JP7692286B2 - 免震装置設置構造 - Google Patents

Description

本発明は、免震装置設置構造に関する。

建物の免震装置設置構造が知られている（例えば、特許文献１参照）

特開２０１６－１５３５７１号公報

鉄骨造の中間層免震の場合、免震装置を支持する柱をＣＦＴ（Concrete Filled Steel Tube：コンクリート充填鋼管構造）とすることが多い。
ところで、この免震装置がすべり支承を含んでいると、支承を滑らせるために広い面積のすべり板が必要となり、支承を受ける側の仕口が大きくなってしまう。それに合わせて免震装置を下方で支持する柱の柱断面も大きくなり、柱の鋼管が大断面のビルドボックス（４枚の厚板を溶接して作る溶接四面ボックス）になってしまうなどコストへの影響が大きい。したがって、免震装置を支持する柱をＣＦＴとする中間層免震では、すべり支承の採用が難しい状況であった。

このため、免震装置を支持する柱をＳＲＣ（Steel Reinforced Concrete Construction：鉄骨鉄筋コンクリート造）とすることが考えられる。しかし、柱をＳＲＣにすると、鉄骨を建てた後、配筋、型枠の取り付け、コンクリートの打設、型枠の取り外しを順に行い、柱の完成後に免震装置を取り付け、その後、免震装置の上部の鉄骨の建方を行うこととなり、工期が長くなる問題がある。

本発明は上記事実を考慮し、工期を短縮することができ、また、免震装置を早期に据え付けて免震装置の上部の鉄骨の建方を、下部の配筋やコンクリートの打設などを待たずに行うことができる免震装置設置構造の提供を目的とする。

第１態様に記載の免震装置設置構造は、鉄骨鉄筋コンクリート造の柱と、前記柱の鉄骨材の上部に接合され内部にコンクリートが充填された鋼管仕口部材と、前記鋼管仕口部材の上部に設けられたベースプレート上に設置された免震装置と、を備え、前記鋼管仕口部材のコンクリートに上部が埋設され下部が前記鋼管仕口部材の下面から突出した接続鉄筋と、前記接続鉄筋と前記柱の柱主筋とが接続されている。

第１態様に記載の免震装置設置構造は、免震装置を設置する鋼管仕口部材が、所謂ＣＦＴ造であり、鋼管仕口部材を支持する柱が鉄骨鉄筋コンクリート造である。

このため、第１態様に記載の免震装置設置構造では、鉄骨鉄筋コンクリート造の柱の構成要素の一部である鉄骨材の上部に鋼管仕口部材を接合し、鋼管仕口部材の内部にコンクリートを充填して硬化させれば、鋼管仕口部材の上部に設けられたベースプレート上に免震装置を設置することができる。

したがって、免震装置の上部の鉄骨の建て方と、鉄骨鉄筋コンクリート造の柱の配筋作業・型枠コンクリート打設作業を併行して進められるため工期を短縮できる。

また、鋼管仕口部材の下面から突出した接続鉄筋と柱主筋とを接続することで、鋼管仕口部材がＣＦＴで柱がＳＲＣというように、両者の構造が異なっていても、仕口部から柱へ軸力を確実に伝達することができる。

第２態様に記載の発明は、第１態様に記載の免震装置設置構造において、前記免震装置は、積層ゴムと、前記積層ゴムと前記ベースプレートの間に設けられたすべり支承と、を含んで構成されている。

第２態様に記載の免震装置設置構造では、小さな地震力では積層ゴムが機能し、大きな地震力ではすべり支承によって積層ゴムが滑り、建物の揺れを低減することができる。

第３態様に記載の発明は、第２態様に記載の免震装置設置構造において、前記鋼管仕口部材は、前記ベースプレートが取付けられた上部の断面積が、前記柱の鉄骨材に接合された下部の断面積より大きくされている。

第３態様に記載の発明は、第２態様に記載の免震装置設置構造において、積層ゴムのすべり量に合わせて、柱の断面積を大きくする必要、即ち、柱を太くする必要がなくなり、柱を細くできる。

以上説明したように本発明の免震装置設置構造によれば、工期を短縮することができ、また、免震装置を早期に据え付けて免震装置の上部の鉄骨の建方を、下部の配筋やコンクリートの打設を待たずに行うことができる、という優れた効果を有する。

