JPWO2015083807A1 - Steel pipe pile joint structure - Google Patents
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Abstract
この鋼管杭の継手構造は、第1鋼管杭と第2鋼管杭とを同軸に連結する、鋼管杭の継手構造であって、前記第1鋼管杭に近い外嵌段部であるほど外嵌谷部の板厚が大きく形成され、前記第2鋼管杭に近い内嵌段部であるほど内嵌谷部の板厚が大きく形成され、内嵌端部が外嵌端部に挿入されて相対回転させて嵌合させた状態で、内嵌先端面と、この内嵌先端面の対向面とが、所定の離間距離(D)で離間し、引張力を負担させる引張側当接面の総面積が、圧縮力を負担する外嵌先端面の面積と、圧縮力を負担する圧縮側当接面の総面積との合計面積以下である。The steel pipe pile joint structure is a steel pipe pile joint structure that connects the first steel pipe pile and the second steel pipe pile coaxially, and the outer fitting valley is closer to the outer fitting step portion than the first steel pipe pile. The plate thickness of the inner fitting valley portion is made larger as the inner fitting step closer to the second steel pipe pile is formed, and the inner fitting end portion is inserted into the outer fitting end portion and relatively rotated. The total area of the tension-side contact surface in which the inner fitting front end surface and the facing surface of the inner fitting front end surface are separated by a predetermined separation distance (D) and bear a tensile force. However, it is less than or equal to the total area of the area of the front end surface of the external fitting that bears the compressive force and the total area of the compression-side contact surface that bears the compressive force.
Description
本発明は、第1鋼管杭と第2鋼管杭とを軸心方向に連結させるための鋼管杭の継手構造に関する。
本願は、2013年12月6日に、日本に出願された特願2013−252957号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to a joint structure of steel pipe piles for connecting a first steel pipe pile and a second steel pipe pile in the axial direction.
This application claims priority on December 6, 2013 based on Japanese Patent Application No. 2013-252957 for which it applied to Japan, and uses the content here.
従来より、第1鋼管杭と第2鋼管杭とを軸心方向に連結させる継手構造として、溶接継手及び機械式継手が利用されている。
溶接継手は、第1鋼管杭と第2鋼管杭とを端部同士で突き合わせて溶接することにより得られる。しかし、溶接継手による継手構造は施工性に難点があり、溶接部の品質及び作業時間は現場環境や作業者の熟練度によって大きく左右される。Conventionally, welded joints and mechanical joints have been used as joint structures for connecting the first steel pipe pile and the second steel pipe pile in the axial direction.
A welded joint is obtained by abutting and welding the first steel pipe pile and the second steel pipe pile at their ends. However, the joint structure by the welded joint has a difficulty in workability, and the quality and working time of the welded part greatly depend on the field environment and the skill level of the worker.
そこで、施工性に優れた鋼管杭の継手構造として、特許文献1及び特許文献2に開示されるような、機械式継手による鋼管杭の継手構造が提案されている。
Then, the joint structure of the steel pipe pile by a mechanical joint which is disclosed by
特許文献1に開示された鋼管杭の継手構造では、軸心方向に隣接する第1杭及び第2杭に、互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とが各別に形成される。そして、外嵌端部に内嵌端部を挿入させた状態で軸心回りに相対回転させることで互いに係合し合う係合部と被係合部とが、外嵌端部及び内嵌端部に形成される。
この特許文献1に開示された鋼管杭の継手構造は、係合した係合部と被係合部とが第1杭又は第2杭の径方向に離間するのを阻止するための離間阻止手段が、係合部と被係合部とに設けられる。In the joint structure of steel pipe piles disclosed in
The joint structure of the steel pipe pile disclosed in
特許文献2に開示された鋼管杭の継手構造では、軸心方向に隣接する第1杭及び第2杭に、互いに嵌合自在な一対の外嵌端部と内嵌端部とが各別に形成される。そして、外嵌端部に内嵌端部を挿入させた状態で、軸心回りに回転させることで互いに係合し合う係合凸部と被係合凸部とが外嵌端部と内嵌端部に軸心方向で複数形成される。
この特許文献2に開示された鋼管杭の継手構造は、外嵌端部が先端部側に設けた係合凸部の形成箇所ほど基端部側に設けた係合凸部の形成箇所よりも大径に形成されて、内嵌端部が先端部側に設けた被係合凸部の形成箇所ほど基端部側に設けた被係合凸部の形成箇所よりも小径に形成される。In the joint structure of steel pipe piles disclosed in
In the joint structure of steel pipe piles disclosed in
鋼管杭の継手構造では、外嵌端部及び内嵌端部の基端側から先端側に向けて、係合部、係合凸部から被係合部、被係合凸部に伝達される引張力が低下する。 In the joint structure of the steel pipe pile, it is transmitted from the proximal end side to the distal end side of the outer fitting end portion and the inner fitting end portion to the engaged portion and the engaged convex portion from the engaging convex portion. Tensile force decreases.
しかし、特許文献1に開示された鋼管杭の継手構造では、外嵌端部及び内嵌端部の基端側から先端側に向けて、被係合部に伝達される引張力が低下するにもかかわらず、被係合部の板厚が軸心方向で同一とされている。このため、特許文献1に開示された鋼管杭の継手構造は、特に、外嵌端部及び内嵌端部の先端側の板厚に無駄な部分が多くなり、必要以上に板厚が増加してコスト上昇を招くという問題点があった。
However, in the steel pipe pile joint structure disclosed in
一方、特許文献2に開示された鋼管杭の継手構造では、外嵌端部及び内嵌端部の基端側から先端側に向けて、被係合凸部に伝達される引張力が低下することに対応させて、被係合凸部の板厚を基端側から先端側に向けて徐々に小さくされている。しかし、この特許文献2に開示された鋼管杭の継手構造では、外嵌端部及び内嵌端部の先端側で被係合凸部の板厚が小さくなることで、外嵌端部及び内嵌端部の先端側で被係合凸部の圧縮耐力が低下して、被係合凸部が座屈変形するという問題点があった。
On the other hand, in the joint structure of the steel pipe pile disclosed in
本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、外嵌端部及び内嵌端部の先端側の板厚を小さくして、材料コストの上昇を抑制すると同時に、先端側の最薄部の座屈変形を防止することのできる鋼管杭の継手構造を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to increase the material cost by reducing the thickness of the outer fitting end portion and the distal end side of the inner fitting end portion. It is providing the joint structure of the steel pipe pile which can prevent buckling deformation of the thinnest part of the front end side while suppressing.
