JP5114741B2 - Hat-shaped steel sheet pile - Google Patents
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Description
本発明は、鋼矢板に関するもので、土木建築分野における土留め壁、基礎構造、港湾河川の護岸・岸壁、さらには止水壁に用いる構造部材としてのハット形鋼矢板において、特に鋼矢板の変形を抑制し、断面性能並びに経済性を確保する上で好適なハット形鋼矢板に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a steel sheet pile, and in a hat-shaped steel sheet pile as a structural member used for earth retaining walls, foundation structures, harbor river revetments and quay walls, and still water walls in the field of civil engineering and construction, particularly deformation of steel sheet piles. It is related with a hat-shaped steel sheet pile suitable for ensuring cross-sectional performance and economical efficiency.
土木建築分野における土留め壁、基礎構造、港湾河川の護岸・岸壁、さらには止水壁に用いる構造部材として用いられる鋼矢板は、その幅方向の両端部に継手が設けられており、隣接する鋼矢板の継手を互いに嵌合させて地盤に打設することによって壁面を形成する。 Steel sheet piles used as structural members used for earth retaining walls, foundation structures, harbor river revetments and quay walls in the civil engineering and construction field, and water barrier walls are provided with joints at both ends in the width direction. Wall surfaces are formed by fitting steel sheet pile joints to each other and driving them into the ground.
このような鋼矢板において、例えば特許文献１における図２に開示される非対称Ｕ型鋼矢板は、耐力を維持しつつ、鋼矢板の打設回数を軽減することを目的として案出されたものであり、矢板壁に用いる横断面形状がＵ形の鋼矢板であって、その継手の形状が左右非対称で、横断面形状を同一方向にそろえて直線状に結合して矢板壁の構成が可能であることを特徴とした技術である。
In such a steel sheet pile, for example, the asymmetric U-shaped steel sheet pile disclosed in FIG. 2 in
また、特許文献２における図１に開示されているハット形鋼矢板は、従来のU型鋼矢板及びハット型鋼矢板と比較して広幅で経済性に優れたハット形鋼矢板を提供することを目的とし、壁幅１ｍ当りの単位重量（ｗ）と、断面二次モーメント（I）の関係を所定範囲に調整することにより、断面性能を確保しつつ、単位重量の小さい経済性を向上させたものである。 The hat-shaped steel sheet pile disclosed in FIG. 1 in Patent Document 2 is intended to provide a hat-shaped steel sheet pile that is wider and more economical than conventional U-type steel sheet piles and hat-type steel sheet piles. By adjusting the relationship between the unit weight (w) per 1 m of wall width and the secondary moment of inertia (I) to a predetermined range, the economic efficiency of small unit weight is improved while ensuring the cross-sectional performance. is there.
また特許文献３における図１に開示されている加熱圧延Z型のシートパイルは、シートパイルの比断面係数が減少し、ロールスタンドの幅の拡張を必要とすることなく、高熱圧延ｚ型シートパイルの断面係数を大きく増加させるため、ウェブの傾斜角を規定するとともに、ウェブの平坦面を延長した仮想平面について突出させた延長部を形成させている。 Further, the hot-rolled Z-type sheet pile disclosed in FIG. 1 in Patent Document 3 has a reduced specific section modulus of the sheet pile, and does not require an increase in the width of the roll stand. In order to greatly increase the section modulus, an inclination angle of the web is defined, and an extension portion is formed that protrudes from a virtual plane obtained by extending the flat surface of the web.
更に特許文献４における図１の開示技術では、フランジとウェブとの接続部において限定される凹状の角部について板厚を増加させることにより、シートパイルの打ち込み抵抗を低減させる技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１に開示される非対称Ｕ型鋼矢板は、Ｕ型鋼矢板よりも鋼重が重く、その経済性は低い傾向にある。また一般的に有効幅が６００mmのものが使用され、特許文献２に開示されるハット形鋼矢板の有効幅は、９００mmであるため、特許文献２に開示されるハット形鋼矢板に比べ、施工枚数が増えることにより、工事期間も増える傾向にある。
However, the asymmetrical U-shaped steel sheet pile disclosed in
また、特許文献２に開示されるハット形鋼矢板は、断面性能を確保しつつ経済性に優れた鋼矢板であるが、施工を大多数回行った場合等において、鋼矢板の一部に変形が生じてしまうという問題点がある。具体的には、打設と引抜きを大多数回も繰り返し実施し、或いは硬質な地盤に打設し、もしくは矢板長が２０ｍを超える長尺な鋼矢板を打設等する場合、鋼矢板に、アーム部が変形するといった隅角部を中心とした曲げ変形が生じる傾向にあり、その後再打設するためには、鋼矢板の補修等が必要となる可能性を有する。上記の知見は、課題の分析ならびに課題に係る原因等の評価・対策の検討等を行うため、実地盤を対象とした繰り返し打設性能について検討し、断面形状を精査するとともに、数値解析による検討を行った結果、確認したものである。 In addition, the hat-shaped steel sheet pile disclosed in Patent Document 2 is a steel sheet pile excellent in economic efficiency while ensuring cross-sectional performance, but is deformed into a part of the steel sheet pile in the case where construction is performed a majority of times. There is a problem that it will occur. Specifically, when placing and pulling out a large number of times repeatedly, or placing on a hard ground, or placing a long steel sheet pile with a sheet pile length exceeding 20 m, etc., There is a tendency that bending deformation centering on the corner portion such as the arm portion is deformed, and there is a possibility that repair of the steel sheet pile or the like is required for re-placement. In order to analyze the issues and evaluate the causes of the issues and examine the countermeasures, the above findings will examine the repeated placement performance for the actual ground, examine the cross-sectional shape, and study by numerical analysis It was confirmed as a result of performing.
また、特許文献３に開示されているＺ型シートパイルは、フランジに突出した延長部分を設けたものであるが、ハット形鋼矢板の保管時にこれを積み重ねた場合、継手同士が接触し鋼矢板の変形が生じてしまうという問題点がある。 Moreover, although the Z-type sheet pile currently disclosed by patent document 3 is provided with the extension part which protruded to the flange, when this is piled up at the time of storage of a hat-shaped steel sheet pile, joints will contact and a steel sheet pile There is a problem that the deformation of.
また、特許文献４に開示されるＵ字型シートパイルは、フランジ/ウェブ接続部に限定し、隅角部を形成する凸面状の角部の曲率半径が２５ｍｍ以下であり、凹状の角部の曲率半径が少なくとも７５ｍｍであるシートパイルであるが、両半径の差が５０mm以上となると、隅角部の板厚が増加することにより、経済性が低下する傾向にある。例えば両半径の差が５０mmの場合、隅角部の板厚は差がないものと比べ、４割〜６割程度に増加する。特にフランジ部とアーム部のなす角度が70°以上に大きい場合、その傾向が大きくなる。 Further, the U-shaped sheet pile disclosed in Patent Document 4 is limited to the flange / web connecting portion, and the curvature radius of the convex corner portion forming the corner portion is 25 mm or less, and the concave corner portion The sheet pile has a radius of curvature of at least 75 mm. However, if the difference between the two radii is 50 mm or more, the plate thickness at the corner increases and the economy tends to decrease. For example, when the difference between both radii is 50 mm, the plate thickness at the corner increases to about 40% to 60% compared to the case where there is no difference. In particular, when the angle formed by the flange portion and the arm portion is larger than 70 °, the tendency is increased.
