JP2011099211A - 鋼板コンクリート構造体における後打ちアンカー構造及び鋼板コンクリート構造体におけるアンカーの後打ち工法 - Google Patents

鋼板コンクリート構造体における後打ちアンカー構造及び鋼板コンクリート構造体におけるアンカーの後打ち工法 Download PDF

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【課題】後打ちアンカーの設置に要する時間を短縮することができるSC構造体における後打ちアンカー構造を提供する。
【解決手段】後打ちアンカー構造1はSC鋼板13の貫通孔11に挿入されたアンカープレート2及びアンカー部材6を備える。アンカープレート2は複数の貫通孔4を有する。アンカープレート2が貫通孔11内に挿入されてアンカープレート2の裏面がコンクリート15と向き合っている。複数のアンカー挿入孔16がコンクリート15に形成される。複数のアンカー部材6のアンカーボルト7が、貫通孔11内に挿入されたアンカープレート2の各貫通孔4を通って各アンカー挿入孔16内に達している。各アンカー挿入孔16内の硬化された樹脂17が、アンカー部材6をコンクリート15に固着する。各アンカーボルト7に噛み合わされたナット8によって、アンカープレート2がコンクリート15に固定される。
【選択図】図2

Description

本発明は、鋼板コンクリート構造体における後打ちアンカー構造及び鋼板コンクリート構造体におけるアンカーの後打ち工法におけるアンカーの後打ち工法に係り、原子力発電所の建屋(原子炉建屋及びタービン建屋等)に適用するのに好適な鋼板コンクリート構造体における後打ちアンカー構造及び鋼板コンクリート構造体におけるアンカーの後打ち工法に関する。
コンクリート構造体としては、張力部材に鉄筋を用いた鉄筋コンクリート構造体が知られている。この鉄筋コンクリート構造体の構築は、対向する型枠間に鉄筋を配置し、これらの型枠の間にコンクリートを打設し、コンクリートが固まった後に型枠を撤去することにより行われる。しかし、近年において、鉄筋の替りに張力部材として鋼板を用い、さらに、この鋼板を型枠として用いて鋼板の間にコンクリートを打設した鋼板コンクリート構造体(以下、SC構造体という)が開発され、建屋等への適用が提案されている。SC構造体は、コンクリートの表面が鋼板で覆われており、鉄筋が用いられていない。さらに、SC構造体の構築においては、鋼板が構造物の一部として用いられ、型枠を撤去する必要がない。
建屋内に配置された配管をサポートする支持架台が、SC構造体の鋼板(以下、SC鋼板という)に取り付けられる。このため、建屋の建設時において、支持架台を取り付ける位置でSC鋼板の裏面にアンカーが取り付けられ、このアンカーがSC鋼板間に打設されるコンクリート内に埋設される。
原子力プラントでは、運転停止後の定期検査時において、配管の改造を行う場合がある。この配管の改造は、既設の配管を取り外して新たな配管を設置することによって行われる。新たに設置される配管は、既設の配管と異なるルートに設置される場合もある。また、新たな機器を設置する場合もある。このように、新たな配管または新たな機器を設置する場合には、配管または機器のサポートの取り付け位置でSC鋼板にアンカーを取り付ける必要がある。SC鋼板が既に設置され、コンクリートが既に硬化しているので、後打ちアンカー構造を採用する必要がある。
後打ちアンカー構造の一例が、特開2002−285640号公報、特開2002−201718号公報及び特許第4172364号公報に記載されている。
特開2002−285640号公報は、SC構造体ではないが、コンクリート構造物にアンカーを取り付けるアンカーの後打ち工法を記載している。コンクリート構造物に対して位置決めされた被締結部材に形成された孔を通して、コンクリート構造物に孔をあけ、この孔に固着剤を封入した樹脂カプセルアンカーを挿入する。その後、アンカー部材を打ち込み、フランジを有する差し込みワッシャをアンカー部材の端部に装着し、ナットをアンカー部材に取り付けて締め付けることによって、被締結部材をコンクリート構造物に取り付ける。
