JP3458109B1 - ハット型鋼矢板 - Google Patents
ハット型鋼矢板Info
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Abstract
性に優れたハット型鋼矢板を提供すること。 【解決手段】 ハット型鋼矢板において、壁幅1m当た
りの単位重量(w)と断面二次モーメント(I)の関係
が下記(1)式を満足し、かつ、有効幅(B)とフラン
ジ幅(Bf)の関係が下記(2)式を満足することを特
徴とするハット型鋼矢板。 w<I/(470)+80 ・・・・・・・・・・
(1) Bf<0.0005(B)2−0.05(B) ・・・
・(2)
Description
築分野における地下土留め、基礎構造および港湾、河川
における護岸、さらには地中における止水壁に用いる鋼
製部材としての鋼矢板に係り、特に、熱間圧延により製
造されるハット型形状の鋼矢板に関するものである。
れるようなU型鋼矢板が用いられる。U型鋼矢板は一般的
に有効幅600mmのものが用いられるが、使用される
構造物に応じて必要な断面二次モーメントに対応する鋼
矢板を選択する必要が生じるため、断面二次モーメント
が異なる複数種のU型鋼矢板が存在する。一方、特許第
2689794号公報に開示されている鋼矢板がある。
この鋼矢板は、通常ハット型鋼矢板として分類されてい
るが、図9に示されるように、継手が壁面の端部に位置
するために継手効率の低減が不要であるという特徴を有
している。
存のハット型鋼矢板とを、横軸に壁幅1m当たりの単位
重量(w:kg/m2)、縦軸に断面二次モーメント
(I:cm4/m)として比較したものが図2である。
図2においてはU型鋼矢板の継手効率を0.8として図
示している。図2から、既存のハット型鋼矢板はU型鋼
矢板と比較し、断面二次モーメント(I)当たりの単位
重量(w)が重いため不経済である。
型鋼矢板の寸法は、有効幅が600mm、高さが200
mm、フランジ幅が約260mm、フランジ厚13mm
である。この既存のハット型鋼矢板を打設又は引抜き施
工方法として特開平11−336076号公報には、図
10に示されるように既存のハット型鋼矢板をバイブロ
ハンマーにより行う際、バイブロハンマーのチャックで
ハット型鋼矢板のアーム部を把持する発明が開示されて
いる。これは、既存のハット型鋼矢板のフランジ幅が2
60mmと狭く、通常のバイブロハンマーでの施工が困
難であるため、特殊なバイブロハンマーを使用するもの
であり、施工費用が高価なものとなる。
題を解決した経済性の高いハット型鋼矢板を提供するこ
とを目的とする。
を解決するために、ハット型鋼矢板において、壁幅1m
当たりの単位重量(w:kg/m2)と断面二次モーメ
ント(I:cm4/m)の関係が下記(1)式を満足し、
かつ、有効幅(B:mm)とフランジ幅(Bf:mm)
の関係が下記(2)式を満足することを特徴とする。 w<I/(470)+80 ・・・・・・・・・・(1) Bf<0.0005(B)2−0.05(B) ・・・・(2)
板において、有効幅(B)が810mm以上であり、か
つフランジ部の幅厚比が座屈応力度の低減が不要な幅厚
比を有していることを特徴とする。
ト型鋼矢板において、フランジ部の幅厚比が32.4以
下であることを特徴とする。
鋼矢板1は中央のフランジ部2と、フランジ部2の両端
から斜め方向に伸びるウェブ部3と、ウェブ部3から横
方向にフランジ部2と平行に伸びるアーム部4と、アー
ム部4の端部に形成される継手部5により構成される。
ハット型鋼矢板の壁幅1m当たりの単位重量(w)と断
面二次モーメント(I)を示す図2からみて、ハット型
鋼矢板の経済性を少なくともU型鋼矢板以上とするため
には、図2のU型鋼矢板の場合の直線の左側に位置させ
るということである。図2からみて、既存のU型鋼矢板
の単位重量(w)と断面二次モーメント(I)との関係
は線形関係にあり、次の式が成立する。 I=470w−38000 したがって、少なくとも既存のU型鋼矢板より経済的に
すぐれたハット型鋼矢板を提供するためには、次の
(1)式を満足すればよい。 w<I/(470)+80 ・・・(1)
てハット型鋼矢板の単位重量を確保するためには、 (1)有効幅(B)を大きくする。 (2)断面高さ(H)を低くする。 (3)板厚(t)を薄くする。 という方法が考えられる。しかし、前記(2)(3)の
方法では単位重量(w)の減少よりも断面二次モーメン
ト(I)の減少に大きく影響するため効果的でない。ま
た、ハット型鋼矢板の板厚を薄くすることは圧延能力の
制約を受けるため、(1)の有効幅を大きくすることが
最も効果的な方法である。
だけ低くしつつ、(1)式を満足するように、有効幅
(B)及び各部の形状の検討を行なった。その結果、断
面二次モーメント(I)を確保してハット型鋼矢板の単
位重量(w)を軽減するためには、有効幅(B)を広く
する場合に、フランジ幅(Bf)を有効幅(B)の所定
割合以下に抑えることが効果的であることが判明した。
図3は横軸にハット型鋼矢板の有効幅(B)、縦軸にフ