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、施工を多数回行う場合においても鋼矢板の変形を抑制可能であり、断面性能にも優れ、さらには経済性にも優れたハット形鋼矢板を提供することにある。 Therefore, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to suppress the deformation of the steel sheet pile even when the construction is performed many times, and also to the cross-sectional performance. An object of the present invention is to provide a hat-shaped steel sheet pile excellent in cost effectiveness.
請求項１に記載の発明は、ウェブ部の両端に一対のフランジ部が連設され、上記フランジ部の他端にアーム部が連設されていると共に、そのアーム部の先端部に継手部を設けた断面ハット型形状であり、熱間圧延加工により製造されるハット形鋼矢板において、上記アーム部の幅（ba）と、当該ハット形鋼矢板の高さ(h)との関係が(1)式を満足し、上記アーム部の幅（ba：mm）と上記アーム部の板厚 (ta：mm)との関係が(2)式を満足することを特徴とするハット形鋼矢板。
ba/h＜0.247 ・・・ （1）
0.065＜ba 2 /ta 3 ＜1.8 (1/mm) ・・・ （2）
According to the first aspect of the present invention, a pair of flange portions are continuously provided at both ends of the web portion, an arm portion is continuously provided at the other end of the flange portion, and a joint portion is provided at a distal end portion of the arm portion. In a hat-shaped steel sheet pile having a cross-sectional hat shape provided and manufactured by hot rolling, the relationship between the width (ba) of the arm part and the height (h) of the hat-shaped steel sheet pile is (1 ), And the relationship between the width of the arm part (ba: mm) and the thickness of the arm part (ta: mm) satisfies the expression (2) .
ba / h <0.247 (1)
0.065 <ba 2 / ta 3 <1.8 (1 / mm) (2)
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記ウェブ部と上記フランジ部との連設部に位置する第１隅角部、及び／又は上記アーム部と上記フランジ部との連設部に位置する第２隅角部において、板厚を増加させた間隔保持部が形成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the invention according to
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、上記第１隅角部並びに上記第２隅角部は、上記フランジ部の板厚が8mm以上である場合において、上記第１隅角部並びに上記第２隅角部の隅角凹部を形成する曲率半径と、その隅角凸部を形成する曲率半径との差が50ｍｍ未満の範囲において、その板厚を増加させてなることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the first corner portion and the second corner portion may be configured so that the first corner portion has a thickness of 8 mm or more when the thickness of the flange portion is 8 mm or more. The plate thickness is increased within a range where the difference between the radius of curvature forming the corner recess and the corner recess of the second corner and the radius of curvature forming the corner protrusion is less than 50 mm. It is characterized by.
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうち何れか１項記載の発明において、ハット形鋼矢板１枚の幅が７００ｍｍ以上である場合において、上記ハット形鋼矢板1枚当たりの弱軸方向の断面剛性(I)と上記継手部１個における弱軸方向の断面剛性(Ij) ならびに継手部の板厚(tj)との関係が（3）式を満足することを特徴とする。
Ij/I×tj3＞0.0345% ・・・ (3)
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of
Ij / I × tj 3 > 0.0345% (3)
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のうち何れか１項記載の発明において、ハット形鋼矢板１枚の幅が７００ｍｍ以上である場合において、上記ハット形鋼矢板1枚の幅bと上記継手部の板厚tjとの関係が（4）式を満足することを特徴とする。
tj/b > 0.9 % ・・・ (4)
The invention according to claim 5 is the invention according to any one of
tj / b> 0.9% (4)
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のうち何れか１項記載の発明において、上記継手部は、凹部の先端に形成された鉤爪と、上記凹部とアーム部との間に突出された凸部とを有し、上記凸部に繋がる凹部内面が、上記鉤爪の上端以上まで平面状に立ち上げられ、上記平面状の凹部内面の上端から上記凸部を形成する曲面が開始され、上記凸部は、アーム部表面を伸張した仮想平面に対する、高さ（hj）、幅（bj）と、当該仮想平面以上の断面積（A）との関係が (5)式を満足することを特徴とする。
bj×hj×0.04 ＜ A ・・・ (5)
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of
bj × hj × 0.04 <A (5)
上述した構成からなる本発明では、ウェブ部の両端に一対のフランジ部が連設され、フランジ部の他端にアーム部が連設されていると共に、そのアーム部の先端部に継手部を設けた断面ハット型形状とし、アーム部１３の幅（ba）と、ハット形鋼矢板１の高さ(h)との関係が(1)式を満足するように設定されていることにより、アーム部の幅を小さくすることによるアーム部の変形の抑制を実現することができる。また、正規化たわみ量を１５％以上減少させることができるということは、逆に耐力を２割程度以上に大きくすることが可能となることを意味するものであることから、土中へ打設を行う上でより大きな外力が負荷された場合においても、これに抵抗することが可能となる。また本発明は、(1)式で規定する条件を満たすようにサイズをコントロールすればよいことから、比較的安価で実現することができ、経済性にも優れている。
In the present invention having the above-described configuration, a pair of flange portions are continuously provided at both ends of the web portion, an arm portion is continuously provided at the other end of the flange portion, and a joint portion is provided at the distal end portion of the arm portion. The cross section is hat-shaped, and the relationship between the width (ba) of the
以下、本発明を実施するための最良の形態として、土木建築分野における土留め壁、基礎構造、港湾河川の護岸・岸壁、さらには止水壁に用いる構造部材として用いられるハット形鋼矢板について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, as the best mode for carrying out the present invention, a retaining wall in the field of civil engineering and construction, foundation structures, revetments and quay walls of harbor rivers, and further about a hat-shaped steel sheet pile used as a structural member used for a water blocking wall, This will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明を適用したハット形鋼矢板１を示している。ハット形鋼矢板１は、互いに連結することにより地中連続壁体を構成するものであって、ウェブ部１１の両側に図中内側に向かって傾斜するようにフランジ部１２が一体に設けられ、そのフランジ部１２の先端からウェブ部１１に平行にアーム部１３が設けられ、更にそのアーム部１３の先端部に継手部１４が設けられている。この左右の継手部１４のうち、一方の継手部１４と、他方の継手部１４は、互いに点対称の形状となるように調整されている。この継手部１４は、隣接する他のハット形鋼矢板における継手部１４と互いに嵌合可能な形状で成形されており、特に嵌合時において継手部１４が相互に離脱しないようにかん合強度が高められている。また、ウェブ部１１とフランジ部１２との連設部には第１隅角部１６が形成されており、フランジ部１２とアーム部１３との連設部には第２隅角部１７が形成されている。
FIG. 1 shows a hat-shaped
このような構成からなる、本発明を適用したハット形鋼矢板では、更に以下のアプローチに基づいて形状を最適化している。 In the hat-shaped steel sheet pile to which the present invention is applied having such a configuration, the shape is further optimized based on the following approach.
ハット形鋼矢板において打設時や引抜時等において、生じえる変形パターンは、ウェブ部とフランジ部３２との連設部としての第１隅角部１６、フランジ部３２とアーム部３３との連設部としての第２隅角部３７における曲げ等の変形である。図２は、このうち、第２隅角部３７に生じた曲げ変形を示しており、図中点線が変形後の形態を示している。このような第１隅角部３６、第２隅角部３７における曲げ変形が生じると鋼矢板の断面形状そのものが変化してしまう。
Deformation patterns that can occur when the hat-shaped steel sheet pile is placed or pulled out are the
この第１隅角部、第２隅角部３７における曲げ変形は、ハット形鋼矢板の打設時や引抜時において最も発生する可能性が高い。その理由として、隣接する他のハット形鋼矢板との間で継手同士を係合させた状態で土中へ打設していくことから、鋼矢板自体に土中から或いは他の継手を介して外力が加わるためである。さらに打設や引抜きを繰り返すことより、曲げ変形が生じる可能性が高くなる特徴を有する。
The bending deformation at the first corner portion and the
この鋼矢板自体に加わる外力の詳細としては、単純化すると、１）継手３４に生じる鉛直方向、即ち面外方向の集中荷重と、２）継手３４に生じる水平方向、即ち面内方向の集中荷重が考えられる。 The details of the external force applied to the steel sheet pile itself are as follows. 1) Concentrated load in the vertical direction, that is, out-of-plane direction generated in the joint 34, and 2) Concentrated load in the horizontal direction, that is, in-plane direction, generated in the joint 34. Can be considered.
