(57)【要約】【課題】  薄壁とすることができ、しかも高耐力、高剛性を有する壁体を提供する。【解決手段】  フランジ内面に突起高さｈが２ｍｍ≦ｈ≦５０ｍｍを満たし、突起幅ｂがｈ≦ｂ≦５ｈを満たし、突起ピッチＰが４ｂ≦ＰであるＨ形鋼長手方向複数箇所に形成されてなる突起付きＨ形鋼および突起付きＨ形鋼が構造部材として使用された鉄骨構造部を有する壁体。【選択図】        図１
2004300913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フランジ内面に突起高さｈが２ｍｍ≦ｈ≦50ｍｍを満たし、突起幅ｂがｈ≦ｂ≦５ｈを満たし、突起ピッチＰが４ｂ≦Ｐである突起がＨ形鋼長手方向複数箇所に形成されてなることを特徴とする突起付きＨ形鋼。
【請求項２】
フランジ内面に突起高さｈが２ｍｍ≦ｈ≦50ｍｍを満たし、突起幅ｂがｈ≦ｂ≦５ｈを満たし、突起ピッチＰが４ｂ≦Ｐである突起がＨ形鋼長手方向複数箇所に形成されてなると共にウェブ面にも前記の突起が形成されてなることを特徴とする突起付きＨ形鋼。
【請求項３】
フランジ内面の突起およびウェブ面の突起が共にフランジとウェブとで構成される角部に接触して形成されてなることを特徴とする請求項２に記載の突起付きＨ形鋼。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の突起付きＨ形鋼が構造部材として使用された鉄骨構造部を有する壁体であって、前記突起付きＨ形鋼がフランジ外面を壁面と向かい合って、壁体長手方向に間隔を空けて複数立設されてなる鉄骨構造部と、コンクリートもしくは固化処理土とが一体化されてなることを特徴とする壁体。
【請求項５】
前記鉄骨構造部の隣接する突起付きＨ形鋼に連結部材が固着され、該連結部材により隣接する突起付きＨ形鋼同士が連結されてなることを特徴とする請求項４に記載の壁体。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれかに記載の突起付きＨ形鋼が構造部材として使用された鉄骨構造部を有する壁体であって、前記突起付きＨ形鋼がフランジ外面を壁面と向かい合って、壁体長手方向に間隔を空けて複数立設されてなる鉄骨構造部と、前記突起付きＨ形鋼のフランジ外面と接触して壁体高さ方向複数箇所に敷設された横鉄筋と、コンクリートもしくは固化処理土とが一体化されてなることを特徴とする壁体。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれかに記載の突起付きＨ形鋼が構造部材として使用された鉄骨構造部を有する壁体であって、前記突起付きＨ形鋼がフランジ外面を壁面と向かい合って、壁体長手方向に間隔を空けて複数立設されてなる鉄骨構造部と、前記突起付きＨ形鋼のフランジ外面と接触して壁体高さ方向複数箇所に敷設された横鉄筋と、隣接するＨ形鋼部材のフランジ間であって前記横鉄筋の内側に接触して十字状に交叉するように敷設された主鉄筋と、コンクリートもしくは固化処理土とが一体化されてなることを特徴とする壁体。
【請求項８】
前記横鉄筋がフランジ外面に固着され、前記鉄骨構造部の隣接するＨ形鋼部材同士が連結されてなることを特徴とする請求項６または７に記載の壁体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土木、建築分野に適用できる壁体に関し、薄壁でしかも高耐力、高剛性を有する壁体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、土木、建築分野においては、有効利用できる面積を広くするため、地下壁や建物の構造壁の壁厚みを薄くすることが指向されているが、例えば、図１２、図１３に示すような鉄骨・鉄筋構造を有する、いわゆるＳＲＣ壁体では、壁体の耐力を維持しつつ、壁厚みを薄くすることが困難である。
【０００３】
ＳＲＣ壁体においては、壁厚みを薄くするには、鉄筋を省略することが肝要であるところ、以下に述べる理由によりそれができない。
【０００４】
図１２は、構造部材としてＨ形鋼１０１を用いたＳＲＣ壁体を説明するための部分横断面図であり、また、図１３は、構造部材としてフランジ外面に突起を形成したフランジ外面突起付きＨ形鋼２０１を用いた壁体構造を説明するための部分横断面図である。なお、図中、Ａ１０、Ａ２０は壁厚みを示し、Ｂ１０、Ｂ２０はフランジ外面から壁面までの間隔を示す。
【０００５】
横鉄筋１０４は、壁体に対して横方向に敷設され、主鉄筋１０５は、横鉄筋１０４と交叉させて、壁体に対して縦方向に敷設される。また、フープ鉄筋２０４は、鉄骨構造部の構造部材として使用されている突起付きＨ形鋼２０１を幾つかまとめてその周囲を囲んで敷設されている。
【０００６】
いずれのＳＲＣ壁体においても、Ｈ形鋼がフランジ外面を壁面と向かい合わせ、壁体長手方向に間隔を空けて複数立設されてなる鉄骨構造部と、鉄筋部と、コンクリート、もしくは固化処理土とが一体化されて、所定の耐力と剛性を有する壁体が構成されている。符号１０３、２０３は、コンクリート、もしくは固化処理土を示す。
【０００７】
ここで、図１２に示すような従来のＳＲＣ壁体においては、壁体の耐力を鉄筋１０４、１０５により維持しているので、横鉄筋１０４および主鉄筋１０５を省略することができず、構造部材であるＨ形鋼１０１のフランジ外面から壁面までの間隔が広くなり、壁厚みを十分薄くすることができないという欠点がある。
【０００８】
