JP6555352B2 - ハット型鋼矢板の縦継構造、縦継ハット型鋼矢板ユニット、及び鋼製壁 - Google Patents
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Description
本願は、2015年8月28日に、日本に出願された特願2015−168456号、及び、2016年1月13日に、日本に出願された特願2016−004004号に基づき優先権を主張し、これらの内容をここに援用する。
下側継手部材は、下側ハット型鋼矢板の上端部におけるウェブ及びフランジの互いに異なる少なくとも2箇所にて当該ウェブ及びフランジの表面から突出して固定される。上側継手部材は、前記下側継手部材に対応した上側ハット型鋼矢板の下端部におけるウェブ及びフランジの互いに異なる少なくとも2箇所にて当該ウェブ及びフランジの表面から突出して固定される。固着手段は、前記下側ハット型鋼矢板の上端縁と前記上側ハット型鋼矢板の下端縁とが当接された状態で前記下側継手部材と上側継手部材とを固着する。
そして、複数のハット型鋼矢板を高力ボルト摩擦接合で連結する方法によっても、高力ボルト1本あたりのせん断耐力がそれほど高くなく、ハット型鋼矢板の断面性能と同程度の接続強度を確保するために多数の高力ボルトが必要となる。従って、添接板も大きくなり加工コストが増大するとともに、多数の高力ボルトを締め付けることで施工時間も長くなって工期が長期化する。
これらの問題点は、特に、H型鋼や鋼管等の鋼製部材と比較して壁幅方向の寸法が大きいハット型鋼矢板において顕著に存在する。
<1>本発明の第一の態様は、第一ハット型鋼矢板と第二ハット型鋼矢板とを、これらの材軸方向の端面同士で突き合わせて連結したハット型鋼矢板の縦継構造であって、
前記第一ハット型鋼矢板の側面から外方に向けて突出する第一被係止部と;
前記第二ハット型鋼矢板の側面に設けられてかつ、前記第一ハット型鋼矢板の前記第一被係止部に対して前記材軸方向に係止する架設部と;
を備え、
前記架設部の、前記第一被係止部との係止部位を除いた部分を、前記材軸方向に垂直な断面で見た場合の断面積が、前記第一ハット型鋼矢板及び前記第二ハット型鋼矢板間の突き合わせ位置において最も大きい。
<2>上記<1>に記載の縦継構造では、前記第二ハット型鋼矢板の前記側面から外方に向けて突出する第二被係止部を更に備え;
前記架設部が、前記第一被係止部に加えて、前記第二被係止部にも係止されてもよい。
<3>上記<2>に記載の縦継構造では、前記第一ハット型鋼矢板の端面と前記第一被係止部の端面とが面一であり;
前記第二ハット型鋼矢板の端面と前記第二被係止部の端面とが面一であってもよい。
<4>上記<1>から<3>のいずれか一項に記載の縦継構造では、前記第一被係止部が、その先端側で前記材軸方向に延伸する延設突起を有し、
前記架設部が、前記材軸方向と前記第一ハット型鋼矢板の板厚方向とに垂直な壁幅方向に延在するとともに前記延設突起に係止する窪みを有してもよい。
<5>上記<4>に記載の縦継構造では、前記架設部及び前記第一被係止部間の、前記壁幅方向への相対移動を拘束するスライド防止部を更に有してもよい。
<6>上記<1>から<5>のいずれか一項に記載の縦継構造では、前記第一被係止部が、前記材軸方向に沿って互いに離間して複数設けられていてもよい。
<7>上記<6>に記載の縦継構造では、前記複数の第一被係止部が、共通の基材に対して一体的に設けられていてもよい。
<8>上記<1>から<7>のいずれか一項に記載の縦継構造では、前記架設部は、前記ハット型鋼矢板に対して、ボルトで固定されていてもよい。
<9>上記<1>から<8>のいずれか一項に記載の縦継構造では、前記架設部は、板厚方向に突出する架設部側突起を有し、
前記第一被係止部と前記架設部側突起とは、前記板厚方向で傾斜する当接面で互いに当接してもよい。
<10>本発明の第二の態様は、縦継ハット型鋼矢板ユニットであって、上記<1>から<9>のいずれか一項に記載のハット型鋼矢板の縦継構造を有してもよい。
<11>本発明の第三の態様は、鋼製壁であって、上記<10>に記載の縦継ハット型鋼矢板ユニットを、前記材軸方向と前記第一ハット型鋼矢板の板厚方向とに垂直な壁幅方向に複数連設させた鋼製壁であって、
