JP6164479B2 - 地下ピット構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば工場等で所定広さの空間を有する室部の床下に設けられる地下ピット構造に関する。

この種の地下ピット構造として、例えば特許文献１に記載のような地下部の底盤に複数の柱を立設し、それらの柱によって梁材、床、或いはレール等を下方から支持する構造が一般的に知られている。

特開２００４−３１６１００号公報

しかしながら、上述したような従来の地下ピット構造では、以下のような問題があった。
すなわち、生産する部品を変える場合に生産ラインを変更する必要がある。この場合、工場全体を建て替えるか、床及び地下部分を生産ラインに合わせて大規模な変更工事を行うこととなり、多大な工事費と工期がかかるという問題があり、その点で改善の余地があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、例えば生産ラインの変更に伴い、床の取り外しを容易に行うことができ、地下ピット内で床を支持する構造梁の向き変えることが可能となり、地下ピット内のレイアウトを簡単に且つ低コストで変更することができる地下ピット構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る地下ピット構造では、所定広さの空間を有する室部の床下に設けられる地下ピット構造であって、ピット底盤上に立設され、水平面内の第１方向及び該第１方向に直交する第２方向のそれぞれの方向毎に一定の間隔をあけて配列された鉄筋コンクリート柱と、該鉄筋コンクリート柱の上端に接合されて架設されるとともに、前記第１方向又は第２方向に沿って配列された鉄骨梁と、隣り合う前記鉄骨梁同士にわたって載置されたプレキャストコンクリート床版と、を備え、該プレキャストコンクリート床版は、前記鉄筋コンクリート柱及び鉄骨梁の少なくとも一方に着脱可能な固定手段により連結され、前記鉄骨梁は、前記鉄筋コンクリート柱から取り外すことで、前記第１方向及び第２方向のいずれかの向きに変更可能に構成されていることを特徴としている。

本発明では、プレキャストコンクリート床版が鉄筋コンクリート柱及び鉄骨梁の少なくとも一方に着脱可能な固定手段により連結されているので、プレキャストコンクリート床版を容易に取り外すことができ、室部と地下ピットとの連絡を効率良く行うことができるという利点がある。或いは、鉄骨梁の仕様の変更や、異なる重量のプレキャストコンクリート床版への変更なども、プレキャストコンクリート床版を取り外すことで効率良く行うことができる。

そして、鉄筋コンクリート柱が第１方向と第２方向のそれぞれの方向毎に一定の間隔をあけて配列されているので、鉄筋コンクリート柱に対して鉄骨梁を取り外すことのみで、鉄骨梁の配列方向を第１方向及び第２方向のいずれかの向きに効率よく変更することが可能となる。そのため、例えば工場の生産ラインの変更に伴い、地下ピット内の鉄骨梁の配列方向を変更する場合でも、従来のように地下ピット全体を変更するといった大規模な工事を行わずに済むことになる。

また、プレキャストコンクリート床版が鉄筋コンクリート柱及び鉄骨梁の少なくとも一方に連結され、地震時におけるプレキャストコンクリート床版の水平荷重が鉄筋コンクリート柱及び鉄骨梁に伝達されるので、プレキャストコンクリート床版が鉄骨梁に対して水平方向にずれるのを防止することができる。

また、本発明に係る地下ピット構造では、前記固定手段は、ボルト締結であることが好ましい。

このようなボルト締結による構成とすることで、プレキャストコンクリート床版の着脱が容易になり、上述したように地下ピットの変更に伴う作業を効率よく行うことができる。

また、本発明に係る地下ピット構造では、前記鉄筋コンクリート柱及び鉄骨梁の少なくとも一方に連結片が固定され、該連結片の一端が前記固定手段によって前記プレキャストコンクリート床版に連結されていることが好ましい。

この場合には、プレキャストコンクリート床版は連結片の一端に連結されるので、鉄骨梁にプレキャストコンクリート床版に取り付けるためのボルト穴を形成する必要がなく、構造梁の剛性の低下を抑えることができる。

また、本発明に係る地下ピット構造では、前記鉄骨梁は、前記鉄筋コンクリート柱のコンクリートとは別打ちの接合コンクリートに埋設された状態で鉄筋コンクリート柱に接合されていることが好ましい。