特開2002−201718号公報は、SC構造体において、SC鋼板に対するアンカーの後打ち工法を記載している。頭部にネジが形成されて先端部がとがっているアンカーを、空砲によって、SC鋼板の表面からSC構造体のコンクリートに向って打ち込み、アンカー先端部をコンクリート内にめり込ませてアンカーをSC構造体に取り付けている。
特許第4172364号公報は、鉄筋コンクリート製または鉄骨コンクリート製の梁を補強板で補強するためのアンカーの後打ち工法を記載している。梁の両側面にそれぞれアンカー孔をあけ、両側面に補強板を当てて各補強板に形成された貫通孔より梁にあけられた孔に後打ちアンカーを打設する。この後打ちアンカーにナットを締結して補強板を梁に固定している。
特開2002−285640号公報 特開2002−201718号公報 特許第4172364号公報
新たな配管または機器をSC構造体に設置する場合には、複数の後打ちアンカーを取り付ける必要がある。このため、後打ちアンカーごとに既設のSC鋼板及びコンクリートに後打ちアンカーを通す孔をあけなければならない。後打ちアンカーごとにSC鋼板に後打ちアンカーを通す孔をあけることに長時間を要する。
本発明の目的は、後打ちアンカーの設置に要する時間を短縮することができる鋼板コンクリート構造体における後打ちアンカー構造及び鋼板コンクリート構造体におけるアンカーの後打ち工法を提供することにある。
上記した目的を達成する本発明の特徴は、一対の鋼板及び前記鋼板間に存在するコンクリートを有する鋼板コンクリート構造体の、一方の鋼板に形成された第1貫通孔内に挿入されてコンクリートに対向しており、複数の第2貫通孔が形成されているアンカープレートと、第2貫通孔を通してコンクリートに形成されたアンカー挿入孔内に挿入され、コンクリートに取り付けられた複数のアンカー部材と、アンカー部材に取り付けられてアンカープレートをコンクリートに押し付ける締付け装置とを備えたことにある。
鋼板コンクリート構造体の鋼板に、アンカープレートを挿入する第1貫通孔を形成するので、後打ちアンカー構造の鋼板コンクリート構造体への設置に要する時間を短縮することができる。
本発明によれば、鋼板コンクリート構造体への後打ちアンカーの設置に要する時間を短縮することができる。
本発明の好適な一実施例である実施例1の後打ちアンカー構造の平面図である。 図1のII−II断面図である。 図1に示すアンカープレートの平面図である。 図3のIV−IV断面図である。 図1に示す後打ちアンカー構造のアンカープレートに設置した支持部材及び配管の平面図である。 図5のVI−VI断面図である。 アンカープレートの他の実施例の構成図である。 アンカープレートの他の実施例の構成図である。 アンカープレートの他の実施例の構成図である。 アンカープレートの他の実施例の構成図である。 本発明の他の実施例である実施例2の後打ちアンカー構造の平面図である。
本発明の実施例を以下に説明する。
本発明の好適な一実施例である実施例1の、鋼板コンクリート構造体における後打ちアンカー構造を、図1及び図2を用いて説明する。
本実施例の後打ちアンカー構造1が適用される鋼板コンクリート構造体(SC構造体)12について、まず、説明する。SC構造体12は、コンクリート15が鋼板(SC鋼板)13と鋼板(SC鋼板)14の間に配置されている。鋼板13及び14としては炭素鋼(またはステンレス鋼)が用いられる。SC構造体12は、例えば、原子力発電所に設置された原子力プラントを収納する建屋に適用されている。
後打ちアンカー構造1は、SC鋼板13に形成された貫通孔(第1貫通孔)11に挿入されたアンカープレート2、及びアンカー部材(例えば、ケミカルアンカー)6を備えている。アンカー部材6がアンカーボルト7を有している。アンカープレート2は、図3に示すように、複数の貫通孔(第2貫通孔)4を形成している。本実施例では、4個の貫通孔4が形成されている。アンカープレート2には、環状のフランジ部3が形成される(図4参照)。アンカープレート2が、SC鋼板13に形成された貫通孔11内に挿入されており、フランジ部3がSC鋼板13の表面と対向している。アンカープレート2の裏面5がコンクリート15と直接向き合っている。
