特許 6988051 杭頭接合構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6988051

(24)【登録日】2021年12月6日

(45)【発行日】2022年1月5日

(54)【発明の名称】杭頭接合構造

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/12 20060101AFI20211220BHJP

   E02D 27/00 20060101ALI20211220BHJP

【ＦＩ】

   E02D27/12 Z

   E02D27/00 D

【請求項の数】3

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2018-220519(P2018-220519)

(22)【出願日】2018年11月26日

(65)【公開番号】特開2020-84577(P2020-84577A)

(43)【公開日】2020年6月4日

【審査請求日】2020年12月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】木下 康仁

(72)【発明者】

【氏名】小林 春之

(72)【発明者】

【氏名】土井 尚

(72)【発明者】

【氏名】畝 博志

【審査官】 石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０６３７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２７３８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０６０００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１３７７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０３８５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５５００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０１３６０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５９２４２５１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ ２７／１２

Ｅ０２Ｄ ２７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤に設けられる杭と、
前記杭の杭頭部に被せられる中空体と、
前記中空体内に配置され、前記杭に対して偏心して配置された柱と、
前記杭の杭心上から外れた位置で前記中空体内に配置される下フランジ部を有し、前記柱に接合される鉄骨梁と、
前記下フランジ部の前記杭頭部側に設けられた応力伝達プレート部と、
前記中空体に充填され、前記下フランジ部及び前記応力伝達プレート部が埋設される充填材と、
を備える杭頭接合構造。

【請求項2】

前記鉄骨梁に設けられ、前記応力伝達プレート部の上側に配置されるとともに前記応力伝達プレート部との間に前記充填材が充填される拘束プレート部を備える、
請求項１に記載の杭頭接合構造。

【請求項3】

地盤に設けられる杭と、
前記杭の杭頭部に被せられる中空体と、
前記中空体内に配置され、前記杭に対して偏心して配置された柱と、
前記杭の杭心上から一方側へ外れた位置で前記中空体内に配置される下フランジ部を有し、前記柱に接合される第一鉄骨梁と、
前記杭の杭心上から他方側へ外れた位置で前記中空体内に配置される下フランジ部を有し、前記柱に接合される第二鉄骨梁と、
前記第一鉄骨梁の前記下フランジ部と、前記第二鉄骨梁の前記下フランジ部とを連結する応力伝達プレート部と、
前記中空体の内部に充填され、前記第一鉄骨梁の前記下フランジ部、前記第二鉄骨梁の前記下フランジ部、及び前記応力伝達プレート部が埋設される充填材と、
を備える杭頭接合構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、杭頭接合構造に関する。

【背景技術】

【0002】

地盤から突出する杭の杭頭部に被せられる鋼管と、鋼管の内部に充填される充填材と、杭に対して偏心した状態で配置され、充填材を介して杭頭部に接合される柱とを備える杭頭接合構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９−６０００８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような杭頭接合構造では、地震時に、柱に接合された鉄骨梁の下フランジ部の下面から充填材を介して杭頭部に曲げモーメントが伝達される。

【0005】

しかしながら、杭に対して柱が偏心する場合、鉄骨梁の下フランジ部が杭心上から外れた位置に配置される。この場合、鉄骨梁の下フランジ部の下面から充填材を介して杭頭部に伝達される曲げモーメントの伝達効率が低下する可能性がある。

【0006】

本発明は、上記の事実を考慮し、杭に対して柱が偏心した状態で接合される杭頭接合構造において、地震時に、鉄骨梁から充填材を介して杭頭部に伝達される曲げモーメントの伝達効率を高めることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に記載の杭頭接合構造は、地盤に設けられる杭と、前記杭の杭頭部に被せられる中空体と、前記中空体内に配置され、前記杭に対して偏心して配置された柱と、前記杭の杭心上から外れた位置で前記中空体内に配置される下フランジ部を有し、前記柱に接合される鉄骨梁と、前記下フランジ部の前記杭頭部側に設けられた応力伝達プレート部と、前記中空体に充填され、前記下フランジ部及び前記応力伝達プレート部が埋設される充填材と、を備える。

【0008】

請求項１に係る杭頭接合構造によれば、杭の杭頭部には、中空体が被せられる。中空体内には、杭に対して偏心して柱が配置される。柱には、鉄骨梁が接合される。鉄骨梁は、下フランジ部を有する。下フランジ部は、杭の杭心上から外れた位置で中空体内に配置される。この下フランジ部は、中空体に充填された充填材に埋設される。これにより、地震時には、鉄骨梁の下フランジ部の下面から充填材を介して杭頭部に曲げモーメントが伝達される。

【0009】

ここで、前述したように、下フランジ部は、杭の杭心上から外れた位置に配置される。そのため、下フランジ部の下面から充填材を介して杭頭部に伝達される曲げモーメントの伝達効率が低下する可能性がある。