この場合には、鉄骨梁が接合コンクリートに埋設されることで、剛性を高めることができる。また、接合コンクリートが鉄筋コンクリート柱のコンクリートとは別打ちにより施工されているので、鉄骨梁を鉄筋コンクリート柱から取り外す際に、接合コンクリートのみをはつって取り除くことが容易になる。

本発明の地下ピット構造によれば、例えば生産ラインの変更に伴い、床の取り外しを容易に行うことができ、地下ピット内で床を支持する構造梁の向き変えることが可能となり、地下ピット内のレイアウトを簡単且つ低コストで変更することができる。

本発明の実施の形態による地下ピット構造を示した斜視図である。 図１に示す地下ピット構造の一部を拡大した斜視図である。 （ａ）は地下ピット構造の一部を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ線矢視図である。 図３（ａ）に示す鉄骨梁の配列方向を変更した図である。 ＲＣ柱、鉄骨梁、及びＰＣ床版の接続部を示す側面図であって、鉄骨梁を梁軸方向（横方向Ｘ）から見た図である。 ＲＣ柱、鉄骨梁、及びＰＣ床版の接続部を示す側面図であって、鉄骨梁を梁軸方向（横方向Ｙ）から見た図である。 （ａ）は図５に示すＣ−Ｃ線矢視図、（ｂ）はＤ−Ｄ線矢視図である。 図７（ａ）に示す接続部の拡大図である。 ＰＣ床版を上から見た平面図であって、鉄骨梁と接続する接続ボルトの位置を示した図である。 変形例による地下ピット構造を示す側面図であって、図５に対応する図である。

以下、本発明の実施の形態による地下ピット構造について、図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施の形態による地下ピット構造１は、例えば生産ラインを有する工場１０において、生産物を製造するための所定広さの空間を有する室部１１の床下の全面にわたる地下ピット部１２に設けられている。

図２及び図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、地下ピット構造１は、ピット底盤１２ａ上に立設され、水平面内の横方向Ｘ（第１方向）及びこの横方向Ｘに直交する縦方向Ｙ（第２方向）のそれぞれの方向毎に一定の間隔をあけて配列された鉄筋コンクリート柱（以下、ＲＣ柱２という）と、ＲＣ柱２の上端面２ａ（図５及び図６参照）に接合されて架設されるとともに、縦方向Ｘに沿って配列された鉄骨梁３と、隣り合う鉄骨梁３、３同士にわたって載置されたプレキャストコンクリート床版（以下、ＰＣ床版４という）と、を備えている。
ここで、本実施の形態の図１に示す工場１０の地下ピット部１２は、平面視で長方形状をなしており、この長手方向を前記横方向Ｘとし、短手方向を前記縦方向Ｙとしている。

ＲＣ柱２は、断面視で正方形に形成され、鉄筋コンクリート製のピット底盤１２ａに一体的にコンクリートで打設されており、横方向Ｘと縦方向Ｙの両方向ともに同じピッチ（図２に示すＬ１、Ｌ２）で配列されている。これら複数のＲＣ柱２、２、…の上端面２ａは、それら全てが同一の高さとなるように設けられている。
ＲＣ柱２の寸法やピッチＬ１、Ｌ２は、ＰＣ床版４の形状、重量、このＰＣ床版４上に走行、或いは設置される機器・設備の重量、及び地下ピット部１２の高さ等の条件に応じて適宜設定される。本実施の形態では、例えば断面の一辺が７０ｃｍのものが採用されている。

鉄骨梁３は、本実施の形態ではＲＣ柱２の辺寸法より小さい３０ｃｍの幅で、高さが４０ｃｍのＨ形鋼が用いられ、長さ寸法が例えばＲＣ柱２における３スパン分の長さ寸法となっている。そして、鉄骨梁３は、ＲＣ柱２から取り外すことで、図４に示すように、その長手方向の向きを横方向Ｘから縦方向Ｙに変更することが可能に構成されている。なお、鉄骨梁３の長さに制限はなく、任意に設定することができる。
また、鉄骨梁３は、図５に示すように、ＲＣ柱２に後述する連結片５を介して固定されている。

