(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の鋼管と他方の鋼管とを長さ方向に接続する鋼管の接続構造において、
前記一方の鋼管は本体の一端部に、外面に螺設された雄ねじ部と内面に周方向に沿って接合された内面補強部材とを有し
前記他方の鋼管は本体の一端部に内面に螺設された雌ねじ部と外面に周方向に沿って接合された外面補強部材とを有し、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部のねじ結合により前記一方の鋼管と前記他方の鋼管とが接続構成されてなることを特徴とする鋼管の接続構造。
【請求項２】
前記内面補強部材および外面補強部材は接着剤によりそれぞれの鋼管本体に接合されてなることを特徴とする請求項１に記載の鋼管の接続構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載の鋼管の接続構造において、鋼管が鋼管杭であることを特徴とする鋼管杭の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼管の接続構造に関するもので、特に、土木、建築等の構造物の基礎杭やアンカとして使用される鋼管杭の接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼管は、製造設備上の制約や輸送上の制約により、鋼管の長さには限度があるために、特に、土木、建築等の構造物の基礎杭として使用される鋼管杭では、鋼管杭を地盤に埋設する現地において、２つ以上の鋼管杭をその長さ方向に接続する場合が多い。
【０００３】
鋼管杭の接続構造としては、従来、図５に示すように、開先を設けた２つの鋼管30、60の端部を突き合わせ、溶接箇所の内面に中子リング40を配置して、円周溶接した接合部50により接続する構造が知られていた。
このような接合部（円周溶接部）50により鋼管杭30、40を接続する場合、現地での溶接に長時間を要し、他の作業に支障をきたしたり、良好な溶接結果を得るには、熟練した技術を要するという欠点があった。
【０００４】
そこで、このような欠点を解消させた鋼管杭の接続構造として、一方の杭本体の一端部外周面に螺設された雄ねじ部と、他方の杭本体の他端部内周面に螺設された雌ねじ部とをねじ結合して接続部とする接続構造が提案されている。
例えば、特開平6-193054号公報には、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、鋼管杭30、60をねじ結合して接続部100 により長さ方向に接続する鋼管杭の接続構造が提案されている。
【０００５】
しかしながら、特開平6-193054号公報で提案されている接続部100 は、地盤中において、ある程度の曲げモーメントＭが作用した場合、接続部100 が塑性変形により、一方のねじ山が他方のねじ山を越えてしまう山越えが発生することがあり、ねじが外れてしまうとういう問題があった。
また、鋼管杭の接続構造としては、杭本体とは別に製作されたねじ継手を杭本体端部に取り付けてたものが知られている。
【０００６】
例えば、特開平10-8458 号公報には、図７に示すようなねじ継手200 、300 を杭本体400 、500 取り付けてなる鋼管杭600 、700 が提案されている。
しかしながら、図７に示すような継手200、300 を作製するためには、別途厚肉鋼管が必要であり、厚肉鋼管を製造のための構造コスト上昇が生じるという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の鋼管および鋼管杭の接続部における問題点を解消することにあり、容易に接続することができると共に、接続部での曲げ強度の高い鋼管および鋼管杭の接続構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一方の鋼管と他方の鋼管とを長さ方向に接続する鋼管の接続構造において、前記他方の鋼管は本体の一端部に、外面に螺設された雄ねじ部と内面に周方向に沿って接合された内面補強部材とを有し、前記他方の鋼管は本体の一端部に内面に螺設された雌ねじ部と外面に周方向に沿って接合された外面補強部材とを有し、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部とのねじ結合により前記一方の鋼管と前記他方の鋼管とが接続構成されてなることを特徴とする鋼管の接続構造である。