【0010】

この対策として本発明では、下フランジ部に応力伝達プレート部が設けられる。応力伝達プレート部は、下フランジ部の杭頭部側に設けられており、充填材に埋設される。これにより、地震時には、下フランジ部の下面、及び応力伝達プレート部の下面から、充填材を介して杭頭部に曲げモーメントが伝達される。したがって、鉄骨梁から杭頭部に伝達される曲げモーメントの伝達効率が高められる。

【0011】

請求項２に記載の杭頭接合構造は、請求項１に記載の杭頭接合構造において、前記鉄骨梁に設けられ、前記応力伝達プレート部の上側に配置されるとともに前記応力伝達プレート部との間に前記充填材が充填される拘束プレート部を備える。

【0012】

請求項２に係る杭頭接合構造によれば、鉄骨梁には、拘束プレート部が設けられる。

【0013】

ここで、地震時に、応力伝達プレート部の上面によって充填材が押し上げられると、充填材が破損する可能性がある。

【0014】

この対策として本発明では、鉄骨梁に拘束プレート部が設けられる。拘束プレート部は、応力伝達プレート部の上側に配置される。この拘束プレート部と応力伝達プレート部との間に、充填材が充填される。

【0015】

これにより、地震時に、応力伝達プレート部の上面によって充填材が押し上げられたときに、拘束プレート部によって充填材の浮き上がりが抑制される。したがって、充填材の破損が抑制される。

【0016】

請求項３に記載の杭頭接合構造は、地盤に設けられる杭と、前記杭の杭頭部に被せられる中空体と、前記中空体内に配置され、前記杭に対して偏心して配置された柱と、前記杭の杭心上から一方側へ外れた位置で前記中空体内に配置される下フランジ部を有し、前記柱に接合される第一鉄骨梁と、前記杭の杭心上から他方側へ外れた位置で前記中空体内に配置される下フランジ部を有し、前記柱に接合される第二鉄骨梁と、前記第一鉄骨梁の前記下フランジ部と、前記第二鉄骨梁の前記下フランジ部とを連結する応力伝達プレート部と、前記中空体の内部に充填され、前記第一鉄骨梁の前記下フランジ部、前記第二鉄骨梁の前記下フランジ部、及び前記応力伝達プレート部が埋設される充填材と、を備える。

【0017】

請求項３に係る杭頭接合構造によれば、杭の杭頭部には、中空体が被せられる。中空体内には、杭に対して偏心して柱が配置される。柱には、第一鉄骨梁及び第二鉄骨梁が接合される。第一鉄骨梁及び第二鉄骨梁は、下フランジ部をそれぞれ有する。

【0018】

第一鉄骨梁の下フランジ部は、杭の杭心上から一方側へ外れた位置で、中空体内に配置される。また、第二鉄骨梁の下フランジ部は、杭の杭心上から他方側へ外れた位置で、中空体内に配置される。これらの下フランジ部は、空中体に充填された充填材に埋設される。これにより、地震時には、第一鉄骨梁及び第二鉄骨梁の下フランジ部の下面から、充填材を介して杭頭部に曲げモーメントが伝達される。

【0019】

ここで、前述したように、第一鉄骨梁の下フランジ部は、杭の杭心上から一方側へ外れた位置に配置される。また、第二鉄骨梁の下フランジ部は、杭の杭心上から他方側へ外れた位置に配置される。そのため、地震時に、第一鉄骨梁及び第二鉄骨梁の下フランジ部の下面から、充填材を介して杭頭部に伝達される曲げモーメントの伝達効率が低下する可能性がある。

【0020】

この対策として本発明では、第一鉄骨梁の下フランジ部と、第二鉄骨梁の下フランジ部とが応力伝達プレート部によって連結される。この応力伝達プレート部は、充填材に埋設される。

【0021】

これにより、地震時には、第一鉄骨梁及び第二鉄骨梁の下フランジ部の下面、及びこれらの下フランジ部を連結する応力伝達プレート部の下面から、充填材を介して杭頭部に曲げモーメントが伝達される。したがって、鉄骨梁から杭頭部に伝達される曲げモーメントの伝達効率が高められる。

【発明の効果】

【0022】

以上説明したように、本発明に係る杭頭接合構造によれば、杭に対して柱が偏心した状態で接合される杭頭接合構造において、地震時に、鉄骨梁から充填材を介して杭頭部に伝達される曲げモーメントの伝達効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】第一実施形態に係る杭頭接合構造が適用された杭及び柱を示す斜視図である。

【図2】図１の２−２線断面図である。

【図3】図１に示される中空体を示す平面図である。

【図4】図に示される中空体及び外周鉄骨梁を分解して示す縦断面図である。

【図5】図３の５−５線断面図である。

【図6】第一実施形態に係る杭頭接合構造が適用された杭及び柱を示す斜視図である。

【図7】図６に示される中空体を示す平面図である。

【図8】図７の８−８線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

（第一実施形態）
先ず、第一実施形態について説明する。

【0025】

図１及び図２には、本実施形態に係る杭頭接合構造２０が適用された構造物１０の外周部の基礎が示されている。杭頭接合構造２０は、杭２２と、中空体３０と、柱２４と、内部鉄骨梁５０と、一対の外周鉄骨梁６０と、充填コンクリート４４とを備えている。