本発明の態様は下記の通りである。
(1)本発明の第一の態様は、第1鋼管杭と第2鋼管杭とを同軸に連結する、鋼管杭の継手構造である。この鋼管杭の継手構造は、前記第1鋼管杭に設けられ、前記第1鋼管杭の第1軸心の延在方向に沿って複数の外嵌段部が形成された外嵌端部と、前記第2鋼管杭に設けられ、前記第2鋼管杭の第2軸心の延在方向に沿って複数の内嵌段部が形成された内嵌端部と、を備え、前記複数の外嵌段部の各々が、前記第1軸心に向かう方向に突出するとともに前記第1軸心を中心とする周方向に複数形成された外嵌山部と、互いに隣り合う前記各外嵌山部の間に形成された外嵌溝部と、前記各外嵌山部に隣接してかつ前記第1鋼管杭に近い基端側に形成された外嵌谷部と、を備え、前記複数の内嵌段部の各々が、前記第2軸心から離間する方向に突出するとともに前記第2軸心を中心とする周方向に複数形成された内嵌山部と、互いに隣り合う前記各内嵌山部の間に形成された内嵌溝部と、前記各内嵌山部に隣接してかつ前記第2鋼管杭に近い基端側に形成された内嵌谷部と、を備え、前記複数の外嵌段部では、前記第1鋼管杭に近い外嵌段部であるほど前記外嵌谷部の板厚が大きく形成され、前記複数の内嵌段部では、前記第2鋼管杭に近い内嵌段部であるほど前記内嵌谷部の板厚が大きく形成され、前記内嵌端部が前記外嵌端部に挿入されて相対回転させて嵌合させた状態で、前記内嵌端部の先端側の内嵌先端面と、この内嵌先端面の対向面とが、所定の離間距離Dで離間し、前記複数の外嵌段部と前記複数の内嵌段部との間で互いに当接する当接面のうち、引張力を負担させる引張側当接面の総面積が、圧縮力を負担する前記外嵌端部の先端側の外嵌先端面の面積と、圧縮力を負担する圧縮側当接面の総面積との合計面積以下である。
(2)上記(1)に記載の鋼管杭の継手構造では、前記引張側当接面の総面積が、前記圧縮側当接面の総面積以下であってもよい。
(3)上記(1)又は(2)に記載の鋼管杭の継手構造では、前記内嵌端部の先端側に最も近い内嵌段部の前記内嵌山部において、前記第2軸心方向に向かう方向の突出高さをh、前記第2軸心の延在方向の長さをlと定義したとき、前記所定の離間距離Dが下記の式(A)を満たしてもよい。
D≧(h2+l2)0.5−l・・・式(A)
(4)上記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の鋼管杭の継手構造では、前記複数の内嵌段部における前記内嵌山部の突出高さ同士、及び、前記複数の外嵌段部における前記外嵌山部の突出高さ同士の少なくとも一方が、略同一であってもよい。
(5)上記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の鋼管杭の継手構造では、前記内嵌先端面の前記対向面が、前記外嵌端部の前記基端側の外嵌基端面であってもよい。
(6)上記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の鋼管杭の継手構造では、前記内嵌先端面の前記対向面が、前記第1鋼管杭の端面であってもよい。Aspects of the present invention are as follows.
(1) A first aspect of the present invention is a joint structure of steel pipe piles that connects the first steel pipe pile and the second steel pipe pile coaxially. The steel pipe pile joint structure is provided in the first steel pipe pile, and an outer fitting end portion in which a plurality of outer fitting step portions are formed along the extending direction of the first axis of the first steel pipe pile; An inner fitting end portion provided on the second steel pipe pile and formed with a plurality of inner fitting step portions along the extending direction of the second axis of the second steel pipe pile, and the plurality of outer fittings. Each of the stepped portions protrudes in a direction toward the first axis and a plurality of outer fitting mountain portions formed in the circumferential direction around the first axis, and each of the outer fitting mountain portions adjacent to each other. A plurality of internal fitting steps, each including an external fitting groove portion formed between the outer fitting groove portions and an outer fitting valley portion formed adjacent to each of the outer fitting mountain portions and close to the first steel pipe pile. Each of the portions protrudes in a direction away from the second axis and a plurality of internally fitted mountain portions formed in the circumferential direction around the second axis are adjacent to each other. A plurality of inner fitting groove portions formed between the fitting mountain portions, and inner fitting valley portions formed on the proximal end side adjacent to the respective inner fitting mountain portions and close to the second steel pipe pile, In the outer fitting step portion, the outer fitting step portion closer to the first steel pipe pile has a larger plate thickness of the outer fitting valley portion, and the plurality of inner fitting step portions are closer to the second steel pipe pile. The thickness of the inner fitting valley portion is increased as the inner fitting stepped portion is formed, and the inner fitting end is inserted into the outer fitting end portion and relatively rotated to be fitted. The internal fitting front end surface on the front end side of the part and the opposing surface of the internal fitting front end surface are separated by a predetermined separation distance D, and between the plurality of outer fitting stepped portions and the plurality of inner fitting stepped portions. Of the contact surfaces that contact each other, the total area of the tension side contact surfaces that bear the tensile force is the same as the area of the outer fitting front end surface of the outer fitting end that bears the compressive force and the compressive force. You Is less than or equal to the total area of the total area of the compression-side contact surface.
(2) In the joint structure of steel pipe piles according to (1) above, the total area of the tension side contact surface may be equal to or less than the total area of the compression side contact surface.
(3) In the joint structure of steel pipe piles according to (1) or (2) above, in the inner fitting mountain portion of the inner fitting step portion closest to the distal end side of the inner fitting end portion, the second axial direction When the projecting height in the direction toward H is defined as h and the length in the extending direction of the second axis is defined as l, the predetermined separation distance D may satisfy the following formula (A).
D ≧ (h 2 + l 2 ) 0.5 −l Formula (A)
(4) In the steel pipe pile joint structure according to any one of (1) to (3) above, the protruding heights of the internally fitted mountain portions in the plurality of internally fitted step portions, and the plurality of At least one of the projecting heights of the outer fitting mountain portion in the outer fitting step portion may be substantially the same.
(5) In the steel pipe pile joint structure according to any one of (1) to (4), the opposing surface of the inner fitting distal end surface is an outer fitting on the proximal end side of the outer fitting end portion. It may be a base end face.
(6) In the steel pipe pile joint structure according to any one of the above (1) to (4), the facing surface of the inner fitting front end face may be an end face of the first steel pipe pile.
上記(1)に記載の鋼管杭の継手構造によれば、複数の外嵌段部では、第1鋼管杭に近い外嵌段部であるほど外嵌谷部の板厚が大きく形成されるとともに、複数の内嵌段部では、第2鋼管杭に近い内嵌段部であるほど内嵌谷部の板厚が大きく形成される構成を有する。従って、基端側に比べて伝達される引張力及び圧縮力が小さい先端側の部位における板厚が合理的に小さくされているため、材料コストの上昇を抑制すると同時に、外嵌最薄部及び内嵌最薄部の座屈変形を防止することができる。
更に、上記(1)に記載の鋼管杭の継手構造によれば、内嵌端部が外嵌端部に挿入されて同軸に相対回転させて嵌合させた状態で、内嵌端部の先端側の内嵌先端面と、この内嵌先端面の対向面とが、所定の離間距離Dで離間する。従って、内嵌先端面にその対向面からの圧縮力が伝達されることを防ぐことができるため、圧縮力作用時に変形しやすい内嵌最薄部の座屈変形を防止することができる。
更に、上記(1)に記載の鋼管杭の継手構造によれば、複数の外嵌段部と複数の内嵌段部との間で互いに当接する当接面のうち、引張力を負担させる引張側当接面の総面積が、圧縮力を負担する外嵌端部の先端側の外嵌先端面の面積と、圧縮力を負担する圧縮側当接面の総面積との合計面積以下である。従って、外嵌最薄部が万一座屈変形して外嵌先端面で負担出来る圧縮力が小さくなった場合であっても、残りの段部の圧縮側当接面で圧縮力に抵抗することができる。このため、外嵌端部全体及び内嵌端部全体で所定の圧縮耐力を保持することが可能となる。
上記(2)に記載の鋼管杭の継手構造によれば、引張側当接面の総面積が、圧縮側当接面の総面積以下とされる。従って、外嵌最薄部が万一座屈変形して外嵌先端面で圧縮力を負担出来なくなった場合であっても、残りの段部の圧縮側当接面で圧縮力に抵抗することができる。このため、外嵌端部全体及び内嵌端部全体で所定の圧縮耐力をより確実に保持することが可能となる。
上記(3)に記載の鋼管杭の継手構造によれば、離間距離Dが上記式(A)を満たすように設定される。従って、鋼管杭の継手構造が曲げ変形した場合であっても、内嵌先端面にはその対向面からの圧縮力が伝達されないため、圧縮力作用時に変形しやすい内嵌最薄部の座屈変形をより確実に防止することができる。
上記(4)に記載の鋼管杭の継手構造によれば、複数の内嵌段部における内嵌山部の突出高さ同士、及び、複数の外嵌段部における外嵌山部の突出高さ同士の少なくとも一方が、略同一である。従って、内嵌段部及び/又は外嵌段部の切削加工性が向上する。
上記(5)又は(6)に記載の鋼管杭の継手構造によれば、内嵌先端面の対向面を、外嵌端部の基端側の外嵌基端面又は第1鋼管杭の端面とする構造設計を採用することができる。According to the steel pipe pile joint structure described in the above (1), in the plurality of external fitting stepped portions, the outer fitting valley portion has a larger plate thickness as the outer fitting stepped portion is closer to the first steel pipe pile. In addition, the plurality of internally fitted step portions have a configuration in which the plate thickness of the internally fitted valley portion is increased as the inner fitted step portion is closer to the second steel pipe pile. Therefore, since the plate thickness at the distal end side where the tensile force and compressive force transmitted compared to the proximal end side are small is reasonably reduced, the increase in material cost is suppressed, and at the same time, the thinnest outer fitting portion and The buckling deformation of the thinnest inner fitting can be prevented.
