特許 7373128 ＰＣａ製束石状体を有する耐圧版式グリッドポスト基礎構造とその設計システム

(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】

(24)【登録日】2023-10-25

(45)【発行日】2023-11-02

(54)【発明の名称】ＰＣａ製束石状体を有する耐圧版式グリッドポスト基礎構造とその設計システム

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/01 20060101AFI20231026BHJP

   E02D 27/00 20060101ALI20231026BHJP

【ＦＩ】

E02D27/01 Z

E02D27/00 Z

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019188977

(22)【出願日】2019-09-02

(65)【公開番号】P2021038627

(43)【公開日】2021-03-11

【審査請求日】2022-08-31

(73)【特許権者】

【識別番号】593053977

【氏名又は名称】ジェイ建築システム株式会社

(72)【発明者】

【氏名】手塚 純一

【審査官】湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２６１９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２２７７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３２０４３４０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０６－３０６８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－２６０１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２９１２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭５２－３３４０３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０００－２４８５５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２１６９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００７１９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ２７／０１

Ｅ０２Ｄ ２７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周基礎梁と耐圧版スラブ及び内部地中梁を鉄筋と現場打ちコンクリート一体で構成し、内部立上りのある基礎梁に代えてプレキャストコンクリート（以下ＰＣａという）製の束石状体（グリッドポスト）を有する耐圧版式グリッドポスト基礎であって、
ＰＣａ製束石状体（グリッドポスト）は、基礎内部立上りのある基礎梁に代わるものであり、ＰＣａ製束石状体部材の組合せ方、取付方法によって鉛直力、水平力に対応する基礎であり、
鉛直力のみを負担するコの字ＰＣａ製部材２個を平面十字型に上下嵌合して用い金物２個で内部地中梁に取り付けるＡタイプと、
さらに水平力をも負担するコの字ＰＣａ製部材２個を平面十字型に上下嵌合して用い金物４個で内部地中梁に取り付けるＢタイプと、
床荷重のみを負担するコの字単体ＰＣａ製部材を平面Ｉ型に用い金物２個で内部地中梁に取り付けるＣタイプと、を有することを特徴とし、
ＰＣａ製束石状体（グリッドポスト）部材には、
上用∩（Ｈ－１）と下用∪（Ｈ－２）を有し、コンクリート内部には鉄筋コンクリート基準に適合（かぶり厚さ確保、溶接による鉄筋端部のフック規定に適合）のスポット溶接をした組立鉄筋が挿入され、
コの字単体の足部の２本の鉄筋は先端がＵ型に折り曲げ加工されており、
上用∩（Ｈ－１）には上面所定箇所に土台アンカー用ボルト挿入のための引き抜き耐力に優れたＹインサートが２か所埋設されており、
さらに足部のＵ型に折り曲げ加工された鉄筋と直角方向に接合金物とＰＣａ製束石状体（グリッドポスト）をボルトで止めつけるための両端がインサートとなったＷインサートがＵ型鉄筋内側にて直交十字状に固定されており、
また、下用∪（Ｈ－２）には足部のＵ型に折り曲げ加工された鉄筋と足部上面所定箇所に土台アンカー用ボルト挿入のための引き抜き耐力に優れたＹインサートが２か所埋設されており、
さらに底面の鉄筋と直角方向にＰＣａ製束石状体（グリッドポスト）接合金物とＰＣａ製束石状体（グリッドポスト）をボルトで止めつけるための両端がインサートとなったＷインサートが鉄筋内側にて直交十字状に固定されていることを特徴とし、
ＰＣａ製束石状体（グリッドポスト）部材は、上用∩（Ｈ－１）のように内部鉄筋とＷインサートが鉄筋内側にて直交十字状に固定されていることや、上用∩（Ｈ－１）と下用∪（Ｈ－２）の上下嵌合とＰＣａ製束石状体（グリッドポスト）接合金物によるＰＣａ製束石状体（グリッドポスト）同士を接合・固定する役割と、ＰＣａ製束石状体（グリッドポスト）部材と接合金物とを内部地中梁に緊結するあと施工アンカーとによって、小型のＰＣａ製品にも関わらずＰＣａコンクリートのひび割れ発生後も、耐力・剛性（図２７、図３０参照）を有し、かつ靭性に富む組合せ構造体となることを特徴とする基礎構造。

