JP7199152B2 - Steel pipe connecting mechanism - Google Patents

Steel pipe connecting mechanism Download PDF

Info

Publication number
JP7199152B2
JP7199152B2 JP2018058645A JP2018058645A JP7199152B2 JP 7199152 B2 JP7199152 B2 JP 7199152B2 JP 2018058645 A JP2018058645 A JP 2018058645A JP 2018058645 A JP2018058645 A JP 2018058645A JP 7199152 B2 JP7199152 B2 JP 7199152B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
groove
steel pipe
load transmission
transmission key
inward
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018058645A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018178697A (en
Inventor
征 外山
明男 相和
浩之 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Publication of JP2018178697A publication Critical patent/JP2018178697A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7199152B2 publication Critical patent/JP7199152B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Piles And Underground Anchors (AREA)

Description

本発明は、鋼管本体の一方の端部に設けられるピン継手と、他方の端部に設けられるボックス継手と、前記ピン継手の外周面に周設された外向溝及び前記ボックス継手の内周面に、前記外向溝に対応して周設された内向溝に跨るように配置される荷重伝達キーとが備えられた鋼管連結機構に関する。 The present invention comprises a pin joint provided at one end of a steel pipe body, a box joint provided at the other end, an outward groove provided around the outer peripheral surface of the pin joint, and an inner peripheral surface of the box joint. Also, it relates to a steel pipe coupling mechanism provided with a load transmission key arranged so as to straddle an inward groove provided around the outward groove corresponding to the outward groove.

特許文献1には、鋼管本体の一方の端部に設けられるピン継手と、他方の端部に設けられるボックス継手と、前記ピン継手の外周面に周設された外向溝及び前記ボックス継手の内周面に、前記外向溝に対応して周設された内向溝に跨るように配置される荷重伝達キーと、が備えられた鋼管矢板等の縦継ぎ装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a pin joint provided at one end of a steel pipe body, a box joint provided at the other end, an outward groove provided around the outer peripheral surface of the pin joint, and an inner groove of the box joint. A longitudinal splicing device for a steel pipe sheet pile or the like is disclosed, in which a load transmission key is arranged on the peripheral surface so as to straddle the inward grooves provided around the outward grooves corresponding to the outward grooves.

特許第3336430号公報Japanese Patent No. 3336430

しかし、従来の縦継ぎ装置は、荷重伝達キーから外向溝に加わる力や、荷重伝達キーから内向溝に加わる力によって、外向溝や内向溝の、切削加工によって直角に形成された角部において応力分布が乱れ、局所的に応力が増大する(応力集中)。 However, in the conventional splicing device, the force applied from the load transmission key to the outward groove and the force applied from the load transmission key to the inward groove stress the corners of the outward and inward grooves formed at right angles by cutting. The distribution is disturbed and the stress increases locally (stress concentration).

ピン継手やボックス継手は、外向溝や内向溝が設けられている部分における厚みが、その他の部分よりも相対的に薄く、ここが構造上の弱点となることから、ピン継手及びボックス継手にはそれなりの厚みが要求される。 In pin joints and box joints, the thickness of the part where outward grooves and inward grooves are provided is relatively thinner than the other parts, and this is a structural weakness. Some thickness is required.

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたもので、経済性の高い鋼管連結機構を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a highly economical steel pipe connecting mechanism.

上述の目的を達成するための、本発明に係る鋼管連結機構の特徴構成は、鋼管本体の一方の端部に設けられるピン継手と、他方の端部に設けられるボックス継手と、前記ピン継手の外周面に周設された外向溝及び前記ボックス継手の内周面に、前記外向溝に対応して周設された内向溝に跨るように配置される荷重伝達キーとが備えられた鋼管連結機構であって、前記内向溝は、前記荷重伝達キーの厚み方向の全部を収容可能な深さを有する有底のものであり、前記外向溝の角部及び前記内向溝の角部の曲率半径ρ〔mm〕が、以下の数式(1)(ただし、tは前記荷重伝達キーの横断面における厚み〔mm〕である。)及び数式(2)(ただし、aは前記荷重伝達キーの横断面における対角線の長さの半分の長さ〔mm〕である。)を満たすように構成されている点にある。

Figure 0007199152000001
Figure 0007199152000002
In order to achieve the above object, the steel pipe connection mechanism according to the present invention is characterized by: a pin joint provided at one end of a steel pipe body; a box joint provided at the other end; A steel pipe connection mechanism comprising an outward groove provided around an outer peripheral surface and a load transmission key arranged so as to straddle an inward groove provided around the inner peripheral surface of the box joint corresponding to the outward groove. The inward groove has a depth capable of accommodating the entire load transmission key in the thickness direction, and the corners of the outward groove and the inward groove have a radius of curvature ρ [mm] is the following formula (1) (where t is the thickness [mm] in the cross section of the load transmission key) and formula (2) (where a is the cross section of the load transmission key half the length of the diagonal [mm]).
Figure 0007199152000001
Figure 0007199152000002

