JP2007032055A - コンクリート成形体のボイドユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】コンクリート成形体用の低コストなボイドユニットを提供することを課題としている。
【解決手段】 ボイド12を両側から受け止めて、補助筋14に交差する方向の位置決めを行う支持部と、該支持部に対してボイド12の補助筋14方向の位置決めを行う固定部とからなる複数の受け体16にボイド12を取り付け、ボイド12が取り付けられた各受け体16を補助筋14に取り付けて、コンクリート成形体におけるボイドユニットを構成した。
【選択図】図1

Description

本発明は、ボイドスラブ等のコンクリート成形体のボイドユニットに関する。
従来発泡スチレン等からなる中実又は中空の矩形、球体、四角体、半円型、波型などの成形物、あるいは金属,樹脂,耐水紙等を使用したパイプ状の筒等をコンクリート成形体であるコンクリートスラブ内部に埋設したボイドスラブが公知となっている。ボイドスラブは、軽量であるため、床スパンを大きくとり、小梁や柱を省略することができ、室内空間を大きくとることができる。
ただしボイドスラブの遮音性能は、均一スラブに比較して低いという問題がある。上記ボイドスラブは、上下の薄肉コンクリート部分であるシエル部が軽量床衝撃音遮断性能において中高周波数帯域で、特に1KHZ帯域で共振を起こし、均一スラブに比べてL数が5〜10dB悪化する。重量床衝撃音性能に関しては、単位体積重量を増加させることによってスラブ厚を350mm程度まで上げ、LH−50を確保しているが、特に中高周波数帯域で遮音性能が均一スラブに比べて9dB程度悪化する。
これに対して、格子状碁盤の目状態に鉄筋を配し、所定の碁盤の目に発泡スチレン等からなる軽量球体を位置させた二方向性格子状スラブにおいて、軽量球体を拘束治具で所定の位置に固定して埋設するものが公知となっている(例えば特許文献1参照)。該拘束治具は、ボイドスラブの成形時におけるコンクリートの打設時に、コンクリートによって浮上する軽量球体を上方から抑える構造となっている。
ボイドスラブの特性は軽量球体の位置によって様々なものとなる。ただしこの特性は、埋設されるボイドの位置が全て設計通りにセットされていることが前提となる。このため拘束治具によってボイドの位置をコントロールし、ボイドの位置を全て設計通りにセットすることで、設計上の特性を持つボイドスラブとすることができる。例えばボイドスラブの遮音性を向上させることができる。
ただし軽量球体を拘束治具で所定の位置に固定して埋設する二方向性格子状スラブは、コンクリートの打設時に軽量球体が所定の位置を外れる場合があるという欠点がある。これは打設するコンクリートで軽量球体を浮上させるため、浮上してくる軽量球体が浮上途中で拘束治具のアームに挟まり所定外の位置に固定されたままコンクリートに埋設されたり、側方から外れてしまうこと等による。上記軽量球体が、確実に所定の位置に埋設されないと、設計上の特性を持つボイドスラブとはならない。例えばスラブの強度及び遮音性能が損なわれる。
これに対して本出願人は、複数のボイド(軽量球体)と、各ボイドを固定的に支持する支持体とからなり、該支持体が、コンクリート成形体内に埋め込まれる予め組まれた鉄筋に対して取り付け可能に構成されたボイドユニットを出願している(特願2005−97527号)。当該ボイドユニットは、複数のボイドが支持体に対して所定位置に一体的に取付けられる。
このため例えば支持体を補助筋として上記鉄筋に取付けることにより、鉄筋に対する全てのボイドの位置が位置決め固定され、コンクリートの打設によりボイドスラブが形成された時点でボイドスラブに対するボイドの位置が予め定められた位置にセットされ、設計上の特性を持つボイドスラブとなる。
またボイドユニットを1つのアッセンブルとして取り扱うことができ、壁や傾斜屋根、PC等の所定角度傾斜した鉄筋にボイドユニットを容易に取り付けることができ、これによりボイドを内装したボイドタイプのコンクリート成形体を容易に製造することも可能となる。
特開2003−321894号公報
