JPH02120411A - 土木・建築用山留構造及び一体化火打材 - Google Patents

土木・建築用山留構造及び一体化火打材

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JPH02120411A
JPH02120411A JP27076288A JP27076288A JPH02120411A JP H02120411 A JPH02120411 A JP H02120411A JP 27076288 A JP27076288 A JP 27076288A JP 27076288 A JP27076288 A JP 27076288A JP H02120411 A JPH02120411 A JP H02120411A
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田尻 貞夫
Giichi Hisada
久田 義一
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は土木・建築用山留構造の改良及びそれに使用す
る一体化火打材の改良に関する。
[従来の技術] 従来の土木・建築現場における山留の架構体は、土中に
打ち込まれた矢板内側掘削部に、腹起し材が矢板に直交
状態で取付けられ、さらに腹起し材に直角に該腹起し材
を支える切梁材を架設するとともに、該腹起し材補強の
ため、火打材を切梁の両側より腹起し材にわたって二本
架設されるのが普通であった。
近年は施工効率の向上のため、切梁と二本の火打材を一
体化した火打ブロック、いわゆる一体化火打材が使用さ
れることも多くなってきた。
第8図は従来の山留構造における腹起しの接続部を図示
するもので、水平方向に隣合う腹起し30.30の端部
を突き合わせこれをボルト・ナツト3Iで締付固定する
とともに腹起し30゜30の両性側面に補強板32.3
2を添わせ、これをボルト・ナツト33で固定して連結
するものである。そして腹起しに一体化火打材を装着す
るには、一体化火打材の取付板(第9図ないし第12図
の符号41a〜41d)の全体を腹起しに当接させ、取
付板及び腹起しのボルト挿通孔に挿通したボルト及びナ
ツトで締付固定するものである。
また、第9図ないし第12図は従来の一体化火打材を示
すものであり、例えば、実公昭54−25285号公報
(第9図図示のもの)、実公昭59−7404号公報(
第10図図示のもの)、実開昭61−206742号公
報(第11図図示のもの)及び実開昭62−12944
5号公報(第!2図図示のもの)等のものがある。いず
れも概略三角形状に形成されており、切梁の端部に連結
する切梁当接部40a、40b、40c、40dと、腹
起しに当接しこれに固定する取付板(部)41a、41
b、41c、41dと、これらの間に配設する斜材42
a、42b、42c、42dあるいは補強材43a、4
3c、44a、45a等で構成される。
[発明が解決しようとする課題] −・膜内な山留T法に使用される山留材(腹起し材、切
梁材)は定尺(1〜7m位)のH型鋼加工材で、土木・
建築現場において、所定の長さに組合せて使用される。
また、その継手部は端部をボルトにより連結し、さらに
、その両側に補強板を添わせボルト接合して補強を行な
う。しかし、このような現行の方法では強度が不十分で
あり、完全な継手構造とはならない。
したがって、日本建築学会(山留め設計施工指針)及び
土木学会(トンネル標準示方書(開削l4ii)・同解
説)によれば、腹起しは通常、連続ばっとして設置する
が、鋼製の転用材の場合、継手に連続材としての2剛性
が得られず、切梁及び火打の交点をピンとしで仮定し安
全側にその支点間の144純梁として計算するものと規
定している7また。従来型の火打材(角度45°)を使
用した場合は、実験結果によれば、これらの斜Hの取付
部の緩みのために、取付初期には、はとんど応力が伝達
されず、大きな変形後初めて効果が発揮されることが知
られている。そのため、その支点を割引いたところに想