鋼管連結機構においては、各継手のうち荷重伝達キーが配置される部分における厚みが、その他の部分よりも薄く、構造上の弱点であり、ピン継手の外向溝及びボックス継手の内向溝が応力集中による破断の起点になり得る。 In a steel pipe connection mechanism, the thickness of each joint where the load transmission key is arranged is thinner than the other parts, which is a structural weakness, and the outward groove of the pin joint and the inward groove of the box joint are stress concentration. It can be the starting point of fracture due to

そこで、外向溝の角部及び内向溝の角部の曲率半径ρ〔mm〕を上記のように設定することによって、応力集中を緩和させることができるようになった。 Therefore, by setting the radius of curvature ρ [mm] of the corners of the outward grooves and the corners of the inward grooves as described above, stress concentration can be alleviated.

応力集中が緩和されることで、外向溝や内向溝に作用する局所的な力が軽減されるということは、外向溝や内向溝の部分において必要な板厚を薄くすることができるため、鋼管連結機構の経済性を高めることができる。 Relief of stress concentration reduces the local force acting on the outward and inward grooves. The economy of the coupling mechanism can be enhanced.

応力集中が緩和されることで、外向溝や内向溝に作用する局所的な力が軽減されるということは、板厚がそのままであるときに、荷重伝達キーの段数を減らすことができるため、鋼管連結機構の経済性を高めることができる。 Relieving the stress concentration reduces the local force acting on the outward grooves and the inward grooves. The economic efficiency of the steel pipe connection mechanism can be improved.

ただし、外向溝の角部及び内向溝の角部の曲率半径は大きければ大きいほど、荷重伝達キーと、外向溝及び内向溝との支圧面の面積が狭くなり、荷重伝達キーによる荷重伝達効率が低下してしまう。そこで、曲率半径ρ〔mm〕の上限は上記のように設定される。 However, the larger the radius of curvature of the corners of the outward and inward grooves, the narrower the bearing surfaces of the load transmission key and the outward and inward grooves. will decline. Therefore, the upper limit of the curvature radius ρ [mm] is set as described above.

本発明においては、前記荷重伝達キーは、横断面における四隅に設けられた面取りC〔mm〕が、以下の数式(3)を満たすように構成されていると好適である。

Figure 0007199152000003
In the present invention, it is preferable that the load transmission key is configured such that the chamfers C [mm] provided at the four corners in the cross section satisfy the following formula (3).
Figure 0007199152000003

上述の構成によると、荷重伝達キーは、外向溝の角部及び内向溝の角部の曲率半径以上の面取りがなされているため、荷重伝達キーの四隅が外向溝の角部や内向溝の角部に接触することがないので、外向溝の深さ及び内向溝の深さを可能な限り浅くすることができる。なお、荷重伝達キーの、横断面における四隅に設けられた面取りを大きくすればするほど、荷重伝達キーと、外向溝及び内向溝との支圧面の面積が狭くなり、荷重伝達キーによる荷重伝達効率が低下してしまう。そこで、面取りC〔mm〕の上限は上記のように設定される。 According to the above-described configuration, the load transmission key is chamfered with a radius of curvature equal to or greater than the radius of curvature of the corners of the outward and inward grooves. The depth of the outward grooves and the depth of the inward grooves can be made as shallow as possible. The larger the chamfers provided at the four corners of the load transmission key in the cross section, the narrower the areas of the bearing surfaces of the load transmission key and the outward and inward grooves, resulting in the load transmission efficiency of the load transmission key. decreases. Therefore, the upper limit of the chamfer C [mm] is set as described above.

本発明においては、前記外向溝及び前記内向溝がそれぞれ一条であり、前記ボックス継手の長さLb〔mm〕、前記内向溝の前記ボックス継手の先端からの距離L〔mm〕は、以下の数式(4)(ただし、Myは前記ボックス継手に作用する曲げモーメント〔kN・m〕であり、Pyは前記ボックス継手の先端にかかる曲げ荷重〔N〕である。)、及び、数式(5)(ただし、Tは前記ボックス継手の先端から内向溝の支圧面に対して荷重伝達キーから作用する圧縮荷重〔N〕であり、dは内向溝の深さ〔mm〕である。)を満たすように構成されていると好適である。

Figure 0007199152000004
Figure 0007199152000005
In the present invention, each of the outward groove and the inward groove is single, and the length Lb [mm] of the box joint and the distance L [mm] of the inward groove from the tip of the box joint are given by the following formula: (4) (where My is the bending moment [kN m] acting on the box joint, and Py is the bending load [N] applied to the tip of the box joint), and formula (5) ( However, T is the compressive load [N] acting from the load transmission key to the bearing surface of the inward groove from the tip of the box joint, and d is the depth [mm] of the inward groove. preferably configured.
Figure 0007199152000004
Figure 0007199152000005

鋼管連結機構における二次曲げは、鋼管連結機構の軸心方向における外向溝及び内向溝の位置により大きく影響を受けることがわかっている。しかし、従来は、ピン継手及びボックス継手の軸心方向の長さや、荷重伝達キーの位置を設計する指標がなかったため、ピン継手及びボックス継手の軸心方向の長さが、必要以上の長さになっていたり、荷重伝達キーの位置が適切な位置に配置されていない虞もあった。 It is known that the secondary bending in the steel pipe connection mechanism is greatly affected by the positions of the outward grooves and the inward grooves in the axial direction of the steel pipe connection mechanism. However, conventionally, there were no indicators for designing the axial length of the pin joint and the box joint and the position of the load transmission key. , or the position of the load transmission key may not be arranged at an appropriate position.