【請求項2】

請求項１の基礎構造において、上部建物による本基礎構造に加わる応力を建物全体で計算する応力計算手段と、ＰＣａ製束石状体（グリッドポスト）の設計ク ライテリアによるＰＣａ製束石状体（グリッドポスト）の組合せタイプ別耐力及び試験結果による許容耐力により使用タイプの選択手段を備えたことを特徴とし、
耐力壁両端の柱下にＢタイプを設置することで、耐力壁に生じる水平力と引張力の複合応力を負担し、Ｂタイプには、せん断力と引張力が同時に生じるため、複合応力の設定式よりグリッドポストの設計クライテリア（図３９）を定め、Ｂタイプの引張力は１５ｋＮ、せん断力は８．９５ｋＮを設計耐力とし、
さらに、水平力を負担するＢタイプは、ＰＣａ製束石状体（グリッドポスト）と現場打設コンクリートである内部地中梁の接点に回転曲げモーメントが生じるため、内部地中梁にグリッドポストに生じる付加曲げモーメントを考慮して内部地中梁の断面算定を行う（図３７の付加曲げモーメント参照、図４１の（２）▲３▼Ｂタイプの付加曲げモーメントに対する算定参照）設計方法とし、
この考えを計算プログラムに導入し、一般べた基礎計算とグリッドポスト基礎計算を合算した専用計算プログラムとしたことを特徴としたＰＣａ製束石状体を有する耐圧版式グリッドポスト基礎構造設計システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建物の基礎内部立ち上がり基礎梁にＰＣａ製の束石状体を組合せて使用し、内部立上り基礎に代える基礎構造と、その設計方法および構造計算プログラムを用いた設計システムに関するものである。

【0002】

外周基礎梁と耐圧版スラブ及び内部地中梁を一体で構成し、内部立上りのある基礎梁に代わってＰＣａ製束石状体（グリッドポスト）を有する耐圧版式グリッドポスト基礎構造と、構造計算プログラムを用いた設計システムを構築するものである。

【背景技術】

【0003】

束石状体と耐圧盤式基礎の形成方法による基礎構造が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－２２０１５０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に示すような束石状体と耐圧盤式基礎の形成方法による基礎は、用いる手段によりコンクリート打設が２回以上となり、基礎としての品質・工期・束石状体の性能などの均一化が図れないなどの問題を有していた。

【0006】

また、内部の立上がりのある内部基礎梁に代えて、ＰＣａ製のグリッドポストを用いる場合においても、内部基礎としての役割である鉛直力に加えて地震力、風圧力（短期荷重）を含む水平荷力をも負担しなければならないが、その耐力の検証とその基礎の設計プロセス及び設計プログラムが確立していなかった。

【0007】

さらにＰＣａ製束石状体（グリッドポスト）が重量軽減のため小型になると、コンクリートのひび割れ発生後は大きな応力（曲げ、せん断、引張りなど）の負担が困難になる他、曲げ破壊やせん断破壊などによって終局時の変形性能が乏しい脆性的な破壊となっていた。

【0008】

したがって、ＰＣａ製束石状体が単にプレキャストコンクリートの製造基準や鉄筋コンクリート基準に準拠しているだけでは、ＰＣａ製品が一般的な内部立ち上がり基礎として機能し、建築基準法に適合した基礎として評価・評定を受けることが困難であった。

【課題を解決するための手段】

【0009】

提案する本基礎構造１は、上部の木造耐力壁線を考慮して構造設計・計画された基礎で、現場打の外周基礎梁１０（ＦＧ１）、玄関部の内部立ち上がり基礎梁１０（ＦＧ２）、耐圧版スラブ１２及び内部地中梁１１で構成され、従来の耐力壁線下に設ける内部の立上がりのある内部基礎梁に代えてＰＣａ製束石状体のグリッドポスト（以下ＧＰという）１３を用いる耐圧版式ＧＰ基礎１である。（図１参照）

【0010】

また、ＧＰ１３は内部地中梁１１上に設置することとし、ＧＰ接合金物１３－２を用い、内部地中梁１１のコンクリートに穴をあけ、モルタル系注入材のあと施工アンカー１３－３を挿入しボルトを埋め込み、あと施工アンカー１３－３が凝固後に結合する。また、ＧＰ接合金物１３－２は、後述するＧＰ１３同士を嵌合して接合・固定する役割も有する。

【0011】

前記のＧＰ１３は、従来の基礎内部立上りのある基礎梁に代わるものであり、ＰＣａ製部材の組合せ方、取付方法によって鉛直力（圧縮や引張力）、水平力に対応する基礎構造であって、コの字ＰＣａ製部材２個を平面十字型に嵌合して用いＧＰ接合金物１３－２を２個で取り付ける１３Ａタイプと、さらに水平力をも負担するコの字ＰＣａ製部材２個を平面十字型に嵌合して用いＧＰ接合金物１３－２を４個で取り付ける１３Ｂタイプと、床荷重のみを負担するコの字単体ＰＣａ製部材を平面Ｉ型に用いＧＰ接合金物１３－２を２個で取り付ける１３Ｃタイプと、を有することを特徴とする基礎構造である。したがってＧＰには使用部品の組合せによりＡタイプ、Ｂタイプ、Ｃタイプを有している。（図１０～図１５参照）