【0026】

（杭）
杭２２は、構造物１０の外周部に配置された外周杭とされている。また、杭２２は、例えば、コンクリート杭とされる。図２に示されるように、杭２２は、その杭頭部２２Ｈを地盤１２の根切り底１２Ｌから突出させた状態で、地盤１２に埋設されている。この杭２２の杭頭部２２Ｈには、中空体３０が被せられている。なお、杭２２は、コンクリート杭に限らず、鋼製杭等の他の構成の杭であっても良い。

【0027】

（中空体）
中空体３０は、例えば、断面矩形の筒状に形成されている。また、中空体３０は、地盤１２の根切り底１２Ｌ上に捨てコンクリート１４を介して設置されている。この中空体３０は、軸方向を上下方向として配置されている。また、中空体３０の高さは、杭頭部２２Ｈよりも高くされている。この中空体３０内の下部に、杭２２の杭頭部２２Ｈが挿入（配置）されている。一方、中空体３０内の上部には、柱２４の柱脚部が挿入（配置）されている。なお、捨てコンクリート１４は、適宜省略可能である。

【0028】

（柱）
柱２４は、角形鋼管によって形成されている。また、柱２４は、杭２２に対して偏心した状態で配置されている。より具体的には、柱２４は、杭２２に対して構造物１０の外側へ偏心し、平面視にて、柱２４の材軸が杭２２から外れた位置に配置されている。この柱２４は、平面視にて、中空体３０の外側の側壁部３２における幅方向の中央部と重なるように配置されている。

【0029】

柱２４は、中空体３０における外側の側壁部３２の上部に形成された開口３８に配置されている。この柱２４は、一部分が中空体３０内に配置され、他の部分は、中空体３０外に配置されている。より具体的には、柱２４における構造物１０の内側（杭２２側）の内側部２４Ａは、中空体３０内に配置されている。一方、柱２４における構造物１０の外側の外側部２４Ｂは、中空体３０外に配置されている。この柱２４には、構造物１０の外壁１６が取り付けられている。また、柱２４には、内部鉄骨梁５０、及び一対の外周鉄骨梁６０が接合されている。

【0030】

なお、「中空体３０内に柱２４が配置される」とは、中空体３０内に柱２４の少なくとも一部が配置されることを意味する。

【0031】

（内部鉄骨梁及び一対の外周鉄骨梁）
図１に示されるように、内部鉄骨梁５０、及び一対の外周鉄骨梁６０は、平面視にてＴ字形状に配置されている。各内部鉄骨梁５０は、上下方向に互い対向する上フランジ部５０Ａ及び下フランジ部５０Ｂと、上フランジ部５０Ａ及び下フランジ部５０Ｂを接続するウェブ部５０Ｃとを有している。上フランジ部５０Ａと下フランジ部５０Ｂとは、形状、大きさ、及び板厚が同じとされている。これらの上フランジ部５０Ａ及び下フランジ部５０Ｂの幅方向の中央部は、ウェブ部５０Ｃによって接続されている。

【0032】

内部鉄骨梁５０は、平面視にて、一対の外周鉄骨梁６０と交差（本実施形態では、直交）するように配置されている。また、内部鉄骨梁５０の端部は、柱２４の柱脚部に突き当てられた状態で、溶接等によって接合されている。この内部鉄骨梁５０は、柱２４の柱脚部から構造物１０の内部へ延出されており、中空体３０における内側の側壁部３４を貫通している。

【0033】

なお、中空体３０における内側の側壁部３４には、内部鉄骨梁５０が貫通するスリット等の開口が形成されている。

【0034】

図３に示されるように、内部鉄骨梁５０は、中空体３０内において、杭２２の杭心Ｇ上に配置されている。より具体的には、内部鉄骨梁５０の下フランジ部５０Ｂは、中空体３０内において、杭２２の杭心Ｇ上に配置されている。これにより、地震時に内部鉄骨梁５０に作用する曲げモーメントＭ１（図１参照）が、後述する充填コンクリート４４を介して杭頭部２２Ｈに効率的に伝達される。

【0035】

一対の外周鉄骨梁６０は、構造物１０の外周部に沿って直線上に配置されるとともに、柱２４の柱脚部の両側に配置されている。図１に示されるように、一対の外周鉄骨梁６０は、上下方向に互い対向する上フランジ部６０Ａ及び下フランジ部６０Ｂと、上フランジ部６０Ａ及び下フランジ部６０Ｂを接続するウェブ部６０Ｃとを有している。上フランジ部６０Ａと下フランジ部６０Ｂとは、形状、大きさ、及び板厚が同じとされている。これらの上フランジ部６０Ａ及び下フランジ部６０Ｂの幅方向の中央部は、ウェブ部６０Ｃによって接続されている。

