(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023184094
(43)【公開日】2023-12-28
(54)【発明の名称】塀構造および基礎
(51)【国際特許分類】
E02D 27/32 20060101AFI20231221BHJP
E04H 17/22 20060101ALI20231221BHJP
【FI】
E02D27/32 Z
E04H17/22
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022098028
(22)【出願日】2022-06-17
(71)【出願人】
【識別番号】000002299
【氏名又は名称】清水建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001911
【氏名又は名称】弁理士法人アルファ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】三輪 隆治
【テーマコード(参考)】
2D046
2E142
【Fターム(参考)】
2D046DA00
2E142HH03
2E142JJ06
(57)【要約】
【課題】塀構造を構成する基礎の寸法を縮小化する方法を提供する。
【解決手段】塀構造は、第1の方向に並ぶようにして立てられた支柱と、支柱によって支持される壁体と、少なくとも一部がコンクリートによって構成される基礎と、を備える。基礎は、ベース部と、ベース部における少なくとも1つの面上に第1の方向に沿って形成される立ち上がり部と、を有する。立ち上がり部は、支柱と接合することで支柱を支持し、第1の方向視において、ベース部と立ち上がり部は、中心が一致しない。ベース部は、第1の方向視において、ベース部の中心線よりも支柱側に、コンクリートよりも密度が低い低密度部を有する。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
塀構造であって、
第1の方向に並ぶようにして立てられた支柱と、
前記支柱によって支持される壁体と、
少なくとも一部がコンクリートによって構成され、ベース部と、前記ベース部における少なくとも1つの面上に前記第1の方向に沿って形成される立ち上がり部と、を有し、前記立ち上がり部は、前記支柱と接合することで前記支柱を支持し、前記第1の方向視において、前記ベース部と前記立ち上がり部は、中心が一致しない基礎と、
を備え、
前記ベース部は、前記第1の方向視において、前記ベース部の中心線よりも前記支柱側に、コンクリートよりも密度が低い低密度部を有する、塀構造。
【請求項2】
請求項1に記載の塀構造であって、
前記支柱、前記立ち上がり部および前記壁体を合わせた重量に起因する偏心軸力Nと、前記第1の方向視における前記ベース部の中心線と前記支柱の中心線との距離l1と、コンクリートの密度ρ1と、前記低密度部を構成する材質の密度ρ2と、前記低密度部の体積V1と、前記第1の方向視における前記ベース部の中心線と前記低密度部の中心線との距離l2とは、次の関係を満たす、塀構造。
N・l1=(ρ1・V1-ρ2・V1)・l2
【請求項3】
請求項1または2に記載の塀構造であって、
前記低密度部は、発泡プラスチックで構成される、塀構造。
【請求項4】
請求項3に記載の塀構造であって、
前記低密度部は、押出発泡ポリスチレンで構成される、塀構造。
【請求項5】
塀構造を構成する基礎であって、
前記塀構造は、
第1の方向に並ぶようにして立てられた支柱と、
前記支柱によって支持される壁体と、
少なくとも一部がコンクリートによって構成される基礎であって、前記基礎は、前記支柱と接合することで前記支柱を支持し、前記第1の方向視において、前記基礎と前記支柱は、中心が一致しない基礎と、
を備え、
前記基礎は、前記第1の方向視において、前記基礎の中心線よりも前記支柱側に、コンクリートよりも密度が低い低密度部を有する、基礎。
【請求項6】
請求項5に記載の基礎であって、
前記低密度部は、発泡プラスチックで構成される、基礎。
【請求項7】
請求項6に記載の基礎であって、
前記低密度部は、押出発泡ポリスチレンで構成される、基礎。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書に開示される技術は、塀構造に関する。
【背景技術】
【0002】
建築物は、塀構造によって敷地を囲むことが一般的である。塀構造は、壁面を構成する壁体と、壁体を支持する支柱に加えて、地盤を掘削して設置され、支柱を支持するコンクリート製の基礎を備えている。敷地内のスペースを広く確保するためには、敷地の外周に可能な限り近い位置に壁体を設置することが好ましい。その際、地中にある基礎が隣地との境界線を跨がないよう施工することも考慮に入れる必要がある。よって、このような塀構造は、基礎の中心と支柱の中心が一致しない、偏心基礎の構造を取る場合がある(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】実用新案登録第3140759号公報