なお、この従来のＳＲＣ壁体は、構造部材であるＨ形鋼１０１のフランジ外面と主鉄筋１０５との間に粗骨材が充填されるようにフランジ外面と主鉄筋１０５間の隙間を少なくとも２５ｍｍ以上設けるか、または粗骨材の最大寸法の１．２５倍以上設けた方がよいとされ、一方、フランジ外面と主鉄筋１０５間の隙間をこの隙間を規定通り設けないと、その隙間へのコンクリートの充填性が損なわれ、所定の壁体の性能が維持できなくなる恐れがあるとされているので、フランジ外面と主鉄筋１０５間の隙間が必要である。
【０００９】
また、図１３に示すＳＲＣ壁体では、フープ鉄筋２０４の拘束効果によりフランジ外面突起付Ｈ形鋼２０１とコンクリート２０３との付着力が得られ、壁体の耐力を維持しているので、フープ鉄筋２０４を省略することができず、構造部材であるＨ形鋼１０１のフランジ外面から壁面までの間隔が広くなり、壁厚みを十分薄くすることができないという欠点がある。
【００１０】
さらに、フープ鉄筋２０４を省略した場合には、フランジ外側のコンクリートの剥離に起因して壁体の耐力が急激に低下してしまう。また、フランジ外面とフープ鉄筋２０４間の隙間もコンクリートの充填性が損なわれないように確保する必要があり、この隙間を確保しないと、壁体の耐力を維持するのが困難となる。        
【００１１】
ところで、特公平1-55042 号公報には、上述したＳＲＣ壁体に使用するための、フランジ内面に突起を有する突起付きＨ形鋼が開示され、さらに、実開昭63-198725 号公報には、コンクリートとの付着力を増大せしめる構造部材としてのＨ形鋼のフランジに用いる、フランジ内面およびフランジ外面に突起を形成した平鋼が開示されている（特許文献１、２）。
【特許文献１】特公平1-55042 号公報
【特許文献２】実開昭63-198725 号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、これまで提案されているフランジ内面突起付Ｈ形鋼については、その突起仕様とコンクリート仕様が付着力に与える影響についてまで検討されていない。実際、単にフランジ裏面に突起があるだけでは、必要となる付着力が得られない恐れがある一方、フランジによる拘束効果による付着力の増大もあるため、これらの影響をふまえた上で突起の仕様を定める必要がある。
【００１３】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消することにあり、薄壁とすることができ、しかも高耐力、高剛性とすることができる壁体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、以下のとおりである。
１．  フランジ内面に突起高さｈが２ｍｍ≦ｈ≦50ｍｍを満たし、突起幅ｂがｈ≦ｂ≦５ｈを満たし、突起ピッチＰが４ｂ≦Ｐである突起がＨ形鋼長手方向複数箇所に形成されてなることを特徴とする突起付きＨ形鋼。
２．  フランジ内面に突起高さｈが２ｍｍ≦ｈ≦50ｍｍを満たし、突起幅ｂがｈ≦ｂ≦５ｈを満たし、突起ピッチＰが４ｂ≦Ｐである突起がＨ形鋼長手方向複数箇所に形成されてなると共にウェブ面にも前記の突起が形成されてなることを特徴とする突起付きＨ形鋼。
３．  フランジ内面の突起およびウェブ面の突起が共にフランジとウェブとで構成される角部に接触して形成されてなることを特徴とする上記２．に記載の突起付きＨ形鋼。
４．  上記１．乃至３．のいずれかに記載の突起付きＨ形鋼が構造部材として使用された鉄骨構造部を有する壁体であって、前記突起付きＨ形鋼がフランジ外面を壁面と向かい合って、壁体長手方向に間隔を空けて複数立設されてなる鉄骨構造部と、コンクリートもしくは固化処理土とが一体化されてなることを特徴とする壁体。
５．  前記鉄骨構造部の隣接する突起付きＨ形鋼に連結部材が固着され、該連結部材により隣接する突起付きＨ形鋼同士が連結されてなることを特徴とする上記４．に記載の壁体。
６．  上記１．乃至３．のいずれかに記載の突起付きＨ形鋼が鉄骨構造部の構造部材として使用された構造を有する壁体であって、前記突起付きＨ形鋼がフランジ外面を壁面と向かい合って、壁体長手方向に間隔を空けて複数立設されてなる鉄骨構造部と、前記突起付きＨ形鋼のフランジ外面と接触して壁体高さ方向複数箇所に敷設された横鉄筋と、コンクリートもしくは固化処理土とが一体化されてなることを特徴とする壁体。
７．  上記１．乃至３．のいずれかに記載の突起付きＨ形鋼が鉄骨構造部の構造部材として使用された構造を有する壁体であって、前記突起付きＨ形鋼がフランジ外面を壁面と向かい合って、壁体長手方向に間隔を空けて複数立設されてなる鉄骨構造部と、前記突起付きＨ形鋼のフランジ外面と接触して壁体高さ方向複数箇所に敷設された横鉄筋と、隣接するＨ形鋼部材のフランジ間であって前記横鉄筋の内側に接触して十字状に交叉するように敷設された主鉄筋と、コンクリートもしくは固化処理土とが一体化されてなることを特徴とする壁体。
８．  前記横鉄筋がフランジ外面に固着され、前記鉄骨構造部の隣接するＨ形鋼部材同士が連結されてなることを特徴とする上記６．または７．に記載の壁体。        
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、薄壁とすることができ、しかも高耐力、高剛性を有する壁体とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１〜３を用い、本発明の形態に係る突起付きＨ形鋼について詳細に説明する。図１は、第１実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１の（ａ）は概略平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ部分断面図である。また、図２は、第２実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１１の（ａ）は概略平面図、（ｂ）はＹ−Ｙ部分断面図である。図３は、第３実施の形態に係る突起付きＨ形鋼２１の概略平面図である。
