(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管杭及び鋼管を巻いたコンクリート杭の頭部鋼管側面に溶接して、杭とその上部に構築する基礎スラブとを接合する金物において、前記基礎スラブ内に定着するふし付きの異形棒鋼と、この異形棒鋼の一端に，杭の上端に重なる窪みを形成する様に厚さが薄く幅の広い偏平な面に成型しかつこの偏平な面の軸方向と並行な両端部にＪ形状の開先を熱間鍛造等で加工した、前記杭の頭部鋼管側面に溶接する扁平金物よりなる接合材を設け、前記接合材は前記杭の上端に前記窪みを重ねて異形棒鋼に作用する軸方向力を杭の上端に伝達する窪み重なり部を形成する様に厚さを薄く幅を広くした扁平な面に成形するとともに異形棒鋼の重心を杭の内側に窪み分移動させて偏心量を少なくして異形棒鋼の一部を杭の内側に突出させ、かつ、前記偏平金物の軸方向と並行な両端部に加工したＪ形状の開先と鋼管側面とを部分溶込み溶接する事により、杭の頭部鋼管側面に多数本溶接してあることを特徴とする小偏心接合材を使用した杭頭接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少偏心接合材を使用した杭頭接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鋼管杭および鋼管を巻いたコンクリート杭とその上部に構築する基礎スラブとの接合は、異形棒鋼の一端を前記杭の鋼管側面に直接溶接するかもしくは、一端にネジ加工した異形棒鋼を予め前記杭の鋼管側面に溶接した長ナットに螺合して固定し、この異形棒鋼の他端を前記基礎スラブ内に定着して行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の技術には、次のような問題点があった。
【０００４】
従来の棒鋼およびナットの様に外周から重心までの距離が長い円形および六角形の断面を偏平にする事なく、かつ、この断面の外端を杭表面に接触もしくは杭表面から離して溶接する方法は、鋼管と接合材との溶接部に大きな偏心に伴う面外曲げモーメントを発生する事となり、接合材が引張り及び圧縮性能を十分に発揮出来ないばかりでなく、鋼管が外部に曲げ破壊したり、杭頭側面部の基礎スラブが破壊する事がある。
【０００５】
従来、溶接式接合材は、接合材に作用する軸方向力を、溶接部のせん断力として鋼管に伝達する。しかしながら、溶接部の強度は溶接工の技量に大きく左右されるものであり、信頼性の高い安定した接合性能を確保する為には、溶接部の伝達だけに依存するのではなく、溶接部のせん断力と同時に、圧縮力などによる２方向の伝達を可能ならしめる接合方法が求められている。
【０００６】
鋼管の厚さが薄い杭では、必ずしもふし付きの異形棒鋼が有する大きな定着力を必要としない場合があり、平鋼などの偏心が少なく、安い接合材を使用した杭頭接合構造が求められている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では少偏心接合材を使用した杭頭接合構造を開発した事により、前記問題点を解決するものである。
【０００８】
【実施例】
ここで、本発明の少偏心接合材を使用した杭頭接合構造の一実施例を図面に基づいて説明する。
【０００９】
第１図は、請求項１の発明に係わる偏平金物付棒鋼８を鋼管巻きコンクリート杭２の側面に取り付けた状態の平面図である。鋼管巻きコンクリート杭２は外側の鋼管３と内部のコンクリート４から構成された現場で造成される場所打ち鋼管巻きコンクリート杭２を例として示している。この現場で造成される鋼管巻きコンクリート杭２は、コンクリート４に鉄筋を配置して造成する事が多く、偏平金物付棒鋼８とこの鉄筋を併用して杭頭接合部を構築する場合もある。偏平金物付棒鋼８は、ふし付の棒鋼１０の一端を杭２の上端に重なる窪み重なり部１１を形成する様に厚さを薄く幅を広くした偏平な面１３に成型し、かつ、この偏平な面１３の軸方向と並行な両端部にＪ形開先１２を熱間鍛造で加工した構成である。偏平金物付棒鋼８は、杭２と基礎スラブ５との接合において、棒鋼１０に作用する軸方向力を窪み重なり部１１からの圧縮力と溶接部からのせん断力の２つの力で杭２に伝達する為に、窪み重なり部１１を杭２の上端に重ね、かつ、棒鋼１０の重心を杭２の内側に窪み分移動させて偏平金物９の両側の開先１２と鋼管３の側面とを部分溶込み溶接し、かつ、棒鋼１０を基礎スラブ５に定着して連結する杭頭接合構造を示している。偏平な面１３の裏側は平行な例を示しているが、材料を節約するなどの理由から傾斜をつけて、偏平金物９の先端を薄くする事もある。尚、Ｊ形開先１２とは、初層部における溶接の健全性を確保するために、直線だけでなく円弧を組み合わせてアルフアベットのＪに似た開先形状の事である。又、偏平部１３は鋼管３の曲率に合う様に湾曲させた例を示している。
【００１０】
第２図は、第１図のＡ−Ａ線による縦断面図である。