図３(a)は、１）の鉛直方向の集中荷重による鋼矢板の変形形態を、また図３(b)は、２）の水平方向の集中荷重による鋼矢板の変形形態を、簡略化し、それぞれ骨組みモデルを用いて示している。 3 (a) simplifies the steel sheet pile deformation due to the concentrated load in the vertical direction of 1), and FIG. 3 (b) simplifies the deformation form of the steel sheet pile due to the concentrated load in the horizontal direction of 2). Each is shown using a skeleton model.
図３(a)に関しては、鋼矢板の打設時や引抜時に生じる打設機械の面外方向への偏心等により、鋼矢板が前傾又は後傾した際に生じるものと予測される。継手部３４の一端側を固定し、他端側の継手部３４に鉛直上向きの荷重Ｐｙを負荷すると、点線で示されるような形態に変形する。第１隅角部３６、第２隅角部３７は、それぞれ第１隅角部３６´、第２隅角部３７´となり、曲げ変形が生じることになる。
With respect to FIG. 3 (a), it is predicted that the steel sheet pile tilts forward or backward due to the eccentricity of the placing machine in the out-of-plane direction that occurs when the steel sheet pile is placed or pulled out. When one end side of the
図３(b)に関しては、鋼矢板をまっすぐに打設することができず、鋼矢板が打ち伸び、打ち縮みした際に生じるものと想定される。継手部３４の一端側を固定し、他端側の継手部３４に水平方向の荷重Ｐｘを負荷すると、点線で示されるような形態に変形する。第１隅角部３６、第２隅角部３７は、それぞれ第１隅角部３６´、第２隅角部３７´となり、曲げ変形が生じることになる。
With respect to FIG. 3 (b), it is assumed that the steel sheet pile cannot be driven straight, and occurs when the steel sheet pile is stretched and contracted. When one end side of the
図４は、保管時や輸送時において、鋼矢板を積み重ねた際に、上下の鋼矢板の継手部３４同士が接触するため、フランジ部やウェブ部に変形が生じる点を、骨組みモデルを用いて示したものである。継手部３４同士の接触により、図４の点線で示され鋼矢板のように第１隅角部３６、第２隅角部３７が変形する可能性を有する。
FIG. 4 shows that when the steel sheet piles are stacked during storage and transportation, the
これら変形を効果的に、しかも経済性を確保しつつ抑制するためには、アーム部３３の幅並びに第１隅角部３６、第２隅角部３７の断面剛性が重要なファクターとなる。
In order to suppress these deformations effectively and while ensuring economic efficiency, the width of the
ここでアーム部３３の幅をbaとし、アーム部３３の剛性をＥ・Ｉとする。Ｅはアーム部を構成する鋼材の弾性率であり、Ｉは、その断面２次モーメントである。このとき、図３(a)に示すように継手部３４に荷重Ｐｙが負荷されたとき、アーム部３３のみのたわみ最大量ymaxは、第２隅角部３７を固定端した片持ち梁と考えた場合、ymax＝Py・ba2/(3・E・I)で表される。即ち、baが小さくなるほど、またＥ・Ｉが大きくなるほど、アーム部３３のたわみは小さくなる。
Here, the width of the
同様に、水平方向の変形に対しては、鋼矢板の高さｈとし、継手部３４に水平方向の荷重Ｐｘが負荷された場合において、Ｐｘに起因する曲げモーメントM2が継手部３４に生じ、第２隅角部37を固定端した片持ち梁と考えた場合、ymax＝M2・ba2/(2・E・I)、ここでM2＝Px・hとして考え、baが小さくなるほど、またＥ・Ｉが大きくなるほど、アーム部３３のたわみは小さくなる。
Similarly, for the horizontal deformation, and the height h of the sheet pile, when the load Px in the horizontal direction in the
即ち、アーム部３３の幅を小さくすることにより、アーム部３３の変形を抑制することができ、連設部に相当する第１隅角部３６、第２隅角部３７の断面剛性を向上させることにより、アーム部３３や、かかる隅角部３６、３７の変形の抑制に寄与することになる。
That is, by reducing the width of the
なお、変形の抑制を図る上では、フランジ部やウェブ部の板厚も重要なファクターとなり得るが、これらを大きく設定し過ぎるとその影響範囲や鋼重が大きくなり、却って経済性を悪化させる要因ともなる。 In order to suppress deformation, the thickness of the flange part and web part can also be an important factor, but if they are set too large, the range of influence and steel weight will increase, and on the other hand, factors that deteriorate economic efficiency It also becomes.
なお、鋼矢板の変形には、上述した変形に加えて、フランジ部等においても変形が生じる場合があるが、本発明者らは、打設に係る検討や数値解析等により、そのフランジ部等における変形が相対的に小さいことを確認している。また、鋼矢板の土中への打設状況を踏まえると、鋼矢板は土中でアーム部３３や隅角部３６、３７、さらには一部のウェブ部やフランジ部により形成される屈曲した２面により拘束されることになるため、フランジ部のみが大きく変形することは想定しにくい。
In addition to the above-described deformation, the steel sheet pile may be deformed in the flange portion or the like. It is confirmed that the deformation at is relatively small. Further, in consideration of the state of placing the steel sheet pile into the soil, the steel sheet pile is bent 2 formed by the
以上のような知見から、本発明者らは、土中への打設時において変形を効果的に抑制可能とし、しかも経済性にも優れたハット形鋼矢板１を提供するために、以下に説明するように、各サイズの調整を図った。
From the above knowledge, the present inventors can effectively suppress deformation at the time of placing in the soil, and provide a hat-shaped
先ず、本発明を適用したハット形鋼矢板１は、図５に示すアーム部３３の幅（ba）と、当該ハット形鋼矢板１の高さ(h)との関係が(1)式を満足することを必須の構成要素としている。
ba/h＜0.247 ・・・ （1）
First, in the hat-shaped
ba / h <0.247 (1)
この(1)式の意味するところは、ハット形鋼矢板１の高さ(h)に対するアーム部３３の幅（ba）を所定範囲内に抑え込んだものである。換言すれば、アーム部３３の幅（ba）をハット形鋼矢板１の高さ(h)との関係において所定範囲内まで短く構成したものである。
The meaning of the expression (1) is that the width (ba) of the
また、この(1)式において、閾値を0.247としている理由について説明をする。 The reason why the threshold is set to 0.247 in the equation (1) will be described.