【００１７】
なお、図１〜３で、h1、b1、L1は、第１〜第３実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１、１１、２１のフランジ内面に形成された突起２の高さ（ｈ）、幅（ｂ）、長さをそれぞれ示す。また、Ｐは、突起付きＨ形鋼１、１１、２１のフランジ内面に形成された突起２の突起ピッチを示し、Ｗf は、第１〜第３実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１、１１、２１のフランジ幅を示し、Ｈは、同ウエブ高さを示す。ウエブ高さは、Ｈ形鋼高さとも称される。
【００１８】
突起の形状については、コンクリートもしくは固化処理土との間の付着力を増大させるために、突起高さｈが２ｍｍ≦ｈ≦50ｍｍを満たし、突起幅ｂがｈ≦ｂ≦５ｈを満たし、突起ピッチＰが４ｂ≦Ｐである必要がある。さらに突起を形成する方向であるが、第１〜第３実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１、１１、２１におけるように、突起２が突起長手方向をフランジ幅Ｗf 方向と平行とするとよい。また、ウェブ面にも突起があると、さらにコンクリートもしくは固化処理土との間の付着力を増大させること（一体化効果）ができ、第２および第３実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１１、２１のウェブ面には、それぞれ突起2A、2Bが突起長手方向をウエブ高さ方向と平行として形成され、突起2A、2Bの突起ピッチも突起２の突起ピッチＰと同じとして形成されている。
【００１９】
第１実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１は、図１に示すようにフランジ内面の４面に突起２が突起長手方向をフランジ幅Ｗf 方向と平行として、Ｈ形鋼長手方向複数箇所に形成されてなる。フランジ内面の突起２は、突起高さh1、突起幅b1および突起長さL1を有し、フランジとウェブとで構成される角部に接触せずに形成されている。
【００２０】
また、第２実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１１は、図２に示すように、フランジ内面の４面に突起２が第１実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１と同様に形成されていると共にウェブ両表面に突起2Aがそれぞれ突起長手方向をウェブ高さ方向とし、Ｈ形鋼長手方向複数箇所に形成されている。
【００２１】
但し、ウェブ面の突起2Aはウェブ両表面にそれぞれ形成され、突起高さh2、突起幅b2および突起長さL2を有し、フランジ内面の突起２およびウェブ面の突起2A共にフランジとウェブとで構成される角部に接触せずに形成されている。なお、ウェブ面に形成する突起2Aの突起高さh2、突起幅b2および突起長さL2は、フランジ内面に形成する突起２に対して独自に決めることができる。
【００２２】
第３実施の形態に係る突起付きＨ形鋼２１は、図３に示すように、フランジ内面にフランジ内面の４面に突起高さh1、突起幅b1、突起長さL1の突起２が形成されていると共にウェブ面に突起高さh2、突起幅b2、突起長さL3の突起2Bが形成されている。またフランジ内面の突起２およびウェブ面の突起2Bが共にフランジとウェブとで構成される角部に接触して形成され、ウェブ面の突起2Bは、ウェブ面の中央部に形成されていない。前記した角部の接触により、さらにコンクリートもしくは固化処理土との間の付着力増大させること（一体化効果）ができる。第３実施の形態に係る突起付きＨ形鋼２１のウェブ面に形成されている突起2Bの突起長さL3は、第２実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１１のウェブ面に形成されている突起2Aの突起長さL2より短い長さとされている。
【００２３】
上述した第１〜第３実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１、１１、２１は、突起２が突起長手方向をフランジ幅方向と平行とした場合であるが、本発明に係る突起付きＨ形鋼としては、突起２がフランジ幅方向に対して傾斜させて形成されていてもよい。要するに、本発明に係る突起付きＨ形鋼は、フランジ内面に突起高さｈが２ｍｍ≦ｈ≦50ｍｍを満たし、突起幅ｂがｈ≦ｂ≦５ｈを満たし、突起ピッチＰが４ｂ≦Ｐである突起２が突起長手方向をフランジ幅方向と平行とされるかまたはフランジ幅方向に対して傾斜させ、Ｈ形鋼長手方向複数箇所に形成されてなる突起付きＨ形鋼としたことにある。
【００２４】
突起高さｈが２ｍｍ≦ｈ≦50ｍｍを満たし、突起幅ｂがｈ≦ｂ≦５ｈを満たし、突起ピッチＰが４ｂ≦Ｐである突起２をフランジ内面に形成する方法は、圧延で形成してもよいし、角材、丸棒、異形鉄筋、スタッド等の突起部材をそれぞれ用い、所定長さに切断し、フランジ内面に固着することにより形成してもよい。突起２を突起部材を用いて形成する場合には、突起部材を鋼製とするのが溶接により容易に固着することができるので好ましい。突起2Aおよび2Bも突起２と同様にして形成できる。
【００２５】