上述の構成によると、鋼管連結機構の二次曲げを抑制しつつ、ピン継手及びボックス継手の軸心方向の長さを短くすることができ、荷重伝達キーも適切な位置に配置することができるようになった。なお、曲げモーメントMy〔kN・m〕の上限は上記のように設定される。なお、216〔kN・m〕という値は、実験及び解析から得られた閾値である。また、応力集中が緩和されることで、溝に作用する局所的な力が軽減されるため、荷重伝達キーを一段とすることができ、これにより鋼管連結機構の経済性を高めることができる。 According to the above configuration, it is possible to reduce the axial length of the pin joint and the box joint while suppressing the secondary bending of the steel pipe connection mechanism, and it is possible to arrange the load transmission key at an appropriate position. It became so. The upper limit of the bending moment My [kN·m] is set as described above. The value of 216 [kN·m] is a threshold value obtained from experiments and analyses. In addition, since the stress concentration is relieved, the local force acting on the groove is reduced, so that the load transmission key can be further improved, thereby improving the economic efficiency of the steel pipe connection mechanism.

本発明に係る鋼管連結機構が備えられた鋼管杭の説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing of the steel-pipe pile provided with the steel-pipe connection mechanism which concerns on this invention. 鋼管連結機構の要部拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a main part of the steel pipe connecting mechanism; ボックス継手の要部説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a main part of a box joint; 曲率半径と応力集中係数との関係を説明するグラフである。4 is a graph explaining the relationship between the radius of curvature and the stress concentration factor;

以下、本発明の実施形態に係る鋼管連結機構を図面を参照しながら説明する。 A steel pipe connecting mechanism according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1に示すように、鋼管杭1(1A,1B)は、円筒状のスパイラル鋼管等の鋼管本体2の一方の管端部に小径円筒状のピン継手3が溶接によって設けられるとともに、鋼管本体2の他方の管端部にピン継手3を嵌合可能な円筒状のボックス継手4が溶接によって設けられ、全長に亘って略一定の外径を備えた円筒状に形成されている。 As shown in FIG. 1, steel pipe piles 1 (1A, 1B) are provided by welding a small-diameter cylindrical pin joint 3 to one pipe end of a steel pipe body 2 such as a cylindrical spiral steel pipe. A cylindrical box joint 4 into which a pin joint 3 can be fitted is provided by welding to the other pipe end of the tube 2, and is formed in a cylindrical shape having a substantially constant outer diameter over the entire length.

複数の鋼管本体2の、軸心方向に沿った連結は、本発明による鋼管連結機構Aによってなされる。以下、ピン継手3及びボックス継手4を中心に、本発明による鋼管連結機構Aについて詳述する。 A plurality of steel pipe bodies 2 are connected along the axial direction by a steel pipe connecting mechanism A according to the present invention. Hereinafter, the steel pipe connecting mechanism A according to the present invention will be described in detail, focusing on the pin joint 3 and the box joint 4. As shown in FIG.

図1及び図2に示すように、ピン継手3は、鋼管本体2の外径と略同径とした基筒部30と、基筒部30に延設され基筒部30より小径とした嵌挿部31とを備えている。嵌挿部31の外周面31aには、後述する荷重伝達キー7を係合可能な外向溝32が周設されている。外向溝32は、荷重伝達キー7の厚み方向の半分を収容可能な深さを有している。 As shown in FIGS. 1 and 2, the pin joint 3 includes a base cylinder portion 30 having substantially the same diameter as the outer diameter of the steel pipe body 2 and a fitting portion extending from the base cylinder portion 30 and having a smaller diameter than the base cylinder portion 30. and an insertion portion 31 . An outer peripheral surface 31a of the inserting portion 31 is provided with an outward groove 32 that can be engaged with a load transmission key 7, which will be described later. The outward groove 32 has a depth that can accommodate half of the load transmission key 7 in the thickness direction.

ボックス継手4は、鋼管本体2の外径と略同径とした嵌受部41が備えられている。嵌受部41の内周に、外周面31aと対応する形状であり、ピン継手3の嵌挿部31を受け入れ可能な内周面41aが形成されている。内周面41aには、外向溝32に対応する位置に、荷重伝達キー7を収容可能な一条の内向溝42が周設されている。内向溝42は、荷重伝達キー7の厚み方向の全部を収容可能な深さを有している。 The box joint 4 is provided with a fitting portion 41 having substantially the same diameter as the outer diameter of the steel pipe body 2 . An inner peripheral surface 41 a having a shape corresponding to the outer peripheral surface 31 a and capable of receiving the fitting insertion portion 31 of the pin joint 3 is formed on the inner periphery of the fitting receiving portion 41 . A line of inward grooves 42 capable of accommodating the load transmission key 7 is formed in the inner peripheral surface 41 a at a position corresponding to the outward grooves 32 . The inward groove 42 has a depth capable of accommodating the entire thickness of the load transmission key 7 .