図５、図６及び図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ＲＣ柱２と鉄骨梁３との接合構造は、鉄骨梁３とＲＣ柱２の上端面２ａとの間には一対の連結片５（５Ａ、５Ｂ）が介挿され、鉄骨梁３が連結片５に溶接で固定されている。そして、連結片５の下フランジ５１は、ＲＣ柱２に打ち込まれているアンカーボルト３３に固定されている。
なお、図６は、ＰＣ床版４の４つ角部のうち１つの角部のみを示している。

連結片５（５Ａ，５Ｂ）は、鋼板から形成され、下フランジ５１と、下フランジ５１の縦方向Ｙの中心部からから立ち上がる補強リブ５２とから、断面視でＴ状で一体的に形成されている。すなわち、連結片５は、補強リブ５２の横方向Ｘの中央部に縦方向Ｙに延びる鉄骨梁３が配設可能な形状となっている。
アンカーボルト３３は、鉄骨梁３の両側において、下フランジ５１に形成されてボルト穴５１ａを貫通してＲＣ柱２の上端部分のコンクリートに埋設されて定着されている。

また、連結片５とＰＣ床版４との連結は、Ｌ形片５３が用いられ高力ボルト４１（固定手段）によって固定されている。Ｌ形片５３は、鉄骨梁３の両側の位置において、一方の第１板片５３Ａが連結片５の補強リブ５２の一方の面５２ａに溶接で固定され、他方の第２板片５３Ｂにはボルト穴５３ａが設けられ、このボルト穴５３ａを用いてＰＣ床版４の下面４ａに着脱可能な状態で接続ボルト４１（固定手段）によって固定されている。ボルト穴５３ａは、図８及び図９に示すように長軸方向がＰＣ床版４の中心を向く長穴になっており、ＰＣ床版４の埋め込みナット（図示省略）に対する位置調整を可能としている。つまり、前記埋め込みナットに対してＬ形片５３の位置がずれていても、その誤差をボルト穴５３ａの長穴の範囲内で吸収することが可能である。

補強リブ５２の一方の面５２ａ側にはＬ形片５３が設けられており、他方の面５２ｂ側には押さえ板５４がその面５２ｂに当接させた状態で溶接により固定されている。その押さえ板５４は、鉄骨梁３との接続部分でも溶接で固定されている。

ＰＣ床版４は、図９に示すように、平面視で正方形をなし、対向する一方の側縁部４ｂ、４ｂがそれぞれ鉄骨梁３上に緩衝材７（図５参照）を介して載置されている。ＰＣ床版４は、複数が横方向Ｘ及び縦方向Ｙに隙間なく配設されるため、一方の側縁部４ｂが鉄骨梁３の幅寸法の半分の領域に載置されるようになっている。そして、ＰＣ床版４は、上述したＬ形片５３の第２板片５３Ｂを介して接続ボルト４１により固定されている。ＰＣ床版４は、地下ピット構造１の施工時に、例えば、現地で製造しても良いし、現地とは別の生産工場などで製造して現地に搬入するようにしても良い。
緩衝材７は、図５及び図６に示すように、例えば薄板状のゴム材等が用いられ、鉄骨梁３の上フランジ３２の全面にわたって配置されている。ただし、緩衝材７は、例えば、１ｍピッチ以下で離散的に配置することでも良い。

次に、上述した地下ピット構造１を備えた工場の構築方法について、図面に基づいて詳細に説明する。
先ず、図１に示すように、所定位置に地下ピット部１２を掘削するとともに側壁及び底壁にコンクリートを打設し、室部１１を形成するための骨組材から構成される外壁部１３を構築する。次に、地下ピット部１２のピット底盤１２ａ上に複数のＲＣ柱２、２、…をコンクリート打設により立設する。このときのＲＣ柱２は、ピット底盤１２ａにおいて、横方向Ｘと縦方向Ｙのそれぞれの方向に沿って一定の間隔をあけて配置される。このとき、ＲＣ柱２の上端面２ａの所定位置（鉄骨梁３の両側の位置）には、そのコンクリート内にアンカーボルト３３を埋め込み、そのボルト先端側を上端面２ａから突設させておく。本実施の形態では、１本のＲＣ柱２毎に４本のアンカーボルト３３が埋め込まれている。