次いで、第１実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１を用いた壁体を例に、上述した突起付きＨ形鋼１、１１、２１が構造部材として使用された鉄骨構造部を有する壁体について説明する。
【００２６】
図４（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、突起付きＨ形鋼１を用いた壁体構造を示す部分横断面図である。図４（ａ）は、突起付きＨ形鋼１が構造部材として使用された鉄骨構造部と、コンクリートもしくは固化処理土とを一体化してなる壁体構造を示し、図４（ｂ）は、突起付きＨ形鋼１が構造部材として使用された鉄骨構造部と、横鉄筋４と、コンクリートもしくは固化処理土とを一体化してなる壁体構造を示し、図４（ｃ）は、突起付きＨ形鋼１が構造部材として使用された鉄骨構造部と、横鉄筋４と、縦鉄筋５と、コンクリートもしくは固化処理土とを一体化してなる壁体構造を示す。
【００２７】
図４中、符号３は、コンクリートもしくは固化処理土を示す。Ａ１、Ａ２、Ａ３は、それぞれの壁体の壁厚みを示し、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、それぞれの壁体におけるフランジ外面から壁面までの間隔を示す。
【００２８】
図４（ａ）に示した壁体においては、突起付きＨ形鋼１がフランジ外面を壁面と向かい合わせ、壁体長手方向に間隔を空けて複数立設されてなる鉄骨構造部と、コンクリートもしくは固化処理土とが一体化されてなるので、高剛性かつ高耐力の壁体とすることができ、また、構造部材としてフランジ内面に突起２がＨ形鋼長手方向複数箇所に形成されてなる突起付きＨ形鋼１を用いているので、従来よりコンクリートもしくは固化処理土との付着力を増大することができる。
【００２９】
この結果、高剛性、高耐力の壁体とすることができるから、従来のＳＲＣ壁体においては必要であった主鉄筋も横鉄筋もあるいはフープ鉄筋も敷設せずに済み、これに伴ってコンクリート充填性確保のために設けていた、フランジ外面から鉄筋との間の隙間も省略することができ、突起付きＨ形鋼１が構造部材として使用された鉄骨構造部を有する壁体のフランジ外面から壁面までの間隔Ｂ１を従来のＳＲＣ壁体におけるフランジ外面から壁面までの間隔Ｂ１０、あるいは従来のＳＲＣ壁体におけるフランジ外面から壁面までの間隔Ｂ２０より小さくすることができる。
【００３０】
よって、突起付きＨ形鋼１が構造部材として使用された鉄骨構造部を有する壁体構造では、その壁厚みＡ１を従来のＳＲＣ壁体における壁厚みＡ１０あるいは壁厚みＡ２０に比較して小さくすることができる。
【００３１】
勿論、突起付きＨ形鋼１が構造部材として使用された鉄骨構造部を、突起付きＨ形鋼１がフランジ外面を壁面と向かい合わせ、壁体長手方向に間隔を空けて複数立設されてなる鉄骨構造とする理由は、突起付きＨ形鋼１が一つだけ立設されている鉄骨構造では、壁体に加わる力によりＨ形鋼部材とコンクリートとの間に相対ずれが生じ始めると、ウエブ面と接触し、かつフランジ内面に挟まれたコンクリートが拘束の弱いウエブ面直角方向、すなわちフランジ幅Ｗf 方向に離れて行ってしまう。そこで、突起付きＨ形鋼１が複数立設されてなる鉄骨構造を採用し、ウエブ面と接触しかつフランジ内面に挟まれたコンクリートが隣接する突起付きＨ形鋼１により効果的に拘束され、この拘束効果により壁体耐力の低下が防止できる。
【００３２】
また、説明するまでもなく、突起付きＨ形鋼１が構造部材として使用された鉄骨構造部を有する壁体においては、隣接する突起付きＨ形鋼１の中心同士の間隔を過度に空けると、耐力および剛性が極端に低下し、例えば、地下壁においてはコンクリートのパンチング（脆性破壊の一種）が生じる恐れがあると共に、壁厚を薄くする効果が低くなるため、隣接する突起付きＨ形鋼１の中心同士の間隔は壁体に加わる力に応じてフランジ幅の１．０〜２．５倍の範囲に設定するのが望ましい。
【００３３】
なお、地下壁を構築する場合には、隣接する突起付きＨ形鋼１間にトレミー管（一般に直径；２００〜２５０ｍｍ）と呼ばれるパイプが挿入できるようにする一方、十分な薄壁化を達成するために、突起付きＨ形鋼１のウエブ高さが６００ｍｍ以上、フランジ幅Ｗf が３００ｍｍ以上、鋼材降伏点が３１５Ｎ／ｍｍ2 以上のものを使用するのが望ましい。
【００３４】
ここで、図１２に示した従来のＳＲＣ壁体では、横鉄筋１０４および主鉄筋１０５が省略できず、また、フランジ外面から主鉄筋１０５間にもコンクリート充填性確保のための隙間が必要となるために、フランジ外面から壁面までの間隔Ｂ１０が大きい。図１３に示した従来のＳＲＣ壁構造の壁体では、同様にフープ鉄筋２０４が省略できず、また、フランジ外面からフープ鉄筋２０４との間にもコンクリート充填性確保のための隙間が必要となるために、Ｈ形鋼２０１のフランジ外面から壁面までの間隔Ｂ２０が大きい。
【００３５】
次いで、図４（ｂ）に示す壁体構造について説明する。この壁体は、上述した図４（ａ）の壁体と同様、第１実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１を構造部材として用いた鉄骨構造部を有し、鉄骨構造部と、突起付きＨ形鋼１のフランジ外面と接触して壁体高さ方向複数箇所に敷設された横鉄筋４と、コンクリートもしくは固化処理土とを一体化してなる壁体である。
【００３６】
