JP2006138125A - 火打受け構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】既存の腹起しと切梁に形成されたボルト孔を利用して、長さの異なる多種類の火打材をそのまま腹起しと切梁にボルト接合できるようにした火打受け構造を提供する。
【解決手段】腹起し1と切梁2との間に腹起し側60度、切梁側30度の火打角度で火打材3を配置する。火打材3の腹起し側に火打受け金物4と60度用火打金物5を、切梁側に30度用火打金物6をそれぞれ配置する。火打材3と60度用火打金物5、60度用火打金物5と火打受け金物4および火打受金物4と腹起し1はそれぞれボルト接合する。記火打材3と30度用火打金物6および30度用火打金物6と切梁2をそれぞれボルト接合する。火打受け金物4は腹起し1にボルト接合された固定部4aと60度用接合金物5にボルト接合された反力受け部4cを備えて形成する。火打材3は火打主材3Aと長さ調整用補助ピース3Bから形成する。
【選択図】図1

Description

本発明は、腹起しと切梁との間に腹起し側60度、切梁側30度の火打角度で配置された火打材の火打受け構造に関するものである。
地下鉄工事などの地下工事では、地山の崩落を防止するためにシートパイル等からなる山止め壁が周囲に仮設され、当該山止め壁の内側には腹起しと切梁などからなる山止め支保工が仮設され、特に腹起しと切梁との間には火打材が斜めに架け渡されている。
この場合の火打材は、一般に腹起し側と切梁側ともにそれぞれ45度〜60度の火打角度で設置されているが、腹起しの断面設計に際し、特に腹起しの設計用スパン(有効スパン)を決定する上で有利になる等の理由により腹起し側60度、切梁側30度の火打角度で設置されることが多い。
また、現場施工の省力化、効率アップのため、火打材の両端は腹起しと切梁にそれぞれ60度用火打金物と30度用火打金物を介してボルト接合され、さらに現場の状況に応じて長さの異なる火打材が多種類用いられるため、これに容易に対応できるように腹起しと切梁の双方に複数のボルト孔がこれらの部材の長手方向に等間隔おきに形成されている。
特許第3401675号公報 実公平712429号公報
しかし、上記した従来の火打構造では、火打材側と腹起し側および切梁側のボルト孔が一致しないために、火打材そのままでは、火打材を腹起しと切梁に接合できない場合が多く、そのため火打材の長さが異なるごとに腹起しと切梁に改めてボルト孔を設けたり、あるいは他の接合手段を講ずる必要があり、現場施工が非常に煩わしく、またコストが嵩む等の課題があった。
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、既存の腹起しと切梁に形成されたボルト孔を利用して、長さの異なる多種類の火打材をそのまま腹起しと切梁にボルト接合できるようにした火打受け構造を提供することを目的とする。
請求項1記載の火打受け構造は、腹起しと切梁との間に腹起し側60度、切梁側30度の火打角度で配置された火打材の火打受け構造であって、前記火打材の腹起し側に火打受け金物と60度用火打金物が、前記切梁側に30度用火打金物がそれぞれ配置され、前記火打材と前記60度用火打金物、当該60度用火打金物と前記火打受け金物および当該火打受金物と前記腹起しはそれぞれボルト接合され、前記火打材と前記30度用火打金物および当該30度用火打金物と前記切梁はそれぞれボルト接合され、前記火打受け金物は前記腹起しにボルト接合された固定部と前記60度用接合金物にボルト接合された反力受け部を備えて形成され、かつ前記火打材は火打主材と長さ調整用補助ピースとから形成されてなることを特徴するものである。
本発明は特に、火打材の両端を腹起しと切梁にこれらの部材に形成された既存のボルト孔を利用してボルト接合することで、現場施工の大幅な省力化、効率アップを可能にしたものである。
この場合、火打材の火打主材、火打材の長さ調整用補助ピース、火打受け金物および30度用火打金物はすべて従来のものを使用することができ、60度用火打金物のみを新たに製作するだけでよい。
