ′は、一部を切り欠くように加
工しておくのであり、切り欠いた部分の下フランジ１１
ｂ′の端面がベースプレート３ａ′の端面に当接し、前
記切り欠きによって露出したウェブ１１ｃ′の下面がベ
ースプレート３ａ′の上面に当接する。そしてこの状態
で前記当接部分を溶接しているのである。上述した手法
によると、地中梁１１と柱ユニット３との溶接部分の形
状が複雑になるため、強度計算が複雑化していた。

【００３４】一方、請求項４で定義した地中梁１１の接
続部を柱ユニット３下端部とした場合の構成は、図９
（ｂ）に示すようにベースプレート３ａは、柱３ｃに接
続される地中梁１１の幅寸法より外側の部分に、耳出し
部３ｄを設けた。つまりベースプレート３ａの四辺を柱
３ｃの外周よりも若干長めのほぼ同寸法とし、このベー
スプレート３ａの四隅に耳出し部３ｄが設けられるので
ある。因みに耳出し部３ｄは、ベースプレート３ａに対
して後付け加工するのではなく、一枚板を切断加工して
形成するのが、耐久性を考慮した場合に好ましい。

【００３５】負荷増大に対する対応（図１０参照） 以上述べたブラケット梁３１は、当然設計段階において
与条件としての負荷に応じた寸法設定を行うが、本発明
にあっては負荷増大に対してはあらかじめ規格化されて
構成されたブラケット梁３１を並列的に配置することが
好ましい。

【００３６】

【発明の効果】本発明は以上述べたような構成を有する
ものであり、耐力向上を図り、部材及び工数の削減をす
ることができ、更に強度計算を容易にすることができる
構築用基礎における耐力向上構造を提供することが可能
になる。また図１１（ｃ）（ｄ）に示すように、正加力
時、負加力時ともに有効曲げ長を短くすることができ、
独立基礎型式を強度低下することなく実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構築用基礎における耐力向上構造を適
用した建造物全体の強度メンバーを一部拡大して示す平
面図である。

【図２】同上耐力向上構造付近を拡大して示す縦断側面
図である。

【図３】同上耐力向上構造を拡大して示す縦断側面図で
ある。

【図４】諸部材を用いた地中梁同士の接合の態様を示す
側面図である。

【図５】本発明の構築用基礎における耐力向上構造を、
角部における捨てコンクリート上に立てた柱に対して地
中梁を連結して構成した基礎構造に対して適用した態様
を示す斜視図である。

【図６】同上Ｔ字部における地中梁を連結して構成した
基礎構造に対して適用した態様を示す斜視図である。

【図７】同上直線部における柱の設置個所に支持函体及
び耐力板を設け、この支持函体に地中梁を連結して構成
した基礎構造に対して適用した態様を示す斜視図であ
る。

【図８】火打プレートの設置の様子を示す骨格的平面図
である。

【図９】柱ユニットに対してブラケット梁を設ける際の
接続の態様を示す斜視図である。

【図１０】負荷増大に対応するブラケット梁の設置態様
を示す骨格的平面図である。

【図１１】建造物に係る応力と、この応力の分散の様子
を示す骨格的側面図である。

【符号の説明】

１ 構築用基礎 １Ａ 基礎構造 ２ 建造物 ３ 柱ユニット ３ａ ベースプレート ３ｂ ボルト孔 ３ｃ 柱 ３ｄ 耳出し部 ５ 根代 ６ 割栗石 ７ 捨てコンクリート ８ コンクリート １１ 地中梁 １１ａ 上フランジ １１ｂ 下フランジ １１ｃ ウェブ １１ｄ ボルト孔 １２ 下鉄筋 １３ 上鉄筋 １４ スペーサ １４ａ 固定スペーサ １４ｂ 可調スペーサ １５ ガセットプレート １５ａ ボルト孔 １６ スプライス １７ ボルトナット ２０ アンカーボルトプレート ２０ａ ボルト孔 ２１ アンカーボルト ２２ レベル調節体 ２３ 固定カップ ２４ 可動カップ ２８ 耐力板 ２９ 支持函体 ２９ａ 連結ボルト ３０ 耐力向上構造 ３１ ブラケット梁 ３１ａ 上フランジ ３１ｂ 下フランジ ３１ｃ ウェブ ３１ｄ ボルト孔 ３２ 火打プレート ３２ａ 孔 Ｆ 応力 ＧＬ 基準地盤面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中梁を適宜の平面枠状に組み合わせ
   て、あるいはこのものに柱を組み合わせて基礎構造を構
   成し、更にこの基礎構造を一定範囲コンクリートで囲繞
   した構築用基礎に適用する柱梁接続部の接合構造におい
   て、前記柱梁接続部には二方向または三方向からの地中
   梁が接続され、この柱梁接続部に対し、その平面形状は
   前記地中梁とともに十文字状となるようにブラケット梁
   を設けたことを特徴とする構築用基礎における耐力向上
   構造。
2. 【請求項２】 前記基礎構造は独立基礎型式であること
   を特徴とする請求項１記載の構築用基礎における耐力向
   上構造。
3. 【請求項３】 前記ブラケット梁同士またはブラケット
   梁と、地中梁とは、火打プレートによって互いに接合さ
   れることを特徴とする請求項１または２記載の構築用基
   礎における耐力向上構造。
4. 【請求項４】 前記火打プレートには、コンクリート流
   下用の孔を穿設したことを特徴とする請求項３記載の構
   築用基礎における耐力向上構造。
5. 【請求項５】 前記柱梁接続部は柱ユニット下端部であ
   り、この柱ユニットの下端に設けられるベースプレート
   は、柱に接続される地中梁の幅寸法より外側の部分に、
   耳出し部を設けたことを特徴とする請求項１、２、３ま
   たは４記載の構築用基礎における耐力向上構造。