JP3133649U - Column structure - Google Patents
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Abstract
【課題】柱の素材となる型鋼材の強度や摩擦力を強め、以って、柱の機能性を高めることができる柱体構造を提供する。
【解決手段】柱の構成素材である鋼材が、H型の断面形状を構成するウエブ11とフランジ12、13とを具備し、且つ、長手方向に捩じれ、前記フランジの長手方向の端縁121、131がスパイラル形状を呈している。このH型鋼10は、長手方向の捩じれにより、強度が増すと共に、長手方向の摩擦力が増大する。この柱体構造を持つ杭体は、軟弱地盤や山崩れの虞等がある不安定な地盤を補強して、安定化することができる。この柱体構造を持つ支柱は、超高層建築物や大空間を持つスポーツ施設、あるいは高架道路や高架鉄道、橋梁等の重量物を安定的に支持することができる。
【選択図】図1[PROBLEMS] To provide a column structure capable of enhancing the functionality of a column by increasing the strength and frictional force of a die steel material as a material of the column.
A steel material which is a constituent material of a pillar includes a web 11 and a flange 12 and 13 which form an H-shaped cross-sectional shape, and is twisted in a longitudinal direction, and an edge 121 in the longitudinal direction of the flange. 131 has a spiral shape. The H-shaped steel 10 is increased in strength and frictional force in the longitudinal direction due to twisting in the longitudinal direction. The pile body having this columnar structure can reinforce and stabilize the soft ground or the unstable ground with the possibility of mountain collapse. The pillar having the columnar structure can stably support a heavy-weight object such as a super high-rise building, a sports facility having a large space, an elevated road, an elevated railway, a bridge, or the like.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、地盤補強用の杭体や高架道路の支柱、建築物の柱等の構造に関し、高い強度を実現するものである。 The present invention achieves high strength with respect to structures such as pile bodies for ground reinforcement, elevated road columns, and building columns.
従来から、H型鋼や鋼管は、建物の基礎杭として地中に埋設され、また、軟弱地盤や地すべり等の虞がある場所を補強するために埋め込まれている。
下記特許文献1には、ボーリングで地面に孔を形成し、この孔にH型鋼杭や鋼管杭を建て込んだ後、孔及び杭の中にモルタル等のグラウトを注入、固化して地すべりを抑止する技術が記載されている。
また、下記特許文献2には、高い強度を持つ鋼管柱が記載されている。この柱は、鋼管の中にスパイラル筋や鉄筋かご等の補強材を有し、さらに、コンクリートが鋼管内に充填されている。
In Patent Document 1 below, a hole is formed in the ground by boring, and after building an H-shaped steel pile or steel pipe pile into this hole, grout such as mortar is injected into the hole and the pile and solidified to suppress landslides. The technology to do is described.
Moreover, the following patent document 2 describes a steel pipe column having high strength. This column has a reinforcing material such as a spiral bar or a reinforcing bar in a steel pipe, and concrete is filled in the steel pipe.
H型鋼は、角型鋼管に比べて圧縮力や曲げ性能で劣るものの、重量が軽いことや、他の部材との接続が容易である等の利点を有しているため、杭や支柱等として広く利用されている。
しかし、H型鋼は、例えば、山留め用の杭として用いた場合に、周辺地盤の長手方向への相対移動を十分に抑止することができないという欠点がある。また、H型鋼を補強材としてコンクリート中に埋設した場合も、同様に、鋼材の長手方向へのコンクリートのズレを十分に抑止することができない。
H-shaped steel is inferior in compressive force and bending performance compared to square steel pipe, but has advantages such as light weight and easy connection with other members. Widely used.
However, when H-shaped steel is used as a pile for retaining a mountain, for example, there is a drawback that relative movement in the longitudinal direction of the surrounding ground cannot be sufficiently suppressed. Also, when H-shaped steel is embedded in concrete as a reinforcing material, similarly, the displacement of the concrete in the longitudinal direction of the steel material cannot be sufficiently suppressed.