【0036】

一対の外周鉄骨梁６０の端部は、柱２４の柱脚部に突き当てられた状態で、溶接等によって接合されている。また、一対の外周鉄骨梁６０は、中空体３０内において、杭２２の杭心Ｇ上から外れた位置に配置されている。より具体的には、図２に示されるように、一対の外周鉄骨梁６０の下フランジ部６０Ｂ及び上フランジ部６０Ａは、中空体３０内において、杭２２の杭心Ｇ上から外れた位置に配置されている。

【0037】

図４に示されるように、各外周鉄骨梁６０は、中空体３０の外側の側壁部３２の上部に形成された開口３８に配置されている。開口３８は、外側の側壁部３２の幅方向の全長に亘って形成されている。換言すると、開口３８は、外側の側壁部３２と交差（本実施形態では、直交）する一対の側壁部３６に亘って形成されている。この開口３８には、一対の外周鉄骨梁６０、及び前述した柱２４が配置されている。これらの一対の外周鉄骨梁６０、及び柱２４によって、開口３８が閉塞されている。

【0038】

図２に示されるように、各外周鉄骨梁６０のウェブ部６０Ｃは、平面視にて、中空体３０における外側の側壁部３２の下部と重なるように配置されている。また、各外周鉄骨梁６０の上フランジ部６０Ａ及び下フランジ部６０Ｂの一部分は、中空体３０内に配置されている。一方、各外周鉄骨梁６０の上フランジ部６０Ａ及び下フランジ部６０Ｂの他の部分は、中空体３０の外側に配置されている。

【0039】

より具体的には、上フランジ部６０Ａ及び下フランジ部６０Ｂにおけるウェブ部６０Ｃよりも構造物１０の内側の内側部６０Ａ１，６０Ｂ１は、中空体３０内に配置されている。一方、上フランジ部６０Ａ及び下フランジ部６０Ｂにおけるウェブ部６０Ｃよりも構造物１０の外側の外側部６０Ａ２，６０Ｂ２は、中空体３０外に配置されている。

【0040】

図４に示されるように、上フランジ部６０Ａの内側部６０Ａ１は、一対の側壁部３６の上端部に形成された切欠き４０に配置されている。また、下フランジ部６０Ｂの内側部６０Ｂ１は、一対の側壁部３６の中間部に形成されたスリット４２に挿入されている。この外周鉄骨梁６０は、溶接等によって中空体３０に適宜接合されている。

【0041】

（充填コンクリート）
図２に示されるように、中空体３０の内部には、充填コンクリート４４が充填されている。充填コンクリート４４には、柱２４の柱脚部、一対の外周鉄骨梁６０の端部、及び内部鉄骨梁５０の端部が埋設されている。これにより、充填コンクリート４４を介して、中空体３０、柱２４の柱脚部、内部鉄骨梁５０の端部、及び一対の外周鉄骨梁６０の端部が接合（一体化）されている。なお、充填コンクリート４４は、充填材の一例である。

【0042】

（応力伝達プレート部、及び拘束プレート部）
図１及び図２に示されるように、外周鉄骨梁６０の端部の下フランジ部６０Ｂには、応力伝達プレート部６２が設けられている。また、外周鉄骨梁６０の端部の上フランジ部６０Ａには、拘束プレート部６４が設けられている。

【0043】

応力伝達プレート部６２及び拘束プレート部６４は、矩形状の鋼板等によって形成されている。また、応力伝達プレート部６２及び拘束プレート部６４は、厚み方向を上下方向として配置されている。さらに、図２に示されるように、応力伝達プレート部６２及び拘束プレート部６４の幅は、上フランジ部６０Ａ及び下フランジ部６０Ｂの幅の半分又は略半分とされている。これらの応力伝達プレート部６２及び拘束プレート部６４は、中空体３０内に配置されるとともに、充填コンクリート４４に埋設されている。

【0044】

応力伝達プレート部６２は、下フランジ部６０Ｂにおける杭２２側の端部に、溶接等によって接合されている。この応力伝達プレート部６２は、下フランジ部６０Ｂの端部から杭２２側へ延出されている。つまり、応力伝達プレート部６２によって、外周鉄骨梁６０の下フランジ部６０Ｂが杭２２側へ延長されている。

【0045】

拘束プレート部６４は、応力伝達プレート部６２の上側に配置されており、上フランジ部６０Ａにおける杭２２側の端部に、溶接等によって接合されている。この拘束プレート部６４は、上フランジ部６０Ａの端部から杭２２側へ延出されている。つまり、拘束プレート部６４によって、外周鉄骨梁６０の上フランジ部６０Ａが杭２２側へ延長されている。この拘束プレート部６４と応力伝達プレート部６２との間には、充填コンクリート４４が充填されている。

