JP2009138341A - Metallic expansion anchor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内部コーン打ち込み式の金属拡張アンカーに係り、埋め込み深さが浅く(小さく)、薄形のコンクリート板や、中空部あるいは凹所によって薄い部分が存在するコンクリート製品等に対する施工に好適な金属拡張アンカーに関する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention relates to an internal cone driving type metal expansion anchor, and is suitable for construction on a thin concrete plate, a concrete product in which a thin portion exists due to a hollow portion or a recess, and the embedding depth is shallow (small). It relates to a metal expansion anchor.
建物の天井等に器物を取り付けるために施工する金属拡張アンカーとして内部コーン打ち込み式アンカー(以下、略称して、アンカーとも言う)が多用されている(例えば特許文献1)。
ところで、図10に示すように、例えば、いわゆるPC板(PC:Prestressed Concrete)等、鋼線等のPC鋼材によってプレストレスを導入したプレキャストコンクリート製品であるプレストレストコンクリート製品は、軽量化等のために、中空部91を有するものや、薄い板状に形成されたものが多く提供されており、肉厚が小さい部分が存在する。また、コンクリート外面から内部の鉄筋92までの被り厚が小さいものが多い。
As a metal expansion anchor to be installed in order to attach an object to a ceiling or the like of a building, an internal cone driving type anchor (hereinafter abbreviated as an anchor) is frequently used (for example, Patent Document 1).
By the way, as shown in FIG. 10, for example, a prestressed concrete product which is a precast concrete product in which prestress is introduced by a PC steel material such as a steel wire such as a so-called PC board (PC: Prestressed Concrete) Many of them have a
このようなプレストレストコンクリート製品に施工するアンカーとしては、アンカーの埋め込み深さに制約がある。このため、埋め込み深さが浅く(小さく。例えば50mm以下)て済むアンカーが幾つか提案されている。
埋め込み深さが比較的大きい(深い)アンカーを使用すると、図10に示したように、アンカー93が鉄筋92に接触したり、アンカー93が中空部91に到達して、充分な固定力が得られなくなる可能性がある。
When an anchor having a relatively large embedding depth (deep) is used, as shown in FIG. 10, the
埋め込み深さが浅い(例えば50mm以下)アンカーは、該アンカーを施工したコンクリート躯体に対する固定強度の確保に限界があるため、かなり軽量の器物の取り付けにしか利用できない。しかしながら、上述のようなプレストレストコンクリート製品の急速な普及などによって、埋め込み深さが浅いアンカーの活用ニーズが高まってきている。このため、アンカーのコンクリート躯体に対する固定強度の向上、それによる活用範囲の拡大の要求が高まってきている。 An anchor having a shallow embedding depth (for example, 50 mm or less) has a limit in securing a fixed strength with respect to a concrete frame on which the anchor is constructed, and therefore can be used only for attaching a fairly lightweight instrument. However, due to the rapid spread of prestressed concrete products as described above, there is an increasing need for utilizing anchors with a shallow embedding depth. For this reason, the request | requirement of the fixed strength improvement with respect to the concrete frame of an anchor and the expansion of the utilization range by it has increased.
埋め込み深さが浅いアンカーは、これを施工したコンクリート躯体からの引き抜き方向(下穴の中心軸線に沿った方向の引っ張り)の荷重に対する許容引張耐力の考え方は、埋め込み深さが深いアンカーと変わらない(例えば、アンカーを定着したコンクリート躯体のコーン状破壊により決まる許容引張耐力aの算出にa=σB 1/2・Acを適用できる。σB(kg/cm2):コンクリート圧縮強度、Ac:コンクリートのコーン状破壊面の有効水平投影面積)が、斜め下方への引っ張り等によって作用する剪断方向の荷重(例えば、斜め下方への引っ張り力の水平分力)、つまり、該アンカーのコンクリート躯体表面から突出した部分にアンカー軸心に直交する方向に作用する荷重に対しては、現在のところ、許容応力の考え方、算出法等が確立されていない。 An anchor with a shallow embedding depth is the same as an anchor with a deep embedding depth in terms of the allowable tensile strength against the load in the pulling direction from the concrete frame in which it is installed (the pulling in the direction along the central axis of the pilot hole). (For example, a = σ B 1/2 · Ac can be applied to the calculation of the allowable tensile strength a determined by the cone-shaped fracture of the concrete frame with anchors. Σ B (kg / cm 2 ): Concrete compressive strength, Ac: The effective horizontal projected area of the cone-shaped fracture surface of the concrete is the load in the shearing direction (for example, the horizontal component of the pulling force diagonally downward), that is, the surface of the concrete frame of the anchor. For loads acting in the direction perpendicular to the anchor axis on the part protruding from the Etc. are not established.
図11は、従来例のアンカー201(内部コーン打ち込み式金属拡張アンカー)を、コンクリート製の天井202に施工した状態を模式的に示す。
なお、図11において、上側を上、下側を下として説明する。
FIG. 11 schematically shows a state in which an anchor 201 (internal cone driving type metal expansion anchor) of a conventional example is constructed on a
In FIG. 11, description will be made with the upper side as the upper side and the lower side as the lower side.
このアンカー201は、スリーブ状のアンカー本体203を有し、このアンカー本体203内に収納したコーン204を、アンカー本体203先端の拡張部205に打ち込むことによって、拡張部205が拡張されて、コンクリート躯体(ここでは天井202。以下、符号202を付してコンクリート躯体とも言う)に固定される。アンカー本体203は、コンクリート躯体202に穿孔された下穴202a内に収納される。
但し、アンカー本体203には、下穴202aの下端開口部の周囲に存在するコンクリート躯体の表面(ここでは天井202の下面)に当接される鍔部として機能するような突起は存在しない。
This
However, the anchor
図中符号206は、天井202に固定したアンカー201内側の雌ねじ孔(図示略)にねじ込んで取り付けた器物取付用ボルトであり、この器物取付用ボルト206のアンカー201から下方に突出した部分(以下、ボルト突出部206a)に器物が取り付けられる。
例えば、器物取付用ボルト206(以下、単に、ボルトとも言う)のボルト突出部206aに斜め下方への引張荷重P1が作用した場合、ボルト206には、引張荷重P1の垂直下方への分力paと、水平分力pbとが作用することとなる。
このとき、水平分力pbは、ボルト206と一体のアンカー201に伝達されて、アンカー201がコンクリート躯体202の下穴202a内面を押圧する押圧力となり、コンクリート躯体202に発生する反力によって、コンクリート躯体202がこれを負担する。
For example, when a tensile load P1 obliquely downward acts on a bolt protrusion 206a of an object mounting bolt 206 (hereinafter also simply referred to as a bolt), a component force pa of the tensile load P1 vertically downward is applied to the
At this time, the horizontal component force pb is transmitted to the
アンカー201は、アンカー本体203先端の拡張部205が、コンクリート躯体202に固着されているが、アンカー201に伝達された水平分力は、アンカー201の内、下穴202aの下端開口部の付近に位置する部分に集中的に作用するため、水平分力pbがアンカー201に剪断力として働く。水平分力pbは、コンクリート躯体202の内、下穴202a下端の口縁部202b付近に集中的に作用する。水平分力pbが、コンクリート強度の限界に達すると、前記口縁部202b付近にて、コンクリート躯体202に支圧破壊が生じる。コンクリート躯体202に支圧破壊が生じると、アンカー201に曲げ変形が生じることとなる。
The
上述のように、従来例のアンカー201にあっては、ボルト206に作用した剪断力が、下穴202a下端の口縁部202b付近に集中的に作用する状態となるため、結果的に、剪断に対する抵抗力の向上が難しくなっているものと考えられる。
As described above, in the
本発明は、上述の課題に鑑みて、埋め込み深さが浅い(例えば50mm以下)構成であっても、剪断力に対する抵抗力アップを効果的に実現できる金属拡張アンカーの提供を目的としている。 An object of the present invention is to provide a metal expansion anchor capable of effectively realizing an increase in resistance to a shearing force even when the embedding depth is shallow (for example, 50 mm or less).