表１は、従来規格２５Ｈと１０Ｈ並びに、本発明例１、２の各寸法を示す。
Table 1 shows the dimensions of the
ここで有効幅ｂとは、図５に示すように一端側の継手部14の継手嵌合位置から他端側の継手部14の継手嵌合位置に至るまでの幅を示している。厚さｔは、ウェブ部１１、フランジ部１２、アーム部１３の板厚を示している。さらにアーム部３３の幅(ba)とは、第２隅角部１７の曲面の端部から継手部１４を形成する面の端部に至る、アーム部の長さを意味している。なお継手部１４を形成する面については、図５の実施例では曲面であるが、曲面であっても平面であってもいずれの形状であってもよい。また左右のアームについて、その幅が異なる場合は、短い方の幅を用いるものとする。一方、この表１において、鋼矢板の高さｈと、アーム部の幅baとの間で計算したba/hも示しておく。
Here, the effective width b indicates the width from the joint fitting position of the
図６は、このような従来規格２５Ｈと１０Ｈ並びに本発明例１、２について、ba/hを横軸に、たわみ量を縦軸に表したグラフである。因みにこのたわみ量は、従来規格２５Ｈにおけるたわみ量により正規化したものであり（以下、正規化たわみ量という。）、従来規格２５Ｈにおけるたわみ量を１としたときの比率として表している。
FIG. 6 is a graph showing ba / h on the horizontal axis and the amount of deflection on the vertical axis for the
この図６に示すように本発明例１、２のプロットは、従来規格２５Ｈ、１０Ｈと比較してba/hが低く、また正規化たわみ量が低い傾向が見られた。また、従来規格２５Ｈと１０Ｈ並びに本発明例１、２の各プロットを通じて、ba/hと正規化たわみ量との間で線形関係が見られた。これら各プロットを近似させた直線αを図中に示す。
As shown in FIG. 6, in the plots of Examples 1 and 2 of the present invention, there was a tendency that ba / h was low and normalized deflection amount was low as compared with the
なお、この図６において、上述した(1)式で規定するラインを追記しておく。この(1)式で規定するラインと直線αとの交点から、ba/hの範囲を(1)式で規定することにより、正規化たわみ量を１５％以上減少させることが可能となることが分かる。なお、本発明の更になる望ましい形態として、上述した(1)式における閾値を0.20まで絞り込んだ下記の（1）’式を適用するようにしてもよい。
ba/h ＜0.20 ・・・ （1）’
In FIG. 6, a line defined by the above-described equation (1) is added. By defining the range of ba / h with the equation (1) from the intersection of the line defined with the equation (1) and the straight line α, it is possible to reduce the normalized deflection amount by 15% or more. I understand. As a further desirable mode of the present invention, the following formula (1) ′ in which the threshold value in the above formula (1) is narrowed down to 0.20 may be applied.
ba / h <0.20 (1) '
この（1）’式で規定するラインを図６に示す。（1）’式で規定するラインと直線αとの交点から、ba/hの範囲を(1)’式で規定することにより、正規化たわみ量を３０％程度に減少させることが可能となることが分かる。 FIG. 6 shows lines defined by the equation (1) ′. (1) By defining the range of ba / h with the formula (1) 'from the intersection of the line defined with the formula' and the straight line α, the normalized deflection amount can be reduced to about 30%. I understand that.
このように、本発明を適用したるハット形鋼矢板１では、ウェブ部１１の両端に一対のフランジ部１２が連設され、フランジ部１２の他端にアーム部１３が連設されていると共に、そのアーム部１３の先端部に継手部１４を設けた断面ハット型形状とし、アーム部１３の幅（ba）と、ハット形鋼矢板１の高さ(h)との関係が(1)式を満足するように設定されていることにより、アーム部１３の幅を小さくすることによるアーム部１３の変形の抑制を実現することができる。また、正規化たわみ量を１５％以上減少させることができるということは、逆に耐力を２割程度以上に大きくすることが可能となることを意味するものであることから、土中へ打設を行う上でより大きな外力が負荷された場合においても、これに抵抗することが可能となる。また本発明は、(1)式で規定する条件を満たすようにサイズをコントロールすればよいことから、比較的安価で実現することができ、経済性にも優れている。
Thus, in the hat-shaped
なお、本実施例１は、従来規格の２５Ｈと比較して、正規化たわみ量を３割程度減少することができることに加え、経済性、製作性、構造性、打設性の観点からも優れているため、より好適な実施の形態である。
In addition to the fact that the normalized deflection amount can be reduced by about 30% compared to the
また、本発明例２は、従来規格の２５Ｈと比較して、正規化たわみ量を６割強減少することができ、構造性を追及した形態といえる。 In addition, the second example of the present invention can reduce the normalized deflection amount by more than 60% compared with 25H of the conventional standard, and can be said to be a form in which the structure is pursued.
なお、本発明では、製造容易性の観点や、打設時に使用する圧入機の把持部の径の関係から、ba/hの下限を0.1とすることが望ましい。また、ハット形鋼矢板１の高さ(h)は、２００ｍｍ以上、望ましくは２４０ｍｍ以上とするようにしてもよい。
In the present invention, it is desirable to set the lower limit of ba / h to 0.1 from the viewpoint of manufacturability and the relationship between the diameters of the gripping portions of the press-fitting machine used during placing. The height (h) of the hat-shaped
また、本発明を適用したハット形鋼矢板１は、図５に示すアーム部１３の幅（ba：mm）とアーム部１３の板厚 (ta：mm)との関係が(2)式を満足することを必須の構成要素としている。
Further, in the hat-shaped
ba2/ta3＜2.55(1/mm) ・・・ （2） ba 2 / ta 3 <2.55 (1 / mm) (2)
この(2)式において、閾値を2.55としている理由について説明をする。 The reason why the threshold is set to 2.55 in the equation (2) will be described.
表２は、従来規格２５Ｈと１０Ｈ並びに、本発明例３、４の各寸法を示す。
Table 2 shows the dimensions of the
図７は、このような従来規格２５Ｈと１０Ｈ並びに本発明例３、４について、ba2/ta3を横軸に、たわみ量を縦軸に表したグラフである。因みにこのたわみ量は、従来規格２５Ｈにおけるたわみ量により正規化した正規化たわみ量であり、従来規格２５Ｈにおけるたわみ量を１としたときの比率として表している。
FIG. 7 is a graph showing ba 2 / ta 3 on the horizontal axis and the amount of deflection on the vertical axis for the
この図７に示すように本発明例３、４のプロットは、従来規格２５Ｈ、１０Ｈと比較してba2/ta3が低く、また正規化たわみ量が低い傾向が見られた。また、従来規格２５Ｈと１０Ｈ並びに本発明例３、４の各プロットを通じて、ba2/ta3と正規化たわみ量との間で線形関係が見られた。これら各プロットを近似させた直線βを図中に示す。
As shown in FIG. 7, in the plots of Examples 3 and 4 of the present invention, there was a tendency that ba 2 / ta 3 was low and the normalized deflection amount was low as compared with the
なお、この図７において、上述した(2)式で規定するラインを追記しておく。この(2)式で規定するラインと直線βとの交点から、ba2/ta3の範囲を(2)式で規定することにより、正規化たわみ量を５％以上減少させることが可能となることが分かる。なお、本発明の更になる望ましい形態として、上述した(2)式における閾値を1.8まで絞り込んだ下記の（2）’式を適用するようにしてもよい。 In FIG. 7, a line defined by the above-described equation (2) is added. By defining the range of ba 2 / ta 3 from equation (2) from the intersection of the line defined by equation (2) and the straight line β, the normalized deflection can be reduced by 5% or more. I understand that. As a further desirable mode of the present invention, the following equation (2) ′ in which the threshold value in the above equation (2) is narrowed down to 1.8 may be applied.
