特許 7410784 独立基礎構造

(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】

(24)【登録日】2023-12-26

(45)【発行日】2024-01-10

(54)【発明の名称】独立基礎構造

(51)【国際特許分類】

   E02D 27/00 20060101AFI20231227BHJP

【ＦＩ】

E02D27/00 C

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020069451

(22)【出願日】2020-04-08

(65)【公開番号】P2021165495

(43)【公開日】2021-10-14

【審査請求日】2023-03-30

(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】100154726

【弁理士】

【氏名又は名称】宮地 正浩

(72)【発明者】

【氏名】松葉 悠剛

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼山 秀俊

(72)【発明者】

【氏名】熊野 豪人

(72)【発明者】

【氏名】大堀 太志

【審査官】荒井 良子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０８９３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０９０１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２７３８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１４０３４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ ２７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

柱脚のベース部を基礎フーチング内に埋め込む独立基礎構造であって、
前記ベース部が、鉄骨梁と柱梁仕口部とを有し、
前記柱梁仕口部が、前記鉄骨梁の上側のフランジが接合される上側ダイヤフラムと、前記鉄骨梁の下側のフランジが接合される下側ダイヤフラムと、を備え、
前記上側ダイヤフラムの厚みが、前記下側ダイヤフラムの厚みより大きい、独立基礎構造。

【請求項2】

前記上側ダイヤフラムの突出量が、前記下側ダイヤフラムの突出量より大きい、請求項１に記載の独立基礎構造。

【請求項3】

前記鉄骨梁のウェブに、スタッドが設けられている、請求項１又は２に記載の独立基礎構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、柱脚のベース部を基礎フーチング内に埋め込む独立基礎構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、柱脚のベース部を基礎フーチング内に埋め込む独立基礎構造が示されている。この独立基礎構造では、鉄骨梁を備えたベース部を基礎フーチング内に埋め込み、曲げモーメントを柱脚の鉄骨梁から基礎フーチングに伝達するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－０４４４９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のような独立基礎構造では、柱脚のベース部に鉄骨梁を基礎フーチング内に埋め込むことで、基礎梁を設けることなく柱脚の回転剛性を高めていた。しかし、柱脚に作用する軸力によって基礎フーチングにパンチング破壊が起こることが考えられ、パンチング破壊に対して改善の余地があった。

【0005】

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、パンチング破壊が起こり難い独立基礎構造を提供する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１特徴構成は、柱脚のベース部を基礎フーチング内に埋め込む独立基礎構造であって、前記ベース部が、鉄骨梁と柱梁仕口部とを有し、前記柱梁仕口部が、前記鉄骨梁の上側のフランジが接合される上側ダイヤフラムと、前記鉄骨梁の下側のフランジが接合される下側ダイヤフラムと、を備え、前記上側ダイヤフラムの厚みが、前記下側ダイヤフラムの厚みより大きい点にある。

【0007】

本構成によれば、基礎フーチング内に埋め込むベース部が鉄骨梁を有することで、柱脚の回転剛性を高めることができる。そして、ベース部における上側ダイヤフラムの厚みを下側ダイヤフラムの厚みより大きくすることで、上側ダイヤフラムの剛性を下側ダイヤフラムに比べて高くすることができる。そのため、柱脚に作用する軸力が、上側ダイヤフラムから基礎フーチングに伝達され易くなり、下側ダイヤフラムから基礎フーチングに伝達され易い場合に比べて、基礎フーチングのパンチング破壊が起こり難くなる。

【0008】

本発明の第２特徴構成は、前記上側ダイヤフラムの突出量が、前記下側ダイヤフラムの突出量より大きい点にある。

【0009】

本構成によれば、上側ダイヤフラムの突出量が下側ダイヤフラムの突出量より大きいことで、柱脚に作用する軸力が、上側ダイヤフラムから基礎フーチングへと更に伝達され易くなり、これによって基礎フーチングのパンチング破壊がより起こり難くなる。

【0010】

本発明の第３特徴構成は、前記鉄骨梁のウェブに、スタッドが設けられている点にある。

【0011】

本構成によれば、鉄骨梁にスタッドを設けることによって、柱脚の曲げモーメントが基礎フーチングに伝達され易くなる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】独立基礎構造の側面図

【図2】独立基礎構造の平面図

【図3】ベース部の側面図

【図4】ベース部の斜視図

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明に係る独立基礎構造の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、独立基礎構造は、柱脚１のベース部２が基礎フーチング３内に埋め込まれている。図示は省略するが、基礎フーチング３は、地盤５に複数設置されており、この複数の基礎フーチング３の上に建物の構造体が構築されている。柱脚１は、構造体の一部を構成している。尚、本実施形態では、柱脚１における基礎フーチング３内に埋め込まれている部分をベース部２としている。