長さ調整用補助ピースは、火打主材そのままでは火打材側と腹起し側および切梁側とのボルト孔が一致しない場合に利用されるものであり、したがって、例えば図3に図示するように、火打主材の長さによっては特に長さ調整用補助ピースを用いなくてもボルト孔が一致し、ボルト接合が可能な場合もある。
また、長さ調整用補助ピースと60度用火打金物の大きさ(特に長さ)は、火打主材の長さ、腹起しと切梁にそれぞれ形成された各ボルト孔の間隔などから決定することにより、火打主材と一種類の長さ調整用補助ピースと60度用火打金物を利用して長さの異なる多種類の火打材を腹起しと切梁の両部材にボルト接合することができる。
請求項2記載の火打受け構造は、請求項1記載の火打受け構造において、火打受け金物と30度用火打金物に、それぞれ複数のボルト孔が腹起しと切梁に設けられたボルト孔の間隔の1/2の間隔で設けられてなることを特徴とするものである。
本発明は、火打受け金物と30度用火打金物の取付け位置を決定する際、これらの部材をそれぞれ、腹起しと切梁の長手方向にボルト孔の間隔の1/2の間隔でずらしてボルト孔を選択できるので、長さの異なる多種類の火打材を既設のボルト孔を利用してボルト接合することができる。
請求項3記載の火打受け構造は、請求項1または2記載の火打受け構造において、火打受け金物の反力受け部と60度用火打金物との間に調整部材が介在されてなることを特徴とするものである。
本発明は特に、火打主材の端部に長さ調整用補助ピースを取り付けても各接合部のボルト孔が一致しない場合に適し、火打受け金物の反力受け部と60度用火打金物との間に調整部材を介在して、火打主材の微小な長さ調整も可能なことにより、さらに長さの異なる火打材も、既設のボルト孔を利用してボルト接合することができる。
本発明は特に、火打材が火打主材と長さ調整用補助ピースとから形成され、かつ60度用火打金物、30度用火打金物および火打受け金物を介して腹起しと切梁にボルト接合されているため、火打材の長さが異なる場合でもこれに容易に対応でき、火打材の両端を腹起しと切梁にこれらの部材に形成された既存のボルト孔を利用してボルト接合することができ、現場施工の大幅な省力化、効率アップを図ることができる等の効果がある。
図1〜図6は、本発明の火打受け構造の一例を示し、図において、山止め壁の内側に腹起し1が水平に配置され、当該腹起し1の内側部に切梁2の端部が垂直にボルト接合されている。
また、切梁2の両側には火打材3が腹起し側60度、切梁側30度の火打角度でそれぞれ架け渡され、また各火打材3の腹起し側の端部に火打受け金物4と60度用火打金物5が、切梁2側の端部に30度用火打金物6がそれぞれ配置され、各部材どうしはそれぞれ一体的にボルト接合されている。
腹起し1、切梁2および火打材3はいずれもH形鋼などの形鋼から形成され、特に火打材3は火打主材3Aとその腹起し側の端部にボルト接合された長さ調整用補助ピース3Bとから形成されている。
また、腹起し1のフランジ1aと切梁2の上下フランジ2aにはそれぞれ複数のボルト孔1bと2cがこれらの部材の長手方向に所定間隔おきに形成されている。
火打受け金物4は、例えば図5(a)に図示するように、腹起し1の内側フランジ1aにボルト接合された固定部4a、当該固定部4aの下端部に火打材3側に水平に突設された火打受け部4bおよび固定部4aのほぼ中間部に火打材3側に垂直に突設された反力受け部4cをそれぞれ備えて形成され、特に固定部4aと反力受け部4cにはそれぞれボルト孔4dと4eが複数形成されている。
ボルト孔4dは腹起し1の長手方向に所定間隔おきに形成され、特に腹起し1の内側フランジ1aに形成されたボルト孔1bの間隔(ピッチ)の1/2の間隔で形成されている。また、反力受け部4cの背面部に反力受け部4cの補強リブ4fが複数突設されている。
なお、これらの固定部4a、火打受け部4b、反力受け部4cおよび補強リブ4dは、鋳造または複数のプレート材を溶接することにより一体的に形成されている。
このように形成された火打受け金物4は、固定部4aのボルト孔4dと腹起し1のボルト孔1bを貫通する複数の接合ボルト7によって腹起し1の内側にボルト接合されている。