上記課題を解決するために、本発明では以下の構成を提供する。
第1の発明は、内部コーン打ち込み式の金属拡張アンカーであって、スリーブ状のアンカー本体と、該アンカー本体の内側の内部孔に収納されて前記アンカー本体の先端部の拡張部に打ち込まれることで前記拡張部を拡開する内部コーンとを具備し、前記内部孔が前記アンカー本体の後端に開口する雌ねじ孔部を有し、前記アンカー本体は、その先端に前記拡張部が形成されているとともに、後端にフランジ状の鍔部を具備し、前記鍔部は、前記アンカー本体からその径方向外側への突出寸法eと、前記アンカー本体の軸心方向における該鍔部の寸法である鍔部厚みtとが、e/t=0.2〜0.7を満たすことを特徴とする金属拡張アンカーを提供する。
第2の発明は、前記鍔部は、前記アンカー本体の固着対象のコンクリート母材に当接される当接面が、前記アンカー本体の軸心に対して垂直の平坦面とされており、該鍔部の外周の端面の一部又は全部が、前記当接面から湾曲する湾曲面とされていることを特徴とする第1の発明の金属拡張アンカーを提供する。
第3の発明は、前記アンカー本体は、その先端から前記鍔部までの距離である埋め込み深さLが50mm以下であり、前記埋め込み深さLと、前記鍔部の外径Dとが、L/D=0.6〜1.5を満たすことを特徴とする第1又は第2の発明の金属拡張アンカーを提供する。
第4の発明は、前記アンカー本体が、前記内部孔を有する筒状部材である本体スリーブと、この本体スリーブの先端部の前記拡張部とは反対の側である後端部に外挿され該本体スリーブに剛結合によって一体化された鍔部用リングとで構成され、前記鍔部が前記鍔部用リングによって構成されていることを特徴とする第1〜3のいずれかの発明の金属拡張アンカーを提供する。
第5の発明は、前記アンカー本体の後端面に、前記アンカー本体の埋め込み深さLに対応する表示が設けられていることを特徴とする第1〜4のいずれかの発明の金属拡張アンカーを提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following configuration.
The first invention is a metal expansion anchor of an internal cone driving type, which is housed in a sleeve-shaped anchor main body and an internal hole inside the anchor main body, and is driven into an expansion portion at the tip of the anchor main body. An internal cone that expands the expansion portion, and the internal hole has a female screw hole portion that opens at a rear end of the anchor body, and the anchor body has the expansion portion formed at a tip thereof. A flange-like flange at the rear end, and the flange has a dimension e protruding outward from the anchor body in the radial direction and a dimension of the flange in the axial direction of the anchor body. Provided is a metal expansion anchor characterized in that the collar thickness t satisfies e / t = 0.2 to 0.7.
According to a second aspect of the present invention, in the flange portion, a contact surface that is in contact with a concrete base material to which the anchor body is fixed is a flat surface perpendicular to the axis of the anchor body, The metal expansion anchor according to the first aspect of the present invention is characterized in that a part or all of the end face of the outer periphery of the collar portion is a curved surface that curves from the contact surface.
According to a third aspect of the present invention, the anchor body has an embedding depth L, which is a distance from the tip of the anchor body to the collar portion, of 50 mm or less, and the embedding depth L and the outer diameter D of the collar portion are L The metal expansion anchor according to the first or second invention is characterized by satisfying /D=0.6 to 1.5.
According to a fourth aspect of the present invention, the anchor main body is extrapolated to a main body sleeve that is a cylindrical member having the inner hole, and a rear end portion on a side opposite to the expansion portion of the front end portion of the main body sleeve. The metal extension according to any one of the first to third aspects, characterized in that it is constituted by a collar ring integrated with the main body sleeve by rigid connection, and the collar part is constituted by the collar ring. Provide anchors.
According to a fifth aspect of the invention, there is provided the metal expansion anchor according to any one of the first to fourth aspects, wherein a display corresponding to the embedding depth L of the anchor body is provided on a rear end surface of the anchor body. provide.
本発明に係る金属拡張アンカーによれば、埋め込み深さが浅い(例えば50mm以下)構成であっても、剪断力に対する抵抗力アップを効果的に実現できる。また、サイズの小さい鍔部によって、剪断力に対する抵抗力を効率良く向上させることができ、鍔部を無用に大型化する必要が無い。 According to the metal expansion anchor according to the present invention, even if the embedding depth is shallow (for example, 50 mm or less), it is possible to effectively realize an increase in resistance to shearing force. Further, the resistance against the shearing force can be improved efficiently by the small ridge, and there is no need to unnecessarily enlarge the ridge.
以下、本発明を実施した金属拡張アンカーについて、図面を参照して説明する。
ここで説明する金属拡張アンカーは、内部コーン打ち込み式アンカーであり、以下、単に、アンカーとも言う。
Hereinafter, a metal expansion anchor embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
The metal expansion anchor described here is an internal cone drive-in anchor and is also simply referred to as an anchor hereinafter.
まず、本発明に係るアンカーの具体例を説明する。
図1はアンカー1の構成を示す図であって、(a)は前記アンカー1を、アンカー本体2の鍔部24側から見た図、(b)は前記アンカー1の構造を示す部分断面正面図、(c)は前記アンカー1を先端側(拡張部22側)から見た図、(d)は前記アンカー1のアンカー本体2の構造を示す部分断面正面図である。
なお、アンカー1について、図1(b)、(d)において右側を先端側、左側を後端側として説明する。
First, a specific example of the anchor according to the present invention will be described.
