JPH09296443A - 矢板壁のせん断隔壁の継手構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】矢板壁のせん断隔壁の充填材を介装した継手の
引張荷重に対する強度を増加して充填材と鋼材との付着
切れを防止し、継手のせん断強度が低下しないようにす
る。 【解決手段】Ｔ形鋼１と、このＴ形鋼１のフランジ２が
収納される内部空間１５を有する係合部材１０と、この
内部空間１５に充填する充填材とで構成する継手におい
て、Ｔ形鋼１及び係合部材１０に、ジベル補強材４、１
３を取付け、せん断強度及び引張強度の大きい継手構造
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼矢板などのよう
な矢板壁のせん断隔壁の継手構造に関するものであっ
て、せん断隔壁に対する横方向引張力に対して十分な強
度を有し、横方向引張力に起因する継手の変形や破損に
よってせん断力に対する強度が低下することのない継手
構造に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】せん断力を伝達する連結構造としては、
ボルトや溶接などの機械的な接合が主であるが、これら
の連結構造には以下の問題点がある。ボルト接合では、
事前にボルト孔を穿孔する必要があり、ボルト孔の位置
合せのために所定の精度を必要とし、現場での位置合せ
が必要な場合には、対応が困難である、せん断力が大き
くなると、ボルト本数が増加し、作業量が増加する等の
問題があり、また、ボルト締めを行うための作業スペー
スが必要である。溶接接合では、溶接機械が必要とな
り、現場等では作業性に制約が多く、作業スペースが必
要であり、また、継手が水中に位置する場合には作業が
できないと云う問題がある。

【０００３】図５にせん断隔壁の斜視図を示した。せん
断隔壁８３は例えば港湾工事等における掘削地盤８０に
打ち込まれた矢板壁８１、８２を連結するようにその間
に設けられる隔壁である。このせん断隔壁８３と矢板壁
８１、８２との継手８４は、矢板壁に作用する土圧８
５、８６や水圧８７等に対して十分な引張強度およびせ
ん断強度を有しかつ施工誤差を吸収できる構造とする必
要がある。従来このような建設現場で施工されるせん断
隔壁の継手は、図６に示すように、矢板壁８１に２本の
Ｌ形鋼９２を向き合わせて取りつけてその間に空間を形
成し、この空間にＴ形鋼９１のフランジを挿入して組み
合わせ、その隙間にモルタル９３を注入した構造の継手
が主に用いられている。

【０００４】その場合の継手部の外力分布は図７のよう
になる。図７において参照番号８０〜８４は図５と同様
である。継手８４に作用するせん断力９５は図７に示す
ように上下方向に沿って一様な大きさとなる。また、継
手８４に生ずる水平力９６は圧縮力９７及び引張力９８
のようになる。図８にこの形式の継手が引張荷重１０１
を受けた時の状態を示した。引張荷重１０１によって、
Ｔ形鋼９１のフランジ頂面と充填材９３とが剥離し、フ
ランジを変形させるとともに左右２本のＬ形鋼９２が形
成するスリットを押し広げるように作用する。従って、
継手８４に対する引張力に抵抗するのは、外側のＬ形鋼
９２の曲げ剛性だけであり、大きな引張荷重１０１には
耐えられずスリットが開口する恐れがある。スリットが
開口した場合には、Ｌ形鋼、Ｔ形鋼と充填材との付着が
切れ、この継手はせん断荷重１０２に耐えられなくな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、矢板壁のせ
ん断隔壁の継手構造において、水平方向引張力に対して
強度が大きく、引張力に起因する継手の変形や破損がな
く、従って、せん断力に対する強度が低下することのな
い継手構造を提供することを目的とするものであって、
更に具体的には次の課題を達成することを目的とする。