60度用火打金物5は、例えば図6(a),(b)に図示するように、火打受け金物4の反力受け部4cと火打材3の端部(長さ調整用補助ピース3Bの端部)にそれぞれボルト接合された反力受け側接合部5aと火打材側接合部5b、腹起し1側に設置された腹起し側補強部5c、およびこれら接合部5a、接合部5bおよび補強部5c間に複数段に設置された複数の水平部5dを備えて形成され、特に反力受け側接合部5aと火打材側接合部5bにはそれぞれ複数のボルト孔5eが形成されている。
なお、これらの接合部5a、接合部5b、補強部5cおよび複数の水平部5dは、火打受け金物4と同様に鋳造または複数のプレート材を溶接することにより一体的に形成されている。
60度用火打金物5を形成するための寸法条件を具体的に説明する。図7に示す通り、火打受け金物4と60度用火打金物5と30度用火打金物6が図のように配置されている状態で各寸法が決定される。
図7の通り、火打材がない状態での60度用火打金物5、30度用火打金物6を直接ボルト接合した場合を想定して、斜辺長さLを設定する。斜辺Lの長さは、30度用火打金物6および60度用火打金物5のそれぞれの中心線長さの和である。
この斜辺長さLが切梁2の既存のボルト孔に合致しなければならない。すなわち、切梁2のボルト孔位置Yは、L×√3/2プラス斜辺の中心線位置と、30度用火打金物6のボルト孔との誤差Eの合計寸法が既存の切梁2に開けてあるボルト孔の位置100N(Nはボルト孔の数)+50に符合することが必要不可欠の条件である。
具体的な60度用火打金物5の寸法決定は、切梁2のボルト孔位置より逆算して決定される。
まず、Y寸法を仮定する。次に、30度用火打金物6の中心線とボルト孔との誤差Eは、既製品であるので、山止めのサイズによって確定している値であるので、必然的にYの寸法が算定される。その結果、Yの寸法から斜辺寸法Lが算出される。
算出されるLは、(Y×2)/√3の関係にあり、Lより既存製品の30度用火打金物6の中心線寸法Lを引いた値が60度用火打金物5の中心線寸法Lとして確定される。
寸法が大きくなると金物の重量が重くなり、L寸法を小さくするとボルト接合のための手の挿入が困難になる。L寸法は、250mm〜300mmの範囲が最も使い勝手がよい。
前記した寸法に合致させるためにYを移動させて最終L寸法を決定する。算定されたL寸法は、ミリメートル単位まで寸法を算出し、60度用火打金物5の中心線の絶対寸法として製作使用される。60度用火打金物5の中心線絶対寸法Lで形成された金物を使用することが、本願出願特許の請求項1の必要不可欠条件である。
このように形成された60度用火打金物5は、各水平部5dの腹起し1側の縁端部を火打受け金物4の固定部4aに当接させ、接合部5aと反力受け部4cとの間に調整部材8としてプレート材を介在して火打受け金物4の火打受け部4bの上に載置されている。
接合部5aと反力受け部4cとの間に調整部材8を挿入する請求項3の具体的効果は、火打受け金物4の孔4bと腹起し1の孔1bが合致しない場合、調整部材8を挿入することで、火打受け金物4を調整部材8の厚さ分ずらし、腹起し1の孔1bと火打受け金物4の孔4bを合致させるためである。調整部材8を挿入することで、2種類の火打材長さが使用可能になる(火打材長さl=4500mm以下)。
そして、反力受け側接合部5aを調整部材8とともに火打受け金物4の反力受け部4cに双方のボルト孔5eとボルト孔4eを貫通する複数の接合ボルト9によって火打受け金物4に一体的にボルト接合されている。
また、火打材側接合部5bを火打材3の長さ調整用補助ピース3Bの端部に双方のホルト孔(接合部5b側はボルト孔5e)を貫通する複数の接合ボルト10によって一体的にボルト接合され、こうして火打材3の腹起し側の端部は腹起し1に一体的にボルト接合されている。
30度用火打金物6は、火打材3の切梁2側の端部にそれぞれボルト接合された火打材側接合部6aと切梁側接合部6bおよび当該接合部6aと接合部6bの上端側間と下端側間にそれぞれ水平に配置された上下水平部6cを備えて形成されている。