【特許文献2】特開2002-129582号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えば、既存建築物の近辺に塀構造を新設する場合、敷地の外周と建築物との間にある限られたスペースに基礎を収める必要がある。しかしながら、地盤の支持力によっては、風圧や地震による倒壊を防ぐために必要な基礎の寸法が大きくなり、限られたスペースの中に納まらないという問題が生じる。これに対応する方法として、基礎の厚みに段差を設ける方法がある。換言すると、基礎における、支柱および壁体とは離れた部分に厚みを持たせることによって、全体のバランスを保つ方法がある。しかしながら、この方法では土工事や鉄筋工事が煩雑となるため、施工性が非常に悪くなるという課題がある。
【0005】
本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本明細書に開示される技術は、以下の形態として実現することが可能である。
【0007】
(1)本明細書に開示される塀構造は、第1の方向に並ぶようにして立てられた支柱と、前記支柱によって支持される壁体と、少なくとも一部がコンクリートによって構成される基礎と、を備える。前記基礎は、ベース部と、前記ベース部における少なくとも1つの面上に前記第1の方向に沿って形成される立ち上がり部と、を有する。前記立ち上がり部は、前記支柱と接合することで前記支柱を支持する。前記第1の方向視において、前記ベース部と前記立ち上がり部は、中心が一致しない。前記ベース部は、前記第1の方向視において、前記ベース部の中心線よりも前記支柱側に、コンクリートよりも密度が低い低密度部を有する。本塀構造によれば、コンクリートよりも密度の低い低密度部を含むことで、ベース部における中心線よりも支柱側が軽量化されることによって、ベース部の下部と接する地盤に対する接地圧を均一化することができる。従って、従来技術と比較して必要な基礎寸法を小さくすることができ、地中にあるスペースに基礎を収めることが容易となる。
【0008】
(2)上記塀構造において、前記支柱、前記立ち上がり部および前記壁体を合わせた重量に起因する偏心軸力Nと、前記第1の方向視における前記ベース部の中心線と前記支柱の中心線との距離l1と、コンクリートの密度ρ1と、前記低密度部を構成する材質の密度ρ2と、前記低密度部の体積V1と、前記第1の方向視における前記ベース部の中心線と前記低密度部の中心線との距離l2とは、N・l1=(ρ1・V1-ρ2・V1)・l2の関係を満たす構成としてもよい。本塀構造によれば、上述の式を満たすようにベース部の基礎寸法や低密度部の体積を設定することで、基礎寸法をさらに最適化できる。
【0009】
(3)上記塀構造において、前記低密度部は、発泡プラスチックによって構成されてもよい。本塀構造によれば、低密度部が、軽量、かつ、加工が容易な発泡プラスチックによって構成されることで、基礎寸法の縮小化と施工性の向上をより効果的に達成することができる。
【0010】
(4)上記塀構造において、前記低密度部は、押出発泡ポリスチレンによって構成されてもよい。本塀構造によれば、低密度部が、特に軽量な押出発泡ポリスチレンによって構成されることで、基礎寸法の縮小化をより効果的に達成することができる。
【0011】
(5)本明細書に開示される基礎は、塀構造を構成する基礎である。前記塀構造は、第1の方向に並ぶようにして立てられた支柱と、前記支柱によって支持される壁体と、少なくとも一部がコンクリートによって構成される基礎と、を備える。前記基礎は、前記支柱と接合することで前記支柱を支持する。前記第1の方向視において、前記基礎と前記支柱は、中心が一致しない。前記基礎は、前記第1の方向視において、前記基礎の中心線よりも前記支柱側に、コンクリートよりも密度が低い低密度部を有する。本基礎によれば、コンクリートよりも密度の低い低密度部を含むことで、基礎における中心線よりも支柱側が軽量化されることによって、基礎の下部と接する地盤に対する接地圧を均一化することができる。従って、従来技術と比較して必要な基礎寸法を小さくすることができ、地中にあるスペースに基礎を収めることが容易となる。
【0012】
(6)上記基礎において、前記低密度部は、発泡プラスチックによって構成されてもよい。本基礎によれば、低密度部が、軽量、かつ、加工が容易な発泡プラスチックによって構成されることで、基礎寸法の縮小化と施工性の向上をより効果的に達成することができる。
【0013】
(7)上記基礎において、前記低密度部は、押出発泡ポリスチレンによって構成されてもよい。本基礎によれば、低密度部が、特に軽量な押出発泡ポリスチレンによって構成されることで、基礎寸法の縮小化をより効果的に達成することができる。
【0014】
なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、塀構造、基礎、塀構造の施工方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【
図1】本実施形態における塀構造60の立体構成を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【0016】
