TWI480448B - Combination of steel wall - Google Patents

Description

組合鋼製牆

本發明係關於土木建築領域中諸如港埠‧河川護堤、擋土牆、圍堰工程所使用的組合鋼製牆。另外，本說明書中，所謂「Z形鋼板樁」係指在斜向配置的腹板兩端連續於該腹板形成翼板，整體形狀呈大致Z形的鋼板樁。

土木建築領域中諸如港埠‧河川護堤、擋土牆、圍堰工程所使用的鋼製牆，係有如由U形鋼板樁與H形鋼組合的組合鋼製牆(參照專利文獻1)。

專利文獻1所記載的組合鋼板樁，係「由U形鋼板樁與H形鋼形成；而該U形鋼板係由腹板部、設置於該腹板部的兩端的翼板部、以及設置於該翼板部一端的腕部構成，且剖面呈大致U字狀；該H形鋼係在該U形鋼板樁的一側面上，將其中一翼板固定設置於上述腹板部」(參照專利文獻1之申請專利範圍第1項)。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2002-212943號公報

專利文獻1的組合鋼製牆係預先將U形鋼板樁的腹板 部、與H形鋼的翼板利用熔接等進行固定，再將其依序植設於地基中。

所以，必需要有預先將U形鋼板樁與H形鋼予以固定的手續。又，成為預先將U形鋼板樁與H形鋼予以固定的複雜形狀，因為剖面較大，因而地基阻力亦較大，亦會有植設困難的問題。

再者，因為屬於在U形鋼板樁的腹板部固定H形鋼之翼板的形狀，因而亦會有每單位長度的鋼重較大、材料費提高的問題。

另外，亦有考慮在U形鋼板樁、帽形鋼板樁、或Z形鋼板樁的接頭部與接頭部之間，使H形鋼呈並聯連結狀態，但現況的上述鋼板樁之接頭部係通稱「拉森型」(Larssen type)，並非如H形鋼可與其他鋼製構件進行直接連接的形狀。

所以，習知在使Z形鋼板樁等與H形鋼並聯連接而構建組合鋼製牆時，為使Z形鋼板樁等與H形鋼相連接，在Z形鋼板樁等與H形鋼之間，必需另外設置為將兩者予以連結的連接器。

然而，若另外設置連接器，便會附加屬於連接器部分的材料成本，導致經濟性差。又，必需多餘的安裝連接器的時間，導致為構建組合鋼製牆的整體工期拉長之問題。

再者，雖依照連接器的形狀而有所差異，但若將拉森型接 頭部(Larssen type joint)與H形鋼予以連結，則連接器部分便會突出於Z形鋼板樁的翼板部外側，導致無法保持該部位的平面。所以，在設置橫擋構件(wale member)時，需要多餘的回填混凝土等，導致施工手續增加。

本發明目的在於提供：在未使用諸如連接器之類的其他構件情況下，將Z形鋼板樁與H形鋼予以連接而構成的組合鋼製牆。

(1)本發明的組合鋼製牆，係由在腹板部的兩端設有翼板部、且在該翼板部的各端部設有接頭部的Z形鋼板樁、與H形鋼相連結而構成的組合鋼製牆，其特徵在於：設有依沿上述Z形鋼板樁的翼板部軸線方向之方式，配置H形鋼的翼板部，並依沿該H形鋼的翼板部軸線方向之方式，配置Z形鋼板樁，再由上述Z形鋼板樁的接頭部與上述H形鋼的翼板部端部直接連結，構成依序配置Z形鋼板樁‧H形鋼‧Z形鋼板樁的組合部位。

(2)再者，上述(1)所記載中，上述Z形鋼板樁的接頭部係具有：在構成Z形鋼板樁的其中一翼板部前端所形成之第1接頭部、以及在另一翼板部前端所形成之第2接頭部；當相鄰配置有Z形鋼板樁時，上述第1接頭部與上述第2接頭部呈可相卡合，使位於上述Z形鋼板樁‧H形鋼‧Z形鋼板樁之組合部位端的Z形鋼板樁彼此間相連結。

