JP6651147B1 - Carrying material - Google Patents
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Abstract
【課題】安価な補強材を用いて耐荷性能を高めた耐荷材を提供する。【解決手段】耐荷材10は、中空の管体20と、管体20の外方に配設した補強材30からなり、補強材30の端部を管体20の外周面の上下部にそれぞれ端部ブラケット21で固定し、中間ブラケット22を介して補強材を管体20に支持し、補強材30と管体20の外周面との間に形成される間隔Sを保ったまま、補強材30を管体20の曲げ変形に追従可能に構成した。【選択図】図2An object of the present invention is to provide a load-bearing material having improved load-bearing performance using an inexpensive reinforcing material. A load-bearing material includes a hollow tubular body and a reinforcing material disposed outside the tubular body, and ends of the reinforcing material are respectively provided on upper and lower portions of an outer peripheral surface of the tubular body. The reinforcing member is fixed to the end bracket 21, and the reinforcing member is supported on the tube 20 via the intermediate bracket 22. 30 is configured to be able to follow the bending deformation of the tube 20. [Selection] Figure 2
Description
本発明は防護柵の支柱、杭構造体又は建築用途の耐震補強材に適用可能な曲げ性能に優れた耐荷材に関する。 The present invention relates to a load-bearing material excellent in bending performance that can be applied to a pillar of a protective fence, a pile structure, or an earthquake-resistant reinforcing material for building use.
荷重により曲げモーメントが生じる耐荷材として、例えば防護柵の支柱が挙げられる。
支柱を支える基礎構造のひとつとしてコンクリート製擁壁が用いられている。
工費を抑える必要から擁壁の天端幅をできるだけ幅狭に形成しているが、支柱の断面寸法より小さくできず、擁壁の天端幅を小さくすることに限界がある。
高耐力の支柱としては、鋼管内にコンクリートを充填した合成構造の充填鋼管や、鋼管内に鉄筋、鋼棒、H鋼、断面多角形の筒体等の内挿補強材を挿入した内部補強鋼管が知られている(特許文献1〜4)。
As a load-bearing material that generates a bending moment due to a load, for example, a pillar of a protective fence can be cited.
Concrete retaining walls are used as one of the foundation structures that support the columns.
Although the top end width of the retaining wall is formed as narrow as possible because of the need to reduce the construction cost, it cannot be made smaller than the cross-sectional dimension of the pillar, and there is a limit to reducing the top end width of the retaining wall.
As a high-strength support column, a filled steel pipe with a composite structure in which steel pipe is filled with concrete, or an internal reinforced steel pipe in which an insertion reinforcing material such as a reinforcing bar, a steel rod, H steel, or a cylindrical body having a polygonal cross section is inserted into the steel pipe Are known (
従来の支柱等の耐荷材はつぎの問題点を有している。
<1>従来の充填鋼管製又は内部補強鋼管製の支柱は、重量が重たく運搬移動や現場での取扱性が悪く、コストも非常に高くなる。
<2>充填鋼管は、支柱が終局状態に至るとコンクリートと鋼管間の付着がなくなるため、鋼管の耐力向上に対してコンクリートの貢献度が極めて低い。
<3>内部補強鋼管は、内挿補強材が鋼管に内挿されているだけで、内挿補強材と鋼管とがその全長に亘って一体構造化していない。
そのため、内挿補強材も鋼管の耐力向上に対して貢献度が低い。
<4>内挿補強材を鋼管と一体構造化するには、その全長に亘って溶接等で固着しなければならないが、全長に亘って固着するには高度な接合技術が必要であり、さらに固着費用も高くつく。
<5>そのため、従来は鋼管と内挿補強材の両端部の一定範囲のみを溶接等で部分的に固着して対処している。
内挿補強材と鋼管の両端付近のみを固着した支柱では、内挿補強材を固着できない部分のせん断力を両端の固着部分のみが負担するので、両端の固着部分に大きいせん断力が発生する。
<6>このように鋼管の内部を補強した従来の支柱では、直ひずみの「平面保持の原理(Bernoulli-Euler theory)」が成り立たない。
そのため、支柱の耐力を正確に計算することが難しく、耐力評価に対する信頼性が低い。
Conventional load-bearing materials such as columns have the following problems.
<1> A conventional pillar made of a filled steel pipe or an internally reinforced steel pipe has a heavy weight and is difficult to carry and move or handle on site, and the cost is extremely high.
<2> In the case of the filled steel pipe, since the adhesion between the concrete and the steel pipe disappears when the column reaches the final state, the contribution of the concrete to the improvement in the strength of the steel pipe is extremely low.
<3> In the internal reinforcing steel pipe, only the interpolating reinforcing material is inserted into the steel pipe, and the interpolating reinforcing material and the steel pipe are not integrally formed over the entire length.
