(57)【要約】【課題】  鋼材とコンクリートとの一体化強度を向上させ、かつ変形性能に優れるスタッド、およびそれによる有効な合成地下壁を提供する。【解決手段】  本発明のスタッド１０は、基端が鋼材表面に接合されるとともに、基端部にはコンクリートに対する付着力を緩和するために周面が平滑面とされたアンボンド部１３が形成され、アンボンド部を除く周面全体にはコンクリートに対する付着力を強化するための突起１２が形成されているものである。そのスタッドは、異形鉄筋を素材としてその基端部の突起を被覆材により被覆することで容易にかつ安価に製作できる。本発明の合成地下壁は、柱列式地下壁としてのＳＭＷ１の芯材である鉄骨３の表面に上記のスタッド１０を植設し、その前面側に鉄筋コンクリート壁２を形成して、それら柱列式地下壁と鉄筋コンクリート壁とをスタッドを介して一体化したものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材とその表面側に打設されるコンクリートとを一体化するべく、鋼材表面に植設されてコンクリート中に埋設されるスタッドであって、
基端が鋼材表面に接合されるとともに、基端部にはコンクリートに対する付着力を緩和するために周面が平滑面とされたアンボンド部が形成され、かつそのアンボンド部を除く周面全体にはコンクリートに対する付着力を強化するための突起が形成されていることを特徴とするスタッド。
【請求項２】
請求項１記載のスタッドであって、
異形鉄筋を素材として形成されるとともに、その基端部周面に形成されている突起が被覆材により被覆されることでアンボンド部が形成されていることを特徴とするスタッド。
【請求項３】
請求項１または２記載のスタッドを用いて形成された合成地下壁であって、
柱列式地下壁の芯材である鉄骨の表面に前記スタッドが植設されて、その柱列式地下壁の前面側に鉄筋コンクリート壁が形成されることにより、前記スタッドを介して柱列式地下壁と鉄筋コンクリート壁とが一体化されていることを特徴とする合成地下壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材とコンクリートとを一体化するために鋼材表面に植設されるスタッド、およびそのスタッドを用いて形成された合成地下壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の合成地下壁としては、たとえば特許文献１や特許文献２に示されるようなソイルミキシングウォール（ＳＭＷ）と鉄筋コンクリート壁（ＲＣ壁）とによるものがあり、その一例を図２に示す。これは、仮設の山留めとして設けたＳＭＷ１の前面側にＲＣ壁２を形成するとともに、ＳＭＷ１の芯材である鉄骨３（一般にはＨ形鋼）に植設したスタッド４をＲＣ壁２に埋設することにより、スタッド４をシアキーとしてＳＭＷ１とＲＣ壁２とを強固に一体化してその全体を本設の地下壁として機能させるものである。
【０００３】
そのような合成地下壁では、スタッド４としては（ｂ）に示すような単なる丸鋼スタッド４ａを用いる場合もあるが、ＳＭＷ１とＲＣ壁２とをより確実強固に一体化させる必要がある場合にはスタッド４として図３に示すような異形鉄筋スタッド４ｂを用いることが好ましいとされている。異形鉄筋スタッド４ｂは異形鉄筋を素材として先端部に定着頭部５を形成したもので、その周面全体に図示しているような螺旋状の突条ないしリブや節等の突起６が形成されているものである。このような異形鉄筋スタッド４ｂは、図２（ｂ）に示したような単なる丸鋼スタッド４ａよりもコンクリートに対する付着力に優れて一体化強度を向上させることができるものであり、しかもＲＣ壁２における剪断補強筋としても機能させることができるとされている。
【特許文献１】特開２００２−３７１５４５号公報
【特許文献２】特開２００３−３０１４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような異形鉄筋スタッド４ｂを用いた場合には、ＳＭＷ１とＲＣ壁２との一体化強度を高めることができる反面、丸鋼スタッド４ａに比べてせん断耐力が低下してせん断変形性能が損なわれるとの指摘もある。すなわち、図２〜図３に示したような合成地下壁における丸鋼スタッド４ａと異形鉄筋スタッド４ｂのせん断応力とせん断変形（ＳＭＷ１とＲＣ壁２との面内方向の相対ずれ）との関係を実験により調べると、図４（ａ）に示すように丸鋼スタッド４ａよりも異形鉄筋スタッド４ｂの方がせん断応力が早期に頭打ちとなり、丸鋼スタッド４ａの方が大きなせん断変形を生じるという結果が得られた。これは、図４（ｂ）〜（ｃ）に模式的に示すように、丸鋼スタッド４ａの場合にはコンクリートとの付着力が必ずしも充分ではないことからその全長にせん断応力が分散されて破断に至るまでに全体が大きくせん断変形するのに対し、異形鉄筋スタッド４ｂの場合には突起６によりコンクリートに対する付着力が充分に大きくなっているために全長にわたってせん断変形が拘束され、それによりせん断応力が基端部に集中してしまってそこで早期に破断に至るためであると考えられる。
