JPH1128503A

JPH1128503A - 異形山形鋼およびグレーチング用受枠

Info

Publication number: JPH1128503A
Application number: JP18143097A
Authority: JP
Inventors: Makoto Fuse; 誠布施; Kenichi Konishi; 健一小西; Iyuu Itoi; 偉雄糸井
Original assignee: Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1997-07-07
Filing date: 1997-07-07
Publication date: 1999-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】熱間圧延だけで製造可能で、アンカーのような
付属部品を付けなくても、それ自体でコンクリートと強
固に結合できる山形鋼とそれで製造したグレーチング用
受枠を提供する。【解決手段】(1) 図 (a)に示す２辺、Y-1,Y-2 の頂点の
外側に張り出した１条の突起１を有し、その突起は外側
へ向かって幅広がりの断面形状を有する異形山形鋼。
(2) 上記の１条の突起、および２辺の少なくとも一方の
外側に突出した少なくとも１条のリブ２を有する図(b)
または(c) の異形山形鋼。(3) 上記(1) または(2) の異
形山形鋼で製造されたグレーチング用受枠。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、土木、建築、そ
の他の鋼構造用に用いられる山形鋼（アングル）であっ
て、特にコンクリートとの結合性に優れ、かつ積み重
ね、結束、梱包等の取扱い性にも優れた山形鋼に関す
る。その山形鋼は、道路の側溝や集排水ます等の蓋 (通
常、格子状の鋼製のもので、グレーチングと呼ばれる)
を受ける受枠として、特に好適である。

【０００２】

【従来の技術】山形鋼は、土木、建築等の分野で使用さ
れる形鋼の代表的なものであって、一般には２辺がほぼ
直角に（Ｌ形に）交わる等辺または不等辺の鋼材であ
る。山形鋼は、鋼構造部材として単独で使用されること
が多いが、コンクリートと組み合わせて用いられること
もある。その例の一つに、図７に示すような道路側溝や
集排水ますの蓋（グレーチング）の受枠がある。

【０００３】図７は、道路側溝の模式的断面図である。
図示のように、コンクリート溝の両側上縁に受枠（Ｆ）
を設置し、その上にグレーチングと呼ばれる格子状の鋼
製の蓋（Ｇ）を置いて歩行や車の通過に支障がないよう
にする。受枠（Ｆ）は、コンクリート（Ｃ）の欠落を防
止し、グレーチングを安定に保持する役割を持ってい
る。溝の排水を集める「集排水ます」の構造も、受枠が
四周にあるだけで、基本的に溝の構造と変わらない。

【０００４】上記の受枠（Ｆ）は、鋼板をプレス成形し
たものも一部で使用されているが、ほとんどが山形鋼で
作られている。この受枠には、グレーチング上やその近
くを通行する車両等からの振動、衝撃によって浮き上が
ることがないように、コンクリート中に埋設されるアン
カー（Ａ）が取り付けられるのが普通である。

【０００５】図８は、従来使用されている受枠の斜視図
である。Ｙは山形鋼で、その一辺（設置したときに縦に
なる辺）の外側に所定間隔をおいてアンカー（Ａ）が溶
接されている。このアンカーは棒鋼製で、溝を構成する
コンクリート中に埋設されて容易に抜けないように、山
形鋼から遠ざかる方向に屈曲している。この受枠は、構
造が簡単で製造も容易であるが、アンカーが山形鋼の側
方に張り出しているため、製造後に保管や運搬のため結
束、梱包するのに支障がある。側溝等の施工に当たって
は、アンカーを溶接した受枠が少量づつ施工現場に運ば
れるため、他の物品と混載してトラック輸送されること
が多いが、その際にアンカーの先端が混載した他の荷物
に疵を着けてしまうので、運送業者に嫌われ、運送コス
トが嵩むことになる。

【０００６】上記の問題点を解決するために、実開昭56
−144189号公報によって提案されているのが、図９に示
す受枠である。これは、アンカーを図示のようにＵ字形
としたもので、これによって混載した時に他の荷物を損
傷することは少なくなる。しかしながら、この受枠も、
アンカーが邪魔になって積み重ね性および結束性は必ず
しも良くないから、保管、輸送には不便である。また、
山形鋼にアンカーを溶接して取り付けるという点では図
８のものと同じで、いずれも溶接作業という付加的な工
程があるために製造コストが嵩むという難点がある。