ba2/ta3＜1.8 (1/mm) ・・・ （2）’ ba 2 / ta 3 <1.8 (1 / mm) (2) '
この（2）’式で規定するラインを図７に示す。（2）’式で規定するラインと直線βとの交点から、ba2/ta3の上限を(2)’式で規定することにより、正規化たわみ量を２０％以上減少させることが可能となることが分かる。 A line defined by the expression (2) ′ is shown in FIG. (2) By defining the upper limit of ba 2 / ta 3 with the formula (2) 'from the intersection of the line defined with the formula' and the straight line β, the normalized deflection can be reduced by 20% or more. I understand that
このように、本発明を適用したるハット形鋼矢板１では、ウェブ部１１の両端に一対のフランジ部１２が連設され、フランジ部１２の他端にアーム部１３が連設されていると共に、そのアーム部１３の先端部に継手部１４を設けた断面ハット型形状とし、アーム部１３の幅（ba：mm）と、アーム部１３の板厚 (ta：mm)との関係が(2)式を満足するように設定されていることにより、アーム部１３の変形の抑制を実現することができる。
Thus, in the hat-shaped
なお、本発明例３は、従来規格の２５Hと比較して、正規化たわみ量を２０%強減少することができることに加え、経済性、製作性、構造性、打設性の観点からも優れているため、より好適な実施の形態である。
In addition to the
また、本発明例４は、従来規格の１０Ｈと比較して、正規化たわみ量を７割強減少することができ、構造性を追及した形態といえる。
In addition, the invention example 4 can reduce the normalized deflection amount by more than 70% compared to the
なお、本発明では、製造容易性の観点並びに打設時に使用する圧入機の把持部の径の関係からから、ba2/ta3の下限を0.065としてもよい。またハット形鋼矢板１の高さ(h)は、２００ｍｍ以上、望ましくは２４０ｍｍ以上とするようにしてもよい。
In the present invention, the lower limit of ba 2 / ta 3 may be set to 0.065 from the viewpoint of manufacturability and the relationship between the diameters of the gripping portions of the press-fitting machine used for placing. Further, the height (h) of the hat-shaped
また本発明では、上記(1)の条件と上記(2)の条件とを組み合わせた形態として具体化されていてもよい。図８は、上記(1)の条件と上記(2)の条件とを組み合わせたハット形鋼矢板１の形態を示している。実線で描いた本発明に係るハット形鋼矢板１は、これとほぼ同一高さで構成される２５Ｈと比較して、アーム部１３の幅が狭くなっているのが分かる。また、本発明に係るハット形鋼矢板１は、２５Ｈと比較して、アーム部１３の幅が狭い分においてフランジ部１２における傾斜が緩やかになっている。
In the present invention, the present invention may be embodied as a combination of the above condition (1) and the above condition (2). FIG. 8 shows a form of the hat-shaped
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、第１隅角部１６及び／又は第２隅角部１７において、板厚を増加させた間隔保持部を形成させるようにしてもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and an interval holding portion with an increased plate thickness is formed in the
図９は、間隔保持部１８を第１隅角部１６の外側に形成させた例を示している。この間隔保持部１８は、ウェブ部１１やフランジ部１２等とは異なる部材を第１隅角部１６の外側に取り付けるようにしてもよいし、第１隅角部１６より外側の肉厚を厚く構成するようにしてもよい。
FIG. 9 shows an example in which the
このような間隔保持部１８を設けることによる作用効果について以下に説明する。
The operation effect by providing such a space | interval holding |
図１０(a),(b)は、このような間隔保持部１８が設けられたハット形鋼矢板１を上下に積み重ねた例を示している。因みに図１０(a)は、アーム部１３が下側になるように、また図１０(b)は、ウェブ部１１が下側になるように、ハット形鋼矢板１を互いに積み重ねた例である。
10 (a) and 10 (b) show an example in which the hat-shaped steel sheet piles 1 provided with such
図１０(a)のケースでは、下段のハット形鋼矢板１における間隔保持部１８が、その直上に積み上げられるハット形鋼矢板１に当接することになる。その結果、この直上に積み上げられる上段のハット形鋼矢板１は、下段のハット形鋼矢板１における間隔保持部１８による当接を介して固定され、その状態で静止することになる。その結果、上段のハット形鋼矢板１における継手部１４は、下段のハット形鋼矢板１における継手部１４と離間した状態で静止することになる。上下の継手部１４を互いに離間させて積み上げ可能な構成とすることにより、上段に積み上げられるハット形鋼矢板１が上下の継手部１４同士が接触することにより、アーム部やフランジ部が隅角部を基点に曲がったり、鋼矢板が傾いてしまうことを防止することが可能となる。
In the case of Fig.10 (a), the space | interval holding |
図１０(b)のケースでは、上段に積み上げられるハット形鋼矢板１における間隔保持部１８が、その直下に位置するハット形鋼矢板１に当接することになる。その結果、この直上に積み上げられる上段のハット形鋼矢板１は、その間隔保持部１８による当接を介して固定され、その状態で静止することになる。その結果、上段のハット形鋼矢板１における継手部１４は、下段のハット形鋼矢板１における継手部１４と離間した状態で静止することになる。
In the case of FIG.10 (b), the space | interval holding |
因みに、この間隔保持部１８は、ちょうどこの図１０(a)に示すように、上段のハット形鋼矢板１を積み上げた時において、上下の継手部１４が離間するように、そのサイズや形状等が予め調整されている必要がある。
Incidentally, as shown in FIG. 10 (a), the
図１１は、この間隔保持部１８を取り付けたハット形鋼矢板１の他の例を示している。図１１(a)は、間隔保持部１８を第１隅角部１６内側に設けた例である。図１１(b)は、間隔保持部１８を第２隅角部１７の外側に設けた例である。図１１(c)は、間隔保持部１８を第２隅角部１７の外側並びに第１隅角部１６の内側に設けた例である。図１１(d)は、間隔保持部１８を第２隅角部１７外側、第１隅角部１６外側に設けた例である。
FIG. 11 shows another example of the hat-shaped
何れのケースにおいても、上段に積み上げるべきハット形鋼矢板１が間隔保持部１８による当接を介して固定され、その状態で静止することになる。その結果、上段のハット形鋼矢板１における継手部１４は、下段のハット形鋼矢板１における継手部１４と離間した状態で静止させることが可能となる。
In any case, the hat-shaped
また図１２(a)，(b)に示すように、第１隅角部１６並びに第２隅角部１７の凹部側を隅角凹部４１とし、凸部側を隅角凸部４２としたとき、第１隅角部１６並びに第２隅角部１７は、フランジ部１２の板厚が８mm以上であるという前提の下で、隅角凹部４１を形成する曲率半径と、その隅角凸部４２を形成する曲率半径との差が50ｍｍ未満の範囲において、その板厚を増加させることにより構成されていてもよい。因みに図１２(a),(b)の例では、フランジ部の板厚が８ｍｍである場合において、隅角凹部４１の曲率半径が７５ｍｍであり、隅角凸部４２の曲率半径が４０ｍｍである場合を示している。
12A and 12B, when the concave portions of the
隅角凹部４１を形成する曲率半径と、隅角凸部４２を形成する曲率半径との差を上述した範囲に抑えることにより、第１隅角部１６、第２隅角部１７における変形を効果的に抑制することが可能となる。
By suppressing the difference between the radius of curvature that forms the
さらに本発明を適用したハット形鋼矢板では、更に以下のアプローチに基づいて形状を最適化するようにしてもよい。 Furthermore, in the hat-shaped steel sheet pile to which the present invention is applied, the shape may be further optimized based on the following approach.