定し、第13図のC0のような有効スパンの単純梁とし
て計算される。このように腹起しと切梁は、連続ばっと
して設置されるにもかかわらず計算上は単純梁として計
算される不合理が生じている。また、従来型の火打を使
用した場合には、さらに−上記のように有効スパンを長
くして過大設計をすることとなり産業上きわめて不経済
である。
さらに、−一体化火打材を使用すれば、上記取付部の緩
みは生じることはなく、その有効スパンは一体化火打材
の端点間との単純梁とすることが可能であるが、その交
点部は一体化火打材の取付板の大きな面で受けることと
なり、連続梁的効果がなくなる欠点を生じる。
周知のように連続梁的効果とは−・本の連続したはりに
3点以上の支点がある場合、その端部以外の支点部に発
生するモーメントによって、はり中央の曲げモーメント
が引き上げられて小さくなるもので1等分重荷重におい
て、そのはり中央部に発生する曲げモーメントは、単純
梁でM=I/8w℃2に対し、連続ばりではM = I
/IOw g、′〜1/12wQ”となり、約20〜3
3%の減少となる。
本発明の山留構造は上記従来技術の欠点を解決するもの
であり、切梁スパンを従来より大きくすることができる
ようにし、すなわち山留構造を少ない鋼材で架設できる
ようにして、山留架構体の架設及び解体作業を容易、か
つ、迅速に行なうことができ、工期の短縮と工費の低減
を図ることができる山留構造を提供することを目的とす
る7また、本発明の山留構造に用いる一体化火打材の目
的は、連続梁的効果を生じさせる明確な支点を確保する
ことができて本発明に係る山留構造に適応するものを提
供することにあり、また従来の一体化火打材に比べてそ
のIn 、rliを少なくし、あるいはhII造を比較
的IWkにし、形状の小型化も可能にすることにより、
製造コストの低減及び運搬の便を向4tせしめたものを
提供することにある。
[課題を解決するための手段〕 本発明の山留構造は、土中に打ち込んだ矢板に対して水
平方向に腹起しを当接させ、該腹起しに直交する方向に
切梁を架設するとともに、これら腹起しと切梁との連結
部分に一体化火打材を設ける山留構造において、 +’
xji記腹起しは腹起水下方向に連続する隣合う間の接
続部をピン節点とし、前記一体化火打材は一対の斜材を
二股状に設け、該斜材の開拡両端部の間を連結材で結合
し、該連結材の両端で腹起し対面側に一対の腹起し当接
片を設け、前記一対の斜材の二股交点部分に切梁当接部
を設けたものであって、切梁当接部に切梁の端部を固定
し、一対の斜材の開拡両端部を腹起しの接続部を跨ぐ位
置に配置し、連結材と腹起しどの間に隙間をあけた状態
にして腹起し当接片部分を腹起しに固定したことを特徴
とする。
なお、一体化火打材は、斜材を圧縮鋼材にて、またn;
i記述結材を引張鋼材にてそれぞれ構成することが好ま
しい。
L記のように腹起しの接続(連結部)をピン節点とする
場合は、一体化火打材の2個の腹起し当接片のスパンの
t分と隣合う−一体化火打材で隣合う腹起し当接片のス
パンとの比を2.83以上とすることが好ましい。
■ユ述の山留構造にあって、隣合う腹起しの間の接続を
フリ一端に、すなわち、何ら結合しなくともよい。その
場合には一体化火打材の2個の腹起し当接片のスパンの
半分と隣合う一体化火打材で隣合う腹起し当接片のスパ
ンとの比を2以−にとすることが好ましい。
なお、に、記いずれの場合でも腹起し当接片は一体化火
打材の連結材と腹起しの間に介挿するものであってもよ
い。
また、本発明の山留構造に使用する一体化火打材は、土
中に打ち込んだ矢板に対して水平方向に腹起しを当接さ
せるとともに、該腹起しの水平方向に連続する隣合う間
を結合しないかあるいはピン節点による結合とし、該腹
起しと直交する方向に切梁を架設し、これら腹起しと切
梁との連結部分に設けるものであって、二股状に形成す
る圧縮鋼材からなる一対の斜材と、該斜材の開拡両端部
の間を結合し、前記腹起しと隙間を存して対向させる引
張鋼材からなる連結材と、該連結材の両端で腹起し対面