この壁体は、第１実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１を用いた鉄骨構造部を有しているために、突起付きＨ形鋼１とコンクリートとの付着力が高く、従来のＳＲＣ壁構造の壁体より薄壁とすることができると共に高剛性かつ高耐力の壁体とすることができる。さらに、突起付きＨ形鋼１のフランジ外面と接触して壁体高さ方向複数箇所に敷設された横鉄筋４により壁体に対して作用する横方向の曲げに抵抗することができる。
【００３７】
なお、鉄骨構造部と、横鉄筋４と、コンクリートもしくは固化処理土とを一体化してなる壁体では、突起付きＨ形鋼１とコンクリートとの付着力が高いので、横鉄筋４をフランジ外面と接触して敷設することができ、コンクリート充填性確保のためのフランジ外面と横鉄筋４との間の隙間が不必要となった分だけ、フランジ外面から壁面までの間隔Ｂ２を小さくすることができる。
【００３８】
あるいは、図４（ｃ）に示すように、第１実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１を構造部材として用いた鉄骨構造部を有し、この鉄骨構造部と、突起付きＨ形鋼１のフランジ外面と接触して壁体高さ方向複数箇所に敷設された横鉄筋４と、隣接する突起付きＨ形鋼１のフランジ間であって横鉄筋４の内側に接触して十字状に交叉するように敷設された主鉄筋５と、コンクリートもしくは固化処理土とが一体化されてなる壁体とすることもできる。
【００３９】
この壁体においても、図４（ａ）の壁体と同様、第１実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１を用いた鉄骨構造部を有しているために、突起付きＨ形鋼１とコンクリートとの付着力が高く、従来のＳＲＣ壁構造の壁体より薄壁とすることができると共に高剛性かつ高耐力の壁体とすることができる。さらに、この壁体では、突起付きＨ形鋼１のフランジ外面と接触して壁体高さ方向複数箇所に敷設された横鉄筋４により、壁体に対して作用する横方向の曲げに抵抗することができるうえ、横鉄筋４の内側に接触して十字状に交叉するように敷設された主鉄筋５により壁体に対して作用する縦方向の曲げに抵抗することもできる。
【００４０】
また、この壁体は、第１実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１を用いているので突起付きＨ形鋼１とコンクリートとの付着力が高く、横鉄筋４をフランジ外面と接触して敷設することができ、コンクリート充填性確保のためのフランジ外面と横鉄筋４との間の隙間が不必要となった分だけ、フランジ外面から壁面までの間隔Ｂ３を小さくすることができるうえに、横鉄筋４と十字状に交叉する主鉄筋５の壁体厚み方向位置がフランジ厚み中心位置に一致しているため、壁厚みをほとんど変えることなく、壁体の曲げ強度の微調整ができ、コンクリートのひび割れ分散性をより向上させることができる。
【００４１】
なお、上述した、第１実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１を構造部材として用いた鉄骨構造部を有する壁体では、壁体構築時、隣接する突起付きＨ形鋼１同士を連結することによりＨ形鋼部材の建て込み精度を高めることができる。
【００４２】
例えば図４（ａ）に示した壁体構造においては、連結部材として例えば平鋼を用い、壁体構築時、平鋼を突起付きＨ形鋼１のフランジに溶接で固着することにより、突起付きＨ形鋼１に固着された平鋼により隣接するＨ形鋼１同士が連結されてなる壁体とすることができる。また、図４（ｂ）および（ｃ）に示した壁体構造においては、壁体構築時、横鉄筋４をフランジ面に溶接で固着することにより、鉄骨構造部の隣接する突起付きＨ形鋼１同士が連結されてなる壁体とすることができる。
【００４３】
このような隣接するＨ形鋼１同士が連結部材または横鉄筋４により連結されてなる壁体構造を有する壁体は、壁体長手方向に不均一な力、例えば地下壁の場合には偏土圧等が作用したとしても、連結部材により横方向へ力を伝搬することができ、隣接する突起付きＨ形鋼１のウエブ面と接触し、かつフランジ内面に挟まれたコンクリートの拘束力をより高めることができるので好ましい。
【００４４】
なお、横鉄筋４および主鉄筋５としては、適宜な異形鉄筋を用いることができる。
【００４５】
次いで、第２実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１１を構造部材として用いた鉄骨構造部を有する壁体について説明する。
【００４６】
第２実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１１を用いた壁体は、上述した第１実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１に代えて、突起付きＨ形鋼１１を構造部材として用いた鉄骨構造を有する。
【００４７】
突起付きＨ形鋼１１を構造部材として用いた鉄骨構造を有する壁体は、フランジ内面に突起２が形成されてなるために、第１実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１を構造部材として用いた鉄骨構造部を有する壁体と同様に従来よりコンクリートもしくは固化処理土との付着力を増大することができ、高耐力でかつ高剛性の壁体とすることができるから、第２実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１１を用いた壁体の壁厚みを従来のＳＲＣ壁体における壁厚みに比較して小さくすることができる。
【００４８】