(3)再者，上述(2)所記載中，上述第1接頭部係具有下述之雙層爪型接頭部：前端設有膨出部且配置於鋼板樁內側的主爪、以及形成為與該主爪呈對向且配置於鋼板樁外側的副爪；上述第2接頭部係具有下述之雙層爪型接頭部：前端設有膨出部且配置於鋼板樁外側的主爪、與形成為與該主爪呈對向且配置於鋼板樁內側的副爪；上述H形鋼的翼板部係在端部設有朝翼板部厚度方向突出的突起。

(4)再者，上述(2)所記載中，上述第1接頭部係具有下述之雙層爪型接頭部：前端設有膨出部且配置於鋼板樁內側的主爪、與形成為與該主爪呈對向且配置於鋼板樁外側的副爪；上述第2接頭部係具有下述之雙層爪型接頭部：前端設有膨出部且配置於鋼板樁外側的主爪、與形成為與該主爪呈對向且配置於鋼板樁內側的副爪；上述H形鋼的翼板部係在其端部設有溝部。

(5)再者，上述(3)或(4)所記載中，上述第1接頭部係經由朝鋼板樁內側呈彎曲的第1彎曲部，設置於上述翼板部的前端，藉由設置上述第1彎曲部，而成為上述副爪的外面相較於翼板部的外面不致朝鋼板樁外側突出；上述第2接頭部係經由朝鋼板樁內側呈彎曲的第2彎曲部，設置於上述翼板部的前端，藉由設置上述第2彎曲部，使上述主爪的外面僅以上述副爪厚度份以上的距離配置於 鋼板樁內側。

本發明的組合鋼製牆中，設有依沿上述Z形鋼板樁的翼板部軸線方向之方式，配置H形鋼的翼板部，並依沿該H形鋼的翼板部軸線方向之方式，配置Z形鋼板樁，再由上述Z形鋼板樁的接頭部與上述H形鋼的翼板部端部直接連結，構成依序配置Z形鋼板樁‧H形鋼‧Z形鋼板樁的組合部位。所以，不需要預先將Z形鋼板樁與H形鋼予以固定，可依每個各構件植設於地基中，因而植設施工性優異。又，在Z形鋼板樁的接頭部直接連結著H形鋼的翼板部之端部。因而，為將Z形鋼板樁與H形鋼予以連結不需要另外使用連接器等，可達施工性優異且亦可削減材料費。

本實施形態的組合鋼製牆1，係由在腹板部兩端設有翼板部、且在該翼板部的各端部設有接頭部的Z形鋼板樁2、與H形鋼4相連結而構成的組合鋼製牆1；其中，設有依沿Z形鋼板樁2的翼板部軸線方向之方式，配置H形鋼4的翼板部，並依沿H形鋼4的翼板部軸線方向之方式，配置Z形鋼板樁2，再由Z形鋼板樁2的接頭部與H形鋼4的翼板部端部直接連結，構成依序配置Z形鋼板樁2‧H形鋼4‧Z形鋼板樁2的組合部位；將位於Z形鋼板樁2‧H形鋼4‧Z形鋼板樁2之組合部位端的Z形鋼板樁2彼此間予以相連 結。

以下，針對構成組合鋼製牆1的Z形鋼板樁2與H形鋼4進行詳細說明。

<Z形鋼板樁>

本實施形態的Z形鋼板樁2係如圖3所示，具有：在構成Z形鋼板樁2的第1翼板部3之前端所形成的第1接頭部5、以及在第2翼板部7的前端所形成第2接頭部9，由Z形鋼板樁2相鄰配置，使第1接頭部5與第2接頭部9相卡合連結的Z形鋼板樁。

第1接頭部5係具有：前端設有膨出部11且配置於鋼板樁內側的主爪13、與形成為與主爪13呈對向且配置於鋼板樁外側的副爪15之雙層爪型接頭部(參照圖4)。

再者，第2接頭部9係具有：前端設有膨出部11且配置於鋼板樁外側的主爪13、與形成為與主爪13呈對向且配置於鋼板樁內側的副爪15之雙層爪型接頭部(參照圖5)。

以下，針對Z形鋼板樁2的詳細，分開整體形狀、接頭部進行更詳細說明。

<整體形狀>

Z形鋼板樁2係在斜向配置的腹板部16一端側設有第1翼板部3，在第1翼板部3的前端形成第1接頭部5，並在腹板部16另一端側設有第2翼板部7，且於第2翼板部7的前端形成第2接頭部9，整體呈大致Z形。