本発明の一実施形態に係る免震装置設置構造が適用された免震建物の要部を示す立面図である。 （Ａ）は鋼管仕口部材のベースプレートを示す平面図であり、（Ｂ）は鋼管仕口部材の仕切板を示す平面図であり、（Ｃ）は鋼管仕口部材の底板を示す平面図である。 免震装置を示す断面図である。 ボックスを上部に接合した鉄骨材を示す立面図である。 接続鉄筋を取り付けたボックスを示す立面図である。 コンクリートを充填したボックスを示す断面図である。 コンクリート及びグラウト剤を充填したボックスを示す断面図である。 免震装置を搭載したボックスを示す立面図である。 配筋、及びコンクリートの打設を行った基礎、及び配筋を行った鉄骨材を示す立面図である。 コンクリートを型枠内に充填した状態を示す立面図である。 空間にグラウト剤を充填した型枠を示す立面図である。

図１～図１１を用いて、本発明の一実施形態に係る免震装置設置構造１０が適用された免震構造物１２について説明する。
図１には、本実施形態に係る免震装置設置構造１０が適用された免震構造物１２の地下１階部分が示されている。
免震構造物１２は、鉄筋コンクリート造の基礎梁１４と、基礎梁１４上に立てられた複数のＳＲＣ造の柱１６を備えている。本実施形態の免震構造物は、建物の中間階に免震装置６０を設けた所謂中間層免震建物である。

柱１６の上部には、ＣＦＴ造の鋼管仕口部材１８が設けられている。この鋼管仕口部材１８の側部には梁２０が取り付けられており、鋼管仕口部材１８の上部には後述する免震装置６０が設置されている。

なお、地盤Ｇには、柱１６の直下にコンクリート杭２２が埋設されている。

（柱の構造）
柱１６は、コンクリート２４の内部に、鉄骨材２６、柱主筋２８、及び帯筋３０が埋設されている。本実施形態の鉄骨材２６には、一例としてクロスＨ鋼が用いられているが、他の鉄骨材を用いることもできる。

（鋼管仕口部材）
鋼管仕口部材１８は、下方へ向けて水平断面積が減少するように構成された側面視で逆台形状とされた鋼製のボックス３２を備えている。
ボックス３２は、４枚の下側板３４、及び４枚の上側板３６で管状部分が形成され、該管状部分の上側開口が、鋼管仕口部材１８の上部としてのベースプレート３８で塞がれ、該管状部分の下側が、鋼管仕口部材１８の下部としての底板４０で塞がれた構成とされている。

管状部分は軸方向が鉛直方向となるように形成され、上下方向中間部には仕切板４２が設けられている。下側板３４、上側板３６、ベースプレート３８、底板４０、及び仕切板４２は、いずれも鋼板で形成されている。

図２（Ａ）に示すように、ベースプレート３８は、平面視で四角形に形成されており、中心部には円形のコンクリート打設孔４４が形成され、コンクリート打設孔４４の周囲には矩形のコンクリート打設孔４６が４か所形成されている。

このベースプレート３８は、底板４０よりも大きく形成されている。ベースプレート３８の大きさは、後述する免震装置６０のすべり板７０の大きさに合わせて決められており、底板４０の大きさは柱１６の太さに合わせて決められている。

図２（Ｂ）に示すように、仕切板４２は、四角形に形成されており、図１に示すように、ベースプレート３８に形成されたコンクリート打設孔４６の直下に、コンクリート打設孔４６と同様のコンクリート打設孔４８が形成されている。

図１、及び図２（Ｃ）に示すように、底板４０には、仕切板４２のコンクリート打設孔４８の直下に、複数（本実施形態では４個）の接続鉄筋貫通孔５０が形成されている。接続鉄筋貫通孔５０には、上記コンクリート打設孔４６、及びコンクリート打設孔４８から挿入された接続鉄筋５２が貫通している。なお、接続鉄筋貫通孔５０は、接続鉄筋５２よりも若干大径に形成されている。

接続鉄筋５２は、接続鉄筋貫通孔５０を上下方向に貫通しており、上部がボックス３２内部に配置され、その上部フック状に形成されている。

底板４０の下方に突出した接続鉄筋５２の下端部は、機械式継手５４を用いて柱１６の柱主筋２８の上端部と接合されている。

ボックス３２の内部には、コンクリート５８、及びグラウト剤７６が隙間なく充填されている。

（免震装置）
ボックス３２のベースプレート３８には、免震装置６０が搭載されている。
図３に示すように、本実施形態の免震装置６０は、すべり支承６２と円柱状の積層ゴム６４とを含んで構成されており、積層ゴム６４とすべり支承６２とが上下方向に直列配置された構成となっている。積層ゴム６４は、薄肉補強鋼板６４Ａとゴム層６４Ｂとが交互に積層して形成されている。

積層ゴム６４の上端部には円板状に形成された鋼製のフランジ６６が設けられており、このフランジ６６が積層ゴム６４の上側に設けられた上部構造体６８に固定されている。なお、積層ゴム６４の形状は、円柱状以外の形状であってもよく、例えば、角柱状であってもよい。