側に設け、前記接続部を跨いで前記腹起しに固定する腹
起し当接片と、前記一対の斜材の二股交点部分に設け、
前記切梁な固定する切梁当接部とを備えることを特徴と
する。
この場合、斜材は11型鋼とし、連結材はT型鋼とする
ことが好ましく連結材を鋼板としてもよい。
[実 施 例] 以下、本発明を図面に基づき実施例をもって説明する。
第1図は、本発明の山留構造を示し、この図において、
1は矢板、2.2は矢板lに当接させる腹起し、3は切
梁、10は一体化火打材を示す。
腹起し2.2は、H型鋼からなり、隣合う間をいわゆる
ピン節点として水平方向に継ぎ足すものである。すなわ
ち、第2図のように腹起しの端部をボルト・ナツト26
にて結合したり、第3図のように、腹起し2.2の端部
に自在軸継手27を設け、それにより結合するものであ
る。28は自在軸継手27の軸(垂直軸)である。
腹起し2.2のピン節点による連結に関しては1例えば
第3図のように自在軸継手27を使用した場合には腹起
し2.2が軸28を中心にして回動できるようにされて
いるため、ピン節点そのものであるか、例えば、第2図
のように腹起し2.2の突き合わせ端部な複数本のボル
ト・ナツト26a、26bで連結した場合もピン節点と
いうことかできる。第2図は表′A4本のボルト・ナツ
トで固定しているが、26aのみ2本としたり、あるい
はナツトを緩めておいたりすることができ、また26a
腹起しの幅方向の中央に位置させたり、腹起しの突き合
わせ端面間のボルト上にワッシャを介在してもよい。
すなわち、第8図のように、さらに腹起し30.30の
両側から接続部分に補強板32゜32を添わせるととも
に、これを腹起し30゜30にボルト・ナツト33で固
定する場合は、強固な連結となり、いわゆる剛に近い節
点と云うことかできるが、これに比へ第2図のものの結
合力はそれ程強いものではなく、ある程度の回転を許す
ためである。
また一体化火打材lOは、第4図図示のように一対の圧
縮鋼材(H型鋼)からなる斜材11゜11を二股状に設
け、これら斜材11,11の開拡両端部の間を引張鋼材
(T型鋼)からなる連結手イ12で結合し、斜め材11
.11の二股交点部分に切梁当接部13を設け、連結材
12の両端で腹起し対面側14に一対の腹起し当接片1
5゜15を設けるものである。+6.17.18等は斜
材11.11の二股交点部の内側に設ける補強片である
。これら各部は溶接により接合一体化する。また切梁当
接部13には切梁3の端部をボルト・ナツトで連結する
ためのボルト挿通孔19があけられ、斜材II、11の
二股交点部の側面には切梁3との連結に際し接続部分に
添える補強板20をボルト・ナツトで固定するためのボ
ルト挿通孔21があけられる。また連結材12の両端部
及び腹起し当接片15.15を連通して腹起し2.2側
面にボルト・ナツトで固定する長穴のボルト挿通孔22
があけられる。この一体化火打材IOは、切梁当接部1
3に切梁3を連結するとともに、斜材11.11の開拡
両端部を腹起し2゜2のピン接点による接続部23を跨
ぎ腹起し当接片15.15を腹起し2.2に当接させる
とともにボルト・ナツト25にて固定する。したがって
、一体化火打材10は一対の腹起し当接片15.15で
のみ腹起し2.2と当接し連結材+2と腹起し2.2と
の間には隙間24が存在することになる。
なお、一対の腹起し当接片15.15の中央に腹起し2
.2の接続部が位置することが好ましい。
この山留架構体においては、第2図及び第;3図のよう
に腹起しの接続部をピン節点とするものであるが、これ
を何ら連結することなく、いわゆるフリ一端としてもよ
い。
また、山留架構体に使用する一体化火打材10には腹起
し当接片15.15を連結材12に接合体化して設ける
が、−一体化火打材10に腹起し゛11接片15.+5
を設けず、これを別個のものとし、山留架構体の組立時
に一体化火打材10の連結材12と腹起し2との間に介
挿するようにしてもよい、すなわち、この場合の腹起し
当接ハ15.15にも連結材12の両端部に対応してボ