【0046】

なお、図１に示されるように、応力伝達プレート部６２は、内部鉄骨梁５０の下フランジ部５０Ｂの端部又はウェブ部５０Ｃにも溶接等によって接合されている。これと同様に、拘束プレート部６４は、内部鉄骨梁５０の上フランジ部５０Ａの端部又はウェブ部５０Ｃにも溶接等によって接合されている。

【0047】

（作用）
次に、第一実施形態の作用について説明する。

【0048】

本実施形態に係る杭頭接合構造２０によれば、杭２２の杭頭部２２Ｈには、中空体３０が被せられている。中空体３０内には、杭２２に対して偏心した柱２４が配置されている。より具体的には、柱２４は、杭２２に対して構造物１０の外側へ偏心し、平面視にて、柱２４の材軸が杭２２から外れた位置に配置されている。この柱２４には、構造物１０の外壁１６が取り付けられている。

【0049】

ここで、比較例として、例えば、杭２２に対して偏心しない柱、すなわち杭２２の杭心Ｇ上に配置された柱に外壁を取り付ける場合、中空体３０に外壁が干渉するため、外壁の収まりが悪くなる可能性がある。

【0050】

これ対して本実施形態では、前述したように、杭２２に対して柱２４が構造物１０の外側へ偏心した状態で配置されている。そのため、柱２４に取り付けられる外壁１６を、中空体３０よりも構造物１０の外側に配置することができる。これにより、外壁１６と中空体３０との干渉が抑制される。

【0051】

したがって、本実施形態では、外壁１６と中空体３０とが干渉する場合と比較して、外壁１６の収まりが良くなるため、施工性が向上する。また、本実施形態では、杭２２よりも構造物１０の外側に外壁１６が配置されるため、構造物１０の内部空間を広げることができる。

【0052】

また、柱２４には、内部鉄骨梁５０、及び一対の外周鉄骨梁６０が接合されている。内部鉄骨梁５０、及び一対の外周鉄骨梁６０は、下フランジ部５０Ｂ，６０Ｂをそれぞれ有している。内部鉄骨梁５０、及び一対の外周鉄骨梁６０の下フランジ部５０Ｂ，６０Ｂは、中空体３０に充填された充填コンクリート４４に埋設されている。これにより、地震時には、内部鉄骨梁５０、及び一対の外周鉄骨梁６０の下フランジ部５０Ｂ，６０Ｂの下面から、充填コンクリート４４を介して杭頭部２２Ｈに曲げモーメントＭ１，Ｍ２（図１参照）が伝達される。

【0053】

ここで、図１に示されるように、内部鉄骨梁５０の下フランジ部５０Ｂは、杭２２の杭心Ｇ上に配置されている。そのため、地震時には、下フランジ部６０Ｂの下面から充填コンクリート４４を介して杭頭部２２Ｈに、曲げモーメントが効率的に伝達される。

【0054】

一方、図２に示されるように、一対の外周鉄骨梁６０の端部の下フランジ部６０Ｂは、杭２２の杭心Ｇ上から外れた位置で中空体３０内に配置されている。そのため、下フランジ部６０Ｂの下面から充填コンクリート４４を介して杭頭部２２Ｈに伝達される曲げモーメントＭ２（図１参照）の伝達効率が低下する可能性がある。

【0055】

この対策として本実施形態では、一対の外周鉄骨梁６０の下フランジ部６０Ｂに、応力伝達プレート部６２が設けられている。応力伝達プレート部６２は、下フランジ部６０Ｂから杭頭部２２Ｈ側へ延出するとともに、充填コンクリート４４に埋設されている。

【0056】

これにより、図５に示されるように、地震時には、下フランジ部６０Ｂ下面、及び応力伝達プレート部６２の下面から、充填コンクリート４４を介して杭頭部２２Ｈに曲げモーメントＭ２が伝達される。したがって、一対の外周鉄骨梁６０から杭頭部２２Ｈに伝達される曲げモーメントＭ２の伝達効率が高められる。

【0057】

また、外周鉄骨梁６０の上フランジ部６０Ａには、拘束プレート部６４が設けられている。ここで、図５に矢印ａで示されるように、地震時に、応力伝達プレート部６２の上面によって充填コンクリート４４が押し上げられると、充填コンクリート４４が破損する可能性がある。

【0058】

この対策として本実施形態では、外周鉄骨梁６０の上フランジ部６０Ａに拘束プレート部６４が設けられている。拘束プレート部６４は、応力伝達プレート部６２の上側に配置されており、応力伝達プレート部６２と上下方向に対向している。この拘束プレート部６４と応力伝達プレート部６２との間には、充填コンクリート４４が充填されている。

【0059】

これにより、地震時に、応力伝達プレート部６２の上面によって充填コンクリート４４が押し上げられたときに、拘束プレート部６４によって充填コンクリート４４の浮き上がりが抑制される。したがって、充填コンクリート４４の破損が抑制される。この結果、地震時に、外周鉄骨梁６０の応力伝達プレート部６２から、充填コンクリート４４を介して杭頭部２２Ｈに伝達される曲げモーメントＭ２の伝達効率が高められる。

