JP6193843B2 - 壁状構造物 - Google Patents

Description

この発明は、防潮堤、防波堤、擁壁などとなる壁状構造物の改良に関する。

チャンネル状の親杭間に、上方から横矢板を順次複数立て込めることで、所定高さの防護柵を形成するようにしたものとして、特許文献１に示されるものがある。

また、Ｈ形鋼よりなる親杭間に、鋼矢板をはめ込んで構成される津波防護柵として、特許文献２に示されるものがある。

こうした防護柵の親杭及び矢板をコンクリート製のものとすれば、防錆すなわち腐食への配慮を払拭可能となる。

しかし、前記親杭及び矢板を単純にコンクリート製のものとした場合、津波などによって水平方向に大きな荷重が作用されたときに両者の嵌合部にせん断破壊を生じないようにするためには、かかる嵌合部を厚肉化させざるを得ず、これらの徒な大型化を招来する。これは、これらをプレキャスト化するにあたっての支障となる。

特開２０１３−５２５９８号公報 特開２００７−３０２２８１号公報

この発明が解決しようとする主たる問題点は、防潮堤、防波堤、擁壁などとなる壁状構造物の強度を、これを構成する柱部材及び横矢板部材の構造を複雑にすることなく、したがってまた、これらを厚肉化、大型化させることなく、効果的に向上できるようにする点にある。

前記課題を達成するために、この発明にあっては、壁状構造物を、水平断面をＨ字状としてウェブ部とフランジ部とを備え左右にそれぞれ上下方向に沿った溝部を備えたコンクリート製の柱部材と、
隣り合って設置される前記柱部材間に、前記溝部に端部を納めて支持されるコンクリート製の横矢板部材とを備えてなる壁状構造物であって、
前記柱部材は、形鋼からなる芯体と、この芯体に対して多段状をなすように固定されて前記フランジ部内に位置される第一補強鋼材を有し、
前記横矢板部材は、前記端部内にこの横矢板部材を構成する主鉄筋に一体化された第二補強鋼材を有してなる、ものとした。

柱部材と横矢板部材の嵌合部、つまり、柱部材の溝部と横矢板部材の端部には、壁状構造物に対し津波などによって水平方向に大きな荷重が作用された場合せん断破壊が生じやすいが、前記第一補強鋼材及び第二補強鋼材によって前記溝部及び端部の強度を、柱部材及び横矢板部材の構造を複雑にすることなく、したがってまた、これらを厚肉化、大型化させることなく、効果的に向上させることができる。

前記第一補強鋼材に前記柱部材を構成する主鉄筋を通過させる貫通穴を備えさせておくことが、この発明の好ましい態様の一つとされる。

また、前記柱部材のウェブ部に連結用棒状体の通過部を備えさせ、
前記柱部材を挟んで隣り合う前記横矢板部材にそれぞれ、前記柱部材の溝部の溝底に向き合う側端面において開放された前記連結用棒状体の通過穴を備えさせ、
前記隣り合う前記横矢板部材の一方の前記通過穴と、前記通過部と、前記隣り合う前記横矢板部材の他方の前記通過穴とに通される前記連結用棒状体によって、前記隣り合う前記横矢板部材を連結させるようにすることが、この発明の好ましい態様の一つとされる。

このように隣り合う横矢板部材と両者間に介在されるを柱部材との三者を連結用棒状体によって一体化させることで、地震などにより地盤の変形が発生した場合にも、横矢板部材の脱落といった事態を可及的に防止することができる。

この発明によれば、防潮堤、防波堤、擁壁などとなる壁状構造物の強度を、これを構成する柱部材及び横矢板部材の構造を複雑にすることなく、したがってまた、これらを厚肉化、大型化させることなく、効果的に向上することができ、これらを適切にプレキャスト化することが可能となる。

