JP2006037448A - Stud and composite underground wall - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stud superior in deforming performance; and an effective composite underground wall thereby, by improving integral strength of a steel material and concrete. <P>SOLUTION: In this stud 10, the base end is joined to a steel material surface, and a base end part forms an unbonded part 13 for forming a peripheral surface as a smooth surface for relieving sticking force to the concrete, and a projection 12 for strengthening the sticking force to the concrete is formed on the whole peripheral surface except for the unbonded part. Its stud can be easily and inexpensively manufactured by covering a projection of its base end part with a covering material with a deformed reinforcement as a raw material. In this composite underground wall, the stud 10 is implanted in a surface of a steel frame 3 being a core material of SMW 1 as a cast-in-place pile underground wall, and a reinforced concrete wall 2 is formed on its front side, and their cast-in-place pile underground wall and the reinforced concrete wall are integrated via the stud. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、鋼材とコンクリートとを一体化するために鋼材表面に植設されるスタッド、およびそのスタッドを用いて形成された合成地下壁に関する。   The present invention relates to a stud planted on a steel surface in order to integrate steel and concrete, and a synthetic underground wall formed using the stud.

この種の合成地下壁としては、たとえば特許文献１や特許文献２に示されるようなソイルミキシングウォール（ＳＭＷ）と鉄筋コンクリート壁（ＲＣ壁）とによるものがあり、その一例を図２に示す。これは、仮設の山留めとして設けたＳＭＷ１の前面側にＲＣ壁２を形成するとともに、ＳＭＷ１の芯材である鉄骨３（一般にはＨ形鋼）に植設したスタッド４をＲＣ壁２に埋設することにより、スタッド４をシアキーとしてＳＭＷ１とＲＣ壁２とを強固に一体化してその全体を本設の地下壁として機能させるものである。   As this type of synthetic underground wall, there are, for example, a soil mixing wall (SMW) and a reinforced concrete wall (RC wall) as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, and an example is shown in FIG. This is because the RC wall 2 is formed on the front side of the SMW 1 provided as a temporary mountain stopper, and the stud 4 planted in the steel frame 3 (generally H-shaped steel) that is the core material of the SMW 1 is embedded in the RC wall 2. As a result, the SMW 1 and the RC wall 2 are firmly integrated with the stud 4 as a shear key, and the whole is made to function as a permanent underground wall.

そのような合成地下壁では、スタッド４としては（ｂ）に示すような単なる丸鋼スタッド４ａを用いる場合もあるが、ＳＭＷ１とＲＣ壁２とをより確実強固に一体化させる必要がある場合にはスタッド４として図３に示すような異形鉄筋スタッド４ｂを用いることが好ましいとされている。異形鉄筋スタッド４ｂは異形鉄筋を素材として先端部に定着頭部５を形成したもので、その周面全体に図示しているような螺旋状の突条ないしリブや節等の突起６が形成されているものである。このような異形鉄筋スタッド４ｂは、図２（ｂ）に示したような単なる丸鋼スタッド４ａよりもコンクリートに対する付着力に優れて一体化強度を向上させることができるものであり、しかもＲＣ壁２における剪断補強筋としても機能させることができるとされている。
特開２００２−３７１５４５号公報 特開２００３−３０１４５６号公報 In such a synthetic underground wall, a simple round steel stud 4a as shown in (b) may be used as the stud 4, but when the SMW 1 and the RC wall 2 need to be integrated more securely and firmly. It is considered preferable to use a deformed reinforcing steel stud 4b as shown in FIG. The deformed reinforcing bar stud 4b is formed by forming a fixing head 5 at the tip portion using a deformed reinforcing bar as a raw material, and has a spiral protrusion or a protrusion 6 such as a rib or a node as illustrated on the entire peripheral surface thereof. It is what. Such a deformed reinforcing steel stud 4b is superior to a simple round steel stud 4a as shown in FIG. 2 (b) and can improve the integrated strength, and can improve the integrated strength. It is also said that it can function as a shear reinforcement bar.
JP 2002-371545 A JP 2003-301456 A