【０００５】
したがって、この種の合成地下壁において異形鉄筋スタッド４ｂを用いることは変形性能の点では必ずしも好ましくない場合もあるとされている。また、そのような異形鉄筋スタッド４ｂの変形性能の低下は、上記のような合成地下壁の場合に限らず、スタッドを介して鋼材とコンクリートとを一体化する場合に共通して生じる問題でもあるので、そのような問題を解決し得る有効な改善策が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記事情に鑑み、本発明のスタッドは、鋼材とその表面側に打設されるコンクリートとを一体化するべく、鋼材表面に植設されてコンクリート中に埋設されるものであって、基端が鋼材表面に接合されるとともに、基端部にはコンクリートに対する付着力を緩和するために周面が平滑面とされたアンボンド部が形成され、かつそのアンボンド部を除く周面全体にはコンクリートに対する付着力を強化するための突起が形成されているものである。本発明のスタッドとしては、異形鉄筋を素材として形成するとともに、その基端部周面に形成されている突起を被覆材により被覆することでアンボンド部を形成すると良い。
【０００７】
また、本発明の合成地下壁は上記のスタッドを用いて形成されたものであって、柱列式地下壁の芯材である鉄骨の表面に上記のスタッドが植設されて、その柱列式地下壁の前面側に鉄筋コンクリート壁が形成されることにより、そのスタッドを介して柱列式地下壁と鉄筋コンクリート壁とが一体化されているものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のスタッドは、従来一般の異形鉄筋スタッドと同様にコンクリートに対する付着力を高めるための突起が周面に形成されていることから、鋼材とコンクリートとの一体化強度を充分に高めることができるものであるが、スタッドの基端部にはアンボンド部が形成されてそこではコンクリートに対する付着力が緩和されることから、従来一般の異形鉄筋スタッドのように基端部にせん断応力が集中して早期に破断してしまうようなことが有効に防止され、それにより優れた変形性能を有するものである。すなわち本発明のスタッドは、異形鉄筋スタッドと同様の一体化強度と、丸鋼スタッドと同様の変形性能を併せ持つものである。
【０００９】
また、本発明のスタッドは、異形鉄筋を素材としてその先端部に単に被覆材を被覆してアンボンド部を形成することのみで、容易にかつ安価に製作することができる。
【００１０】
さらに、本発明の合成地下壁は、柱列式地下壁と鉄筋コンクリート壁とを上記のスタッドにより一体化したものであるので、それら柱列式地下壁と鉄筋コンクリート壁とがスタッドを介して確実強固に一体化するとともに、そのスタッドがシアキーとして有効に機能してせん断力を相互に伝達し、全体として優れたせん断耐力とせん断変形性能を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施形態であるスタッドおよび合成地下壁を図１を参照して説明する。本実施形態の合成地下壁は、基本的には図３に示した従来の合成地下壁と同様に、ＳＭＷ１の前面側にＲＣ壁２を一体に形成し、ＳＭＷ１の芯材である鉄骨３の表面に植設したスタッド１０を介してそれらを一体化したものであるが、本実施形態においてはそのスタッド１０として図１（ｂ）に示す構成のものを採用している。
【００１２】
すなわち、本実施形態におけるスタッド１０は、図３（ｂ）に示した従来一般の異形鉄筋スタッド４ａと同様にその基端が鉄骨３に溶接され、先端部には定着頭部１１が形成され、周面には突起１２（図示例のものでは螺旋状の突条）が形成されているものであるが、その基端部にはアンボンド部１３が形成されている点で従来の異形鉄筋スタッド４ｂとは異なるものである。
【００１３】