図１３は、本発明を適用したハット形鋼矢板１の継手部１４の拡大図を示している。継手部１４は、凹部２１の先端に形成された鉤爪２２と、凹部２１とアーム部１３との間に突出された凸部２３とを有している。鉤爪２２は、互いに連結すべき相手側の継手部１４の凹部２１内に嵌合され、また凹部２１には、かかる相手側の継手部１４の鉤爪２２が嵌合することになる。凸部２３は、鉤爪２２が立ち上げられている方向と略同一方面に向けて突出されている。
FIG. 13: has shown the enlarged view of the
このような構成からなる、本発明を適用したハット形鋼矢板では、更に以下のアプローチに基づいて形状を最適化している。 In the hat-shaped steel sheet pile to which the present invention is applied having such a configuration, the shape is further optimized based on the following approach.
ハット形鋼矢板における継手について、継手部３４におけるのど厚部やアーム部３３が変形することにより、図１４(a)に示すように継手部３４が開くようにして変形し、或いは図１４(b)に示すように継手部３４が図中矢印方向に向けて曲げ変形してしまう場合もある。また、図１４(c)に示すように、鉤爪４２の先端が相手側の継手部３４の凹部４１に擦れて、或いは図１４(d)に示すように凸部４３が相手側の継手部３４と擦れてしまう場合もある。
About the joint in a hat-shaped steel sheet pile, when the throat thickness part and arm
このような変形は、ハット形鋼矢板の打設時や引抜時において最も発生する可能性が高い。その理由として、隣接する他のハット形鋼矢板との間で継手同士を係合させた状態で土中へ打設していくことから、鋼矢板自体に土中から或いは他の継手を介して外力が加わるためである。この鋼矢板自体に外力が加わる要因としては、単純化すると１）一方の鋼矢板の継手が回転した状態で、他方の鋼矢板の継手と近接（圧縮）すること、２）一方の鋼矢板の継手が回転した状態で、他方の鋼矢板の継手と離間（引張）すること、の２つが考えられる。 Such deformation is most likely to occur when the hat-shaped steel sheet pile is placed or pulled out. The reason for this is that the joints are driven into the soil with the other hat-shaped steel sheet piles adjacent to each other, so that the steel sheet piles themselves from the soil or through other joints. This is because an external force is applied. The factors that apply external force to the steel sheet pile itself are as follows: 1) The joint of one steel sheet pile rotates, and close (compresses) with the joint of the other steel sheet pile. 2) There are two possible ways of separating (pulling) the joint of the other steel sheet pile with the joint rotated.
これらの要因は、鋼矢板の打設時、引抜時に生じる打設機械の面外方向への偏心等により鋼矢板が前傾し、或いは後傾することや、鋼矢板を真っ直ぐに打設できないことにより、鋼矢板自体が打ち伸び、打ち縮みした際に生じるものと考えられる。 These factors are that the steel sheet pile tilts forward or backward due to out-of-plane eccentricity of the driving machine that occurs when the steel sheet pile is driven or pulled out, and that the steel sheet pile cannot be driven straight. This is considered to occur when the steel sheet pile itself stretches and contracts.
また継手部の曲げ変形について、継手部の高さや継手部の幅さらに継手部の厚さが小さいと、剛性が低下してしまう。その結果、かかる剛性の低い継手部に外力が作用した場合に曲げ変形が生じやすくなる。また継手部の高さや継手の幅が小さい場合には、嵌合時の継手の余裕しろが小さくなり、継手部同士が接触し易くなり、係止部の損傷が生じやすくなる。 Further, regarding the bending deformation of the joint portion, if the height of the joint portion, the width of the joint portion, and the thickness of the joint portion are small, the rigidity is lowered. As a result, bending deformation easily occurs when an external force is applied to the joint portion having low rigidity. In addition, when the height of the joint portion and the width of the joint are small, the margin of the joint at the time of fitting becomes small, the joint portions easily come into contact with each other, and the locking portion is easily damaged.
特に従来のハット形鋼矢板は、鋼矢板全体の弱軸方向の断面剛性に比べ、継手の剛性が小さい傾向にあり、大多数回の繰り返し打設を考えた場合、継手が変形する可能性を有する。 In particular, conventional hat-shaped steel sheet piles tend to have lower joint stiffness compared to the cross-sectional rigidity of the entire steel sheet pile in the weak axis direction. Have.
また継手部の高さや幅を大きくすることで、接続する継手部同士の間に形成される空隙部の面積を大きくすることができ、継手部同士が接触しにくい構造とすることができる。 Further, by increasing the height and width of the joint portion, the area of the gap formed between the joint portions to be connected can be increased, and a structure in which the joint portions are difficult to contact with each other can be obtained.
以上のような知見から、本発明者らは、土中への打設時において変形を効果的に抑制可能とし、しかも経済性にも優れたハット形鋼矢板１を提供するために、以下に説明するように、各特性の調整を図った。
From the above knowledge, the present inventors can effectively suppress deformation at the time of placing in the soil, and provide a hat-shaped
先ず、ハット形鋼矢板１枚の幅が７００ｍｍ以上である場合において、ハット形鋼矢板１の１枚当たりの弱軸（中立軸）方向の断面剛性(I)と継手部１４についいて１個あたりの弱軸方向の断面剛性(Ij)ならびに継手部の板厚(tj)との関係が（3）式を満足することを特徴とする。
First, in the case where the width of one hat-shaped steel sheet pile is 700 mm or more, the sectional rigidity (I) in the weak axis (neutral axis) direction and the
Ij/I×tj3＞0.0345% ・・・ (3) Ij / I × tj 3 > 0.0345% (3)
この(3)式に意味するところは、ハット形鋼矢板１の１枚当たりの弱軸方向の断面剛性(I)に対する継手部１４について１個あたりの弱軸方向の断面剛性(Ij)を所定値以上に向上させたものである。
What is meant by this equation (3) is that the cross-sectional rigidity (Ij) in the weak axis direction for each
なお、ここでいうIjの定義については、図１５(a)に示すように、継手部１４を形成する曲面の端部から先の継手部14の断面に係る弱軸方向の断面二次モーメントである。この断面二次モーメントを計算するためには、例えば構造計算により行うようにしてもよいし、図面作成に係るソフトウェア等を用いて行うようにしてもよい。
As shown in FIG. 15 (a), the definition of Ij here refers to the secondary moment of inertia in the weak axis direction related to the cross section of the
また、この(1)式において、閾値を0.0345としている理由について説明をする。 The reason why the threshold is set to 0.0345 in the equation (1) will be described.
表３は、従来規格１０Ｈと２５Ｈ並びに、本発明例５、６について、それぞれ鋼矢板１枚当りの断面剛性（ｃｍ４／枚）、継手部１４についいて１個あたりの弱軸方向の断面剛性(Ij)、有効幅ｂ、継手部１４の板厚tj、Ij/I×tj3、tj/bを示したものである。
Table 3 shows the cross-sectional rigidity (cm 4 / sheet) per steel sheet pile for each of the
図１６は、このような従来規格２５Ｈと１０Ｈ並びに本発明例５、６について、Ij/I×tj3を横軸に、たわみ量を縦軸に表したグラフである。因みにこのたわみ量は、従来規格２５Ｈにおけるたわみ量により正規化したものであり（以下、正規化たわみ量という。）、従来規格２５Ｈにおけるたわみ量を１としたときの比率として表している。
FIG. 16 is a graph showing Ij / I × tj 3 on the horizontal axis and the amount of deflection on the vertical axis for the
この図１６に示すように本発明例５、６のプロットは、従来規格２５Ｈ、１０Ｈと比較してIj/I×tj3が高く、また正規化たわみ量が低い傾向が見られた。また、従来規格２５Ｈと１０Ｈ並びに本発明例５、６の各プロットを通じて、Ij/I×tj3と正規化たわみ量との間で線形関係が見られた。これら各プロットを近似させた直線αを図中に示す。
As shown in FIG. 16, the plots of Examples 5 and 6 of the present invention showed a tendency that Ij / I × tj 3 was higher and normalized deflection amount was lower than those of the
なお、この図１６において、上述した(3)式で規定するラインを追記しておく。この(3)式で規定するラインと直線αとの交点から、Ij/I×tj3の範囲を(3)式で規定することにより、正規化たわみ量を20％程度減少させることが可能となることが分かる。なお、本発明の更なる望ましい形態として、上述した(3)式における閾値を0.08まで絞り込んだ下記の（1）’式を適用するようにしてもよい。 In FIG. 16, a line defined by the above-described equation (3) is added. By defining the range of Ij / I × tj 3 from equation (3) from the intersection of the line defined by equation (3) and the straight line α, it is possible to reduce the normalized deflection by about 20%. I understand that As a further desirable mode of the present invention, the following formula (1) ′ in which the threshold value in the above formula (3) is narrowed down to 0.08 may be applied.