図2に示すように、外向溝32の角部32c及び内向溝42の角部42cの曲率半径ρ〔mm〕が、以下の数式(1)(ただし、tは荷重伝達キー7の横断面における厚み〔mm〕である。)及び数式(2)(ただし、aは荷重伝達キー7の横断面における対角線の長さの半分の長さ〔mm〕である。)を満たすように構成されている。

Figure 0007199152000006
Figure 0007199152000007
As shown in FIG. 2, the curvature radius ρ [mm] of the corner portion 32c of the outward groove 32 and the corner portion 42c of the inward groove 42 is given by the following formula (1) (where t is the cross section of the load transmission key 7). thickness [mm]) and formula (2) (where a is half the length [mm] of the diagonal line in the cross section of the load transmission key 7). .
Figure 0007199152000006
Figure 0007199152000007

なお、本実施形態において、荷重伝達キー7は、横断面における高さlが約17.6〔mm〕であり、横断面における厚みtが約10.5〔mm〕であり、横断面における対角線の長さの半分の長さaが約10.2〔mm〕である。このときの、曲率半径ρ〔mm〕と応力集中係数αの関係を下記表に示す。この表に基づいて、図4に、ρ/aを横軸にし、応力集中係数αを縦軸としたグラフを示す。なお、応力集中係数αは、下記数式(6)から算出した。

Figure 0007199152000008
Figure 0007199152000009
In this embodiment, the load transmission key 7 has a height l of about 17.6 [mm] in the cross section, a thickness t of about 10.5 [mm] in the cross section, and a diagonal line in the cross section. The half length a of the length of is about 10.2 [mm]. The relationship between the radius of curvature ρ [mm] and the stress concentration factor α at this time is shown in the table below. Based on this table, FIG. 4 shows a graph in which ρ/a is plotted on the horizontal axis and the stress concentration factor α is plotted on the vertical axis. The stress concentration factor α was calculated from the following formula (6).
Figure 0007199152000008
Figure 0007199152000009

上記表及び図4に記載のように、曲率半径ρ〔mm〕を大きくしていくと、応力集中係数αは指数関数的に低下し、曲率半径ρが1.0〔mm〕であるときは、0.4〔mm〕であるときよりも応力集中係数αが低下していることがわかる。また、ρ/aの値が0.6以上ともなると、応力集中係数の低下の効果が小さい。なお、本実施形態においては、荷重伝達キー7の厚みtは10.5〔mm〕であることから、曲率半径ρ〔mm〕は、5.25〔mm〕より小さい必要がある。上記から曲率半径ρ〔mm〕は、1.0≦ρ≦3.0程度であることが好ましいことがわかる。 As shown in the above table and FIG. 4, as the radius of curvature ρ [mm] increases, the stress concentration factor α decreases exponentially, and when the radius of curvature ρ is 1.0 [mm] , 0.4 [mm], the stress concentration factor α is lower. Also, when the value of ρ/a is 0.6 or more, the effect of lowering the stress concentration factor is small. In this embodiment, since the thickness t of the load transmission key 7 is 10.5 [mm], the curvature radius ρ [mm] must be smaller than 5.25 [mm]. From the above, it can be seen that the radius of curvature ρ [mm] is preferably about 1.0≦ρ≦3.0.

鋼管連結機構Aにおいては、ピン継手3及びボックス継手4は、それぞれ荷重伝達キー7が配置される部分における厚みが、その他の部分よりも薄く、構造上の弱点であり、外向溝32の角部32c及び内向溝42の角部42cが応力集中による破断の起点になり得る。 In the steel pipe connection mechanism A, the pin joint 3 and the box joint 4 are thinner at the portions where the load transmission keys 7 are arranged than at the other portions, which is a structural weak point. 32c and the corner 42c of the inward groove 42 can be the starting point of fracture due to stress concentration.

そこで、外向溝32の角部32c及び内向溝42の角部42cの曲率半径ρ〔mm〕を上記のように設定することによって、応力集中を緩和させることができるようになった。 Therefore, by setting the radius of curvature ρ [mm] of the corner portion 32c of the outward groove 32 and the corner portion 42c of the inward groove 42 as described above, stress concentration can be alleviated.

応力集中が緩和されることで、外向溝32及び内向溝42に作用する局所的な力が軽減されるということは、ピン継手3の外向溝32及びボックス継手4の内向溝42の部分において必要な板厚を薄くすることができるため、鋼管連結機構Aの経済性を高めることができる。 It is necessary for the portions of the outward grooves 32 of the pin joint 3 and the inward grooves 42 of the box joint 4 that the local forces acting on the outward grooves 32 and the inward grooves 42 are reduced by alleviating the stress concentration. Since the plate thickness can be reduced, the economic efficiency of the steel pipe connecting mechanism A can be improved.