1A and 1B are views showing the structure of the
The
図1(a)〜(d)に示すように、このアンカー1は、スリーブ状(具体的には円筒状)のアンカー本体2と、このアンカー本体2の内側の内部孔21に収納されて前記アンカー本体2の先端部(軸心方向(長手方向)片側の端部)の拡張部22に打ち込まれることで前記拡張部22を拡開する内部コーン3とを具備する。
As shown in FIGS. 1A to 1D, the
前記アンカー本体2は、該アンカー本体2の先端部を割り溝22aによって複数に分割してなる前記拡張部22と、前記拡張部22とは反対の側のアンカー本体2後端部にフランジ状に突設された鍔部24とを具備した構成となっている。このアンカー本体2は、全体が一体の一部品になっている金属製部材である。
The
割り溝22aは、アンカー本体2の先端面2aからアンカー本体2の後端側へ向けてアンカー本体2に切り込むスリット状に形成されており、アンカー本体2の長手方向(内部孔21の中心軸線(以下、軸心21L)に沿った方向。軸心方向)に沿って延在する。
拡張部22は、前記内部孔21内に収納した前記内部コーン3が打ち込まれることで、外径を拡大するように拡開される。
なお、以下、軸心21Lをアンカー本体2の軸心、あるいは中心軸線とも言う。
The
The
Hereinafter, the
アンカー本体2において、その先端(つまり拡張部22側の先端)から鍔部24までの部分を、以下、スリーブ部25とも言う。前記拡張部22は、スリーブ部25の先端に形成されている。また、スリーブ部25の内、拡張部22以外の部分、つまり、スリーブ部25の内の割り溝22aが形成されていない部分を、以下、筒状胴部23とも言う。
In the anchor
このアンカー1、アンカー本体2にあっては、前記スリーブ部25の長さ寸法(軸方向寸法)が、丁度、埋め込み深さL(図6参照)となっている。
前記鍔部24は、スリーブ状のアンカー本体2の後端を、スリーブ部25よりも太く形成した部分である。この鍔部24は、アンカー本体2の後端から、円筒状のスリーブ部25の外周面と同心円状(軸心21Lを中心とする同心円状)に張り出すように形成されている。
In the
The
このアンカー1において、前記アンカー本体2の前記内部孔21は、アンカー本体2の内側を貫通する貫通孔になっている。具体的には、断面円形の貫通孔になっている。
図1(b)、(d)に示すように、前記内部孔21は、前記拡張部22内に形成されたテーパ孔部21aと、このテーパ孔部21aから前記アンカー本体2後端側へ当該内部孔21の軸心21Lに沿って一定内径で延在するストレート孔部21bと、このストレート孔部21bからアンカー本体2後端側に延在し前記アンカー本体2の後端に開口する雌ねじ孔部21cと、前記テーパ孔部21aからアンカー本体2先端側へ延在しアンカー本体2の先端に開口する先端側延長孔部21dとを具備している。
テーパ孔部21a、ストレート孔部21b、雌ねじ孔部21c、先端側延長孔部21dは、いずれも、内部孔21を貫通する1本の仮想直線である軸心21Lを中心(軸心)として形成された孔である。
In the
As shown in FIGS. 1B and 1D, the
Each of the tapered
前記テーパ孔部21aは、アンカー本体2の後端側から先端側に行くに従って断面積が縮小する先細りの形状、つまり、前記ストレート孔部21bの側から先端側延長孔部21dの側に行くに従って断面積が縮小する先細りの形状になっている。
前記ストレート孔部21bは、テーパ孔部21aの後端の内径で、テーパ孔部21aに連続して形成されている。先端側延長孔部21dは、テーパ孔部21aの先端の内径で、テーパ孔部21aに連続して形成されたストレート孔である。
The tapered
The
また、前記ストレート孔部21bは、テーパ孔部21aから、アンカー本体2の拡張部22と筒状胴部23との境界を越えて、筒状胴部23内に入り込むように形成されている。つまり、前記ストレート孔部21bは、前記アンカー本体2の前記拡張部22の内部から前記筒状胴部23の内部にわたって存在する。
Further, the
内部孔21の雌ねじ孔部21cは、その内径(ここでは、雌ねじ孔部21c内面に形成されている雌ねじ21c1のねじ山の稜線によって形成される内径を指す)が、ストレート孔部21bの内径と同じ、あるいは、ストレート孔部21bの内径よりも大きく形成されている。
このアンカー1においては、アンカー本体2後端における内部孔21の開口部(後端開口部21e)を介して、内部孔21に対する内部コーン3の収納、取り出しが可能である。
なお、ストレート孔部21b、雌ねじ孔部21cの内径は、適宜、設定できることは言うまでも無い。
The internal
In the
Needless to say, the inner diameters of the
前記内部コーン3は、コーン本体31と、このコーン本体31に突設された先細り形状の突部であるテーパ突部32とを具備する。
テーパ突部32は、円柱状のコーン本体31の軸心方向片端に突設されている。このテーパ突部32は、コーン本体31からの突出先端からコーン本体31側に行くにしたがって外径が増大する円錐台状あるいは円錐状(図示例では円錐台状)に形成されている。
また、コーン本体31の、前記テーパ突部32とは反対の側には、打ち込み棒4(図2参照)を用いて内部コーン3を拡張部22に打ち込むための打ち込み用端面33が形成されている。
The
The tapered
Further, a driving
前記内部コーン3は、前記テーパ突部32の外周面をテーパ孔部21aの内面(内周面)に当接させて、内部孔21内に収納される。
内部コーン3は、テーパ突部32をテーパ孔部21aの内面に当接させた状態において、テーパ突部32全体がテーパ孔部21a内に収納され、コーン本体31全体がストレート孔部21b内に収納される。
また、コーン本体31の打ち込み用端面33は、前記ストレート孔部21b内に配置される。なお、本明細書においては、ストレート孔部21bと雌ねじ孔部21cとの境界位置も、「ストレート孔部21b内」に含まれるものとする。
The
The
Further, the driving
ストレート孔部21aは、内部孔21内の内部コーン3を拡張部22に打ち込む際に、内部コーン3の移動を案内して直進性を保つ案内孔として機能する。ストレート孔部21bの長さ(軸心方向の寸法)、内部コーン3のコーン本体31の軸心方向寸法は、内部コーン3の打ち込み時の直進性の確保のために必要最小限の寸法が確保されていればよく、無用に大きく確保する必要はない。ストレート孔部21bの長さ(軸心方向の寸法)、内部コーン3の軸心方向寸法を出来るだけ小さく抑えることで、アンカー本体2の長さを短くする点で有利となる。
図示例のアンカー1の内部コーン3のコーン本体31は、具体的には、軸心方向寸法が外径よりも小さい円板状であり、ストレート孔部21bには、このコーン本体31を収納できる長さ(軸心方向寸法)が確保されていれば良い。
The
Specifically, the
図2、図3は、このアンカー1をコンクリート躯体5に施工する場合を説明する図であり、図2は打ち込み棒4を用いてアンカー本体2内の内部コーン3を拡張部22に打ち込んで拡張部22を拡開させ、アンカー1をコンクリート躯体5に固定した状態を示す半断面図、図3はコンクリート躯体5に固定したアンカー本体2の内部孔21から打ち込み棒4を抜き去った状態を示す半断面図である。
FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the case where the
ここでコンクリート躯体5は、例えば、いわゆるPC板(PC:Prestressed Concrete)等の、鋼線等のPC鋼材によってプレストレスを導入したプレキャストコンクリート製品であるプレストレストコンクリート製品、あるいは、ポストテンション方式等を採用して現場打ちコンクリートによって構築されたプレストレストコンクリート躯体であるが、これに限定されず、プレストレストコンクリート以外のプレキャストコンクリート製品、現場打ちコンクリート躯体等も採用可能である。
Here, the
図2等に示すように、前記アンカー1をコンクリート躯体5に施工するには、まず、アンカー1のアンカー本体2を、その先端側から、施工対象のコンクリート躯体5に形成しておいた下穴5aに挿入し、アンカー本体2後端の鍔部24を、コンクリート躯体5外面に当接させた状態とする。具体的には、鍔部24の当接面24aが、コンクリート躯体5外面における下穴5aの開口部の周囲に当接される。
前記鍔部24は、アンカー本体2の固着対象のコンクリート躯体5(コンクリート母材)の外面5bに当接される当接面24aが、前記アンカー本体2の軸心に対して垂直の平坦面とされている。図示例のアンカー1については、鍔部24の当接面24aは、スリーブ部25の外周面からスリーブ部25の径方向外側へ垂直に張り出すように延在形成されている平坦面である。
As shown in FIG. 2 and the like, in order to construct the
The
次いで、この状態で、アンカー本体2の後端の内部孔21の後端開口部21eから内部孔21に挿入した打ち込み棒4を用いて、予め内部孔21に収納しておいた内部コーン3を拡張部22に打ち込み(詳細には、拡張部22において、テーパ孔部21aよりもアンカー本体2先端側の部分に打ち込むことを指す)、拡張部22を拡開する。これにより、アンカー1がコンクリート躯体5に定着される。
Next, in this state, the
図示例のアンカー1においては、内部コーン3は、拡張部22への打ち込みよって、先端側延長孔部21d内に収納され、ストレート孔部21b内、テーパ孔部21a内には、内部コーン3は存在しなくなる。
In the
図3、図4に示すように、コンクリート躯体5に定着したアンカー1には、器物取付用のボルト6を、内部孔21の後端開口部21eから雌ねじ孔部21cにねじ込むことで螺着できる。
これにより、アンカー1に螺着して取り付けたボルト6を利用して、コンクリート躯体5への器物の取り付け等を行える。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
Thereby, using the