しかし、上記のような異形鉄筋スタッド４ｂを用いた場合には、ＳＭＷ１とＲＣ壁２との一体化強度を高めることができる反面、丸鋼スタッド４ａに比べてせん断耐力が低下してせん断変形性能が損なわれるとの指摘もある。すなわち、図２〜図３に示したような合成地下壁における丸鋼スタッド４ａと異形鉄筋スタッド４ｂのせん断応力とせん断変形（ＳＭＷ１とＲＣ壁２との面内方向の相対ずれ）との関係を実験により調べると、図４（ａ）に示すように丸鋼スタッド４ａよりも異形鉄筋スタッド４ｂの方がせん断応力が早期に頭打ちとなり、丸鋼スタッド４ａの方が大きなせん断変形を生じるという結果が得られた。これは、図４（ｂ）〜（ｃ）に模式的に示すように、丸鋼スタッド４ａの場合にはコンクリートとの付着力が必ずしも充分ではないことからその全長にせん断応力が分散されて破断に至るまでに全体が大きくせん断変形するのに対し、異形鉄筋スタッド４ｂの場合には突起６によりコンクリートに対する付着力が充分に大きくなっているために全長にわたってせん断変形が拘束され、それによりせん断応力が基端部に集中してしまってそこで早期に破断に至るためであると考えられる。   However, when the deformed reinforcing steel stud 4b as described above is used, the integrated strength of the SMW 1 and the RC wall 2 can be increased. On the other hand, the shear strength is reduced as compared with the round steel stud 4a, and the shear deformation performance. Some have pointed out that this will be damaged. That is, the relationship between the shear stress and the shear deformation (relative displacement in the in-plane direction between the SMW 1 and the RC wall 2) of the round steel stud 4a and the deformed reinforcing steel stud 4b in the synthetic underground wall as shown in FIGS. As a result of an experiment, as shown in FIG. 4A, the deformed reinforcing steel stud 4b reaches its peak earlier than the round steel stud 4a, and the round steel stud 4a produces a larger shear deformation. Obtained. As schematically shown in FIGS. 4B to 4C, in the case of the round steel stud 4a, the adhesive force with the concrete is not always sufficient, so that the shear stress is dispersed over the entire length and the fracture occurs. In contrast, in the case of the deformed bar stud 4b, since the adhesion force to the concrete is sufficiently increased by the protrusions 6, the shear deformation is constrained over the entire length, whereby the shear stress is reduced. This is thought to be due to the concentration at the base end and the early breakage.

したがって、この種の合成地下壁において異形鉄筋スタッド４ｂを用いることは変形性能の点では必ずしも好ましくない場合もあるとされている。また、そのような異形鉄筋スタッド４ｂの変形性能の低下は、上記のような合成地下壁の場合に限らず、スタッドを介して鋼材とコンクリートとを一体化する場合に共通して生じる問題でもあるので、そのような問題を解決し得る有効な改善策が望まれていた。   Therefore, it is said that using deformed reinforcing steel studs 4b in this type of synthetic underground wall may not always be preferable in terms of deformation performance. Moreover, the deterioration of the deformation performance of the deformed reinforcing steel stud 4b is not limited to the case of the synthetic underground wall as described above, but is also a problem that occurs in common when steel and concrete are integrated via the stud. Therefore, an effective improvement measure that can solve such a problem has been desired.

上記事情に鑑み、本発明のスタッドは、鋼材とその表面側に打設されるコンクリートとを一体化するべく、鋼材表面に植設されてコンクリート中に埋設されるものであって、基端が鋼材表面に接合されるとともに、基端部にはコンクリートに対する付着力を緩和するために周面が平滑面とされたアンボンド部が形成され、かつそのアンボンド部を除く周面全体にはコンクリートに対する付着力を強化するための突起が形成されているものである。本発明のスタッドとしては、異形鉄筋を素材として形成するとともに、その基端部周面に形成されている突起を被覆材により被覆することでアンボンド部を形成すると良い。   In view of the above circumstances, the stud of the present invention is implanted on the surface of the steel material and embedded in the concrete so as to integrate the steel material and the concrete placed on the surface side thereof, and the base end is An unbonded part with a smooth peripheral surface is formed at the base end part to ease the adhesion to concrete, and the entire peripheral surface excluding the unbonded part is attached to the concrete. A protrusion for reinforcing the attachment force is formed. As the stud of the present invention, an unbonded portion may be formed by forming a deformed reinforcing bar as a material and covering a protrusion formed on the peripheral surface of the base end portion with a covering material.