【０００７】図10に示すのは、本発明者らが先に提案し
た受枠の斜視図である (特開平６−146386号公報、参
照) 。これは、アンカー (Ａ) の形状を改良して、コン
パクトに積み重ね、結束、梱包ができるように工夫した
ものであるが、やはり山形鋼とアンカーを別々に製造し
て、溶接等によって取り付けるという作業が残る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、熱間圧延だけで製造可能で、アンカーのような付属
部品を付けなくても、それ自体でコンクリートと強固に
結合できる山形鋼を提供することにある。

【０００９】本発明の第２の目的は、コンクリートとの
結合性に優れると同時に、前記のような積み重ねや結束
時の問題のない山形鋼を提供することにある。

【００１０】本発明の第３の目的は、上記の山形鋼で作
られコンクリートとの結合性に優れたグレーチング用受
枠を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１〜３に示
すような下記(1) および(2) の山形鋼、および図４に示
すような上記の山形鋼を用いて製造されたグレーチング
用受枠、を要旨とする。

【００１２】(1) 山形鋼を構成する２辺の頂点Ｐ、即
ち、２辺 Y-1,Y-2の外側の線（図２に示すL₁, L₂) の交
点の外側に張り出した１条の突起１を有し、その突起は
外側へ向かって幅広がりの断面形状を有することを特徴
とする異形山形鋼。

【００１３】(2) 山形鋼を構成する２辺の頂点Ｐの外側
に張り出した１条の突起１、および２辺の少なくとも一
方の外側に突出した少なくとも１条のリブ２を有するこ
とを特徴とする異形山形鋼。

【００１４】なお、各辺（Y-1 とY-2)の幅Ｗ₁とＷ
₂は、同じであってもよく、異なっていてもよい。即
ち、本発明の異形山形鋼は等辺でも不等辺でもよい。

【００１５】上記(2) の異形山形鋼は、突起１の外辺1-
1 とこれに向き合うリブ２の外辺2-2 との間隔Ｄ (図２
(b) 参照）が外側に向かって狭まる形状であるのが望ま
しい。また、突起１の頂点とリブ２の頂点を結ぶ直線L
と各辺の外側の線 L₁, L₂とは平行で、かつ、L と L₁
の間隔（h₁) と、 Lと L₂の間隔 (h₂) とが等しいこと
が望ましい。

【００１６】(3) 上記異形山形鋼の突起１、または突起
１とリブ２がコンクリートに埋設されているグレーチン
グ用受枠。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の異形山形鋼の斜
視図である。(a) は２辺の頂点に突起１を有するもの
（以下、これを「突起付き異形山形鋼」という）で、
(b) は突起１とともにリブ２を有するもの（以下、これ
を「突起・リブ付き異形山形鋼」という）である。(c)
は、(b) に示した異形山形鋼の突起１に切り込み（図３
(b) に示す溝Ｍ）を付けて軽量化したものである。以
下、それぞれの実施の形態を順次説明する。

【００１８】１．突起付き異形山形鋼図１の(a) に示す本発明の突起付き異形山形鋼は、同図
および図２の(a) に示すように、下記のとを特徴と
する。なお、図２は山形鋼の長手方向に対して垂直な平
面で切断した断面（これを本明細書では単に「断面」と
いう）を示す図である。

【００１９】山形鋼を構成する２辺の頂点Ｐの外側に
張り出した１条の突起１を有する。

【００２０】上記の突起１は、外側（ここでは２辺Y-
1,Y-2 のなす角θがおよそ90°である側を内側といい、
それと反対の側を外側という）へ向かって幅広がりの断
面形状を有する。