すべり支承６２は、鋼管仕口部材側に設けられたすべり板７０と、ゴム体側に設けられた円板状のすべり材７２とを含んで構成されている。すべり板７０の平面形状は、一例として正方形となっている。

すべり板７０は、鋼管仕口部材１８のベースプレート３８の上面に固定されている。 また、すべり材７２は、積層ゴム６４の厚肉補強鋼板６４Ｃに固定されており、すべり板７０に対して摺動自在に接触している。なお、すべり板７０やすべり材７２の平面形状は他の形状であってもよい。

（上部構造体）
積層ゴム６４の上部には、上部構造体６８が支持されている。上部構造体６８は、一例として免震装置６０上に建てられる複数の内柱（図示省略）と、隣り合う内柱の柱脚部間に架設される梁（図示省略）等を有した建物である。内柱の柱脚部は、柱梁仕口部とされており、梁の端部が接合されている。

（施工手順）
次に、本実施形態の免震構造物１２の施工手順を説明する。

（１）柱の鉄骨建方
図４に示すように、地盤Ｇの上に基礎梁１４の下層部分下地となるコンクリート７８を打設した後、コンクリート杭２２の上側に鉄骨材２６を建てる。その後、鉄骨材２６の上部にボックス３２を取り付け、ボックス３２の側部に梁２０を取り付ける。なお、図４、及びその他の図面において、コンクリート７８の内部の鉄筋は図示を省略している。

（２）接続鉄筋設置
次に、図５に示すように、底板４０の接続鉄筋貫通孔５０（図２（Ｃ）参照））に、ボックス３２の上から接続鉄筋５２を落とし込み、接続鉄筋５２の下端を底板４０から下方へ突出させる。なお、接続鉄筋５２は、治具（図示せず）を用いてボックス３２に仮保持する。

（３）コンクリート打設
図６に示すように、ボックス３２のコンクリート打設孔４４、またはコンクリート打設孔４６からボックス３２の内部にコンクリート５８を打設する。本実施形態では、コンクリート５８の上面とベースプレート３８の下面との間に隙間状の空間Ｓ１が形成されるようにコンクリート５８を打設する。なお、接続鉄筋貫通孔５０と接続鉄筋５２との間の隙間からコンクリート５８が漏れ出ないように、予め該隙間を充填剤などで埋めておくことが好ましい。

（４）グラウト剤充填
コンクリート５８が硬化した後、図７に示すように、コンクリート５８の上面とベースプレート３８の下面との間に形成された空間Ｓ１を埋めるように無収縮のグラウト剤７６を充填し、グラウト剤７６をベースプレート３８の下面に接触させる。グラウト剤７６を硬化させればＣＦＴ造の鋼管仕口部材１８が完成する。

（５）免震装置据え付け
グラウト剤７６が硬化した後、図８に示すように免震装置６０をベースプレート３８の上に搭載し、すべり板７０をベースプレート３８に固定する。なお、ベースプレート３８の上面をグラインダーがけしてもよい。
免震装置６０を設置した後は、免震装置６０の上に上部構造体６８の鉄骨を建てることが可能となる。

（６）柱主筋と接続鉄筋の接続、基礎梁配筋、地階の柱の配筋、基礎梁のコンクリート打設
免震装置６０の設置完了後、図９に示すように、鉄骨材２６に沿って柱主筋２８を配置し、柱主筋２８の上端部分と鋼管仕口部材１８の接続鉄筋５２の下端部分とを機械式継手５４で接続する。その後、鉄骨材２６周りの帯筋３０の配筋、及びコンクリート７８の上に基礎梁１４の鉄筋１４Ａの配筋、及びコンクリート１４Ｂの打設を行う。

（７）柱のコンクリート打ち
基礎梁１４のコンクリート１４Ｂが硬化した後、図１０に示すように、鉄骨材２６の周囲に型枠８０を設け、型枠８０に設けた孔（図示せず）から枠内部にコンクリート２４を圧入する。なお、本実施形態では、コンクリート２４と鋼管仕口部材１８の底板４０との間に隙間状の空間Ｓ２が形成されるようにコンクリート２４の圧入を行う。

（８）グラウト剤充填
コンクリート２４が硬化した後、図１１に示すようにコンクリート２４の上面と底板４０の下面との間に形成された空間Ｓ２を埋めるように無収縮のグラウト剤８２を充填し、グラウト剤８２を底板４０の下面に接触させる。なお、グラウト剤８２は、一例として、型枠８０の側面に形成された充填孔（図示せず）から充填する。