本考案は、こうした状況を考慮して創案したものであり、柱の素材となる型鋼材の強度や摩擦力を強め、以って、柱の機能性を高めることができる柱体構造を提供することを目的としている。 The present invention was devised in consideration of such circumstances, and provides a column structure that can enhance the strength and frictional force of the die steel used as the material of the column, thereby enhancing the functionality of the column. The purpose is that.
本考案の柱体構造は、柱の構成素材である鋼材が、H型の断面形状を構成するウエブとフランジとを具備し、且つ、長手方向に捩じれ、前記フランジの長手方向の端縁がスパイラル形状を呈していることを特徴としている。
この構造を持つH型鋼は、長手方向の捩じれにより、強度が増すと共に、長手方向の摩擦力が増大する。
In the column structure of the present invention, a steel material which is a constituent material of a column is provided with a web and a flange having an H-shaped cross-sectional shape, and is twisted in the longitudinal direction, and the longitudinal edge of the flange is spiral. It is characterized by its shape.
The H-shaped steel having this structure is increased in strength and frictional force in the longitudinal direction due to twisting in the longitudinal direction.
また、前記鋼材は、先端と後端との間で90°以上捩じれていることが好ましい。
このH型鋼は、中心軸を含む平面で切断した場合に、弱軸方向のみからなる切断面が存在せず、どの方向にも強い柱体となる。
Moreover, it is preferable that the said steel material is twisted 90 degrees or more between the front-end | tip and a rear end.
When this H-shaped steel is cut along a plane including the central axis, there is no cut surface consisting only of the weak axis direction, and it becomes a strong column in any direction.
また、前記鋼材は、さらに、前記ウエブの両面に、T型の断面形状を構成するウエブとフランジとを具備するように構成しても良い。
この構造を持つH型鋼は、弱軸方向がT型の断面形状を有する補強材で補強され、どの方向にも強い柱体となる。
The steel material may further include a web and a flange having a T-shaped cross-sectional shape on both surfaces of the web.
The H-shaped steel having this structure is reinforced by a reinforcing material having a T-shaped cross section in the weak axis direction, and becomes a strong column in any direction.
また、前記鋼材は、筒形状の鋼管の中に充填材で固定しても良い。
こうすることで、外形が従来の鋼管柱と同じで、強度が従来のものよりも強い柱体を得ることができる。
Moreover, you may fix the said steel material with a filler in a cylindrical steel pipe.
By doing so, it is possible to obtain a column body whose outer shape is the same as that of a conventional steel pipe column and whose strength is stronger than that of the conventional one.
本考案の柱体構造を持つ杭体は、軟弱地盤や山崩れの虞等がある不安定な地盤を補強して、安定化することができる。
また、本考案の柱体構造を持つ支柱は、超高層建築物や大空間を持つスポーツ施設、あるいは、高架道路や高架鉄道、橋梁等の重量物を安定的に支持することができる。
The pile body having the columnar structure of the present invention can reinforce and stabilize soft ground or unstable ground with the possibility of mountain collapse.
Moreover, the column having the columnar structure of the present invention can stably support heavy objects such as a super high-rise building, a sports facility having a large space, an elevated road, an elevated railway, a bridge, and the like.
本考案の柱体構造を持つ柱の実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1(a)は、この柱体構造を持つH型鋼を示し、図1(b)は、このH型鋼に補強を施した補強H型鋼を示している。図2(a)は、図1(a)のH型鋼の端面形状を示し、図2(b)は、図1(b)の補強H型鋼の端面形状を示している。図3(a)は、図1(a)のH型鋼を埋設した円鋼管柱を示し、図3(b)は、図1(b)の補強H型鋼を埋設した円鋼管柱を示している。
An embodiment of a pillar having a pillar structure according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 (a) shows an H-shaped steel having this columnar structure, and FIG. 1 (b) shows a reinforced H-shaped steel obtained by reinforcing the H-shaped steel. FIG. 2A shows the end face shape of the H-shaped steel of FIG. 1A, and FIG. 2B shows the end face shape of the reinforced H-shaped steel of FIG. 1B. 3A shows a circular steel pipe column in which the H-shaped steel of FIG. 1A is embedded, and FIG. 3B shows a circular steel pipe column in which the reinforced H-shaped steel of FIG. 1B is embedded. .