【0012】

さらに、ＧＰ１３の部材には、上用∩（１３Ｈ１）と下用∪（１３Ｈ２）がある。コンクリート内部には鉄筋コンクリート基準に適合（かぶり厚さ確保、溶接による鉄筋端部のフック規定に適合）のスポット溶接をした組立鉄筋（ユニット鉄筋１３－１）が挿入され、コの字単体の足部の２本の鉄筋は先端がＵ型に折り曲げ加工されている。（図１７イ～図１７ハ参照）

【0013】

ＧＰ１３部材の上用∩（１３Ｈ１）には上面所定箇所に土台アンカー用ボルト挿入のための引き抜き耐力に優れたＹインサート１３－Ｙが２か所埋設されている。さらに足部のＵ型に折り曲げ加工された鉄筋１３－１と直角方向にＧＰ接合金物１３－２とＧＰ１３をボルトで止めつけるための両端がインサートとなったＷインサート１３－ＷがＵ型鉄筋内側にて直交十字状に固定されている。（図１７イ～図１７ハ参照）

【0014】

ＧＰ１３の下用∪（１３Ｈ２）には足部のＵ型に折り曲げ加工された鉄筋１３－１と足部上面所定箇所に土台アンカー用ボルト挿入のための引き抜き耐力に優れたＹインサート１３－Ｙが２か所埋設されている。さらに底面の鉄筋と直角方向にＧＰ接合金物１３－２とＧＰ１３をボルトで止めつけるための両端がインサートとなったＷインサート１３－Ｗが鉄筋１３－１内側にて直交十字状に固定されている。（図１８イ～図１８ハ参照）

【0015】

ＧＰ１３部材は、上記のように上用∩（１３Ｈ１）の内部鉄筋１３－１とＷインサート１３－Ｗが鉄筋１３－１内側にて直交十字状に固定されていることや、上用∩（１３Ｈ１）と下用∪（１３Ｈ２）の嵌合とＧＰ接合金物１３－２のＧＰ同士を接合・固定する役割によって、小型のＰＣａ製束石状体にも関わらずひび割れ発生後も、耐力・剛性を有し、かつ靭性に富む組合せ構造体となっている。つまり、小型でコの字単体ＰＣａ製部材を用いたＧＰであっても強く、粘るＰＣａ製束石状体となる工夫がなされていることを特徴としている。（図５～図９参照）

【0016】

本基礎構造の応力伝達機構について述べる。特に水平力をも負担するコの字ＰＣａ製部材２個（１３Ｈ１と１３Ｈ２）を平面十字型に嵌合して用いＧＰ接合金物１３－２を４個で取り付ける１３Ｂタイプで説明すると、上部構造による長期の鉛直力（圧縮力）を基礎に伝える役割に加え、短期水平力に抵抗できる機構が特徴となる。短期時には上部に設置される耐力壁より、ＧＰ１３には柱３から生じる鉛直力（圧縮ＧＰＮ・引張力ＧＰＴ）と土台２を介して生じるせん断力ＧＰＱが生じる。（図３７～図３８参照）

【0017】

上記引張力ＧＰＴは、Ｙインサート１３－Ｙを介してＧＰ１３に伝わり、Ｗインサート１３－ＷとＧＰ接合金物１３－２の固定部を介して金物とあと施工アンカー部の引張力として、内部地中梁１１に伝達される。（図３７～図３８参照）

【0018】

上記せん断力ＧＰＱは、Ｙインサート１３－Ｙを介してＧＰ１３に伝わり、ＧＰ１３を回転させる曲げモーメントに置換される。この付加曲げモーメントでＧＰ１３に生じる圧縮力は、ＧＰ１３本体で内部地中梁１１に伝達される。一方引張力は、Ｗインサート１３－ＷとＧＰ接合金物１３－２の固定部を介して金物とあと施工アンカー部の引張力として、内部地中梁１１に伝達される。（上述の引張力と同じ）（図３７～図３８参照）

【0019】

上述のようにＧＰ１３に生じる引張力ＧＰＴ・圧縮力ＧＰＮと、せん断力ＧＰＱによって生じる付加曲げモーメントを考慮して内部地中梁１１は設計される。

【0020】

また、従来の鉄筋コンクリート基準に準じた配筋（鉄筋かぶり厚確保と結束鉄筋の配置）されたＢタイプの１３Ｂ‘（図１６イ～図１６ハ参照）と、今回の内部鉄筋が足部のＵ型に折り曲げ加工された鉄筋１３－１と直角方向に接合金物１３－２とＧＰ１３をボルトで止めつけるための両端がインサートとなったＷインサート１３－ＷがＵ型鉄筋内側にて直交十字状に固定されているＢタイプ１３Ｂ（図１７イ～図１７ハ参照）のＧＰで試験（上述のせん断力をＧＰに載荷）を行った。