【０００９】
また、本発明は、前記内面補強部材および外面補強部材が接着剤によりそれぞれの鋼管本体に接合されてなることが好ましい。
また、本発明は、上記鋼管の接続構造において、鋼管が鋼管杭であることを特徴とする鋼管杭の接続構造である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の鋼管の接続構造について、鋼管が鋼管杭である場合を例に、図１〜図３を用いて詳細に説明する。
図１（ａ）、図１（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る鋼管杭の接続前、後の状態を示す部分縦断面図である。
【００１１】
また、図２は、本発明の実施の形態に係る鋼管杭の要部断面図であり、図３は、本発明に用いる補強部材の接合状態を示す部分断面図である。
図１，図２において、１は雄ねじ部、４は雌ねじ部、２は内面補強部材、５は外面補強部材であり、３、６は杭本体、７、８は鋼管杭、10は接続部である。
ここで、図１（ｂ）、図２に示す接続部10は雄ねじ部１および雌ねじ部４とのねじ結合部であり、図２に示すＬは接続部長さ、Ｄは杭本体の外径、ｄは杭本体の内径である。
【００１２】
雄ねじ部１は、杭本体３の一方の先端から長さＬの範囲に渡って杭本体３の外面に螺設してある。また、雌ねじ部４は、杭本体６の一方の先端から長さＬの範囲に渡って杭本体６の内面に螺設してある。
そして、上記雄ねじ部１を有する一方の鋼管杭７は、杭本体３の雄ねじ部１が螺設されている側の端部の内面に周方向に沿って接合された内面補強部材２を有し、また、上記雌ねじ部４を有する他方の鋼管杭８は、杭本体６の雄ねじ部４が螺設してある側の外面に周方向に沿って接合された外面補強部材５を有している。
【００１３】
このように、本発明の実施例の形態に係る鋼管杭は、一方の鋼管杭７と他方の鋼管杭８とを長さ方向に接続する鋼管杭の接続構造において、鋼管杭７が、杭本体３の一端部に、外面に螺設された雄ねじ部１と内面に周方向に沿って接合された内面補強部材２とを有し、鋼管杭８が杭本体６の一端部に、内面に螺設された雌ねじ部４と他端部の外面に周方向に沿って接合された外面補強部材５とを有しており、雄ねじ部１と雌ねじ部４とのねじ結合により鋼管杭７と鋼管杭８とを接続構成するようにしてある。
【００１４】
なお、図１、図２に示した実施の形態に係る鋼管杭７、８の場合、内面補強部材２と杭本体３との接合、および外面補強部材５と杭本体６との接合は接着剤により行ってあり、その際、接触面の全面において接合させてある。
また、内面補強部材２、外面補強部材５としては、例えば、鋼材、鋼板を用いることができ、強度、コスト等からスチールバンドとするのが良い。
【００１５】
ここで、補強後の鋼管杭７、８の端部における軸方向引張り強度を杭本体３、６の軸方向引張り強度以上とする場合の、内面補強部材２、外面補強部材５の厚みｔ2 並びに降伏点σ2 は式（１）を満たすようにすればよい。
ｔ0 ×σ1 ≦（ｔ1 ×σ1 ＋ｔ2 ×σ2 ）  ・・・・・・（１）
なお、ｔ0 は杭本体の中央部厚み、ｔ1 は杭本体の先端厚み、σ1 は杭本体の降伏点である。ここで、内面補強部材２の厚みと外面補強部材５の厚みが同一厚みである必要はないことは言うまでもない。
【００１６】
この実施の形態に係る鋼管杭７、８においては、内面補強部材２、外面補強部材５は、それぞれ雄ねじ部１、雌ねじ部４が螺設されて、厚みが薄くなっている杭本体３、６の端部における内面または外面の長さ方向区間の全範囲に接合してあるが、本発明はこれに限定されず、内面補強部材２、外面補強部材５を厚みが薄くなっている杭本体３、６の端部における内面または外面の長さ方向区間の一部の範囲にそれぞれ接合するようにすることもできる。
【００１７】
例えば、図３（ｂ）、図３（ｃ）には、内面補強部材２を杭本体３の端部における内面の長さ方向区間の一部の範囲に接合した場合を示してある。
なお、図３（ａ）〜（ｃ）に示す11は接合部であり、図示しない外面補強部材５と杭本体６との接合も同様な接合部としてある。
ここで、内面補強部材２、外面補強部材５を杭本体３、６にそれぞれ接合する場合、接着剤により接合するのが好ましい。