上記支持体は、ボイドを収容することによってボイドと一体化し、所定の鉄筋に固定されるホルダからなるタイプや、鉄筋側に固定されてボイドを収容する複数のバスケットと、鉄筋側に固定されてバスケットの開口部においてボイドに接して、バスケットからのボイドの抜けを規制する規制体とからなるタイプとなっている。このため支持体に使用する鉄筋の量が多く、支持体に掛かるコストがアップし、1つのボイドスラブにおいてコストが増大するという欠点があった。
上記課題を解決するための本発明のコンクリート成形体のボイドユニットは、コンクリート成形体内に埋め込まれる複数のボイド12と、各ボイド12を固定的に支持する支持体13とからなり、該支持体13が、コンクリート成形体内に埋め込まれる予め組まれた鉄筋1に対して取り付け可能な補助筋14と、該補助筋14に固定され、ボイド12が取り付けられる受け体16とから構成されたボイドユニットにおいて、上記受け体16が、ボイド12を両側から受け止めて、補助筋14に交差する方向の位置決めを行う支持部と、該支持部に対してボイド12の補助筋14方向の位置決めを行う固定部とからなることを第1の特徴としている。
第2に、固定部が、ボイド12に差し込まれ、且つ支持部に係止され、ボイド12を位置決め固定する固定杆22からなることを特徴としている。
第3に、支持部が、1つの略リング状の金属線17の湾曲によって形成される対向するアーム18からなることを特徴としている。
第4に、アーム18の先端に、固定杆22が係合する受け部19を形成し、固定杆22を、ボイド12を貫通し、両端が受け部19に係止されるものとしたことを特徴としている。
以上のように構成される本発明の構造によると、支持部はボイド全体を覆う必要がなく、例えばボイドの補助筋の反対側を裸出させて、支持部と固定部とによってボイドを位置決め固定することができる。これにより金属の使用量を少なくして支持部を構成することができ、ボイドユニットの製造コストを低コストに抑えることができるという利点がある。
またボイドの補助筋の反対側を裸出させると、ボイドユニットを上下に裸出するボイド同士が接するように一纏めにすることによって、ボイドユニットを荷崩れを防止して容易に纏めて搬送することができるという利点もある。なお支持部を1つの略リング状の金属線の湾曲によって形成される対向するアームから構成することによって、支持部を容易に製造することができ、ボイドユニットをさらに低コストで製造することができるという効果がある。
一方固定部を、ボイドに差し込まれ、且つ支持部に係止されることによって、ボイドを位置決め固定する固定杆から構成することによって、固定部によるボイドの位置決めを容易に行うことができる。特にアームの先端に、固定杆が係合する受け部を形成し、固定杆を、ボイドを貫通し、両端が受け部に係止されるものとすることによって、一本の固定杆によりボイドの取り付けを容易に行うことができる。
図1は本発明のボイドユニットを使用して製造されるコンクリート成形体であるボイドスラブの鉄筋(スラブ骨格)1の斜視図である。型枠内に鉄筋の骨格2を配置し、該骨格2に対してボイドユニット3を配置して取り付けることによってスラブ骨格1が形成される。従来同様型枠(図示しない)に対してスラブ骨格1を位置決めし、型枠内にコンクリートを打設することによってボイドスラブが形成される。
上記鉄筋の骨格2は、主筋上端鉄筋4と配力筋上端鉄筋6とが直交して上方側において格子状に組み合わされた上格子鉄筋7と、主筋下端鉄筋8と配力筋下端鉄筋9とが直交して下方側において上方側と同じ格子状に組み合わされた下格子鉄筋11とが、所定距離を介して上下に配置された構成となっている。
配力筋上端鉄筋6,主筋上端鉄筋4,配力筋下端鉄筋9,主筋下端鉄筋8とによって複数の格子空間が形成されている。各格子空間にボイド12が配置される。主筋上端鉄筋4に沿った1列のボイド12が1つの支持体13に取付けられたボイドユニット3となっている。複数のボイドユニット3が配力筋上端鉄筋6の延出方向に並んで配置されている。ボイドユニットの上記配置によって各格子空間に各ボイド12が配置される。
本ボイドユニット3に使用されるボイド12は、発泡スチレン等からなる中実軽量球体である。外皮に比較して内側の密度が高い。従来65倍程度であるが、本実施形態においては45倍程度となっている。ボイド12には中心を通過するボイドユニット3への取付け用の孔21(図5参照)が予め設けられている。