そのうえ、第２実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１１を用いた壁体は、フランジ内面に突起２が形成され、かつウェブ面に突起2Aが形成されてなる突起付きＨ形鋼１１を用いているので、ウェブ面に形成した突起2Aの付着力向上効果により、第１実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１を用いた壁体に比べてより高耐力でかつより高剛性とすることができる。
【００４９】
またさらに、第２実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１１を用いた壁体よりも、第３実施の形態に係る突起付きＨ形鋼２１を構造部材として用いた鉄骨構造部を有する壁体は、一段と高耐力でかつより高剛性とすることができる。
【００５０】
この理由は、第３実施の形態に係る突起付きＨ形鋼２１を用いた壁体は、フランジ内面の４面およびウェブ面に形成された突起部材２、2Bがそれぞれフランジとウェブで構成される角部に接触させて固着され、フランジとウェブと接続される角部の位置が面外曲げに対する壁体中立軸軸より離れている位置に相当し、突起とコンクリートとの一体化に対して、フランジとウェブと接続される角部に近接した突起が形成されていない第２実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１１を用いた壁体よりも突起とコンクリートとの一体化効果があるからである。
【００５１】
上述した突起付きＨ形鋼１、１１、２１とコンクリートとの一体性は、主にフランジ内面の４面に形成した突起２（突起高さh1、突起幅b1、突起長さL1）とコンクリートとの噛み込みによって生み出され、突起付きＨ形鋼１、１１、２１のコンクリートに対する付着力は、例えば、最大付着応力度τmax （Ｎ／ｍｍ2 ）で評価することができる。最大付着応力度τmax （Ｎ／ｍｍ2 ）は、実施例で述べるように実験により求めるのが精度がよい。
【００５２】
なお、突起付きＨ形鋼１、１１、２１のコンクリートに対する付着力は、次式で表される一つのモデル式で示される通り、コンクリートの支圧破壊（τ1 ：突起前面のコンクリートの支圧破壊により定まるせん断強度）、もしくはせん断破壊（τ2 ：突起とコンクリート境界面でのせん断破壊により定まるせん断強度）と考えてもよい。
τmax ＝ｍｉｎ｛α1 ×τ1 、α2 ×τ2 ｝
τ1 ＝ｎ×突起高さh1×突起長さL1×４×σc ／Ｓa         ・・・評価式（１）
τ2 ＝（Ｌ−ｎ×突起幅b1）×突起長さL1×４×τc ／Ｓa   ・・・評価式（２）
ここで、
α1 ：フランジ間の拘束効果による支圧破壊に対する割増係数
α2 ：フランジ間の拘束効果によるせん断破壊に対する割増係数
ｎ：突起の数
Ｌ：コンクリートと接しているＨ形鋼の長さ
σc ：コンクリートの圧縮強度（Ｎ／ｍｍ2 ）
τc ：コンクリートのせん断強度（Ｎ／ｍｍ2 ）
Ｓa ：フランジ内面の４面の面積（ｍｍ2 ）
すなわち、突起付きＨ形鋼１、１１、２１を複数立設した壁体のコンクリートに対する最大付着応力度τmax （Ｎ／ｍｍ2 ）は、フランジ間の拘束なしの場合（すなわち突起付き形鋼が一つの場合）のα1 ＝α2 ＝１に対してα1 （＞１）倍もしくはα2 （＞１）倍となる。
【００５３】
上述した突起付きＨ形鋼１、１１、２１を複数立設した壁体では、フランジ間のコンクリートの拘束効果によりα1 、α2 ともに５〜２５の高い値が得られる。
【００５４】
突起高さｈは２ｍｍを下限とする。高さが２ｍｍよりも小さいと、地下壁体のように水中コンクリート打設を行う場合、突起へのスライムと呼ばれる不純物の付着や突起の腐食等により、コンクリートとの確実な付着の確保が困難になるからである。
【００５５】
一方、突起高さが５０ｍｍを超えるとトレミー管挿入時あるいは引き上げ時の障害になる恐れが高まるため、５０ｍｍを上限とする。
【００５６】
ただし、圧延製造する場合には、突起高さの上限は５ｍｍとすることが好ましい。また、突起を棒鋼、角材等の溶接等により取り付ける場合は、突起高さは９ｍｍ下限が好ましい。突起高さが９ｍｍより小さい場合、溶接取付作業が煩雑でかつ取付数量が多くなるため現実的ではないためである。
【００５７】
突起幅と突起ピッチの関係については、前記した評価式（１）、（２）に基づいて適切に選択することが必要である。具体的に述べると、評価式（１）では、τ1 を高めるために突起の数ｎはできるだけ多いことが望ましい。しかしながら、評価式（２）では、突起の数ｎが大きくなるにつれてτ2 は逆に小さくなる傾向があり、τmax を有効に得るためには突起の数ｎを突起幅に応じて適切に設定する必要がある。
【００５８】
突起については、突起幅ｂが狭すぎると突起部に変形が生じてコンクリートのずれ止め効果が低減する恐れがある一方、突起幅ｂが広すぎることはコンクリートとのせん断面積を減少させる要因になるため、突起幅ｂをｈ≦ｂ≦５ｈの範囲とする。この条件下で有効な付着強度（付着力）を発揮するためには、突起ピッチＰは少なくとも４ｂ≦Ｐである必要がある。これらの条件を満たす突起は、最大付着応力度τmax ≧σc ／１０（Ｎ／ｍｍ2 ）とすると壁体性能上必要となる性能が確保できる。
【００５９】
