JP6132132B2 - High performance perforated steel plate gibber - Google Patents
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本発明は、土木構造物や建築構造物などのコンクリートと鋼材を接合する構造において用いられ、コンクリートと鋼材との一体化ずれ止め効果（ジベル効果）を得るために使用される孔あき鋼板ジベル（以下、ＰＢＬジベルということがある。）に関するものである。 The present invention is used in a structure that joins concrete and steel materials such as civil engineering structures and building structures, and is used to obtain an integrated displacement preventing effect (gibel effect) between concrete and steel materials. Hereinafter, it may be referred to as PBL gibber.).
従来、土木構造物や建築構造物などのコンクリートと鋼材を接合する構造において、コンクリートと鋼材との一体化ずれ止め効果（ジベル効果）を得るために孔あき鋼板ジベルが使用されている（例えば、特許文献１〜６を参照）。 Conventionally, in a structure in which concrete and steel materials such as civil engineering structures and building structures are joined, a perforated steel plate gibber is used in order to obtain an integrated displacement preventing effect (gibel effect) between concrete and steel material (for example, (See Patent Documents 1 to 6).
例えば、橋梁や高架道路などを構成する合成桁としては、鋼桁のフランジ上にコンクリートスラブを打設して、鋼桁とコンクリートスラブとからなる合成桁を用いることがある。このような合成桁では、鋼桁とコンクリートスラブとの合成を図るために、鋼桁のフランジ上にずれ止め用の孔あき鋼板ジベルを設置することにより、鋼桁とコンクリートスラブとのずれを防止して、両者を一体化している。 For example, as a composite girder constituting a bridge or an elevated road, a concrete girder composed of a steel girder and a concrete slab may be used by placing a concrete slab on a steel girder flange. In such a composite girder, in order to synthesize the steel girder and the concrete slab, a perforated steel plate gibber is installed on the flange of the steel girder to prevent deviation between the steel girder and the concrete slab. Both are integrated.
鋼桁とコンクリートを接合するために設ける孔あき鋼板ジベルとしては、図２に示すような構造が多用されている。図２に示される孔あき鋼板ジベル１は、波形鋼板ウェブ橋における波形鋼板２とコンクリートスラブ３の接合部に適用したものであり、波形鋼板２のフランジプレート４（鋼材）の表面に２枚の孔あきのリブ５（形鋼）を橋軸方向Ｘに併設し、対応する孔６どうしに鉄筋７を貫通させた構造である。この孔あき鋼板ジベル１は、橋軸方向Ｘに連続するリブ５にあけられた孔６の中のコンクリートがずれせん断作用に抵抗することによって２面せん断の挙動を呈する。さらに孔６の中に配置された貫通鉄筋７のせん断抵抗作用によって、接合部の橋軸方向水平せん断に対し、高いずれせん断抵抗性を有するとともに、非常に高いずれ剛性を有するものである。
A structure as shown in FIG. 2 is often used as a perforated steel plate gibber provided for joining steel girders and concrete. A perforated steel plate gibber 1 shown in FIG. 2 is applied to a joint portion between a
一方、鋼材におけるコンクリート打設箇所にコンクリートを接合するために設けるジベルの他の形式として、例えば頭付きスタッドボルトからなるスタッドジベルが用いられることがある（例えば、特許文献１、５を参照）。上記のＰＢＬジベルは、このスタッドジベルに比べて大きなずれ剛性を有しており、鋼材とコンクリート間に作用するせん断力を着実に伝達することができる。 On the other hand, as another type of a gibber provided for joining concrete to a concrete placement site in a steel material, for example, a stud gibber composed of a stud bolt with a head may be used (see, for example, Patent Documents 1 and 5). The PBL dowel has a larger displacement rigidity than the stud dowel, and can steadily transmit the shearing force acting between the steel material and the concrete.
ところで、上記の従来のＰＢＬジベルには、次の２つの問題があった。 By the way, the above-mentioned conventional PBL dowel has the following two problems.