【0021】

ＰＣａ製品断面が小さいため、ＧＰ１３のコの字柱に引抜きが生じると、図２３の配筋図と図２４の亀裂状況写真のように通常の鉄筋コンクリート基準に準じた配筋（鉄筋かぶり確保＋曲げ鉄筋配置）を行う１３Ｂ’接合方式の場合、ＰＣａ製品のコンクリート本体にひび割れが発生し脆性的な破壊となってしまう（コンクリートのひび割れで耐力が決定）。

【0022】

一方、本発明の場合、図２５のユニット配筋図と図２６のＷインサート応力曲げ変形写真に示すようにＷインサート１３－Ｗとユニット鉄筋１３－１の十字接合により、ひび割れ発生後もインサート１３－Ｗが曲げ変形しながら抵抗し、耐力も急激に低下せず、靭性がある応力伝達機構とすることができる。この試験結果を図２７、図２８、図２９に示す。ここで、図２８は、ＧＰ１３に水平荷重Ｑを受けるとＷインサート埋設部近くに曲げ亀裂が発生する。さらに水平荷重Ｑを受けると図２９に示すＷインサート自体がＵ字加工したユニット鉄筋１３－１の十字接合部より曲げ変形を生じるまで抵抗し、曲げ亀裂発生後も靱性を発揮する。（図２７グラフ参照）

【0023】

この時、土台２の長手方向に１３Ｈ１の長手方向を合わせる。それは、１３Ｈ１だけがコの字単体の足部の２本の鉄筋は先端がＵ型に折り曲げ加工された内部鉄筋１３－１とＷインサート１３－Ｗが鉄筋１３－１内側にて、物理的に直交十字状に固定されているためである。

【0024】

また、コの字上のＰＣａ製部材同士を嵌合接合させることで耐力・靭性の確保（１３Ｈ１＋１３Ｈ２＋接合金物１３－２×４個の１３ＢタイプのＧＰ１３を前提に考える）が可能となる。その試験結果を図３０のグラフで示す。ここで嵌合有の試験体を図３１・図３２に示し、嵌合無しの試験体（１３Ｈ１＋接合金物１３－２×４個）図３３、図３４とし、１３Ｂタイプの接合金物１３－２×４個と耐圧版１２の固定度を同じ条件にて行う。嵌合無しの試験体は、図３６のように曲げ亀裂１３－ｋの発生に伴い、１３Ｈ１が回転して変形する。一方、嵌合有りの試験体は、図３５のように１３Ｈ２が１３Ｈ１の回転を拘束し，嵌合部が圧壊１３－ａしながら粘るため、耐力や靭性能を向上させることができる。このような小型ＰＣａ製品同士を嵌合させて応力に抵抗させる機構は、他には無いと考える。

【0025】

ＧＰの設計クライテリアの設定を行う。ＧＰの検定に用いる設計クライテリアの設定方法の概略を図３８に示す。ここで、下記の式１は水平加力試験、引張加力試験の結果より短期基準耐力（Ｑａ、Ｔａ）を設定した。ここで、ＧＰ本体には、水平力ＧＰＱと引張力ＧＰＴが同時に働くので、その複合応力下の影響を想定し、下式をＧＰ本体の設計クライテリアとした。これらにより、図３９の半円の範囲が、ＧＰの許容する短期許容水平力と引張力となる。尚、下記の設計式を用いることで、ＧＰの変形角は少なくとも１／１５０ｒａｄ以内に納めることが可能となる。

【0026】

ＧＰ１３に生じる圧縮力（ＧＰＮ）に対する検定を図４０の設計クライテリアにて行う。許容圧縮耐力は、安全をみて１３Ｈ１＋１３Ｈ２の十字型ではなく、１３Ｈ１単独であるとして検討する。また、短期時の圧縮力と水平力の複合応力に関する検定は、圧縮側の安全率が非常に高いため、木造住宅においては、引張側の危険度の方が高くなり、省略することとした。ここで、圧縮力に関しては、コンクリートで負担する。長期及び短期の許容圧縮耐力Ｎａを設定し、下式で設計する。

【0027】

上部建物による本基礎構造に加わる応力を建物全体で計算する応力計算手段と、ＧＰの組合せタイプ別による使用選択手段を備えたことを特徴とするＰＣａ製束石状体を有する耐圧版式ＧＰ基礎構造設計システムを確立するものである。

【0028】

また、建物全体の設計・計算方針について示す。上部建物と本基礎の一貫計算が可能なプログラムソフトを用い、木部の計算と連動した耐圧版式ＧＰ基礎の計算は、ＧＰの設計クライテリアによるＧＰおよび内部地中梁、ＧＰとは直接関わらない外周基礎梁［内部立上り（玄関部）］、耐圧版スラブで構成され、各部位それぞれについて基礎の設計・計算を行う。（図４３、図４４参照）