【００２１】図３の (a)は、図１の突起１の部分の拡大
図である。図示のとおり、突起１は、その付け根（喉
首）の幅S₁よりも先端の幅S₂の方が大きい。この突起１
は、先に述べた図８〜10に示すアンカーに相当する働き
をするものであるが、上記のS₂は、S₁のおよそ1.5 倍以
上あれば、即ち、S₂／S₁≧1.5 であれば、アンカーとし
ての作用効果は十分である。なお、喉首の幅S₁には特別
な制限はないが、辺Y-1,Y-2 の厚さとほぼ同じ程度であ
れば強度上の問題はない。また、突出量（図２(a) に示
すｈ₁,ｈ₂）は、要求されるコンクリートとの結合力に
応じて決めればよい。突出量を大きくするほど結合力は
大きくなる。ただし、突出量を無闇に大きくすると、山
形鋼の重量が増えて価格も高くなる。通常の使用には辺
Y-1,Y-2 の厚さとほぼ同じでよい。

【００２２】突起１の断面形状は、図３(a) に示したよ
うな台形状のものに限らず、例えば図３(b) に示すよう
に、外側に窪み（溝）Ｍを付けてもよい。それによって
山形鋼の総重量を減らすことができる。

【００２３】本発明の突起付き異形山形鋼は、図４に示
すように突起１のある外側をコンクリート側にして施工
されたとき、突起１がコンクリート中に埋設され、先に
述べたアンカーの役割を果たす。例えば、グレーチング
用受枠として使用した場合でも、衝撃や振動によってコ
ンクリートから肌別れを起こして浮き上がることがな
い。即ち、本発明の異形山形鋼では、別途製造したアン
カーを取り付ける必要がない。

【００２４】２．突起・リブ付き異形山形鋼図１(b) に示すのは、突起・リブ付き異形山形鋼で、そ
の断面形状を図２(b)に示す。この山形鋼の特徴は、前
記のおよびの特徴に加えて、さらに下記のの特徴
を有する。

【００２５】辺Y-1 とY-2 の少なくとも一方の外側に
少なくとも１条のリブ２を有する。

【００２６】このリブ２の外辺 2-2 (図３の(c) 参照）
と、これに向き合う前記の突起１の外辺 1-1 (図３の
(a)参照）との間隔Ｋ（図２(b) 参照）は、外側に向か
って狭まる形状であるのが望ましい。即ち、図３の(c)
に示すようにリブ２の頂点が突起１の方向へやや傾いた
形状であるのが望ましい。

【００２７】図１(b) および図２(b) に示したのは、等
辺山形鋼でリブ２がそれぞれの辺に１条ずつ設けられた
ものである。しかし、山形鋼には不等辺のものもある。
例えば、グレーチング用受枠として用いられる山形鋼に
は、一般に、横辺Y-1 が一定幅 (約60mm) で、縦辺(Y-
2) が約 30mm から約 80mm までの範囲の数種類の規格
サイズがある。横辺 60mm に対して、縦辺も 60mm なら
ば等辺山形鋼となり、その外は不等辺山形鋼である。不
等辺山形鋼の短辺にはリブ２を設けなくてもよい。ま
た、長辺に２条以上のリブ２を設けてもよい。要する
に、山形鋼の各辺の幅や、山形鋼に要求されるコンクリ
ートとの結合力に応じてリブの数や大きさを決定すれば
よい。なお、リブ２は、山形鋼の長手方向に連続したも
のでもよく、また所定間隔ごとに切れ目のある断続的な
ものであってもよい。

【００２８】図２の(b) に示したのは、積み重ね性や結
束性を考慮した突起・リブ付き異形山形鋼の最も望まし
い断面形状である。この形状では、突起１とリブ２の頂
点を結ぶ直線Ｌは各辺の外側の線L₁, L₂と平行で、Ｌと
L₁の間隔ｈ₁はＬとL₂の間隔ｈ₂に等しい。

【００２９】図５は、図２の(b) に示した本発明の突起
・リブ付き異形山形鋼Ｙを積み重ねた状態を示す断面図
である。同図から理解できるように、この異形山形鋼は
コンパクトに積み重ねることができ、荷崩れをおこすこ
となく多数本をまとめて結束することができる。これ
は、保管スペースの節約、輸送コストの節約、荷役作業
の簡易化等、数々の利点に結びつく。先に説明した従来
のアンカー付きの受枠では、このような効果は全く期待
できない。