なお、図2〜図4は、具体的には、コンクリート躯体5が、建物の天井に用いたPC板である場合を例示している。図2〜図4は、天井であるコンクリート躯体5の下面(外面5b)に開口する下穴5aに、その下側からアンカー1を挿入して、内部コーン3の打ち込みによって固着させた状態を例示する。
2 to 4 exemplify the case where the
このアンカー1によれば、内部孔21のテーパ孔部21aと雌ねじ孔部21cとの間に設けられているストレート孔部21aが、内部孔21内の内部コーン3を拡張部22に打ち込む際に、内部コーン3の移動を案内して直進性を保つ案内孔として機能する。つまり、ストレート孔部21a内面(内周面)によって内部コーン3を案内(詳細には、内部コーン3のコーン本体31の外周面との接触による案内)する構成になっている。したがって、内部コーン3の打ち込み時の直進性の確保に有利である。
内部コーン3は、コーン本体31の軸心方向寸法が短くても打ち込み時の直進性を容易に担保できる。
According to this
The
また、このアンカー1によれば、内部コーン3は、打ち込み棒4による打撃用の打ち込み用端面33が、前記ストレート孔部21b内に配置されるようにして、前記内部孔21内に収納されるため、内部コーン3の打ち込み時に内部コーン3に傾動方向の力が作用したとしても、内部コーン3の接触によって雌ねじ孔21c内面の雌ねじ21c1を傷めるといった不都合を防止できる。
Further, according to the
図4において、符号51はコンクリート躯体5内部の中空部、52は鉄筋である。
図4に示すように、このアンカー1の埋め込み深さは、コンクリート躯体5における、中空部51付近、鉄筋52付近のコンクリート被り厚よりも充分に小さく(50mm以下。より好ましくは30mm以下)調整されており、コンクリート躯体5に施工したときに、アンカー1先端が中空部51、鉄筋52に到達しないようになっている。
In FIG. 4, the code |
As shown in FIG. 4, the embedding depth of the
(鍔部寸法と剪断荷重に対する抵抗力との関係)
図5は、前記コンクリート躯体5に施工して固着させた前記アンカー1と、剪断荷重Qとの関係を説明する図であり、(a)はアンカー1の頭部26(後述)に作用させる引張荷重Pと、アンカー1の各部の寸法とを示す図、(b)は剪断荷重Qによって頭部26に作用する回転モーメントMを説明する図である。
図5(a)において、dはアンカー本体2のスリーブ部25の外径(以下、スリーブ部外径とも言う)、eは鍔部24のアンカー本体2からの突出寸法(以下、鍔部突出寸法とも言う)、Lは埋め込み深さ(アンカー本体2の先端2aから鍔部24までの距離)、tは鍔部厚み(鍔部24の軸心方向寸法)、Dは鍔部24の外径である。
鍔部突出寸法eは、鍔部外径Dとスリーブ部外径dとで表せば、(D−d)/2である。
(Relationship between buttocks dimensions and resistance to shear load)
FIG. 5 is a view for explaining the relationship between the
5A, d is the outer diameter of the
The flange protrusion dimension e is (D−d) / 2 in terms of the flange outer diameter D and the sleeve outer diameter d.
以下、図5(a)、(b)を参照して、アンカー1に螺着した器物取付用のボルト6に剪断荷重が作用した場合について説明する。なお、図5(a)、(b)中、上側を上、下側を下として説明する。
また、以下、アンカー1について、鍔部24、及び、アンカー本体2の内の前記鍔部24の内側に存在して前記鍔部24と一体になっている部分を、頭部26と称することとする。
Hereinafter, with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b), a case where a shear load is applied to the
Further, hereinafter, regarding the
図5(a)に示すように、ボルト6のアンカー本体2後端から突出された部分(突出部61a)に斜め下方への引張荷重Pが作用したとき、ボルト6には、引張荷重Pの垂直下方への分力pa(アンカー本体2の中心軸線21Lに沿う方向の分力)と、水平分力pb(アンカー本体2の中心軸線21Lに対して直交方向の分力)とが作用することとなる。水平分力pbが剪断荷重Qとして、ボルト6及び該ボルト6と一体のアンカー本体2に作用する。
As shown in FIG. 5A, when a tensile load P obliquely downward acts on a portion (projecting portion 61a) of the
前記剪断荷重Qは、アンカー1(詳細にはアンカー本体2)の頭部26と、コンクリート躯体5中に埋め込まれているスリーブ部25との間の剪断力として作用する。この剪断荷重Qが、アンカー1のアンカー本体2(詳細にはスリーブ部25)を、コンクリート躯体5における下穴5aの開口部の周囲の口縁部に押圧するように働くことで、アンカー1に、コンクリート躯体5の前記口縁部にアンカー本体2から押圧力が作用する点aを中心とする回転モーメントが発生する。そして、図5(b)に示すように、この回転モーメントに対する抵抗力として、コンクリート躯体5に反力C1、C2が発生する。
The shear load Q acts as a shearing force between the
但し、図5(b)に示すように、このアンカー1の場合は、アンカー本体2に突設されている鍔部24の存在によって、コンクリート躯体5に反力C1、C2に加えて、反力Vも発生する。
つまり、アンカー1には、剪断荷重Qによって、スリーブ部25の曲げ変形、剪断変形が生じる。このアンカー1の場合、このスリーブ部25の曲げ変形、剪断変形を考慮すると、剪断荷重Qによって、頭部26に、該頭部26とスリーブ部25との間の仮想境界面とアンカー本体2の中心軸線21Lとの交点を回転中心Aとする回転モーメントMが発生する。このため、アンカー1の鍔部24がコンクリート躯体5を押圧する押圧力pvに抵抗する抵抗力として反力Vがコンクリート躯体5に発生する。
頭部26を一つの剛体として考えたとき、頭部26の外周部(詳細には鍔部24の外周部)がコンクリート躯体5を押圧する点b(作用点)からコンクリート躯体5に押圧力pvが作用し、コンクリート躯体5に、この押圧力pvとは逆向きの反力Vが発生する。頭部26に回転モーメントMが作用する結果、頭部26は、剪断荷重Qに対して、点bを回転中心として抵抗することとなる。
However, as shown in FIG. 5 (b), in the case of this
That is, bending deformation and shear deformation of the
When the
図11に示す従来例のアンカーでは前記反力Vが発生しない。本発明に係るアンカー1は前記反力Vが発生する点が従来例のアンカーと異なる。
The reaction force V is not generated in the anchor of the conventional example shown in FIG. The
したがって、本発明に係るアンカー1の場合は、コンクリート躯体5に反力C1、C2に加えて、反力Vも発生するため、コンクリート躯体5の前記口縁部における前記点aが負担する剪断荷重Qに対する抵抗力を軽減できる。この結果、コンクリート躯体5の前記点aの支圧破壊が生じにくくなり、従来に比べて剪断荷重Qに対する抵抗力が向上することとなる。
Therefore, in the case of the
ところで、頭部26を剛体と考えたとき、引張荷重Pによって頭部26に発生する前記回転モーメントMは、鍔部厚みt、剪断荷重Qにより、M=Q×tで表すことができる。
頭部26に作用する回転モーメントMは、剪断荷重Qに対するアンカー1の抵抗力に影響を与える。また、この回転モーメントMによって、頭部26からコンクリート躯体5に与えられる押圧力pv、これに対するコンクリート躯体5の反力Vは、鍔部突出寸法eの影響を受ける。
By the way, when the
The rotational moment M acting on the
頭部26については、少なくとも剪断荷重Qに対してコンクリートに支圧破壊が生じる前に回転モーメントMによって破壊されない(つまり、剛体としての機能を保つ)充分な強度を持つ必要がある。
また、頭部26外径(鍔部24外径)等、頭部26のサイズが大きければ、施工場所の選択に影響する等の問題があるため、頭部26のサイズは出来るだけ小さいことが好ましい。
The
In addition, if the size of the
これら要求を加味した上、コンクリート躯体5に固着させたアンカー1に剪断荷重Qに対する充分な抵抗力が得られるようにするために、本発明者等は、e/tを0.2〜0.7の範囲とする構成を見出した。
本発明では、鍔部24を有することで、従来構成の鍔部が無いアンカーに比べて、コンクリート躯体5に固着させたアンカー1の剪断荷重Qに対する抵抗力を向上できるが、e/tを0.2〜0.7の範囲とすることで、頭部26を無用に大きくすることなく、効率良く、抵抗力の向上を実現できる。e/tは0.3〜0.6の範囲であることがより好ましい。
なお、e/tを0.2〜0.7の範囲とした場合の効果については、後述の剪断試験によって検証している。
In consideration of these requirements, in order to obtain sufficient resistance against the shear load Q on the
In the present invention, by having the
In addition, about the effect at the time of setting e / t to the range of 0.2-0.7, it verifies by the below-mentioned shear test.