【0029】

ここで、上部木造の構造計画による設計フローを図４１に示す。木造部の設計において耐震等級などを考慮し、耐力壁線の設定を行う。耐圧版式ＧＰ基礎の設計において、▲１▼外周基礎梁を建物外周部に配置する。▲２▼ＧＰの配置計画は、耐力壁両端柱下には１３Ｂタイプ、その他の鉛直荷重のみ負担する柱下に１３Ａタイプ、柱を受けない土台下に１３Ｃタイプを１，８２０ｍｍ以内に設置するのを基本する。計算により軸力値８ｋＮ以下により１３Ａタイプから床束に置き換え可能とし、また、土台が交差する場合の配置検討など次項のＧＰの配置計画により決定する。▲３▼内部地中梁の設計は、１３Ａタイプ、１３Ｂタイプ上の柱の長期、短期軸力に対する算定と、１３Ｂタイプ設置付加曲げモーメントに対する算定、１３Ｃタイプ床荷重に対する算定に基づき設計する。▲４▼耐圧版スラブ１２の設計は、外周基礎梁１０、内部地中梁１１で囲まれた範囲で算定、設置する。▲５▼土台用アンカーボルトの算定設置は、土台交差部に１３Ａタイプまたは１３Ｃタイプを配置し、耐力壁線に生じるせん断力に対して１３Ｂタイプも含め必要本数を算定、設置する。

【0030】

ＧＰの配置計画は図４２を参照に、第１検討として設置順位１～５に基づきＧＰ１３のＡ，Ｂ，Ｃタイプを決定し配置する。設置順１は、耐力壁両端部の柱下は１３Ｂタイプとし、設置順位２は通し柱の下は１３Ａタイプ、設置順位３は管柱の下は１３Ａタイプ、設置順位４は土台がＴ字又は十字に交差する箇所には１３Ａタイプ、設置順位５は土台下でＧＰ間隔が１，８２０ｍｍ以内となる箇所には１３Ｃタイプを仮配置する。

【0031】

しかし、設置順位３、４に関しては各条件によって設置するタイプを置換えできるため第２検討にてＧＰタイプを決定する。設置順位３管柱の長期軸力８ｋＮ（短期軸力１２ｋＮ）超える場合で耐力壁線上にある場合は１３Ａタイプとし、耐力壁線上にない場合は１３Ｃタイプとする。また、管柱の長期軸力８ｋＮ（短期軸力１２ｋＮ）以下の場合で耐力壁線上にある場合は１３Ｃタイプとし、耐力壁線上にない場合は一般鋼製束とする。 さらに、設置順位４土台交差部のＧＰの配置については土台交差部をまたぎ、ＧＰが１，８２０ｍｍ以内の間隔で配置されている場合は１３Ｃタイプとする。（図４２チャート参照）

【0032】

本基礎を設計するにあたり、長期及び地震・暴風時水平荷重の伝達フロー及び基礎を構成する部材の断面算定方針を以下に示す。

【0033】

長期鉛直荷重の伝達フローは、本基礎上部の１階柱軸力・１階床荷重を一方は外周基礎梁１０から耐圧版スラブ１２へ、一方はＧＰ１３（ＧＰはＡ，Ｂ，Ｃタイプが該当する）から内部地中梁１１・耐圧版スラブ１２へ、一方は床束６から耐圧版スラブ１２へとそれぞれ伝達され、伝達された各荷重は、負担相当とされる耐圧版１２に配分し、最終的には支持地盤に伝達される。（図４３参照）

【0034】

地震・暴風時水平荷重の伝達フローは、全水平力は外周基礎梁１０、内部地中梁１１で負担する。さらに、耐力壁の鉛直成分荷重のうち基礎内部ＧＰ１３（１３Ｂタイプ）が負担する分は、内部地中梁１１への付加応力を考慮する。伝達された各荷重は、耐圧版スラブから最終的には支持地盤に伝達される。（図４４参照）

【0035】

ＧＰ１３Ｂタイプの応力伝達機構は、１３Ｂタイプの上部にある耐力壁を支持し、長期時の鉛直力（ＧＰＮ）及び短期時の水平力により生じる鉛直荷重（ＧＰＴ）とともに水平荷重（ＧＰＱ）を負担し、内部地中梁１１へ応力を伝達する機能を担う。

