特開 2024-30929 構真柱

(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】P2024030929

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】構真柱

(51)【国際特許分類】

   E02D 29/05 20060101AFI20240229BHJP

【ＦＩ】

E02D29/05 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022134168

(22)【出願日】2022-08-25

(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】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】久保山 寛之

(72)【発明者】

【氏名】中川 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】島崎 大

【テーマコード（参考）】

2D147

【Ｆターム（参考）】

2D147AB04

(57)【要約】

【課題】コンクリートの充填率を向上させることができる構真柱を提供する。
【解決手段】構真柱１は、上下方向を軸線Ｏ１方向として延びる上側鋼管部１１を有する上側構真柱部１０と、上側鋼管部１１の下側に連続して配置され、上下方向を軸線Ｏ１方方向として延びる中間鋼管部２１と、中間鋼管部２１の内部に配置された中間鉄骨部２６と、を有する中間構真柱部２０と、中間鋼管部２１の下側に連続して配置された複数の側壁プレート部３２と、側壁プレート部３２から平面視中央側に延びる中央プレート部３３と、を有する下側鉄骨部３１を有する下側構真柱部３０と、中間構真柱部２０と下側構真柱部３０との間に配置され、互いを区画する区画プレート部５０と、を備え、区画プレート部５０は、外縁部側が上方を向くように傾斜している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下方向を軸線方向として延びる上側鋼管部を有する上側構真柱部と、
前記上側鋼管部の下側に連続して配置され、上下方向を軸線方向として延びる中間鋼管部と、前記中間鋼管部の内部に配置された中間鉄骨部と、を有する中間構真柱部と、
前記中間鋼管部の下側に連続して配置された複数の側壁プレート部と、前記側壁プレート部から平面視中央側に延びる中央プレート部と、を有する下側鉄骨部を有する下側構真柱部と、
前記中間構真柱部と前記下側構真柱部との間に配置され、互いを区画する区画プレート部と、を備え、
前記区画プレート部は、外縁部側が上方を向くように傾斜している構真柱。

【請求項2】

前記区画プレート部と前記中央プレート部の上端部との間には、隙間が形成されている請求項1に記載の構真柱。

【請求項3】

前記下側鉄骨部の下部では、前記中央プレート部は、平面視十文字状に配置され、
前記下側鉄骨部の上部では、前記中央プレート部は、平面視中央で交差していない請求項１または２に記載の構真柱。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構真柱に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、超高層建物などにおいて、工期短縮を目的として、地下工事と地上工事を同時に施工する逆打ち工法が採用される場合がある。逆打ち工法では、場所打ちコンクリート杭に鉄骨柱を貫入させた構真柱を設けて、先行床（一般的に1階床）を構築する（下記の特許文献１参照）ことがある。

【0003】

構真柱は、逆打ちによる基礎が構築されるまで、地上及び地下の荷重を負担できるように設計されている。構真柱として、十字形状の鉄骨断面が採用されることが一般的である。また、超高層建物等の荷重が大きい場合には、柱形状をＢＯＸ断面としたＣＦＴ構真柱とする場合もある。ＣＦＴ構真柱は施工時の浮力対策等から杭の上部でＢＯＸ形状から十字形状の断面へ切替を行うことがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２－５４１６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の十字形状の鉄骨断面の構真柱は、基礎が構築されるまでの地上荷重を鉄骨断面のみで支持するため、超高層建物等の荷重が大きい場合や地下深度が深く、座屈長さが長くなる場合などにおいて、鉄骨断面を過大にしないと大きな荷重を支持できない場合がある。
一方、ＢＯＸ断面のＣＦＴ構真柱とした場合には、大きな荷重を支持できるものの、十字形状の鉄骨断面への切り替え部分のコーナー部（隅部）が閉塞空間となる。このため、杭コンクリート打設時の安定液が閉塞空間に滞流してしまい、コンクリートの充填性が悪いという問題点がある。このため、ＣＦＴ構真柱のコンクリートが負担している荷重を杭へ伝達することができず、ＣＦＴ構真柱の合理的な設計ができないことがある。