Therefore, the interpolating reinforcing material also has a low contribution to the improvement of the strength of the steel pipe.
<4> In order to integrally form the insertion reinforcing material with the steel pipe, it is necessary to fix the entire length of the steel pipe by welding or the like. The fixing cost is also high.
<5> For this reason, conventionally, only a certain range of both ends of the steel pipe and the insertion reinforcing material is partially fixed by welding or the like.
In a column in which only the insertion reinforcement is fixed to the vicinity of both ends of the steel pipe, a shear force in a portion where the insertion reinforcement cannot be fixed is borne only by the adhesion portions at both ends, so a large shear force is generated at the adhesion portions at both ends.
<6> With the conventional column reinforced inside the steel pipe as described above, the “Bernoulli-Euler theory” of direct strain does not hold.
Therefore, it is difficult to accurately calculate the proof strength of the column, and the reliability of the proof strength evaluation is low.
本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは、安価な補強材を用いて耐荷性能を高めた耐荷材を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a load-bearing material having improved load-bearing performance using an inexpensive reinforcing material.
本発明は外力作用時に曲げモーメントが生じる耐荷材であって、外力作用時に長さ方向に沿って引張応力が生じる引張領域と、外力作用時に長さ方向に沿って圧縮応力が生じる圧縮領域とが形成される管体と、前記管体の外方であって管体の軸線と平行に配設した単数又は複数の補強材とからなり、外力作用時に補強材と管体の外周面との間に形成される間隔を保ったまま、補強材が管体の曲げ変形に追従するように、管体の引張領域又は圧縮領域の何れか一方の領域に配置した前記補強材の端部を管体の外周面にそれぞれ固定した。
本発明の他の形態において、前記補強材を管体の引張領域及び圧縮領域に取り付けてある。
本発明の他の形態において、前記補強材を管体の全長に亘って、又は管体の一部に取り付けてある。
本発明の他の形態において、前記管体の外周面に複数の中間ブラケットを突設し、該複数の中間ブラケットを介して補強材を管体の外周面から離隔して支持する。
本発明の他の形態において、前記補強材の両端部間を管体の外周面に突設した中間ブラケットに固定せずに係留して支持してもよいし、前記補強材の両端部間を管体の外周面に突設した中間ブラケットに剛結して支持してもよい。
本発明の他の形態において、管体の引張領域においては管体の外周面に突設した中間ブラケットに補強材を剛結せずに係留して支持し、管体の圧縮領域においては管体の外周面に突設した中間ブラケットに補強材を剛結して支持する。
本発明の他の形態において、前記管体に生じる曲げモーメントに応じて、補強材の両端部間を管体に支持する中間ブラケットの配置間隔が異なるように構成してもよい。
本発明の他の形態において、前記補強材の剛結手段が、ねじ止め手段、楔止め手段、ピン止め手段、溶接手段の何れか一種である。
本発明の他の形態において、前記補強材が棒材、管材、ロープ材、又はベルト材の何れか一種である。
本発明の他の形態において、前記耐荷材は防護柵の支柱、杭構造体又は建築用途の耐震補強材に適用可能である。
The present invention is a load-bearing material in which a bending moment is generated when an external force is applied, and a tensile region in which a tensile stress is generated along the length direction when an external force is applied, and a compression region in which a compressive stress is generated along the length direction when an external force is applied. A tubular body to be formed , comprising one or more reinforcing members disposed outside of the tubular body and parallel to the axis of the tubular body , between the reinforcing material and the outer peripheral surface of the tubular body when an external force is applied. while maintaining the spacing formed as a reinforcing member to follow the bending deformation of the tube, the tube end portion of the reinforcing material arranged on either one of the regions of the tension zones or compression region of the tube Were fixed to the outer peripheral surfaces of the respective members .
In another form of the present invention, it is attached to the reinforcing member in the tensile region and compression area of the tube.
In another embodiment of the present invention, the reinforcing material is attached to the entire length of the tubular body or to a part of the tubular body.
In another embodiment of the present invention, a plurality of intermediate brackets are protruded from the outer peripheral surface of the tubular body, and the reinforcing member is supported at a distance from the outer peripheral surface of the tubular body via the plurality of intermediate brackets.
In another embodiment of the present invention, the reinforcing member may be supported by being moored without being fixed to an intermediate bracket protruding from the outer peripheral surface of the tubular body, and between the both end portions of the reinforcing member. The tube may be rigidly supported by an intermediate bracket protruding from the outer peripheral surface of the tube.