【0036】

ＧＰ１３Ｂタイプの回転を考慮した内部地中梁１１の追加検討を下記計算式により行う。ＧＰ１３Ｂタイプが負担する水平力ＧＰＱを算定し、内部地中梁１１に生じる付加曲げ応力ＧＰＭ、付加せん断応力ＧＰＱ’を求める。耐力壁線上の内部地中梁１１については、一貫計算の短期時応力にこの付加応力を加算して断面検定を行う。
Ｐｉ：検討する通りの耐力壁の短期許容せん断耐力［ｋＮ］
支持点数：検討する通りの耐力壁両端の柱本数
Ｈ：スラブ芯からＧＰ上端までの高さ［ｃｍ］
Ｌ：ＧＰＱを負担するＧＰ間距離の最小値［ｃｍ］
ＧＰが負担する水平力 ＧＰＱ＝Ｐｉ／支持点数
付加曲げ応力 ＧＰＭ＝ＧＰＱ×Ｈ
付加せん断応力 ＧＰＱ’＝２×ＧＰＭ／Ｌ

【0037】

ここで、付加応力のイメージと計算例を示すと、図４５の付加応力イメージ図よりＧＰＱの算定は、ＧＰＱ＝Ｐｉ／支持点数＝７．１３ｋＮ／２＝３．５６ｋＮとなる。ここでＰｉは次のように計算する。Ｐｉ＝Σ（壁倍率×壁長Ｌ）×１．９６＝（４．０倍×０．９１ｍ）×１．９６ｋＮ／ｍ＝７．１３ｋＮ。また、支持点数は検討する通りの耐力壁両端の柱本数＝２とする。

【0038】

このように、内部地中梁１１は、通常の基礎に生じる応力（地盤からの長期応力や、柱軸力）に加えて、ＧＰに生じる水平力の影響で基礎に生じるＧＰＭを加味して設計すること、ＧＰを支持点として、地中梁を設計することで、ＰＣａ製のＧＰ工法独自の付加モーメントＧＰＭを考慮した設計手法といえる。

【発明の効果】

【0039】

既往の束石状体と耐圧盤式基礎の形成方法による基礎は、用いる手段によりコンクリート打設が２回以上となり、基礎としての品質・工期・束石状体の性能などの均一化が図れないなどの問題を有していたが、Ｈ１・Ｈ２の嵌合とＧＰ接合金物のＧＰ同士を接合し、耐圧版スラブに固定する役割に、あと施工アンカーを用いることでコンクリート打設が１回となり、基礎としての品質・工期・束石状体の性能などの均一化が図れる。

【0040】

小型のプレキャストコンクリート部材であるにも関わらず、ＧＰのユニット化の鉄筋と柱部Ｕ字加工、Ｗインサートの挿入位置、ＧＰのＨ１・Ｈ２性能向上での嵌合により破壊モードの靭性を確保し、従来の基礎立上りと同等の性能を有することが証明された。

【0041】

従来の内部の立上がりのある内部基礎梁に代えて、プレキャストコンクリート製のＧＰを用いる場合において、内部基礎としての役割である鉛直力に加えて地震力、風圧力（短期荷重）を含む水平荷力をも負担しなければならないが、その耐力の検証とその基礎の設計プロセス及び設計プログラムを確立することで、鉄筋コンクリート造基礎に代わるプレキャストコンクリート部材ＧＰを用いた「建築基準法に適合する基礎」としての評価を得た。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1】耐圧版式ＧＰ基礎構造斜視図

【図2】耐圧版式ＧＰ基礎と床組構造斜視図

【図3】耐圧版式ＧＰ基礎と木造軸組の構造概要斜視図

【図4】耐圧版式ＧＰ基礎と木造軸組の構造概要断面

【図5】Ｈ１斜視図

【図6】Ｈ１とＨ２の組合せ概要斜視図

【図7】ＧＰの接合部材設置位置概要斜視図

【図8】図７ＧＰのＡ部詳細斜視図

【図9】図７ＧＰのＢ部詳細斜視図

【図10】ＧＰのＡタイプ上面図

【図11】ＧＰのＡタイプ正面図

【図12】ＧＰのＢタイプ上面図

【図13】ＧＰのＢタイプ正面図

【図14】ＧＰのＣタイプ上面図

【図15】ＧＰのＣタイプ正面図

【図16】イ 従来のＨ１上面透視図 ロ 従来のＨ１正面透視図 ハ 従来のＨ１側面透視図

【図17】イ 本発明のＨ１上面透視図 ロ 本発明のＨ１正面透視図 ハ 本発明のＨ１側面透視図

【図18】イ 本発明のＨ２上面透視図 ロ 本発明のＨ２正面透視図 ハ 本発明のＨ２側面透視図

【図19】イ ＧＰのＢタイプの取付設置状況透視上面図 ロ ＧＰのＢタイプの取付設置状況透視正面図（矢視図Ａ） ハ ＧＰのＢタイプの取付設置状況透視側面図（矢視図Ｂ）