Furthermore, according to the joint structure of the steel pipe pile described in the above (1), the tip of the inner fitting end portion is inserted in the outer fitting end portion and is coaxially rotated and fitted. The inner fitting front end surface and the opposite surface of the inner fitting front end surface are separated by a predetermined separation distance D. Therefore, since it is possible to prevent the compressive force from the opposing surface from being transmitted to the inner fitting front end surface, it is possible to prevent buckling deformation of the thinnest inner fitting portion that is easily deformed when the compressive force is applied.
Furthermore, according to the joint structure of the steel pipe pile described in the above (1), the tension that bears the tensile force among the contact surfaces that contact each other between the plurality of external fitting stepped portions and the plurality of internal fitting stepped portions. The total area of the side abutment surface is equal to or less than the total area of the area of the front end of the external fitting end that bears the compression force and the total area of the compression side abutment that bears the compression force. . Therefore, even if the thinnest part of the outer fitting is buckled and the compressive force that can be borne by the outer fitting front end surface becomes small, the compression side abutment surface of the remaining step part resists the compressive force. be able to. For this reason, it becomes possible to hold | maintain predetermined compression strength in the whole outer fitting end part and the whole inner fitting end part.
According to the joint structure of the steel pipe pile described in (2) above, the total area of the tension side contact surface is equal to or less than the total area of the compression side contact surface. Therefore, even if the thinnest part of the outer fitting should buckle and be unable to bear the compressive force at the outer fitting end face, it resists the compressive force at the compression side contact surface of the remaining stepped part. Can do. For this reason, it becomes possible to hold | maintain predetermined compression strength more reliably in the whole outer fitting end part and the whole inner fitting end part.
According to the joint structure of steel pipe piles described in (3) above, the separation distance D is set so as to satisfy the above formula (A). Therefore, even when the joint structure of the steel pipe pile is bent and deformed, the compressive force from the facing surface is not transmitted to the inner fitting front end surface, so that the buckling of the thinnest part of the inner fitting that easily deforms when compressive force is applied. Deformation can be prevented more reliably.
According to the joint structure of steel pipe piles described in the above (4), the protruding heights of the internally fitted mountain portions in the plurality of internally fitted step portions, and the projected height of the externally fitted mountain portions in the plurality of externally fitted step portions. At least one of them is substantially the same. Therefore, the machinability of the inner fitting step and / or the outer fitting step is improved.
According to the steel pipe pile joint structure according to the above (5) or (6), the opposing surface of the inner fitting front end surface is the outer fitting base end surface on the base end side of the outer fitting end portion or the end surface of the first steel pipe pile. Structural design can be adopted.
以下、本発明の一実施形態に係る鋼管杭の継手構造7(以下、本実施形態に係る継手構造7、或いは、単に継手構造7と呼ぶ場合がある)について、図面を参照しながら詳細に説明する。
尚、以下の説明においては、鋼管杭の軸心延在方向を軸心方向Y、軸心方向Yに直交する方向を軸心直交方向X、鋼管杭の軸心回りの方向を周方向Wと呼称する場合がある。Hereinafter, a steel pipe pile
In the following description, the axial direction of the steel pipe pile is defined as the axial direction Y, the direction orthogonal to the axial direction Y is the axial orthogonal direction X, and the direction around the axial center of the steel pipe pile is the circumferential direction W. Sometimes called.
本実施形態に係る継手構造7は、地盤上に構築される構造物の基礎杭等において、図1に示すように、第1軸心を有し断面略円形状の第1鋼管杭1と、第2軸心を有し断面略円形状の第2鋼管杭2とを同軸(軸心方向Y)に連結する機械式継手として設けられる。
The
第1鋼管杭1の上端部には、軸心方向Yに沿って複数の外嵌段部4が形成された外嵌端部3が溶接等で接合される。第2鋼管杭2の下端部には、軸心方向Yに沿って複数の内嵌段部6が形成された内嵌端部5が溶接等で接合される。外嵌端部3と内嵌端部5とは互いに嵌合自在な構造を有する。
An outer