ランジ幅(Bf)/有効幅(B)との関係を示したもの
である。この関係は、断面二次モーメント(I)が異な
るハット型鋼矢板でもほぼ直線関係にある。すなわち、
所定の有効幅(B)に対して、単位重量(w)を軽減す
るためには、次の(2)式を満足することにより達成さ
れる。 Bf<0.0005(B)2−0.05(B) ・・・・・(2)
ーのチャッキングのサイズは200〜250mmであ
り、チャッキングの余裕代を考慮するとフランジ幅(B
f)は最低290mm必要である。既存のハット型鋼矢
板はフランジ幅(Bf)が260mmしかないため、バ
イブロハンマーでフランジ部をチャッキングして施工が
できない。したがって、特開平11−336076号公
報に開示されているように、アーム部をチャッキングす
る特殊な装置によって打ち込み、引き抜く施工を行なっ
ている。これは、ハット型鋼矢板の有効幅が600mm
と小さいためである。したがって、図4に示されるよう
に通常のバイブロハンマーを用いて、フランジ部をチャ
ッキングして施工するためにはフランジ幅(Bf)が2
90mm以上となり、かつ式(2)を満足するために
は、有効幅(B)は、810mm以上である必要があ
る。
ることは圧延製造設備の制約上、不可能である。また、
有効幅(B)およびフランジ幅(Bf)が広くなり、フ
ランジ部の幅厚比が大きくなると、局部座屈が発生する
おそれがある。すなわち、ハット型鋼矢板打設時の施工
荷重により局部座屈が生じると打設不能に陥る。また、
ハット型鋼矢板を土留め壁として使用中に局部座屈が生
じると、土留め壁の崩壊につながるおそれがある。一
方、局部座屈をさけるための設計として、必要以上の大
きなハット型鋼矢板を用いることにより発生応力度を低
く抑えることも可能であるが、極めて不経済な構造物と
なる。
8の表−3.2.2両縁支持板の局部座屈に対する許容
応力度には、鋼種がSM490Yの場合、局部座屈によ
る許容応力度の低減を行なわない幅厚比が32.4であ
ることが示されており、この幅厚比以下であれば、局部
座屈が発生しないため、耐力と変形性能に優れているこ
とになる。
実施形態のハット型鋼矢板は、有効幅(B)が900m
m、フランジ幅(Bf)が290mm、フランジ厚
(t)が11mm、断面高さ(H)が230mm、断面
二次モーメントが約10,000cm4/m、単位重量
(w)が約94kg/m2である。これを(2)式で計
算すると、 10000/(470)+80=101>単位重量
(w)=94 となり、(2)式を満足し、 幅厚比=290/11=26.4<32.4 となり、幅厚比も満足する。
の実施形態のハット型鋼矢板は、有効幅(B)が900
mm、フランジ幅(Bf)が340mm、フランジ厚
(t)が13mm、断面高さ(H)が300mm、断面
二次モーメントが約25,000cm4/m、単位重量
(w)が約124kg/m2である。これを(2)式で
計算すると、 25000/(470)+80=133>単位重量
(w)=124 となり、(2)式を満足し、 幅厚比=340/13=26.1<32.4 となり、幅厚比も満足する。ここで説明に用いた実施例
では、鍵型継手の例を示したが、二重爪型や柄爪型継手
でもよく、継手形状を限定するものではない。
及びハット型鋼矢板と比較し、広幅で経済性にすぐれた
ハット型鋼矢板を提供可能とする。また、本発明のハッ
ト型鋼矢板はフランジ幅が広いのでフランジ部をチャッ
キングしたバイブロハンマー施工が容易となり、特殊な
機械を必要としない。本発明の構成により、鋼材の許容
応力度の低減が不要であり、かつ塑性変形性能に優れて
いる。
係を示す図。
を示す図。
ジ部をチャッキングした打設を示す図。
図。
す図。
のアーム部をチャッキングした打設を示す図。
Claims (3)
- 【請求項1】 ハット型鋼矢板において、壁幅1m当た
りの単位重量(w)と断面二次モーメント(I)の関係
が下記(1)式を満足し、かつ、有効幅(B)とフラン
ジ幅(Bf)の関係が下記(2)式を満足することを特
徴とするハット型鋼矢板。 w<I/(470)+80 ・・・・・・・・・・(1) Bf<0.0005(B)2−0.05(B) ・・・・(2) - 【請求項2】 有効幅(B)が810mm以上であり、
かつフランジ部の幅厚比が座屈応力度の低減が不要な幅
厚比を有していることを特徴とする請求項1に記載のハ
ット型鋼矢板。 - 【請求項3】 フランジ部の幅厚比が32.4以下であ
ることを特徴とする請求項1又は2に記載のハット型鋼
矢板。
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Cited By (1)
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-
2002
- 2002-11-15 JP JP2002331761A patent/JP3458109B1/ja not_active Expired - Lifetime
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