In another aspect of the present invention, in a tension region of the tube, a reinforcing member is anchored and supported without being rigidly connected to an intermediate bracket projecting from an outer peripheral surface of the tube, and in a compression region of the tube, the tube is The reinforcing material is rigidly connected to and supported by the intermediate bracket protruding from the outer peripheral surface of the bracket.
In another embodiment of the present invention, the arrangement intervals of the intermediate brackets that support the tubular member between both ends of the reinforcing member may be different depending on the bending moment generated in the tubular body.
In another embodiment of the present invention, the rigid connection means of the reinforcing member is any one of a screwing means, a wedge fixing means, a pin fixing means, and a welding means.
In another embodiment of the present invention, the reinforcing material is any one of a rod, a pipe, a rope, and a belt.
In another embodiment of the present invention, the load-bearing material is applicable to a pillar of a protection fence, a pile structure, or an earthquake-resistant reinforcing material for building use.
本発明は少なくともつぎのひとつの効果を奏する。
<1>安価な補強材を管体に追加設置するだけで、耐荷材の耐力を効果的に高めることができる。
<2>管体の内部を内挿補強材やコンクリート等で補強した従来の耐荷材では、直ひずみの「平面保持の原理」が成り立たないが、ブラケットを介して補強材を管体に外設した本発明の耐荷材では、直ひずみの「平面保持の原理」が成り立つため、耐荷材の耐力を正確に計算できて、耐荷材に対する耐力評価の信頼性が高くなる。
<3>管体に外設した補強材を離隔して管体に支持することで、管体の断面強度(断面二次モーメント)を高められるので、管体を小径化できる。
<4>補強材を管体の外方に取り付けるだけであるので、補強材の取付作業が簡単になって、耐荷材を経済的に製作できる。
<5>耐荷材は防護柵の支柱の他に杭構造体又は建築用途の耐震補強材にも適用可能であり、汎用性に富む。
The present invention has at least one of the following effects.
<1> The strength of the load-bearing material can be effectively increased only by installing an inexpensive reinforcing material on the pipe.
<2> With the conventional load-bearing material in which the inside of the tube is reinforced with an interpolating reinforcing material or concrete, the “principle of holding the plane” of the direct strain does not hold, but the reinforcing material is installed outside the tube via a bracket. In the load-bearing material according to the present invention, since the "principle of holding a plane" of the direct strain is established, the strength of the load-bearing material can be accurately calculated, and the reliability of the strength evaluation of the load-bearing material increases.
<3> The cross-sectional strength (second moment of area) of the tubular body can be increased by supporting the reinforcing material provided outside the tubular body at a distance from the tubular body, so that the tubular body can be reduced in diameter.
<4> Since the reinforcement is simply attached to the outside of the tube, the operation of attaching the reinforcement is simplified, and the load-bearing material can be manufactured economically.
<5> The load-bearing material is applicable to a pile structure or an earthquake-resistant reinforcing material for building use, in addition to the pillar of the protective fence, and is versatile.
図面を参照しながら本発明について説明する。 The present invention will be described with reference to the drawings.
[実施例1]
<1>耐荷材
耐荷材10は落石、崩落土砂等の崩落物抑止用の防護柵の支柱(支柱端末、中間支柱)に適用可能であるが、耐荷材10は支柱以外に杭構造体や建築用途の耐震補強材にも適用可能である。
[Example 1]
<1> Load-bearing material The load-bearing
<2>耐荷材の概要
図1,2に例示した耐荷材10について説明すると、耐荷材10は耐荷材本体である管体20と、管体20の外方であって管体20の軸線と平行に配設した単数又は複数の補強材30とを具備する。
本例では、補強材30の両端部を管体20の外周面を端部ブラケット21を用いて固着すると共に、補強材30の両端部間(中間)を中間ブラケット22を用いて管体20の外周面に係留した形態について説明する。
<2> Outline of Load-bearing Material The load-bearing
In this example, both ends of the reinforcing
<3>管体
管体20は断面形状が円形、楕円形、多角形等を呈する曲げ剛性の高い中空構造体である。
耐荷材10を支柱に適用する場合には、管体20として市販の鋼管が好適である。
管体20の全長や断面寸法は、耐荷材10の使途や発生予定の曲げモーメント、作用荷重等を考慮して適宜選択する。
<3> Tube The
When the
The overall length and cross-sectional dimension of the
管体20は中空状態のまま使用してもよいが、従来の充填鋼管のように内部にコンクリート系固結材を充填してもよい。
The
<4>補強材
補強材30は管体20の断面強度(断面係数、塑性断面係数又はせん断強度)を高めるための補強部材である。
補強材30としては引張強度又は圧縮強度の高い棒材、管材、ロープ材、又はベルト材を適用でき、その素材も金属に限定されず、高強度繊維や樹脂等でもよい。
実用的には市販の鉄筋、棒鋼、PC鋼棒等の鋼材が好適である。
<4> Reinforcing Material The reinforcing
As the reinforcing
Practically, commercially available steel materials such as reinforcing bars, steel bars, and PC steel bars are suitable.