【００１１】
第３図は、第２図のＢ−Ｂ線による横断面図である。
【００１２】
第４図は、請求項１の発明に係わる偏平金物付棒鋼８の立面図である。
【００１３】
第５図は、第４図のＡ−Ａ線による横断面図である。
【００１４】
第６図は、第４図のＢ−Ｂ線による横断面図である。
【００１５】
第７図は、第４図のＣ−Ｃ線による縦断面図である。
【００１６】
第８図は、小偏心させる例として、開先加工部付平鋼１４を鋼管杭１の側面に取り付けた状態の平面図である。平鋼は本来幅厚比が大きな少偏心断面材である。
鋼管杭１は鋼管３のみから構成される。開先加工部付平鋼１４は、平鋼１５の一端を、軸方向と並行な両端部にレ形開先１６を切削加工した構成である。
鋼管杭１と開先加工部付平鋼１４とは、鋼管３に開先加工部１７を密着させ、その両側のレ形開先１６と鋼管３の側面とを部分溶込み溶接して接続された杭頭接合構造を示している。
この平鋼の例では、開先加工部１７は直線状であるが、鋼管３の曲率に合う様に、プレス等で円弧状に加工する場合もある。尚、レ形開先１６とは、平鋼１５の端部をほぼ４５度に切り取ったカタカナのレに似た開先形状の事である。
【００１７】
第９図は、第８図のＡ−Ａ線による縦断面図である。
【００１８】
第１０図は、第９図のＢ−Ｂ線による横断面図である。
【００１９】
第１１図は、開先加工部付平鋼１４の立面図である。
【００２０】
第１２図は、第１１図のＡ−Ａ線による横断面図である。
【００２１】
第１３図は、第１１図のＢ−Ｂ線による横断面図である。
【００２２】
第１４図は、無加工の平鋼１５を鋼管巻きコンクリート杭２の側面に取り付けた状態の平面図である。鋼管巻きコンクリート杭２は外側の鋼管３と中空断面のコンクリート４から構成される工場で製造された既製鋼管巻きコンクリート杭２を例として示している。鋼管巻きコンクリート杭２と平鋼１５とは、杭２の頭部鋼管３の側面と平鋼１５の軸方向と並行な両端部とをすみ肉溶接して接続された杭頭接合構造を示している。尚、この平鋼例では、平鋼１５は直線状であるが、鋼管３の曲率に合う様に、プレス等で一部を円弧状に加工する場合もある。又、基礎スラブ５への定着性能を高める為に、平鋼１５の端部にフック及び定着体をつけることもある。
【００２３】
第１５図は、第１４図のＡ−Ａ線による縦断面図である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係わる少偏心接合材を使用した杭頭接合構造には、次の様な特有の効果がある。
【００２５】
接合材である偏平金物付棒鋼は、異形棒鋼が有する基礎スラブへの高い定着性能を保持すると共に、棒鋼と窪みをつけて偏平に成型した一端を杭の頭部鋼管側面に溶接する事により、窪み分だけ棒鋼の重心を杭の内側に移動させて偏心量を少なく出来る。通常、この偏心量と接合材に作用する軸方向力とを剰じて求まる偏心曲げモーメントは接合材、鋼管および鋼管周辺の基礎スラブコンクリートが負担しなければならない付加応力であり、この付加応力の減少に伴い、接合材の耐力低下ならびに鋼管および周辺基礎スラブコンクリートの破壊が防止される事となる。
【００２６】
偏平金物付棒鋼は棒鋼に作用する軸方向力を、鋼管側面と偏平金物に成型した開先との溶接部でせん断力により鋼管側面に伝達すると同時に、前記軸方向力の一部を窪み重なり部から圧縮力として杭の上端にも直接伝達出来る為、２方向に荷重の分散が図られる安定した信頼性の高い接合部の構築を可能にする。
【００２７】
平鋼は本来幅厚比が大きな少偏心断面材であり、熱間鍛造などの加工をする事なく、単純で安く偏心曲げモーメントが少ない杭頭接合構造を構築出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明に係わる少偏心接合材を使用した杭頭接合構造の一実施例の平面
図である。
【図２】第１図のＡ−Ａ線による縦断面図である。
【図３】第２図のＢ−Ｂ線による横断面図である。
【図４】請求項１の発明に係わる偏平金物付鋼棒の立面図である。
【図５】第４図のＡ−Ａ線による横断面図である。
【図６】第４図のＢ−Ｂ線による横断面図である。
【図７】第４図のＣ−Ｃ線による縦断面図である。
【図８】平鋼を少偏心接合材として使用した杭頭接合構造例の平面図である。
【図９】第８図のＡ−Ａ線による縦断面図である。
【図１０】第９図のＢ−Ｂ線による横断面図である。
【図１１】開先加工部付平鋼の立面図である。
【図１２】第１１図のＡ−Ａ線による横断面図である。
【図１３】第１１図のＢ−Ｂ線による横断面図である。
【図１４】少偏心接合材を使用した杭頭接合構造例の平面図である。
【図１５】第１４図のＡ−Ａ線による縦断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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