また、本発明の合成地下壁は上記のスタッドを用いて形成されたものであって、柱列式地下壁の芯材である鉄骨の表面に上記のスタッドが植設されて、その柱列式地下壁の前面側に鉄筋コンクリート壁が形成されることにより、そのスタッドを介して柱列式地下壁と鉄筋コンクリート壁とが一体化されているものである。   Further, the synthetic underground wall of the present invention is formed using the above-mentioned stud, and the above-mentioned stud is implanted on the surface of the steel frame which is the core material of the columnar underground wall, and the columnar type By forming the reinforced concrete wall on the front side of the underground wall, the columnar underground wall and the reinforced concrete wall are integrated through the stud.

本発明のスタッドは、従来一般の異形鉄筋スタッドと同様にコンクリートに対する付着力を高めるための突起が周面に形成されていることから、鋼材とコンクリートとの一体化強度を充分に高めることができるものであるが、スタッドの基端部にはアンボンド部が形成されてそこではコンクリートに対する付着力が緩和されることから、従来一般の異形鉄筋スタッドのように基端部にせん断応力が集中して早期に破断してしまうようなことが有効に防止され、それにより優れた変形性能を有するものである。すなわち本発明のスタッドは、異形鉄筋スタッドと同様の一体化強度と、丸鋼スタッドと同様の変形性能を併せ持つものである。   Since the stud of the present invention is formed on the peripheral surface with a projection for increasing the adhesion to concrete as in the case of conventional deformed reinforcing steel studs, the integrated strength of steel and concrete can be sufficiently increased. However, since an unbonded portion is formed at the base end of the stud and the adhesion to concrete is relaxed there, shear stress concentrates at the base end as in conventional deformed reinforcing steel studs. It is effectively prevented from breaking at an early stage, thereby having excellent deformation performance. That is, the stud of the present invention has both the integrated strength similar to the deformed reinforcing steel stud and the deformation performance similar to the round steel stud.

また、本発明のスタッドは、異形鉄筋を素材としてその先端部に単に被覆材を被覆してアンボンド部を形成することのみで、容易にかつ安価に製作することができる。   In addition, the stud of the present invention can be easily and inexpensively manufactured by simply forming the unbonded portion by coating the tip of the deformed reinforcing bar with a covering material.

さらに、本発明の合成地下壁は、柱列式地下壁と鉄筋コンクリート壁とを上記のスタッドにより一体化したものであるので、それら柱列式地下壁と鉄筋コンクリート壁とがスタッドを介して確実強固に一体化するとともに、そのスタッドがシアキーとして有効に機能してせん断力を相互に伝達し、全体として優れたせん断耐力とせん断変形性能を有するものである。   Furthermore, since the synthetic underground wall of the present invention is obtained by integrating the columnar underground wall and the reinforced concrete wall with the above-described stud, the columnar underground wall and the reinforced concrete wall are securely and firmly connected via the stud. In addition to being integrated, the stud effectively functions as a shear key to transmit the shearing force to each other, and has excellent shear strength and shear deformation performance as a whole.

本発明の一実施形態であるスタッドおよび合成地下壁を図１を参照して説明する。本実施形態の合成地下壁は、基本的には図３に示した従来の合成地下壁と同様に、ＳＭＷ１の前面側にＲＣ壁２を一体に形成し、ＳＭＷ１の芯材である鉄骨３の表面に植設したスタッド１０を介してそれらを一体化したものであるが、本実施形態においてはそのスタッド１０として図１（ｂ）に示す構成のものを採用している。   A stud and a synthetic underground wall according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The synthetic underground wall of the present embodiment is basically the same as the conventional synthetic underground wall shown in FIG. 3, the RC wall 2 is integrally formed on the front side of the SMW 1, and the steel frame 3 that is the core material of the SMW 1 is formed. Although these are integrated through the stud 10 planted on the surface, in the present embodiment, the stud 10 having the configuration shown in FIG.