【0060】

（第二実施形態）
次に、第二実施形態について説明する。なお、第二実施形態において、第一実施形態と同じ構成の部材等には、同符号を付して説明を適宜省略する。

【0061】

図６及び図７には、第二実施形態に係る杭頭接合構造７０が適用された構造物１０の外周部の基礎が示されている。杭頭接合構造７０は、杭２２と、中空体３０と、柱２４と、一対の外周鉄骨梁６０と、充填コンクリート４４とを備えている。

【0062】

（柱）
柱２４は、例えば、平面視にて構造物１０の角部１０Ｃに配置される角柱とされている。この柱２４は、角形鋼管によって形成されている。また、柱２４は、杭２２に対して偏心した状態で配置されている。より具体的には、柱２４は、杭２２に対して構造物１０の外側へ偏心した状態で配置されている。この柱２４は、平面視にて、中空体３０の角部と重なるように配置されている。

【0063】

柱２４は、中空体３０の外側の角部を形成する一対の側壁部３２，３６に形成された開口３９（図８参照）に配置されている。図８に示されるように、柱２４は、一部分が中空体３０内に配置され、他の部分が中空体３０外に配置されている。より具体的には、柱２４における構造物１０の内側（杭２２側）の内側部２４Ａは、中空体３０内に配置されている。一方、柱２４における構造物１０の外側の外側部２４Ｂは、中空体３０外に配置されている。

【0064】

柱２４には、構造物１０の角部に沿った図示しない外壁が取り付けられている。この柱２４には、図６及び図７に示されるように、一対の外周鉄骨梁６０が接合されている。

【0065】

（外周鉄骨梁）
一対の外周鉄骨梁６０は、構造物１０の角部１０Ｃに沿って、平面視にてＬ字状に配置されている。この一対の外周鉄骨梁６０の端部は、柱２４の柱脚部に突き当てられた状態で溶接等によって接合されている。また、一対の外周鉄骨梁６０は、杭２２の杭心Ｇ上から外れた位置に配置されている。

【0066】

より具体的には、一対の外周鉄骨梁６０のうち、一方の外周鉄骨梁６０の下フランジ部６０Ｂは、杭２２の杭心Ｇ上から一方側へ外れた位置に配置されている。また、一対の外周鉄骨梁６０のうち、他方の外周鉄骨梁６０の下フランジ部６０Ｂは、杭２２の杭心Ｇ上から他方側へ外れた位置に配置されている。なお、一対の外周鉄骨梁６０は、第一鉄骨梁及び第二鉄骨梁の一例である。

【0067】

一対の外周鉄骨梁６０は、中空体３０の一対の側壁部３２，３６の上部に形成された開口３９（図８参照）に配置されている。この開口３９には、一対の外周鉄骨梁６０、及び柱２４が配置されている。これらの一対の外周鉄骨梁６０、及び柱２４によって、開口３９が閉塞されている。

【0068】

各外周鉄骨梁６０のウェブ部６０Ｃは、平面視にて、中空体３０の外側の側壁部３２，３６の下部と重なるように配置されている。また、各外周鉄骨梁６０の端部における上フランジ部６０Ａ及び下フランジ部６０Ｂの一部分は、中空体３０内に配置されている。一方、各外周鉄骨梁６０の端部における上フランジ部６０Ａ及び下フランジ部６０Ｂの他の部分は、中空体３０の外側に配置されている。

【0069】

より具体的には、図６に示されるように、上フランジ部６０Ａ及び下フランジ部６０Ｂにおけるウェブ部６０Ｃよりも構造物１０の内側の内側部６０Ａ１，６０Ｂ１は、中空体３０内に配置されている。一方、上フランジ部６０Ａ及び下フランジ部６０Ｂにおけるウェブ部６０Ｃよりも構造物１０の外側の外側部６０Ａ２，６０Ｂ２は、中空体３０外に配置されている。

【0070】

上フランジ部６０Ａの内側部６０Ａ１は、一対の側壁部３６の上端部に形成された切欠き４０に配置されている。また、下フランジ部６０Ｂの内側部６０Ｂ１は、側壁部３４，３６の中間部に形成されたスリット４２に挿入されている。この外周鉄骨梁６０は、溶接等によって中空体３０に適宜接合されている。

【0071】

（充填コンクリート）
中空体３０の内部には、充填コンクリート４４が充填されている。充填コンクリート４４には、柱２４の柱脚部、及び一対の外周鉄骨梁６０の端部が埋設されている。これにより、充填コンクリート４４を介して、中空体３０、柱２４の柱脚部、及び一対の外周鉄骨梁６０の端部が接合（一体化）されている。なお、充填コンクリート４４は、充填材の一例である。