ボイド12の表面は、必要に応じて平面に限らず様々の形状とすることができる。例えばゴルフボールの表面の様に凹部即ち複数個の大小ディンプルを配したり、逆に凸部を設けて衝撃波を乱反射したり拡散することを可能とすることができる。
図2〜図5に示されるように、ボイドユニット3の支持体13は、平行に設けられた2本の鉄筋14と、該鉄筋14に取り付けられる受け体16とからなる。支持体13の鉄筋14は配力筋上端鉄筋6にワイヤによる締結等により固定的に取り付けられる。これによりボイドユニット3が骨格2に固定して取り付けられる。このボイドユニット3の取り付けによって、支持体13の鉄筋14は、主筋上端鉄筋4に対して平行なスラブ骨格1の補助筋となる。
受け体16は湾曲形成された略リング状の金属線17からなる。該金属線17の両端部分を対向するように湾曲させ、該両端部分が対向するアーム18となるように受け体16が形成されている。図5に示されるように、略リング状の金属線17は、両アーム18の先端が、両鉄筋14に接した状態のボイド12の中心を通過する平面S1の近傍に達し、ボイド12の外形に概ね沿うように湾曲している。
図2,図3に示されるように、金属線17が略リング状をなすため、各アーム18は2本の金属線が所定間隔を介して配された形状となる。上記平面S1に直交してボイド12の中心を通過する平面S2を挟んだ両側において、両アーム18はボイド12を挟持する。両アーム18の先端には、舌状に突出した受部19が形成されている。両鉄筋14に接したボイド12が両アーム18によって挟持された状態において、ボイド12の中心を通過する線(中心線)が受部19を通過する。
図6に示されるように、ボイド12を両鉄筋14の間に位置させて両鉄筋14に押接させながら、支持体13における両アーム18間に、ボイド12を挿入し、該ボイド12の取付け用の孔21を両受部19に合わせ、直線状の金属棒からなる固定杆22を一方の受部19の外側からボイド12の取付け用の孔21に挿入し、固定杆22を他方の受部19の外側に突出させ、その後図2〜図5に示されるように、固定杆22の一方の端部をフック状に湾曲させて一方の受部19に係止させ、固定杆22の他方の端部を屈曲させて他方の受部19からの抜けを防止するように係止させることによって、ボイド12が、両鉄筋14に押接された状態又は接した状態で、固定杆22を介して受け体16に固定される。なお固定杆22の両端を単に屈曲させることで、固定杆22を両受部19に係止させてもよい。
2本の金属線が所定間隔を介して配された両アーム18は、比較的少ない金属線の量でボイド12を受け止め、ボイド12の鉄筋14に交差する方向の位置決めを行い、ボイド12を安定して挟持して支持する。受け体16(アーム18)は略リング状の金属線の曲げのみによって形成されるため、金属の使用量が少なくて済むだけでなく、形状加工が容易で、整形が簡単に行われる。
一方本支持体13は、ボイド12と受け体16との固定が、一本の棒状の固定杆22を、両鉄筋14に接したボイド12を貫通させ、該固定杆22の両端を受部19に係止することによって簡単に行われる構造となっている。固定杆22によりボイド12は鉄筋14の方向の位置決めが行われる。以上により支持体13全体において、金属の使用量が少なく、加工が簡単であるため、ボイドユニット3の製造コストを低コストに抑えることができる。
上記構成のボイドユニット3が骨格2に取り付けられてスラブ骨格1が形成されるため、コンクリートの打設前にボイド12がスラブ骨格1に一体的に所定の位置に固定されて位置決めされる。スラブ骨格1はコンクリートの打設前に、コンクリートの打設に使用する型枠に対して所定の位置に位置決めされる。
これにより各ボイド12が、打設されるコンクリートによってばらばらに浮き上がったり、引っかかったりすることはなく、またスラブ骨格1自体が型枠に対して浮き上がったりすることもなく、各ボイド12が、スラブ骨格1に対して予め定められた位置に位置決めされた状態でコンクリートの打設が行われ、各ボイド12は完成したコンクリートスラブに対して、予め定められた位置に位置決めされ、設計どおりのコンクリートスラブが形成される。このため完成したコンクリートスラブは設計どおりの性能を持つ。