また、鍔部については、アンカー本体においてスリーブ部とは別体のリング状部材を単にカシメ固定等によって組み付けて鍔部としただけの構成では、剪断荷重Qに対する抵抗力の向上に寄与しない。剪断荷重Qに対する抵抗力の向上の点では、鍔部は、アンカー本体のスリーブ部と一体になっている(スリーブ部と鍔部とが一体の1部品になっている)か、あるいは、スリーブ部とは別体のリング状部材を用いて鍔部とする場合は、接着固定等によりスリーブ部に対して剛結合されて強固に固定(一体化)されている必要がある。 Further, with respect to the collar portion, a configuration in which a ring-shaped member separate from the sleeve portion in the anchor body is simply assembled by caulking or the like to form a collar portion does not contribute to an improvement in resistance to the shear load Q. In terms of improving the resistance against the shear load Q, the collar part is integrated with the sleeve part of the anchor body (the sleeve part and the collar part are integrated as one part), or the sleeve part. When using a ring-shaped member that is separate from the flange portion, it is necessary that the flange portion is rigidly connected to the sleeve portion by adhesive fixation or the like and firmly fixed (integrated).
(頭部、鍔部の摩擦抵抗)
図5(b)に示すように、このアンカー1では、頭部26が剛体回転することで、反力Vによって、鍔部24(頭部26)外周部とコンクリート躯体5との間の摩擦抵抗R(R=μ×V。μは摩擦係数)も発生する。
この摩擦抵抗Rも、点aにおけるコンクリート躯体5の応力緩和(支圧破壊を生じにくくする)に寄与する。剪断荷重Qに対するアンカー1の抵抗力の向上に有効であることは言うまでも無い。
(Friction resistance of head and buttocks)
As shown in FIG. 5 (b), in this
This frictional resistance R also contributes to stress relaxation of the
(鍔部外径と埋め込み深さとの関係)
次に、鍔部外径Dと埋め込み深さLとの関係が、剪断荷重Qに対するアンカー1の抵抗力に与える影響について説明する。
上述のように、アンカー1には、剪断荷重Qによって点aを中心とする回転モーメントが発生する。この回転モーメントについては、コンクリート躯体5に発生する反力C1、C2が抵抗力として働く。アンカー1のアンカー本体2のスリーブ部25については、その長手方向(軸心方向)中央にて中心軸線21L上に位置する点mを中心とする回転モーメントが発生する。そして、このスリーブ部25の点mから頭部26側の部分がコンクリート躯体5を押圧する押圧力ps1に対して、コンクリート躯体5に抵抗力として反力C1が発生するとともに、スリーブ部25の点mからアンカー本体2の先端2aの部分がコンクリート躯体5を前記押圧力ps1とは逆向きに押圧する押圧力ps2に対して、コンクリート躯体5に抵抗力として反力C2が発生する。
(Relationship between outer diameter of buttocks and embedding depth)
Next, the influence of the relationship between the buttock outer diameter D and the embedding depth L on the resistance force of the
As described above, the
この実施形態のアンカー1においては、上述のe/t=0.2〜0.7に加えて、埋め込み深さLと、前記鍔部の外径Dとが、L/D=0.6〜1.5を満たす。これにより、コンクリート躯体5の内、スリーブ部25からの押圧力ps1と、鍔部24からの押圧力pvとが作用する部位51(以下、圧縮部位とも言う)において、前記反力C1と前記反力Vとの差が小さく、反力C1と反力Vとの差が大きいことによる前記圧縮部位51の破壊が生じにくくなる。結果的に、剪断荷重Qに対する前記圧縮部位51の支圧破壊が生じにくくなり、剪断荷重Qに対する抵抗力の向上に有効に寄与する。
L/Dは、0.8〜1.2の範囲であることがより好ましく、さらに、1あるいは1に近い数値であることが一層好ましい。
In the
L / D is more preferably in the range of 0.8 to 1.2, and more preferably 1 or a value close to 1.
理解を容易にするため、L/D=1である場合について説明する。
この場合は、スリーブ部25からの押圧力ps1に対する抵抗力である反力C1と、鍔部24からの押圧力pvに対する抵抗力である反力Vとがほぼ一致してバランスすることになる。前記圧縮部位51は、スリーブ部25からの押圧力ps1、鍔部24からの押圧力pvの、互いに直交する2方向からの押圧力によって圧縮力を受けるが、反力C1と反力Vとの差が大きいと、曲げ応力や剪断応力が増大して支圧破壊に結び付きやすくなる。反力C1、Vがバランスすることで、圧縮部位51の曲げ応力や剪断応力が低いレベルに維持され、その結果、支圧破壊が生じにくくなり、剪断荷重Qに対する抵抗力の向上に有効に寄与する。
In order to facilitate understanding, a case where L / D = 1 is described.
In this case, the reaction force C1, which is a resistance force against the pressing force ps1 from the
埋め込み深さLが50mm以下、より好ましくは30mm以下のアンカー1においては、L/D=0.6〜1.5を満たすことで、反力C1、Vがバランスすることで、圧縮部位51の曲げ応力や剪断応力が低いレベルに維持されて支圧破壊が生じにくくなる効果が有効に得られる。
しかし、埋め込み深さLが大きい(深い)場合、例えば、100mmを超えるアンカーの場合は、通常、コンクリート躯体5内の配筋等の影響を受けやすく、また、コンクリート造建物に用いられる通常のコンクリート躯体の強度範囲に鑑みると、スリーブ部25からの押圧力ps1、鍔部24からの押圧力pvに対する反力C1、Vのコンクリート躯体5における発生場所がそれぞれ独立することになり、反力C1、Vがバランスすることで、圧縮部位51の曲げ応力や剪断応力が低いレベルに維持されて支圧破壊が生じにくくなる効果が殆ど得られなくなる。
In the
However, when the embedding depth L is large (deep), for example, in the case of an anchor exceeding 100 mm, it is usually easily affected by the bar arrangement in the
(試験による検証)
本発明者等は、試験によって、アンカー1の鍔部突出寸法e、鍔部厚みtと、アンカー1の剪断荷重Qに対する抵抗力との関係を調べ、e/tを0.2〜0.7の範囲とした場合の効果を検証した。
その結果、e/t=0.2〜0.7を満たせば、剪断荷重Qに対するアンカー1の抵抗力を充分に得ることができることを見出した。
(Verification by test)
The present inventors examined the relationship between the ridge protrusion dimension e and the ridge thickness t of the
As a result, it was found that the resistance of the
試験条件は以下の通りである。
以下の供試品1−7を、それぞれコンクリート躯体に施工して固着させ、器物取付用のボルト6を螺着し、ボルト6に剪断荷重を作用させて、各供試品について剪断強度Qmax(剪断荷重Q(kN)のピーク値)を調べ、アンカーの鍔部突出寸法e、鍔部厚みtの寸法比e/tと、剪断強度Qmax(kN)との関係性、傾向を求めた。
The test conditions are as follows.
The following specimens 1-7 are respectively applied and fixed to the concrete frame, screwed on the
供試品1−6については、図1(a)〜(d)等に例示したアンカー1において、鍔部外径D、鍔部突出寸法eを、互いに異ならせたものを採用している。鍔部外径D、鍔部突出寸法e以外の寸法は、一律に揃えてある。スリーブ部、内部コーンの構造は、図1(a)〜(d)等に例示したアンカー1と同じである。
供試品7については、図7に示す構造(後述)のものを採用している。
As for the specimen 1-6, the
As the sample 7, the one shown in FIG. 7 (described later) is adopted.