すなわち、本実施形態におけるスタッド１０は、図３（ｂ）に示した従来一般の異形鉄筋スタッド４ａと同様にその基端が鉄骨３に溶接され、先端部には定着頭部１１が形成され、周面には突起１２（図示例のものでは螺旋状の突条）が形成されているものであるが、その基端部にはアンボンド部１３が形成されている点で従来の異形鉄筋スタッド４ｂとは異なるものである。   That is, the stud 10 in the present embodiment is welded to the steel frame 3 at the base end similarly to the conventional general deformed reinforcing steel stud 4a shown in FIG. A protrusion 12 (a spiral protrusion in the illustrated example) is formed on the peripheral surface, but a conventional deformed reinforcing steel stud 4b is formed in that an unbonded portion 13 is formed at the base end portion. Is different.

アンボンド部１３は、たとえばビニールテープを多層に巻き付けたり、ゴム系の材料を所定厚さとなるように塗布あるいは吹き付けることにより形成されたもので、このアンボンド部１３の形成により基端部における突起１２は完全に被覆され、かつアンボンド部１３の周面は充分な平滑面となっている。このアンボンド部１３はスタッド１０を鉄骨３に溶接してから形成することで溶接によるアンボンド部１３の損傷を回避できるが、可能であれば予めアンボンド部１３を形成したスタッド１０を製作しておいてそれを鉄骨３に溶接することでも良い。   The unbonded portion 13 is formed by, for example, winding a vinyl tape in multiple layers, or applying or spraying a rubber-based material so as to have a predetermined thickness. By the formation of the unbonded portion 13, the protrusion 12 at the base end portion is formed. It is completely covered and the peripheral surface of the unbonded portion 13 is a sufficiently smooth surface. Although the unbonded portion 13 is formed after the stud 10 is welded to the steel frame 3, damage to the unbonded portion 13 due to welding can be avoided, but if possible, the stud 10 in which the unbonded portion 13 is formed in advance is manufactured. It may be welded to the steel frame 3.

このようなスタッド１０を鉄骨３に植設し、それによりＳＭＷ１とＲＣ壁２とを一体化して合成地下壁を形成すれば、スタッド１０にはアンボンド部１３を除く周面に突起１２が形成されていることから、従来一般の異形鉄筋スタッド４ｂと同様にコンクリートに対する充分な付着力が確保され、したがって充分な一体化強度を確保できるものである。   If such a stud 10 is implanted in the steel frame 3 and thereby the SMW 1 and the RC wall 2 are integrated to form a synthetic underground wall, the stud 10 is formed with protrusions 12 on the peripheral surface excluding the unbonded portion 13. Therefore, as in the case of the conventional general deformed reinforcing steel stud 4b, sufficient adhesion to concrete is ensured, and therefore sufficient integrated strength can be secured.

しかし、スタッド１０の基端部にはアンボンド部１３が形成されていてそのアンボンド部１３の周面は平滑面とされていることから、そこではコンクリートに対する付着力が緩和されてせん断変形が拘束されなくなり、それにより従来一般の異形鉄筋スタッド４ｂのように基端部にせん断応力が集中してしまうことがなく、その結果、このスタッド１０では基端部において早期に破断してしまうようなことが有効に防止され、優れたせん断耐力とせん断変形性能を有するものとなっている。   However, since the unbonded portion 13 is formed at the base end portion of the stud 10 and the peripheral surface of the unbonded portion 13 is a smooth surface, the adhesion force to the concrete is relaxed and shear deformation is restrained there. As a result, the shear stress does not concentrate on the base end portion unlike the conventional general deformed reinforcing steel stud 4b, and as a result, the stud 10 may break at the base end portion at an early stage. It is effectively prevented and has excellent shear strength and shear deformation performance.