なお図7に示されるように、受部19の上方部分を絞り、固定杆22の受部19から上方への抜けを防止するように構成することもできる。これによりボイド12を両鉄筋14に押接して、ボイド12を固定杆22と両鉄筋14とによって挟み込んで固定する必要がなくなり、固定杆22のみでボイド12を受け体16に固定することが可能となる。
これにより図8に示されるように、アーム18の鉄筋14から突出する長さを調節することにより、鉄筋14に対するボイド12の上下位置を調節することができる。1つのボイドユニット3に複数種類のアーム18を混在させ、1つのボイドユニット3に異なる高さのボイド12を設けることもできる。
鉄筋14に対するボイド12の上下位置を調節することにより、コンクリートスラブに対するボイド12の位置を様々に設定することができ、様々な性能のコンクリートスラブを容易に製造することができる。アーム18の形状は、図7に示されるように楕円弧状や、図8に示されるような矩形形状等様々な形状が考えられる。
また図9,図10に示されるように、側面視で上下がカットされた楕円形状をなすボイド15を使用することもできる。この場合、各アーム18に、受部19を複数(本実施形態においては2つ)設け、ボイド15の受部19に対応する部分に取付け用の孔を設け、固定杆22を取付け用の孔を通過させ、両端側で受部19に係止することによって、上記形状のボイド15を取り付けることができる。
ボイド15の受け体16への固定手段は、固定杆22のみでボイド15を受け体16に固定する手段や、ボイド15を両鉄筋14に押接して、ボイド15を固定杆22と両鉄筋14とによって挟み込んで固定する手段のどちらを採用することもできる。なお図9,図10において、図1〜図8と共通の符号は、同一部品を示し、同一機能については説明を割愛する。
上記のように複数の固定杆22を使用することによって、ボイドがいかなる形状であっても、本受け体16に簡単に取り付けることができる。また一本の固定杆22を使用してボイドを固定する場合も、ボイドの形状に制限はない。
上記ボイド12の支持体13への取付構造により、上記平面S1の一方側にアーム18の殆ど全てが存在し、平面S1の他方側には、殆ど存在しない。これによりボイドユニット3における鉄筋14の反対側は、ボイド12が裸出した状態となる。
このため複数のボイドユニット3を搬送する際、図11,図12に示されるように、複数のボイドユニット3をボイド12が上方を向くように並列配置し、隣接するボイドユニット3の上方位置に、ボイド12が下方を向くようにボイドユニット3を並列配置すると、上側のボイドユニット3のボイド12と、下側のボイドユニット3のボイド12とが互いに接する。
これにより複数のボイドユニット3を荷崩れを防止して一纏めにすることができ、搬送作業を容易に行うことができる。特にボイド12を発泡スチレンから構成することによって、上方側のボイドユニット3と下方側のボイドユニット3との滑りが防止され、一纏めのボイドユニット3の安定度が向上する。
なおボイドユニット3の配置は、図11に示されるように、上下のボイドユニット3を直交させて配置することも、図12に示されるように、上下のボイドユニット3を平行に配置することもできる。
一方本ボイドユニット3を使用して構成されるスラブ骨格1を使用してコンクリートスラブを形成する場合、前述のようにスラブ骨格1を型枠に位置決めして取り付ける必要がある。スラブ骨格1を型枠に対して位置決めする部材として、図13に示されるような鉄筋ストッパ26を使用することができる。
上記鉄筋ストッパ26は、略逆J字状の本体27と、樹脂等からなる台座28と、アンカー29とからなる。本体27の湾曲部分は主筋上端鉄筋4に係合する係合部42となっている。本体27は下端部分にタップがたてられており、ネジ部27aが形成されている。アンカー29は、ボルト31にストッパ32が挿入されて構成されている。
台座28には、本体27のネジ部27aとアンカー29のボルト31がそれぞれ螺合する2つのナット33,34が上下に位置して埋め込まれている。上方側のナット33に本体27のネジ部27aが螺合される。下方側のナット34にアンカー29のボルト31が螺合される。
下方側のナット34の下方位置には、アンカー29のボルト31が自由に挿通するネジ孔を持つナット36が、台座28に埋め込まれて設けられている。台座28の下方には、ナット36に螺合するボルトの挿入が可能なボルト挿入孔37が設けられている。