図１は、この発明の一実施の形態にかかる壁状構造物の全体構成を示した斜視構成図である。 図２は、前記壁状構造物を構成する柱部材とフーチングとを示した斜視構成図である。 図３は、前記壁状構造物を構成する柱部材と横矢板部材との嵌合部を示した斜視構成図であり、内部構造を実線で、外郭を想像線で表して示している。 図４は、図３の嵌合部の水平断面構成図である。 図５は、図３の嵌合部において隣り合う横矢板部材を連結用棒状体で連結させる過程を示した構成図であり、柱部材を構成する形鋼、第一補強鋼材及び主鉄筋、横矢板部材を構成する第二補強鋼材、主鉄筋及びせん断補強鉄筋の記載は省略している。 図６は、図３の嵌合部において隣り合う横矢板部材を連結用棒状体で連結させる過程を示した構成図であり、柱部材を構成する形鋼などは図５と同様に省略して、図５の次順位となる工程を示している。 図７は、図３の嵌合部において隣り合う横矢板部材を連結用棒状体で連結させた状態を、柱部材を構成する形鋼などは図５と同様に省略して、示した構成図である。 図８は、横矢板部材の内部構成を一部変更させた例を示した斜視構成図であり、内部構造を実線で、外郭を想像線で表して示している。 図９は、前記嵌合部において隣り合う横矢板部材を連結用棒状体で連結させる構造の変更例を、柱部材を構成する形鋼などは図５と同様に省略して、示した構成図である。

以下、図１〜図９に基づいて、この発明の典型的な実施の形態について、説明する。この実施の形態にかかる壁状構造物Ｗは、防潮堤、防波堤、擁壁などとなるものである。

かかる壁状構造物Ｗは、柱部材１と、横矢板部材２とからなる。柱部材１は、プレキャスト化された鉄骨鉄筋コンクリート製のものとなっている。また、横矢板部材２は、プレキャスト化された鉄筋コンクリート製で、さらに、左右両端部２０、２０にそれぞれ、後述の第二補強鋼材２１を内蔵させたものとなっている。

柱部材１は、壁状構造物Ｗを構築する地盤上に、隣り合う柱部材１との間に、横矢板部材２の全長よりもやや大きい距離を開けて、設置される。かかる柱部材１は、後述の溝部１２を隣り合う柱部材１の溝部１２に向き合わせる向きで設置される。図示の例では、各柱部材１はそれぞれ、図１中、符号３で示すコンクリート製のフーチングに後述の主鉄筋１５を固定して設置されるようになっている。フーチング３にはウェブを鉛直に配したＨ形鋼３０が内蔵されている。このＨ形鋼３０の上側のフランジと下側のフランジにはそれぞれ、延長鋼板３１が固着されており、この延長鋼板３１はフーチング３の外面から側方に突き出している(図２)。図示の例では、柱部材１の下端から下方に突き出す前記主鉄筋１５を前記上側のフランジに固着された延長鋼板３１の突き出し部分に設けた貫通穴３１ａ及び前記下側のフランジに固着された延長鋼板３１の突き出し部分に設けた貫通穴３１ａに挿通すると共に、下側のフランジに固着された延長鋼板３１下に突き出す前記主鉄筋１５の端部に図示しないナットをネジ付けることで、柱部材１とフーチングとを一体化させている（図２）。かかる延長鋼板３１及び主鉄筋１５の下端側は最終的にはコンクリートで被覆される（図１）。

図示の例では、隣り合う前記フーチング３、３間には地中梁４が形成されており、各柱部材１を支持するフーチング３同士はかかる地中梁４によって一体化され、フーチング３と一体化された図示しない杭、フーチング３、地中梁４、柱部材１によってラーメン構造が形成できるので壁軸方向に地震力が作用する場合の壁状構造物Ｗの耐震性が大幅に向上される。それと共に、かかる地中梁４によって最下段の横矢板部材２が支持されるようになっている（図１）。