全ての供試品1−7について、埋め込み深さは20mm、スリーブ部(供試品7については、図7中、符号102のスリーブ状本体)の外径dは12mmである。
また、全ての供試品の材質はSS400である。
全ての供試品は、コンクリート躯体5(プレストレストコンクリート製品)に形成した下穴に施工して固着させた。下穴5aの穿孔径は12.5mmで一律に揃えた。
剪断荷重は、各供試品のアンカーに径W3/8(ウィットねじ)のボルト6を螺着し、アンカー本体と、ボルト6がアンカー本体から突出した部分(一例として、図4中、符号61の突出部を参照)との境界位置に作用させた。
For all the specimens 1-7, the embedding depth is 20 mm, and the outer diameter d of the sleeve portion (sleeve-shaped
Moreover, the material of all the specimens is SS400.
All the specimens were fixed in the prepared holes formed in the concrete frame 5 (prestressed concrete product). The diameter of the
For the shear load, a
各供試品の鍔部外径D、鍔部突出寸法e、鍔部厚みt、e/t、L/D、試験により得られた剪断強度Qmax(剪断荷重Q(kN)のピーク値)は以下の通りである。 The buttock outer diameter D, the buttock protrusion dimension e, the buttock thickness t, e / t, L / D, and the shear strength Qmax obtained by the test (peak value of the shear load Q (kN)) of each sample are It is as follows.
(供試品1:比較例1)
この供試品1は、鍔部を有していない構成のものである。アンカー本体後端の軸心方向寸法7mmがコンクリート躯体から突出するようにコンクリート躯体に固着し、このコンクリート躯体から突出させた7mm相当を鍔部突出寸法が0mmの頭部とみなして剪断試験を行った。埋め込み深さLは20mmを確保している。後述する図6のグラフにおいては、e/t=0の例としてデータをプロットしている。
スリーブ部外径d及び鍔部外径D:12mm、鍔部突出寸法e:0mm、鍔部厚みt:7mm、e/t=0である。L/Dは計算上、1.25となるが、鍔部が存在しないので、本発明に係る鍔部の機能が発揮されるものではない。
剪断強度Qmaxは9.9kNであった。
剪断試験後のアンカーには、頭部に相当する部分の変形が確認された。また、コンクリート躯体に大きい損傷が確認された。
(Sample 1: Comparative Example 1)
This
The sleeve outer diameter d and the collar outer diameter D are 12 mm, the collar protrusion dimension e is 0 mm, the collar thickness t is 7 mm, and e / t = 0. L / D is calculated to be 1.25, but since the buttocks do not exist, the function of the buttocks according to the present invention is not exhibited.
The shear strength Qmax was 9.9 kN.
In the anchor after the shear test, deformation of the portion corresponding to the head was confirmed. In addition, large damage was confirmed in the concrete frame.
(供試品2:実施例1)
鍔部外径D:16mm、鍔部突出寸法e:2mm、鍔部厚みt:7mm、e/t=0.29、L/D=1.25である。
剪断強度Qmaxは15.3kNであった。
剪断試験後のアンカーには、スリーブ部の破断が確認された。
(Sample 2: Example 1)
The flange outer diameter D is 16 mm, the flange protrusion dimension e is 2 mm, the flange thickness t is 7 mm, e / t = 0.29, and L / D = 1.25.
The shear strength Qmax was 15.3 kN.
In the anchor after the shear test, the sleeve portion was confirmed to be broken.
(供試品3:実施例2)
鍔部外径D:17mm、鍔部突出寸法e:2.5mm、鍔部厚みt:7mm、e/t=0.36、L/D=1.18である。
剪断強度Qmaxは16.5kNであった。
剪断試験後のアンカーには、スリーブ部の破断が確認された。
(Sample 3: Example 2)
The flange outer diameter D is 17 mm, the flange protrusion dimension e is 2.5 mm, the flange thickness t is 7 mm, e / t = 0.36, and L / D = 1.18.
The shear strength Qmax was 16.5 kN.
In the anchor after the shear test, the sleeve portion was confirmed to be broken.
(供試品4:実施例3)
鍔部外径D:18mm、鍔部突出寸法e:3.0mm、鍔部厚みt:7mm、e/t=0.43、L/D=1.11である。
剪断強度Qmaxは16.8kNであった。
剪断試験後のアンカーには、スリーブ部の破断が確認された。
(Sample 4: Example 3)
The flange outer diameter D is 18 mm, the flange protrusion dimension e is 3.0 mm, the flange thickness t is 7 mm, e / t = 0.43, and L / D = 1.11.
The shear strength Qmax was 16.8 kN.
In the anchor after the shear test, the sleeve portion was confirmed to be broken.
(供試品5:実施例4)
鍔部外径D:20mm、鍔部突出寸法e:4mm、鍔部厚みt:7mm、e/t=0.57、L/D=1.0。
剪断強度Qmax:15.3kNであった。
剪断試験後のアンカーには、スリーブ部の破断が確認された。
(Sample 5: Example 4)
The buttock outer diameter D: 20 mm, the buttock protrusion dimension e: 4 mm, the buttock thickness t: 7 mm, e / t = 0.57, and L / D = 1.0.
The shear strength Qmax was 15.3 kN.
In the anchor after the shear test, the sleeve portion was confirmed to be broken.
(供試品6:比較例2)
鍔部外径D:20mm、鍔部突出寸法e:4mm、鍔部厚みt:5mm、e/t=0.80、L/D=1.0。
剪断強度Qmaxは11.7kNであった。
剪断試験後のアンカーには、スリーブ部に曲げ変形と、拡張部の割れが確認された。
(Sample 6: Comparative Example 2)
The buttock outer diameter D: 20 mm, the buttock protrusion dimension e: 4 mm, the buttock thickness t: 5 mm, e / t = 0.80, and L / D = 1.0.
The shear strength Qmax was 11.7 kN.
In the anchor after the shear test, bending deformation and cracking of the expanded portion were confirmed in the sleeve portion.
(供試品7:比較例3)
図7に示すように、ドーム状のワッシャ107を具備するアンカー101(内部コーン打ち込み式の金属拡張アンカー)を用いた。
このアンカー101は、スリーブ状本体102と、このスリーブ状本体102の内側の貫通孔103内に収納された内部コーン104と、スリーブ状本体102の長手方向片端(後端)に取り付けられたドーム形のワッシャ107とを具備する。
スリーブ状本体102は、その先端部を割り溝105aによって複数に分割してなる拡張部105を具備する。図7中、スリーブ状本体102内側の前記貫通孔103は、拡張部105内に形成された先細り形状のテーパ孔部103aと、このテーパ孔部103aからスリーブ状本体102の後端側に延びる雌ねじ孔部103bとを具備する。雌ねじ孔部103b内面には、スリーブ状本体102の後端側から貫通孔103内(詳細には雌ねじ孔部103b内)にねじ込まれるボルト6の螺着用のねじ山103cが形成されている。
ワッシャ107は、スリーブ状本体102の前記拡張部105が形成されている先端部とは反対の後端に形成されたフランジ状の鍔部106に、内周部を食い込ませてスリーブ状本体102に取り付けられている。このワッシャ107は、スリーブ状本体102の径方向外側に大きく張り出してスリーブ状本体102後端部を覆う傘形になっている。
(Sample 7: Comparative Example 3)
As shown in FIG. 7, an anchor 101 (internal cone driving type metal expansion anchor) having a dome-shaped
The
The sleeve-like
The
この供試品7(アンカー101)の寸法は以下の通りである。
ワッシャ外径D’:28mm、鍔部突出寸法e1:8mm、鍔部軸方向寸法t1:10mm、e1/t1=0.8。L/D’=0.71。
鍔部突出寸法e1は、ワッシャ107外径D’とスリーブ状本体102外径(12mm)との差の1/2の値である。
鍔部軸方向寸法t1は、ワッシャ107の中心軸線方向寸法、つまり、アンカー101のスリーブ状本体102の中心軸線方向(長手方向)におけるワッシャ107の寸法である。
埋め込み深さLは、スリーブ状本体102の全長から鍔部軸方向寸法t1を差し引いた寸法である。
剪断試験の結果、剪断強度Qmaxは9.9kNであった。
剪断試験後のアンカーには、スリーブ状本体102に対するワッシャ107の位置ずれ、ワッシャ107の変形が見られた。
ワッシャ107は、剪断荷重に対する抵抗力アップに殆ど寄与していない。
The dimensions of the specimen 7 (anchor 101) are as follows.