前記壁幅方向に互いに隣り合う前記縦継ハット型鋼矢板ユニットの各々の前記架設部が、前記材軸方向の位置を互いに異ならせて配置されていてもよい。
なお、出願当初の本発明の概要は下記の通りである。
上記態様のハット型鋼矢板の縦継構造によれば、第二ハット型鋼矢板の側面に設けられる架設部が第一ハット型鋼矢板の側面から外方に向けて突出する第一被係止部に係止されるため、架設部によりハット型鋼矢板の縦継箇所に作用する曲げ応力に対抗することができ、曲げ剛性を高めることができる。また、縦継施工に際し、第二ハット型鋼矢板に設けられた架設部を第一ハット型鋼矢板の第一被係止部に係止させることで、これら第一ハット型鋼矢板と第二ハット型鋼矢板とを容易かつ確実に連結することができるため、手間とコストを要する溶接作業を必須とせずに縦継施工を行うことができる。
上記態様のハット型鋼矢板の縦継構造によれば、縦継施工に際し、架設部を第二ハット型鋼矢板の第二被係止部にも係止させることで、第一ハット型鋼矢板と第二ハット型鋼矢板とを更に容易かつ確実に連結することができるため、手間とコストを要する溶接作業を必須とせずに縦継施工を行うことができる。
上記態様のハット型鋼矢板の縦継構造によれば、第一ハット型鋼矢板及び第二ハット型鋼矢板の端面同士だけでなく、第一被係止部及び第二被係止部の両端面同士も突き合わせることができる。従って、第一ハット型鋼矢板と第二ハット型鋼矢板とが材軸方向に互いに近接する方向に作用する圧縮力を、鋼板の端面だけでなく、被係止部の側面でも負担することができるため、より大きな曲げ荷重に対抗することが可能となる。
上記態様のハット型鋼矢板の縦継構造によれば、第一被係止部の延設突起を架設部の窪みに対して前記壁幅方向にスライドさせることで、第一被係止部と架設部とが互いに係止するので、容易に連結作業を行うことが可能となる。更に、架設部が第一被係止部より脱落することを防ぐことが可能であるため、第一ハット型鋼矢板と第二ハット型鋼矢板とをより確実に連結することができる。
上記態様のハット型鋼矢板の縦継構造によれば、スライド防止部により、架設部及び第一被係止部が互いに相対移動して両者間の係止状態が解けてしまうことを防げる。
上記態様のハット型鋼矢板の縦継構造によれば、第一被係止部一つあたりが受け持つ曲げ応力を下げることが出来るため、第一被係止部の破損を防ぐことができる。
上記態様のハット型鋼矢板の縦継構造によれば、材軸方向に互いに離間する複数の第一被係止部の離間距離を一定に保つことができる。従って、第一ハット型鋼矢板に対して複数の第一被係止部を取付ける際、基材を第一ハット型鋼矢板に対して固定する一工程で全ての第一被係止部を正確に取付けることができる。
上記態様のハット型鋼矢板の縦継構造によれば、架設部のうち、最も曲げ剛性が必要とされる箇所の断面積を大きくするため、架設部の軽量化と曲げ剛性確保とを両立させることができる。
上記態様のハット型鋼矢板によれば、手間とコストを要する溶接作業を必須とせずに縦継施工を行うことができる。
上記態様のハット型鋼矢板の縦継構造によれば、構造的弱点となりうる連結箇所が壁幅方向に連続することを回避することが可能となるため、壁体全体で高い曲げ剛性を確保することができる。
上記(2)に記載の態様に係るハット型鋼矢板の縦継構造によれば、複数のハット型鋼矢板をそれらの材軸方向に縦継する際の施工コストを更に抑えることが可能となる。
上記(3)に記載の態様に係るハット型鋼矢板の縦継構造によれば、更に十分な曲げ剛性を確保することが可能となる。
上記(4)に記載の態様に係るハット型鋼矢板の縦継構造によれば、縦継施工の施工コストを更に抑えることが可能となる。
上記(5)に記載の態様に係るハット型鋼矢板の縦継構造によれば、架設部及び第一被係止部間の係止状態が解けるのを防げるので、両者間の連結状態を確実かつ健全なものとすることが可能となる。
上記(6)に記載の態様に係るハット型鋼矢板の縦継構造によれば、第一被係止部の破損を防ぐことができるので、第一ハット型鋼矢板及び第二ハット型鋼矢板間の縦継箇所における曲げ剛性を更に高めることができる。
上記(7)に記載の態様に係るハット型鋼矢板の縦継構造によれば、一工程で全ての第一被係止部を正確に取付けることができるので、施工コストを更に抑えることが可能となる。
上記(8)に記載の態様に係るハット型鋼矢板の縦継構造によれば、軽量で曲げ剛性の高い架設部を用いることが出来るので、縦継施工をより容易に行うことが可能となる。
