• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    本發明之波紋鋼板之設計方法之特徵在於：在設計構成包含波之深度H之波形之波紋鋼板並且兩側壁與底部成U字形之底部直線部長度d之波紋鋼板製槽的上述波紋鋼板之波形狀時，以使波紋鋼板製槽之底部藉由水平作用於上述兩側壁外表面之外壓而屈曲時之全體屈曲相應壓力pcr與藉由上述外壓而降伏時之降伏應力σy相等之方式，設定相對於底部直線部長度d之波之深度H。
    公开号:TW201305414A
    申请号:TW101123330
    申请日:2012-06-28
    公开日:2013-02-01
    发明作者:Takeo Harada；Noriyuki Kawabata
    申请人:Nippon Steel & Sumikin Metal Products Co Ltd；
    IPC主号:E02B5-00
    专利说明:
    波紋鋼板之設計方法、及波紋鋼板製槽
    本發明係關於對於使用波紋鋼板構成之U字形波紋鋼板製槽之上述波紋鋼板進行設計(尤其是對其波形狀進行設計)的波紋鋼板之設計方法，及使用根據該設計方法而得之波紋鋼板所構成之波紋鋼板製槽。
    波紋鋼板製槽係使用具有如圖4所示之波形之波紋鋼板1a，且如圖3所示兩側之壁部2與底部直線部長度d之底部3成為U字形之剖面形狀者，稱作波紋製槽或U形槽等，在構築各種開放之水路或排水路(開渠)等時使用。此種波紋鋼板製槽一般係使用日本工業規格JISG 3471中作為「波紋製管及波紋切片」而規定之波紋切片(波紋鋼板)構成。
    作為波紋鋼板製槽中所使用之波紋鋼板之種類，有與JIS中規定之波紋製管之1型、2型切片(波紋切片)之剖面形狀分別相同的1型、2型切片，1型切片之剖面形狀波之間距b為68 mm、波之深度H為13.0 mm，圓形2型切片之剖面形狀波之間距b為150 mm、波之深度H為48 mm或50 mm。
    使用1型切片之波紋鋼板製槽例如以如圖10(a)、(b)之剖面形狀構築。補強用側角度4沿著側壁2之上端部以螺栓固定，兩側壁2係藉由連結其上端部間之山形鋼所形成之支柱(支撐保護構件)5在製槽長度方向(圖10中與紙面正交之方向)隔出間隔設計而得到補強。
    圖10(a)之類型包含1塊切片，但圖10(b)之類型包含左右2塊切片，底部3具有螺栓接合部。
    使用2型切片之波紋鋼板製槽之剖面形狀係與上述類型(a)大致相同，但跨距較大，因此如圖11，包含對稱之左右切片與底部之切片該等3個切片，底部3之2處具有螺栓接合部。
    專利文獻1中所使用之波紋鋼板與開渠等用途不同，係作為荷重支撐構造體使用者，但該波紋鋼板之剖面形狀波之間距為30.5 cm(12英吋)，波之深度為10.2 cm(4英吋)。
    如上所述，先前之波紋鋼板製槽中所使用之經規格化之波紋鋼板(波紋切片)中，波之深度設定為特定尺寸，但其特定尺寸關於對波紋鋼板製槽之強度的鋼材使用量之效率性並無根據。
    又，專利文獻1記載之波紋鋼板中，波之深度較大為102 mm(10.2 cm)等，但關於對使用波紋鋼板構築之構造體之強度的鋼材使用量之效率性仍無根據。 先前技術文獻專利文獻
    專利文獻1：日本特開昭53-620
    於構築U字形水路或排水路等之情形時，若欲施工比使用先前經規格化之波紋鋼板構築波紋鋼板製槽之情形時允許的跨距(U字形兩壁面間之距離)進而大跨距之結構，則為了提高剛性而需要至少變更先前之波紋鋼板之剖面形狀。
    變更波紋鋼板之剖面形狀時，因與波紋鋼板製槽之強度之關係，鋼材使用量超過必要地變多，因材料費用增加而施工成本變高，因此需要避免，需要於波紋鋼板製槽之強度與鋼材使用量之關係上成為有效之剖面形狀。
    但現狀係對於U字形兩側壁受外壓之波紋鋼板製槽所使用之波紋鋼板，無算出如此之有效剖面形狀之方法。