<5>補強材の位置決め手段
端部ブラケット21を介して補強材30の両端部を管体20の外周面に固定し、中間ブラケット22を介して補強材30の両端部間を管体20の外周面に係留して支持することで、補強材30を位置決めする。
<5> Positioning Means of Reinforcing Material Both ends of the reinforcing
<5.1>ブラケット
端部ブラケット21および中間ブラケット22は、補強材30を管体20の軸線と平行に位置決めする位置決め機能と、補強材30と管体20との間隔Sを一定に保つスペーサ機能を併有する。
<5.1> Bracket The
図1,2に例示した補強材30の位置決め手段について説明すると、管体20はその上下部の外周面に突設した一対の端部ブラケット21、21と、管体20の上下部間の外周面に突設した単数又は複数の中間ブラケット22とを有する。
The positioning means of the reinforcing
これらのブラケット21,22は管体20の軸線方向に沿って所定の間隔を隔てて配設してあり、各ブラケット21,22に開設した補強材30の位置決め孔21a,22aが同一線上に並んでいる。
補強材30は各ブラケット21,22の位置決め孔21a,22aを通じて管体20に位置決めが可能である。
These
The reinforcing
位置決め孔21a,22aは図3(A)に示す円形等の閉鎖孔でもよいが、図3(B)に示したような屈曲した切欠状の開放孔でもよい。
位置決め孔21a,22aが閉鎖孔である場合は、補強材30を各ブラケット21,22の一方から貫挿して設置し、位置決め孔21a,22aが開放孔である場合は、補強材30を各ブラケット21,22の側方から差し込んで設置する。
The positioning holes 21a and 22a may be closed holes such as circles as shown in FIG. 3A, or may be bent notched open holes as shown in FIG. 3B.
When the
<5.2>補強材の端部の固定
補強材30の端部は端部ブラケット21に固定する。
本例では補強材30の端部の固定手段として、ナット31を用いたねじ止め手段を適用した形態を示しているが、補強材30の端部の固定手段はねじ止め手段の他に、楔止め手段、ピン止め手段、溶接手段等の何れか一種を適用できる。
端部ブラケット21には耐荷材10の曲げ変形時に大きな外力が加わることから、図4に示すように端部ブラケット21と管体20の間に補強リブ23を設けて補強しておくとよい。
<5.2> Fixing the end of the reinforcing member The end of the reinforcing
In this example, a form in which a screwing means using a
Since a large external force is applied to the
<5.3>補強材の両端部間の係留
本例では補強材30の両端部間を中間ブラケット22に固定せずに係留した形態について説明する。
「係留」とは管体20の径方向へ向けた補強材30の変位のみを規制する状態を指す。
<5.3> Mooring between Both Ends of Reinforcement In this example, a mode in which the both ends of
“Mooring” refers to a state in which only the displacement of the reinforcing
<5.4>補強材を管体の外方に配置した理由
補強材30を管体20の外方に配設したのは、管体20の断面強度(断面係数又は塑性断面係数)を高めるためと、補強材30の取付作業性を改善するためである。
補強材30が小断面であっても、管体20の外周面から離隔して補強材30を取り付けることで、管体20の断面強度を高めることができる。
管体20の断面強度を高められることで管体20の小径化を実現できる。
さらに、補強材30の取付作業を管体20の外方で行えるので、補強材30の取付作業性がきわめてよくなる。
<5.4> Reason for arranging the reinforcing member outside the tube The reason for arranging the reinforcing
Even if the reinforcing
The diameter of the
Further, since the mounting operation of the reinforcing
<5.5>補強材を中間ブラケットで支持する理由
補強材30の両端部のみを端部ブラケット21に固定しただけの構造であると、管体20の曲げ変形時に補強材30の追従性が悪くなり、引張側の補強材30においては管体20に接触し、圧縮側の補強材30では座屈が生じる等して補強材30による補強効果をほとんど期待できない。
<5.5> Reason for Supporting Reinforcement by Intermediate Bracket With a structure in which only both ends of the
そこで、管体20の曲げ変形に対する補強材30の追従性をよくするために、補強材30を中間ブラケット22で支持するようにした。
補強材30の両端部間を中間ブラケット22で支持することで、補強材30と管体20との間に形成された間隔Sをほぼ一定に保ったまま、補強材30を管体20の曲げ変形に追従させることができる。
補強材30の追従性は中間ブラケット22の間隔(中間ブラケット22の設置数)に比例してよくなると共に、圧縮側の補強材30に対する座屈抑制効果が高くなる。
Therefore, in order to improve the followability of the reinforcing
By supporting between the both ends of the reinforcing
The followability of the reinforcing
<5.6>補強材による管体の補強範囲
補強材30による補強範囲は、管体20の全長に亘って補強してもよいが、外力作用時に大きな曲げモーメントが生じる管体20の特定区間を部分的に補強してもよい。
図5は管体20の中央部分に補強材30を取り付けて部分的に補強した一例を示しているが、部分的な補強範囲は管体20に発生する曲げモーメントに応じて選択する。
