JP2021110222A - コンクリートスラブと鋼梁の接続構造及び装着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリートスラブと鋼梁の間の摩擦力を向上させ、より高いせん断抵抗力を提供し、コンクリートスラブと鋼梁の接続をより強固且つ確実にする。【解決手段】コンクリートスラブ７と鋼梁の接続構造で、上端にねじキャップ３を有し、ボルト軸２の下部に内側ナット５とナット６が順次設けられ、プレハブプラットフォーム１にコンクリートスラブ７を打設し、ナット６とプレハブプラットフォーム１が取り外された後、ナット６がコンクリートスラブ７を鋼梁に接続させたときに、ボルト軸２の下への移動に伴い折れるか又は破裂するように、ゴム・プラスチック材料とされている。【選択図】図１

Description

本発明は、建設工事の技術分野に関し、特にコンクリートスラブと鋼梁の接続構造及び装着方法に関する。

従来の鋼・コンクリート複合構造物は、鋼材の高い引張強度とコンクリートの圧縮性能を組み合わせて設計されるものであり、このような構造には、負荷力が高く、軽量であり、材料を節約し、耐震性に優れているなどの特徴があり、実際の工事には幅広く使用されている。ただし、従来の鋼・コンクリート複合構造物は、プレハブ化された度合が低く、吊り上げる重量が大きく、そして、ウェット・ジョイントがあるため、工期が長く、効率が低くなる。したがって、現在のプレハブ構造物への要件を満たすことができない。

従来のボルトを用いたプレハブ鋼−コンクリート複合梁では、ボルト穴とボルト軸の間に大きな隙間があるため、橋梁の運営中、コンクリートスラブと鋼梁の間には明らかな相対的な滑りが発生し、これにより、鋼−コンクリートの接合面の接続の信頼性が低下し、鋼とコンクリートが期待される性能を発揮できなくなり、構造剛性が低下し、負荷力が低下し、材料の無駄が生じるなどの問題を引き起こし、一方、隙間が大きくなると、ボルトの軸力による摩擦力及びボルト自体のせん断抵抗力が鋼−コンクリートの接合面のせん断力に対抗するための合力を形成できず、その結果、使用されるボルトが増え、材料が無駄になるとともに、コンクリートスラブのボルト穴への精度要件が高まり、コンクリートスラブの製造プロセスが複雑になり、コストが高いだけでなく、組み立て工事も面倒で、工期が長くなる。

中国特許出願公開第１０７０２３１１４号明細書

本発明は、底板及び鉄筋位置決め機構を含む鋼・コンクリート複合構造物の接続部品を開示し、前記鉄筋位置決め機構は、ウェブ、フランジプレート及び鉄筋支持ブロックを含み、前記底板は水平に設けられ、前記ウェブは垂直に設けられ、且つその下端が底板の上端面に固定され、前記フランジプレートは、底板に平行するように底板の上に設けられ、前記フランジプレートの一端はウェブの側壁に固定して接続され、フランジプレートの底部には位置決めノッチが形成されており、前記鉄筋支持ブロックは位置決め用ノッチに埋め込まれ、一端がフランジプレートに固定して接続され、鉄筋支持ブロックの他端と位置決めノッチの側壁との間には鉄筋埋込口が形成されており、前記鉄筋支持ブロックと底板の間の領域が第１鉄筋配置領域、鉄筋支持ブロックの上の位置決めノッチ内の領域が第２鉄筋配置領域となる。本発明は、上記接続部品からなる複合梁をさらに開示する。本発明を適用すると、鉄筋を重ねることが容易であり、施工効率が向上し得る。

本発明の目的は、従来技術の欠陥を克服して、プレハブ工法を実現できるとともに、コンクリートスラブと鋼梁の間の摩擦力、及びボルト軸自体のせん断抵抗力を十分に生かして、コンクリートスラブと鋼梁の接続をより強固で確実にすることができるコンクリートスラブと鋼梁の接続構造を提供し、本発明の別の目的は、また、コンクリートスラブと鋼梁の装着方法を提供することである。

上記目的を達成させるために、本発明は、
鋼梁、プレハブプラットフォーム及びプレハブプラットフォームに設けられた複数のボルト軸を備え、ボルト軸は、上端にねじキャップを有し、下部に内側ナットとナットが順次設けられ、プレハブプラットフォームは、内側ナットとナットの間のボルト軸に設けられ、且つ前記内側ナットの下部がプレハブプラットフォームに当接し、
前記プレハブプラットフォームには、高さがボルト軸よりも高いコンクリートスラブが打設されており、
前記内側ナットは、前記ナットとプレハブプラットフォームが取り外された後、前記ナットがコンクリートスラブを動かして鋼梁に接続させたときに、前記ボルト軸の下への移動に伴い折れるか、又は破裂するように、ゴム・プラスチック材料とされるコンクリートスラブと鋼梁の接続構造を提供する。
好ましい態様として、前記内側ナットの断面は、上部サイズが下部サイズ未満であり、上部サイズがボルト軸の直径とマッチングし、下部がプレハブプラットフォームに当接する台形である。

好ましい態様として、前記内側ナットの断面は矩形であり、前記矩形の内側ナットには、ボルト軸が挿通するための、上下に延設されている貫通孔が設けられ、前記矩形の下部はプレハブプラットフォームに当接する。