【０００６】（ａ）継手の加工が容易で厳しい加工精度
が不必要であること。 （ｂ）継手の現場での位置の誤差に対応できる継手構造
であること。 （ｃ）水中継手の施工が可能であること。 （ｄ）継手の引張荷重に抵抗する強度を増加させ、引張
荷重による充填材と鋼材との付着切れや剥離を防止し、
継手のせん断強度の低下を防止すること。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、矢板壁のせん
断隔壁の継手構造に適用されるものであって、せん断力
及び引張力伝達機構を形成している継手構造であり、そ
の第１の発明は、Ｔ形鋼と、このＴ形鋼のフランジが収
納される内部空間を有しＴ形鋼のウエブが貫通するスリ
ットを有する係合部材と、この係合部材の内部空間に充
填する充填材とから成り、前記Ｔ形鋼及び前記係合部材
には、前記内部空間内に突出するジベル補強材を取付
け、前記Ｔ形鋼と前記係合部材と前記充填材とがせん断
力及び引張力伝達機構を形成していることを特徴とする
矢板壁のせん断隔壁の継手構造を提供するものである。

【０００８】係合部材の内部空間は、Ｔ形鋼のフランジ
が収納される形状であればどのような断面形状のもので
もよい。例えば、箱断面、円形断面、半円形断面など何
れでも良い。２本のＬ形鋼のフランジの端面を対向させ
て長手方向に並列に素材（矢板壁）に取りつけたものが
実技的には好適である。充填材は、Ｔ形鋼、係合部材と
密着し、付着力とせん断力を有するもので施工時に係合
部材の内部に流入して十分に充填することができるもの
であればよく、例えば、セメントモルタル、コンクリー
ト又は樹脂などを用いる。水中施工においては樹脂又は
水中用モルタル等が適当である。

【０００９】ジベル補強材は、Ｔ形鋼と係合部材と充填
材の三者を一体化させるもので、特に引張を受けた場合
に係合部材のスリットが開くことを防止し、充填材と部
材間の付着力の剥離を防止する。ジベル補強材は通常の
スタッドジベル以外に例えば、丸鋼等をＵ字形に曲げ加
工したものを溶接等により取付けるとよい。取りつける
部位はＴ形鋼では、例えばフランジ、フランジに隣接す
るウエブの両面など、係合部材ではその内面、特にスリ
ットの近傍に取りつけるとよい。具体的なジベル補強材
の形状、大きさ、数、配置等は設計によって適切に定め
ることができる。

【００１０】本発明の第２の発明は、Ｔ形鋼と、このＴ
形鋼のフランジが収納される内部空間を有しＴ形鋼のウ
エブが貫通するスリットを有する第１の係合部材と、第
１の係合部材の長手方向に隣接して設けられ前記Ｔ形鋼
のフランジ及びウエブ状フランジ補強部材が収納される
内部空間を有する閉断面の第２の係合部材と、第１及び
第２の係合部材の内部空間に充填する充填材とから成
り、前記Ｔ形鋼と前記係合部材と前記充填材とがせん断
力及び引張力伝達機構を形成していることを特徴とする
矢板壁のせん断隔壁の継手構造である。第２の係合部材
は閉断面を有し、スリットを有せず、Ｔ形鋼のフランジ
及びフランジ補強部材も収納される。このフランジ補強
部材は、Ｔ形鋼のウエブ状の補強材とし、第２の係合部
材中に収納され、引張荷重を負担する。このウエブ状の
補強材はウエブを、第２の係合部内に収納するように、
高さが低くなるように切り取り部を設けることでも良
い。第２の係合部材は、Ｔ形鋼を上方から落とし込んで
収納して連結する手順から見て、第１の係合部材の下方
に位置するようにするとよい。充填材は上記第１の発明
と同様に、モルタル、コンクリート又は樹脂など、付着
力とせん断力を有するもので施工時に内部に流入できる
流動性を有するものを用いる。