<接頭部>

因為第1接頭部5與第2接頭部9的基本形狀相同，因而根據圖4、圖5進行說明。

第1接頭部5與第2接頭部9係如圖4、圖5所示，具備有：依連續於翼板部前端的方式形成之接頭本體部17、以及從該接頭本體部17分叉為二股且相互呈相對向形成的主爪13與副爪15。

主爪13係根部較細且前端有形成膨出部11。本實施形態的主爪13之膨出部11係呈大致矩形，主爪13的整體形狀呈T字狀。膨出部11不局限於矩形狀，亦可為諸如圓形、橢圓形。

主爪13的T字形橫片與縱片連結部19，係外側的彎曲角度角尖銳於內側的彎曲角度。因為內側的彎曲角度呈平滑，因而由接頭部的主爪13與副爪15所包圍之接頭內部21便形成平滑的圓弧狀。因為接頭內部21呈平滑的圓弧狀，因而當連結接頭部時，增加Z形鋼板樁2整體的旋轉自由度。

副爪15係根部的厚度較大，越靠前端則厚度越薄，整體形成平滑的彎曲形狀。

在由主爪13與副爪15包圍的接頭內部21中，插入有與其所連結之接頭部的主爪13。因為主爪13形成有膨出部11，因而主爪13不會從主爪13與副爪15間之間隙中脫出。

第1接頭部5與第2接頭部9係就具有上述主爪13與副 爪15之處屬於共通，但亦有不同處，因而以下針對在圖3中左側所配置的第1接頭部5、與在圖3中右側所配置的第2接頭部9分別進行說明。

(第1接頭部)

第1接頭部5係當將第1接頭部5與第2接頭部9相連結，而形成組合鋼製牆1(參照圖1)時，在所連結的接頭部處，副爪15係配置於鋼板樁外側。

另外，所謂「鋼板樁外側」係指以第1翼板部3的軸線為界線，腹板部16所在側的相反側；所謂「鋼板樁內側」係指其相反側，即以第1翼板部3的中心軸為界線，腹板部16所在之側。

第1接頭部5係副爪15配置於鋼板樁外側，且主爪13係依與副爪15呈相對向方式配置於鋼板樁內側。第1接頭部5係經由從第1翼板部3朝鋼板樁內側彎曲的第1彎曲部23，連結於第1翼板部3。第1接頭部5係藉由經第1彎曲部23而設置，便可在鋼板樁外側所配置副爪15的外面中最靠鋼板樁外側部位，與第1翼板部3的外面呈齊平狀態(參照圖2、圖4)。

(第2接頭部)

第2接頭部9係當由第1接頭部5與第2接頭部9相連結而形成組合鋼製牆1時，在所連結的接頭部，主爪13係配置於鋼板樁外側。

第2接頭部9係主爪13配置於鋼板樁外側，且副爪15依相對向於主爪13的方式配置於鋼板樁內側。

第2接頭部9係經由從第2翼板部7朝鋼板樁內側彎曲的第2彎曲部25，而連結於第2翼板部7。第2彎曲部25係相較於第1接頭部5側所形成的第1彎曲部23，而成為朝鋼板樁內側延伸距離增加。

第2接頭部9係藉由經第2彎曲部25而設置，在鋼板樁外側所配置主爪13的外面中最靠鋼板樁外側的部位，係配置呈較第2翼板部7的外面剛好靠內側距離S(參照圖5)。另外，距離S係設定為副爪15的厚度以上之距離。

<H形鋼>

H形鋼4係如圖6所示，具有腹板部35與翼板部37，且在翼板部37的前端設有朝外側(相對於翼板部37的軸線，位於腹板部35的相反側)突出的突起39。

突起39係如圖1所示，在Z形鋼板樁2的第1接頭部5或第2接頭部9中插入H形鋼4的翼板部37前端時，會卡合於第1接頭部5或第2接頭部9。所以，即便對H形鋼4朝翼板部37的軸線方向作用拉張力，H形鋼4的翼板部37仍不會從第1接頭部5或第2接頭部9中脫出。

另外，突起39係除如本實施形態朝外側(相對於翼板部37的軸線，位於腹板部35的相反側)突出者之外，尚可為均朝外側與內側(相對於翼板部37的軸線，位於腹板部35 的相同側)雙方突出者、或僅朝內側突出者。