換言すると、応力集中が緩和されることで、ピン継手3の外向溝32及びボックス継手4の内向溝42に作用する局所的な力が軽減されるということは、板厚がそのままであるときに、荷重伝達キー7の段数を減らすことができるため、鋼管連結機構Aの経済性を高めることができる。 In other words, the relaxation of the stress concentration reduces the local force acting on the outward groove 32 of the pin joint 3 and the inward groove 42 of the box joint 4, which means that when the plate thickness remains the same, , the number of stages of the load transmission keys 7 can be reduced, so the economic efficiency of the steel pipe connecting mechanism A can be enhanced.

ただし、外向溝32の角部32c及び内向溝42の角部42cの曲率半径ρ〔mm〕は大きければ大きいほど、荷重伝達キー7と、外向溝32及び内向溝42との支圧面の面積が狭くなり、荷重伝達キー7による荷重伝達効率が低下してしまう。そこで、曲率半径ρ〔mm〕の上限は上記のように設定される。なお、曲率半径ρ≦3.0〔mm〕であることが好ましい。 However, the larger the radius of curvature ρ [mm] of the corner portion 32c of the outward groove 32 and the corner portion 42c of the inward groove 42, the larger the area of the bearing surfaces of the load transmission key 7 and the outward groove 32 and the inward groove 42. It becomes narrower, and the efficiency of load transmission by the load transmission key 7 is lowered. Therefore, the upper limit of the curvature radius ρ [mm] is set as described above. In addition, it is preferable that the radius of curvature ρ≦3.0 [mm].

本実施形態において、外向溝32及び内向溝42はそれぞれ一条であり、したがって荷重伝達キー7は一段である。応力集中が緩和されることで、外向溝32や内向溝42に作用する局所的な力が軽減されるため、荷重伝達キー7を一段とすることができる。 In this embodiment, each of the outward groove 32 and the inward groove 42 is single, and therefore the load transmission key 7 is single. Since the stress concentration is relieved, the local force acting on the outward grooves 32 and the inward grooves 42 is reduced, so that the load transmission key 7 can be made one-tiered.

外周面31a及び内周面41aの軸心方向の長さや、外向溝32の外周面31aにおける位置及び内向溝42の内周面41aにおける位置は以下のようにして設定することができる。外周面31a及び内周面41aの軸心方向の長さは、一方の長さが他方の長さに対応し、外向溝32の外周面31aにおける位置及び内向溝42の内周面41aにおける位置は、一方の位置が他方の位置に対応するため、ここでは、内周面41aの軸心方向の長さ及び内向溝42の内周面41aにおける位置について説明する。 The axial lengths of the outer peripheral surface 31a and the inner peripheral surface 41a, the positions of the outward grooves 32 on the outer peripheral surface 31a, and the positions of the inward grooves 42 on the inner peripheral surface 41a can be set as follows. Regarding the axial lengths of the outer peripheral surface 31a and the inner peripheral surface 41a, the length of one corresponds to the length of the other, and the position of the outward groove 32 on the outer peripheral surface 31a and the position of the inward groove 42 on the inner peripheral surface 41a Since one position corresponds to the other position, the axial length of the inner peripheral surface 41a and the position of the inward groove 42 on the inner peripheral surface 41a will be described here.

図3に示すように、ボックス継手4の長さLb〔mm〕、内向溝42のボックス継手4の先端からの距離L〔mm〕は、以下の数式(4)(ただし、Myはボックス継手4に作用する曲げモーメント〔kN・m〕であり、Pyはボックス継手4の先端にかかる曲げ荷重〔N〕である。)、及び、数式(5)(ただし、Tはボックス継手4の先端から内向溝42の支圧面に対して荷重伝達キー7から作用する圧縮荷重〔N〕であり、dは内向溝42の深さ〔mm〕である。)を満たすように構成されている。

Figure 0007199152000010
Figure 0007199152000011
As shown in FIG. 3, the length Lb [mm] of the box joint 4 and the distance L [mm] of the inward groove 42 from the tip of the box joint 4 are given by the following formula (4) (where My is the box joint 4 and Py is the bending load [N] applied to the tip of the box joint 4.), and Equation (5) (where T is the inward direction from the tip of the box joint 4 is the compressive load [N] acting from the load transmission key 7 on the bearing surface of the groove 42, and d is the depth [mm] of the inward groove 42).
Figure 0007199152000010
Figure 0007199152000011

なお、曲げモーメントMy〔kN・m〕が216〔kN・m〕に収まるように構成する。なお、216〔kN・m〕は、実験及び解析から得られた閾値である。上述のように構成することによって、鋼管連結機構Aの二次曲げを抑制しつつ、ピン継手3及びボックス継手4の軸心方向の長さを短くすることができ、荷重伝達キー7も適切な位置に配置することができるようになった。 The bending moment My [kN·m] is configured to be within 216 [kN·m]. 216 [kN·m] is a threshold obtained from experiments and analysis. By configuring as described above, the lengths of the pin joint 3 and the box joint 4 in the axial direction can be shortened while suppressing the secondary bending of the steel pipe connection mechanism A, and the load transmission key 7 is also suitable. Can now be placed in position.