【００３０】図１(c) に示したのは突起・リブ付き異形
山形鋼で、かつ突起１には図３(b)に示すように切り込
み（溝）Ｍを設けて軽量化したものである。図４は、こ
の異形山形鋼をグレーチング用受枠として使用した状態
を示す断面図である。図示のように、突起１とリブ２と
の間のコンクリート（矢印で示すＣの部分）は、両者で
挟まれてグリップされた状態にある。従って、山形鋼の
コンクリートとの結合は、突起１だけがある場合よりも
一層強固になる。

【００３１】本発明の異形山形鋼は、孔型ロールを用い
る熱間圧延によって製造することができる。例えば、前
記の図１(b) に示すような突起・リブ付き山形鋼の製造
方法は概略下記のとおりである。

【００３２】まず、加熱した鋼片（ビレット）を圧延し
て、その片側表面の中央部に一つの凸条 (突起１にな
る）と、その左右表面にそれぞれ一つの凸条（リブ２に
なる）を形成する。次に上記各凸条の高さとともに鋼片
の厚みを漸次減少させ、中央の凸条を中心として、鋼片
の左右表面を漸次傾斜させる。さらに、中央の凸条を中
心として、鋼片を屈曲させつつ鋼片の厚みを減少させ、
最後に中央の凸条 (突起１）を中心として、各辺の凸条
（リブ２）を外側とする２辺が直角をなす所定寸法の山
形鋼に仕上げる。突起１の成形にはユニバーサル圧延機
を使用する。

【００３３】

【発明の効果】図７に示すようなグレーチング用受枠Ｆ
として本発明の異形山形鋼ＹをコンクリートＣの上に敷
設した状態が図４である。突起１（およびリブ２）はコ
ンクリート中に楔のように挿入された状態になって、山
形鋼とコンクリートとの結合力を大きくする。この山形
鋼の受枠の上にグレーチングＧが置かれるのであるが、
車両の通過に伴って発生する上下、または左右方向の繰
り返し応力に対して、突起１はアンカーの役目を果た
し、受枠がコンクリートから肌別れを起こして離脱する
のを防止する。山形鋼の辺にリブ２が設けられている場
合には、そのリブと突起との間に挟まれるコンクリート
Ｃが、山形鋼のコンクリートとの結合を一層強くする。

【００３４】突起およびリブの高さ（図２のh_1,h₂）が
高いほど、山形鋼とコンクリートとの結合力は大きくな
る。しかし、これを無闇に高くすると、山形鋼の圧延に
よる製造が困難になるし、山形鋼自体の重量も増す。実
際にコンクリートに敷設して引張試験を行ったところ、
h_1,h₂を辺の厚さ（t_1,t₂、通常は同じ厚さで約６mm）
とほぼ同じにすれば、図８〜10に示した従来のアンカー
付き山形鋼と同等以上のコンクリートとの結合力が得ら
れることが確認された。

【００３５】図６は、山形鋼とコンクリートとの結合力
を実測した試験方法を示す概略断面図である。試験に用
いた山形鋼は下記のイおよびロである。

【００３６】試験材イ…図１(c) に示した形状の本発明
の突起・リブ付き異形山形鋼：各辺の厚さ（t₁, t₂）が
６mm、幅（W₁, W₂）が60mm、全長 500mmの等辺山形鋼で
ある。突起１は、喉部（S₁) が４mm、最大幅部（S₂) が
12mmで、溝（Ｍ）付きの連続したものとし、リブ２は、
各辺の中央に１条づつ、突起１側に15°傾けて設けた。
リブ２と突起１の突出量（h₁, h₂) は７mmである。

【００３７】試験材ロ…図８に示した形のアンカー付き
山形鋼 (図６(b) 参照）：山形鋼の各辺の厚さ、幅およ
び全長は、試験材イと同じである。アンカーＡは、径13
mmの棒鋼を、山形鋼との溶接取付け垂直部20mm、外側へ
10°傾斜した部分の長さ100 mm、先端水平部30mmに曲げ
加工したものを、山形鋼の中央に１本取り付けた。