其次，針對組合鋼製牆1的構建方法進行說明。

如圖1所示，例如植設圖中左側的Z形鋼板樁2，接著，依將H形鋼4的翼板部37之前端(圖中左側的前端)，插入於Z形鋼板樁2的第1接頭部5之接頭內部的方式，植設H形鋼4。

接著，依H形鋼4的翼板部37另一前端(圖中右側的前端)，插入於Z形鋼板樁2的第1接頭部5之接頭內部的方式，植設Z形鋼板樁2。接著，依所植設Z形鋼板樁2的第2接頭部9、與另一Z形鋼板樁2的第1接頭部5相卡合方式，植設Z形鋼板樁2。接著，依在所植設Z形鋼板樁2的第2接頭部9之接頭內部，插入H形鋼4的翼板部37前端(圖中左側的前端)之方式，植設H形鋼4。接著，依H形鋼4的翼板部37另一前端(圖中右側的前端)，插入於Z形鋼板樁2的第2接頭部9之接頭內部的方式，植設Z形鋼板樁2。

藉由重複同樣的操作，便構建組合鋼製牆1。

在植設之際，雖Z形鋼板樁2會因承受地基力而容易旋轉，但此情況，因為本實施形態的雙層爪型接頭部之旋轉自由度較高，因而不會對接頭部作用過度的力，在植設時不會發生接頭部變形等情形。又，因為雙層爪型接頭部對拉張力的反抗力較強，因而變形亦較少。故，可形成高精度的組合 鋼製牆1。

再者，如圖2所示，當在2片Z形鋼板樁2的第1接頭部5之間配置H形鋼4時，並非較第1翼板部3更朝鋼板樁外側突出，在本例中，夾置H形鋼4配置的2片Z形鋼板樁2之第1翼板部3的外面係呈齊平狀態。

藉由2片Z形鋼板樁2的第1翼板部3之外面呈齊平，便可在該部位直接設置牆材(walling material)。假設使用連接器等的情況，若連接器突出於鋼板樁外側，便必需在該部位介設例如混凝土等而設置牆材，但本實施形態並不需要此種手續，俾使作業性優異。

再者，連結狀態中，因為本實施形態的接頭部係旋轉自由度較高，因而即便作用諸如地震力等的情況，亦不會對接頭部作用過度的力，便不會使接頭部發生變形等情形。

再者，本實施形態的雙層爪型接頭部係拉張強度優異，因而亦意味著當Z形鋼板樁2承受拉張力時，接頭部不會發生變形等。所以，接頭部的止水性優異。

依如上述，本實施形態的組合鋼製牆1係可在未使用諸如連接器之類的其他構件情況下，直接地將Z形鋼板樁2與H形鋼4予以連接而構建。

另外，上述實施形態中，相關Z形鋼板樁2與H形鋼4的配置，如圖1所示，例示Z形鋼板樁2‧H形鋼4‧Z形鋼板樁2‧Z形鋼板樁2‧H形鋼4‧Z形鋼板樁2‧‧的配 置例，惟本發明並不僅侷限於此，例如亦可為如下的配置。

(a)如Z形鋼板樁2‧H形鋼4‧Z形鋼板樁2‧H形鋼4‧Z形鋼板樁2‧H形鋼4‧‧之類，由Z形鋼板樁2與H形鋼4交錯配置。

(b)配置呈具有在依照Z形鋼板樁2‧H形鋼4‧Z形鋼板樁2的順序配置的組合部位處，相鄰配置複數片Z形鋼板樁2，接著，再度依照Z形鋼板樁2‧H形鋼4‧Z形鋼板樁2的順序配置之組合部位狀態。

再者，上述實施形態中，例示在H形鋼4的翼板部37前端設置突起39的例子，但亦可如圖7所示，在H形鋼4的翼板部37前端，設有卡合於第1接頭部5或第2接頭部9的溝部40。

另外，溝部40亦可如圖7所示，設置於外側(相對於翼板部37的軸線，位於腹板部35的相反側)，或在外側與內側(相對於翼板部37的軸線，位於腹板部35的相同側)二者均有設置，或者亦可僅設置於內側。