（１）ＰＢＬジベルのせん断耐力に関しては、ジベル周面を十分にコンクリートで拘束した場合における設計式が技術文献（土木学会複合構造標準示方書−２００９年制定、２０１０年１月発行）に示されている。しかしながら、ＰＢＬジベルの周面拘束が小さい断面の小さなＲＣ部材（鉄筋コンクリート部材）と、鋼材（鋼桁）との接合に関しては、明確な設計式が確立されていない。 (1) Regarding the shear strength of the PBL gibber, the design formula in the case where the circumferential surface of the gibber is sufficiently constrained with concrete is shown in the technical literature (Japan Society of Civil Engineers Composite Structure Standard Specification-Established in 2009, published in January 2010). ing. However, a clear design formula has not been established for joining a small RC member (reinforced concrete member) having a small cross section with a small peripheral constraint of the PBL dowel and a steel material (steel girder).
（２）従来のＰＢＬジベルは主としてせん断力に抵抗することを目的としているが、断面力（軸力、曲げモーメント、せん断力）が同時に作用する場合におけるＰＢＬジベルの性能は必ずしも明らかではない。 (2) Although the conventional PBL dowel is mainly intended to resist the shearing force, the performance of the PBL dowel when the cross-sectional force (axial force, bending moment, shearing force) acts simultaneously is not always clear.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、軸力、曲げモーメント、せん断力の同時作用下においても所要の性能を発揮可能な高性能孔あき鋼板ジベルを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a high-performance perforated steel plate gibel that can exhibit required performance even under the simultaneous action of axial force, bending moment, and shearing force. .
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る高性能孔あき鋼板ジベルは、所定方向に延在する部材の延在方向とは直角方向に突設され、かつ、コンクリートに埋め込んで、前記部材と前記コンクリートとの結合を図るために使用され、突設方向について孔が一段または所定の間隔をあけて複数段に開けられた鋼板により構成される孔あき鋼板を有する孔あき鋼板ジベルにおいて、前記孔あき鋼板の前記部材に固定される側とは反対側に溶接され、支圧抵抗により軸力および曲げモーメントを伝達するフランジプレートと、前記孔あき鋼板の前記孔を貫通する貫通鉄筋と、前記孔あき鋼板の周囲において、前記孔あき鋼板の突設方向に所定の間隔で複数組配置した帯鉄筋とを備え、前記帯鉄筋は、前記孔あき鋼板の正面視で前記孔と重ならない位置に設けられ、前記部材の延在方向における前記孔あき鋼板の延在長である幅は、同時に作用する軸力、曲げモーメント、せん断力に対応できるように、前記部材の延在方向の延在長よりも短くしてあることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the high performance perforated steel plate gibel according to the present invention is provided in a direction perpendicular to the extending direction of a member extending in a predetermined direction , and is made of concrete. A perforated steel plate having a perforated steel plate, which is used for embedding and connecting the member and the concrete, and is formed of a steel plate in which the holes are opened in a single step or a plurality of steps at a predetermined interval in the projecting direction. In a steel plate diver, a flange plate that is welded to a side opposite to the side fixed to the member of the perforated steel plate and transmits an axial force and a bending moment by a bearing resistance, and penetrates the hole of the perforated steel plate. a through rebar, Oite around the perforated steel plate, and a hoop reinforcement in which a plurality of sets arranged at predetermined intervals in the projecting direction of the perforated steel plate, the band rebar, in a front view of the perforated steel plate Previous The width, which is the extension length of the perforated steel sheet in the extending direction of the member, is provided at a position that does not overlap with the hole, so that the extension of the member can correspond to the axial force, bending moment, and shear force acting simultaneously. It is characterized in that it is shorter than the extending length in the current direction .
また、本発明に係る他の高性能孔あき鋼板ジベルは、上述した発明において、前記帯鉄筋を、前記孔あき鋼板を拘束する効果を発揮できる間隔で密に配置したことを特徴とする。 Further, another high performance perforated steel plate gibel according to the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the band reinforcing bars are densely arranged at intervals that can exert an effect of restraining the perforated steel plate.