上記の本発明に係る突起付きＨ形鋼が構造部材として使用された鉄骨構造部を有する壁体の構築方法は特に限定されないが、例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すようにして地下壁とすることができる。まず、地盤内に土留め壁を構築し、土留め壁に到達するまで地盤内空間側の地盤を掘削して、土砂を除去した後、突起付きＨ形鋼のフランジ外面を壁面と向かい合わせ、壁体長手方向に間隔を空けて突起付きＨ形鋼を複数立設して鉄骨構造部を作成し、コンクリート、もしくは固化処理土を型枠内に打設することにより、鉄骨構造部とコンクリート、もしくは固化処理土とが一体化されてなる壁体を構築する。その後、突起付きＨ形鋼が構造部材として使用された鉄骨構造部を有する壁体と土留め壁との間を埋め戻し、地下壁とする。
【実施例１】
【００６０】
ウエブ高さＨが５８８ｍｍ、フランジ幅Ｗf が３００ｍｍ、ウエブ厚みが１２ｍｍ、フランジ厚みが２０ｍｍのＨ形鋼を用い、図６に示すようなＨ形鋼とコンクリート間の付着力を測定する試験体により本発明の効果を検証した。
【００６１】
その際、フランジ内面に突起を形成していないＨ形鋼（突起なしＨ形鋼という）を試験体１とし、フランジ内面に突起高さが３ｍｍ、突起幅が１２．５ｍｍ、突起長さが５０ｍｍの突起２を表１に示す突起ピッチＰで形成し、試験体２、３および４とした。試験体２、３および４に用いた突起付きＨ形鋼１の突起２は、鋼製角材を突起部材として用い、図１に示すように溶接取付により配設した。
【００６２】
なお、試験体は、突起なしＨ形鋼と突起付きＨ形鋼１をそれぞれ使用し、各Ｈ形鋼内にコンクリートを充填し、固化させて得た。但し、この場合の固化後のコンクリートの圧縮強度は２９Ｎ／ｍｍ2 である。
【００６３】
【表１】
2004300913.tif 000003
【００６４】
得られた各試験体に図６中の矢印で示す方向に荷重を載荷し、その際の相対ずれ量を検出し、横軸に相対ずれ量（ｍｍ）、縦軸に付着応力度τ（Ｎ／ｍｍ2 ）を取って図７に示した。付着応力度τ（Ｎ／ｍｍ2 ）は、載荷重をコンクリートと接しているフランジ内面積の総和ＳＵＭ（ＳＵＭ＝（３００−１２）×５００×２＝２８８０００ｍｍ2 ）で除した値である。載荷方法は、変位制御により押し抜き単調載荷方式で行った。
【００６５】
図７に示す相対ずれ量と付着応力度τの関係から、突起なしＨ形鋼を用いた試験体１の最大付着応力度τmax が最も低く、これに対して、本発明の範囲内の突起を有するフランジ内面突起付きＨ形鋼を用いた試験体２、３および４の最大付着応力度τmax は、極めて高いことがわかる。
【００６６】
また、試験体２、３および４の順にフランジ内面の突起ピッチＰが広くなるほど、最大付着応力度τmax が高くなり、また、最大付着応力度τmax における相対ずれ量についても同様にフランジ内面の突起ピッチＰが広くなるほど大きくなることが判明した。
【００６７】
上述した各試験体における最大付着応力度τmax 、各試験体の最大付着応力度τmax と試験体１の最大付着応力度τmax の比、最大載荷重、最大載荷重時の相対ずれ量をまとめて表１に示した。
【００６８】
表１に示す結果から、突起なしＨ形鋼を用いた試験体１の場合、Ｈ形鋼とコンクリート間の最大付着応力度τmax は０．１９Ｎ／ｍｍ2 であったのに対して、本発明の範囲内の突起を有するフランジ内面突起付きＨ形鋼を用いた試験体２、３および４の最大付着応力度τmax は、４．４２〜５．６９Ｎ／ｍｍ2 と高く、突起なしＨ形鋼を用いた試験体１の２３〜３０倍という非常に高い付着力を有することがわかる。
【００６９】
これより、本発明の範囲内の突起を有するフランジ内面突起付きＨ形鋼１を用いることにより、高耐力、高剛性を有する壁体とすることができ、より薄壁とすることができる。
【００７０】
なお、上述した図７をさらに詳細に検討すると、本発明の範囲内の突起をフランジ内面に有するフランジ内面突起付きＨ形鋼を用いた試験体２、３および４については、付着応力度τが０〜４．０Ｎ／ｍｍ2 程度に達するまでの範囲において、突起ピッチＰが狭い試験体の方が相対ずれ量が小さく、突起付きＨ形鋼１とコンクリート間の付着特性が優れていた。図７中、（イ）、（ロ）、（ハ）は、試験体２、３および４それぞれの付着応力度τが４．０Ｎ／ｍｍ2 となるときの相対ずれ量を示す。
【００７１】
これより、本発明の範囲内の突起をフランジ内面に有するフランジ内面突起付きＨ形鋼１を用いた壁体において、Ｈ形鋼とコンクリートとの間の初期ずれ量を小さくするためには、突起ピッチＰを本発明の範囲内（４ｂ≦Ｐ、ｂは突起幅ｂ）で小さくすることが好ましい。
【００７２】
また、本発明の範囲内の突起をフランジ内面に有するフランジ内面突起付きＨ形鋼を用いた試験体２、３および４については、ピーク到達後も、付着応力度τが急激に低下することはなく、相対ずれ量が３０ｍｍに到達した時点でも最大付着応力度τmax の７０〜９０％程度の値が保持されている。これより、本発明の範囲内の突起をフランジ内面に有するフランジ内面突起付きＨ形鋼１を用いた壁体は、靭性に富んだ高耐力壁体ということができる。
【実施例２】
【００７３】
上記実施例１に用いたコンクリートと圧縮強度の異なるコンクリートを用い、実施例１の場合と同様な試験体により、フランジ内面突起付きＨ形鋼１の付着力を測定した。その際、実施例１と同じ断面寸法を有するＨ形鋼を用い、そのフランジ内面に突起高さが３ｍｍ、突起幅が１２．５ｍｍ、突起長さが５０ｍｍの突起２を突起ピッチＰ＝１００ｍｍで形成した。フランジ内面突起付きＨ形鋼１の突起２は、鋼製角材を突起部材として用い、図１に示すように溶接取付けにより配設した。このようにして得た突起付きＨ形鋼１を用い、実施例１と同様にして試験体５、６を得、試験を行った。但し、試験体５、６に用いたコンクリートの圧縮強度は、表２に示すとおりである。得られた試験体５、６における相対ずれ量と付着応力度τの関係を図８に示し、コンクリートの圧縮強度と最大付着応力度τmax の関係を図９に示した。なお、図８、図９には、実施例１で行ったコンクリートの圧縮強度が29Ｎ／ｍｍ2 の試験体３（突起ピッチＰ＝１００ｍｍ）の結果も合わせて示した。また、試験体３、５、６における試験結果をまとめて表２に示した。