複数(例えば、4つ)のアンカー挿入孔16が、SC鋼板13の貫通孔11内で、コンクリート15の表面からコンクリート3の裏面(SC鋼板14側の面)に向って形成されている。アンカープレート2がSC鋼板13に形成された貫通孔11内に挿入された状態で、4本のアンカー部材6のアンカーボルト7が、アンカープレート2に形成されたそれぞれの貫通孔4を通ってコンクリート15に形成されたそれぞれのアンカー挿入孔16内に達している。各アンカー挿入孔16内には硬化された樹脂17が存在し、この樹脂17がアンカーボルト7、すなわち、アンカー部材6をコンクリート15に固着している。
各アンカーボルト7の頭部に取り付けられたナット(締付け装置)8によって、アンカープレート2が、SC構造体12、具体的には、コンクリート15に固定される。SC鋼板13も、フランジ部3によってコンクリート15に押し付けられている。ナット8とアンカープレート2の間に、座金9が配置されている。
前述した後打ちアンカー構造1を構築する方法、すなわち、SC構造体におけるアンカーの後打ち工法について説明する。原子力プラントにおける配管系統の一部の改造は、原子力プラントの運転を停止した後に行われる。原子力プラントの運転が停止された後、改造対象の配管系において該当する既設の配管等が撤去され、例えば、新たな配管が新しいルートに沿って据え付けられる。この新しい配管が据え付けられる、建屋内の部屋は、例えば、側壁、床及び天井がSC構造体12で構成されているとする。この新しい配管の据え付けのために、SC構造体12に支持部材を取り付ける必要があり、後打ちアンカー構造1をSC構造体12に設ける必要がある。
新しい配管の支持部材の設置位置で、SC構造体12のSC鋼板13に、貫通孔11を形成する。この貫通孔11の形成は、配管を据え付ける、建屋の部屋内に工作機械(例えば、切削工具であるバイトを旋回させて穿孔する工作機械)を持ち込んで行われる。この工作機械を用いて、部屋に面するSC鋼板13に穿孔し、取り付けるアンカープレート2の直径に対応する直径の貫通孔11をSC鋼板13に形成する。SC鋼板13に貫通孔11を形成することによって、SC構造体12のコンクリート15が露出する。
SC鋼板13への貫通孔11の形成及びコンクリート15へのアンカー挿入孔16の形成は現場での作業になるが、アンカープレート2は、予め、工場で製作される。SC構造体12に設けられた後打ちアンカー構造1のアンカープレート2に加わる支持荷重に基づいて、アンカープレート2の直径及び厚み、及び取り付けるアンカー部材6の本数等が決定される。
予め製作されたアンカープレート2を貫通孔11内に挿入し、アンカープレート2に形成された貫通孔4を通してドリルをコンクリート15の表面に当て、ドリルを回転させてコンクリート15にアンカー挿入孔16があけられる。アンカー挿入孔16の深さは、アンカー挿入孔16内に挿入されるアンカー部材6の長さに対応して決定される。このようにして、所定個数、例えば4つのアンカー挿入孔16がコンクリート15に形成される。
後打ちアンカーであるアンカー部材6として、ケミカルアンカーを用いる。アンカー挿入孔16内の切削屑を除去した後、樹脂を封入したカプセルを各アンカー挿入孔16内に挿入し、その後、アンカーボルト7をアンカー挿入孔16内に打ち込むことによって、カプセルが潰れて内部から樹脂が流出し、アンカー挿入孔16内でアンカーボルト7とコンクリート15の間に充満する。樹脂が硬化することによって、アンカーボルト7がコンクリート15に固着される。アンカーボルト7の頭部にはネジが形成されている。
SC鋼板13が面する部屋が気密性を要する場合には、アンカープレート2のフランジ部3の裏面及びアンカープレート2の側面にシール材10を塗布する。その後、コンクリート15に固着された各アンカーボルト7をアンカープレート2に形成された各貫通孔4内に通す。座金9が各アンカーボルト7に装着される。アンカープレート2をSC鋼板13に穿孔された貫通孔11内に挿入し、アンカーボルト7の頭部に形成されたネジに噛み合わされたナット8を締め付ける。アンカープレート2が、SC鋼板13及びコンクリート15に押し付けられ、コンクリート15に固定される。
以上の工程により、後打ちアンカー構造1がSC構造体12に設けられる。