内向溝42には、ボックス継手4の周方向に所定の間隔をおいて、ボックス継手4の外周面に連通するように複数のネジ孔43が設けられている。ネジ孔43にはセットボルト8が螺合されている。そして、セットボルト8は内向溝42の内部において荷重伝達キー7と螺合されている。 A plurality of screw holes 43 are provided in the inward groove 42 at predetermined intervals in the circumferential direction of the box joint 4 so as to communicate with the outer peripheral surface of the box joint 4 . A set bolt 8 is screwed into the screw hole 43 . The set bolt 8 is screwed with the load transmission key 7 inside the inward groove 42 .

荷重伝達キー7は、外向溝32の曲率に沿った曲率を有する円弧状のキー部材であり、外向溝32の周方向に所定間隔をおいて複数設けられる。図2に示すように、荷重伝達キー7は、横断面における四隅に設けられた面取りC〔mm〕が、以下の数式(3)を満たすように構成されている。

Figure 0007199152000012
The load transmission key 7 is an arc-shaped key member having a curvature along the curvature of the outward groove 32 , and is provided in plurality at predetermined intervals in the circumferential direction of the outward groove 32 . As shown in FIG. 2, the load transmission key 7 is configured such that the chamfers C [mm] provided at the four corners in the cross section satisfy the following formula (3).
Figure 0007199152000012

荷重伝達キー7は、外向溝32の角部32c及び内向溝42の角部42cの曲率半径ρ〔mm〕以上の大きさ面取りC〔mm〕がなされているため、荷重伝達キー7の四隅が外向溝32の角部32cや内向溝42の角部42cに接触することがないので外向溝32の深さ及び内向溝42の深さを可能な限り浅くすることができる。なお、荷重伝達キー7の、横断面における四隅に設けられた面取りC〔mm〕を大きくすればするほど、荷重伝達キー7と、外向溝32及び内向溝42との支圧面の面積が狭くなり、荷重伝達キー7による荷重伝達効率が低下してしまう。そこで、面取りC〔mm〕の上限は上記のように設定される。 Since the load transmission key 7 is chamfered C [mm] with a size equal to or greater than the radius of curvature ρ [mm] of the corners 32c of the outward groove 32 and the corners 42c of the inward groove 42, the four corners of the load transmission key 7 are Since there is no contact with the corner portion 32c of the outward groove 32 or the corner portion 42c of the inward groove 42, the depth of the outward groove 32 and the depth of the inward groove 42 can be made as shallow as possible. The larger the chamfers C [mm] provided at the four corners of the load transmission key 7 in the cross section, the narrower the area of the pressure-bearing surface between the load transmission key 7 and the outward grooves 32 and the inward grooves 42 . , the load transmission efficiency of the load transmission key 7 is lowered. Therefore, the upper limit of the chamfer C [mm] is set as described above.

各荷重伝達キー7は、それぞれに螺合したセットボルト8を正(右)回転させれば、内向溝42内の収容位置から嵌挿部31の外向溝32と内向溝42とに跨る位置まで前進し、逆(左)回転させれば荷重伝達キー7が外向溝32と内向溝42とに跨る位置から内向溝42内の収容位置まで後退する。 Each load transmission key 7 can be moved from the housed position in the inward groove 42 to the position straddling the outward groove 32 and the inward groove 42 of the insertion portion 31 by rotating the set bolt 8 screwed thereto. When it is moved forward and rotated in the opposite direction (leftward), the load transmission key 7 retreats from the position straddling the outward groove 32 and the inward groove 42 to the accommodation position in the inward groove 42 .

図1に示すように、鋼管杭1A及び鋼管杭1Bを連結するには、鋼管杭1Bをクレーンで吊り上げ、鋼管杭1Aの直上に運んで吊り降ろし、鋼管杭1B側のピン継手3を鋼管杭1A側のボックス継手4の中へ挿入していけば、鋼管杭1Aと鋼管杭1Bとが嵌合される。その後、セットボルト8を螺進させて、内向溝42に収まっている荷重伝達キー7を外向溝32に向け押し入れる。それによって、荷重伝達キー7は、外向溝32及び内向溝42に跨り、鋼管杭1A及び鋼管杭1Bは荷重伝達キー7を介して抜き差し不能に連結される。なお、必要に応じて、ピン継手3及びボックス継手4に跨るように、回転抑止キーを配置し、鋼管杭1A及び鋼管杭1Bの軸心周りの相対回転が防止されるように構成してもよい。 As shown in FIG. 1, in order to connect the steel pipe pile 1A and the steel pipe pile 1B, the steel pipe pile 1B is lifted by a crane, transported directly above the steel pipe pile 1A and lowered, and the pin joint 3 on the side of the steel pipe pile 1B is connected to the steel pipe pile. By inserting into the box joint 4 on the 1A side, the steel pipe pile 1A and the steel pipe pile 1B are fitted. After that, the set bolt 8 is screwed to push the load transmission key 7 accommodated in the inward groove 42 toward the outward groove 32 . As a result, the load transmission key 7 straddles the outward groove 32 and the inward groove 42, and the steel pipe pile 1A and the steel pipe pile 1B are connected through the load transmission key 7 in a non-removable manner. In addition, if necessary, a rotation suppression key may be arranged so as to straddle the pin joint 3 and the box joint 4 to prevent the steel pipe pile 1A and the steel pipe pile 1B from rotating relative to each other around the axis. good.