外嵌端部3に形成された複数の外嵌段部4の各々は、その軸心に向かう方向に突出するとともに周方向Wに複数形成された外嵌山部31と、周方向Wに互いに隣り合う各々の外嵌山部31の間に形成された外嵌溝部32と、各々の外嵌山部31に隣接してかつ第1鋼管杭に近い基端側に形成された外嵌谷部33と、を有する。
各々の外嵌段部4において、外嵌溝部32及び外嵌谷部33は、図1に示すように、互いに面一となるように同じ板厚で形成されることが嵌合性及び加工性の観点から好ましい。
本実施形態に係る継手構造7では、図1に示すように複数の外嵌段部4の各々に対し、4つの外嵌山部31が周方向Wに所定間隔を空けて形成されているが、本発明はこの構造のみに限定されない。Each of the plurality of outer
In each outer
In the
内嵌端部5に形成された複数の内嵌段部6の各々は、その軸心から離間する方向に突出するとともに周方向Wに複数形成された内嵌山部51と、周方向Wに互いに隣り合う各々の内嵌山部51の間に形成された内嵌溝部52と、各々の内嵌山部51に隣接してかつ第2鋼管杭に近い基端側に形成された内嵌谷部53と、を有する。
各々の内嵌段部6において、内嵌溝部52及び内嵌谷部53は、図1に示すように、互いに面一となるように同じ板厚で形成されることが嵌合性及び加工性の観点から好ましい。
本実施形態に係る継手構造7では、図1に示すように複数の内嵌段部6の各々に対し、4つの内嵌山部51が周方向Wに所定間隔を空けて形成されているが、本発明はこの構造のみに限定されない。Each of the plurality of inner fitting stepped
In each internal
In the
また、本実施形態に係る継手構造7では、図1に示すように、外嵌端部3と内嵌端部5との嵌合後の相対回転を抑止するための回転抑止キーを挿入するためのキー溝Pが周方向Wに4箇所形成されているが、キー溝は形成されなくてもよい。
Further, in the
本実施形態に係る継手構造7においては、図2に示すように、外嵌端部3の軸心方向Yに4段の外嵌段部4が形成される。すなわち、外嵌端部3は、外嵌端部3の軸心方向Yで先端側から基端側まで、順番に第1外嵌段部41、第2外嵌段部42、第3外嵌段部43、及び第4外嵌段部44を有する。
In the
各々の外嵌段部4では、外嵌山部31の板厚よりも外嵌溝部32の板厚が小さくされ、外嵌山部31と外嵌溝部32とが周方向Wで交互に形成される。そして、複数の外嵌段部4の外嵌山部31が軸心方向Yで略一列に配置される。
同様に、各々の外嵌段部4では、外嵌山部31の板厚よりも外嵌谷部33の板厚が小さくされ、外嵌山部31と外嵌谷部33とが軸心方向Yで交互に形成される。In each outer
Similarly, in each external
図3に示すように、外嵌谷部33の板厚は、外嵌端部3の基端側に近い外嵌段部4ほど大きく形成される。
すなわち、第1外嵌段部41の外嵌谷部33の板厚は、第2外嵌段部42の外嵌谷部33の板厚よりも小さく、第2外嵌段部42の外嵌谷部33の板厚は、第3外嵌段部43の外嵌谷部33の板厚よりも小さく、第3外嵌段部43の外嵌谷部33の板厚は、第4外嵌段部44の外嵌谷部33の板厚よりも小さく形成される。As shown in FIG. 3, the plate thickness of the external
That is, the plate thickness of the external
第1外嵌段部41の外嵌谷部33は、外嵌端部3のうちで板厚が最も小さな外嵌最薄部30として形成され、第1外嵌段部41の外嵌山部31の軸心方向Yの先端側には外嵌先端面34が略平面状に形成される。
また、第4外嵌段部44の外嵌谷部33の軸心方向Yの基端側には外嵌余長部45が形成される。この外嵌余長部45の先端側には、外嵌基端面35が全周に亘って形成される。The outer
Further, an extra fitting
本実施形態に係る継手構造7においては、図4に示すように、内嵌端部5の軸心方向Yに4段の内嵌段部6が形成される。すなわち、内嵌端部5は、内嵌端部5の軸心方向Yで先端側から基端側まで、順番に第1内嵌段部61、第2内嵌段部62、第3内嵌段部63、及び第4内嵌段部64を有する。
In the
各々の内嵌段部6では、内嵌山部51の板厚よりも内嵌溝部52の板厚が小さくされ、内嵌山部51と内嵌溝部52とが周方向Wで交互に形成される。そして、複数の内嵌段部6の内嵌山部51が軸心方向Yで略一列に配置される。
同様に、各々の内嵌段部6では、内嵌山部51の板厚よりも内嵌谷部53の板厚が小さくされ、内嵌山部51と内嵌谷部53とが軸心方向Yで交互に形成される。In each internal
Similarly, in each internal
図5に示すように、内嵌谷部53の板厚は、内嵌端部5の基端側に近い内嵌段部ほど大きく形成される。
すなわち、第1内嵌段部61の内嵌谷部53の板厚は、第2内嵌段部62の内嵌谷部53の板厚よりも小さく、第2内嵌段部62の内嵌谷部53の板厚は、第3内嵌段部63の内嵌谷部53の板厚よりも小さく、第3内嵌段部63の内嵌谷部53の板厚は、第4内嵌段部64の内嵌谷部53の板厚よりも小さく形成される。As shown in FIG. 5, the plate thickness of the internal
That is, the plate thickness of the internal
第1内嵌段部61の内嵌谷部53は、内嵌端部5のうちで板厚が最も小さな内嵌最薄部50として形成され、第1内嵌段部61の内嵌山部51の軸心方向Yの先端側には内嵌先端面54が略平面状に形成される。
また、第4内嵌段部64の内嵌谷部53の軸心方向Yの基端側には内嵌余長部65が形成される。この内嵌余長部65の先端側には、内嵌基端面55が全周に亘って形成される。The inner
Further, an inner fitting
本実施形態に係る継手構造7では、第1鋼管杭1と第2鋼管杭2とを同軸に連結するために、図6、図7に示すように、外嵌端部3と内嵌端部5とを互いに嵌合させる。尚、図7は外嵌端部3の一部を切断した状態を示す斜視図である。
In the
具体的には、まず、図6に示すように、第2鋼管杭2に取り付けられた内嵌端部5を第1鋼管杭1に取り付けられた外嵌端部3に挿入する。各々の内嵌段部6において、内嵌山部51の軸心直交方向Xの高さは、嵌合時に対応する外嵌溝部32の軸心直交方向Xの深さ以下に設定される。これにより、内嵌山部51を外嵌溝部32に通過可能な構造となる。
Specifically, first, as shown in FIG. 6, the inner
次に、図7に示すように、内嵌端部5を外嵌端部3に挿入した状態で、第1鋼管杭1と第2鋼管杭2とを軸心回りの周方向Wに相対回転させる。各々の内嵌段部6において、内嵌谷部53の軸心直交方向Xの深さは、嵌合時に対応する外嵌山部31の軸心直交方向Xの高さ以上に設計される。これにより、外嵌山部31を内嵌谷部53に嵌合可能な構造となる。
Next, as shown in FIG. 7, the first
図8は、本実施形態に係る継手構造7の内嵌端部5を外嵌端部3に挿入して相対回転させた状態の概略断面図である。この図8に示すように、継手構造7は、外嵌端部3の先端側の外嵌先端面34と、内嵌端部5の基端側の内嵌基端面55とが対向する外嵌対向部36と、内嵌端部5の先端側の内嵌先端面54と、外嵌端部3の基端側の外嵌基端面35とが対向する内嵌対向部56とを有する。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a state in which the inner
図8に示すように、第4外嵌段部44を除く外嵌段部4(第1外嵌段部41、第2外嵌段部42、第3外嵌段部43)及び第1内嵌段部61を除く内嵌段部6(第4内嵌段部64、第3内嵌段部63、第2内嵌段部62)において、内嵌山部51の軸心方向Yの長さは、嵌合時に対応する外嵌谷部33の軸心方向Yの長さと略同等に設計されるとともに、外嵌山部31の軸心方向Yの長さは、嵌合時に対応する内嵌谷部53の軸心方向Yの長さと略同等に設計される。これにより、軸心方向Yで外嵌山部31と内嵌山部51とを係合させることが可能となる。
As shown in FIG. 8, the outer fitting step portion 4 (the first outer
一方、第4外嵌段部44と第1内嵌段部61においては、図8に示すように、内嵌山部51の軸心方向Yの長さは、外嵌谷部33の軸心方向Yの長さよりも小さく設計される。これにより、内嵌対向部56で内嵌先端面54と、その対向面である外嵌基端面35とが所定の離間距離D(mm)で離間されることになり、内嵌対向部56に内嵌間隙57が形成される。
On the other hand, in the fourth outer
図9は本発明の第1変形例に係る鋼管杭の継手構造107を示す概略断面図である。この継手構造107では、外嵌余長部45の板厚が第4外嵌段部44の外嵌谷部33の板厚と同等になるように設定されている。この構造によれば、外嵌端部3の材料コストを低減させるとともに、外嵌谷部33の切削加工性を向上させて、外嵌端部3の製造コストを低減させることが可能となる。
この継手構造107の場合、内嵌先端面54の対向面は第1鋼管杭1の端面である。従って、内嵌対向部56で内嵌先端面54と、その対向面である第1鋼管杭1の端面とが所定の離間距離D(mm)で離間されることにより、内嵌対向部56に内嵌間隙157が形成される。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a steel pipe pile
In the case of this
内嵌間隙57,157が形成されることにより、内嵌先端面54に軸心方向Yの圧縮力が伝達されることを回避することが可能となる。従って、内嵌最薄部50の座屈変形を防止することが可能となる。
By forming the internal