そして、これとは別の工程で、例えば現場あるいは工場などにおいて、図５に示すように、鉄骨梁３と連結片５Ａ、５Ｂの下フランジ５１及び補強リブ５２を溶接により固定して一体化させておく。なお、下フランジ５１のフランジ上面のボルト穴５１ａの位置には、座金を予め溶接しておいてもよいし、次に説明するアンカーボルト３３の固定時に溶接することでも良い。また、連結片５Ａ、５Ｂを備えた鉄骨梁３の補強リブ５２には、Ｌ形片５３の一方の面５３ａ、及び押さえ板５４を溶接により固定する。

次に、図５及び図６に示すように、ＲＣ柱２の上端面２ａに鉄骨梁３を固定する。具体的には、鉄骨梁３に一体的に固定された連結片５の下フランジ５１をＲＣ柱２の上端面２ａにアンカーボルト３３の突出端に挿通させた状態で載置し、そのアンカーボルト３３にナットを締め付けて固定する。つまり、鉄骨梁３は、ＲＣ柱２に対してボルトで固定されているだけなので、取り外しが容易な構造となっている。ここまでの工程をＲＣ柱２毎に行う。

次いで、ＰＣ床版４の対向する側縁部４ｂ、４ｂ（図９参照）を、それぞれ鉄骨梁３上に緩衝材７を介して載置させるとともに、連結片５のＬ形片５３のボルト穴５３ａをＰＣ床版４の埋め込みナットとの位置を一致させる。そして、Ｌ形片５３のボルト穴５３ａの下方から接続ボルト４１を挿し込んで埋め込みナットに締め込んで固定する。つまり、ＰＣ床版４は、鉄骨梁３に対して連結片５Ａ，５Ｂを介して接続ボルト４１で固定されているだけなので、取り外しが容易な構造となっている。
これにより複数のＰＣ床版４、４、…が横方向Ｘ及び縦方向Ｙに隙間なく配列され、本実施の形態の地下ピット構造１が構築される。

なお、上述では、Ｌ形片５３を鉄骨梁３と連結片５との固定と同時に溶接で固定しているが、この手順に限らない。すなわち、Ｌ形片５３を、鉄骨梁３とＰＣ床版４との固定時に、ＰＣ床版４の埋め込みナットの位置に合わせて連結片５の補強リブ５２に溶着するようにしてもよい。この場合には、施工誤差を確実に吸収することができる。

次に、上述した地下ピット構造の作用について、詳細に説明する。
本実施の形態の地下ピット構造１では、図５に示すように、ＰＣ床版４がＲＣ柱２及び鉄骨梁３に連結片５を介して着脱可能な接続ボルト４１により連結されているので、ＰＣ床版４を容易に取り外すことができ、図１に示す室部１１と地下ピット部１２との連絡を効率良く行うことができるという利点がある。或いは、鉄骨梁３の仕様の変更や、異なる重量のＰＣ床版への変更なども、ＰＣ床版４を取り外すことで効率良く行うことができる。例えば、複数のＰＣ床版４のうち任意の箇所を取り外して開口とすることが可能となるので、例えば地下設備（空調、電気）の取り出し口の位置を自由に変更することができる。さらに、ＰＣ床版４を変更して重量が大きいものになった場合には、ＰＣ床版４を変更する際にＲＣ柱２の補強も容易に行うことができる。

そして、ＲＣ柱２が横方向Ｘと縦方向Ｙのそれぞれの方向毎に一定の間隔をあけて配列されているので、ＲＣ柱２に対して鉄骨梁３を取り外すことのみで、鉄骨梁３の配列方向を横方向Ｘ及び縦方向Ｙのいずれかの向きに効率よく変更することが可能となる。そのため、例えば工場の生産ラインの変更に伴い、地下ピット部１２内の鉄骨梁３の配列方向を変更する場合でも、従来のように地下ピット全体を変更するといった大規模な工事を行わずに済むことになる。

また、ＰＣ床版４が連結片５を介してＲＣ柱２及び鉄骨梁３に連結され、地震時におけるＰＣ床版４の水平荷重がＲＣ柱２及び鉄骨梁３に伝達されるので、ＰＣ床版４が鉄骨梁３に対して水平方向にずれるのを防止することができる。

また、ＰＣ床版４の鉄骨梁３に対する固定手段をボルト締結による構成とすることで、ＰＣ床版４の着脱が容易になり、上述したように地下ピット部１２の変更に伴う作業を効率よく行うことができる。