【0006】

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、コンクリートの充填率を向上させることができる構真柱を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る構真柱は、上下方向を軸線方向として延びる上側鋼管部を有する上側構真柱部と、前記上側鋼管部の下側に連続して配置され、上下方向を軸線方向として延びる中間鋼管部と、前記中間鋼管部の内部に配置された中間鉄骨部と、を有する中間構真柱部と、前記中間鋼管部の下側に連続して配置された複数の側壁プレート部と、前記側壁プレート部から平面視中央側に延びる中央プレート部と、を有する下側鉄骨部を有する下側構真柱部と、前記中間構真柱部と前記下側構真柱部との間に配置され、互いを区画する区画プレート部と、を備え、前記区画プレート部は、外縁部側が上方を向くように傾斜している。

【0008】

このように構成された構真柱では、安定液が満たされた杭孔内に設置され、杭孔に杭コンクリートとなるコンクリートを打設すると、コンクリートが杭孔の底部から充填されていく。コンクリートと入れ替わるようにして、安定液の上部に差し込まれた排出管から安定液が排出される。この際に、コンクリートの上面が徐々に上昇していき、安定液は下側構真柱部と中間構真柱部との間に到達する。安定液は、外縁部側が上方を向くように傾斜している区画プレート部の下面に沿って流れて、複数の中央プレート部の間から構真柱の外側に排出される。よって、杭孔内に安定液が残存することなくコンクリートを充填して、コンクリートの充填率を向上させることができる。

【0009】

また、本発明に係る構真柱では、前記区画プレート部と前記中央プレート部の上端部との間には、隙間が形成されていてもよい。

【0010】

このように構成された構真柱では、区画プレート部と中央プレート部の上端部との間には、隙間が形成されている。よって、区画プレート部と中央プレート部の上端部との間に形成された隙間から、安定液を確実に排出することができる。

【0011】

また、本発明に係る構真柱では、前記下側構真柱部の下部では、前記中央プレート部は、平面視十文字状に配置され、前記下側構真柱部の上部では、前記中央プレート部は、平面視中央で交差していなくてもよい。

【0012】

このように構成された構真柱では、下側鉄骨部の上部では、中央プレート部は、平面視中央で交差していない。よって、下側鉄骨部の内部での安定液の対流を抑制することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明に係る構真柱によれば、コンクリートの充填率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る構真柱の構成を示す模式的な側面図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。

【図3】図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。

【図4】図１のＩＶ－ＩＶ線断面図である。

【図5】図１のＶ－Ｖ線断面図である。

【図6】図１のＶＩ部の拡大図である。

【図7】区画プレート部を示す斜視図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る構真柱の要部を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の一実施形態に係る構真柱について、図面を用いて説明する。
本実施形態に係る構真柱は、例えば逆打ち工法に用いられるものである。
図１は、本発明の一実施形態に係る構真柱の構成を示す模式的な側面図である。
図１に示すように、構真柱１の下部は、杭孔６１内に配置されるものである。構真柱１は、上側構真柱部１０と、中間構真柱部２０と、下側構真柱部３０と、区画プレート部５０と、を備えている。中間構真柱部２０は、上側構真柱部１０の下側に配置されている。下側構真柱部３０は、中間構真柱部２０の下側に配置されている。区画プレート部５０は、中間構真柱部２０と下側構真柱部３０との間に配置されている。上側構真柱部１０、中間構真柱部２０及び下側構真柱部３０は、軸心Ｏ（図２等参照）を同軸上に配置されている。

【0016】

図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。
上側構真柱部１０は、上側鋼管部１１を有している。上側鋼管部１１は、軸心Ｏを通る上下方向を軸線Ｏ１方向とする鋼管である。図２に示すように、上側鋼管部１１は、角筒状をしている。なお、上側鋼管部１１は、円筒状をしていてもよく、上側鋼管部１１の形状は適宜設定可能である。

【0017】

図１に示すように、中間構真柱部２０は、中間鋼管部２１と、中間鉄骨部２６と、を有している。中間鋼管部２１は、軸線Ｏ１方向とする鋼管である。中間鋼管部２１は、上側鋼管部１１の下側に連続して配置されている。中間鋼管部２１の形状は、上側鋼管部１１の形状と略同一である。中間鋼管部２１は、上側鋼管部１１と一体に形成されている。なお、中間鋼管部２１は、上側鋼管部１１と別体で形成されていて、上側鋼管部１１に接合される構成であってもよい。中間鋼管部２１は、円筒状をしていてもよく、中間鋼管部２１の形状は適宜設定可能である。

【0018】

図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。
図３に示すように、中間鉄骨部２６は、平面視略十字状に形成されている。中間鉄骨部２６の端部２６ａは、中間鋼管部２１に接合されている。