<5.6> Range of Reinforcement of Pipe by Reinforcement The range of reinforcement by the
FIG. 5 shows an example in which the reinforcing
<5.7>管体に対する補強材の配設位置
管体20を平面視したときの補強材30の配設位置は、管体20に発生する曲げモーメント等に対抗し得るように、少なくとも管体20の引張領域(引張側)に補強材30が配設してあればよい。
管体20の圧縮領域(圧縮側)に配設した補強材30は、引張領域と同様に管体20の曲げ変形抵抗として機能する。
<5.7> Arrangement Position of Reinforcement Material with respect to Pipe Body The arrangement position of the
The reinforcing
図6に例示した管体20の周方向に沿った補強材30の配設位置について説明する。
同図のX,Yは耐荷材10に対する曲げモーメントの作用軸を示し、FX、FYは引張領域に位置する補強材30の曲げ抵抗を示している。
An arrangement position of the reinforcing
X in the figure, Y represents the operating shaft of the bending moment against the load bearing material 10, F X, F Y represents the bending resistance of the reinforcing
図6(A)は管体20の左方一箇所に補強材30を配置した形態を示していて、X軸の正方向へ向けた管体20の曲げモーメントに対しては引張領域の補強材30が抵抗する。
FIG. 6A shows a form in which the reinforcing
図6(B)は管体20の左右二箇所に補強材30を配置した形態を示していて、X軸の正負方向へ向けた管体20の曲げモーメントに対しては、それぞれ引張領域に位置させた補強材30が引張抵抗として機能する。圧縮領域に位置させた補強材30は圧縮抵抗として機能する。
FIG. 6B shows a form in which the reinforcing
図6(C)は管体20の左右と下方の三箇所に補強材30を配置した形態を示していて、X軸の正負方向とY軸の正方向の三方向へ向けた管体20の曲げモーメントに対しては、それぞれ引張領域に位置させた補強材30が抵抗する。
FIG. 6C shows a form in which reinforcing
図6(D)は管体20の上下左右にの四箇所に補強材30を配置した形態を示していて、X軸の正負方向とY軸の正負方向の四方向へ向けた管体20の曲げモーメントに対しては、それぞれ引張領域に位置する補強材30が抵抗する。
FIG. 6D shows a form in which reinforcing
補強材30の配設位置は図6に例示した形態に限定されず、曲げモーメント等を考慮して適宜選択が可能である。
管体20の円周方向に向けて、例えば30°間隔や45°間隔等のように、管体20の円周方向に向けて補強材30を一定間隔に配置すると、管体20の強度を大きくすることができる。
The disposition position of the reinforcing
When the reinforcing
[耐荷材の組立て方法]
図1に例示した耐荷材10の組立て方法について説明する。
[How to assemble load-bearing materials]
A method of assembling the load-
<1>補強材の挿し込み
同一線上に位置する一方の端部ブラケット21側から挿し込んだ補強材30を、中間ブラケット22を経て他方の端部ブラケット21に挿し込む。
<1> Insertion of Reinforcing Material The reinforcing
<2>補強材の端部の固定
各端部ブラケット21から外部へ突出する補強材30のねじ部にナット31を締め付け固定することで、耐荷材10の組立てを完了する。
補強材30の端部を管体20に固定する際、補強材30を緊張せずに固定するが、予め各補強材30に均等な緊張力を付与して固定してもよい。
<2> Fixing Ends of
When fixing the end of the reinforcing
<3>耐荷材の組立て場所
耐荷材10は予め工場等で補強材30を管体20に取り付けた完成形態で現場へ搬入してもよいが、ブラケット21,22のみを取り付けた管体20と補強材30とを現場に個別に搬入して、現場で耐荷材10を組み立ててもよい。
耐荷材10の構成資材を分解して現場へ搬入する後者の場合には、前者と比べて耐荷材10の搬入性と現場での取扱性がよくなる。
特に後者の場合は、溶接によらずに補強材30を管体20に取付けできるので、山間部等の現場へ溶接設備や電源設備を持ち込む必要がなくなる。
<3> Assembling place of load-bearing material The load-
In the latter case, in which the constituent materials of the load-
In particular, in the latter case, since the reinforcing
[耐荷材の特性]
図7,8を参照して耐荷材10の特性について説明する。
[Characteristics of load bearing material]
The characteristics of the
1.耐荷材を片持ち構造で支持した場合
<1>耐荷材の曲げ耐力
図7は防護柵の支柱のように耐荷材10の下部を支持構造物40で支持し、片持ち構造とした支持形態を示している。
耐荷材10の右方から左方へ向けて荷重が作用することで耐荷材10に曲げモーメントMが生じる。この曲げモーメントMに対して、引張領域の補強材30aが管体20の曲げ抵抗部材として機能するだけでなく、圧縮領域の補強材30bも管体20の曲げ抵抗部材として機能する。
すなわち、引張領域の補強材30aの全長に亘って均等な張力が生じ、補強材30aに生じた均等な張力が管体20の上部と下部にそれぞれ伝えられて、管体20の補強区間に亘って均等な引張力及び圧縮力が伝達される。
したがって、耐荷材10の曲げモーメントMが、管体20単体の曲げ耐力に達しても耐荷材10に曲げが生じず、曲げモーメントMは耐荷材10を通じて支持構造物40に支持される。