【００１１】本発明の第３の発明は、Ｈ形鋼のフランジ
外面にＨ形鋼の長手に沿うウエブを取付けた雄部材と、
このＨ形鋼が収納される内部空間を有し前記ウエブが貫
通するスリットを有する雌係合部材と、雌係合部材の内
部空間に充填する充填材とから成り、前記雄部材と前記
雌係合部材と前記充填材とがせん断力及び引張力伝達機
構を形成していることを特徴とする矢板壁のせん断隔壁
の継手構造である。この継ぎ手はＨ形鋼に脚を付けたの
で上記第１、第２の発明におけるＴ形鋼のフランジを二
重に形成したことに相当する。Ｈ形鋼のフランジの間の
充填材が引張力に対して大きな剪断力で抵抗するので、
大きな引張力に耐えることができる。充填材は上記第
１、第２の発明と同様である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１〜図４に本発明の第１の
実施例を示した。この実施例は図４に示すように、Ｔ形
鋼１と係合部材１０と充填材１６とを一体化したもので
ある。Ｔ形鋼１は、フランジ２の近傍のウエブ３にジベ
ル補強材４を取りつけている。ジベル補強材４は、Ｕ字
形の充填材内部に入る丸鋼をＴ形鋼の側面に溶接にて取
りつけている（図１及び図３参照）。係合部材１０は、
スリット１２を有し、内部空間１５を有する箱形断面の
部材１１を有し、その背後にウエブ１４を備え、部材１
１の内部にジベル補強材１３を取りつけている（図１及
び図３参照）。この内部空間１５にＴ形鋼１のフランジ
２が収納される。矢印５は、この組立工程を示してい
る。Ｔ形鋼１のウエブ３は、スリット１２を貫通してい
る。図２はこの組み立てられた状態を示している。この
状態で係合部材１０の内部空間１５に充填材１６を充填
する。充填材１６は、セメントモルタル、コンクリート
又は樹脂で、充填時に流動性を有し、凝固硬化して付着
力、圧縮強度、及びせん断強度を発揮する材料を用い
る。この継手は、図３に示す引張荷重１０１、図４に示
すせん断荷重１０２に対して、Ｔ形鋼と係合部材と充填
材とが付着一体化し、ジベル補強材が有効に作用してせ
ん断力及び引張力に耐える伝達機構を形成している。

【００１３】この継手の施工手順は図１に示すように、
係合部材１０の内部空間及びスリットにＴ形鋼１を差し
込み、図２のように嵌合させ、ジベル補強材４が図３に
示すように、内部空間１５の内部に位置するようにす
る。なお、この段階で、Ｔ形鋼１のフランジ２は内部空
間１５の中心付近に位置していればよく、位置の誤差は
許容可能である。Ｔ形鋼１を係合部材１０に嵌合した
後、継手内にモルタルや樹脂等の充填材を注入する。図
４は充填材が凝結した段階を示すもので、この継手は施
工完了である。

【００１４】継手がせん断力に耐える機構は、Ｔ形鋼と
係合部材と充填材と間の付着によるものである。継手が
左右方向へ引張を受ける場合には、ジベル又は補強筋が
この付着が剥離するのを防ぐ作用をする。なお、Ｔ形
鋼、係合部材の大きさは、必要とされるせん断強度に対
応する付着面積に応じて決定する。また、充填材の材質
や強度についても継手のせん断強度を確保するための必
要な付着強度を勘案して決定すればよい。ジベル補強材
の形状、取付位置、取付数、配置等は継手の仕様に合わ
せて設計により定めることができる。

【００１５】この継手には、以下のような特徴がある。
継手の工場加工はＴ形鋼と、スリットを有する箱断面又
は円形断面の部材を、接合すべき部材に溶接するのみで
よく、高度な製作精度を必要としない。継手は嵌合して
から充填材によって固定されるので、継手位置で施工誤
差を吸収することができる。継手の施工が水中となる場
合は、充填材を水中用モルタルや樹脂とすることによっ
て対応可能である。実験の結果、圧縮強度２１０ｋｇ／
ｃｍ² 以上の膨張モルタルの場合、付着面積１ｃｍ² あ
たり３ｋｇのせん断強度を有することが確認されてい
る。すなわち、付着長が８０ｃｍ、継手長さが１ｍであ
れば付着面積は８０００ｃｍ² となり、２４０００ｋｇ
（２４ｔｏｎ）のせん断力を負担可能である。