柱部材１は、水平断面をＨ字状としてウェブ部１０とこのウェブ部１０を挟んだ二箇所のフランジ部１１とを備え左右にそれぞれ上下方向に沿った溝部１２を備えている。また、かかる柱部材１は、形鋼からなる芯体１３と、この芯体１３に対して多段状をなすように固定されて前記二箇所のフランジ部１１内にそれぞれ位置される第一補強鋼材１４を有している。

図示の例では、芯体１３は、Ｈ形鋼となっている。柱部材１は、芯体１３のウェブ１３ａが柱部材１のウェブ部１０内に埋設され、芯体１３のフランジ１３ｂが柱部材１のフランジ部１１内に埋設されるように、柱部材１の図示しない成形型枠内に前記第一補強鋼材１４を固定した芯体１３を位置づけた状態でこの成形型枠内にコンクリートを打設して製造される。

また、図示の例では、第一補強鋼材１４は、長方形の板状を呈している。第一補強鋼材１４の全長は、前記芯体１３のフランジ１３ｂの幅寸法よりも大きくなっている。第一補強鋼材１４は、その板面を水平に配するようにして、その長さ方向に沿った一辺部を前記フランジ１３ｂの外面に溶接させることで前記芯体１３に固定されている。第一補強鋼材１４の図４における左端部は前記芯体１３のフランジ１３ｂの左端部よりも左側に突き出し、第一補強鋼材１４の図４における右端部は前記芯体１３のフランジ１３ｂの右端部よりも右側に突き出すようになっている。上下方向に隣り合う第一補強鋼材１４、１４間の距離は、柱部材１のどの位置においても等しくなるようになっている（図２）。

また、前記第一補強鋼材１４には、前記柱部材１を構成する主鉄筋１５を通過させる貫通穴１４ａが設けられている。図示の例では、第一補強鋼材１４には、その長さ方向中程の位置に円形の貫通穴１４ａが形成されていると共に、この貫通穴１４ａを挟んだ両側にそれぞれ、二つの貫通穴１４ａ、１４ａが第一補強鋼材１４の長さ方向において間隔を開けて設けられている。そして、図示の例では、前記芯体１３のフランジ１３ｂと柱部材１のフランジ部１１の外面との間において、五本の主鉄筋１５…１５をそれぞれ前記のように多段状に備えられる第一補強鋼材１４の対応する貫通穴１４ａに通した状態で、柱部材１内に内蔵させている。かかる五本の主鉄筋１５…１５のうち、前記第一補強鋼材１４の長さ方向中程の位置にある貫通穴１４ａに通された主鉄筋１５を除く四本の主鉄筋１５…１５は、その下端側を柱部材１の下端から下方に突き出させている。図示の例では、かかる四本の主鉄筋１５…１５が前記フーチング３の延長鋼板３１の貫通穴３１ａに通される主鉄筋１５となっている。

一方、横矢板部材２は、隣り合って設置される前記柱部材１、１間に、前記溝部１２に端部２０を納めて支持される構成となっている。また、かかる横矢板部材２は、前記端部２０内にこの横矢板部材２を構成する主鉄筋２２に一体化された第二補強鋼材２１を有してなる。

図示の例では、横矢板部材２は、横長の四角形状をなす前面２ａ及び背面２ｂ、この前面２ａと背面２ｂとの間に亘る天面２ｃ及び底面２ｄ、及び左右の側端面２ｅ、２ｅを備えてなる。前面２ａと背面２ｂとの間の距離、つまり、横矢板部材２の厚さは、前記柱部材１の溝部１２に臨んだ一方のフランジ部１１の内面と他方のフランジ部１１の内面との間の距離よりもやや小さくなっている。

かかる横矢板部材２は、左右方向に沿った複数の主鉄筋２２…２２と、複数のせん断補強鉄筋２３…２３とを備えている。主鉄筋２２は、横矢板部材２の厚さ方向中程の位置と前面２ａとの間となる箇所と、かかる中程の位置と背面２ｂとの間となる箇所とにそれぞれ配されている。また、かかる主鉄筋２２は、上下方向において、隣り合う主鉄筋２２との間に間隔を開けて、複数本備えられている。