【００１８】
この理由は、接着剤による接合によれば、内面補強部材２、外面補強部材５を杭本体３、６にそれぞれ接触面全面において、接合することができるために、曲げ強度を効果的に高めることができるからである。
接着剤としては、地盤中に埋設されて、曲げ力等を受ける鋼管杭の場合、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などのを用いるのが望ましい。
【００１９】
なお、本発明においては、図３（ｃ）に示すように、補強部材２の上下端面と杭本体３の内面との間を周方向に沿って溶接して接合するようにすることもできる。図示しない補強部材５の端面と杭本体６の外面との間も同様である。
以上説明したように、本発明の鋼管杭は、ねじ結合して接続構成するようにしてあるので、地盤に鋼管杭を埋設する際に、一方の鋼管杭と他方の鋼管杭とを容易に接続することができると共に、薄肉となっている杭本体の端部の長さ方向区間の一部または全部を補強部材により補強してあるので、補強のない場合に比べて、接続部におけるねじが外れるまでの曲げ強度を高くすることができる。
【００２０】
またさらに、雄ねじ部１、雌ねじ部４を杭本体３、４に直接螺設してあり、また内面補強部材２、外面補強部材５にはスチールハンドを用いることができるために、ねじ継手を杭本体３、４に取り付けた場合よりも製造コストが少ない。杭本体が有する曲げ強度にまで、接続部におけるねじが外れるまでの曲げ強度を高めることも可能である。
【００２１】
以上説明した鋼管杭を鋼管とした場合でも、鋼管杭の場合と同様に、ねじ結合して接続構成するようにしてあるので、容易に接続することができると共に、薄肉となっている杭本体の端部の長さ方向区間の一部または全部を補強部材により補強してあるので、接続部における曲げ強度を高くすることができる。
【００２２】
【実施例】
外径Ｄが600mm 、厚みｔ0 が16mmの鋼管杭（鋼種：SKK400, 降伏点σ1 ：235MPa）について、図１、図２に示すような補強を施した場合と、補強なしの場合とを曲げ試験を行って比較した。なお、杭本体の先端厚みｔ1 は７mm、接続部長さＬは100 mmであり、内面補強材および外面補強材にはそれぞれ、長さｔ2 が12mm、幅150 mmの鋼製の（鋼種：ＳＭ490,降伏点σ2 ：325MPa）補強バンドを用いた。  試験結果を図４（ａ）に示す。
【００２３】
図４（ａ）は実施例の鋼管杭の曲げ強度を補強なしの場合と比較したグラフであり、図４（ｂ）は試験法の概略図である。
図１、図２に示すような補強を施した実施例では、補強なしの場合より、接続部でねじが外れるまでの曲げ強度が向上している。なお、図４（ａ）において、●印は杭本体の降伏強度である。補強部材の接合は補強部材端部のすみ肉溶接により行った。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の鋼管および鋼管杭の構造によれば、鋼管または鋼管杭同士を容易に接続することができると共に、接続部での曲げ強度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る鋼管杭の接続前、接続後の状態を示す部分縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る鋼管杭の要部断面図である。
【図３】本発明に用いる補強部材の接合状態を示す部分断面図である。
【図４】（ａ）は実施例の鋼管杭の曲げ強度を補強なしの鋼管杭の場合と比較したグラフであり、（ｂ）は試験法の概略図である。
【図５】従来の鋼管杭の要部縦断面図である。
【図６】従来の他の鋼管杭の部分縦断面図である。
【図７】従来の他の鋼管杭の要部縦断面図である。
【符号の説明】
１、４  ねじ部
２、５  補強部材
３、６  杭本体
７、８  鋼管杭
10  接続部
11  接合部
Ｌ  接続部長さ
ｔ0   杭本体の中央部厚み
ｔ1   杭本体の先端厚み
ｔ2   補強部材の厚み
σ1   杭本体の降伏点
σ2   補強部材の降伏点
Ｄ  杭本体の外径
ｄ  杭本体の内径
【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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