    在對於U字形兩側壁受外壓之波紋鋼板製槽中所使用之波紋鋼板，研討．考察各種算出有效剖面形狀之方法中，本申請發明者等著眼於有效剖面形狀僅由剖面二次力矩之觀點而言考察較為不充分之方面。即，於U字形兩側壁受外壓之結構中，有底部直線部分材料相對於作用荷重而降伏且受破壞之情形、與底部直線部分因屈曲而受破壞之情形，因此著眼於相對於因降伏所致之破壞與因屈曲所致之破壞的強度取得平衡之剖面形狀為有效剖面形狀，從而獲得本發明。
    本發明係鑒於上述背景而成者，其目的在於提供一種可成為由現狀之波紋鋼板之剖面形狀所無法構築之大跨距之波紋鋼板製槽，且可獲得於波紋鋼板製槽之強度與鋼材使用量之關係上波紋鋼板之有效剖面形狀的波紋鋼板(尤其係其波形狀)之設計方法，及使用根據該設計方法而得之波紋鋼板所構築之波紋鋼板製槽。
    解決上述問題之技術方案1之發明之波紋鋼板之設計方法之特徵在於：在設計構成包含波之深度H之波形之波紋鋼板並且兩側壁與底部成U字形之底部直線部長度d的波紋鋼板製槽之上述波紋鋼板之波形狀時，以使波紋鋼板製槽之底部藉由水平作用於上述兩側壁外表面之外壓而屈曲時之全體屈曲相應壓力pcr與降伏時之降伏應力σy相等之方式，設定相對於底部直線部長度d之波之深度H。
    技術方案2之特徵在於技術方案1之波紋鋼板之設計方法中，以使下述(1)式所示之全體屈曲相應壓力pcr與降伏應力σy相等之方式，設定相對於底部直線部長度d之波之深度H；其中，d：底部直線長度mm pcr：全體屈曲相應壓力N/mm2 E：彈性係數N/mm2 σy：降伏應力N/mm2 B：波紋鋼板之寬度(=與波紋鋼板製槽之波正交方向之長度)mm I：波紋鋼板之每寬度B之剖面二次力矩mm4 A：波紋鋼板之每寬度B之剖面積mm2
    技術方案3之特徵在於技術方案2之波紋鋼板之設計方法中，根據下式(7)而設定相對於底部直線部長度d之波之深度H，其中，a：波之振幅(=H/2)mm t：板厚mm
    技術方案4之特徵在於技術方案2之波紋鋼板之設計方法中，根據下式(9)而設定相對於底部直線部長度d之波之深度H，其中，a：波之振幅(=H/2)mm
    技術方案5之波紋鋼板之設計方法之特徵在於：在設計構成包含波之深度H之波形之波紋鋼板並且兩側壁與底部成U字形之底部直線部長度d之波紋鋼板製槽的上述波紋鋼板之波形狀時，基於波紋鋼板製槽之底部藉由水平作用於上述兩側壁外表面之外壓而屈曲時之全體屈曲相應壓力pcr與藉由外壓而降伏時之降伏應力σy成為相等的底部直線部長度d與波之深度H的關係，以使屈曲荷重大於降伏荷重之方式，設定相對於底部直線部長度d之波之深度H。
    技術方案6之特徵在於技術方案5之波紋鋼板之設計方法中，包括如下步驟：設定波紋鋼板製槽之底部藉由水平作用於上述兩側壁外表面之外壓而屈曲時之全體屈曲相應壓力pcr與藉由外壓而降伏時之降伏應力σy成為相等的相對於底部直線部長度d之波之深度H的第1關係線；基於上述第1關係線，於每個特定區間設定相對於底部直線部長度d之波之深度H為階段性變化的第2關係線；及，基於上述第2關係線，設定相對於底部直線部長度d之波之深度H；且，相對於上述第1關係線之一區域係屈曲荷重大於降伏荷重之區域，相對於上述第1關係線之另一區域係降伏荷重大於屈曲荷重之區域；上述第2關係線設定於上述一區域內，在一上述特定區間內，不論底部直線部長度d之變化如何，波之深度H均固定。
    技術方案7之發明之波紋鋼板之設計方法之特徵在於：在設計構成包含波之深度H之波形之波紋鋼板並且兩側壁與底部成U字形之底部直線部長度d之波紋鋼板製槽的上述波紋鋼板之波形狀時，根據下式(8)而設定相對於底部直線部長度d之波之深度H，其中，a：波之振幅(=H/2)mm t：板厚mm[數4]
    技術方案8之發明之波紋鋼板製槽之特徵在於：包含波之深度H之波形之波紋鋼板並且兩側壁與底部成U字形之底部直線部長度d之波紋鋼板製槽中的上述波紋鋼板之波深度H，具有根據如技術方案1至7中任一項之波紋鋼板之設計方法而決定之尺寸。
    由本發明之設計方法所得之波紋鋼板中，與波紋鋼板製槽之特定底部直線部長度d對應的波之深度H係以使用該波紋鋼板構成之波紋鋼板製槽之底部直線部分屈曲時之全體屈曲相應壓力pcr與上述底部直線部分降伏時之降伏應力相等之方式設定。即，使用該波紋鋼板構成之波紋鋼板製槽中，該波紋鋼板製槽之底部直線部分屈曲時之全體屈曲相應壓力pcr與上述底部直線部分降伏時之降伏應力σy大致相等。