【００１６】次に図９に示す第２の実施例の継手につい
て説明する。この継手は、図９に示すように、スリット
３３を有する部材３２からなる係合部材３１と、その下
方に隣接して設けた閉断面の第２の係合部材３４を、連
結すべき部材８１に取付けておき、Ｔ形鋼２１をこの係
合部材に矢印２６に示すように、挿入することによって
組み立てるものである。Ｔ形鋼２１は、スリット３３を
貫通するウエブ２３と、第２の係合部材３４内に収納さ
れるフランジ２２及びウエブ状のフランジ補強材２４と
を備えている。補強材２４は、ウエブの一部を切り欠い
て切欠部２５を設けたものでも良い。図１０は、この継
手を組み立てた状態を示すものである。この後、係合部
材内部に充填材（凝結モルタルなど）を注入して硬化さ
せて固定する。

【００１７】この継手は、引張力に対しては第２の係合
部材の閉断面部分が抵抗する。この部分の引張強度は、
係合部材が閉断面であるため非常に大きな引張強度を有
する。この継手のせん断力、水平力の分布を図１１に示
した。この図の参照番号は図７とほぼ同様である。異な
るのは、図７の水平力の引張力９８が引張力９９のよう
になることである。その結果、第２の係合部材の閉断面
部分が引張力で破壊しない限り、従来継手のようにスリ
ットが開口して充填材の付着が切れたり剥離することが
ない。そのため継手のせん断強度は従来継手に比べ大幅
に向上する。したがって、この継手は引張抵抗部すなわ
ち第２の係合部の閉断面係合部を外力に対して十分な強
度を有するように設計すれば、せん断抵抗が低下して継
手部材と充填材とが剥離することはない。したがって、
継手のせん断強度は充填材の付着強度を十分期待できる
設計となり、従来の継手と比較して簡易な部材でせん断
に対する設計強度を大きくすることができる。

【００１８】また、この継手は以下の施工上の特性を有
している。 （ａ）継手の施工時における誤差は、継手部材の嵌合
後、充填材によって固定するので継手位置で吸収するこ
とができる。 （ｂ）継手の施工が水中となる場合は、充填材を水中用
モルタルや樹脂とすることによって対応可能である。

【００１９】次に第３の実施例を断面斜視図１２、１３
を参照して説明する。継手は、図１３のように、２本の
Ｌ形鋼６０によって内部空間を有する係合部材を、矢板
壁など連結すべき部材８１に取付け、Ｈ形鋼５１の一方
のフランジ５４に鋼板５２をウエブ状に溶接したものを
組み合わせ、係合部材の内部空間にモルタルなどの充填
材７１を注入して硬化させたものである。

【００２０】この継手は、図１３の左右方向へ引張荷重
１０１を受けた場合、図６に示す従来の継手（Ｌ−Ｔ型
継手という）の場合と異なり、Ｈ形鋼の２枚のフランジ
５３、５４との間に入り込んだ充填材７１が２枚のフラ
ンジ５３、５４から受ける力によって、図１３に示すよ
うに、せん断変形を受ける。この時この部分の充填材７
１は回りから拘束を受けているため、せん断強度は非常
に高い。したがって、Ｌ−Ｔ型継手のように引張荷重１
０１に抵抗するのは係合部材の外側を覆うＬ形鋼６０だ
けでなく、係合部材の内部の充填材がせん断変形１０３
に対して抵抗することになる。結果として継手全体の引
張荷重１０１に対する強度が大幅に増加し、充填材の剥
離等を生じないことになる。従って、せん断強度の低下
は起こらない。