上記(9)に記載の態様に係るハット型鋼矢板の縦継構造によれば、従来構造のような溶接作業を必須にせずとも確実な縦継施工を行える。したがって、複数のハット型鋼矢板をそれらの材軸方向に縦継する際の施工コストを抑えながらも十分な曲げ剛性を確保することが可能となる。
上記(10)に記載の態様に係るハット型鋼矢板の縦継構造によれば、壁体全体で高い曲げ剛性を確保することができる。
尚、図4に示す例では3個の架設部5がフランジ部2a及び一対のウェブ部2bの平坦面20にそれぞれ架設されているが、複数の架設部5を一体化させてハット型鋼矢板に架設されてもよい。
架設部側突起50は、壁幅方向Zに連続して直線状に延在し、熱間圧延又は冷間圧延の圧延加工等により平板部51と一体的に形成される。
このように、架設部側突起50は、材軸方向Yで平板部51の上部側及び下部側の各々に形成されるとともに、第一ハット型鋼矢板2Aの端部3の側面3bに設けられた被係止部60に互いに係止される。従って、架設部5によりハット型鋼矢板2の縦継箇所に作用する曲げ応力に対抗することができ、曲げ剛性を高めることができる。また、架設部5により複数のハット型鋼矢板2を容易かつ確実に連結することができるため、手間とコストを要する溶接作業を必須とせずに縦継施工を行うことができる。
この構成によれば、第一ハット型鋼矢板2A及び第二ハット型鋼矢板2Bの端面3a同士だけでなく、被係止部60の端面同士も突き合わせることができる。従って、第一ハット型鋼矢板2Aと第二ハット型鋼矢板2Bとが材軸方向に互いに近接する方向に作用する圧縮力を、鋼板の端面だけでなく、被係止部の側面でも負担することができるため、より大きな曲げ荷重に対抗することが可能となる。
尚、図7A、図7Bに示す縦継構造1では、板部材6の端面同士を突き合わせているが、板部材6を有さない場合であっても、被係止部60の材軸方向Yの端面が突き合わされる構成であれば、同様の効果を得ることができる。
ただし、図8Aに示すように、平鋼等をハット型鋼矢板2の端部3の側面3bに直接溶接等により取り付けることで被係止部60を設けてもよい。
また、図14Bに示す例では突起50の両側面が平行とされているが、図14Dに示す別の変形例のように、突起50が先端側に向けて先細りする形状とされていてもよい。
縦継構造1は、当接面30とは反対側の架設部側突起50の片端面53及び被係止部60の片端面63が、略直角状に形成されるもののほか、図18Cに示すように、テーパ状に傾斜して形成されて互いに係止されることが、より確実に架設部側突起50の離脱を防止するため好ましい。
このように、架設部5の被係止部60との係止部位を除いた部分を、材軸方向Yに垂直な断面で見た場合の断面積が、ハット型鋼矢板2の突き合わせ位置において最も大きくすることで、架設部5のうち、最も曲げ剛性が必要とされる箇所の断面積を大きくすることができる。従って、架設部5の軽量化と曲げ剛性確保とを両立させることができる。
図19B、図19Cに示す縦継構造1では、端部側Gよりも中央側Fで平板部51の内面51bを突出させて形成されることで、板厚寸法t2よりも板厚寸法t1を大きくしている。具体的には、図19Bに示すように、平板部51の厚さを端部3から離間するに連れて連続的に漸減させる、又は、図19Cに示すように、平板部51の厚さを端部3から離間するに連れてステップ状に漸減させることで板厚寸法t2よりも板厚寸法t1を大きくしてもよい。
なお、縦継構造1は、図18A〜図18Cに示すように、最も端部側Gの架設部側突起50が、材軸方向Yの両側から複数の被係止部60に挟み込まれるものとしながら、図19A〜図19Cに示すように、材軸方向Yで中央側Fの平板部51の板厚寸法t1を大きくすることができる。
これにより、容易に連結作業を行うことが可能となるとともに、確実に架設部5の離脱を防止することが可能となる。
尚、切欠溝57a及び閂部材57は、略角形状ではなく、先端部側に向けて幅寸法を漸減させた三角形状であることが施工性の観点から好ましい。
2 :ハット型鋼矢板
2A :第一ハット型鋼矢板
2B :第二ハット型鋼矢板
2a :フランジ部
2b :ウェブ部
2c :アーム部
2d :継手部
20 :平坦面
3 :端部
3a :端面