    因此，全體屈曲與降伏大致同時產生。產生全體屈曲時對降伏有裕度、或相反地產生降伏時對全體屈曲有裕度意味著，波紋鋼板製槽之構件剖面對於作用荷重未全面地負擔；而全體屈曲與降伏大致同時產生意味著，構件剖面對作用荷重全面負擔。因此如此之剖面形狀可以說波紋鋼板製槽之強度與鋼材使用量之關係上為有效之剖面形狀(波形狀)。
    技術方案2之式(1)中表示在根據技術方案1之發明設計剖面形狀時，用於以全體屈曲相應壓力pcr與相當於降伏壓力py相等之方式設定波之深度(=2×波之振幅a)的具體式。
    技術方案3中表示用以根據技術方案2之發明而設定波紋鋼板之波之深度H(=2a)的直接式。該式中若求得板厚t之數值，則可直接獲得底部直線長度d與波之深度H(=2a)之關係。
    技術方案4中亦表示用以根據技術方案2之發明而設定波紋鋼板之波之深度H(=2a)的直接式，但該技術方案4中，技術方案3之式中板厚t之影響微小，因此省略板厚t之項，而表示作為底部直線長度d與波之深度H(=2a)之直接關係的簡化之式。藉此，波紋鋼板之波形設計變得極其簡易。
    以下，參照附圖說明實施本發明之波紋鋼板之設計方法，及使用根據該設計方法而得之波紋鋼板所構成之波紋鋼板製槽。 [實施例1]
    本發明之實施形態中，在設計構成包含波之深度H之波形之波紋鋼板並且兩側壁與底部成U字形之底部直線部長度d之波紋鋼板製槽的上述波紋鋼板之波形狀時，以使波紋鋼板製槽之底部藉由水平作用於上述兩側壁外表面之外壓而屈曲時之全體屈曲相應壓力pcr與藉由上述外壓而降伏時之降伏應力σy相等之方式，設定相對於底部直線部長度d之波之深度H。
    於圖1對此進行說明，如(a)波紋鋼板製槽1於其兩側之側壁2之外表面受水平外壓(箭頭所示)之情形時，壓縮荷重作用於底部3之直線部(底部直線部長度d部分)。圖2中表示壓縮荷重(空心箭頭所示)作用於底部直線部之狀況。此時，作為破壞態樣，有如圖1(b)所示底部直線部不保持直線狀態而屈曲之屈曲破壞之情形、與如圖1(c)所示底部直線部保持直線狀態下被壓縮而降伏之降伏破壞之情形。圖1(b)、(c)中，2點鏈線表示波紋鋼板製槽之原來之剖面形狀，d'、d"表示與原來之底部直線部長度d對應部分之長度。
    圖4係顯示波紋鋼板製槽中所使用之一般之波紋鋼板之波形狀，b表示波紋之間距，H表示波紋之深度，t表示板厚。如同圖所示，一般之波紋鋼板之波形狀係藉由直線與曲線之組合而形成，但自計算簡化之觀點出發，如圖5所示，將波形狀作為近似sin波(正弦曲線)。
    圖5中，b係波之間距，a係波之振幅(=H/2(波之深度H之一半)。又，如圖示將板厚t作為近似2個Sin波間之距離。
    上述全體屈曲相應壓力pcr以式(1)表示。該全體屈曲相應壓力pcr之式(1)係根據歐拉公式(Euler's Formula)之兩端銷支撐交界條件而導出。
    上述式(1)之符號pcr、E、σy、I、A、B、d如下述。
    d：底部直線長度mm pcr：全體屈曲相應壓力N/mm2 E：彈性係數N/mm2 σy：降伏應力N/mm2 B：波紋鋼板之寬度(=波紋鋼板製槽之寬度(管軸方向之長度))mm I：波紋鋼板之每個寬度B之剖二次力矩mm4 A：波紋鋼板之每個寬度B之剖面積mm2
    如上所述之本發明中，以波紋鋼板製槽之底部直線部屈曲時之全體屈曲相應壓力pcr與降伏時之降伏壓力σy相等之方式，設定波紋鋼板之波形狀。即，σy=pcr，因此下式(2)直接成立。
    式(2)中之A(波紋鋼板之寬度B之剖面積)可藉由算出1波長(波之間距b)之剖面積，使其為B/b倍而求得，如記載之式(3)顯示於之後的段落中。式(3)中之「B/b」係上述B/b倍。
    將導出求得波紋鋼板之寬度B之剖面積A之式(3)的要領表示於圖6。圖6之URSV所包圍部分之面積係波之間距b之1/4部分之面積，因此係剖面積A之1/4(A/4)。該剖面積A/4(=面積URSV)係URZ所包圍之面積-VSZ所包圍之面積。因此獲得式(3)。解出式(3)之右邊，獲得式(4)。
    [數8]A=B．t………(4)