Ij/I×tj3＞ 0.06% ・・・ (3)’ Ij / I × tj 3 > 0.06% ・ ・ ・ (3) '
この（3）’式で規定するラインを図１６に示す。（3）’式で規定するラインと直線αとの交点から、Ij/Iの範囲を(3)’式で規定することにより、正規化たわみ量を３０％以上減少させることが可能となることが分かる。 FIG. 16 shows lines defined by the expression (3) ′. (3) By defining the range of Ij / I with the formula (3) 'from the intersection of the line defined with the formula' and the straight line α, the normalized deflection can be reduced by 30% or more. I understand.
このように、本発明を適用したるハット形鋼矢板１では、ウェブ部１１の両端に一対のフランジ部１２が連設され、フランジ部１２の他端にアーム部１３が連設されていると共に、そのアーム部１３の先端部に継手部１４を設けた断面ハット型形状とし、ハット形鋼矢板１の1枚当たりの弱軸方向の断面剛性(I)と継手部１４の１個における弱軸方向の断面剛性(Ij)ならびに継手部の板厚(tj)との関係が（3）式を満足するように設定されていることにより、鋼矢板全体の弱軸方向の断面剛性に比べ、継手部１４の剛性を向上させることが可能となり、多数回繰り返して施工した場合においても継手の損傷を抑制することが可能となる。また鋼矢板の打設時、引抜時に生じる打設機械の面外方向への偏心等により鋼矢板が前傾し、或いは後傾して、鋼矢板自体が打ち伸び、打ち縮みした場合においても、この継手部１４における断面剛性を向上させていることから、当該箇所における変形を防止することができる。また本発明は、(3)式で規定する条件を満たすように断面剛性をコントロールすればよいことから、比較的安価で実現することができ、経済性にも優れている。
Thus, in the hat-shaped
なお、本実施例５は、従来規格の２５Ｈと比較して、正規化たわみ量を６割弱まで減少することができることに加え、経済性、製作性、構造性、打設性の観点からも優れているため、より好適な実施の形態である。 In addition to the fact that the normalized deflection amount can be reduced to a little less than 60% compared to 25H of the conventional standard, the fifth embodiment is also from the viewpoint of economy, manufacturability, structure, and placement. Since it is excellent, it is a more preferable embodiment.
また、本発明例６は、従来規格の２５Ｈと比較して、正規化たわみ量を７割強減少することができ、構造性を追及した形態といえる。
In addition, the invention example 6 can reduce the normalized deflection amount by more than 70% compared with the
なお、本発明では、製造容易性の観点や、鋼材コスト等の経済的な観点から、(3)式の閾値において0.15％を上限とすることが望ましい。 In the present invention, it is desirable to set the upper limit to 0.15% in the threshold value of the formula (3) from the viewpoint of ease of manufacture and economical viewpoints such as steel material cost.
また、本発明を適用したハット形鋼矢板１における1枚の幅b、継手部１４の板厚tjとの関係が（4）式を満足することを必須の構成要素としている。
Moreover, it is an essential component that the relationship between the width b of one sheet and the thickness tj of the
tj/b ＞ 0.9 % ・・・ (4) tj / b> 0.9% (4)
ここで、継手部１４の板厚tjは、図４(a)に示すように凹部２１を構成する部分の板厚に相当する。
Here, the plate thickness tj of the
この(4)式において、閾値を0.9としている理由について説明をする。 The reason why the threshold is set to 0.9 in the equation (4) will be described.
表４は、従来規格２５Ｈと１０Ｈ並びに、本発明例７、８の有効幅b、継手部１４の板厚tj、計算したtj/bを示している。
Table 4 shows the
図１７は、このような従来規格２５Ｈと１０Ｈ並びに本発明例７、８について、tj/bを横軸に、たわみ量を縦軸に表したグラフである。因みにこのたわみ量は、従来規格２５Ｈ、１０Ｈにおけるたわみ量により正規化した正規化たわみ量であり、従来規格２５Ｈ、１０Ｈにおけるたわみ量を１としたときの比率として表している。
FIG. 17 is a graph showing tj / b on the horizontal axis and the amount of deflection on the vertical axis for the
この図１７に示すように本発明例７、８のプロットは、従来規格２５Ｈ、１０Ｈと比較してtj/bが高く、また正規化たわみ量が低い傾向が見られた。また、従来規格２５Ｈと１０Ｈ並びに本発明例７、８の各プロットを通じて、tj/bと正規化たわみ量との間で線形関係が見られた。これら各プロットを近似させた直線βを図中に示す。
As shown in FIG. 17, in the plots of Examples 7 and 8 of the present invention, there was a tendency that tj / b was higher and normalized deflection amount was lower than those of the
なお、この図１７において、上述した(4)式で規定するラインを追記しておく。この(4)式で規定するラインと直線βとの交点から、tj/bの範囲を(4)式で規定することにより、正規化たわみ量を５％以上減少させることが可能となることが分かる。なお、本発明の更になる望ましい形態として、上述した(4)式における閾値を0.99まで絞り込んだ下記の（4）’式を適用するようにしてもよい。 In FIG. 17, a line defined by the above-described equation (4) is added. By defining the range of tj / b with the equation (4) from the intersection of the line defined with the equation (4) and the straight line β, it is possible to reduce the normalized deflection amount by 5% or more. I understand. As a further desirable mode of the present invention, the following equation (4) ′ in which the threshold value in the above equation (4) is narrowed down to 0.99 may be applied.
tj/b ＞ 0.99 % ・・・ (4)’ tj / b> 0.99% (4) ’
この（4）’式で規定するラインを図１７に示す。（4）’式で規定するラインと直線βとの交点から、tj/bの下限を(4)’式で規定することにより、正規化たわみ量を２０％以上減少させることが可能となることが分かる。 A line defined by the equation (4) ′ is shown in FIG. (4) By defining the lower limit of tj / b with the formula (4) 'from the intersection of the line defined with the formula' and the straight line β, the normalized deflection can be reduced by 20% or more. I understand.
このように、本発明を適用したるハット形鋼矢板１では、ウェブ部１１の両端に一対のフランジ部１２が連設され、フランジ部１２の他端にアーム部１３が連設されていると共に、そのアーム部１３の先端部に継手部１４を設けた断面ハット型形状とし、ハット形鋼矢板１における1枚の幅bと継手部１４の板厚tjとの関係が（4）’式を満足するように設定されていることにより、継手部１４の断面剛性の向上を図ることができ、打設時においてハット形鋼矢板１が曲げ変形してしまうのを防止することが可能となる。
Thus, in the hat-shaped
本実施例７は、従来規格の１０Ｈと比較して、正規化たわみ量を２５％強減少することができることに加え、経済性、製作性、構造性、打設性の観点からも優れているため、より好適な実施の形態である。 In addition to being able to reduce the normalized deflection amount by more than 25%, this Example 7 is also superior from the viewpoints of economy, manufacturability, structure, and placement, as compared with 10H of the conventional standard. Therefore, this is a more preferred embodiment.