本発明によれば、部材に突設され、かつ、コンクリートに埋め込んで、前記部材と前記コンクリートとの結合を図るために使用され、孔が一段または複数段に開けられた鋼板により構成される孔あき鋼板を有する孔あき鋼板ジベルにおいて、前記孔あき鋼板の前記部材に固定される側とは反対側に溶接したフランジプレートと、前記孔あき鋼板の周囲に配置した帯鉄筋とを備えるので、作用する軸力（引抜力）、曲げモーメントに対して、フランジプレート前面のコンクリート支圧抵抗により大きな抵抗力を発揮することができる。また、作用するせん断力に対して、フランジプレートが孔あき鋼板の曲げ変形を防止し、残留ずれ変位を低減することが可能である。したがって、軸力、曲げモーメント、せん断力の同時作用下においても所要の性能を発揮可能な孔あき鋼板ジベルを提供することができるという効果を奏する。 According to the present invention, a hole is formed by a steel plate that is provided on a member and is embedded in concrete and used to bond the member and the concrete, and the hole is formed in one or more steps. In a perforated steel plate gibber having a perforated steel plate, since it comprises a flange plate welded to the side opposite to the side fixed to the member of the perforated steel plate, and a band reinforcing bar arranged around the perforated steel plate, the action A large resistance force can be exerted by the concrete bearing resistance on the front surface of the flange plate against the axial force (pulling force) and bending moment. Further, the flange plate can prevent the bending deformation of the perforated steel sheet against the acting shear force, and the residual displacement can be reduced. Therefore, there is an effect that it is possible to provide a perforated steel plate gibel that can exhibit the required performance even under the simultaneous action of the axial force, the bending moment, and the shearing force.
以下に、本発明に係る高性能孔あき鋼板ジベルの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下においては橋梁や高架道路などを構成する合成桁、すなわち鋼桁とコンクリート部材とを接合してなる合成桁に使用される高性能孔あき鋼板ジベルの場合について説明するが、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a high performance perforated steel plate gibber according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, a description will be given of a case of a high performance perforated steel plate gibel used for a composite girder constituting a bridge, an elevated road, etc., that is, a composite girder obtained by joining a steel girder and a concrete member. However, the present invention is not limited to the above.
図１に示すように、本発明に係る高性能孔あき鋼板ジベル１０は、鋼桁フランジプレート１２（部材）に溶接により突設され、かつ、コンクリート部材１４（コンクリート）に埋め込んで、鋼桁フランジプレート１２とコンクリート部材１４との結合を図るために使用されるものである。この孔あき鋼板ジベル１０は、孔あき鋼板１６と、フランジプレート２０と、孔あき鋼板１６の周囲に配置した帯鉄筋２２（スターラップ）とを備えている。
As shown in FIG. 1, a high performance perforated
フランジプレート２０は、孔あき鋼板１６の鋼桁フランジプレート１２に固定される側１６ａとは反対側１６ｂに溶接してある。また、孔あき鋼板１６には複数の孔１８が開けてある。孔１８は、鋼桁フランジプレート１２の橋軸方向Ｘおよび直角方向Ｙ（突設方向）についてそれぞれ所定間隔をあけて複数設けられる。また、各孔１８には貫通鉄筋２４が貫通配置してある。なお、図の例では孔１８を方向Ｘに３個、方向Ｙに２個設けた場合を示しているが、これに限るものではなく、例えば孔１８を方向Ｙに１個（一段）、あるいは３個以上（複数段）に設けるようにしても構わない。