    另，式(3)右邊之計算過程如下。
    式(2)之I(剖面二次力矩)與A之情形相同，可藉由算出1波長(波之間距b)之剖面二次力矩，使其為B/b倍而求得，如式(5)所示。
    將導出求得波紋鋼板之I(剖面二次力矩)之式(5)的要領表示於圖7。圖7之URSV所包圍部分之剖面二次力矩i係1波長(波之間距b)之剖面二次力矩之1/4。並且，該剖面二次力矩i(=URSV部分之剖面二次力矩)係URZ所包圍部分之剖面二次力矩i1-VSZ所包圍之部分之剖面二次力矩i2(i=i1-i2)。因此I=4．B/b.i，獲得式(5)。
    另，例如URZ所包圍部分之剖面二次力矩i1係將對於圖7中微小面積△K部分之圍繞中立軸(X軸)之剖面二次力矩y2．△K從y=0至y=a+t/2進行積分者。對於剖面二次力矩i2亦相同。
    解出式(5)之右邊，獲得式(6)。
    作為式(2)中之A及I，代入式(4)中之A及式(6)之I，對波之振幅a進行整理，獲得式(7)。

    式(7)係表示全體屈曲相應壓力pcr與降伏應力σy相等之條件(板厚t與底部直線部長度d之波之振幅a之關係)。
    根據式(7)可知，波之間距b與全體屈曲相應壓力pcr及降伏應力σy相等之條件無關。但全體屈曲相應壓力pcr自身之大小如式(1)當然有關(原因在於若波之間距變化則係剖面積A、剖面二次力矩I改變)。
    使用與圓形2型波紋製管之材質相同之SS330之情形時，對於板厚t為2.7 mm與4.0 mm該2種，將式(7)之關係表示於圖中，如圖8所示。該圖中，將縱軸修正為波之深度H(波之振幅a之2倍)顯示。
    另，式(7)中，E=2.1×105 N/mm2
    σy=205 N/mm2。
    如圖8，表示底部直線部長度d與波之深度H之關係之關係線幾乎為直線。又，板厚t為2.7 mm之情形時底部直線部長度d與波之深度H之關係、及板厚t為4.0 mm之情形時底部直線部長度d與波之深度H之關係在圖8中可見為1條關係線，幾乎相同(實際為2條線，在彩色顯示之圖中可識別)。
    底部直線部長度d與波之深度H之關係在圖8之關係線上時，屈曲荷重與降伏荷重相等(全體屈曲相應壓力與降伏應力相等)，此時之剖面形狀在波紋鋼板製槽(波紋製槽)之耐力與鋼材使用量之關係上最有效。
    位於關係線上方之區域係屈曲荷重大於降伏荷重之區域。即，該區域中波紋鋼板製槽之破壞由降伏產生。又，位於關係線下方之區域係降伏荷重大於屈曲荷重之區域。即，該區域中波紋鋼板製槽之破壞由屈曲產生。底部直線部長度d與波之深度H之關係越從關係線向上或下偏移，則屈曲荷重與降伏荷重之差越大，成為效率低之剖面形狀，對於所要求之允許荷重，鋼材使用量增大。
    如上所述，底部直線部長度d與波之深度H之關係在圖6之關係線上，在所要求之允許荷重與鋼材使用量之效率性之觀點上最佳。
    然而，若屈曲荷重大於降伏荷重，則屈曲破壞不先行於降伏破壞，使用波紋製管之構造體之韌性提高，防止急劇破壞之產生，因此理想的是採用位於關係線上方之區域屈曲荷重大於降伏荷重之區域之範圍。
    即，在底部直線部長度d與波之深度H(H=2a)之關係上而言，如式(8)所示進行設定，在防止急劇破壞產生之上較理想。
    採用相對於如上所述之底部直線部長度d之波之深度H(=2a)之設定方法，從而獲得如下效果。
    ．可有效利用材料強度，可有效使用鋼材，從而節約鋼材之使用量。
    ．可應用於大跨距之波紋鋼板製槽構造體。
    ．可減少支柱等支撐保護構件之數量，謀求鋼材使用量之削減或施工性之提高。又，使支撐保護構件之數量相同，尺寸為小尺寸之情形時，可削減鋼材使用量。
    ．剖面剛性(剖面二次力矩)變高，因此在相同荷重條件下可使板厚變薄。
    ．加深波之深度H，從而與地盤之附著量增加，因此可在比先前陡的斜面上設置。
    ．加深波之深度H，從而流速不會超過必要地變快，在陡斜面上亦無需消能裝置
    ．屈曲荷重設定為大於降伏荷重之情形時，屈曲破壞不先行於降伏破壞，波紋鋼板製槽之韌性提高，防止急劇破壞之產生。