（９）柱の型枠の取り外し
グラウト剤８２が硬化した後、型枠８０を外してＳＲＣ造の柱１６が完成する（図１参照）。

（効果）
本実施形態の免震構造物１２は、鋼管仕口部材１８をＣＦＴ造としており、柱１６をＳＲＣ造としていることが特徴である。そのため、柱１６の完成前の鉄骨材２６の上部にボックス３２を接合し、そのボックス３２の内部にコンクリート５８を打設し、グラウト剤７６を充填して硬化させた後に免震装置６０を設置できる。したがって、免震装置６０を早期に据え付けて免震装置６０の上部の鉄骨の建方を、下部の柱１６の配筋やコンクリートの打設などを待たずに行うことができる。また、免震装置６０の上部の鉄骨の建て方と、鉄骨鉄筋コンクリート造の柱１６の配筋作業・型枠コンクリート打設作業とを併行して進めることができ、これにより、工期を短縮できる。

ＣＦＴ造は鋼管内にコンクリ―トを充填して硬化させればよいので、配筋、型枠設置、コンクリート充填、型枠の取り外しを行うＳＲＣ造よりも現場での施工が容易である。

本実施形態の免震構造物１２では、支承付き免震装置６０のすべり板７０の大きさに合わせて柱１６の断面積を決めていないので、柱１６の断面積を必要以上に大きくする必要がなく、コストへの影響も抑えることができる。

言い換えれば、柱１６は、上部の荷重を支持できる必要最小限の断面積（太さ）であればよく、すべり板７０の大きさに合わせて柱１６の断面積を決める場合に比較して、細くできる。

さらに、本実施形態の免震装置設置構造１０では、鋼管仕口部材１８の下面から突出した接続鉄筋５２と柱１６の柱主筋２８とを接続しているので、鋼管仕口部材１８がＣＦＴ造で柱１６がＳＲＣ造というように、両者の構造が異なっていても、鋼管仕口部材１８から柱１６へ軸力を確実に伝達することができる。

［その他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

上記実施形態では、柱主筋２８と接続鉄筋５２とを機械式継手５４で接続したが、本発明はこれに限らず、柱主筋２８と接続鉄筋５２とを溶接で接合してもよい。

本実施形態の免震装置６０は、すべり支承６２と積層ゴム６４とを含んで構成されていたが、本発明はこれに限らず、免震装置６０は、他の形式のものであってもよい。

上記実施形態では、鋼管仕口部材１８の底板４０との間に隙間状の空間Ｓ２が形成されるように型枠８０の内部にコンクリート２４を圧入し、その後、空間Ｓ２にグラウト剤８２を充填したが、該空間Ｓ２が形成されないように型枠８０の内部にコンクリート２４を圧入してもよい。

上記実施形態では、鋼管仕口部材１８のベースプレート３８と間に隙間状の空間Ｓ１が形成されるようにボックス３２の内部にコンクリート５８を流し込み、その後、空間Ｓ１にグラウト剤７６を充填したが、該空間Ｓ１が形成されないようにボックス３２の内部にコンクリート５８を流し込んでもよい。

１０ 免震装置設置構造
１６ 柱
１８ 鋼管仕口部材
２６ 鉄骨材
２８ 柱主筋
３８ ベースプレート
５２ 接続鉄筋
５４ 機械式継手
５８ 鋼管仕口部材のコンクリート
６０ 免震装置
６２ すべり支承
６４ 積層ゴム

Claims (3)

1. 鉄骨鉄筋コンクリート造の柱と、
   前記柱の鉄骨材の上部に接合され内部にコンクリートが充填された鋼管仕口部材と、
   前記鋼管仕口部材の上部に設けられたベースプレート上に設置された免震装置と、
   を備え、
   前記鋼管仕口部材のコンクリートに上部が埋設され下部が前記鋼管仕口部材の下面から突出した接続鉄筋と前記柱の柱主筋とが接続されており、
   建方が行われた前記鉄骨材の上部が前記鋼管仕口部材の内部に充填されたコンクリートに埋設された状態で、前記免震装置が前記ベースプレート上に設置可能なように、前記ベースプレートには、コンクリート打設孔が形成され、前記鋼管仕口部材の下部は底板で塞がれている、
   免震装置設置構造。
2. 前記免震装置は、積層ゴムと、前記積層ゴムと前記ベースプレートの間に設けられたすべり支承と、を含んで構成されている、
   請求項１に記載の免震装置設置構造。
3. 前記鋼管仕口部材は、前記ベースプレートが取付けられた上部の断面積が、前記柱の鉄骨材に接合された下部の断面積より大きくされている、
   請求項２に記載の免震装置設置構造。