内嵌間隙57,157の離間距離D(mm)は、0mm超であればよい。ただし、鋼管杭が曲げ変形した場合であっても内嵌先端面54に軸心方向Yの圧縮力が伝達されることを回避するために、離間距離D(mm)を下記式(1)を満たすように設定することが好ましい。
The separation distance D (mm) between the internal
D≧(h2+l2)0.5−l・・・式(1)
h(mm):内嵌端部の先端側に最も近い内嵌段部における内嵌山部の、軸心に向かう方向の突出高さ
l(mm):内嵌端部の先端側に最も近い内嵌段部における内嵌山部の、軸心の延在方向の長さD ≧ (h 2 + l 2 ) 0.5 −l Equation (1)
h (mm): Projection height in the direction toward the axial center of the internal fitting step at the internal fitting step closest to the distal end side of the internal fitting end 1 (mm): closest to the distal end side of the internal fitting end Length in the extending direction of the axial center of the internal fitting peak at the internal fitting step
上記式(1)は、図10に示すように、内嵌最薄部50と内嵌山部51との接続点を曲げ中心点Cとする曲げ変形を想定して導出した式である。
すなわち、上記式(1)を満たすように離間距離D(mm)を設定することで、鋼管杭が曲げ変形した場合であっても内嵌先端面54がその対向面に接触することを確実に回避することが可能となる。As shown in FIG. 10, the above formula (1) is a formula derived on the assumption of bending deformation in which the connection point between the thinnest inner
That is, by setting the separation distance D (mm) so as to satisfy the above formula (1), it is ensured that the inner fitting
図11は、本発明の第2変形例に係る継手構造207を示す要部断面図である。この継手構造207では、外嵌対向部36においても内嵌対向部56と同様に、外嵌間隙37が形成されている。この構造によれば、外嵌先端面34に軸心方向Yの圧縮力が伝達されることを回避することが可能となり、外嵌最薄部30の座屈変形を防止することが可能となる。図示は省略するが、内嵌余長部65の板厚が第4内嵌段部64の内嵌谷部53の板厚と同等になるように設定されていてもよい。その場合、外嵌先端面34の対向面は第2鋼管杭2の端面である。また、外嵌間隙37の離間距離D’(mm)は0mm超であればよく、下記式(2)を満たすように設定してもよい。
FIG. 11 is a cross-sectional view of an essential part showing a
D’≧(h’2+l’2)0.5−l’・・・式(2)
h’(mm):外嵌端部の先端側に最も近い外嵌段部における外嵌山部の、軸心に向かう方向の突出高さ
l’(mm):外嵌端部の先端側に最も近い外嵌段部における外嵌山部の、軸心の延在方向の長さD ′ ≧ (h ′ 2 + l ′ 2 ) 0.5 −l ′ (2)
h ′ (mm): Projection height in the direction toward the axis of the external fitting step at the external fitting step portion closest to the distal end side of the external fitting end portion l ′ (mm): on the distal end side of the external fitting end portion The length in the extending direction of the shaft center of the outer fitting peak at the nearest outer fitting step
ただし、内嵌対向部56側の方が、外嵌対向部36側よりも鋼管部からの偏心により、圧縮力作用時に座屈変形が生じやすい。従って、外嵌間隙37を設けることにより得られる座屈変形防止効果は、内嵌間隙57を設けることにより得られる座屈変形防止効果よりも小さい。
However, the inner
次に、本実施形態に係る継手構造7の当接面8に関して説明する。
本実施形態に係る継手構造7では、内嵌端部5を外嵌端部3に挿入して相対回転させることで、各々の外嵌段部4及び内嵌段部6において、外嵌山部31と内嵌山部51とが軸心方向Yで互いに当接される当接面8が形成される。Next, the
In the
第1鋼管杭1と第2鋼管杭2とが連結された状態では、第1鋼管杭1及び第2鋼管杭2から外嵌端部3及び内嵌端部5に、軸心方向Yで引張力及び圧縮力が作用する際、軸心方向Yに作用する引張力及び圧縮力に対して、外嵌山部31と内嵌山部51とが軸心方向Yの当接面8で抵抗する。
In a state where the first
本実施形態に係る継手構造7では、図12A、図12Bに示すように、各々の外嵌段部4及び内嵌段部6において外嵌山部31と内嵌山部51とが互いに当接される当接面8のうち、外嵌端部3の基端側及び内嵌端部5の基端側が、引張力を負担させる引張側当接面81である。
In the
そして、図12A、図12Bに示すように、第1外嵌段部41の外嵌山部31と第4内嵌段部64の内嵌山部51とが、引張側当接面81で引張面積At1を有し、第2外嵌段部42の外嵌山部31と第3内嵌段部63の内嵌山部51とが、引張側当接面81で引張面積At2を有し、第3外嵌段部43の外嵌山部31と第2内嵌段部62の内嵌山部51とが、引張側当接面81で引張面積At3を有し、第4外嵌段部44の外嵌山部31と第1内嵌段部61の内嵌山部51とが、引張側当接面81で引張面積At4を有する。
Then, as shown in FIGS. 12A and 12B, the outer
また、本実施形態に係る継手構造7では、図13A、図13Bに示すように、各々の外嵌段部4及び内嵌段部6において外嵌山部31と内嵌山部51とが互いに当接される当接面8のうち、外嵌端部3の先端側及び内嵌端部5の先端側が、圧縮力を負担させる圧縮側当接面86である。
Moreover, in the
そして、図13A、図13Bに示すように、第2外嵌段部42の外嵌山部31と第4内嵌段部64の内嵌山部51とが、圧縮側当接面86で圧縮面積Ac1を有し、第3外嵌段部43の外嵌山部31と第3内嵌段部63の内嵌山部51とが、圧縮側当接面86で圧縮面積Ac2を有し、第4外嵌段部44の外嵌山部31と第2内嵌段部62の内嵌山部51とが、圧縮側当接面86で圧縮面積Ac3を有する。
Then, as shown in FIGS. 13A and 13B, the outer
本実施形態に係る継手構造7では、外嵌対向部36で外嵌先端面34と内嵌基端面55とが当接され、一方、内嵌対向部56では内嵌先端面54と外嵌基端面35とが当接されない構造を有する。
従って、本実施形態に係る継手構造7においては、
(A)軸心方向Yに作用する引張力に対しては、外嵌山部31と内嵌山部51とが互いに当接される4箇所の引張側当接面81のみで抵抗し、
(B)軸心方向Yに作用する圧縮力に対しては、外嵌端部3の先端側の外嵌先端面34、及び、外嵌山部31と内嵌山部51とが互いに当接される3箇所の圧縮側当接面86のみで抵抗する。In the
Therefore, in the
(A) The tensile force acting in the axial direction Y is resisted only by the four tensile side contact surfaces 81 where the outer
(B) For the compressive force acting in the axial direction Y, the outer fitting
尚、上述の第2変形例に係る継手構造207(図11)のように、外嵌対向部36においても内嵌対向部56と同様に、外嵌間隙37が形成されている構造を有する場合、継手構造207においては、
(A’)軸心方向Yに作用する引張力に対しては、外嵌山部31と内嵌山部51とが互いに当接される4箇所の引張側当接面81のみで抵抗し、
(B’)軸心方向Yに作用する圧縮力に対しては、外嵌山部31と内嵌山部51とが互いに当接される3箇所の圧縮側当接面86のみで抵抗する。In addition, as in the joint structure 207 (FIG. 11) according to the second modified example described above, the outer
(A ′) The tensile force acting in the axial direction Y is resisted only by the four tension side contact surfaces 81 where the outer
(B ′) The compression force acting in the axial direction Y is resisted only by the three compression side contact surfaces 86 on which the outer
外嵌段部4と内嵌段部6とで互いに当接される当接面8のうち、引張力を負担させる引張側当接面81の総面積(At1+At2+At3+At4)は、圧縮力を負担させる外嵌先端面34の面積(第2変形例に係る継手構造207の場合は0)と、圧縮力を負担させる圧縮側当接面86の総面積(Ac1+Ac2+Ac3)との合計面積以下となるように形成される。