The
孔あき鋼板１６の形状は、軸力（引抜力）、曲げモーメント、せん断力に対応できるように、従来のＰＢＬジベルに比べて幅（橋軸方向Ｘの延在長Ｌ）を狭く、かつ、コンクリート部材１４に対する埋込長Ｈを長くしてある。
The shape of the
また、帯鉄筋２２は、孔あき鋼板１６の突設方向Ｙに所定の間隔Ｄで複数組配置してあるが（図の例では３組配置）、孔あき鋼板１６を拘束する効果を十分に発揮できる最小の間隔で密に配置することが好ましい。
In addition, a plurality of sets of
上記のように構成した本発明の高性能孔あき鋼板ジベル１０によれば、作用する軸力（引抜力）、曲げモーメントに対して、フランジプレート２０前面のコンクリート支圧抵抗により大きな抵抗力を発揮することができる。また、作用するせん断力に対して、フランジプレート２０が孔あき鋼板１６の曲げ変形を防止し、残留ずれ変位を低減することが可能である。
According to the high performance perforated
このため、従来のＰＢＬジベルは主としてせん断力に抵抗するものであるが、本発明の高性能孔あき鋼板ジベル１０によれば、軸力、曲げモーメント、せん断力の同時作用下においても所要の性能を発揮することができる。
For this reason, the conventional PBL dowel mainly resists the shearing force. However, according to the high performance perforated
また、従来のＰＢＬジベルは、孔あき鋼板ジベルの周面を十分に拘束するコンクリートが必要であったが、本発明の高性能孔あき鋼板ジベル１０によれば孔あき鋼板１６の形状寸法を縮小するとともに、孔あき鋼板１６周面を帯鉄筋２２で補強することにより、小さな断面のＲＣ部材と鋼桁との連結が可能になるという効果も期待できる。
In addition, the conventional PBL dowel requires concrete that sufficiently constrains the peripheral surface of the perforated steel plate dowel. However, according to the high performance perforated
また、例えばシールドセグメントとそれに連結するＲＣ構造物を本発明の高性能孔あき鋼板ジベルを用いて連結する場合には、シールド内部における配筋、型枠、コンクリート打ち込み等の作業を省略できるという効果も期待できる。このようにすれば、外面接合工法が可能になる。 In addition, for example, when connecting the shield segment and the RC structure connected thereto using the high performance perforated steel plate gibber of the present invention, it is possible to omit operations such as bar arrangement, formwork, and concrete driving inside the shield. Can also be expected. In this way, an outer surface joining method can be performed.
また、本発明と従来のＰＢＬジベルの性能を比較すると、本発明のＰＢＬジベルの引抜き耐力は、従来のＰＢＬジベルの概ね２．３倍になると考えられる。また、本発明のＰＢＬジベルの曲げ耐力は、従来のＰＢＬジベルの概ね１．６倍になると考えられる。また、本発明のＰＢＬジベルのせん断特性としては、設計荷重時における残留ずれ変位は従来のＰＢＬジベルの０．５倍になると考えられる。 Further, when comparing the performance of the present invention with that of a conventional PBL dowel, it is considered that the pulling-out strength of the present invention is approximately 2.3 times that of the conventional PBL dowel. The bending strength of the PBL dowel of the present invention is considered to be approximately 1.6 times that of the conventional PBL dowel. Further, as the shear characteristics of the PBL dowel of the present invention, it is considered that the residual displacement at the time of design load is 0.5 times that of the conventional PBL dowel.