ルト挿通孔をあけておき、腹起し2.2への取付時にそ
れらの孔にボルトを挿通すれば結果的に一体接合した場
合と同じことになる。
本発明の山留構造では、一体化火打材10は、腹起し2
,2に対し、その斜材11.11の開拡両端部において
、腹起し当接片15.15を介して:(1接するため、
この部分で部分的に腹起し2゜2から加わるgtFI<
を受け、これを支える。そして、連結材12は、従来に
おける取付板418゜41b、41c、41dのように
、腹起し2.2にその全面が当接し、その全面で腹起し
2.2より加わる荷重を直接に支えるものではなく、斜
材11、+1の開拡両端の間を連結し、これらの間隔が
広がらないよう支えるためのものであり、したがって、
従来の取付板41a〜41d、あるいはその周辺補強構
造に見られるような強固な構造にする必要がない。そこ
で1本発明の一体化火打材lOでは、斜材11.+1を
11型鋼にして強度を持たせるのに対して、連結材+2
はT型鋼としている。この連結材12は上記のような役
割から、その他に単に鋼板を用いてもよく、あるいは例
えばワイヤーローブのようなものも考えられ、要は、一
対の斜材11.1+の開拡両端部が腹起し2.2よりの
荷重を受けて広がろうとするときに加わる張力に耐えつ
るようなものであればよい。したがって、連結材12は
、従来の一体化火打材の取付板に比し、その構成を簡単
で、@清の小さい部材にて構成できることになる。例え
ば、従来の第9図に示すものは、取付板41aが板材で
はあるが、その強度不足をカバーするため、斜t442
 a 、 42 aを取り付け、かつ斜材42a。
42 aとの間に大きな台形状の補強材43aを設け、
さらに補強板44 a 、 45 aを取付けた複雑な
f14aとなっている。また第10図のものも取付板4
1bが板材ではあるが、その中央部に切梁プロ・ツク4
4bを当てるとともに接合した補強構造にしている。ま
た第11図のものも補強板43cや切梁ブロック44c
を設け、第12図のものは取付板(部)41dをト1型
鋼材としており、いずれも本発明より巾−が嵩むことに
なる。
次に本発明の山留構造の切梁スパンについて説明する。
本発明の山留構造において、第5図に示すように一体化
火打材10a、IObの2個の腹起し当接片15a、+
5b、15c、15dのスパンの半分と隣合う一体化火
打材10a、lobで隣合う腹起し当接片15b、15
cのスパンとの比は、腹起し2.2の接合部がいわゆる
ピン節点にあっては2.83以」二、またいわゆるフリ
一端にあっては2以上とすることが望ましい。
下記の第1表は、いわゆるピン節点の場合の本発明の山
留構造における上記スパンとモーメントの関係を示すも
のであり、第5図はその説明図である。また第2表は、
いわゆるフリ一端の場合であり、第6図はその説明図で
ある。そして、第1表及び第2表のデータをまとめたも
のが、第7図である。第3表は一般的に採用される切梁
スパンにおける発生モーメントとその低減効果を表わす
データである。
第1表及び第2表において、i1=スパン1は一体化火
打材10a、lObの2個の腹起し当接片15a、15
b、15c、15dのスパンの半分、12mは隣合う一
体化火打材10a、lobで隣合う腹起し当接片15b
、15cのスパン、Wは腹起しに加わる荷重、Mは従来
の山留構造の場合(単純梁)のモーメント、Mlはスパ
ンβ8間に生じるモーメント、M2はスパン23間に生
じるモーメントである。なお、第5図及び第6図でLは
切梁スパンであり、L=I2a+21+どなる。また、
a、bはピン節点である。
第1表ないし第3表は下記の通りである。
第1表のピン節点の場合は、スパンilとスパン0□の
比が約2.83以上より低減効果が表われ、その比が4
.0で最も効率が良い、一方、第2表の腹起し接合部フ
リーの場合は2.0以1より低減効果が表われ、その比
が2.83付近で最も効率が良くなっている。また、一
般的に採用される切梁スパンは6.0m〜7.5mが多
く。
今、スパン氾、の長さを1.20mとすれば、そのスパ