図1(a)に示すように、この実施形態のH型鋼10は、長手方向に90°捩じられている。H型鋼10は、ウエブ11の両端にフランジ12とフランジ13とが結合されているが、長手方向に捩じられたことにより、フランジ12、13の長手方向の端縁121、131がスパイラル形状を呈している。
H型鋼の座屈強度や曲げ強度は、図2(a)に示すように、ウエブ11に平行なx軸方向に強く、それに比べて、ウエブ11に垂直なy軸方向では弱い。それ故、x軸は強軸、y軸は弱軸と呼ばれている。
As shown in FIG. 1A, the H-
As shown in FIG. 2A, the buckling strength and bending strength of the H-shaped steel are strong in the x-axis direction parallel to the web 11 and are weak in the y-axis direction perpendicular to the web 11. Therefore, the x axis is called the strong axis and the y axis is called the weak axis.
捩じれていないH型鋼では、強軸及び弱軸の方向が、H型鋼の長手方向のどこでも同じである。しかし、捩じれている図1(a)のH型鋼10では、強軸及び弱軸の方向が、長手方向の位置によって変化している。そのため、このH型鋼10を、中心軸を含む平面で切断した場合に、弱軸のみからなる切断面は存在せず、いずれの切断面にも必ず強軸が含まれている。
従って、図1(a)のH型鋼10は、どの径方向にも強い座屈強度及び曲げ強度を有している。
In an untwisted H-shaped steel, the directions of the strong axis and the weak axis are the same everywhere in the longitudinal direction of the H-shaped steel. However, in the H-
Therefore, the H-
また、捩じれを持つH型鋼10から成る杭体は、軟弱地盤等に埋設されたとき、周辺地盤の相対移動を効果的に抑止することができる。これは、捩じれによりH型鋼10の周辺地盤に対する摩擦力が増大するためである。
図4を用いて、それを説明する。図4(a)には、捩じれを持つH型鋼10のフランジ12、13のスパイラル状端縁121、131を模式的に示し、図4(b)には、捩じれを持たないH型鋼のフランジの直線状端縁151を模式的に示している。
H型鋼の長手方向に垂直なA方向の力に対しては、スパイラル状端縁121、131を持つフランジ12、13も、直線状端縁151を持つフランジも、大きな抗力を発揮することができる。しかし、H型鋼の長手方向に平行なB方向の力に対しては、スパイラル状端縁121、131を持つフランジ12、13は、大きな抗力を発揮できるが、直線状端縁151を持つフランジは、大きな抗力を発揮することができない。
スパイラル状端縁121、131を対角線とする矩形122、132は、B方向の力に対して摩擦による抗力を発揮するフランジ12、13の実効面積を模式的に表している。
この実効面積は、直線状端縁151を持つフランジの矩形152で表される実効面積に比べて、桁違いに広い。そのため、H型鋼10は、捩じることにより周辺地盤に対する摩擦力が増大する。
Moreover, when the pile body which consists of the H-
This will be described with reference to FIG. FIG. 4A schematically shows
For the force in the A direction perpendicular to the longitudinal direction of the H-shaped steel, both the
The
This effective area is orders of magnitude wider than the effective area represented by the
なお、H型鋼10の捩じり角度が90°より小さいときは、図5に示すように、矩形122、132で表される実効面積が、図4(a)の場合よりも減少する。しかし、この実効面積は、図4(b)の矩形152で表される実効面積に比べれば遥かに広い。従って、H型鋼10の捩じり角度が90°より小さくても、H型鋼10の周辺地盤に対する摩擦力は増大する。
このように、捩じれたH型鋼10から成る杭体は、長手方向の摩擦力が大きいため、周辺地盤の相対移動を効果的に抑止することができる。
When the torsion angle of the H-
Thus, since the pile body which consists of the twisted H-
捩じれたH型鋼10は、例えば、特開2001−19112号公報に記載された捩じり加工機を用いて製造することができる。この捩じり加工機は、中心に長尺物の断面形状を象った貫通孔を持つ第1型及び第2型を備えており、この第1型と第2型とが所定距離を置いて対向している。また、第1型は、振り子部材で支持されており、中心軸の回りを回転することができる。この捩じり加工機の第1型及び第2型に形成する貫通孔の形状をH型鋼の断面形状に設定し、これらの貫通孔に市販の直線状H型鋼を挿通して、第1型を所定角度回転することにより、捩じりを加えたH型鋼10を製造することができる。
また、この捩じり加工機を、特開2005−28442号公報に記載されたH型鋼の製造ラインに加えることにより、捩じりを付加したH型鋼10を熱間圧延で製造することができる。