このように、耐荷材10は管体20の周囲に補強材30a,30bを取り付けることで、管体20の最大曲げ耐力が格段に向上する。
1. When the load-bearing material is supported by the cantilever structure <1> Bending strength of the load-bearing material FIG. 7 shows a support form in which the lower part of the load-
When a load acts on the load-
That is, an equal tension is generated over the entire length of the reinforcing member 30a in the tension region, and the equal tension generated in the reinforcing member 30a is transmitted to the upper and lower portions of the
Therefore, even if the bending moment M of the load-
As described above, by attaching the reinforcing
<2>変形中における耐荷材の曲げ耐力
曲げモーメントMが耐荷材10の曲げ剛性を超えると、管体20の曲げ変形に追従して引張領域と圧縮領域の補強材30a,30bが変形する。
耐荷材10の変形中において、中間ブラケット22のスペーサ機能により、引張領域と圧縮領域の補強材30a,30bと管体20との間隔S1,S2がほぼ一定に保たれると共に、管体20に設けた補強材30a,30bが抵抗部材として機能し続ける。
したがって、管体20が変形とともに曲げ耐力の限界に達しても耐力の増加が期待できて耐荷材10の変形中においても良好な曲げ耐力を維持できる。
<2> Bending strength of load-bearing material during deformation When the bending moment M exceeds the bending stiffness of load-
During deformation of the
Therefore, even if the
<3>補強材の座屈について
管体20の引張領域では圧縮力が生じないので、引張領域に設けた補強材30bには座屈が生じない。
補強材30a,30bの断面径に応じて中間ブラケット22の配置間隔を適正に設定することで、圧縮領域に設けた補強材30bは座屈が生じ難くなる
<3> Buckling of Reinforcement Since no compressive force is generated in the tension region of the
By appropriately setting the arrangement intervals of the
2.耐荷材を梁構造で支持した場合
<1>耐荷材の曲げ耐力
図8は建築用途の耐震補強材のように耐荷材10の両端を支持した梁構造とした支持形態を示している。
水平においた耐荷材10の中央に下向きの荷重Fが作用した場合も、片持ち構造で支持した形態と同様に、引張領域に設けた補強材30aが管体20の曲げ抵抗部材として機能し、圧縮領域に設けた補強材30bが管体20の曲げ抵抗部材として機能するため、管体20の最大曲げ耐力が格段に向上する。
2. When the load-bearing material is supported by a beam structure <1> Bending strength of the load-bearing material FIG. 8 shows a supporting form in which a beam structure in which both ends of the load-
Even when a downward load F is applied to the center of the horizontal load-
<2>変形中における耐荷材の曲げ耐力
管体20の変形中においても、引張領域と圧縮領域の補強材30a,30bが管体20との間隔S1,S2をほぼ一定に保ちながら追従して変形するので、耐荷材10の変形中においても良好な曲げ耐力を維持できる。
<2> followed even during the deformation of the load bearing material bending
[実施例2]
以降に他の実施例について説明するが、その説明に際し、前記した実施例と同一の部位は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
[Example 2]
Hereinafter, other embodiments will be described. In the description, the same portions as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
<1>他の耐荷材
図9A,9Bを参照して、中間ブラケット22と補強材30との貫挿部をナット31又は溶接等で剛結した他の耐荷材10について説明する。
図9Aは耐荷材10の下部を支持した片持ち構造とした支持形態を示し、図9Bは耐荷材10の両端を支持した梁構造とした支持形態を示している。
<1> Other load-bearing materials With reference to FIGS. 9A and 9B, another load-
FIG. 9A shows a support form having a cantilever structure that supports the lower portion of the load-
本例の耐荷材10は耐荷材本体である管体20と、管体20の外方であって管体20の軸線と平行に配設した単数又は複数の補強材30とを具備することは先の実施例1と同様である。
本例では、補強材30の端部と端部ブラケット21との貫挿部を剛結するだけでなく、補強材30の両端部間と中間ブラケット22との貫挿部を剛結する。
The load-
In this example, not only is the rigid portion between the end portion of the reinforcing
<2>本例の耐荷材の作用効果