本発明に係る鋼管連結機構Aは、上述のような鋼管杭1に限らず、鋼管本体2の外周面に長手方向に沿って、隣り合う鋼管矢板に同じく設けられた継手と連結可能な、継手が設けられた鋼管矢板にも採用することができる。 The steel pipe connection mechanism A according to the present invention is not limited to the steel pipe pile 1 as described above, but is a joint that can be connected to joints that are similarly provided on adjacent steel pipe sheet piles along the outer peripheral surface of the steel pipe body 2 along the longitudinal direction. It can also be adopted for steel pipe sheet piles provided with.

上述した実施形態は、いずれも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲において適宜変更設計可能である。 The above-described embodiments are all examples of the present invention, and the present invention is not limited by the description, and the specific configuration of each part can be appropriately changed and designed within the range in which the effects of the present invention are exhibited. be.

2 :鋼管本体
3 :ピン継手
4 :ボックス継手
7 :荷重伝達キー
31a :外周面
32 :外向溝
32c :角部
41a :内周面
42 :内向溝
42c :角部
A :鋼管連結機構
2: Steel pipe body 3: Pin joint 4: Box joint 7: Load transmission key 31a: Outer peripheral surface 32: Outward groove 32c: Corner 41a: Inner peripheral surface 42: Inward groove 42c: Corner A: Steel pipe connection mechanism

Claims (3)

鋼管本体の一方の端部に設けられるピン継手と、他方の端部に設けられるボックス継手と、前記ピン継手の外周面に周設された外向溝及び前記ボックス継手の内周面に、前記外向溝に対応して周設された内向溝に跨るように配置される荷重伝達キーとが備えられた鋼管連結機構であって、
前記内向溝は、前記荷重伝達キーの厚み方向の全部を収容可能な深さを有する有底のものであり、
前記外向溝の角部及び前記内向溝の角部の曲率半径ρ〔mm〕が、以下の数式(1)(ただし、tは前記荷重伝達キーの横断面における厚み〔mm〕である。)及び数式(2)(ただし、aは前記荷重伝達キーの横断面における対角線の長さの半分の長さ〔mm〕である。)を満たすように構成されている鋼管連結機構。
Figure 0007199152000013
Figure 0007199152000014
A pin joint provided at one end of a steel pipe body, a box joint provided at the other end, an outward groove provided around the outer peripheral surface of the pin joint, and an outer groove formed on the inner peripheral surface of the box joint. A steel pipe connection mechanism provided with a load transmission key arranged so as to straddle an inward groove circumferentially provided corresponding to the groove,
The inward groove has a depth capable of accommodating the entire thickness direction of the load transmission key, and
The curvature radii ρ [mm] of the corners of the outward grooves and the corners of the inward grooves are given by the following formula (1) (where t is the thickness [mm] of the cross section of the load transmission key) and A steel pipe connection mechanism configured to satisfy the formula (2) (where a is a length [mm] that is half the length of a diagonal line in the cross section of the load transmission key).
Figure 0007199152000013
Figure 0007199152000014
前記荷重伝達キーは、横断面における四隅に設けられた面取りC〔mm〕が、以下の数式(3)を満たすように構成されている請求項1に記載の鋼管連結機構。
Figure 0007199152000015
2. The steel pipe connection mechanism according to claim 1, wherein the load transmission key is configured such that chamfers C [mm] provided at four corners in the cross section satisfy the following formula (3).
Figure 0007199152000015
前記外向溝及び前記内向溝がそれぞれ一条であり、
前記ボックス継手の長さLb〔mm〕、前記内向溝の前記ボックス継手の先端からの距離L〔mm〕は、以下の数式(4)(ただし、Myは前記ボックス継手に作用する曲げモーメント〔kN・m〕であり、Pyは前記ボックス継手の先端にかかる曲げ荷重〔N〕である。)、及び、数式(5)(ただし、Tは前記ボックス継手の先端から内向溝の支圧面に対して荷重伝達キーから作用する圧縮荷重〔N〕であり、dは内向溝の深さ〔mm〕である。)を満たすように構成されている請求項1又は2に記載の鋼管連結機構。
Figure 0007199152000016
Figure 0007199152000017
Each of the outward groove and the inward groove is one line,
The length Lb [mm] of the box joint and the distance L [mm] of the inward groove from the tip of the box joint are given by the following formula (4) (where My is the bending moment [kN m], and Py is the bending load [N] applied to the tip of the box joint. 3. The steel pipe connecting mechanism according to claim 1 or 2, wherein the compressive load [N] acting from the load transmission key and d is the depth [mm] of the inward groove.
Figure 0007199152000016
Figure 0007199152000017
JP2018058645A 2017-04-18 2018-03-26 Steel pipe connecting mechanism Active JP7199152B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017082273 2017-04-18
JP2017082273 2017-04-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018178697A JP2018178697A (en) 2018-11-15
JP7199152B2 true JP7199152B2 (en) 2023-01-05