【００３８】上記イおよびロの試験材を、それぞれ図６
(a)および(b) に示すように、コンクリートに固着し、
試験材（山形鋼）の垂直辺の内側に溶接した金物３を介
してアムスラー式油圧縦型引張試験機で垂直方向に荷重
をかけ、破断試験を行った。

【００３９】複数回の試験結果の平均破断強度（試験材
がコンクリートから剥離するまでの最大荷重）は、イで
47700Ｎ、ロで 35925Ｎであった。即ち、前者の結合強
度が30％以上大きい。なお、図１ (a)に示した形状の突
起１だけを持つ異形山形鋼についても、同じ試験を実施
したが、その破断強度は、前記試験材ロとほぼ同等であ
った。

【００４０】本発明の異形山形鋼は、熱間圧延のみによ
って製造することができ、グレーチング用受枠として使
用する場合にも棒鋼等のアンカーを取り付ける必要がな
い。

【００４１】これは、溶接作業が省けるという利点の外
に、受枠の結束、搬送、保管等も楽になるという大きな
実益をもたらす。特に、第１図(b) および(c) に示す異
形山形鋼は、突起とリブのサイズを整えることによって
図５に示すように隙間無く積み重ねることができるか
ら、長尺材を複数本結束して所定長さに切断するのも容
易である。

【００４２】本発明の異形山形鋼で作製したグレーチン
グ用受枠は、コンクリートとの結合力が大きく剥離や脱
落が生じ難い。交通量が多く、大きな繰り返し応力や衝
撃のかかる道路の側溝等のグレーチング用受枠として特
に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の異形山形鋼の数例を示す斜視図であ
る。

【図２】本発明の異形山形鋼の断面形状を示す図で (a)
は突起１のみを持つもの、(b)は突起１とリブ２を持つ
ものである。

【図３】本発明の異形山形鋼の突起１とリブ２の断面形
状を示す図である。

【図４】本発明の異形山形鋼の一つをグレーチング用受
枠として用いた状態を示す概略断面である。

【図５】本発明の異形山形鋼を積み重ねた状態を示す断
面図である。

【図６】山形鋼とコンクリートとの結合力の測定方法を
説明する概略断面図である。

【図７】側溝のグレーチングとその受枠の設置状態を示
す概略断面図である。

【図８】従来のグレーチング用受枠の一つを示す斜視図
である。

【図９】従来のグレーチング用受枠の他の一つを示す斜
視図である。

【図１０】従来のグレーチング用受枠のさらに他の一つ
を示す斜視図である。

【符号の説明】

Ｙ：山形鋼、 Y-1,Y-2 ：山形鋼の各辺、１：突起、
２：リブ、Ｍ：突起の切り込み部、Ｇ：グレーチン
グ、Ｆ：受枠、Ａ: アンカー、Ｃ：コンクリート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】山形鋼を構成する２辺の頂点の外側に張り
出した１条の突起(1) を有し、その突起は外側へ向かっ
て幅広がりの断面形状を有することを特徴とする異形山
形鋼。
【請求項２】山形鋼を構成する２辺の頂点の外側に張り
出した１条の突起(1) 、および２辺の少なくとも一方の
外側に突出した少なくとも１条のリブ(2) を有すること
を特徴とする異形山形鋼。
【請求項３】突起(1) の外辺(1-1) とこれに向き合うリ
ブ(2) の外辺(2-2) との間隔が外側に向かって狭まる形
状であることを特徴とする請求項２に記載の異形山形
鋼。
【請求項４】突起(1) の頂点とリブ(2) の頂点を結ぶ直
線(L) と各辺の外側の線(L₁, L₂)とは平行で、かつ、L
と L₁の間隔（h₁) と、 Lと L₂の間隔 (h₂) とが等し
いことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の異
形山形鋼。
【請求項５】請求項１から請求項４までのいずれかに記
載の異形山形鋼によって作られたグレーチング用受枠で
あって、突起１、または突起１とリブ２がコンクリート
に埋設されているグレーチング用受枠。