    如上所述，圖8中關係線幾乎為直線，且不論板厚t如何幾乎可見為1條，式(7)中，表示對於底部直線部長度d之項，板厚t之項明顯較小，可忽視板厚t之影響。即，即便使式(7)中之底部直線部長度d設為圖8中最小之2000 mm，使板厚t設為較厚的4.0 mm，亦滿足d2=4×106、t2=16，d2》t2，因此認為即便考慮到各係數(2σy/π2E、1/6)值之大小，可忽視板厚t之影響(詳細計算省略)。
    因此，可取代式(7)，而使用實用之下式(9)之近似式。
    如式(7)或式(9)，底部直線部長度d與最佳波之深度H(=2a)之關係依賴於降伏應力(σy)(無根據鋼之種類而產生之彈性係數E之差)。因此可根據所使用之鋼材之降伏應力，求得底部直線部長度d與最佳波之深度H(=2a)之關係。例如作為波紋製槽之材料廣泛使用之SS330的降伏應力為205 N/mm2。另，作為具體範圍，板厚t為1.6~9.0 mm。彈性係數為20.1×104~21.6×104 N/mm2。降伏應力σy為168~325 N/mm2。
    如此之設計方法在波紋鋼板製槽之底部直線部長度d較大之情形時效果尤其顯著。底部直線部長度較小之情形時，即使不過度設置補強構件，亦可以板厚之調整程度充分進行強度對策。另一方面，底部直線部長度較大之情形時，會產生使用較多補強構件之必要性。採用如本實施形態之最佳設計方法，可降低如此之補強構件。上述實施形態中，作為效果顯著之範圍，表示關於底部直線部長度d為2000 mm以上範圍之例。底部直線部長度d之下限值不限於2000 mm，根據材質等而有所不同，例如可為1000 mm，亦可為3000 mm。關於上限值無特別限定，但可為6000 mm。另，實施形態中，表示關於底部直線部長度d在5000 mm以下範圍之例。
    又，基於圖8之圖，只要是屈曲荷重與降伏荷重相等之關係線上、或屈曲荷重大於降伏荷重之區域，則如何設定相對於底部直線部長度d之波之深度H均可，但亦可對於該區域規定上限。例如亦可考慮安全率而規定上限。具體言之，如圖12所示，設定如「屈曲荷重/安全率=降伏荷重」之底部直線部長度d與波之深度H之關係線。此處，採用安全率=1.68。相對於管徑D之波之深度H亦可設為「屈曲荷重=降伏荷重」之關係線與「屈曲荷重/安全率=降伏荷重」之關係線之間的值。藉此，即可使屈曲破壞不先行於降伏破壞，且對於降伏強度可確保充分之安全性。另，安全率只要使用針對材質等所規定之值即可，根據國家的不同等而基準不同之情形時，只要使用符合該基準之值即可。 [實施例2]
    以在式(7)或式(9)所得之關係線上之方式設定底部直線部長度d與波之深度H之關係之情形時，非階段性對應底部直線部長度d之大小而設定波之深度H，製造上、施工上其他各方面較複雜，成本增加，因此使波之深度H對底部直線部長度d階段性對應較為實用。
    例如如圖9所示，可採用對底部直線部長度d之每1000 mm改變波之深度H之設定方法。
    階段性改變之情形時，相比急劇產生破壞之屈曲破壞，不易產生急劇破壞之降伏破壞可以說更適於作為構造體之破壞樣態，因此以降伏破壞先行之方式設定，即於「屈曲荷重>降伏荷重」之區域中進行設定(以不進入「屈曲荷重<降伏荷重」之區域之方式設定)較佳。圖9中之階段性關係線係如此之設定。如下具體表示底部直線部長度d每個範圍波之深度H。
    底部直線部長度d在2000 mm~3000 mm範圍內，波之深度H為84 mm
    底部直線部長度d在3000 mm~4000 mm範圍內，波之深度H為114 mm
    底部直線部長度d在4000 mm~5000 mm範圍內，波之深度H為142 mm
    如上所述，以沿著如圖9之關係線之形狀使波之深度H階段性加深，從而獲得上述各種效果，且非屈曲破壞而是降伏破壞先行，因此防止急劇破壞之產生。
    根據如圖9之方法設定波之深度H之情形時的設定程序為(i)~(iii)。
    (i)設定如波紋鋼板製槽之底部藉由水平作用於上述兩側壁面之外壓而屈曲時之全體屈曲相應壓力pcr與藉由上述外壓而降伏時之降伏應力σy相等的相對於底部直線部長度d之波之深度H的第1關係線(圖9所示之「屈曲荷重=降伏荷重」之關係線)。