Family

ID=64281544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018058645A Active JP7199152B2 (en) 2017-04-18 2018-03-26 Steel pipe connecting mechanism

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7199152B2 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000234333A (en) 1998-12-15 2000-08-29 Kubota Corp Vertically connecting device for steel pipe sheet pile
JP2004084251A (en) 2002-08-26 2004-03-18 Kubota Corp Joint structure of columnar body
JP2011049170A (en) 2006-05-19 2011-03-10 Ethicon Endo-Surgery Inc Pressure switch
JP2012042039A (en) 2010-08-23 2012-03-01 Kubota Corp Columnar body set
JP2012154048A (en) 2011-01-24 2012-08-16 Kubota Corp Joint structure for steel pipe
JP2012229527A (en) 2011-04-25 2012-11-22 Tomita Seisakusho:Kk Joint part structure
JP2013209857A (en) 2012-03-30 2013-10-10 Kubota Corp Joint structure of steel pipe pile and pile head as well as method for constructing concrete foundation using the joint structure
JP2014173373A (en) 2013-03-12 2014-09-22 Ohbayashi Corp Pipe connection structure for civil engineering work
JP2016151131A (en) 2015-02-17 2016-08-22 株式会社クボタ Joint mechanism for steel pipe

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS548058U (en) * 1977-06-20 1979-01-19
US4779902A (en) * 1987-07-06 1988-10-25 Mid-Continent Pipe & Supply Co., Inc. Plastic pipe with integral end connection
JP5538244B2 (en) * 2009-10-21 2014-07-02 新日鐵住金株式会社 Steel pipe connection structure

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000234333A (en) 1998-12-15 2000-08-29 Kubota Corp Vertically connecting device for steel pipe sheet pile
JP2004084251A (en) 2002-08-26 2004-03-18 Kubota Corp Joint structure of columnar body
JP2011049170A (en) 2006-05-19 2011-03-10 Ethicon Endo-Surgery Inc Pressure switch
JP2012042039A (en) 2010-08-23 2012-03-01 Kubota Corp Columnar body set
JP2012154048A (en) 2011-01-24 2012-08-16 Kubota Corp Joint structure for steel pipe
JP2012229527A (en) 2011-04-25 2012-11-22 Tomita Seisakusho:Kk Joint part structure
JP2013209857A (en) 2012-03-30 2013-10-10 Kubota Corp Joint structure of steel pipe pile and pile head as well as method for constructing concrete foundation using the joint structure
JP2014173373A (en) 2013-03-12 2014-09-22 Ohbayashi Corp Pipe connection structure for civil engineering work
JP2016151131A (en) 2015-02-17 2016-08-22 株式会社クボタ Joint mechanism for steel pipe

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018178697A (en) 2018-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2631589C1 (en) Steel pipe threaded joint
JP4924614B2 (en) Pipe threaded joint
JP6654643B2 (en) Screw joints for steel pipes
PL111237B1 (en) Pipe joint especially for petroleum drill pipes
JPS6347588A (en) Pipe joint
JP6831018B2 (en) Threaded joints for steel pipes
EA033926B1 (en) Threaded joint for steel pipes
JP7199152B2 (en) Steel pipe connecting mechanism
JP5538244B2 (en) Steel pipe connection structure
CN114270012B (en) Threaded joint
JP7138536B2 (en) Steel pipe connection structure
JP2007016446A (en) Connection structure of concrete pile
AU2021297293B2 (en) Threaded connection for steel pipe
KR20160052456A (en) Reinforcing rod a coupling device
JP6344225B2 (en) Steel pipe pile joint structure
KR101682172B1 (en) Shaft coupling
WO2021145162A1 (en) Threaded coupling for pipe
JP2010255707A (en) Method of designing special screw joint for oil well pipe
KR101566610B1 (en) Reinforcing rod a coupling device for hooped reinforcement
KR101587733B1 (en) Reinforcing rod a coupling device for hooped reinforcement
EP3633255B1 (en) Threaded connection for steel pipes
CN103517866B (en) Suspension apparatus
KR101505961B1 (en) Reinforcing rod a coupling device for hooped reinforcement
JP3178188U (en) Pipe connection device
JP2007040471A (en) Circulating component presser implement for ball screw, and ball screw

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201218

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211130

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220131

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220323

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220719

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221220

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7199152

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150