【図20】１階床組実施例伏図

【図21】１階床組実施例伏図による本基礎計画図

【図22】１階床組実施例伏図による本基礎伏図

【図23】

【図24】ＧＰ柱下部の引張亀裂状況を示す試験結果写真

【図25】

【図26】Ｗインサートの試験結果後の変形したＷインサート単体の写真

【図27】本発明ＧＰのＢタイプとＲＣ規準のＧＰのＢ’タイプの荷重－変形曲線図

【図28】Ｂタイプの比較試験結果の加力Ｑ方向と主な曲げ亀裂発生状況図

【図29】Ｂタイプの鉄筋の引張力によるＷインサート曲げ抵抗概要図

【図30】ＧＰの勘合ありと無しの場合の比較試験結果のグラフ

【図31】ＧＰの勘合ありの場合の比較試験体正面図

【図32】ＧＰの勘合ありの場合の比較試験体上面図

【図33】ＧＰの勘合無しの場合の比較試験体正面図

【図34】ＧＰの勘合無しの場合の比較試験体上面図

【図35】ＧＰの勘合ありの場合の試験体破壊状況概要図

【図36】ＧＰの勘合なしの場合の試験体破壊状況概要図

【図37】耐力壁線下のＧＰに生じる応力の概略図

【図38】ＧＰの設計クライテリアの設定方法の概略図

【図39】実験結果に基づくＧＰの設計クライテリア

【図40】ＧＰに生じる圧縮力に対する検定の設計クライテリア

【図41】上部木造の構造計画による本基礎の設計フロー

【図42】ＧＰの配置計画

【図43】長期鉛直荷重の伝達フロー

【図44】地震時水平荷重の伝達フロー

【図45】ＧＰの回転による付加応力イメージ図

【発明を実施するための形態】

【0043】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。なお、以下に示す各実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

【実施例】

【0044】

まず、図１は、本発明基礎１の一実施例の斜視図である。耐圧版式ＧＰべた基礎１は、外周基礎梁１０、内部地中梁１１、ＧＰ１３（１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ）、耐圧版スラブ１２で構成されている。

【0045】

図２は、本発明基礎１と１階床組を示す一実施例の斜視図で、本基礎１と土台２、大引４、床束６で構成されている。

【0046】

図３は、本発明基礎１を用いた木造建物の構造概要を示す一実施例の斜視図である。この概要図は軸組工法で示しているが、ツーバイフォー工法や木質パネル工法であってもよい。

【0047】

図４は、本基礎１と１階木造部断面を示す一実施例のものである。

【0048】

図５は、ＧＰ１３の上用∩１３Ｈ１の斜視である。

【0049】

図６は、ＧＰ１３の上用∩１３Ｈ１と下用∪１３Ｈ２とを勘合することを示す概要斜視図である。

【0050】

図７は、ＧＰの１３Ｂタイプを用いて、図中Ａ部の付属品およびＢ部の付属品を示すための斜視図である。

【0051】

図８は、ＧＰの図７中Ａ部の付属品で土台固定用アンカーボルトおよびナットを示す斜視図である。

【0052】

図９は、ＧＰの図７中Ｂ部の付属品でＧＰの接合金物１３－２およびＧＰ同士をこの金物とボルトなどで固定するのと、さらにこの金物で耐圧版スラブ１２とを固定するための接合用あと施工アンカー１３－３、ボルト、ナットなどを示す斜視図である。

【0053】

図１０は、ＧＰ１３Ａタイプの上面図で、ＧＰの上用∩１３Ｈ１を示し、ＧＰの下用∪１３Ｈ２と嵌合してして接合金物１３－２を取り付けた状態を示す。

【0054】

図１１は、ＧＰ１３Ａタイプの正面図で、ＧＰの上用∩１３Ｈ１を示し、ＧＰの下用∪１３Ｈ２と嵌合して接合金物１３－２を取り付けた状態を示す。

【0055】

図１２は、ＧＰ１３Ｂタイプの上面図で、ＧＰの上用∩１３Ｈ１を示し、ＧＰの下用∪１３Ｈ２と嵌合して接合金物１３－２を取り付けた状態を示す。

【0056】

図１３は、ＧＰ１３Ｂタイプの正面図で、ＧＰの上用∩１３Ｈ１を示し、ＧＰの下用∪１３Ｈ２と嵌合して接合金物１３－２を取り付けた状態を示す。

【0057】

図１４は、ＧＰ１３Ｃタイプの上面図で、ＧＰの上用∩１３Ｈ１を示して接合金物１３－２を取り付けた状態を示す。

【0058】

図１５は、ＧＰ１３Ｃタイプの正面図で、ＧＰの上用∩１３Ｈ１を示して接合金物１３－２を取り付けた状態を示す。

【0059】

図１６イは、従来の鉄筋コンクリート基準に準じて配筋されたＧＰの従来のＨ１’の上面透視図である。

【0060】

図１６ロは、従来の鉄筋コンクリート基準に準じて配筋されたＧＰの従来のＨ１’の正面透視図で、内部鉄筋のＧＰ足部のアール加工は無く、結束線で固定しているだけである。上部インサートや下部両端インサートも一般的強度のものである。