    (ii)基於第1關係線，對於底部直線部長度d之每個特定區間(圖9之例中，設定每1000 mm之區間)設定波之深度H階段性變化之第2關係線(圖9所示之階段性關係線)。
    (iii)基於第2關係線而設定相對於底部直線部長度d之波之深度H。
    相對於第1關係線位於上側之區域(一區域)成為「屈曲荷重>降伏荷重」之區域，相對於第1關係線位於下側之區域(另一區域)成為「屈曲荷重<降伏荷重」之區域。第2關係線設於「屈曲荷重>降伏荷重」之區域，一區間內不論底部直線部長度d之變化如何，波之深度H均固定。
    另，階段性設定波之深度H之情形時，如圖12所示，亦可考慮「屈曲荷重/安全率=降伏荷重」之關係線。即，亦可在「屈曲荷重=降伏荷重」之關係線與「屈曲荷重/安全率=降伏荷重」之關係線之間的區域內，設定階段性第2關係線。 產業上之可利用性
    本發明可利用於對於使用波紋鋼板構成之U字形波紋鋼板製槽之上述波紋鋼板進行設計(尤其是對其波紋形狀進行設計)的波紋鋼板之設計方法，及使用根據其設計方法而得之波紋鋼板所構成之波紋鋼板製槽。
    1‧‧‧波紋鋼板製管
    1a‧‧‧波紋鋼板
    2‧‧‧兩側之壁部
    3‧‧‧底部
    A‧‧‧波紋鋼板之每個寬度B之剖面積mm2
    a‧‧‧波之振幅(=H/2)mm
    B‧‧‧波紋鋼板之寬度(與波紋鋼板製槽之波正交方向之長度)mm
    d,d',d"‧‧‧(波紋鋼板製槽之)底部直線長度mm
    E‧‧‧彈性係數N/mm2
    H‧‧‧波之深度mm
    I‧‧‧波紋鋼板之每個寬度B之剖二次力矩mm4
    pcr‧‧‧全體屈曲相應壓力N/mm2
    t‧‧‧板厚mm
    σy‧‧‧降伏應力N/mm2
    圖1係用以說明本發明之實施形態之波紋鋼板製槽之設計方法之說明圖，(a)表示外壓水平作用於波紋鋼板製槽兩側之側壁外表面之狀態，(b)表示全體屈曲相應壓力pcr由上述外壓而作用於波紋鋼板製槽之底部直線部之狀態，(c)表示降伏應力σy作用於底部直線部之狀態。
    圖2係表示壓縮荷重作用於圖1(b)或(c)之波紋鋼板製槽之底部直線部之狀況之圖。
    圖3係表示圖1之波紋鋼板製槽之本體部分之外觀之立體圖。
    圖4係表示構成上述波紋鋼板製槽之波紋鋼板之剖面之波形狀之圖。
    圖5係表示作為本發明之波紋鋼板製槽之設計方法之一實施例，使圖2之波紋鋼板之波形狀近似正弦曲線設定波形狀之情形時其近似波形狀之圖。
    圖6係說明導出求得波紋鋼板之寬度B之剖面積A之式(4)的要領之圖。
    圖7係說明導出求得波紋鋼板之I(剖面二次力矩)之式(6)的要領之圖。
    圖8係將數式(8)之關係圖表化者，且係表示根據本發明之波紋鋼板製槽之設計方法來設計波紋鋼板之波形狀之情形時，底部直線部長度d與波之深度H(波之振幅a之2倍)之關係之一例之圖。
    圖9係顯示將圖8之圖中所示之底部直線部長度d與波之深度H之大致成比例之對應關係修正成波之深度H對底部直線部長度d階段性變化之對應關係的實施例之圖。
    圖10係表示作為1型波紋鋼板製槽廣泛施工之主要剖面形狀之圖，(a)、(b)分別係不同類型。
    圖11係表示作為2型波紋鋼板製槽廣泛施工之剖面形狀之圖。
    圖12係表示圖8所示之底部直線部長度d與波之深度H(波之振幅a之2倍)之關係之一例之圖，且係考慮到安全率之關係之一例之圖。
    1‧‧‧波紋鋼板製管
    2‧‧‧兩側之壁部
    3‧‧‧底部
    d‧‧‧(波紋鋼板製槽之)底部直線長度mm
    d'‧‧‧(波紋鋼板製槽之)底部直線長度mm
    d"‧‧‧(波紋鋼板製槽之)底部直線長度mm
    权利要求:
    Claims (8)
    [1] 一種波紋鋼板之設計方法，其特徵在於：在設計構成包含波之深度H之波形之波紋鋼板並且兩側壁與底部成U字形之底部直線部長度d之波紋鋼板製槽的上述波紋鋼板之波形狀時，以使波紋鋼板製槽之底部藉由水平作用於上述兩側壁外表面之外壓而屈曲時之全體屈曲相應壓力pcr與降伏時之降伏應力σy相等之方式，設定相對於底部直線部長度d之波之深度H。