【0072】

（第一応力伝達プレート部、及び第一拘束プレート部）
一対の外周鉄骨梁６０の端部の下フランジ部６０Ｂは、第一応力伝達プレート部７２によって連結されている。また、一対の外周鉄骨梁６０の端部の上フランジ部６０Ａは、第一拘束プレート部７４によって連結されている。これらの第一応力伝達プレート部７２及び第一拘束プレート部７４は、中空体３０内に配置されるとともに、充填コンクリート４４に埋設されている。

【0073】

第一応力伝達プレート部７２及び第一拘束プレート部７４は、矩形状の鋼板等によって形成されている。また、第一応力伝達プレート部７２及び第一拘束プレート部７４は、厚み方向を上下方向として配置されている。

【0074】

第一応力伝達プレート部７２及び第一拘束プレート部７４は、平面視にて、Ｌ字状に形成されている。これらの第一応力伝達プレート部７２及び第一拘束プレート部７４は、一対の外周鉄骨梁６０が成す角部に沿って配置されている。また、第一応力伝達プレート部７２は、互いに交差する一対のプレート部７２Ａを有している。これと同様に、第一拘束プレート部７４は、互いに交差する一対のプレート部７４Ａを有している。

【0075】

第一応力伝達プレート部７２は、下フランジ部６０Ｂにおける杭２２側の端部に、溶接等によって接合されている。この第一応力伝達プレート部７２は、下フランジ部６０Ｂの端部から杭２２側へ延出されている。つまり、第一応力伝達プレート部７２によって、外周鉄骨梁６０の下フランジ部６０Ｂが杭２２側へ延長されている。

【0076】

第一拘束プレート部７４は、上フランジ部６０Ａにおける杭２２側の端部に、溶接等によって接合されている。また、第一拘束プレート部７４は、上フランジ部６０Ａの端部から杭２２側へ延出されている。つまり、第一拘束プレート部７４によって、外周鉄骨梁６０の上フランジ部６０Ａが杭２２側へ延長されている。

【0077】

（連結部材）
一対の外周鉄骨梁６０は、鋼製の連結部材８０を介して連結されている。連結部材８０は、断面Ｈ形状に形成されている。この連結部材８０は、中空体３０内に配置されており、充填コンクリート４４に埋設されている。

【0078】

連結部材８０は、上下方向に互いに対向する第二応力伝達プレート部８２及び第二拘束プレート部８４と、第二応力伝達プレート部８２と第二拘束プレート部８４とを接続するリブ部８６とを有している。

【0079】

第二応力伝達プレート部８２は、矩形状の鋼板等によって形成されている。また、第二応力伝達プレート部８２は、厚み方向を上下方向として配置されている。この第二応力伝達プレート部８２は、第一応力伝達プレート部７２の一対のプレート部７２Ａの間に斜めに架設されている。また、図８に示されるように、第二応力伝達プレート部８２は、杭２２の杭心Ｇ上に配置される。

【0080】

なお、第二応力伝達プレート部８２の端部は、第一応力伝達プレート部７２の一対のプレート部７２Ａに沿って斜めにカットされている。

【0081】

図６及び図７に示されるように、第二拘束プレート部８４は、矩形状の鋼板等によって形成されている。また、第二拘束プレート部８４は、厚み方向を上下方向として配置されている。この第二拘束プレート部８４は、第一拘束プレート部７４の一対のプレート部７４Ａの間に斜めに架設されている。また、第二拘束プレート部８４は、杭２２の杭心Ｇ上に配置されている。

【0082】

なお、第二拘束プレート部８４の端部は、第一拘束プレート部７４の一対のプレート部７４Ａに沿って斜めにカットされている。

【0083】

図６に示されるように、リブ部８６は、一対の外周鉄骨梁６０のウェブ部６０Ｃに亘って配置されている。このリブ部８６によって、第一応力伝達プレート部７２、第一拘束プレート部７４、第二応力伝達プレート部８２、第二拘束プレート部８４、及び一対の外周鉄骨梁６０が接続されている。なお、リブ部８６は、適宜省略可能である。

【0084】

（作用）
次に、第二実施形態の作用について説明する。

【0085】

図６に示されるように、本実施形態に係る杭頭接合構造７０によれば、一対の外周鉄骨梁６０の下フランジ部６０Ｂは、杭２２の杭心Ｇ上から一方側へ外れた位置で、中空体３０内にそれぞれ配置されている。この一対の外周鉄骨梁６０の下フランジ部６０Ｂは、中空体３０に充填された充填コンクリート４４に埋設されている。

【0086】

ここで、一対の外周鉄骨梁６０の下フランジ部６０Ｂ同士は、第一応力伝達プレート部７２によって連結される。さらに、第一応力伝達プレート部７２の一対のプレート部７２Ａは、第二応力伝達プレート部８２によって連結されている。これらの第一応力伝達プレート部７２及び第二応力伝達プレート部８２は、充填コンクリート４４に埋設されている。