The twisted H-shaped
Further, by adding this twisting machine to the H-shaped steel production line described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-28442, the H-shaped
図1(b)に示す柱体は、補強H型鋼20を長手方向に捩じったものであり、H型鋼に補強部材が追加されている点だけが図1(a)の柱体と違っている。補強部材は、T型の断面形状を構成するウエブ14及びフランジ15、並びに、ウエブ16及びフランジ17であり、この二つのT型補強部材が、H型鋼のウエブ11の中間位置で、ウエブ11の各面に溶接されている。
なお、フランジ12とフランジ15との間、フランジ12とフランジ17との間、フランジ13とフランジ15との間、及び、フランジ13とフランジ17との間には隙間を設けて、柱体を捩じるときに、フランジ同士が接触しないように配慮している。
The column shown in FIG. 1 (b) is obtained by twisting a reinforced H-shaped
Note that a gap is provided between the
この柱体では、図2(b)に示すように、H型鋼の弱軸方向yが、補強部材14、15、16、17で補強されて強軸となるため、長手方向の捩じり角度が90°より小さい場合でも、中心軸を含む平面には、どの向きの平面にも必ず強軸が含まれることになる。
従って、図1(b)の補強H型鋼20は、どの半径方向に対しても強い座屈強度及び曲げ強度を有している。
In this column body, as shown in FIG. 2 (b), the weak axis direction y of the H-shaped steel is reinforced by the reinforcing
Accordingly, the reinforced H-shaped
また、図6に示すように、補強H型鋼20の捩じれ角度が90°より小さくても、フランジ12,13、15、17のそれぞれが、B方向の力に対して摩擦による抗力を発揮する実効面積を持つことになるため、総合した実効面積は、図1(a)のH型鋼10と同程度である。従って、この補強H型鋼20の周辺地盤に対する摩擦力は大きく、周辺地盤の相対移動を効果的に抑止することができる。
In addition, as shown in FIG. 6, even if the twist angle of the reinforced H-shaped
また、図3(a)は、捩じれを持つH型鋼10を鋼管30の内部に配置し、鋼管30とH型鋼10との隙間を充填材40で埋めた鋼管柱を示し、また、図3(b)は、捩じれを持つ補強H型鋼20を鋼管30の内部に配置して、その隙間を充填材40で埋めた鋼管柱を示している。
これらの鋼管柱は、外形的には従来の鋼管柱と変わりがないが、捩じれたH型鋼10や捩じれた補強H型鋼20を内蔵しているため、従来のものに比べて非常に高い強度を有している。従って、これらの鋼管柱は、強度を必要とする場所に使われている従来の鋼管柱に代わって、用いることができる。
FIG. 3A shows a steel pipe column in which an H-shaped
Although these steel pipe columns are not different from conventional steel pipe columns in appearance, they contain a twisted H-shaped
例えば、地滑りや落石の虞がある傾斜地に建設する防災用障壁の基礎杭や柱として用いることができ、また、複数本を柱列状に建て込み、土留めの壁を構築するために用いることができる。また、鋼管内にコンクリートを充填したCFT(Concrete Filled steel Tube)柱に代わって、高層建築物やスポーツ施設等の大空間を支え、あるいは、高架道路や高架鉄道、橋梁等の重量物を支持するために用いることができる。
これらの鋼管柱は、設置現場に鋼管を配置して、その中にH型鋼10や補強H型鋼20を収容した後、コンクリート等の充填材を充填して形成され、あるいは、配置した鋼管の中に、先にスラリー状の充填材を入れ、次いで、鋼管内にH型鋼10や補強H型鋼20を収容して形成される。
この鋼管柱では、H型鋼10や補強H型鋼20の型鋼が捩じれているため、充填材との摩擦力が増大し、型鋼と充填材とが鋼管内で安定的に保持される。その結果、捩じれによる型鋼の強度の増加とも相俟って、鋼管柱の強度は大幅に改善される。
For example, it can be used as foundation piles or pillars for disaster prevention barriers built on slopes where there is a risk of landslides or falling rocks, and it can be used to build earth retaining walls by building multiple columns in a column. Can do. Also, instead of CFT (Concrete Filled steel Tube) columns filled with concrete in steel pipes, they support large spaces such as high-rise buildings and sports facilities, or support heavy objects such as elevated roads, elevated railways, and bridges. Can be used for