A.実施形態:
Aー1.塀構造60の構成:
図1は、本実施形態における塀構造60の立体構成を示す説明図である。
図1は、塀構造60における、あくまで1スパンが示されたものであり、実際の塀構造60は、
図1に示した1スパンが連続して形成された構造を取る。
図2は、塀構造60のXZ断面構成を示す説明図である。各図には方向を特定するための互いに直交するXYZ軸が示されている。Z軸正方向は上方向であり、Z軸負方向は下方向である。また、本明細書では、X軸正方向を右方向と呼び、X軸負方向を左方向と呼ぶこととする。Y軸方向は、塀構造60の奥行方向に相当し、特許請求の範囲における第1の方向に相当する。
【0017】
塀構造60は、複数の支柱30と、壁体20と、基礎40とを備える。複数の支柱30は、Y軸に平行に並ぶようにして立てられる。壁体20は、例えば、フェンスであり、支柱30の側面に支持されるようにして取り付けられる。
【0018】
基礎40は、ベース部42と、ベース部42の上面における左側の端部に、奥行方向に連続的に形成された突起部である立ち上がり部44とを有する。立ち上がり部44はコンクリートによって構成され、支柱30と接合している。
【0019】
ベース部42は、コンクリートによって構成される基準部48と、コンクリートの密度(2.3g/cm3)よりも低い密度の材質によって構成され、基準部48に内包される低密度部46とを有する。低密度部46のXZ断面は矩形状であり、奥行方向に連続的に形成される。ベース部42のXZ断面におけるX軸方向の中心線であるベース部42の中心線CL1を基準として、ベース部42における支柱30に近い部分を近接部Pl、支柱30に遠い部分を遠隔部Prとしたとき、低密度部46は、近接部Pl側にあり、ベース部42の中心線CL1と接するようにして配置される。低密度部46は、例えば、押出発泡ポリスチレンによって構成される。
【0020】
図2に示すように、ベース部42は、地中に埋められて荷重を支持する。すなわち、ベース部42によって、立ち上がり部44、支柱30および壁体20の荷重を支持している。
【0021】
Aー2.ベース部42に加わる偏心モーメントの計算:
図2に示すように、壁体20、支柱30および立ち上がり部44の重量に起因して、偏心軸力Nがベース部42に作用する。偏心軸力Nの作用によってベース部42にかかる偏心モーメントMは、偏心軸力Nと、ベース部42の中心線CL1と支柱30のX軸方向の中心線である支柱30の中心線CL2との距離l
1と、を用いて、次の(1)に示す式で表すことができる。
M=N・l
1・・・(1)
【0022】
また、ベース部42において、低密度部46を含むことによって近接部Plが軽量化されることに起因して、遠隔部Prと近接部Plの鉛直荷重の差分により軽量化軸力ΔNがベース部42に作用する。軽量化軸力ΔNの作用によってベース部42にかかる逆偏心モーメントΔMは、軽量化軸力ΔNと、基準部48を構成するコンクリートの密度ρ1と、低密度部46を構成する材質の密度ρ2と、低密度部46の体積V1と、ベース部42の中心線CL1と低密度部46のX軸方向の中心線である低密度部46の中心線CL3との距離l2と、を用いて、次の(2)に示す式で表すことができる。
ΔM=ΔN・l2=(ρ1・V1-ρ2・V1)・l2・・・(2)
【0023】
塀構造60の倒壊を防ぐのに最も適した条件は、ベース部42に加わる偏心モーメントMおよび逆偏心モーメントΔMが等しいこと、すなわち、M=ΔMが成り立つことである。よって、式(1)および式(2)を用いると、次の(3)に示す式で表すことができる。
N・l1=(ρ1・V1-ρ2・V1)・l2・・・(3)
【0024】
Aー3.本実施形態の効果:
以上説明したように、本実施形態の塀構造60は、第1の方向に並ぶようにして立てられた支柱30と、支柱30によって支持される壁体20と、少なくとも一部がコンクリートによって構成される基礎40とを備える。基礎40は、ベース部42と、ベース部42の上面に第1の方向に沿って形成される立ち上がり部44とを有する。立ち上がり部44は、支柱30と接合することで支柱30を支持する。第1の方向視において、ベース部42と立ち上がり部44は、中心が一致しない。ベース部42は、第1の方向視において、ベース部42の中心線CL1よりも支柱30側に、コンクリートよりも密度が低い低密度部46を有する。
【0025】
本実施形態の塀構造60によれば、上述した低密度部46をベース部42に含むことで、ベース部42における近接部Plは、遠隔部Prと比較して軽量化される。これによって、塀構造60全体としての重量の偏在が減少し、ベース部42の下部と接する地盤に対する接地圧を均一化することができる。
【0026】
ここで、仮に低密度部46をベース部42に含めない場合、塀構造60全体としての重量の偏在を減少させるため、ベース部42の基礎寸法Lを大きくする、もしくは、ベース部42における遠隔部Prの厚みを増やす等の対応を講じる必要が生じる。上記のような対応では、地中にある限られたスペースに収まらないことや、施工性の悪化等の問題が生じ得る。これに対し、本実施形態の塀構造60においては、ベース部42の近接部Plを軽量化することによって接地圧の均一化が達成される。これによって、ベース部42の基礎寸法Lを短くすることができ、地中にあるスペースに収めることが容易になり、加えて、施工性を向上することができる。