【0014】

基礎フーチング３は、地盤５の掘削された凹部７に構築されている。説明を加えると、地盤５を掘削し、地盤改良によって柱状改良体６を造成すると共に凹部７を形成し、柱状改良体６上に捨てコンクリート８を敷設する。そして、基礎フーチング３は、その全体が凹部７内に位置するように、捨てコンクリート８上に構築されている。基礎フーチング３は、鉄筋コンクリートにより構成されている。また、ベース部２が基礎フーチング３内に埋め込まれた状態に柱脚１を基礎フーチング３に立設した後、土間コンクリート９を敷設している。

【0015】

図３に示すように、ベース部２は、鉄骨梁１１と柱梁仕口部１２とを有している。鉄骨梁１１は、Ｈ型鋼によって構成されており、上側のフランジ（以下、上側フランジ１６と称する）、下側のフランジ（以下、下側フランジ１７と称する）、及び、ウェブ１８を有している。柱梁仕口部１２は、鉄骨梁１１の上側フランジ１６が突き合わせ状態で接合される上側ダイヤフラム１３と、鉄骨梁１１の下側フランジ１７が突き合わせ状態で接合される下側ダイヤフラム１４と、を備えている。上側ダイヤフラム１３及び下側ダイヤフラム１４は、柱脚１の支柱部１９に接合されている。図２及び図４に示すように、支柱部１９は、筒形状に形成されており、上側ダイヤフラム１３及び下側ダイヤフラム１４は、平面視形状が多角形状に形成されている。本実施形態では、支柱部１９は、円筒形状に形成されており、上側ダイヤフラム１３及び下側ダイヤフラム１４は、平面視形状が正方形状に形成されている。

【0016】

図２及び図３に示すように、上側ダイヤフラム１３及び下側ダイヤフラム１４は、辺の長さが柱脚１の外径より大きくなっており、通しダイヤフラムとなっている。説明を加えると、図３に示すように、上側ダイヤフラム１３は、支柱部１９を第１支柱部分１９ａと第２支柱部分１９ｂとに上下方向に分断するように第１支柱部分１９ａと第２支柱部分１９ｂとの間に位置しており、第１支柱部分１９ａの下端及び第２支柱部分１９ｂの上端に溶接接合されている。下側ダイヤフラム１４は、上側ダイヤフラム１３より下側に設置されており、第２支柱部分１９ｂを下側から塞ぐように第２支柱部分１９ｂの下端に溶接接合されている。

【0017】

上側ダイヤフラム１３及び下側ダイヤフラム１４に複数本の鉄骨梁１１が接合されており、ベース部２は、複数本の鉄骨梁１１を備えている。本実施形態では、矩形状の上側ダイヤフラム１３及び下側ダイヤフラム１４の各辺のそれぞれに鉄骨梁１１が接合されており、ベース部２は、第１鉄骨梁１１ａと第２鉄骨梁１１ｂと第３鉄骨梁１１ｃと第４鉄骨梁１１ｄとの４本の鉄骨梁１１が備えられている。第１鉄骨梁１１ａと第２鉄骨梁１１ｂとは、柱梁仕口部１２から互いに反対側に延びるように柱梁仕口部１２に接合され、第３鉄骨梁１１ｃ及び第４鉄骨梁１１ｄは、第１鉄骨梁１１ａ及び第２鉄骨梁１１ｂが延びる方向に対して直交する方向であって、柱梁仕口部１２から互いに反対側に延びるように柱梁仕口部１２に接合されている。このように接合された４本の鉄骨梁１１は、図２及び図４に示すように、平面視で十字状となるように柱梁仕口部１２に接合されている。

【0018】

ちなみに、上側ダイヤフラム１３の各辺の長さは、接合する上側フランジ１６の幅より長く、上側ダイヤフラム１３の厚みは、接合する上側フランジ１６の厚みより大きい。また、下側ダイヤフラム１４の各辺の長さは、接合する下側フランジ１７の幅より長く、下側ダイヤフラム１４の厚みは、接合する下側フランジ１７の厚みより大きい。第１鉄骨梁１１ａと第２鉄骨梁１１ｂとは同じ長さに形成され、第３鉄骨梁１１ｃと第４鉄骨梁１１ｄとは同じ長さに形成されている。そして、第１鉄骨梁１１ａ及び第２鉄骨梁１１ｂは、第３鉄骨梁１１ｃ及び第４鉄骨梁１１ｄより長手方向の長さが長く形成されている。

【0019】

図３及び図４に示すように、鉄骨梁１１のウェブ１８には、スタッド２１が設けられている。説明を加えると、平面視で鉄骨梁１１の長手方向に対して直交する方向を幅方向として、鉄骨梁１１のウェブ１８には、幅方向の両側に向けて突出する状態で、複数のスタッド２１が接合されている。ウェブ１８には、上下方向に複数段（図４に示す例では２段）及び長手方向に複数列（図４に示す例では４列又は５列）並ぶ状態でスタッド２１が設けられている。このように、柱脚１のベース部２に鉄骨梁１１を設けることに加えて、鉄骨梁１１のウェブ１８にスタッド２１が設けられていることで、柱脚１の曲げモーメントが基礎フーチング３に伝達され易くなる。