前記第二補強鋼材２１は、図示の例では、四角形の板状を呈しており、板面を水平に配し、その一辺を横矢板部材２の前面２ａに平行に配した状態で前記端部２０内に配されている。かかる第二補強鋼材２１も、上下方向において、隣り合う第二補強鋼材２１との間に間隔を開けて、複数備えられている。図示の例では、第二補強鋼材２１の一辺はこの第二補強鋼材２１と同じレベルにある横矢板部材２の前面２ａ側に位置される主鉄筋２２の端部に溶着され、この一辺に対向する第二補強鋼材２１の他辺はこの第二補強鋼材２１と同じレベルにある横矢板部材２の背面２ｂ側に位置される主鉄筋２２の端部に溶着されている。図示の例では、横矢板部材２の端部２０には、側端面２ｅと第二補強鋼材２１との間において、側端面２ｅに板面を平行に配して縦方向に延びる鋼板２１ｃが内蔵されており、各第二補強鋼板２１はそれぞれ前記側端面２ｅに向けられた辺部をこの鋼板２１ｃに溶着させている（図３参照）。

図８は、主鉄筋と第二補強鋼材２１とを係合により一体化させた例を示している。この図８に示される例では、上下に隣り合う主鉄筋２２…２２が、横矢板部材２の端部２０内において湾曲部２２ａを作って一体化されている。第二補強鋼材２１の横矢板部材２の前面２ａ側に向けられた一辺と、第二補強鋼材２１の横矢板部材２の背面２ｂ側に向けられた他辺とにはそれぞれ、前記湾曲部２２ａの納まる凹所２１ａが形成されている。この図８に示される例では、横矢板部材２の前面２ａ側に配される主鉄筋２２の湾曲部２２ａと横矢板部材２の背面２ｂ側に配される主鉄筋２２の湾曲部２２ａとの間で前記凹所２１ａを利用して一枚の第二補強鉄筋を係合保持することで、主鉄筋２２と第二補強鋼材２１とを一体化させている。

また、図示の例では、上下方向において多段状をなすように配される各第二補強鋼材２１にはそれぞれ四つの貫通穴２１ｂ…２１ｂが形成されており、この貫通穴２１ｂを利用して横矢板部材２の端部２０に各第二補強鋼材２１を通過する四つの縦向きの鉄筋２４…２４が内蔵されるようになっている。

典型的には、隣り合う柱部材１、１間に、同寸同形の複数の横矢板部材２、２…を積み重ね状に支持させて壁状構造物Ｗを構築する。上下に隣り合う横矢板部材２のうち、下側に位置される横矢板部材２の天面２ｃに上側に位置される横矢板部材２の底面２ｄが接し、最下段の横矢板部材２の底面２ｄは地中梁４に接する（図１）。

柱部材１と横矢板部材２の嵌合部、つまり、柱部材１の溝部１２と横矢板部材２の端部２０には、壁状構造物Ｗに対し津波などによって水平方向に大きな荷重が作用された場合せん断破壊が生じやすいが、前記第一補強鋼材１４及び第二補強鋼材２１によって前記溝部１２及び端部２０の強度を、柱部材１及び横矢板部材２の構造を複雑にすることなく、したがってまた、これらを厚肉化、大型化させることなく、効果的に向上させることができる。

また、この実施の形態にあっては、前記柱部材１は、ウェブ部１０に連結用棒状体５の通過部１０ａを備えている。一方、前記柱部材１を挟んで隣り合う前記横矢板部材２はそれぞれ、前記柱部材１の溝部１２の溝底に向き合う側端面２ｅにおいて開放された前記連結用棒状体５の通過穴２５を備えている。そして、この実施の形態にあっては、前記隣り合う前記横矢板部材２、２の一方の前記通過穴２５と、前記通過部１０ａと、前記隣り合う前記横矢板部材２、２の他方の前記通過穴２５とに通される前記連結用棒状体５によって、前記隣り合う前記横矢板部材２を連結させている。