後打ちアンカー構造1がSC構造体12に設けられた後、配管の支持部材18がアンカープレート2に設置される(図5および図6参照)。支持部材18を設置するために、2つの後打ちアンカー構造1がSC構造体12に設けられる。支持部材18は、2本の角鋼19及び1本の山形鋼20を含んでいる。それぞれの角鋼19が、それぞれのアンカー構造1のアンカープレート2の表面に溶接にて取り付けられる。山形鋼20の両端部が、それぞれの角鋼19に溶接にて取り付けられる。このようにして、支持部材18が、SC構造体12に取り付けられた2つのアンカープレート2に取り付けられる。設置する配管22が山形鋼20の上に置かれる。この配管22は、U字状の支持部材21によって山形鋼20の取り付けられる。支持部材21の両端部が山形鋼20に形成された1対の孔にそれぞれ通され、それらの両端部にナットを取り付けて締め付けることによって、配管22が、山形鋼20、すなわち、支持部材18に固定される。
以上により、配管系統の改造が終了する。
本実施例の後打ちアンカー構造1の採用によって、原子力プラントの建設時に埋設された、支持部材18の取り付け金具が存在しない位置においても、支持部材18の取り付け金具であるアンカープレート2を、SC構造体12のコンクリート15にアンカー部材6によって取り付けることができる。このため、配管系統の改造を容易に行うことができ、改造された配管系統の配管22を、後打ちアンカー構造1によってSC構造体12に容易に支持させることができる。
本実施例の後打ちアンカー構造1をSC構造体12に設置する際に、SC構造体12のSC鋼板13に、複数のアンカー部材6で固定されるアンカープレート2を挿入する貫通孔11を穿孔するので、この貫通孔11を穿孔するのに要する時間が、アンカー部材6を1本1本通す複数の貫通孔をSC鋼板13に形成する場合に要する時間に比べて短縮される。したがって、本実施例では、後打ちアンカー構造1のSC構造体12への設置に要する時間を短縮することができる。
さらに、本実施例では、コンクリート15へのアンカー挿入孔16の形成が、貫通孔11に嵌め込んだアンカープレート2に形成された貫通孔4にドリルを挿入してこの貫通孔4をガイドにして行われるので、アンカー挿入孔16の孔あけが容易になり、アンカー挿入孔16の位置精度も向上する。
複数の貫通孔4を形成したアンカープレート2の製作が工場で行われるので、現場での作業が軽減される。
特開2002−201718号公報に記載された空砲による後打ちアンカーの施工に比べて、本実施例は、大加重に耐えることができ、さらに、後打ちアンカー構造1を設置する側壁及び床の破損リスクが極めて低い。
SC鋼板13が面する部屋が、気密性を要しない場合には、シール剤14のアンカープレート2への塗布は不要である。
後打ちアンカー構造1のアンカープレート2に、配管の支持部材以外に、新たに設置する機器の支持部材を取り付けてもよい。
本実施例の後打ちアンカー構造1では、4つの貫通孔4を形成したアンカープレート2を用いたが、アンカープレート2の形状は、アンカープレートに取り付けられた支持部材が受ける荷重に応じて変えることができる。アンカープレートの他の形状を、図7から図10に基づいて説明する。
アンカープレート2Aは、2個の貫通孔4を形成しており、アンカープレート2と同様にフランジ部3を有する(図7参照)。アンカープレート2Aは2本のアンカー部材6によってSC構造体12に固定される。アンカープレート2Aは、アンカープレート2よりも支持荷重が小さい配管等の支持に用いられる。
アンカープレート2Bは、6個の貫通孔4を形成しており、フランジ部3を有する(図8参照)。アンカープレート2Bは6本のアンカー部材6によってSC構造体12に固定される。アンカープレート2Bは、アンカープレート2よりも支持荷重が大きい配管等の支持に用いられる。
アンカープレート2Cは、8個の貫通孔4を形成しており、フランジ部3を有する(図9参照)。アンカープレート2Cは8本のアンカー部材6によってSC構造体12に固定される。アンカープレート2Dは、10個の貫通孔4を形成しており、フランジ部3を有する(図10参照)。アンカープレート2Dは10本のアンカー部材6によってSC構造体12に固定される。アンカープレート2C及び2Dは、アンカープレート2Bよりも支持荷重が大きい配管等の支持に用いられる。
本発明の他の実施例である実施例2の、SC構造体における後打ちアンカー構造を、図11を用いて説明する。
本実施例の後打ちアンカー構造1Aは、実施例1の後打ちアンカー構造1において、アンカー部材(ケミカルアンカー)6をアンカー部材(メカニカルアンカー)6Aに替えた構成を有する。後打ちアンカー構造1Aの他の構成は後打ちアンカー構造1と同じである。アンカー部材6Aは、アンカーボルト7A及びスリーブ23を有する。スリーブ23がアンカーボルト7Aに装着されている。