ナット36とナット34との間には、アンカー29のボルト31を、ナット36を通過させてナット34に螺合させることができるアンカー挿入孔35が、ボルト挿入孔37と同心で設けられている。台座28の上方には、ナット33に本体27のネジ部27aを螺合させるための本体挿入孔38が設けられている。型枠39における鉄筋ストッパ26の取り付け位置には、アンカー29のボルト31を挿入するための取付孔41が設けられている。
コンクリートの打設前に、型枠39の取付孔41に合わせて台座28を配置し、本体27の係合部42を主筋上端鉄筋4に引っ掛け、且つ本体27のネジ部27aをナット33に螺合させることによって、本体27が台座28と一体的に主筋上端鉄筋4に係止されてスラブ骨格1に取り付けられる。
一方型枠39の外側から取付孔41に、アンカー29のボルト31を挿入してボルト31をナット34に螺合させることによって、アンカー29が台座28に一体的に取り付けられる。アンカー29のストッパ32は、型枠39の外側に位置し、上記のように係合部42が主筋上端鉄筋4に係合することによってスラブ骨格1に係止された鉄筋ストッパ26は、アンカー29を取付部とし、台座28とストッパ29に挟持されて型枠39に一体的に取り付けられる。スラブ骨格1は、型枠39に対して本体17の長さに応じた位置に位置決めされる。
これによりコンクリートの打設時にスラブ骨格1が浮き上がり、コンクリートスラブの成形不良が発生する等の不都合を防止することができ、コンクリートスラブ40が正常に成形される。コンクリートは鉄筋ストッパ26の本体17より上方にまで打設される。
なおアンカー29を上方から挿入孔41に挿入して嵌通させることとにより、挿入孔41への挿通時に一時的に窄まりながら開口孔28を通過するストッパー32が、貫通後に元に戻り開いた状態となって、上方への抜けを規制するようにしてアンカー29を型枠39に取り付けることもできる。
上記型枠39はコンクリートスラブ40の完成時に取り外される。アンカー29は、ナット34に螺合して取り付けられているため、台座28に対して着脱自在となっている。このため型枠39の取り外し時に、ボルト31を台座28から取り外すことにより、アンカー29を簡単に取り外すことができる。
上記台座28はコンクリートスラブ40の完成時にはコンクリートスラブ40内に埋め込まれるが、台座28の底面は、型枠39に密着されているため、台座28の底面はコンクリートスラブ40の底面に裸出する。このため完成したコンクリートスラブに、ボルト挿入孔37を介して、ナット34又はナット36に他のボルトを螺合させて取付けることができる。
特にナット36は、ナット34より大きな径のボルトを螺合することができる。このため、台座28を吊り天井や各種設備用のボルトの受けとすることができる。例えば図14に示されるように、上記ナット36にボルト挿入孔37を介してボルト45を螺合させて取り付け、該ボルト45に、吊り天井用のTバー受けチャンネル43を保持するチャンネルハンガー44を2つのナット46,47によって取り付けることによって、吊り天井用のTバー受けチャンネル43を簡単にコンクリートスラブ40に取り付けることができる。
従来も例えば特願2005−97527号に示されるように、鉄筋ストッパの台座を使用し、鉄筋ストッパの本体やアンカーの取り付け用のナットを、吊り天井や各種設備の吊りボルトのアンカー(受け)として利用するものがあった。
しかし鉄筋ストッパの本体やアンカーの取り付け用のナットを兼用するため、鉄筋ストッパの本体やアンカーに本来必要なボルトの径と、吊り天井や各種設備用のボルトに必要な径とが異なっている場合、ナットとボルトの径をいずれか一方に合わせる必要があり、場合によっては必要以上に太い径のボルトを本体やアンカーに使用することになるという欠点があった。
しかし上記鉄筋ストッパー26の構造により、本体27やアンカー29の取り付け用のナット33,34と他のボルト取り付け用のナット36とが各別に設けられているため、吊り天井や各種設備用のボルトとして、アンカー29のボルト31とは異なる径のもの、例えばアンカー29のボルト31や本体27の径より太い径のボルトを使用することができる。