    [2] 如請求項1之波紋鋼板之設計方法，其中以使下述(1)式所示之全體屈曲相應壓力pcr與降伏應力σy相等之方式，設定相對於底部直線部長度d之波之深度H，其中，d：底部直線長度mm pcr：全體屈曲相應壓力N/mm2 E：彈性係數N/mm2 σy：降伏應力N/mm2 B：波紋鋼板之寬度(=與波紋鋼板製槽之波正交方向之長度)mm I：波紋鋼板之每寬度B之剖面二次力矩mm4 A：波紋鋼板之每寬度B之剖面積mm2
    [3] 如請求項2之波紋鋼板之設計方法，其中根據下式(7)而設定相對於底部直線部長度d之波之深度H，其中，a：波之振幅(=H/2)mm t：板厚mm
    [4] 如請求項2之波紋鋼板之設計方法，其中根據下式(9)而設定相對於底部直線部長度d之波之深度H，其中，a：波之振幅(=H/2)mm
    [5] 一種波紋鋼板之設計方法，其特徵在於：在設計構成包含波之深度H之波形之波紋鋼板並且兩側壁與底部成U字形之底部直線部長度d之波紋鋼板製槽的上述波紋鋼板之波形狀時，基於波紋鋼板製槽之底部藉由水平作用於上述兩側壁外表面之外壓而屈曲時之全體屈曲相應壓力pcr與藉由外壓而降伏時之降伏應力σy成為相等的底部直線部長度d與波之深度H的關係，以使屈曲荷重大於降伏荷重之方式，設定相對於底部直線部長度d之波之深度H。
    [6] 如請求項5之波紋鋼板之設計方法，其中包括如下步驟：設定如波紋鋼板製槽之底部藉由水平作用於上述兩側壁外表面之外壓而屈曲時之全體屈曲相應壓力pcr與藉由外壓而降伏時之降伏應力σy成為相等的相對於底部直線部長度d之波之深度H的第1關係線；基於上述第1關係線，於每個特定區間設定相對於底部直線部長度d之波之深度H為階段性變化的第2關係線；及基於上述第2關係線，設定相對於底部直線部長度d之波之深度H；且相對於上述第1關係線之一區域係屈曲荷重大於降伏荷重之區域，相對於上述第1關係線之另一區域係降伏荷重大於屈曲荷重之區域；上述第2關係線設定於上述一區域內，在一上述特定區間內，不論底部直線部長度d之變化如何，波之深度H均固定。
    [7] 一種波紋鋼板之設計方法，其特徵在於：在設計構成包含波之深度H之波形之波紋鋼板並且兩側壁與底部成U字形之底部直線部長度d之波紋鋼板製槽的上述波紋鋼板之波形狀時，根據下式(8)而設定相對於底部直線部長度d之波之深度H，其中，a：波之振幅(=H/2)mm t：板厚mm
    [8] 一種波紋鋼板製槽，其特徵在於：包含波之深度為H之波形之波紋鋼板並且兩側壁與底部成U字形之底部直線部長度d之波紋鋼板製槽中的上述波紋鋼板之波之深度H，具有根據如請求項1至7中任一項之波紋鋼板之設計方法而決定之尺寸。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    TWI558893B|2016-11-21|Corrugated steel plate design method, and corrugated steel plate groove
    JPWO2011132489A1|2013-07-18|組合せ鋼矢板壁
    KR101086293B1|2011-11-24|조립건축구조물용 용접빔
    TWI575150B|2017-03-21|Corrugated steel plate design method, and corrugated steel plate tube
    JP6432764B2|2018-12-05|柱接合構造
    RU149039U1|2014-12-20|Свая забивная железобетонная составная
    KR20090038865A|2009-04-21|보강 ｈ 빔
    JP6780471B2|2020-11-04|セグメント
    KR20100138455A|2010-12-31|띠장용 홈메우기 블록 및 홈메우기 방법
    KR101870941B1|2018-06-25|파형강판 구조물의 곡선부 결합구조
    JP5633524B2|2014-12-03|鋼矢板地下壁構造