1‧‧‧組合鋼製牆

2‧‧‧Z形鋼板樁

3‧‧‧第1翼板部

4‧‧‧H形鋼

5‧‧‧第1接頭部

7‧‧‧第2翼板部

9‧‧‧第2接頭部

11‧‧‧膨出部

13‧‧‧主爪

15‧‧‧副爪

16‧‧‧腹板部

17‧‧‧接頭本體部

19‧‧‧連結部

21‧‧‧接頭內部

23‧‧‧第1彎曲部

25‧‧‧第2彎曲部

35‧‧‧腹板部

37‧‧‧翼板部

39‧‧‧突起

40‧‧‧溝部

圖1係本發明一實施形態的組合鋼製牆說明圖。

圖2係圖1中劃圈之A部放大圖。

圖3係本發明一實施形態構成組合鋼製牆的Z形鋼板樁說明圖。

圖4係圖3中劃圈之C部放大圖。

圖5係圖3中劃圈之D部放大圖。

圖6係本發明一實施形態構成組合鋼製牆的H形鋼說明圖。

圖7係本發明一實施形態構成組合鋼製牆的H形鋼另一態樣說明圖。

1‧‧‧組合鋼製牆

2‧‧‧Z形鋼板樁

3‧‧‧第1翼板部

4‧‧‧H形鋼

5‧‧‧第1接頭部

7‧‧‧第2翼板部

9‧‧‧第2接頭部

16‧‧‧腹板部

35‧‧‧腹板部

37‧‧‧翼板部

Claims (5)

1. 一種組合鋼製牆，係由在腹板部的兩端設有翼板部、且在該翼板部的各端部設有接頭部的Z形鋼板樁、與H形鋼相連結而構成的組合鋼製牆，其特徵在於：設有依沿上述Z形鋼板樁的翼板部軸線方向之方式，配置H形鋼的翼板部，並依沿該H形鋼的翼板部軸線方向之方式，配置Z形鋼板樁，再由上述Z形鋼板樁的接頭部與上述H形鋼的翼板部端部直接連結，構成依序配置Z形鋼板樁‧H形鋼‧Z形鋼板樁的組合部位。
2. 如申請專利範圍第1項之組合鋼製牆，其中，上述Z形鋼板樁的接頭部係具有：在構成Z形鋼板樁的其中一翼板部前端所形成之第1接頭部、以及在另一翼板部前端所形成之第2接頭部；當相鄰配置有Z形鋼板樁時，上述第1接頭部與上述第2接頭部呈可相卡合，使位於上述Z形鋼板樁‧H形鋼‧Z形鋼板樁之組合部位端的Z形鋼板樁彼此間相連結。
3. 如申請專利範圍第2項之組合鋼製牆，其中，上述第1接頭部係具有下述之雙層爪型接頭部：前端設有膨出部且配置於鋼板樁內側的主爪、以及形成為與該主爪呈對向且配置於鋼板樁外側的副爪；上述第2接頭部係具有下述之雙層爪型接頭部：前端設有膨出部且配置於鋼板樁外側的主爪、與形成為與該主爪呈對 向且配置於鋼板樁內側的副爪；上述H形鋼的翼板部係在端部設有朝翼板部厚度方向突出的突起。
4. 如申請專利範圍第2項之組合鋼製牆，其中，上述第1接頭部係具有下述之雙層爪型接頭部：前端設有膨出部且配置於鋼板樁內側的主爪、與形成為與該主爪呈對向且配置於鋼板樁外側的副爪；上述第2接頭部係具有下述之雙層爪型接頭部：前端設有膨出部且配置於鋼板樁外側的主爪、與形成為與該主爪呈對向且配置於鋼板樁內側的副爪；上述H形鋼的翼板部係在其端部設有溝部。
5. 如申請專利範圍第3或4項之組合鋼製牆，其中，上述第1接頭部係經由朝鋼板樁內側呈彎曲的第1彎曲部，設置於上述翼板部的前端，藉由設置上述第1彎曲部，而成為上述副爪的外面相較於翼板部的外面不致朝鋼板樁外側突出；上述第2接頭部係經由朝鋼板樁內側呈彎曲的第2彎曲部，設置於上述翼板部的前端，藉由設置上述第2彎曲部，使上述主爪的外面僅以上述副爪厚度份以上的距離配置於鋼板樁內側。