【0087】

これにより、地震時には、一対の外周鉄骨梁の下フランジ部６０Ｂの下面、第一応力伝達プレート部７２の下面、及び第二応力伝達プレート部８２の下面から、充填コンクリート４４を介して杭頭部２２Ｈに、一対の外周鉄骨梁６０の曲げモーメントＭが伝達される。したがって、一対の外周鉄骨梁６０から杭頭部２２Ｈに伝達される曲げモーメントＭの伝達効率が高められる。

【0088】

また、第二応力伝達プレート部８２は、杭２２の杭心Ｇ上に配置されている。これにより、地震時に、第二応力伝達プレート部８２の下面から、充填コンクリート４４を介して杭頭部２２Ｈに、一対の外周鉄骨梁６０の曲げモーメントＭのより効率的に伝達される。したがって、一対の外周鉄骨梁６０から杭頭部２２Ｈに伝達される曲げモーメントＭの伝達効率がさらに高められる。

【0089】

また、一対の外周鉄骨梁６０の上フランジ部６０Ａ同士は、第一拘束プレート部７４によって連結されている。第一拘束プレート部７４は、第一応力伝達プレート部７２と上下方向に対向して配置されている。さらに、第一拘束プレート部７４の一対のプレート部７４Ａは、第二拘束プレート部８４によって連結されている。この第二拘束プレート部８４は、第二応力伝達プレート部８２と上下方向に対向して配置されている。

【0090】

これにより、地震時に、第一応力伝達プレート部７２及び第二応力伝達プレート部８２の上面によって充填コンクリート４４が押し上げられたときに、第一拘束プレート部７４及び第二拘束プレート部８４によって充填コンクリート４４の浮き上がりが抑制される。したがって、充填コンクリート４４の破損が抑制される。この結果、地震時に、第一応力伝達プレート部７２及び第二応力伝達プレート部８２から、充填コンクリート４４を介して杭頭部２２Ｈに伝達される曲げモーメントＭの伝達効率が高められる。

【0091】

（変形例）
次に、上記第一実施形態及び第二実施形態の変形例について説明する。なお、以下では、上記第一実施形態を例に各種の変形例について説明するが、これらの変形例は上記第二実施形態にも適宜適用可能である。

【0092】

上記第一実施形態において、応力伝達プレート部６２と拘束プレート部６４とは、リブ部等によって接続しても良い。

【0093】

また、上記第一実施形態では、拘束プレート部６４が外周鉄骨梁６０の上フランジ部６０Ａに設けられるが、拘束プレート部は、例えば、外周鉄骨梁６０のウェブ部６０Ｃに設けられても良い。また、拘束プレート部の形状や大きさは、適宜変更可能である。また、拘束プレート部は、適宜省略可能である。

【0094】

また、上記第一実施形態では、杭２２の杭心Ｇ上から外れた位置に応力伝達プレート部６２が配置されるが、応力伝達プレート部は、杭２２の杭上に配置しても良い。また、応力伝達プレート部の形状や大きさは、適宜変更可能である。

【0095】

また、上記第一実施形態では、中空体３０内に外周鉄骨梁６０の下フランジ部６０Ｂの一部が配置されるが、中空体３０内には、鉄骨梁の下フランジ部の少なくとも一部を配置することができる。また、鉄骨梁は、Ｈ形鋼に限らず、Ｉ形鋼やＴ形鋼であっても良い。

【0096】

また、上記第一実施形態では、柱２４の両側に一対の外周鉄骨梁６０が配置されるが、柱２４の片側にのみ鉄骨梁が配置されても良い。

【0097】

また、上記第一実施形態では、中空体３０が断面矩形状に形成されるが、中空体は、例えば、断面円形状であっても良い。

【0098】

また、上記第一実施形態では、中空体３０内に柱２４の一部が配置されるが、中空体内には、柱の少なくとも一部を配置することができる。また、柱は、鉄骨造に限らず、ＣＦＴ造や、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造であっても良い。

【0099】

また、上記第一実施形態では、充填材が充填コンクリートとされるが、充填材は、グラウトやモルタル等であっても良い。

【0100】

また、上記第一実施形態に係る杭頭接合構造２０は、構造物１０の外周部に配置された杭２２に適用されるが、上記第一実施形態に係る杭頭接合構造は、構造物１０の内部に配置される杭にも適宜適用可能である。

【0101】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0102】

１２ 地盤
２０ 杭頭接合構造
２２ 杭
２２Ｈ 杭頭部
２４ 柱
３０ 中空体
４４ 充填コンクリート（充填材）
６０ 外周鉄骨梁（鉄骨梁、第一鉄骨梁、第二鉄骨梁）
６０Ｂ 下フランジ部
６２ 応力伝達プレート部
６４ 拘束プレート部
７０ 杭頭接合構造
７２ 第一応力伝達プレート部
７４ 第一拘束プレート部
８２ 第二応力伝達プレート部
８４ 第二拘束プレート部
Ｇ 杭心（杭の杭心）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】