Washer outer diameter D ′: 28 mm, flange protrusion dimension e1: 8 mm, flange axial direction dimension t1: 10 mm, e1 / t1 = 0.8. L / D '= 0.71.
The flange protrusion dimension e1 is a value that is ½ of the difference between the
The buttocks axial direction dimension t1 is the dimension of the
The embedding depth L is a dimension obtained by subtracting the buttocks axial direction dimension t1 from the total length of the sleeve-like
As a result of the shear test, the shear strength Qmax was 9.9 kN.
In the anchor after the shear test, the misalignment of the
The
図6は、上述の供試品1−6の試験(剪断試験)の結果を纏めたグラフである。
なお、図6のグラフには、供試品7の試験結果をプロットしていない。
FIG. 6 is a graph summarizing the results of the test (shear test) of the specimens 1-6 described above.
In addition, the test result of the specimen 7 is not plotted in the graph of FIG.
図6のグラフは、供試品1−6のアンカー1の鍔部24のアンカー本体2からの突出寸法eと鍔部厚みtとの寸法比e/tと、剪断荷重Q(kN)(各供試品の剪断強度Qmax)との関係を示す。
図6において、供試品4、つまり、鍔部24の突出寸法eと鍔部厚みtとの寸法比e/tが0.43で、剪断荷重Q(kN)が最大となった。このことから、鍔部突出寸法eが大きすぎても(詳細には鍔部厚みtに比べて大きすぎる場合)、剪断強度が向上しないことが判る。
The graph of FIG. 6 shows the ratio e / t of the protrusion dimension e of the
In FIG. 6, the dimensional ratio e / t between the protruding dimension e of the
また、鍔部が存在しない供試品1に比べて、アンカー本体2と一体の鍔部24を有する供試品2−6は、いずれも、剪断強度Qmaxの値が大きく、鍔部24が剪断荷重Qに対する抵抗力の向上に寄与していることが明らかであった。
特に、供試品2−5については、高い剪断強度Qmaxが得られることが明らかとなった。
In addition, as compared with the
In particular, it became clear that the high shear strength Qmax was obtained for the specimen 2-5.
また、供試品7については、ワッシャ107がスリーブ状本体102と一体の剛体として機能しないため、剪断荷重Qの値が低くなっているものと考えられる。スリーブ状本体102に対するワッシャ107の位置がずれてしまい、結局、剪断強度Qmaxは、鍔部が存在しない供試品1と同じ値であった。ドーム形、傘状のワッシャ107ではスリーブ状本体102に対する取り付け部分が小さく、スリーブ状本体102と一体の剛体として機能させることは現実的に困難である。この構成では、本発明の如く、頭部26の回転モーメントMによって鍔部からコンクリート躯体への押圧力pvを充分に発生させることは容易ではなく、この押圧力pvに対してコンクリート躯体に反力Vを発生させることも現実的には不可能と言える。このため、本発明に係るアンカーのように、剪断荷重に対する抵抗力をアップさせることはできない。
Further, regarding the specimen 7, the value of the shear load Q is considered to be low because the
図6に示す供試品1−6の試験結果について考察すると、試験結果のプロットから近似曲線が得られる。
図6において、この近似曲線は、e/tをxとしたとき、剪断荷重Qとxとの関係を、Q=−35.145x2+30.275x+9.8865の近似式で表すことができる。
Considering the test result of the specimen 1-6 shown in FIG. 6, an approximate curve can be obtained from the test result plot.
In FIG. 6, this approximate curve can express the relationship between the shear load Q and x with an approximate expression of Q = −35.145x 2 + 30.275x + 9.8865, where e / t is x.
強度試験等の実験値を評価する方法として、一般的に最大値に対して80%〜120%の範囲を許容することが行われている。
ここでは、上述の近似式から得られるピーク荷重から85%〜100%の範囲を、現実的な有効範囲として評価する。
図6の近似曲線において、有効範囲の下限値である、ピーク荷重から85%までを現実的な有効値とすると、寸法比e/tの有効範囲は0.2〜0.7となる。
寸法比e/tが0.2〜0.7の範囲であれば、鍔部24が剪断荷重Qに対する抵抗力の向上に有効に寄与する。
As a method for evaluating an experimental value such as a strength test, generally, a range of 80% to 120% with respect to the maximum value is allowed.
Here, the range of 85% to 100% from the peak load obtained from the above approximate expression is evaluated as a realistic effective range.
In the approximate curve of FIG. 6, when the effective value is from the peak load to 85%, which is the lower limit value of the effective range, the effective range of the dimensional ratio e / t is 0.2 to 0.7.
When the dimensional ratio e / t is in the range of 0.2 to 0.7, the
e/tを0.2〜0.7の範囲とすることで、鍔部24を剪断荷重Qに対する抵抗力の向上に有効に寄与させることは、内部コーン打ち込み式金属拡張アンカーに広く適用可能である。このことは、埋め込み深さLが50mm以下のアンカー(内部コーン打ち込み式金属拡張アンカー)に限定されず、埋め込み深さLが50mmを超えるアンカー(内部コーン打ち込み式金属拡張アンカー)についても同様に適用可能である。
e/tを0.2〜0.7の範囲とすることで、鍔部24を剪断荷重Qに対する抵抗力の向上に有効に寄与させる構成は、埋め込み深さLが50mm以下のアンカー(内部コーン打ち込み式金属拡張アンカー)について特に有益であり、埋め込み深さが浅くても剪断荷重Qに対して高い抵抗力を得ることが可能となる。
By making e / t in the range of 0.2 to 0.7, it is widely applicable to the internal cone driving-type metal expansion anchor to effectively contribute to the improvement of the resistance against the shear load Q by the
By setting e / t in the range of 0.2 to 0.7, the configuration in which the
(鍔部の変形例1)
図8は、本発明に係るアンカー1において、鍔部24の外周部に、コンクリート躯体5(コンクリート母材)表面に当接される当接面24aから湾曲して、該鍔部24の外周の端面24cの一部又は全部(図8では外周の端面の一部)として機能する湾曲面24bを形成した構成を示す。
つまり、鍔部24の外周部は、当接面24aの外周部から連続するように形成されている湾曲面24bによって面取りされている。
(
FIG. 8 shows an
That is, the outer peripheral part of the
この構成の場合、例えば、鍔部24の外周部に湾曲面24bが無く、鍔部24の当接面24aとこれに垂直とされた鍔部24外周の端面とによって直角のエッジが形成されている場合に比べて、剪断荷重によってアンカー1の頭部26に回転モーメントMが作用したときに鍔部24がコンクリート躯体5を押圧する押圧力pvが、鍔部24外周部の内の特定の狭い範囲に集中することを緩和できる。これにより、鍔部24外周部から作用する押圧力に対してコンクリート躯体5に生じる反力の局所的な集中による、コンクリート躯体5の局所的な支圧破壊が生じにくくなる。その結果、アンカー1の剪断荷重に対する抵抗力が向上することとなる。
In the case of this configuration, for example, there is no
なお、本発明に係るアンカー1の鍔部24の当接面24aは平坦面であり、アンカー1をコンクリート躯体5に施工したときに、アンカー1に周設されている鍔部24の当接面24a全体が、下穴5aの開口部の周囲のコンクリート躯体5に面接触される構成自体も、鍔部24がコンクリート躯体5を押圧する押圧力pv、コンクリート躯体5に発生する反力Vの局所的集中の緩和、防止に有効に寄与することは言うまでも無い。
In addition, the