図示の例では、柱部材１の通過部１０ａは、前記芯体１３のウェブ１３ａにこれを左右方向に貫通する貫通穴を設けると共に、柱部材１のウェブ部１０にこの貫通穴に通じる穴部を形成させてなる。

一方、横矢板部材２は、その両端部２０、２０側にそれぞれ、その厚さ方向中程の位置に、左右方向に続く前記通過穴２５を備えている。また、図示の例では、横矢板部材２の端部２０側であって、柱部材１の溝部１２の外側に位置される箇所に、この横矢板部材２の前面２ａ又は背面２ｂ（図示の例では前面２ａ）において開放されると共に穴底側を前記通過穴２５に連通させた方形穴２６が形成されている。

また、横矢板部材２の一方の端部２０側においては、方形穴２６を挟んだ前記通過穴２５の形成側と反対の側に前記通過穴２５の穴軸の延長線に穴軸を沿わせた収納穴２７が形成されている。この収納穴２７はその一端を方形穴２６に連通させている。

そして、図示の例では、横矢板部材２は、その一方の端部側において、通過穴２５、方形穴２６、収納穴２７を利用して、側端面２ｅから収納穴２７の他端までの距離と実質的に等しい長さの鋼棒製の連結用棒状体５を左右方向に移動操作可能とした状態で内蔵できるようになっている。

図示の例では、一つの横矢板部材２の上下方向中程の位置に、前記通過穴２５、方形穴２６、収納穴２７が形成されている。

そして、前記のように積み重ねられた横矢板部材２のそれぞれの通過穴２５に、柱部材１の対応する通過部１０ａが連通されるようになっている。

一つの柱部材１における一方の溝部１２に収納穴２７を備えない横矢板部材２（図５においては左側の横矢板部材２）の端部２０を納め、他方の溝部１２に収納穴２７を備えた横矢板部材２（図５においては右側の横矢板部材２）の端部２０を納めた状態から（図５）、方形穴２６を利用して右側の横矢板部材２に内蔵させた連結用棒状体５を左側に移動させ、柱部材１の通過部１０ａを通じて左側の横矢板部材２の通過穴２５に挿入する（図６）。この後、左側の横矢板部材２の方形穴２６内に突き出した連結用棒状体５の左端と、右側の横矢板部材２の方形穴２６内に位置される連結用棒状体５の右端とに形成した雄ネジ部に対しナットを螺着させることで、前記連結用棒状体５によって隣り合う前記横矢板部材２を柱部材１を介在させて連結させている（図７）。

このように隣り合う横矢板部材２と両者間に介在される柱部材１との三者を連結用棒状体５によって一体化させることで、地震などにより地盤の変形が発生した場合にも、横矢板部材２の脱落といった事態は可及的に防止される。

図９は、連結用棒状体５を仮想の円の円弧に倣った湾曲状のものとすると共に、横矢板部材２の通過穴２５を平面視の状態で前記円の円弧に沿って続くものとした例を示している。かかる通過穴２５の一端は前記側端部において開放され、かかる通過穴２５の他端は横矢板部材２の前面２ａ又は背面２ｂに開放された凹所２８内に連通している。このようにした場合、前記柱部材１の両側に左右の横矢板部材２、２を配し支持させた後、一方の横矢板部材２の凹所２８を利用してこの一方の横矢板部材２の通過穴２５を通じて柱部材１の通過部１０ａから他方の横矢板部材２の通過穴２５に連結用棒状体５を差し込み、前記凹所２８内においてこの連結用棒状体５の端部にそれぞれナットを螺着させることで、隣り合う前記横矢板部材２を柱部材１を介在させて連結できる（図９）。なお、図９中、破線で示すのは、実線で示した連結用棒状体５の下方に位置される連結用棒状体５であり、この下方に位置される連結用棒状体５は上方に位置される連結用棒状体５と逆向きに湾曲している。すなわち、図９の例では、一つの横矢板部材２は、二つの連結用棒状体５、５によって、柱部材１を介在させて隣り合う横矢板部材２と連結されるようになっている。