さらに、本実施の形態では、ＰＣ床版４は連結片５の一端（Ｌ形片５３）に連結されるので、鉄骨梁３にＰＣ床版４に取り付けるためのボルト穴を形成する必要がなく、構造梁の剛性の低下を抑えることができる。

上述のように本実施の形態による地下ピット構造では、例えば生産ラインの変更に伴い、床の取り外しを容易に行うことができ、地下ピット内で床を支持する構造梁の向き変えることが可能となり、地下ピット内のレイアウトを簡単に且つ低コストで変更することができる。

以上、本発明による地下ピット構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であり、また上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

例えば、図１０に示すように、ＲＣ柱２のコンクリートとは別打ちの接合コンクリート６に鉄骨梁３を埋設させた状態でＲＣ柱２に接合される構成としてもよい。この場合、前記接合コンクリート６を解体する工程が必要となるため、接合コンクリートを打設しない上記実施の形態に比べてＲＣ柱２に対する鉄骨梁３の取り外しが容易ではないが、鉄骨梁３の剛性を高めることができ、かつＰＣ床版４から受ける鉛直荷重をＲＣ柱２に効率よく伝達することができる。
なお、この接合コンクリート６もＲＣ柱２のコンクリートとは別打ちにより施工されているので、鉄骨梁３をＲＣ柱２から取り外す際に、接合コンクリート６のみをはつって取り除くことが容易になる。

また、本実施の形態では、鉄骨梁３とＲＣ柱２との接続にアンカーボルト３３を使用し、鉄骨梁３とＰＣ床版４との連結に接続ボルト４１を使用しているが、これに限定されることはなく、着脱可能であれば他の固定手段を採用することも可能である。

さらに、本実施の形態では、鉄骨梁３に連結片５（５Ａ、５Ｂ）を溶接で固定して設けた構成としているが、連結片の構成、形状はこれに限定されることはなく、また鉄骨梁３に固定されることにも限定されることはない。すなわち、連結片は、ＲＣ柱２に固定されていても良いし、鉄骨梁３とＲＣ柱２の両方に固定されるものであっても良い。
そして、連結片を省略することも可能であり、例えば上記実施の形態の場合には、鉄骨梁３の下フランジ３１にＲＣ柱２のアンカーボルト３３用、上フランジ３２にＰＣ床版４に連結する接続ボルト４１用のボルト穴を設けておけばよい。

１ 地下ピット構造
２ ＲＣ柱（鉄筋コンクリート柱）
２ａ 上端面
３ 鉄骨梁
４ ＰＣ床版（プレキャストコンクリート床版）
５、５Ａ、５Ｂ 連結片
７ 緩衝材
１２ 地下ピット部
３３ アンカーボルト
４１ 接続ボルト（固定手段）
５１ 下フランジ
５２ 補強リブ
５３ Ｌ形片
５３ａ ボルト穴
５４ 押さえ板
Ｘ 横方向（第１方向）
Ｙ 縦方向（第２方向）

Claims (4)

1. 所定広さの空間を有する室部の床下に設けられる地下ピット構造であって、
   ピット底盤上に立設され、水平面内の第１方向及び該第１方向に直交する第２方向のそれぞれの方向毎に一定の間隔をあけて配列された鉄筋コンクリート柱と、
   該鉄筋コンクリート柱の上端に接合されて架設されるとともに、前記第１方向又は第２方向に沿って配列された鉄骨梁と、
   隣り合う前記鉄骨梁同士にわたって載置されたプレキャストコンクリート床版と、
   を備え、
   該プレキャストコンクリート床版は、前記鉄筋コンクリート柱及び鉄骨梁の少なくとも一方に着脱可能な固定手段により連結され、
   前記鉄骨梁は、前記鉄筋コンクリート柱から取り外すことで、前記第１方向及び第２方向のいずれかの向きに変更可能に構成されていることを特徴とする地下ピット構造。
2. 前記固定手段は、ボルト締結であることを特徴とする請求項１に記載の地下ピット構造。
3. 前記鉄筋コンクリート柱及び鉄骨梁の少なくとも一方に連結片が固定され、
   該連結片の一端が前記固定手段によって前記プレキャストコンクリート床版に連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の地下ピット構造。
4. 前記鉄骨梁は、前記鉄筋コンクリート柱のコンクリートとは別打ちの接合コンクリートに埋設された状態で鉄筋コンクリート柱に接合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の地下ピット構造。

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