なお、本発明は、図8に例示したように、湾曲面24bが、鍔部24外周の端面24cと当接面24aとの間のコーナー部の面取り部である構成に限定されず、鍔部24外周の端面全体が湾曲面24bとされている構成も採用可能である。
In addition, as illustrated in FIG. 8, the present invention is not limited to the configuration in which the
(鍔部の変形例2)
図9は、前記アンカー本体2を、前記内部孔21を有する筒状部材である本体スリーブ27と、この本体スリーブ27に外挿されて前記本体スリーブ27に剛結合して一体化した鍔部用リング28とで構成し、鍔部用リング28の前記本体スリーブ27の径方向外側に張り出した部分を鍔部24として機能させた例を示す。図9中、このアンカー本体に符号29を付す。
(
FIG. 9 shows a
前記本体スリーブ27は、図1(a)〜(e)に例示したアンカー1のアンカー本体2から鍔部24を省略した構造であり、スリーブ部25と、このスリーブ部25をアンカー本体2の後端側(拡張部22とは反対の側)へ延長した後側延長部271とを具備する。
鍔部用リング28は、本体スリーブ27の後側延長部271に外挿して、接着剤による接着固定等によって、本体スリーブ27に強固に固定して剛結合されている。また、鍔部用リング28を本体スリーブ27に剛結合して一体化する手法としては、例えば、通電等による加熱溶着なども採用可能である。
このアンカー本体29は、本体スリーブ27の内、その中心軸線方向(長手方向)において、拡張部22が形成されている先端から、鍔部用リング28が構成する鍔部24まで(詳細には、当接面24aまで)の範囲がスリーブ部25である。
The
The
The anchor
このように、本体スリーブ27に剛結合して一体化した鍔部用リング28が鍔部24として機能する構成のアンカー本体29も、鍔部24がスリーブ部25と一体的になっている構造であるため、図1(a)〜(e)に例示したアンカー1のアンカー本体2と同様の機械的特性が得られる。
As described above, the anchor
なお、図9では、スリーブ部25と同じ外径の後側延長部271を有する本体スリーブ27を例示したが、本体スリーブとしては、例えば、スリーブ部25よりも外径が小さい後側延長部271を有する構成とすること等も可能である。
後側延長部271は、鍔部用リング28の固定強度の確保、固定作業性等に鑑みて、適宜設計変更可能である。
In FIG. 9, the
The design of the
(表示)
また、図示例のアンカー1は、図1(a)に示すように、前記アンカー本体2の前記頭部26に、前記アンカー本体2の埋め込み深さに対応する表示24hが設けられている。
図示例では、表示24hは、頭部26のスリーブ部25とは反対側の端面(後端面261)に設けられている。頭部26の後端面261は、アンカー本体2の後端面としても機能する。このため、コンクリート躯体5に施工した後でも、アンカー1の埋め込み深さを簡単に確認できる。
(display)
Further, the
In the illustrated example, the
この表示24hは、頭部26に、着色、刻印等によって設けられる。図示例の表示24hは、着色により線状に形成してあるが、線状に限定されず、点状等であっても良い。また、例えば、埋め込み深さが20mmの場合に表示24hを頭部26の後端面261に2箇所、埋め込み深さが30mmの場合に表示24hを頭部26の後端面261に3箇所、に形成するなどして、表示24hを埋め込み深さに対応させて設け、目視で埋め込み深さを簡単に把握できるようにすることが好ましい。この点、この表示24hは、例えば、埋め込み深さ自体を示す数字を形成するもの等であっても良い。
The
なお、この表示24hとしては、アンカー本体2の埋め込み深さに対応するものに限定されず、例えば、埋め込み深さが予め設定した基準値よりも小さいアンカー1のみに、埋め込み深さが前記基準値よりも小さいアンカーであることを示すために設ける標識(表示)も含まれる。
The
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、適宜変更が可能である。
例えば、本発明に係るアンカーとしては、アンカー本体(アンカー本体において、鍔部24よりも先端側に位置する部分。スリーブ部25)に外挿されるワッシャ等のリングを備えた構成も採用可能である。
この場合、前記リングは、このアンカーをコンクリート躯体に施工する際に、鍔部24とコンクリート躯体外面との間に挟み込まれ、鍔部24によってコンクリート躯体に押し付けるようにして固定される。また、アンカー本体のスリーブ部25の長手方向(軸心方向)寸法は、リングの厚みを勘案して、アンカーに必要寸法の埋め込み深さを確保できるように調整することは言うまでも無い。
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can change suitably.
For example, as the anchor according to the present invention, a configuration including a ring such as a washer that is extrapolated to an anchor main body (a portion of the anchor main body that is located on the distal end side of the
In this case, when the anchor is applied to the concrete frame, the ring is sandwiched between the
1、1A…金属拡張アンカー、2…アンカー本体、2a…先端面、21、21A…内部孔、21a…テーパ孔部、21b…ストレート孔部、21c…雌ねじ孔部、21c1…雌ねじ、21d…先端側延長孔部、21e…後端開口部、21f…雌ねじ孔部、22…拡張部、22a…割り溝、23…筒状胴部、24…鍔部、24a…当接面、24b…湾曲面、24c…(鍔部外周の)端面、24h…表示、25…スリーブ部、26…頭部、261…後端面、27…本体スリーブ、28…鍔部用リング、29…アンカー本体、3…内部コーン、31…コーン本体、32…テーパ突部、33…打ち込み用端面、4…打ち込み棒、5…コンクリート躯体、5a…下穴、5b…外面、51…中空部、52…鉄筋、6…ボルト、61…突出部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
スリーブ状のアンカー本体(2、29)と、該アンカー本体の内側の内部孔(21)に収納されて前記アンカー本体の先端部の拡張部(22)に打ち込まれることで前記拡張部を拡開する内部コーン(3)とを具備し、前記内部孔が前記アンカー本体の後端に開口する雌ねじ孔部(21c)を有し、
前記アンカー本体は、その先端に前記拡張部が形成されているとともに、後端にフランジ状の鍔部(24)を具備し、
前記鍔部は、前記アンカー本体からその径方向外側への突出寸法eと、前記アンカー本体の軸心方向における該鍔部の寸法である鍔部厚みtとが、e/t=0.2〜0.7を満たすことを特徴とする金属拡張アンカー(1)。 It is a metal expansion anchor with an internal cone driving type,
A sleeve-shaped anchor main body (2, 29) and an inner hole (21) inside the anchor main body are housed in an expansion portion (22) at the distal end of the anchor main body to expand the expansion portion. An internal cone (3) that has an internal thread hole (21c) that opens to the rear end of the anchor body,
The anchor body has the extension portion formed at the tip thereof and a flange-shaped flange portion (24) at the rear end thereof.
The flange has a protruding dimension e from the anchor body outward in the radial direction and a flange thickness t which is a dimension of the flange in the axial direction of the anchor body, e / t = 0.2 to Metal expansion anchor (1) characterized by satisfying 0.7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007312889A JP2009138341A (en) | 2007-12-03 | 2007-12-03 | Metallic expansion anchor |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8888415B2 (en) | 2012-02-02 | 2014-11-18 | N-Pat Co., Ltd. | Anchor and method of installing anchor |
US8979452B2 (en) | 2011-02-04 | 2015-03-17 | N-Pat Co., Ltd. | Anchor bolt, anchor, connecting nut and clamping nut |
JP2019203295A (en) * | 2018-05-22 | 2019-11-28 | サンコーテクノ株式会社 | Anchor construction method, anchor system, anchor construction tool, and anchor |
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-
2007
- 2007-12-03 JP JP2007312889A patent/JP2009138341A/en active Pending
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