これにより吊り天井や各種設備用のボルトとしてスペックに余裕のあるものを使用することができ、またアンカー29のボルト31にオーバスペックのボルトを使用する必要がなくなる。一方本体27は、予め又は現場合わせで逆J字状に湾曲されるため、強度維持に必要な径以上の径とすると、湾曲作業が容易ではなくなる。
これに対して本鉄筋ストッパー26を使用することによって、本体27を本来必要な太さの杆で形成することができ、湾曲作業を容易に行うことが可能となる。なおナット34を使用することによって、アンカー29のボルト31と同一の径のボルトを吊り天井や各種設備用のボルトとして台座28に取り付けることもできる。
また台座28の内部に下方に行くに従って呼び径が大きくなるように複数のナットを設け、各ナットにそれぞれ合うボルトを挿入することができるように、各ナット間にボルト通過孔を設けることにより、更に複数の径のボルトに対応させることもできる。上記のように本鉄筋ストッパー26は、コンクリートの打設時には、スラブ骨格1の型枠に対する位置決め具として機能し、コンクリートスラブの完成時には、上記ボルト等の受けとして機能する。
なお本鉄筋ストッパ26は、前述のスラブ骨格1を使用する場合以外にも、どのようなスラブ骨格、たとえボイドを設けていないものであっても使用することができ、上記同様にコンクリートの打設時には、スラブ骨格1の型枠に対する位置決め具として機能し、コンクリートスラブの完成時には、上記ボルト等の受けとして機能する。
また上記ボイドユニット3及び鉄筋ストッパ26は、コンクリートスラブ以外でも、いかなるコンクリート成形体を製造成形する場合にも使用することができる。
スラブ骨格の斜視図である。 ボイドユニットの要部側面斜視図である。 ボイドユニットにおける図2の反対側の側面斜視図である。 ボイドユニットの要部平面図である。 ボイドユニットの正面図である。 ボイドユニットの製造過程を示す要部正面図である。 ボイドユニットにおけるボイドの取り付け状態を示す要部側面図である。 ボイドユニットにおけるボイドの他の取り付け状態を示す要部側面図である。 他の形状のボイドを取り付けた状態のボイドユニットの要部平面図である。 他の形状のボイドを取り付けた状態のボイドユニットの要部側面図である。 搬送のためにボイドユニットを一纏めにした状態を示す正面図である。 搬送のためにボイドユニットを一纏めにした状態の他の実施形態を示す正面図である。 鉄筋ストッパを使用したコンクリートスラブの断面図を示す。 鉄筋ストッパの台座を使用して吊り天井用のボルトを取り付けた状態のコンクリートスラブの断面図を示す。
符号の説明
2 鉄筋の骨格
12 ボイド
13 支持体
14 鉄筋(補助筋)
16 受け体
17 略リング状の金属線
18 アーム
19 受部

Claims (4)

  1. コンクリート成形体内に埋め込まれる複数のボイド(12)と、各ボイド(12)を固定的に支持する支持体(13)とからなり、該支持体(13)が、コンクリート成形体内に埋め込まれる予め組まれた鉄筋(1)に対して取り付け可能な補助筋(14)と、該補助筋(14)に固定され、ボイド(12)が取り付けられる受け体(16)とから構成されたボイドユニットにおいて、上記受け体(16)が、ボイド(12)を両側から受け止めて、補助筋(14)に交差する方向の位置決めを行う支持部と、該支持部に対してボイド(12)の補助筋(14)方向の位置決めを行う固定部とからなるコンクリート成形体のボイドユニット。
  2. 固定部が、ボイド(12)に差し込まれ、且つ支持部に係止され、ボイド(12)を位置決め固定する固定杆(22)からなる請求項1のコンクリート成形体のボイドユニット。
  3. 支持部が、1つの略リング状の金属線(17)の湾曲によって形成される対向するアーム(18)からなる請求項1又は2のコンクリート成形体のボイドユニット。
  4. アーム(18)の先端に、固定杆(22)が係合する受け部(19)を形成し、固定杆(22)を、ボイド(12)を貫通し、両端が受け部(19)に係止されるものとした請求項3のコンクリート成形体のボイドユニット。
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