ン比の範囲は3.0〜4.25となり、従来構造に比較
して65%以上のモーメント低減効果が可能である(第
7図)。
第3表は−・般的に採用される切梁スパンにおける発生
モーメントとその低減効果を表わしたものであるが、こ
の表より1例えば切梁スパンをL=6.0mとしたとき
の従来型での発生モーメントは1.620Wであるが、
本発明の場合では0゜900Wとなり、干−メント比で
いえば56%となって、それだけ腹起し、に用いる材料
を強度的に見て小さくすることが可能である。また、腹
起しに同じ材料を使用する場合には、切梁スパン1.=
7.20mの本発明での発生モーメントは1.440W
であり、従来型L=6.0mより小さいことから、従来
型に比較して1.20mも切梁スパンを広くすることが
できる。
[作  用] 本発明の山留構造は一体化火打材の腹起し取付点である
一体化火打材の連結材の両端の腹起し当接片位置が明確
な支点となり、該トラス・ユニットの両支点中央部の腹
起し継手部をピン節点あるいはフリ一端とすることによ
り、連続ぼり的効果の活用がEiI能となり、ゲルパー
梁(継手部ピン)1両端張出梁(継手自由)等のはり構
造とすることができる。
これらのはり構造の利点は、各スパンを適当に調整する
と、その連続ばつ的効果により腹起し材に発生する曲げ
モーメントを最小に押えることが可能となり、その経済
的なメリットが大きい事である。
また、本発明の一体化火打材は、腹起しから受ける荷重
をその斜材の開拡両端部で受け、これら斜材の開拡両端
部の間を連結する連結材は、腹起し当接片が介在するこ
とで腹起しに直接当接せず、連結材には直接荷重が加わ
らないので従来のように当該部分の強度をさほど考慮し
なくとも済む。
[発明の効果] 以り述べたように、本発明の山留構造によれば、腹起し
材に発生する曲げモーメントを低減できるので1強度的
に従来と同等能力の一体化火打材を使用する場合には切
梁スパンを大きくとることができ、この結果、山留構造
に使用する山留材を少なくすることができて架構体の架
設及び解体作業を容易、かつ迅速に行い、工期の短縮と
工費の低減を実現できる。なお、切梁スパンを大きくと
れることは山留′構造内の作業スペースを大きくできる
ことにもなり、作業能率の向上にも貢献できる。
また、本発明の山留構造は、その切梁スパンを従来構造
と同等とする場合には、1個の一体化火打材に加わる荷
重負担が小さくなり、このため。
一体化火打材の使用鋼材のランクを落して小型。
軽量化することが可能になり、一体化火打材の製造コス
トの低減が図れ、また山留工事現場等への運搬効率も上
り、そのコストも低減でき、山留架設時の作業性もよく
なる。
さらに1本発明の一体化火打材は、本発明の山留構造に
使用することで上記各効果を奏することができる山留構
造を構成することができ、またその連結材部分において
構造を簡単化することができ、形状の小型化及び軽量化
が図れ、製造コスト等の点で有利である笠の効果を奏す
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る山留構造の部分平面図、
第2図及び第3図は腹起しの接続部部分の平面図、第4
図は本発明の実施例に係る一体化火打材の斜視図、第5
図及び第6図は本発明の山留構造の切梁スパン等の説明
図、第7図は本発明の山留mWにおけるスパン比とモー
メント比を示すグラフ、第8図は従来の山留構造におけ
る腹起しの接続部の甲面図、第9図ないし第12図は従
来の−一体化火打材の斜視図、第13図は従来の山留構
造の説明図である。 2:腹起し 1:矢板。 3:切梁 0.1 1 。 3 : 4 : 5゜ 23 : Oa、lObニー一体化火打材 !=斜材、  I2:連結材 切梁11接部 腹起し対向側 15、I5a〜1 腹起しの接続部 5b二腹起し当接片 持 許 出 願 人 丸紅建材 l−ス株式会社 代 理 人 第 第 図 腹起し荷重:W(L/m) Wρ22 M=− −Wε 2 M、=−(氾22 8ρ1′) 腹起し荷@: W (t、/m) wI2.” M=− Wβ、2 ML=−□ M、=−自h2 4氾、′) 第 図 1ト】犬1ffi−に−)シ・ト 2a 第 図