また、本発明例８は、従来規格の１０Ｈと比較して、正規化たわみ量を６割強減少することができ、構造性を追及した形態といえる。 Further, Example 8 of the present invention can reduce the normalized deflection amount by more than 60% compared to 10H of the conventional standard, and can be said to be a form in which the structure is pursued.
なお、本発明では、製造容易性の観点、経済性の観点からtj/bの上限を1.5(%)としてもよい。 In the present invention, the upper limit of tj / b may be set to 1.5 (%) from the viewpoints of ease of manufacture and economy.
また本発明では、上記(3)の条件と上記(4)の条件とを組み合わせた形態として具体化されていてもよい。 Further, the present invention may be embodied as a form in which the condition (3) and the condition (4) are combined.
さらに本発明では、図１３に示すように、凸部２３に繋がる凹部２１の内面２４が、鉤爪２２の高さ以上まで平面状に立ち上げられ、内面２４の最上端２７から凸部２３を形成する曲面２８が開始され、凸部２３は、継手部の高さ(hj)、幅(bj)と、アーム部１３の表面１３ａを伸張した仮想平面５１に対する、当該仮想平面５１以上の断面積(A)との関係が(5)式を満足するように調整されていてもよい。
Furthermore, in the present invention, as shown in FIG. 13, the
bj×hj×0.04 ＜ A ・・・ (5) bj × hj × 0.04 <A (5)
ここでいう仮想平面５１以上の断面積（A）とは、図１３における凸部２３の色付きの部分で示された領域Ａの面積である。表５は、従来規格の１０Ｈ、２５Ｈと、本発明例における継手部１４の各hj(mm)、bj(mm)、tj(mm)、A(mm2)を示している。
The cross-sectional area (A) equal to or larger than the
継手部１４のhj(mm)、bj(mm)、Aに基づいてA/hj/bjを計算した結果も示しておく。従来規格の１０Ｈ、２５Ｈは、A/hj/bjが0.030であるのに対して、本発明例９では、0.061であった。このため、本発明例９と従来規格との閾値を0.04に設定することとした。
The result of calculating A / hj / bj based on hj (mm), bj (mm), and A of the
このようにして、継手部の高さ（hj）、幅（bj）と、当該仮想平面５１以上の断面積(A)を(5)式との関係で規定することにより、凸部の一部が損傷しても、その断面積が大きいため、継手部同士が離間させる外力が作用した場合においても、離間しにくい構造とすることができる。なおハット形鋼矢板の高さ(h)、アーム部の幅(ba)、アーム部の板厚(ta)、ハット形鋼矢板１枚当たりの弱軸方向の断面剛性（Ｉ）と継手部１個における弱軸方向の断面剛性（Ｉｊ）、ハット形鋼矢板１枚の幅(b)、継手部の板厚(tj)、継手部の高さ(hj)、幅(bj)、アーム部表面を伸張した仮想平面以上の断面積(A)は、設計で用いられる公称の値を意味するものである。
In this way, by defining the height (hj) and width (bj) of the joint part and the cross-sectional area (A) above the
１ ハット形鋼矢板
１１ ウェブ部
１２ フランジ部
１３ アーム部
１４ 継手部
１６ 第１隅角部
１７ 第２隅角部
３２ フランジ部
３３ アーム部
３４ 継手
３６ 第１隅角部
３７ 第２隅角部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記アーム部の幅（ba）と、当該ハット形鋼矢板の高さ(h)との関係が(1)式を満足し、上記アーム部の幅（ba：mm）と上記アーム部の板厚 (ta：mm)との関係が(2)式を満足することを特徴とするハット形鋼矢板。
ba/h＜0.247 ・・・ （1）
0.065＜ba 2 /ta 3 ＜1.8 (1/mm) ・・・ （2） A pair of flange portions are continuously provided at both ends of the web portion, and an arm portion is continuously provided at the other end of the flange portion, and a cross-sectional hat type shape in which a joint portion is provided at a tip portion of the arm portion, In the hat-shaped steel sheet pile manufactured by hot rolling,
The relationship between the width (ba) of the arm part and the height (h) of the hat-shaped steel sheet pile satisfies the formula (1), and the width (ba: mm) of the arm part and the thickness of the arm part A hat-shaped steel sheet pile characterized by satisfying the expression (2) with respect to (ta: mm) .
ba / h <0.247 (1)
0.065 <ba 2 / ta 3 <1.8 (1 / mm) (2)
を特徴とする請求項１に記載のハット形鋼矢板。 The plate thickness is increased at the first corner portion located at the connecting portion between the web portion and the flange portion and / or at the second corner portion located at the connecting portion between the arm portion and the flange portion. The hat-shaped steel sheet pile according to claim 1, wherein an interval holding portion is formed.
を特徴とする請求項２に記載のハット形鋼矢板。 The first corner portion and the second corner portion have curvatures that form corner recesses of the first corner portion and the second corner portion when the flange portion has a thickness of 8 mm or more. The hat-shaped steel sheet pile according to claim 2 , wherein the sheet thickness is increased in a range where the difference between the radius and the radius of curvature forming the corner convex portion is less than 50 mm.
を特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載のハット形鋼矢板。
Ij/I×tj3＞0.0345% ・・・ (3) When the width of one hat-shaped steel sheet pile is 700 mm or more, the cross-sectional rigidity (I) in the weak axis direction per one hat-shaped steel sheet pile and the cross-sectional rigidity in the weak axis direction (Ij) at one joint part. The hat-shaped steel sheet pile according to any one of claims 1 to 3, wherein the relationship with the plate thickness (tj) of the joint portion satisfies the expression (3).
Ij / I × tj 3 > 0.0345% (3)
上記ハット形鋼矢板1枚の幅bと上記継手部の板厚tjとの関係が（4）式を満足することを特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項記載のハット形鋼矢板。
tj/b > 0.9 % ・・・ (4) In the case where the width of one hat-shaped steel sheet pile is 700 mm or more,
The hat section steel according to any one of claims 1 to 4, wherein a relationship between a width b of one hat-shaped steel sheet pile and a thickness tj of the joint portion satisfies the expression (4). Sheet pile.
tj / b> 0.9% (4)
上記凸部に繋がる凹部内面が、上記鉤爪の上端以上まで平面状に立ち上げられ、
上記平面状の凹部内面の上端から上記凸部を形成する曲面が開始され、
上記凸部は、継手部の高さ（hj）、幅（bj）と、アーム部表面を伸張した仮想平面以上の断面積（A）との関係が (5)式を満足すること
を特徴とする請求項１〜５のうち何れか１項記載のハット形鋼矢板。
bj×hj×0.04 ＜ A ・・・ (5) The joint part has a claw formed at the tip of the concave part, and a convex part protruding between the concave part and the arm part,
The inner surface of the concave portion connected to the convex portion is raised in a planar shape up to the upper end of the claw,
The curved surface forming the convex portion is started from the upper end of the planar concave inner surface,
The above-mentioned convex part is characterized in that the relationship between the height (hj) and width (bj) of the joint part and the cross-sectional area (A) equal to or larger than the virtual plane obtained by extending the arm part surface satisfies the equation (5). The hat-shaped steel sheet pile according to any one of claims 1 to 5 .
bj × hj × 0.04 <A (5)
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