The total area (At1 + At2 + At3 + At4) of the tension
また、外嵌段部4と内嵌段部6とで互いに当接される当接面8のうち、引張力を負担させる引張側当接面81の総面積(At1+At2+At3+At4)が、圧縮力を負担させる圧縮側当接面86の総面積(Ac1+Ac2+Ac3)以下となるように形成されることが好ましい。
In addition, the total area (At1 + At2 + At3 + At4) of the tension
このように、本実施形態に係る継手構造7では、引張側当接面81が形成される段数よりも、圧縮側当接面86が形成される段数の方が少ないにもかかわらず、引張側当接面81の総面積を、圧縮力を負担させる外嵌先端面34の面積と、圧縮側当接面86の総面積との合計面積以下とするように、各々の外嵌山部31及び内嵌山部51が互いに当接される当接面8が形成される。
Thus, in the
尚、外嵌先端面34に、外嵌端部3と内嵌端部5の嵌合後の相対回転を抑止するための回転抑止キーを挿入するためのキー溝Pが形成される場合、「圧縮力を負担させる外嵌先端面34の面積」は、キー溝が形成されている箇所の面積を含まない。回転抑止キーは基本的に圧縮力を負担しないためである。
In addition, when the key groove P for inserting the rotation suppression key for suppressing the relative rotation after fitting of the outer
本実施形態に係る継手構造7では、圧縮力を負担させる外嵌先端面34の面積と、圧縮側当接面86の総面積との合計面積を、引張側当接面81の総面積以上とすることで、軸心方向Yで引張力と同等以上の大きさで作用する圧縮力に対して、外嵌先端面及び各々の外嵌山部31及び内嵌山部51の圧縮側当接面86のみで抵抗することができる。
また、圧縮側当接面86の総面積を、引張側当接面81の総面積以上とする場合には、軸心方向Yで引張力と同等以上の大きさで作用する圧縮力に対して、各々の外嵌山部31及び内嵌山部51の圧縮側当接面86のみで抵抗することができる。In the
Further, when the total area of the compression-
本実施形態に係る継手構造7では、外嵌先端面34と内嵌基端面55とが外嵌対向部36で当接された場合であっても、第1外嵌段部41の外嵌山部31に圧縮力が実質的に作用しないため、第1外嵌段部41の外嵌山部31に作用する圧縮力を設計上で考慮することを必要としない。
In the
図14に、本実施形態に係る継手構造7の外嵌端部3において伝達される引張力を示す。
第1外嵌段部41の外嵌谷部33には、第1外嵌段部41の外嵌山部31に作用する引張力が伝達される。第2外嵌段部42の外嵌谷部33には、第1外嵌段部41、及び、第2外嵌段部42の外嵌山部31に作用する引張力が合わさって伝達される。第3外嵌段部43の外嵌谷部33には、第1外嵌段部41、第2外嵌段部42、及び、第3外嵌段部43の外嵌山部31に作用する引張力が合わさって伝達される。第4外嵌段部44の外嵌谷部33には、第1外嵌段部41、第2外嵌段部42、第3外嵌段部43、及び、第4外嵌段部44の外嵌山部31に作用する引張力が合わさって伝達される。In FIG. 14, the tensile force transmitted in the external
A tensile force acting on the outer
同様に、図15に、本実施形態に係る継手構造7の外嵌端部3において伝達さる圧縮力を示す。
第2外嵌段部42の外嵌谷部33には、第2外嵌段部42の外嵌山部31に作用する圧縮力が伝達される。第3外嵌段部43の外嵌谷部33には、第2外嵌段部42、及び、第3外嵌段部43の外嵌山部31に作用する圧縮力が合わさって伝達される。第4外嵌段部44の外嵌谷部33には、第2外嵌段部42、第3外嵌段部43、及び、第4外嵌段部44の外嵌山部31に作用する圧縮力が合わさって伝達される。Similarly, in FIG. 15, the compressive force transmitted in the external
A compression force acting on the outer
このように、本実施形態に係る継手構造7では、外嵌端部3の基端側から先端側に向けて、外嵌山部31から外嵌谷部33に伝達される引張力及び圧縮力が低下することから、外嵌端部3の先端側で外嵌谷部33の板厚を小さくしても、これらの引張力及び圧縮力に抵抗することができる。これにより、外嵌端部3の基端側から先端側に向けて、外嵌谷部33の板厚を小さくして、外嵌端部3全体の板厚の増大を抑制することで、材料コストの上昇を抑制することが可能となる。
Thus, in the
本実施形態に係る継手構造7では、外嵌端部3の先端側の第1外嵌段部41で外嵌谷部33の板厚を小さくして、外嵌端部3の材料コストの上昇を抑制すると同時に、第1外嵌段部41の外嵌山部31に圧縮力が極力作用しないものとすることで、第1外嵌段部41で外嵌谷部33に圧縮力が実質的に伝達されないものとなり、外嵌最薄部30の座屈変形を防止することが可能となる。
In the
また、本実施形態に係る継手構造7では、第1外嵌段部41の外嵌山部31に圧縮力が作用しても、第1外嵌段部41の外嵌谷部33に圧縮耐力を期待しない。このため、継手構造7は、第1外嵌段部41の外嵌谷部33に伝達された圧縮力で外嵌最薄部30が座屈変形した場合であっても、第2外嵌段部42、第3外嵌段部43及び第4外嵌段部44の外嵌谷部33で圧縮力に抵抗することができるため、外嵌端部3全体で所定の圧縮耐力を保持することが可能となる。
Further, in the
図16に、本実施形態に係る継手構造7の内嵌端部5において伝達される引張力を示す。
第1内嵌段部61の内嵌谷部53には、第1内嵌段部61の内嵌山部51に作用する引張力が伝達される。第2内嵌段部62の内嵌谷部53には、第1内嵌段部61及び第2内嵌段部62の内嵌山部51に作用する引張力が合わさって伝達される。第3内嵌段部63の内嵌谷部53には、第1内嵌段部61、第2内嵌段部62、及び、第3内嵌段部63の内嵌山部51に作用する引張力が合わさって伝達される。第4内嵌段部64の内嵌谷部53には、第1内嵌段部61、第2内嵌段部62、第3内嵌段部63、及び、第4内嵌段部64の内嵌山部51に作用する引張力が合わさって伝達される。In FIG. 16, the tensile force transmitted in the internal
A tensile force acting on the inner
同様に、図17に、本実施形態に係る継手構造7の内嵌端部5において伝達される圧縮力を示す。
第2内嵌段部62の内嵌谷部53には、第2内嵌段部62の内嵌山部51に作用する圧縮力が伝達される。第3内嵌段部63の内嵌谷部53には、第2内嵌段部62、及び、第3内嵌段部63の内嵌山部51に作用する圧縮力が合わさって伝達される。第4内嵌段部64の内嵌谷部53には、第2内嵌段部62、第3内嵌段部63、及び、第4内嵌段部64の内嵌山部51に作用する圧縮力が合わさって伝達される。Similarly, in FIG. 17, the compressive force transmitted in the internal
A compression force acting on the inner
このように、本実施形態に係る継手構造7では、内嵌端部5の基端側から先端側に向けて、内嵌山部51から内嵌谷部53に伝達される引張力及び圧縮力が低下することから、内嵌端部5の先端側で内嵌谷部53の板厚を小さくしても、これらの引張力及び圧縮力に抵抗することができる。これにより、継手構造7は、内嵌端部5の基端側から先端側に向けて、内嵌谷部53の板厚を小さくして、内嵌端部5全体の板厚の増大を抑制することで、材料コストの上昇を抑制することが可能となる。
Thus, in the
継手構造7は、内嵌端部5の先端側の第1内嵌段部61で内嵌谷部53の板厚を小さくして、内嵌端部5の材料コストの上昇を抑制すると同時に、内嵌間隙57により第1内嵌段部61の内嵌山部51に圧縮力が作用しないものとすることで、第1内嵌段部61で内嵌谷部53に圧縮力が伝達されないものとなり、内嵌最薄部50の座屈変形を防止することが可能となる。
The
図18Aは本発明の第3変形例に係る継手構造307を示す。この継手構造307のように、複数の外嵌段部4及び内嵌段部6の一部又は全部で、外嵌谷部33及び内嵌山部51の軸心直交方向Xの側面にテーパを設けてもよい。
FIG. 18A shows a
図18Bは本発明の第4変形例に係る継手構造407を示す。この継手構造407のように、複数の外嵌段部4及び内嵌段部6の一部又は全部で、内嵌谷部53及び外嵌山部31の軸心直交方向Xの側面にテーパを設けてもよい。
FIG. 18B shows a
本実施形態に係る継手構造7では、図19に示すように、外嵌端部3の先端側から基端側に向けて、各々の外嵌段部4の外嵌山部31が、軸心直交方向Xの内側に配置される。
本実施形態に係る継手構造7では、中心軸から第1外嵌段部41の外嵌山部31までの半径r41、中心軸から第2外嵌段部42の外嵌山部31までの半径r42、中心軸から第3外嵌段部43の外嵌山部31までの半径r43、中心軸から第4外嵌段部44の外嵌山部31までの半径r44と定義した場合に、r41>r42>r43>r44の関係が満たされる。In the
In the
更に、本実施形態に係る継手構造7では、図19に示すように、第1外嵌段部41の外嵌山部31で外嵌端部3の基端側の高さをht1、第2外嵌段部42の外嵌山部31で外嵌端部3の基端側の高さをht2、第3外嵌段部43の外嵌山部31で外嵌端部3の基端側の高さをht3、第4外嵌段部44の外嵌山部31で外嵌端部3の基端側の高さをht4と定義した場合に、ht1≦ht2≦ht3≦ht4の関係が満たされる。