【0020】

図３に示すように、上側ダイヤフラム１３の厚み（上下幅）は、下側ダイヤフラム１４の厚みより大きい。例えば、上側ダイヤフラム１３の厚み（上下幅）は、下側ダイヤフラム１４の厚みの１．４～１．８倍、より具体的には、上側ダイヤフラム１３の厚みは、下側ダイヤフラム１４の厚みの１．６倍としている。尚、上側ダイヤフラム１３と下側ダイヤフラム１４とは、同じ材質で構成されている。このように、上側ダイヤフラム１３の厚みを下側ダイヤフラム１４の厚みより大きくすることで、上側ダイヤフラム１３の剛性を下側ダイヤフラム１４の剛性より高くしている。

【0021】

また、上側ダイヤフラム１３の支柱部１９からの突出量Ｌ１は、下側ダイヤフラム１４の支柱部１９からの突出量Ｌ２より大きい。説明を加えると、上側ダイヤフラム１３の支柱部１９からの四方（４本の鉄骨梁１１が存在する方向）への突出量Ｌ１のそれぞれが、下側ダイヤフラム１４の支柱部１９からの四方への突出量Ｌ２のそれぞれより大きい。そのため、上側ダイヤフラム１３の平面視の広さは、下側ダイヤフラム１４の平面視の広さより大きくなっている。例えば、上側ダイヤフラム１３の平面視の広さは、下側ダイヤフラム１４の平面視の広さの１．２～１．４倍、より具体的には、上側ダイヤフラム１３の平面視の広さは、下側ダイヤフラム１４の平面視の広さの１．３倍としている。

【0022】

上述の如く、上側ダイヤフラム１３の剛性を下側ダイヤフラム１４の剛性より高くすることで、下側ダイヤフラム１４よりも上側フランジ１６から基礎フーチング３に伝達され易くなる。そして、上側ダイヤフラム１３が下側ダイヤフラム１４より上側にあり、また、上側ダイヤフラム１３の突出量Ｌ１が、下側ダイヤフラム１４の突出量Ｌ２より大きいため、図３に示すように、上側ダイヤフラム１３から下側に向けて延びる破壊線Ｌが、下側ダイヤフラム１４からのびる破壊線に比べて下側の面積が広くなり、基礎フーチング３のパンチング破壊を起こり難くなる。

【0023】

〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

【0024】

（１）上記の実施形態では、平面視で十字状となるように鉄骨梁１１をベース部２に備える構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない。例えば、ベース部２を、平面視でＩ字状となるように鉄骨梁１１をベース部２に備える構成としてもよく、平面視でＴ字状となるように鉄骨梁１１をベース部２に備える構成としてもよい。また、平面視でＴ字状となる鉄骨梁１１を有する２つのベース部２を接合して、これらのベース部２が有する鉄骨梁１１が全体としてＨ字状となるように構成してもよい。

【0025】

（２）上記の実施形態では、上側ダイヤフラム１３の平面視の広さを、下側ダイヤフラム１４の平面視の広さより大きくしたが、このような構成に限定されない。例えば、上側ダイヤフラム１３の平面視の広さを、下側ダイヤフラム１４の平面視の広さと同じとしてもよい。

【0026】

（３）上記の実施形態では、鉄骨梁１１のウェブ１８にスタッド２１を設けたが、鉄骨梁１１のウェブ１８にスタッド２１を設けなくてもよい。また、鉄骨梁１１の上側フランジ１６及び下側フランジ１７の一方又は双方にスタッド２１を設けてもよい。

【0027】

（４）上記の実施形態では、上側ダイヤフラム１３及び下側ダイヤフラム１４を、平面視の形状を正方形状としたが、平面視の形状を長方形状とする等、上側ダイヤフラム１３及び下側ダイヤフラム１４の平面視の形状は適宜変更してもよい。また、上記の実施形態では、支柱部１９を円筒形状としたが、支柱部１９を四角筒形状としてもよく、支柱部１９の形状は適宜変更してもよい。

【0028】

（５）上記の実施形態では、上側ダイヤフラム１３及び下側ダイヤフラム１４を通しダイヤフラムとしたが、上側ダイヤフラム１３及び下側ダイヤフラム１４を外ダイヤフラムとしてもよい。

【符号の説明】

【0029】

１ 柱脚
２ ベース部
３ 基礎フーチング
１１ 鉄骨梁
１２ 柱梁仕口部
１３ 上側ダイヤフラム
１４ 下側ダイヤフラム
１６ 上側フランジ（フランジ）
１７ 下側フランジ（フランジ）
１８ ウェブ
２１ スタッド
Ｌ１ 突出量
Ｌ２ 突出量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】