JP4441731B2 - Synthetic underground wall - Google Patents
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Description
本発明は、鋼材とコンクリートとをスタッドにより一体化して形成された合成地下壁に関する。 The present invention relates to a synthetic underground wall formed by integrating steel and concrete with studs .
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
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。
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
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
上記事情に鑑み、本発明の合成地下壁は、柱列式地下壁の芯材である鉄骨の表面に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ものであって、前記スタッドは、その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。上記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, in the synthetic underground wall of the present invention , studs are implanted on the surface of the steel frame that 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. Thus, the columnar underground wall and the reinforced concrete wall are integrated via the stud, and the stud has a base end joined to the steel surface and a concrete end at the base end. An unbonded part with a smooth peripheral surface is formed to alleviate the adhesive force to the surface, and the entire peripheral surface excluding the unbonded part is formed with protrusions to strengthen the adhesive force to concrete. is there. As said stud, while forming a deformed bar as a raw material, it is good to form an unbond part by coat | covering the protrusion currently formed in the base end part peripheral surface with a coating | covering material.
本発明の合成地下壁において柱列式地下壁と鉄筋コンクリート壁とを一体化しているスタッドは、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。すなわち本発明の合成地下壁におけるスタッドは、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。 In the synthetic basement wall according to the present invention, the stud in which the columnar basement wall and the reinforced concrete wall are integrated is formed with a protrusion on the peripheral surface for enhancing the adhesion to concrete as in the case of a conventional deformed reinforced stud. Therefore, the integrated strength of steel and concrete can be sufficiently increased, but the unbonded portion is formed at the base end of the stud, where the adhesion to concrete is relaxed. It is effectively prevented that shear stress concentrates on the base end portion and breaks at an early stage like a general deformed reinforcing steel stud, thereby having excellent deformation performance. That is, the stud in the synthetic underground wall 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、本発明の合成地下壁におけるスタッドは、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。 Moreover, the stud in the synthetic underground wall of the present invention can be easily and inexpensively manufactured simply by coating the tip of the deformed reinforcing bar with a covering material and forming an unbonded portion.
そして、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。 And since the synthetic underground wall of this invention integrates the columnar underground wall and the reinforced concrete wall with the above-mentioned stud, the columnar underground wall and the reinforced concrete wall are surely 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合成地下壁とそれに用いるスタッドについて図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 synthetic underground wall and a stud used therefor 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
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
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
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
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
このように上記のスタッド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。
As described above, the
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
また、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
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、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
なお、本発明の合成地下壁は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とともに、そのスタッドとして、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を用いる限りにおいて、各部の具体的な構成は任意である。 The synthetic underground wall of the present invention uses a stud to integrate the columnar underground wall and the reinforced concrete wall, and as the stud, the base end is joined to the steel surface and the base end is attached to the concrete. As long as an unbonded part with a smooth peripheral surface is formed in order to relieve the adhesive force, and the entire peripheral surface excluding the unbonded part is provided with protrusions to reinforce the adhesion to concrete in the specific configuration of each part is optional.
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
Claims (2)
前記スタッドは、その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合成地下壁。 A 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. Is a synthetic underground wall in which a reinforced concrete wall is integrated,
The stud is joined to the steel surface at the base end, and an unbonded portion having a smooth peripheral surface is formed at the base end portion to alleviate adhesion to concrete, and the unbonded portion is excluded. A synthetic underground wall characterized in that a protrusion for reinforcing adhesion to concrete is formed on the entire peripheral surface .
前記スタッドは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合成地下壁。 The synthetic underground wall according to claim 1,
A synthetic underground wall, wherein the stud is formed of a deformed reinforcing bar, and an unbonded portion is formed by covering a projection formed on a peripheral surface of the base end with a covering material .
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