Furthermore, in the
ここで、ht1=ht2=ht3=ht4の関係が満たされるように、外嵌山部31の高さが略同一に設定されてもよい。この場合、外嵌山部31の切削加工性の観点から好ましい。
Here, the heights of the external
また、r41>r42>r43>r44の関係に追従して、ht1<ht2<ht3<ht4の関係が満たされるように、外嵌山部31の高さを設定することで、各々の外嵌段部4の外嵌山部31において、引張面積At1、引張面積At2、引張面積At3及び引張面積At4を略同一にしてもよい。
Further, following the relationship of r41> r42> r43> r44, the height of the external
同様に、本実施形態に係る継手構造7では、図19に示すように、第2外嵌段部42の外嵌山部31で外嵌端部3の先端側の高さをhc1、第3外嵌段部43の外嵌山部31で外嵌端部3の基端側の高さをhc2、第4外嵌段部44の外嵌山部31で外嵌端部3の基端側の高さをhc3、と定義した場合に、hc1≦hc2≦hc3の関係が満たされる。
Similarly, in the
ここで、hc1=hc2=hc3の関係が満たされるように、外嵌山部31の高さが略同一に設定されてもよい。この場合、外嵌山部31の切削加工性の観点から好ましい。
Here, the height of the external
また、r41>r42>r43>r44の関係に追従して、hc1<hc2<hc3の関係が満たされるように、外嵌山部31の高さを設定することで、各々の外嵌段部4の外嵌山部31において、圧縮面積Ac1、圧縮面積Ac2、及び圧縮面積Ac3を略同一にしてもよい。
In addition, following the relationship of r41> r42> r43> r44, the height of the outer
本実施形態に係る継手構造7では、図20に示すように、内嵌端部5の先端側から基端側に向けて、各々の内嵌段部6の内嵌山部51が、軸心直交方向Xの外側に配置される。
本実施形態に係る継手構造7では、中心軸から第1内嵌段部61の内嵌山部51までの半径r61、中心軸から第2内嵌段部62の内嵌山部51までの半径r62、中心軸から第3内嵌段部63の内嵌山部51までの半径r63、中心軸から第4内嵌段部64の内嵌山部51までの半径r64と定義した場合に、r61<r62<r63<r64の関係が満たされる。In the
In the
更に、本実施形態に係る継手構造7では、図20に示すように、第4内嵌段部64の内嵌山部51で内嵌端部5の基端側の高さをht1、第3内嵌段部63の内嵌山部51で内嵌端部5の基端側の高さをht2、第2内嵌段部62の内嵌山部51で内嵌端部5の基端側の高さをht3、第1内嵌段部61の内嵌山部51で内嵌端部5の基端側の高さをht4と定義した場合に、ht1≧ht2≧ht3≧ht4の関係が満たされる。
Furthermore, in the
ここで、ht1=ht2=ht3=ht4の関係が満たされるように内嵌山部51の高さが略同一に設定されてもよい。この場合、内嵌山部51の切削加工性の観点から好ましい。
Here, the height of the inner
また、r61<r62<r63<r64の関係に追従して、ht1<ht2<ht3<ht4の関係が満たされるように、内嵌山部51の高さを設定することで、各々の内嵌段部6の内嵌山部51において、引張面積At1、引張面積At2、引張面積At3及び引張面積At4を略同一にしてもよい。
Further, following the relationship of r61 <r62 <r63 <r64, by setting the height of the internal
同様に、本実施形態に係る継手構造7では、図20に示すように、第4内嵌段部64の内嵌山部51で内嵌端部5の先端側の高さをhc1、第3内嵌段部63の内嵌山部51で内嵌端部5の基端側の高さをhc2、第2内嵌段部62の内嵌山部51で内嵌端部5の基端側の高さをhc3、と定義した場合に、hc1≧hc2≧hc3の関係が満たされる。
Similarly, in the
ここで、hc1=hc2=hc3の関係が満たされるように、内嵌山部51の高さが略同一に設定されてもよい。この場合、内嵌山部51の切削加工性の観点から好ましい。
Here, the heights of the internal
また、r61<r62<r63<r64の関係に追従して、hc1<hc2<hc3の関係が満たされるように、内嵌山部51の高さを設定することで、各々の内嵌段部6の内嵌山部51において、圧縮面積Ac1、圧縮面積Ac2、及び圧縮面積Ac3を略同一にしてもよい。
Further, following the relationship of r61 <r62 <r63 <r64, the height of the inner
尚、引張面積At1、引張面積At2、引張面積At3及び引張面積At4が略同一に設定される場合、軸心方向Yに作用する引張力に対して、各々の外嵌段部4及び内嵌段部6の外嵌山部31及び内嵌山部51において、略均等に抵抗することができる。
また、圧縮面積Ac1、圧縮面積Ac2及び圧縮面積Ac3が略同一に設定されることで、軸心方向Yに作用する圧縮力に対して、各々の外嵌段部4及び内嵌段部6の外嵌山部31及び内嵌山部51において、略均等に抵抗することができる。
これにより、継手構造7は、軸心方向Yに作用する引張力及び圧縮力に対して、各々の外嵌段部4及び内嵌段部6の外嵌山部31及び内嵌山部51で、略均等に抵抗することができるため、外嵌端部3及び内嵌端部5の構造耐力上の無駄を低減させて、引張力及び圧縮力に対する構造計算を容易にすることが可能となる。When the tensile area At1, the tensile area At2, the tensile area At3, and the tensile area At4 are set to be substantially the same, the external
In addition, the compression area Ac1, the compression area Ac2, and the compression area Ac3 are set to be substantially the same, so that the outer
As a result, the
本願発明に係る継手構造7は、上述のように、複数の内嵌段部における内嵌山部の突出高さ同士、及び、複数の外嵌段部における外嵌山部の突出高さ同士の少なくとも一方が、略同一であってもよい。
本願発明における「略同一」とは、20%程度の製造誤差等を許容するものであり、外嵌山部31及び内嵌山部51にこれらの製造誤差等が生じた場合であっても、これらの面積は略同一に設定されたものとする。In the
“Substantially the same” in the present invention allows a manufacturing error of about 20%, and even when these manufacturing errors occur in the outer
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。 As mentioned above, although the example of embodiment of this invention was demonstrated in detail, all the embodiment mentioned above showed only the example of actualization in implementing this invention, and these are the technical aspects of this invention. The range should not be interpreted in a limited way.
例えば、第1鋼管杭1に内嵌端部5が取り付けられるとともに、第2鋼管杭2に外嵌端部3が取り付けられてもよい。
また、外嵌端部3及び内嵌端部5の軸心方向Yで外嵌段部4及び内嵌段部6が如何なる段数で形成されてもよい。
また、各々の外嵌段部4や内嵌段部6において、各々の外嵌山部31及び内嵌山部51が軸心方向Yの位置をずらして略千鳥状に配置されるものであってもよい。
また、第1鋼管杭1又は第2鋼管杭2の端部を切削することで、第1鋼管杭1又は第2鋼管杭2そのものに外嵌端部3又は内嵌端部5が設けられてもよい。For example, the inner
Further, the outer
Further, in each of the outer fitting stepped
Moreover, the external
本発明によれば、外嵌端部及び内嵌端部の先端側の板厚を小さくして、材料コストの上昇を抑制すると同時に、先端側の最薄部の座屈変形を防止することのできる鋼管杭の継手構造を提供することが出来る。 According to the present invention, it is possible to reduce the plate thickness on the distal end side of the outer fitting end portion and the inner fitting end portion to suppress an increase in material cost, and at the same time, prevent buckling deformation of the thinnest portion on the distal end side. It is possible to provide a steel pipe pile joint structure.