切梁側接合部6aと上下水平部6cの切梁2側の端部にはそれぞれボルト孔6dが切梁2の長手方向に所定間隔おきに形成され、特にボルト孔6dは切梁2のウェブ2aと上下フランジ2bに形成されたボルト孔2cの間隔(ピッチ)の1/2の間隔で形成されている。
前記した通り、火打受け金物4および30度用火打金物6には、腹起し1、切梁2の長手方向に所定の間隔に形成されているボルト孔のピッチの1/2の間隔で孔開けされている。これが請求項2である。
当該両金物のボルト孔ピッチの1/2の間隔に孔開けされた効果について具体的に図8で説明する。
図8(a)は、請求項1の60度用火打金物5と30度用火打金物6どうしを接合した状態を設定したものである。図8(b)は、30度用火打金物6をそのまま移動せず、火打受け金物4を腹起し1のボルト孔1bのピッチの1/2、通常使用されている腹起し1、切梁2の長手方向のボルト孔のピッチは100mmピッチであるので、このボルト孔ピッチの1/2、すなわち、火打受け金物4をXの位置から50mmずらした状態の図である。
50mmずらすと、結果として、30度用火打金物6の火打材側接合部6b60度用火打金物5の火打材側接合部5aとの間に25mm(50mm/2)の隙間が生じる。図8(c)は、火打受け金物4は図8(a)と同じXは動かさず、30度用火打金物6をY+50mm、すなわち、上の方向に50mm動かした状態で、2つの当該60度用火打金物5と30度用火打金物6の火打材側接合部5aと6bの間に43mm(50×√3/2)の隙間が生じる。
図8(d)は、火打受け金物4と30度用火打金物6をY+50mm、X+50mm、すなわち、同時に50mm移動した状態である。生じる火打材側接合部5aと6bの隙間は、68mm(25+43)である。
さらに、次に図8(d)を基準図として、火打受け金物4と30度用火打金物6をそれぞれ、Y+50mmとX+100mm、Y+100mmとX+50mm、Y+100mmとX+100mmとそれぞれ移動した状況を設定すると、60度用火打金物5の火打材側接合部5a、30度用火打金物6の火打材側接合部6bの隙間は、それぞれ93mm、111mm、136mmとなる。
発生する隙間を整理すると、YとXをプラス50mm,100mmの間で50mmピッチで移動させることにより、25mm.43mm,68mm,93mm,111mm,136mmの6種類の斜辺長さを使用できることになる。
これに対し、従来法の腹起し、切梁の長手方向に所定の間隔と同一ピッチ、すなわち、100mmピッチで火打受け金物4と30度用火打金物6を孔開けされた状態では、60度用火打金物5と30度用火打金物6のそれぞれ当該火打材側接合部5aと6bの隙間はYとX+100mm、Y+100mmとX、Y+100mmとX+100mmの移動で、50mm,86mm,136mmの3種類の隙間しか確保できない。
火打受け金物4と30度用火打金物6の孔開けピッチを腹起し、切梁の長さ方向と同一の100ピッチでは、請求項1に該当する火打材長さL=3000mmのみで、火打材長さL=4500mm以下の火打材長さ(火打主材プラス既存の長さ調整用補助ピース(100mmピッチ100mm〜400mm))では使用できる火打材長さは、1セットも無く皆無である。
火打受け金物4と30度用火打金物6を50mmピッチの孔開けをすることで、7種類の火打材長さを使用することが可能になる(内、2種類は調整部材8を挿入る。)。
7種類の火打材長さの内、実際の数値を入れた2例をもって具体的に説明する。説明に際しては、出願人が保有しているリース品の規格材H−300用の数値を持って行う。
(1)現保有品の既製品の既存寸法
・ 30度用火打金物の中心線の長さL=470mm
・ 同上の中心線とボルトの位置ずれE=13mm
・ 切梁中心からフランジ幅方向にあるボルト孔位置の長さX=75mm
(2)60度用火打金物の新規製作によって得られた寸法
・ 60度用火打金物の中心線長さL=266mm
・ 60度用火打金物の中心線と腹起しのフランジ面接点の位置から火打受け金物の反力受け板までの長さX=107mm