このように本実施形態のスタッド１０は、従来の異形鉄筋スタッド４ｂと同様の一体化強度と、従来の丸鋼スタッド４ａと同様の変形性能を併せ持つものとなり、上記のようにＳＭＷ１とＲＣ壁２とを一体化する構造の合成地下壁に適用するものとして好適である。   Thus, the stud 10 of this embodiment has both the integrated strength similar to that of the conventional deformed reinforcing steel stud 4b and the deformation performance similar to that of the conventional round steel stud 4a, and the SMW 1 and the RC wall 2 as described above. It is suitable as what is applied to the synthetic underground wall of the structure which integrates.

なお、アンボンド部１３を形成する範囲はスタッド１０の全長や径寸法、合成地下壁に要求される強度その他を考慮して適宜設計すれば良いが、たとえば長さ２００ｍｍ程度、直径２０ｍｍ程度のスタッド１０の場合には、基端部の５０ｍｍ程度の範囲をアンボンド部１３とすれば良い。   The range for forming the unbonded portion 13 may be appropriately designed in consideration of the overall length and diameter of the stud 10, the strength required for the synthetic underground wall, and the like. For example, the stud 10 having a length of about 200 mm and a diameter of about 20 mm is used. In this case, a range of about 50 mm at the base end may be used as the unbonded portion 13.

また、本発明のスタッド１０は異形鉄筋や従来の異形鉄筋スタッド４ｂを素材として製作すれば良いが、基端部にのみアンボンド部１３が形成されてその他の部分には適宜の突起１２が形成されているものであれば良く、その限りにおいて各部の構成、たとえば突起１２や定着頭部１１の形態等は任意に変更可能であり、上記実施形態のように定着頭部１１を鉄筋の端部に一体に形成したものの他、鉄筋の端部にナット状の定着部材をねじ込んだり環状の定着板を摩擦圧接したもの等も好適に採用可能である。   Further, the stud 10 of the present invention may be manufactured using a deformed reinforcing bar or a conventional deformed reinforcing bar stud 4b as a raw material, but an unbonded portion 13 is formed only at the base end portion and appropriate protrusions 12 are formed at other portions. The configuration of each part, for example, the shape of the protrusion 12 and the fixing head 11 can be arbitrarily changed as long as it is, and the fixing head 11 is used as the end of the reinforcing bar as in the above embodiment. In addition to the one formed integrally, a member in which a nut-like fixing member is screwed to the end of the reinforcing bar or an annular fixing plate is friction-welded can be suitably used.

また、上記実施形態のように、従来の異形鉄筋スタッド４ａに対してその基端部にビニールテープを巻き付けたりゴム系の材料を塗布あるいは吹き付けることでアンボンド部１３を形成することが現実的ではあるが、本発明のスタッドの製作手法としては、図２（ｂ）に示したような従来の丸鋼スタッド４ａの基端部をアンボンド部１３として残して他の部分に突起１２を形成したり、逆に図３（ｂ）に示したような従来の異形鉄筋スタッド４ｂの基端部の突起６を切除あるいは研削してアンボンド部１３を形成したり、さらには異形鉄筋スタッド４ｂの基端に短い丸鋼スタッド４ａを溶接等により継ぎ足すことでアンボンド部１３を形成することも考えられる。   Further, as in the above embodiment, it is practical to form the unbonded portion 13 by winding a vinyl tape around the base end portion of the conventional deformed reinforcing steel stud 4a or applying or spraying a rubber-based material. However, as a method of manufacturing the stud of the present invention, the protrusion 12 is formed in the other part leaving the base end part of the conventional round steel stud 4a as shown in FIG. Conversely, the unbonded portion 13 is formed by cutting or grinding the protrusion 6 at the base end portion of the conventional deformed reinforcing bar stud 4b as shown in FIG. 3B, or it is short at the base end of the deformed reinforcing rod stud 4b. It is also conceivable to form the unbonded portion 13 by adding round steel studs 4a by welding or the like.