【0027】
また、本実施形態の塀構造60は、支柱30、立ち上がり部44および壁体20を合わせた重量に起因する偏心軸力Nと、第1の方向視におけるベース部42の中心線CL1と支柱30の中心線CL2との距離l1と、コンクリートの密度ρ1と、低密度部46を構成する材質の密度ρ2と、低密度部46の体積V1と、第1の方向視におけるベース部42の中心線CL1と低密度部46の中心線CL3との距離l2とは、N・l1=(ρ1・V1-ρ2・V1)・l2の関係を満たす。偏心軸力N、密度ρ1および密度ρ2は、支柱30や壁体20の重量や、ベース部42を構成する材質等によって一意に決まるものである。そのため、本実施形態の塀構造60によれば、上述の式を満たすようにベース部42の基礎寸法Lや低密度部46の体積V1を設定することで、ベース部42の基礎寸法Lを最適化できる。例えば、従来技術による塀構造と本明細書における塀構造60を比較すると、塀構造60は、ベース部42の寸法を10~15%短くすることができる。
【0028】
また、本実施形態の塀構造60は、低密度部46が発泡プラスチックで構成される。発泡プラスチックは、軽量かつ加工が容易であるため、ベース部42の基礎寸法Lの縮小化と施工性の向上がより効果的に達成される。
【0029】
また、本実施形態の塀構造60は、低密度部46が押出発泡ポリスチレンで構成される。押出発泡ポリスチレンは、特に軽量であるため、ベース部42の基礎寸法Lの縮小化がより効果的に達成される。
【0030】
また、本実施形態において塀構造60を構成する基礎40は、少なくとも一部がコンクリートによって構成される。塀構造60は、第1の方向に並ぶようにして立てられた支柱30と、支柱30によって支持される壁体20と、基礎40とを備える。基礎40は、支柱30と接合することで支柱30を支持する。第1の方向視において、基礎40と支柱30は、中心が一致しない。基礎40は、第1の方向視において、基礎40の中心線CL1よりも支柱30側に、コンクリートよりも密度が低い低密度部46を有する。そのため、基礎40によれば、上述した低密度部46を含むことで、基礎40における近接部Plは、遠隔部Prと比較して軽量化される。これによって、塀構造60全体としての重量の偏在が減少し、基礎40の下部と接する地盤に対する接地圧を均一化することができる。ひいては、基礎40の基礎寸法Lを縮小化することができ、地中にあるスペースに収めることが容易になり、加えて、施工性を向上することができる。
【0031】
B.変形例:
本明細書に開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
【0032】
上記実施形態では、壁体20はフェンスであると例示しているが、壁体20の形状は限定されるものではなく、例えば、防音壁等、壁面を形成するものであればよい。
【0033】
上記実施形態では、壁体20は支柱30の側面に取り付けられる構成としているが、取り付けられる位置は限定されるものではなく、壁体20が支柱30に支持される構成であればよい。
【0034】
上記実施形態では、立ち上がり部44が形成される位置をベース部42の面上における端部としているが、立ち上がり部44が形成される位置は限定されるものではなく、立ち上がり部44とベース部42の中心の位置がずれている構造を取っていればよい。
【0035】
上記実施形態では、低密度部46は基準部48の内部に内包される構造としているが、ベース部42における低密度部46の配置は限定されるものではなく、中心より支柱30に近い側に位置していればよい。
【0036】
上記実施形態では、低密度部46はベース部42の中心線CL1と接するようにして配置されるものとしているが、ベース部42の中心線CL1よりも支柱30に近い部分であれば、低密度部46の配置は限定されるものではない。
【0037】
上記実施形態では、低密度部46の断面を矩形状としているが、断面の形状は限定されるものではない。
【0038】
上記実施形態では、低密度部46の材質を押出発泡ポリスチレンである構成としているが、コンクリートよりも密度が低い材質であれば、低密度部46の材料は限定されるものではない。例えば、コンクリートの成型に使用されている型枠等を使用してもよい。
【符号の説明】
【0039】
20:壁体 30:支柱 40:基礎 42:ベース部 44:立ち上がり部 46:低密度部 48:基準部 60:塀構造 Pl:近接部 Pr:遠隔部 CL1:ベース部42の中心線 CL2:支柱30の中心線 CL3:低密度部46の中心線 L:基礎寸法 M:偏心モーメント ΔM:逆偏心モーメント N:偏心軸力 ΔN:軽量化軸力 ρ1:コンクリートの密度 ρ2:低密度部46を構成する材質の密度 l1:CL1とCL2との距離 l2:CL1とCL3との距離 V1:低密度部46の体積 GL:地面