アンボンド部１３は、たとえばビニールテープを多層に巻き付けたり、ゴム系の材料を所定厚さとなるように塗布あるいは吹き付けることにより形成されたもので、このアンボンド部１３の形成により基端部における突起１２は完全に被覆され、かつアンボンド部１３の周面は充分な平滑面となっている。このアンボンド部１３はスタッド１０を鉄骨３に溶接してから形成することで溶接によるアンボンド部１３の損傷を回避できるが、可能であれば予めアンボンド部１３を形成したスタッド１０を製作しておいてそれを鉄骨３に溶接することでも良い。
【００１４】
このようなスタッド１０を鉄骨３に植設し、それによりＳＭＷ１とＲＣ壁２とを一体化して合成地下壁を形成すれば、スタッド１０にはアンボンド部１３を除く周面に突起１２が形成されていることから、従来一般の異形鉄筋スタッド４ｂと同様にコンクリートに対する充分な付着力が確保され、したがって充分な一体化強度を確保できるものである。
【００１５】
しかし、スタッド１０の基端部にはアンボンド部１３が形成されていてそのアンボンド部１３の周面は平滑面とされていることから、そこではコンクリートに対する付着力が緩和されてせん断変形が拘束されなくなり、それにより従来一般の異形鉄筋スタッド４ｂのように基端部にせん断応力が集中してしまうことがなく、その結果、このスタッド１０では基端部において早期に破断してしまうようなことが有効に防止され、優れたせん断耐力とせん断変形性能を有するものとなっている。
【００１６】
このように本実施形態のスタッド１０は、従来の異形鉄筋スタッド４ｂと同様の一体化強度と、従来の丸鋼スタッド４ａと同様の変形性能を併せ持つものとなり、上記のようにＳＭＷ１とＲＣ壁２とを一体化する構造の合成地下壁に適用するものとして好適である。
【００１７】
なお、アンボンド部１３を形成する範囲はスタッド１０の全長や径寸法、合成地下壁に要求される強度その他を考慮して適宜設計すれば良いが、たとえば長さ２００ｍｍ程度、直径２０ｍｍ程度のスタッド１０の場合には、基端部の５０ｍｍ程度の範囲をアンボンド部１３とすれば良い。
【００１８】
また、本発明のスタッド１０は異形鉄筋や従来の異形鉄筋スタッド４ｂを素材として製作すれば良いが、基端部にのみアンボンド部１３が形成されてその他の部分には適宜の突起１２が形成されているものであれば良く、その限りにおいて各部の構成、たとえば突起１２や定着頭部１１の形態等は任意に変更可能であり、上記実施形態のように定着頭部１１を鉄筋の端部に一体に形成したものの他、鉄筋の端部にナット状の定着部材をねじ込んだり環状の定着板を摩擦圧接したもの等も好適に採用可能である。
【００１９】
また、上記実施形態のように、従来の異形鉄筋スタッド４ａに対してその基端部にビニールテープを巻き付けたりゴム系の材料を塗布あるいは吹き付けることでアンボンド部１３を形成することが現実的ではあるが、本発明のスタッドの製作手法としては、図２（ｂ）に示したような従来の丸鋼スタッド４ａの基端部をアンボンド部１３として残して他の部分に突起１２を形成したり、逆に図３（ｂ）に示したような従来の異形鉄筋スタッド４ｂの基端部の突起６を切除あるいは研削してアンボンド部１３を形成したり、さらには異形鉄筋スタッド４ｂの基端に短い丸鋼スタッド４ａを溶接等により継ぎ足すことでアンボンド部１３を形成することも考えられる。
【００２０】
さらに、本発明のスタッドの用途は特に限定されるものでは勿論なく、上記実施形態のようにＳＭＷ等の柱列式地下壁とＲＣ壁との合成地下壁に適用するのみならず、鋼材とコンクリートとを確実強固に一体化しかつ充分な変形性能を必要とする場合全般に広く適用できることは言うまでもない。また、本発明の合成地下壁も、本発明のスタッドを用いて柱列式地下壁と鉄筋コンクリート壁とを一体化する限りにおいて各部の具体的な構成は任意である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態であるスタッドとそれによる合成地下壁を示す図である。
【図２】従来の丸鋼スタッドとそれによる合成地下壁を示す図である。
【図３】従来の異形鉄筋スタッドとそれによる合成地下壁を示す図である。
【図４】従来の丸鋼スタッドおよび異形鉄筋スタッドの特性を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ソイルミキシングウォール（ＳＭＷ、柱列式地下壁）
２  鉄筋コンクリート壁（ＲＣ壁）
３  鉄骨（芯材）
１０  スタッド
１１  定着頭部
１２  突起
１３  アンボンド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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