本実施例のSC構造体におけるアンカーの後打ち工法について説明する。実施例1と同様に、貫通孔11がSC鋼板13に、複数(例えば、4個)のアンカー挿入孔16がコンクリート15にそれぞれ穿孔される。アンカー挿入孔16内の切削屑が除去された後、アンカー部材6Aが各アンカー挿入孔16内に打ち込まれ、アンカーボルト7A及びスリーブ23がアンカー挿入孔16内に挿入される。アンカーボルト7Aの打ち込みによってスリーブ23が半径方向に押し広げられ、スリーブ23の外面がアンカー挿入孔16の内面に押し付けられる。アンカーボルト7Aがコンクリート15に固着される。コンクリート15とスリーブ23との間の摩擦力、及びアンカーボルト7Aとスリーブ23との間の摩擦力により、アンカーボルト7Aがアンカー挿入孔16から抜けることはない。
その後、実施例1と同様に、アンカープレート2がナット8によって各アンカーボルト7Aに取り付けられる。アンカープレート2には配管22等の支持部材18が取り付けられる。
本実施例も、実施例1で生じる各効果を得ることができる。
実施例1及び2は、原子力プラントの建屋だけでなく、火力プラントの建屋等のSC構造体が設けられた建造物に対して適用することができる。
本発明は、SC構造体を有する建造物に適用することができる。
1,1A…後打ちアンカー構造、2,2A,2B,2C,2D…アンカープレート、3…フランジ部、4,11…貫通孔、6,6A…アンカー部材、7,7A…アンカーボルト、8…ナット、10…シール材、12…SC構造体、13,14…SC鋼板、15…コンクリート、16…アンカー挿入孔、17…樹脂、18,21…支持部材、22…配管、23…スリーブ。

Claims (6)

  1. 一対の鋼板及び前記鋼板間に存在するコンクリートを有する鋼板コンクリート構造体の、一方の前記鋼板に形成された第1貫通孔内に挿入されて前記コンクリートに対向しており、複数の第2貫通孔が形成されているアンカープレートと、
    前記第2貫通孔を通して前記コンクリートに形成されたアンカー挿入孔内に挿入され、前記コンクリートに取り付けられた複数のアンカー部材と、
    前記アンカー部材に取り付けられて前記アンカープレートを前記コンクリートに押し付ける締付け装置とを備えたことを特徴とする鋼板コンクリート構造体における後打ちアンカー構造。
  2. 前記アンカープレートと前記第1貫通孔が形成された前記鋼板の間に配置されているシール部材を有する請求項1に記載の鋼板コンクリート構造体における後打ちアンカー構造。
  3. 前記アンカー部材がケミカルアンカー及びメカニカルアンカーのいずれかである請求項1または2に記載の鋼板コンクリート構造体における後打ちアンカー構造。
  4. 一対の鋼板及び前記鋼板間に存在するコンクリートを有する鋼板コンクリート構造体の、一方の前記鋼板に第1貫通孔を形成し、
    前記第1貫通孔を通して複数のアンカー挿入孔を前記コンクリートに穿孔し、
    アンカー部材を、前記複数のアンカー挿入孔内にそれぞれ挿入して前記コンクリートに固定し、
    複数の第2貫通孔が形成されているアンカープレートを、前記複数の第2貫通孔内に各前記アンカー部材を別々に通すことにより、前記第1貫通孔内に挿入して、前記アンカープレートを前記コンクリートに対向させ、
    前記複数の第2貫通孔を別々に貫通している各前記アンカー部材に取り付けられた締付け装置によって、前記アンカープレートを前記コンクリートに押し付けることを特徴とする鋼板コンクリート構造体におけるアンカーの後打ち工法。
  5. 複数の前記アンカー挿入孔の穿孔が、前記アンカープレートを前記第1貫通孔内に挿入し、挿入されたこのアンカープレートに形成された複数の第2貫通孔をガイドにしてドリルにより行われる請求項4に記載の鋼板コンクリート構造体におけるアンカーの後打ち工法。
  6. 前記アンカー部材としてケミカルアンカー及びメカニカルアンカーのいずれかを用いる請求項4または5に記載の鋼板コンクリート構造体におけるアンカーの後打ち工法。
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