本例では既述した作用効果に加えて以下の特有の効果を奏する。
本例では補強材30の端部だけでなく、補強材30の両端部間を中間ブラケット22を介して管体20に剛結したことで、引張領域に位置する補強材30aの両端部間においては、中間ブラケット22のスパン単位で引張抵抗が生じ、圧縮領域に位置する補強材30bの両端部間においては中間ブラケット22のスパン単位で圧縮抵抗が生じる。
補強材30a,30bが中間ブラケット22と剛結してあることから、管体20の圧縮領域に位置する補強材30bは、引張領域に位置する補強材30aと同等に機能する。
このように、本例では補強材30a,30bの軸力が全長に亘って平均化されない。
<2> Effects of the load-bearing material of this example In this example, the following specific effects are obtained in addition to the effects described above.
In this example, not only the ends of the reinforcing
Since the reinforcing
Thus, in this example, the axial forces of the reinforcing
そのため、図9Aに示すように耐荷材10を片持ち構造の防護柵の支柱として用いた場合は、管体20を大径化したり、管厚を厚くしたりせずに、支柱の断面強度(断面係数)を高くすることができる。
特に耐荷材10を端末支柱に適用すると、控えロープを介して端末支柱を支持していた端末アンカーを省略かることができる。
For this reason, as shown in FIG. 9A, when the load-
In particular, when the
図9Bを参照しながら梁構造の形態で支持した耐荷材10の作用効果について説明する。
耐荷材10のスパン中央に荷重Fが作用した場合、引張領域に位置する補強材30aの両端部間においては、中間ブラケット22のスパン単位で引張抵抗が生じ、圧縮領域に位置する補強材30bの両端部間においては中間ブラケット22のスパン単位で圧縮抵抗が生じる。
耐荷材10を梁構造の形態で用いた場合にも、管体20の圧縮領域に位置する補強材30bが引張領域に位置する補強材30aと同等に補強機能を発揮する。
したがって、本形態においても、引張領域と圧縮領域の補強材30a,30bが管体20との間隔S1,S2をほぼ一定に保ちながら追従して変形するので、耐荷材10の変形中においても良好な曲げ耐力を維持する。
The operation and effect of the load-
When a load F is applied to the center of the span of the load-
Even when the load-
Therefore, also in the present embodiment, the reinforcing
<3>直ひずみの「平面保持の原理」
補強材30と中間ブラケット22を剛結した本例では、耐荷材10を片持ち構造で支持した形態で、耐荷材10の下端部に大きい断面力が発生しても、耐荷材10の両端部間に位置する補強材30a,30bが互いに断面力を伝達するので、直ひずみの「平面保持の原理」が成立する。
耐荷材10を梁構造で支持した形態においても、直ひずみの「平面保持の原理」が成立する。
そのため、耐荷材10の耐力を正確に計算できて、耐荷材10の耐力評価に対する信頼性が高くなる。
本例では実施例1と比較して耐荷材10の耐力評価に対する信頼性がより高くなる。
<3>"Principle of plane retention" of direct strain
In this embodiment in which the reinforcing
Even in a form in which the
Therefore, the proof stress of the load-
In the present embodiment, the reliability of the load-
[実施例3]
<1>他の耐荷材
図10を参照して、補強材30による補強区間において、中間ブラケット22の配置間隔が異なるように変化させた他の耐荷材10について説明する。
[Example 3]
<1> Other Load-bearing Materials With reference to FIG. 10, another load-
外力作用時にける耐荷材10の曲げ応力はその全長に亘って均一ではなく、耐荷材10の支持形態(片持ち構造又は梁構造)により耐荷材10の長さ方向に沿って曲げ応力に大小の差が生じる。
そこで、大きな曲げ応力の発生が想定される区間においては、中間ブラケット22の配置間隔を狭くする。
The bending stress of the load-
Therefore, in a section where a large bending stress is expected to occur, the arrangement interval of the
図10に例示した耐荷材10では、管体20の中央部に大きな曲げ応力が発生することから、管体20の中央部における中間ブラケット22の配置間隔P3〜P5を狭くし、曲げ応力が小さな管体20の上下部においては中間ブラケット22の配置間隔P1,P8を広くしてある。
In the load-
<2>本例の耐荷材の作用効果
本例では既述した作用効果に加え、発生応力の大きさに応じて中間ブラケット22の配置間隔を変え、管体20の補強を必要とする区間の中間ブラケット22と補強材30を剛結することで、効果的に補強できる。
<2> Functions and Effects of the Load Bearing Material of the Present Example In addition to the functions and effects described above, in this example, the interval between the
[実施例4]
<1>他の耐荷材
図11を参照して、管体20の引張領域が管体20の長さ方向に沿って異なる場合に、補強材30の取付位置を管体20の上下部で異なるようにした他の耐荷材10について説明する。
本例では、管体20の上半部と下半部で引張領域が異なるときに、各引張領域に補強材30を取り付けて個別に補強する。
図11では、管体20の右方上半と左方下半に引張領域が生じる場合を例示していて、管体20の右方上半と左方下半にそれぞれ補強材30a,30aを取り付けて個別に補強している。