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)土中に打ち込んだ矢板に対して水平方向に腹起し
    を当接させ、該腹起しに直交する方向に切梁を架設する
    とともに、これら腹起しと切梁との連結部分に一体化火
    打材を設ける山留構造において、前記腹起しはその水平
    方向に連続する隣合う間の接続部をピン節点とし、前記
    一体化火打材は一対の斜材を二股状に設け、該斜材の開
    拡両端部の間を連結材で結合し、該連結材の両端で腹起
    し対面側に一対の腹起し当接片を設け、前記一対の斜材
    の二股交点部分に切梁当接部を設けたものであって、切
    梁当接部に切梁の端部を固定し、一対の斜材の開拡両端
    部を腹起しの接続部を跨ぐ位置に配置し、連結材と腹起
    しとの間に隙間をあけた状態にして腹起し当接片部分を
    腹起しに固定したことを特徴とする土木・建築用山留構
    造。
  2. (2)一体化火打材の2個の腹起し当接片のスパンの半
    分と隣合う一体化火打材で隣合う腹起し当接片のスパン
    との比を2.83以上とした請求項1に記載の土木・建
    築用山留構造。
  3. (3)土中に打ち込んだ矢板に対して水平方向に腹起し
    を当接させ、該腹起しに直交する方向に切梁を架設する
    とともに、これら腹起しと切梁との連結部分に一体化火
    打材を設ける山留構造において、前記腹起しはその水平
    方向に連続する隣合う間を結合せず、前記一体化火打材
    は一対の斜材を二股状に設け、該斜材の開拡両端部の間
    を連結材で結合し、該連結材の両端で腹起し対面側に一
    対の腹起し当接片を設け、前記一対の斜材の二股交点部
    分に切梁当接部を設けたものであって、切梁当接部に切
    梁の端部を固定し、一対の斜材の開拡両端部を腹起しの
    接続部を跨ぐ位置に配置し、連結材と腹起しとの間に隙
    間をあけた状態にして腹起し当接片部分を腹起しに固定
    したことを特徴とする土木・建築用山留構造。
  4. (4)一体化火打材の2個の腹起し当接片のスパンの半
    分と隣合う一体化火打材で隣合う腹起し当接片のスパン
    との比を2以上とした請求項3に記載の土木・建築用山
    留構造。
  5. (5)一体化火打材は、斜材を圧縮鋼材にて、また連結
    材を引張鋼材にてそれぞれ構成した請求項1ないし4に
    記載の土木・建築用山留構造。
  6. (6)腹起し当接片は一体化火打材の連結材と腹起しの
    間に介挿するものである請求項1ないし5のいずれかに
    記載の土木・建築用山留構造。
  7. (7)土中に打ち込んだ矢板に対して水平方向に腹起し
    を当接させるとともに、該腹起しの水平方向に連続する
    隣合う間を結合しないかあるいはピン節点による結合と
    し、該腹起しと直交する方向に切梁を架設し、これら腹
    起しと切梁との連結部分に設ける山留構造の一体化火打
    材であって、二股状に形成する圧縮鋼材からなる一対の
    斜材と、該斜材の開拡両端部の間を結合し、前記腹起し
    と隙間を存して対向させる引張鋼材からなる連結材と、
    該連結材の両端で腹起し対面側に設け、前記接続部を跨
    いで前記腹起しに固定する腹起し当接片と、前記一対の
    斜材の二股交点部分に設け、前記切梁を固定する切梁当
    接部とを備えることを特徴とする一体化火打材。
  8. (8)斜材はH型鋼からなり、連結材はT型鋼からなる
    請求項7に記載の一体化火打材。(9)斜材はH型鋼か
    らなり、連結材は鋼板からなる請求項7に記載の一体化
    火打材。
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