【0019】

図１に示すように、中間構真柱部２０は、杭６０の上端部６０ｕからＬ＝約１０００～１５００ｍｍ貫入している。

【0020】

下側構真柱部３０は、第１下側鉄骨部（下側鉄骨部）３１と、第２下側鉄骨部（下側鉄骨部）４１と、を有している。第２下側鉄骨部４１は、第１下側鉄骨部３１の下側に配置されている。

【0021】

第１下側鉄骨部３１は、複数の第１側壁プレート部（側壁プレート部）３２と、複数の第１中央プレート部（中央プレート部）３３と、を有している。

【0022】

図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線断面図である。
第１側壁プレート部３２は、中間鋼管部２１の下側に連続して配置されている。図４に示すように、４枚の第１側壁プレート部３２は、中間鋼管部２１を形成する４面の鉛直下方にそれぞれ配置されている（中間鋼管部２１の外形を二点鎖線Ｔ１で示す）。第１側壁プレート部３２は、板状に形成されている。第１側壁プレート部３２の長さは、中間鋼管部２１の一辺の長さよりも短い。隣り合う第１側壁プレート部３２の間には、空間Ｓ１が形成されている。第１側壁プレート部３２の上端部は、中間鋼管部２１の下端部に接合されている。

【0023】

第１中央プレート部３３は、４枚の第１側壁プレート部３２から平面視中央側（軸心Ｏ側）に向かってそれぞれ延びている。４枚の第１中央プレート部３３の先端部３３ａは、軸心Ｏまでは到達しておらず、互いに交差していない。これによって、４枚の第１中央プレート部３３の先端部３３ａの間には、上下方向に連通する空間Ｓ２が形成されている。第１中央プレート部３３の上端部は、中間鉄骨部２６の下端部に接合されている。

【0024】

図１に示すように、第２下側鉄骨部４１は、複数の第２側壁プレート部（側壁プレート部）４２と、複数の第２中央プレート部（中央プレート部）４３と、を有している。

【0025】

図５は、図１のＶ－Ｖ線断面図である。
第２側壁プレート部４２は、第１側壁プレート部３２の下側に連続して配置されている。図５に示すように、４枚の第２側壁プレート部４２は、中間鋼管部２１を形成する４面の鉛直下方にそれぞれ配置されている（中間鋼管部２１の外形を二点鎖線Ｔ１で示す）。第２側壁プレート部４２は、板状に形成されている。第２側壁プレート部４２の長さは、中間鋼管部２１の一辺の長さよりも短い。隣り合う第２側壁プレート部４２の間には、空間Ｓ１１が形成されている。空間Ｓ１１は、空間Ｓ１の下側に空間Ｓ１に連通するように形成されている。第２側壁プレート部４２の上端部は、第１側壁プレート部３２の下端部に接合されている。第２側壁プレート部４２は、第１側壁プレート部３２と一体に形成されていてもよい。

【0026】

第２中央プレート部４３は、４枚の第２側壁プレート部４２から平面視中央側（軸心Ｏ側）に向かってそれぞれ延びている。４枚の第２中央プレート部４３は、軸心Ｏまでは到達している。４枚の第２中央プレート部４３によって、平面視十文字状をしている。図１に示すように、第２中央プレート部４３は、上下方向に間隔を有して複数配置されている。

【0027】

区画プレート部５０は、中間構真柱部２０と下側構真柱部３０との間に配置され、互いを区画している。

【0028】

図６は、図１のＶＩ部の拡大図である。
図６に示すように、区画プレート部５０の外縁部５０ａは、中間構真柱部２０の中間鋼管部２１の下端部２１ｄに接合されている。

【0029】

図７は、区画プレート部５０を示す斜視図である。
図７に示すように、区画プレート部５０は、４枚の区画プレート本体５１を有している。区画プレート本体５１は、中間鋼管部２１の下端部及び中間鉄骨部２６の下端部（図１参照）に接合されている。区画プレート部５０は、外縁部５０ａ側が上方を向くように傾斜している。換言すると、４枚の区画プレート本体５１はそれぞれ、外縁部５０ａ側に向かうにしたがって、次第に上方に向かうように傾斜している。区画プレート部５０の傾斜角度は、水平面に対して約５～１０°である。