[Example 4]
<1> Other Load-bearing Materials Referring to FIG. 11, when the tensile region of the
In this example, when the tensile region is different between the upper half and the lower half of the
FIG. 11 illustrates a case where a tensile region is formed in the upper right half and the lower left half of the
<2>本例の耐荷材の作用効果
本例では管体20の引張領域が管体20の長さ方向に沿って異なる場合の補強に好適である。
耐荷材10を例えば斜面途中の地中に埋め込んだ防護柵の支柱に適用した場合、支柱の地上部では斜面山側に引張領域が発生し、地表からある区間より下方の地中部では谷側に引張領域が発生するので、支柱の最適補強が可能となる。
<2> Action and Effect of the Load Bearing Material of the Present Example The present example is suitable for reinforcement in a case where the tensile regions of the
For example, when the load-
[実施例5]
<1>他の耐荷材
以上の実施例では、中間ブラケット22による補強材30の支持形態に関し、剛結せずに係留して支持する形態と、剛結して支持する形態の2つについて説明した。
[Example 5]
<1> Other Load-bearing Materials In the above embodiments, two forms of supporting the reinforcing
図12を参照して、これら二つの支持形態を組み合わせた他の耐荷材10について説明する。
管体20の引張領域においては、補強材30aを剛結せずに係留する形態で中間ブラケット22に支持させ、管体20の圧縮領域においては、補強材30bを剛結する形態で中間ブラケット22に支持させるようにする。
With reference to FIG. 12, another load-
In the tension region of the
<2>本例の耐荷材の作用効果
本例では既述した作用効果に加え、管体20の引張領域と圧縮領域に応じて補強材30a,30bの支持形態を使い分けることで、経済的でかつ合理的に管体20を補強することができる。特に、管体20の圧縮領域では補強材30bの座屈抑制効果が高くなる。
<2> Effects of the load-bearing material of this example In this example, in addition to the effects described above, the support form of the reinforcing
10・・・・耐荷材
20・・・・管体
21・・・・端部ブラケット
22・・・・中間ブラケット
30・・・・補強材
31・・・・ナット
40・・・・支持構造物
10 Load-bearing
Claims (11)
外力作用時に長さ方向に沿って引張応力が生じる引張領域と、外力作用時に長さ方向に沿って圧縮応力が生じる圧縮領域とが形成される管体と、
前記管体の外方であって管体の軸線と平行に管体の引張領域又は圧縮領域の何れか一方の領域に配設した単数又は複数の補強材とからなり、
前記補強材の端部を管体の外周面にそれぞれ固定し、
前記管体の外周面に単数又は複数の中間ブラケットを突設し、
外力作用時に補強材と管体の外周面との間に形成される間隔を保ったまま、補強材を管体の曲げ変形に追従するように、前記中間ブラケットを介して補強材の両端部間を管体に支持したことを特徴とする、
耐荷材。 A load-bearing material that generates a bending moment when an external force acts ,
A tube in which a tensile region where a tensile stress occurs along the length direction when an external force is applied, and a compression region where a compressive stress is generated along the length direction when an external force is applied,
One or more reinforcing members disposed outside the tube body and in one of the tension region and the compression region of the tube body in parallel with the axis of the tube body,
Fixing the end of the reinforcing material to the outer peripheral surface of the tubular body ,
Protruding one or more intermediate brackets on the outer peripheral surface of the tube,
While maintaining the space formed between the reinforcing member and the outer peripheral surface of the tube when an external force is applied, the reinforcing member follows the bending deformation of the tube between the ends of the reinforcing member via the intermediate bracket. Characterized by being supported by a tubular body ,
Carrying material.
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