    JP5267879B2|2013-08-21|ボックスカルバートの耐震補強構造
    KR101604726B1|2016-03-22|전단접합판을 이용하여 연결된 암거 및 그 시공방법
    KR102264830B1|2021-06-15|경사면 옹벽 시공용 블록 및 그 시공 방법
    JP6427917B2|2018-11-28|柱梁接合構造
    JP2011157809A|2011-08-18|セグメント
    JP2016020726A|2016-02-04|コルゲート金属板部材の連結構造、及びこれに用いる仮止めワッシャ
    CN210421334U|2020-04-28|坡面柔性截排水装置
    JP5939622B2|2016-06-22|土留壁
    KR102182692B1|2020-11-24|플라스틱 토류판 및 이를 포함하는 조립식 토류판 어셈블리
    CN210395391U|2020-04-24|防渗墙锁口管结构
    AU2014325437B2|2016-10-13|Composite structure
    KR101214774B1|2012-12-21|응력향상구조를 갖는 흙막이 공법용 형강
    JP6804728B2|2020-12-23|構造物の液状化対策構造の設計方法
    JP2012144968A|2012-08-02|変位制御材の最適剛性設定方法
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JPWO2013002095A1|2015-02-23|
    CN103620119A|2014-03-05|
    WO2013002095A1|2013-01-03|
    JP5731647B2|2015-06-10|
    TWI558893B|2016-11-21|
    CN103620119B|2015-05-06|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    JPS5943529U|1982-09-11|1984-03-22|||
    JPH06185035A|1992-12-21|1994-07-05|Tsutsunaka Plast Ind Co Ltd|水路のライニング構造|
    JPH11225611A|1998-02-13|1999-08-24|Nippon Steel Metal Prod Co Ltd|生物生息環境保全水路|
    JP3511176B2|2001-12-11|2004-03-29|俊夫 鎌田|Ｕ字溝|
    JP3796691B2|2003-11-06|2006-07-12|炭平コーポレーション株式会社|Ｕ字溝|
    JP2008266992A|2007-04-20|2008-11-06|Nippon Steel & Sumikin Metal Products Co Ltd|土木構造用の波付け鋼板、及び立坑|
    JP5288878B2|2008-05-12|2013-09-11|日鐵住金建材株式会社|水路用のアスファルト被覆波付け鋼板、及びその製造方法|
    CN102359063B|2011-08-13|2013-08-21|北京交通大学|一种波纹钢板拱式桥涵固定支座|JP2017137735A|2016-02-05|2017-08-10|株式会社Ｔ・Ｐ化学|Ｕ字溝|
    CN106498956A|2016-12-13|2017-03-15|中国水利水电第五工程局有限公司|一种快速安装的u型截污槽|
    CN107977540B|2018-01-10|2021-09-07|华东交通大学|一种基于最优受力状态的波纹钢板拱桥横断面设计方法|
    法律状态:
    2019-08-21| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP2011142474||2011-06-28||
    [返回顶部]