【0030】

図８は、構真柱１の要部を示す斜視図である。図８では、中間鋼管部２１を二点鎖線で示している。
図６及び図８に示すように、区画プレート部５０と第１中央プレート部３３の上端部３３ｕとの間には、貫通孔３４が形成されている。第１中央プレート部３３の上端部３３ｕには、下方に凹むとともに第１中央プレート部３３を板厚方向に貫通する貫通孔３４が形成されている。貫通孔３４は、第１中央プレート部３３における第１側壁プレート部３２側である外縁部３３ｂに形成されている。

【0031】

このように構成された構真柱１では、安定液が満たされた杭孔６１内に設置され、杭孔６１に杭コンクリートとなるコンクリートを打設すると、コンクリートが杭孔６１の底部から充填されていく。コンクリートと入れ替わるようにして、安定液の上部に差し込まれた排出管から安定液が排出される。この際に、コンクリートの上面が徐々に上昇していき、安定液は下側構真柱部３０と中間構真柱部２０との間に到達する。安定液は、外縁部５０ａ側に向かうにしたがって次第に上方に向かうように傾斜している区画プレート部５０の下面に沿って流れて、隣り合う第１側壁プレート部３２の間の空間Ｓ１から構真柱１の外側に排出される。よって、杭孔６１内に安定液が残存することなくコンクリートを充填して、コンクリートの充填率を向上させることができる。

【0032】

また、第１中央プレート部３３の上端部３３ｕには、下方に凹むとともに第１中央プレート部３３を板厚方向に貫通する貫通孔３４が形成されている。よって、区画プレート部５０の下面に沿って流れる安定液を貫通孔３４を通過させて、構真柱１の外側に排出することができる。

【0033】

また、第１下側鉄骨部３１では、４枚の第１中央プレート部３３は平面視中央で交差しておらず、第１下側鉄骨部３１の内部には空間Ｓ２が形成されている。よって、安定液が空間Ｓ２を上方に通過することができ、第１下側鉄骨部３１の内部での安定液の対流を抑制することができる。

【0034】

また、第１側壁プレート部３２には、第１中央プレート部３３が設けられている。よって、第１側壁プレート部３２の座屈補剛をすることができるとともに、中間構真柱部２０から下側構真柱部３０へ軸力を十分に伝達することができる。

【0035】

また、中間構真柱部２０は、杭６０の上端部６０ｕからＬ＝約１０００～１５００ｍｍ貫入している。よって、上側構真柱部１０から中間構真柱部２０への切り替え時に中間鉄骨部２６の鉄骨負担荷重を杭コンクリートへ伝達し、切替部上部の鉄骨断面の合理的な設計を行うことができる。

【0036】

なお、上述した実施の形態において示した組立手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

【0037】

例えば、上記に示す実施形態では、第１中央プレート部３３の上端部３３ｕには、下方に凹むとともに第１中央プレート部３３を板厚方向に貫通する貫通孔３４が形成されているが、本発明はこれに限られない。例えば、区画プレート部５０の下面から上方に凹む凹部が形成されることによって、当該凹部が区画プレート部と中央プレート部の上端部との間に形成される隙間となっていてもよい。あるいは、区画プレート部と中央プレート部の上端部との間に隙間が形成されていなくてもよい。

【0038】

また、上記に示す実施形態では、第１下側鉄骨部３１では、４枚の第１中央プレート部３３の先端部３３ａは、軸心Ｏまでは到達しておらず、互いに交差していないが、本発明はこれに限られない。下側構真柱部３０は上下方向にわたって平面視略十字状に形成された中間鉄骨部２６であってもよい。

【0039】

また、上記に示す実施形態では、貫通孔３４は、第１中央プレート部３３の外縁部３３ｂに形成されているが、本発明はこれに限られない。貫通孔３４は、第１中央プレート部３３の平面視内側等に形成されていてもよい。

【符号の説明】

【0040】

１ 構真柱
１０ 上側構真柱部
１１ 上側鋼管部
２０ 中間構真柱部
２１ 中間鋼管部
２６ 中間鉄骨部
２６ａ 端部
３０ 下側構真柱部
３１ 第１下側鉄骨部（下側鉄骨部）
３２ 第１側壁プレート部（側壁プレート部）
３３ 第１中央プレート部（中央プレート部）
３３ｕ 上端部
４１ 第２下側鉄骨部（下側鉄骨部）
４２ 第２側壁プレート部（側壁プレート部）
４３ 第２中央プレート部（中央プレート部）
５０ 区画プレート部
５０ａ 外縁部
Ｏ１ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】