【００７４】
【表２】
2004300913.tif 000004
【００７５】
図８に示した相対ずれ量と付着応力度τの関係から、本発明の範囲内の突起を有するフランジ内面突起付きＨ形鋼を用いた試験体は、コンクリートの圧縮強度が高くなるに従って、最大付着応力度τmax が増大することがわかる。また、図９に示すようにコンクリートの圧縮強度と最大付着応力度τmax の関係は１次式で近似することができ、この結果から明らかなように、壁体の構築時、圧縮強度の高いコンクリートを使用することにより、フランジ内面突起付きＨ形鋼１とコンクリート間の付着力をより高くすることができる。よって、本発明の範囲内の突起をフランジ内面に有するフランジ内面突起付きＨ形鋼１を用いた壁体は、圧縮強度の高いコンクリートを使用することにより、高耐力、高剛性を有する壁体とでき、さらに薄壁化することが可能となる。
【実施例３】
【００７６】
Ｈ形鋼を用いた模擬壁体を構築し、繰り返し載荷試験を行った。なお、実施例１と同じ断面寸法を有するＨ形鋼を用い、そのフランジ内面に突起高さが３ｍｍ、突起幅が１２．５ｍｍ、突起長さが５０ｍｍの突起２を突起ピッチＰ＝５０ｍｍで形成した。但し、フランジ内面突起付きＨ形鋼１の突起２は、鋼製角材を突起部材として用い、図１に示すように溶接取付けにより配設した。
【００７７】
このようにして得たフランジ内面突起付きＨ形鋼１を用い、図１０に示すように直方体状の基部に模擬壁体を構築し、図中矢印で示す方向の繰り返し荷重を載荷して試験を行った。
【００７８】
この結果、図１１に示すように、本発明の範囲内の突起をフランジ内面に有するフランジ内面突起付きＨ形鋼を用いた模擬壁体は、載荷点位置の変位に対する最大荷重が突起なしＨ形鋼を用いた模擬壁体の最大荷重に比べて１．３倍以上という値を示し、高耐力を有することがわかった。また、本発明の範囲内の突起をフランジ内面に有するフランジ内面突起付きＨ形鋼を用いた模擬壁体の剛性は、突起なしＨ形鋼を用いた模擬壁体の剛性に対しても１．３倍以上となった。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第１実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１の（ａ）は概略平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ部分断面図である。
【図２】第２実施の形態に係る突起付きＨ形鋼１１の（ａ）は概略平面図、（ｂ）はＹ−Ｙ部分断面図である。
【図３】第３実施の形態に係る突起付きＨ形鋼２１の概略平面図である。
【図４】図１に示す突起付きＨ形鋼を用いた壁体構造を示す部分横断面図である。
【図５】本発明に係る壁体の構築方法の一例を示す模式図である。
【図６】実施例における突起付きＨ形鋼の付着力測定実験を説明する（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図７】実施例における突起付きＨ形鋼の効果を示すグラフである。
【図８】実施例における突起付きＨ形鋼の他の効果を示すグラフである。
【図９】図８の結果を整理したグラフである。
【図１０】実施例における模擬壁体構造を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＺ−Ｚ断面図である。
【図１１】模擬壁体における突起付きＨ形鋼の効果を示すグラフである。
【図１２】従来のＳＲＣ壁体の構造を示す横断面図である。
【図１３】従来のＳＲＣ壁体の他の構造を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１、１１、２１  突起付きＨ形鋼
２  突起
３、３１、３２  コンクリート（固化処理土）
４  横鉄筋
５  主鉄筋
h1、h2    突起高さ
b1、b2    突起幅
L1、L2、L3    突起長さ
Ｐ  突起ピッチ
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ１０、Ａ２０  壁厚み
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ１０、Ｂ２０  フランジ外面から壁面までの間隔
Ｈ  ウエブ高さ
Ｗf   フランジ幅
１０１    Ｈ形鋼
１０３    コンクリート
１０４    横鉄筋
１０５    主鉄筋
２０１  突起付きＨ形鋼
２Ａ、２Ｂ、２０２  突起
２０３  コンクリート
２０４  フープ鉄筋
【図１】
2004300913.tif 000005
【図２】
2004300913.tif 000006
【図３】
2004300913.tif 000007
【図４】
2004300913.tif 000008
【図５】
2004300913.tif 000009
【図６】
2004300913.tif 000010
【図７】
2004300913.tif 000011
【図８】
2004300913.tif 000012
【図９】
2004300913.tif 000013
【図１０】
2004300913.tif 000014
【図１１】
2004300913.tif 000015
【図１２】
2004300913.tif 000016
【図１３】
2004300913.tif 000017