1 :第1鋼管杭
2 :第2鋼管杭
3 :外嵌端部
30 :外嵌最薄部
31 :外嵌山部
32 :外嵌溝部
33 :外嵌谷部
34 :外嵌先端面
35 :外嵌基端面
36 :外嵌対向部
37 :外嵌間隙
4 :外嵌段部
41 :第1外嵌段部
42 :第2外嵌段部
43 :第3外嵌段部
44 :第4外嵌段部
45 :外嵌余長部
5 :内嵌端部
50 :内嵌最薄部
51 :内嵌山部
52 :内嵌溝部
53 :内嵌谷部
54 :内嵌先端面
55 :内嵌基端面
56 :内嵌対向部
57,157:内嵌間隙
6 :内嵌段部
61 :第1内嵌段部
62 :第2内嵌段部
63 :第3内嵌段部
64 :第4内嵌段部
65 :内嵌余長部
7,107,207,307,407:鋼管杭の継手構造
8 :当接面
81 :引張側当接面
86 :圧縮側当接面
P :キー溝
W :周方向
X :軸心直交方向
Y :軸心方向1: 1st steel pipe pile 2: 2nd steel pipe pile 3: Outer fitting end part 30: Outer fitting thinnest part 31: Outer fitting mountain part 32: Outer fitting groove part 33: Outer fitting trough part 34: Outer fitting front end surface 35: Outer fitting base end face 36: Outer fitting facing portion 37: Outer fitting gap 4: Outer fitting step portion 41: First outer fitting step portion 42: Second outer fitting step portion 43: Third outer fitting step portion 44: Fourth outer Fitting step 45: extra fitting extra length part 5: inner fitting end part 50: inner fitting thinnest part 51: inner fitting mountain part 52: inner fitting groove part 53: inner fitting trough part 54: inner fitting front end face 55: inner fitting Base end face 56: Inner fitting facing portions 57, 157: Inner fitting gap 6: Inner fitting step portion 61: First inner fitting step portion 62: Second inner fitting step portion 63: Third inner fitting step portion 64: Fourth inner Fitting step portion 65: Internal fitting extra length portion 7, 107, 207, 307, 407: Steel pipe pile joint structure 8: Contact surface 81: Pull side contact surface 86: Compression side contact surface P: Keyway W: Circumferential direction X: Shaft center orthogonal direction Y: Shaft center direction
Claims (6)
前記第1鋼管杭に設けられ、前記第1鋼管杭の第1軸心の延在方向に沿って複数の外嵌段部が形成された外嵌端部と、
前記第2鋼管杭に設けられ、前記第2鋼管杭の第2軸心の延在方向に沿って複数の内嵌段部が形成された内嵌端部と、
を備え、
前記複数の外嵌段部の各々が、
前記第1軸心に向かう方向に突出するとともに前記第1軸心を中心とする周方向に複数形成された外嵌山部と、
互いに隣り合う前記各外嵌山部の間に形成された外嵌溝部と、
前記各外嵌山部に隣接してかつ前記第1鋼管杭に近い基端側に形成された外嵌谷部と、
を備え、
前記複数の内嵌段部の各々が、
前記第2軸心から離間する方向に突出するとともに前記第2軸心を中心とする周方向に複数形成された内嵌山部と、
互いに隣り合う前記各内嵌山部の間に形成された内嵌溝部と、
前記各内嵌山部に隣接してかつ前記第2鋼管杭に近い基端側に形成された内嵌谷部と、
を備え、
前記複数の外嵌段部では、前記第1鋼管杭に近い外嵌段部であるほど前記外嵌谷部の板厚が大きく形成され、
前記複数の内嵌段部では、前記第2鋼管杭に近い内嵌段部であるほど前記内嵌谷部の板厚が大きく形成され、
前記内嵌端部が前記外嵌端部に挿入されて相対回転させて嵌合させた状態で、前記内嵌端部の先端側の内嵌先端面と、この内嵌先端面の対向面とが、所定の離間距離Dで離間し、
前記複数の外嵌段部と前記複数の内嵌段部との間で互いに当接する当接面のうち、引張力を負担させる引張側当接面の総面積が、圧縮力を負担する前記外嵌端部の先端側の外嵌先端面の面積と、圧縮力を負担する圧縮側当接面の総面積との合計面積以下である
ことを特徴とする鋼管杭の継手構造。It is a joint structure of a steel pipe pile that connects the first steel pipe pile and the second steel pipe pile coaxially,
An outer fitting end portion provided on the first steel pipe pile, wherein a plurality of outer fitting step portions are formed along the extending direction of the first axis of the first steel pipe pile;
An inner fitting end portion provided on the second steel pipe pile, wherein a plurality of inner fitting step portions are formed along the extending direction of the second axis of the second steel pipe pile;
With
Each of the plurality of external fitting steps is
A plurality of external fitting ridges projecting in a direction toward the first axis and formed in a plurality in a circumferential direction around the first axis;
An outer fitting groove formed between the outer fitting mountain parts adjacent to each other;
An outer fitting valley portion formed on the proximal end side adjacent to each outer fitting mountain portion and close to the first steel pipe pile,
With
Each of the plurality of internally fitted steps is
A plurality of internal fitting ridges protruding in a direction away from the second axis and formed in a circumferential direction around the second axis; and
Internal fitting groove portions formed between the internal fitting mountain portions adjacent to each other;
An inner trough portion formed on the proximal end side adjacent to each inner fitting mountain portion and close to the second steel pipe pile;
With
In the plurality of external fitting step portions, the plate thickness of the external fitting valley portion is formed to be larger as the outer fitting step portion is closer to the first steel pipe pile,
In the plurality of internal fitting step portions, the plate thickness of the internal fitting valley portion is formed so as to be an internal fitting step portion closer to the second steel pipe pile,
In a state where the inner fitting end is inserted into the outer fitting end and is relatively rotated and fitted, an inner fitting tip surface on the tip side of the inner fitting end, and an opposing surface of the inner fitting tip surface Are separated by a predetermined separation distance D,
Of the contact surfaces that are in contact with each other between the plurality of outer fitting stepped portions and the plurality of inner fitting stepped portions, the total area of the tension-side contact surfaces that bear the tensile force is the outer surface that bears the compressive force. A joint structure for steel pipe piles, which is equal to or less than a total area of an area of an outer fitting front end surface on a front end side of a fitting end portion and a total area of a compression side contact surface bearing a compressive force.
ことを特徴とする請求項1に記載の鋼管杭の継手構造。The joint structure of a steel pipe pile according to claim 1, wherein a total area of the tension side contact surface is equal to or less than a total area of the compression side contact surface.
ことを特徴とする請求項1に記載の鋼管杭の継手構造。
D≧(h2+l2)0.5−l・・・式(1)In the inner fitting ridge portion of the inner fitting step portion closest to the distal end side of the inner fitting end portion, h is the protruding height in the direction toward the second axis, and the length in the extending direction of the second axis. The steel pipe pile joint structure according to claim 1, wherein the predetermined separation distance D is set so as to satisfy the following formula (1) when L is defined as l.
D ≧ (h 2 + l 2 ) 0.5 −l Equation (1)
ことを特徴とする請求項1に記載の鋼管杭の継手構造。At least one of the protruding heights of the internal fitting ridges in the plurality of internal fitting steps and the protruding heights of the external fitting ridges in the plurality of external fitting steps are substantially the same. The steel pipe pile joint structure according to claim 1, wherein the steel pipe pile has a joint structure.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の鋼管杭の継手構造。The steel pipe pile joint according to any one of claims 1 to 4, wherein the facing surface of the inner fitting distal end surface is an outer fitting proximal end surface on the proximal end side of the outer fitting end portion. Construction.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の鋼管杭の継手構造。The steel pipe pile joint structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the facing surface of the inner fitting front end face is an end face of the first steel pipe pile.
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