【0061】

図１６ハは、従来の鉄筋コンクリート基準に準じて配筋されたＧＰの従来のＨ１’の側面透視図である。

【0062】

図１７イは、本発明の１３Ｈ１上面透視図である。

【0063】

図１７ロは、本発明の１３Ｈ１正面透視図で、内部鉄筋のＧＰ足部がアール加工され、スポット溶接で固定しているユニット鉄筋である。上部インサートも引張強度の高いＹ型インサート１３－Ｙや下部両端Ｗ型インサート１３－Ｗも引張・曲げ強度の高いものである。

【0064】

図１７ハは、本発明の１３Ｈ１側面透視図である。

【0065】

図１８イは、本発明の１３Ｈ２上面透視図である。

【0066】

図１８ロは、本発明の１３Ｈ２正面透視図で、内部鉄筋のＧＰ足部がアール加工され、スポット溶接で固定しているユニット鉄筋である。上部インサートも引張強度の高いＹ型インサート１３－Ｙや下部両端Ｗ型インサート１３－Ｗも引張・曲げ強度の高いものである。

【0067】

図１８ハは、本発明の１３Ｈ２側面透視図である。

【0068】

図１９イは、柱３下ＧＰの１３Ｂタイプの取付設置状況透視上面図である。図中の矢印の方向の矢視図Ａ（正面図）、矢視図Ｂ（側面図）にて透視内部詳細を説明する。

【0069】

図１９ロは、柱３下ＧＰの１３Ｂタイプの取付設置状況透視正面図である。耐圧版１２と同時に形成された地中梁１１上に接合用あと施工アンカー１３－３を介してボルト、座金、ナットなどで接合金物１３－２×４個によりＧＰ１３の１３Ｈ１上用∩＋１３Ｈ２下用∪が緊結され、ＧＰ上の横架された土台２とアンカーボルトで緊結される。

【0070】

図１９ハは、ＧＰの１３Ｂタイプの取付設置状況透視側面図である。

【0071】

図２０は、１階床組の一実施例伏図である。ここでは、耐力線区画を◎で示し土台及び柱を表記し、大引きを記入している。さらに耐力壁の筋かいや構造用合板位置も明記する。

【0072】

図２１は、１階床組の一実施例伏図に準じた本基礎１の計画図である。建物外周の耐力壁線に外周基礎梁１０（ＦＧ１）、玄関部の内部立ち上がり基礎梁１０（ＦＧ２）、基礎スラブ（耐圧版）１２及び内部地中梁１１を配置する。

【0073】

図２２は、１階床組の一実施例伏図による本基礎１伏図である。ここでは、内部地中梁１１、外周基礎梁１０（ＦＧ１）及び玄関部の内部立ち上がり基礎梁１０（ＦＧ２）、耐圧版スラブ１２（ＦＳ１、ＦＳ２）を明記する。またＧＰの配置計画により、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを配置する。さらに大引を受けるための床束を配置して完成する。

【産業上の利用可能性】

【0074】

許容応力度計算で、木部から基礎までの一貫計算が可能な計算ソフトを用い、ＧＰに関わらない一般的なべた基礎部分の外周基礎梁（ＦＧ１）［内部立上り（ＦＧ２）］、耐圧版スラブ（ＦＳ１，ＦＳ２）の計算、さらにＧＰに関わる部分の内部地中梁（ＦＧ３）とＧＰによる付加応力を算定、加算により計算を行うことにより、合理的なＲＣ断面算定を可能とし、大幅なコストダウンと工期短縮が図れる。

【符号の説明】

【0075】

１ 耐圧版式ＧＰべた基礎
２ 土台
３ 柱
４ 大引
５ 根太又は構造用合板
６ 床束
１０ 立上り基礎梁［外周基礎梁（ＦＧ１）内部立上り（ＦＧ２）］
１１ 内部地中梁
１２ 耐圧版スラブ（ＦＳ１，ＦＳ２）
１３ ＧＰ
１３Ａ ＧＰのＡタイプ
１３Ｂ ＧＰのＢタイプ
１３Ｂ’従来の鉄筋コンクリート基準に準じて配筋されたＧＰのＢタイプ
１３Ｃ ＧＰのＣタイプ
１３Ｈ１ ＧＰの上用∩
１３Ｈ２ ＧＰの下用∪
１３－１ ＧＰのユニット鉄筋
１３－２ ＧＰの接合金物
１３－３ ＧＰの接合用あと施工アンカー
１３－Ｙ ＧＰの土台接合ボルト用のＹ型インサート
１３－Ｗ ＧＰの接合金物取付ボルト用のＷ型インサート
１３－ａ ＧＰの嵌合部圧壊
１３－ｋ ＧＰの曲げ亀裂

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】