さらに、本発明のスタッドの用途は特に限定されるものでは勿論なく、上記実施形態のようにＳＭＷ等の柱列式地下壁とＲＣ壁との合成地下壁に適用するのみならず、鋼材とコンクリートとを確実強固に一体化しかつ充分な変形性能を必要とする場合全般に広く適用できることは言うまでもない。また、本発明の合成地下壁も、本発明のスタッドを用いて柱列式地下壁と鉄筋コンクリート壁とを一体化する限りにおいて各部の具体的な構成は任意である。   Furthermore, the use of the stud of the present invention is not particularly limited, and it is not only applied to the composite underground wall of columnar type underground wall such as SMW and RC wall as in the above embodiment, but also steel and concrete. Needless to say, it can be applied widely in general when it is firmly integrated with each other and sufficient deformation performance is required. Moreover, as long as the synthetic | combination underground wall of this invention integrates a column-column type underground wall and a reinforced concrete wall using the stud of this invention, the specific structure of each part is arbitrary.

本発明の実施形態であるスタッドとそれによる合成地下壁を示す図である。It is a figure which shows the stud which is embodiment of this invention, and the synthetic | combination underground wall by it. 従来の丸鋼スタッドとそれによる合成地下壁を示す図である。It is a figure which shows the conventional round steel stud and the synthetic underground wall by it. 従来の異形鉄筋スタッドとそれによる合成地下壁を示す図である。It is a figure which shows the conventional deformed bar stud and the synthetic underground wall by it. 従来の丸鋼スタッドおよび異形鉄筋スタッドの特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the conventional round steel stud and a deformed reinforcing steel stud.

符号の説明Explanation of symbols

１ ソイルミキシングウォール（ＳＭＷ、柱列式地下壁）
２ 鉄筋コンクリート壁（ＲＣ壁）
３ 鉄骨（芯材）
１０ スタッド
１１ 定着頭部
１２ 突起
１３ アンボンド部 1 Soil mixing wall (SMW, columnar underground wall)
2 Reinforced concrete walls (RC walls)
3 Steel frame (core material)
10 Stud 11 Fixing head 12 Protrusion 13 Unbonded part

Claims (3)

鋼材とその表面側に打設されるコンクリートとを一体化するべく、鋼材表面に植設されてコンクリート中に埋設されるスタッドであって、
基端が鋼材表面に接合されるとともに、基端部にはコンクリートに対する付着力を緩和するために周面が平滑面とされたアンボンド部が形成され、かつそのアンボンド部を除く周面全体にはコンクリートに対する付着力を強化するための突起が形成されていることを特徴とするスタッド。 A stud that is implanted on the surface of the steel material and embedded in the concrete so as to integrate the steel material and the concrete cast on the surface side thereof,
The base end is joined to the steel surface, and an unbonded portion with a smooth peripheral surface is formed on the base end portion to alleviate adhesion to concrete, and the entire peripheral surface excluding the unbonded portion is formed on the base end portion. A stud having protrusions for reinforcing adhesion to concrete. 請求項１記載のスタッドであって、
異形鉄筋を素材として形成されるとともに、その基端部周面に形成されている突起が被覆材により被覆されることでアンボンド部が形成されていることを特徴とするスタッド。 The stud according to claim 1,
A stud characterized in that an unbonded portion is formed by forming a deformed reinforcing bar as a raw material and covering a projection formed on the peripheral surface of the base end portion with a covering material. 請求項１または２記載のスタッドを用いて形成された合成地下壁であって、
柱列式地下壁の芯材である鉄骨の表面に前記スタッドが植設されて、その柱列式地下壁の前面側に鉄筋コンクリート壁が形成されることにより、前記スタッドを介して柱列式地下壁と鉄筋コンクリート壁とが一体化されていることを特徴とする合成地下壁。 A synthetic underground wall formed using the stud according to claim 1 or 2,
The stud is planted on the surface of the steel frame which is the core material of the columnar underground wall, and a reinforced concrete wall is formed on the front side of the columnar underground wall. A synthetic underground wall characterized by the integration of a wall and a reinforced concrete wall.
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