以上説明したように、本発明によれば、部材に突設され、かつ、コンクリートに埋め込んで、前記部材と前記コンクリートとの結合を図るために使用され、孔が一段または複数段に開けられた鋼板により構成される孔あき鋼板を有する孔あき鋼板ジベルにおいて、前記孔あき鋼板の前記部材に固定される側とは反対側に溶接したフランジプレートと、前記孔あき鋼板の周囲に配置した帯鉄筋とを備えるので、作用する軸力（引抜力）、曲げモーメントに対して、フランジプレート前面のコンクリート支圧抵抗により大きな抵抗力を発揮することができる。また、作用するせん断力に対して、フランジプレートが孔あき鋼板の曲げ変形を防止し、残留ずれ変位を低減することが可能である。したがって、軸力、曲げモーメント、せん断力の同時作用下においても所要の性能を発揮可能な孔あき鋼板ジベルを提供することができる。 As described above, according to the present invention, the projection is provided on the member and embedded in the concrete, and is used to connect the member and the concrete. In a perforated steel plate dowel having a perforated steel plate constituted by a steel plate, a flange plate welded to a side opposite to the side fixed to the member of the perforated steel plate, and a belt reinforcing bar disposed around the perforated steel plate Therefore, a large resistance force can be exerted by the concrete bearing resistance on the front surface of the flange plate against the acting axial force (pulling force) and bending moment. Further, the flange plate can prevent the bending deformation of the perforated steel sheet against the acting shear force, and the residual displacement can be reduced. Therefore, it is possible to provide a perforated steel plate gibel that can exhibit the required performance even under the simultaneous action of axial force, bending moment, and shearing force.
以上のように、本発明に係る高性能孔あき鋼板ジベルは、土木構造物や建築構造物などのコンクリートと鋼材を接合する構造において用いられ、コンクリートと鋼材とのずれ止め効果（ジベル効果）を得るために使用される孔あき鋼板ジベルに有用であり、特に、断面力（軸力、曲げモーメント、せん断力）の同時作用下においても所要の性能を発揮するのに適している。 As described above, the high-performance perforated steel plate gibel according to the present invention is used in a structure in which concrete and steel materials such as civil engineering structures and building structures are joined, and has an effect of preventing slippage between the concrete and steel materials (gibel effect). It is useful for perforated steel plate gibbels used for obtaining, and is particularly suitable for exhibiting the required performance even under the simultaneous action of cross-sectional forces (axial force, bending moment, shearing force).
１０ 高性能孔あき鋼板ジベル
１２ 鋼桁フランジプレート（部材）
１４ コンクリート部材（コンクリート）
１６ 孔あき鋼板
１６ａ 固定される側
１６ｂ 反対側
１８ 孔
２０ フランジプレート
２２ 帯鉄筋
２４ 貫通鉄筋
10 High performance perforated
14 Concrete members (concrete)
16
Claims (2)
前記孔あき鋼板の前記部材に固定される側とは反対側に溶接され、支圧抵抗により軸力および曲げモーメントを伝達するフランジプレートと、
前記孔あき鋼板の前記孔を貫通する貫通鉄筋と、
前記孔あき鋼板の周囲において、前記孔あき鋼板の突設方向に所定の間隔で複数組配置した帯鉄筋とを備え、
前記帯鉄筋は、前記孔あき鋼板の正面視で前記孔と重ならない位置に設けられ、
前記部材の延在方向における前記孔あき鋼板の延在長である幅は、同時に作用する軸力、曲げモーメント、せん断力に対応できるように、前記部材の延在方向の延在長よりも短くしてあることを特徴とする高性能孔あき鋼板ジベル。 Projecting in a direction perpendicular to the extending direction of the member extending in a predetermined direction , and embedded in the concrete and used for connecting the member and the concrete, the hole is formed in one step in the projecting direction. In a perforated steel plate gibber having a perforated steel plate composed of steel plates opened at a plurality of stages at predetermined intervals ,
A flange plate that is welded to a side opposite to the side fixed to the member of the perforated steel plate, and transmits axial force and bending moment by bearing resistance;
A penetrating rebar that penetrates the hole of the perforated steel sheet;
Oite around the perforated steel plate, and a hoop reinforcement in which a plurality of sets arranged at predetermined intervals in the projecting direction of the perforated steel plate,
The rebar is provided at a position that does not overlap the hole in the front view of the perforated steel sheet,
The width, which is the extension length of the perforated steel sheet in the extension direction of the member, is shorter than the extension length of the member in the extension direction so that it can correspond to the axial force, bending moment, and shear force acting simultaneously. high-performance perforated steel dowel, characterized in that you have.
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