【００２１】この継手はＬ−Ｔ型継手に比べ、引張に対
する強度が大幅に増加し、せん断強度も大きい。この継
手は、製作が容易で、現場施工時における寸法誤差は、
継手内で吸収することができ、また、継手の施工が水中
となる場合は、充填材を水中用モルタルや樹脂とするこ
とによって対応可能である。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、矢板壁のせん断隔壁の
継手構造において、従来の継手に比べ引張に対する強度
が大幅に増加し、せん断強度の低下がない。現場施工時
における寸法誤差は、継手内で吸収することができる。
また、継手の施工が水中であっても対応可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の構成を示す斜視図である。

【図２】実施例の構成を示す斜視図である。

【図３】実施例の構成を示す平面図である。

【図４】実施例の構成を示す斜視図である。

【図５】せん断隔壁の説明図である。

【図６】従来例の構成を示す斜視図である。

【図７】せん断隔壁の継手に作用する力の説明図であ
る。

【図８】従来例の問題点を説明する斜視図である。

【図９】実施例の構成を示す斜視図である。

【図１０】実施例の構成を示す斜視図である。

【図１１】せん断隔壁の継手に作用する力の説明図であ
る。

【図１２】実施例の構成を示す斜視図である。

【図１３】実施例の構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ Ｔ形鋼 ２ フランジ ３ ウエブ ４ ジベル補強材 ５ 矢印 １０ 係合部材 １１ 部材 １２ スリット １３ ジベル補強材 １４ ウエブ １５ 内部空間 １６ 充填材 ２１ Ｔ形鋼 ２２ フランジ ２３ ウエブ ２４ 補強材 ２５ 切欠部 ３１ 係合部材 ３２ 部材 ３３ スリット ３４ 係合部材 ５１ Ｈ形鋼 ５２ 鋼板 ５３、５４ フランジ ６０ Ｌ形鋼 ７１ 充填材 ７２ 係合部材 ８０ 掘削地盤 ８１、８２ 矢板壁（部材） ８３ せん断隔壁 ８４ 継手 ８５、８６ 土圧 ８７ 水圧 ９１ Ｔ形鋼 ９２ Ｌ形鋼 ９３ 充填材 ９４ 継手 ９５ せん断力 ９６ 水平力 ９７ 圧縮力 ９８、９９ 引張力 １０１ 引張荷重 １０２ せん断荷重 １０３ せん断変形

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｔ形鋼と、該Ｔ形鋼のフランジが収納さ
   れる内部空間を有し該Ｔ形鋼のウエブが貫通するスリッ
   トを有する係合部材と、該係合部材の内部空間に充填す
   る充填材とから成り、前記Ｔ形鋼及び前記係合部材に
   は、前記内部空間内に突出するジベル補強材を取付け、
   前記Ｔ形鋼と前記係合部材と前記充填材とがせん断力及
   び引張力伝達機構を形成していることを特徴とする矢板
   壁のせん断隔壁の継手構造。
2. 【請求項２】 Ｔ形鋼と、該Ｔ形鋼のフランジが収納さ
   れる内部空間を有し該Ｔ形鋼のウエブが貫通するスリッ
   トを有する第１の係合部材と、該第１の係合部材の長手
   方向に隣接して設けられ前記Ｔ形鋼のフランジ及びウエ
   ブ状フランジ補強部材が収納される内部空間を有する閉
   断面の第２の係合部材と、該第１及び第２の係合部材の
   内部空間に充填する充填材とから成り、前記Ｔ形鋼と前
   記係合部材と前記充填材とがせん断力及び引張力伝達機
   構を形成していることを特徴とする矢板壁のせん断隔壁
   の継手構造。
3. 【請求項３】 Ｈ形鋼のフランジ外面にＨ形鋼の長手に
   沿うウエブを取付けた雄部材と、該Ｈ形鋼が収納される
   内部空間を有し前記ウエブが貫通するスリットを有する
   雌係合部材と、該雌係合部材の内部空間に充填する充填
   材とから成り、前記雄部材と前記雌係合部材と前記充填
   材とがせん断力及び引張力伝達機構を形成していること
   を特徴とする矢板壁のせん断隔壁の継手構造。