These steel pipe columns are formed by placing a steel pipe at an installation site, housing the H-shaped
In this steel pipe column, since the mold steels of the H-shaped
なお、ここでは、円筒形の鋼管30を示しているが、鋼管の形状は、角型やその他の異形であっても良い。
また、充填材には、セメントミルク、モルタル、合成樹脂等のグラウト(grout)を用いることも可能である。
In addition, although the
In addition, grout such as cement milk, mortar, and synthetic resin can be used as the filler.
本考案の柱体構造は、土木工事に用いる杭や、重量物を支える支柱、建築物の柱等に広く適用することができ、それらの柱体の強度を高めることができる。 The column structure of the present invention can be widely applied to piles used for civil engineering work, struts supporting heavy objects, building columns, and the like, and the strength of those columns can be increased.
10 H型鋼
11 ウエブ
12 フランジ
13 フランジ
14 ウエブ
15 フランジ
16 ウエブ
17 フランジ
20 補強H型鋼
30 鋼管
40 充填材
121 スパイラル状端縁
131 スパイラル状端縁
151 直線状端縁
10 H-shaped steel 11
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007003239U JP3133649U (en) | 2007-05-07 | 2007-05-07 | Column structure |
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JP2007003239U JP3133649U (en) | 2007-05-07 | 2007-05-07 | Column structure |
Publications (1)
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JP3133649U true JP3133649U (en) | 2007-07-19 |
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ID=43284301
Family Applications (1)
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JP2007003239U Expired - Lifetime JP3133649U (en) | 2007-05-07 | 2007-05-07 | Column structure |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3133649U (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200445662Y1 (en) * | 2007-07-23 | 2009-08-24 | 대한주택공사 | A cast-in place pile using multi-piled up H-beam strengthen directional faults |
KR102263651B1 (en) * | 2020-10-21 | 2021-06-10 | (주)명원알앤디 | Handrail for perdetrain protection having two-dimensional infomation code |
KR102263642B1 (en) * | 2020-10-21 | 2021-06-10 | (주)명원알앤디 | Handrail for perdetrain protection |
-
2007
- 2007-05-07 JP JP2007003239U patent/JP3133649U/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
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KR200445662Y1 (en) * | 2007-07-23 | 2009-08-24 | 대한주택공사 | A cast-in place pile using multi-piled up H-beam strengthen directional faults |
KR102263651B1 (en) * | 2020-10-21 | 2021-06-10 | (주)명원알앤디 | Handrail for perdetrain protection having two-dimensional infomation code |
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