以上の各寸法から第1例として、切梁のボルト位置Y=2450mmについて説明を行う。
=Y−E=2450−13=2437mm
斜辺長さL=Y×2/√3=2437×2/√3=2814mm
火打材長さL=L−(L+L)=2814−(470+266)
=2078mm
2078mmは100mmピッチではないので使用不可。
図8(b)のように、火打受け金物を50mmずらすと(X+50mm)ずらした後の火打材長さL'は、
L'=L+25=2078+25
=2103mm≒2100mm使用可
L'の火打材長さの組合せは、火打主材2000mmに長さ調整用補助ピース100mmをボルト接合して2100mmとして使用する。
次に、火打受け金物のボルト位置Xは、
X=X+X+X+50(火打受け金物4を50mmずらした)
=L/2=2814/2
=1407mm
X=75+1407+107+50
=1639mm 50mmピッチではないので使用不可
Xが50mmピッチに合致しないため、請求項3の調整部材8を挿入する。厚さt=12mmの調整部材8を入れる。
X'=X+t=1639+12
=1651mm≒1650mm 50mmピッチなので使用可
腹起し、切梁や各部材に開けられているボルト孔の寸法は、φ=25mmである。使用するボルトの径は、22mmのM22であるため、ボルト孔とボルト径には、3mmのクリアランスがあり、このことが、火打長さは±3mm、金物の腹起し、切梁の芯ずれは、±2mm以内であれば寸法調整は可能である。
第2例として、図8(d)に該当するボルト位置Y'=Y+50mm、Y'=2900mm(中心線近くのボルト孔を50mmずらした時)
斜辺長さL=(Y−E)× 2/√3
=(2900−13) × 2/√3=3334mm
火打材長さL=L−(L+L)
=3334−(470+266)
=2598mm≒2600mm 50mmピッチで使用可
火打材長さLは、火打主材2500mmに長さ調整用補助ピース100mmをボルト接合して2600mmとして使用する。
火打受け金物のボルト位置Xは、
=L/2=3334/2=1667mm
X=X+X+X=75+1667+107
=1849mm≒1850mm 50mmピッチで使用可
以上、具体的な数値を用いて説明した通り、請求項2の腹起し、切梁の長手方向のボルト孔のピッチの1/2に火打受け金物4および30度用火打金物6を孔開けすることで、5種類の火打材長さを利用でき、さらに、請求項3の調整部材8を火打受け金物4の反力受け板4cと60度用火打金物5の接合部5aの間に1枚挿入することで、2種類の火打材長さが使用可能となり、請求項1を加えると、合計8種類の火打材長さが利用できることになる。
なお、これらの切梁側接合部6aおよび火打材側接合部6bと上下水平部6cは鋳造または複数のプレート材を溶接することにより一体的に形成されている。
このように形成された30度用火打金物6は、上下水平部6cのプレートに孔開けされている切梁接合用孔6dと切梁2の上下フランジ2bのボルト孔2cを貫通する複数の接合ボルト(図省略)によってそれぞれボルト接合することにより切梁2に接合され、また、火打材側接合部6bを火打材3の切梁側の端部に双方のボルト孔を貫通する複数の接合ボルトによってボルト接合することにより火打材3に接合され、こうして火打材3の切梁2側の端部が切梁2の側面部に30度の火打ち角度で接合されている。
火打材3の架設に際しては、最初に、地上で火打主材3Aの腹起し1側の端部に長さ調整用補助ピース3Bを接合して火打材3を形成する。また、この火打材3の腹起し側の端部と切梁側の端部にそれぞれ60度用火打金物5と30度用火打金物6をボルト接合する。
一方、腹起し1に火打受け金物4を接合する。火打受け金物4の接合位置は火打材3の長さ(火打主材3Aと長さ調整用補助ピース3Bの合計の長さ)によって決まり、これに伴い火打受け金物4を接合する接合ボルト7を通すための腹起し1側のボルト孔1bも決まる。したがって、火打受け金物4を腹起し1に形成された既存のボルト孔1bを利用してボルト接合することができる。