なお、当然のことながら、本発明は以上に説明した実施態様に限定されるものではなく、本発明の目的を達成し得るすべての実施態様を含むものである。

Ｗ 壁状構造物
１ 柱部材
１０ ウェブ部
１１ フランジ部
１２ 溝部
１３ 芯体
１４ 第一補強鋼材
２ 横矢板部材
２０ 端部
２１ 第二補強鋼材
２２ 主鉄筋

Claims (3)

1. 水平断面をＨ字状としてウェブ部とフランジ部とを備え左右にそれぞれ上下方向に沿った溝部を備えたコンクリート製の柱部材と、
   隣り合って設置される前記柱部材間に、前記溝部に端部を納めて支持されるコンクリート製の横矢板部材とを備えてなる壁状構造物であって、
   前記柱部材は、形鋼からなる芯体と、この芯体に対して多段状をなすように固定されて前記フランジ部内に位置される第一補強鋼材を有し、
   前記横矢板部材は、前記端部内にこの横矢板部材を構成する主鉄筋に一体化された第二補強鋼材を有し、
   前記柱部材は、前記第一補強鋼材にこの柱部材を構成する主鉄筋を通過させる貫通穴を備えてなる、壁状構造物。
2. 水平断面をＨ字状としてウェブ部とフランジ部とを備え左右にそれぞれ上下方向に沿った溝部を備えたコンクリート製の柱部材と、
   隣り合って設置される前記柱部材間に、前記溝部に端部を納めて支持されるコンクリート製の横矢板部材とを備えてなる壁状構造物であって、
   前記柱部材は、形鋼からなる芯体と、この芯体に対して多段状をなすように固定されて前記フランジ部内に位置される第一補強鋼材を有し、
   前記横矢板部材は、前記端部内にこの横矢板部材を構成する主鉄筋に一体化された第二補強鋼材を有し、
   前記柱部材は、ウェブ部に連結用棒状体の通過部を備えており、
   前記柱部材を挟んで隣り合う前記横矢板部材はそれぞれ、前記柱部材の溝部の溝底に向き合う側端面において開放された前記連結用棒状体の通過穴を備えており、
   前記隣り合う前記横矢板部材の一方の前記通過穴と、前記通過部と、前記隣り合う前記横矢板部材の他方の前記通過穴とに通される前記連結用棒状体によって、前記隣り合う前記横矢板部材を連結させてなる、壁状構造物。
3. 水平断面をＨ字状としてウェブ部とフランジ部とを備え左右にそれぞれ上下方向に沿った溝部を備えたコンクリート製の柱部材と、
   隣り合って設置される前記柱部材間に、前記溝部に端部を納めて支持されるコンクリート製の横矢板部材とを備えてなる壁状構造物であって、
   前記柱部材は、形鋼からなる芯体と、この芯体に対して多段状をなすように固定されて前記フランジ部内に位置される第一補強鋼材を有し、
   前記横矢板部材は、前記端部内にこの横矢板部材を構成する主鉄筋に一体化された第二補強鋼材を有し、
   前記柱部材は、前記第一補強鋼材にこの柱部材を構成する主鉄筋を通過させる貫通穴を備えると共に、
   前記柱部材は、ウェブ部に連結用棒状体の通過部を備えており、
   前記柱部材を挟んで隣り合う前記横矢板部材はそれぞれ、前記柱部材の溝部の溝底に向き合う側端面において開放された前記連結用棒状体の通過穴を備えており、
   前記隣り合う前記横矢板部材の一方の前記通過穴と、前記通過部と、前記隣り合う前記横矢板部材の他方の前記通過穴とに通される前記連結用棒状体によって、前記隣り合う前記横矢板部材を連結させてなる、壁状構造物。
   

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