3b :側面
30 :当接面
30a :R部
31 :一方の端部
32 :他方の端部
33 :ストッパ部材
4 :ボルト
40 :ボルト挿通孔
41 :締結ナット
42 :溶接ナット
43 :雌ネジ部
44 :プレート
5 :架設部
5a :下端面
5b :上端面
50 :架設部側突起
50a :架設部側突起の先端側
50b :架設部側突起の基端側
51 :平板部
51a :外面
51b :内面
52 :架設部側延伸部
53 :架設部側延伸部の片端面
54 :溝
55 :枠部材
55a :枠部材の両側部
55b :枠部材の上端部
56 :軸部材
57 :閂部材
57a :切欠溝
6 :板部材
60 :被係止部
60a :被係止部の先端側
60b :被係止部の基端側
62 :被係止部側延伸部
63 :被係止部の片端面
65 :突出部
66 :窪み部
7 :鋼製壁
70 :縦継ハット型鋼矢板ユニット
8 :地盤内
X :板厚方向
Y :材軸方向
Z :壁幅方向
Claims (11)
- 第一ハット型鋼矢板と第二ハット型鋼矢板とを、これらの材軸方向の端面同士で突き合わせて連結したハット型鋼矢板の縦継構造であって、
前記第一ハット型鋼矢板の側面から外方に向けて突出する第一被係止部と;
前記第二ハット型鋼矢板の側面に設けられてかつ、前記第一ハット型鋼矢板の前記第一被係止部に対して前記材軸方向に係止する架設部と;
を備え、
前記架設部の、前記第一被係止部との係止部位を除いた部分を、前記材軸方向に垂直な断面で見た場合の断面積が、前記第一ハット型鋼矢板及び前記第二ハット型鋼矢板間の突き合わせ位置において最も大きい
ことを特徴とするハット型鋼矢板の縦継構造。 - 前記第二ハット型鋼矢板の前記側面から外方に向けて突出する第二被係止部を更に備え;
前記架設部が、前記第一被係止部に加えて、前記第二被係止部にも係止される;
ことを特徴とする請求項1に記載のハット型鋼矢板の縦継構造。 - 前記第一ハット型鋼矢板の端面と前記第一被係止部の端面とが面一であり;
前記第二ハット型鋼矢板の端面と前記第二被係止部の端面とが面一である;
ことを特徴とする請求項2に記載のハット型鋼矢板の縦継構造。 - 前記第一被係止部が、その先端側で前記材軸方向に延伸する延設突起を有し、
前記架設部が、前記材軸方向と前記第一ハット型鋼矢板の板厚方向とに垂直な壁幅方向に延在するとともに前記延設突起に係止する窪みを有する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のハット型鋼矢板の縦継構造。 - 前記架設部及び前記第一被係止部間の、前記壁幅方向への相対移動を拘束するスライド防止部を更に有する
ことを特徴とする請求項4に記載のハット型鋼矢板の縦継構造。 - 前記第一被係止部が、前記材軸方向に沿って互いに離間して複数設けられている
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のハット型鋼矢板の縦継構造。 - 前記複数の第一被係止部が、共通の基材に対して一体的に設けられている
ことを特徴とする請求項6に記載のハット型鋼矢板の縦継構造。 - 前記架設部は、前記ハット型鋼矢板に対して、ボルトで固定されている
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のハット型鋼矢板の縦継構造。 - 前記架設部は、板厚方向に突出する架設部側突起を有し、
前記第一被係止部と前記架設部側突起とは、前記板厚方向で傾斜する当接面で互いに当接する
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のハット型鋼矢板の縦継構造。 - 請求項1〜9のいずれか一項に記載のハット型鋼矢板の縦継構造を有する
ことを特徴とする縦継ハット型鋼矢板ユニット。 - 請求項10に記載の縦継ハット型鋼矢板ユニットを、前記材軸方向と前記第一ハット型鋼矢板の板厚方向とに垂直な壁幅方向に複数連設させた鋼製壁であって、
前記壁幅方向に互いに隣り合う前記縦継ハット型鋼矢板ユニットの各々の前記架設部が、前記材軸方向の位置を互いに異ならせて配置されている
ことを特徴とする鋼製壁。
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