次に、腹起し側と切梁側にそれぞれ60度用火打金物5と30度用火打金物6を接合した火打材3をクレーン等の重機で腹起し1と切梁2との仕口部まで吊り下げる。そして、60度用火打金物5と30度用火打金物6を火打受け金物4と切梁3にそれぞれ接合する。
また、火打材3の長さによっては、火打受け金物4の反力受け部4cと60度用火打金物5の反力受け側接合部5aとの間に隙間が生ずる場合には、反力受け部4cと反力受け側接合部5aとの間に調整部材8を介在する。
以上記載の通り、本願発明は、請求項1,2,3により構成されている。各請求項によって適合する斜材寸法を表1に表す。表1に表示の通り、請求項1に適合する斜材長さは1種類のみである。請求項2をプラスすることにより5種類の斜材長さが適合可能となる。さらに、請求項1,2に請求項3を加えることにより2種類の斜材長さが使用できる。総結果として、8種類の斜材長さが使用できることになり、設計上も施工上も非常に応用範囲が広がり、非常に広い利用状況になっている。
Figure 2006138125
本発明は、腹起しと切梁に形成された既存のボルト孔を利用して、従来の長さの異なる火打材をそのまま腹起しと切梁にボルト接合することができる。
本発明の火打受け構造の一例を示し、腹起し、切梁および火打材の接合状態を示す平面図である。 本発明の火打受け構造の一例を示し、腹起し、切梁および火打材の接合状態を示す平面図である。 本発明の火打受け構造の一例を示し、腹起し、切梁および火打材の接合状態を示す平面図である。 本発明の火打受け構造の一例を示し、腹起し、切梁および火打材の接合前の状態を示す平面図である。 火打材の腹起し側の接合部を示し、(a)は腹起しに火打受け金物が接合された状態を示す斜視図、(b)は腹起しに火打受け金物、火打受け金物に60度用火打金物、60度用火打金物に火打材がそれぞれ接合された状態を示す斜視図である。 60度用火打金物と調整部材を示し、(a)は火打材側から見た斜視図、(b)は腹起し側から見た斜視図である。 火打材の無い状態で60度用火打金物と30度用火打金物がボルト接合された状態を示す接合部の平面図である。 (a)は火打材の無い状態で60度用火打金物と30度用火打金物がボルト接合された状態を示す接合部の平面図、(b)は火打受け金物をXの位置から50mmずらした状態を示す接合部の平面図、(c)は30度用火打金物を上方にY+50mmずらした状態を示す接合部の平面図、(d)は火打受金物と30度用火打金物をそれぞれX+50mm、Y+50mmずらした状態を示す接合部の平面図である。
符号の説明
1 腹起し
2 切梁
3 火打材
3A 火打主材
3B 長さ調整用補助ピース
4 火打受け金物
5 60度用火打金物
6 30度用火打金物
7 接合ボルト
8 調整部材
9 接合ボルト
10 接合ボルト

Claims (3)

  1. 腹起しと切梁との間に腹起し側60度、切梁側30度の火打角度で配置された火打材の火打受け構造であって、前記火打材の腹起し側に火打受け金物と60度用火打金物が、前記切梁側に30度用火打金物がそれぞれ配置され、前記火打材と前記60度用火打金物、当該60度用火打金物と前記火打受け金物および当該火打受金物と前記腹起しはそれぞれボルト接合され、前記火打材と前記30度用火打金物および当該30度用火打金物と前記切梁はそれぞれボルト接合され、前記火打受け金物は前記腹起しにボルト接合された固定部と前記60度用接合金物にボルト接合された反力受け部を備えて形成され、かつ前記火打材は火打主材と長さ調整用補助ピースから形成されてなることを特徴する火打受け構造。
  2. 火打受け金物と30度用火打金物に、それぞれ複数のボルト孔が腹起しと切梁に設けられたボルト孔の間隔の1/2の間隔で設けられてなることを特徴とする請求項1記載の火打受け構造。
  3. 60度用火打金物と火打受け金物の反力受け部との間に調整部材が介在されてなることを特徴とする請求項1または2記載の火打受け構造。
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