好ましい態様として、前記ボルト軸において、ねじキャップの底部にはガスケットが固定して設けられる。

好ましい態様として、前記ボルト軸は垂直に設けられている。

好ましい態様として、前記ボルト軸は複数あり、且つ、２つのボルト軸は１対とされている。

コンクリートスラブと鋼梁の装着方法であって、
直径がボルト軸の直径よりも大きいガスケットをボルト軸のねじキャップの箇所に装着し、ゴム・プラスチック材料製の内側ナットをボルト軸に装着するステップ１と、
ボルト軸のねじキャップから離れた一端をプレハブプラットフォームに予め形成されているボルト穴に通り抜けさせ、ナットを装着してボルト軸を固定するステップ２と、
プレハブプラットフォーム上に、コンクリートをボルト軸の高さよりも大きい打設高さで打設するステップ３と、
コンクリートスラブが固化された後、ナット及びプレハブプラットフォームを取り外し、コンクリートスラブを装着対象位置に搬送するステップ４と、
鋼梁とコンクリートスラブを接合し、ボルト軸を鋼梁に予め形成されている装着穴に通り抜けさせ、ボルトの下端部にナットを装着してボルトを固定し、内側ナットを押圧するまでボルトをナットで下動駆動させ、内側ナットを折れる又は破裂させるステップ５と、を含む。

好ましい態様として、前記内側ナットの断面は、上部サイズが下部サイズ未満であり、上部サイズがボルト軸の直径とマッチングし、下部がプレハブプラットフォームに当接する台形である。

好ましい態様として、前記ボルト軸は垂直に設けられている。

好ましい態様として、前記ボルト軸は複数あり、２つのボルト軸は１対とされており、前記鋼梁には、複数対の装着穴が設けられ、２つの装着穴は１対とされており、前記装着穴はボルト軸に対向して設けられる。

従来技術に比べて、本発明の有益な効果は以下のとおりである。本発明のコンクリートスラブと鋼梁の接続構造では、ボルト軸に内側ナットが取り付けられることにより、ボルト軸の位置を固定し、コンクリートの打設プロセスでのボルト軸のズレの発生を回避し、ボルトのプリテンション力の有効性を保証することができ、且つコンクリートスラブが作製されて鋼梁に装着された後、ナットを締めることによって内側ナットを破裂させる又は折れることで、ボルト軸に対する内側ナットの垂直拘束を解消し、このようにして、ボルトが下へ移動して、コンクリートスラブへ十分な圧力をかけ、コンクリートスラブと鋼梁の間の摩擦力を大幅に増加し、また、ボルト軸がコンクリートスラブの内部に打設されているので、コンクリートスラブとボルト軸の間がシームレスに接続され、それにより、コンクリートスラブと鋼梁の間の摩擦力とボルト軸自体のせん断抵抗力が合力を形成して、コンクリートスラブと鋼梁の間の滑りに抵抗し、完全性を向上させ、複合構造物の全体として、ボルト軸と鋼梁トップスラブとコンクリートスラブの間の接続がより強固で信頼性が高いため、梁本体の全体的な性能が高まる。
本発明のコンクリートスラブと鋼梁の装着方法は、吊り上げるコンクリートスラブの重量が低く、プレハブ化された度合が高く、簡便に施工でき、工期が短いという利点がある。

本発明の実施例におけるコンクリートスラブと鋼梁の接続構造のプレハブプラットフォームとボルト軸の接続構造の模式図である。 図１に示す本発明の実施例におけるコンクリートスラブと鋼梁の接続構造からプレハブプラットフォームを取り外した構造模式図である。 本発明の実施例におけるコンクリートスラブと鋼梁の接続構造のコンクリートスラブと鋼梁の構造模式図である。 本発明の実施例におけるコンクリートスラブと鋼梁の装着構造の模式図である。

以下、図面及び実施例を参照しながら、本発明の特定の実施形態をさらに詳細に説明する。以下の実施例は、本発明を例示するために使用されるが、本発明の範囲を限定するものではない。

なお、本発明の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「頂」、「底」などの用語によって示される方位又は位置関係は、示された図面に示す方位又は位置関係に基づいており、本発明を説明し、説明を簡略化するために過ぎず、示される装置又はデバイスが特定の方位を有したり、特定の方位で構築及び操作されなければならないことを指示又は示唆するものではなく、したがって、本発明を限定するとして理解することはできない。なお、本発明において、「第１」、「第２」などの用語を用いて様々な情報を説明するが、これら情報はこれらの用語に限定されるべきではなく、これらの用語は同じタイプの情報を互いに区別するためにのみ使用される。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく、「第１」情報は「第２」情報と呼ばれてもよく、同様に、「第２」情報は「第１」情報と呼ばれてもよい。

本発明のコンクリートスラブと鋼梁の接続構造の実施例は、図１〜４に示すように、鋼梁８、プレハブプラットフォーム１及びプレハブプラットフォーム１に設けられた複数のボルト軸２を備え、ボルト軸２は、一端にねじキャップ３を有し、鋼製ガスケットであるガスケット４がボルト軸２のねじキャップ３の一端に装着されており、ガスケット４はボルト軸２により通り抜けられてねじキャップ３の下部に粘着され、ボルト軸２の下部には内側ナット５が装着され、ボルト軸２の下端は下へ延びてプレハブプラットフォーム１を通り抜け、且つ、ボルト軸２の下端には、ボルト軸２とプレハブプラットフォーム１を固定するためのナット６が取り外し可能に接続され、内側ナット５の下側はプレハブプラットフォーム１に当接し、内側ナット５の装着によりボルト軸２の位置が固定され、コンクリートの打設プロセスでのボルト軸２のズレの発生が回避され、ボルト軸２のプリテンション力の有効性が確保される。プレハブプラットフォーム１には、高さがボルト軸２よりも高いコンクリートスラブ７が打設されており、コンクリートスラブ７は、プレハブプラットフォーム１の上部のボルト軸２及びねじキャップ３と内側ナット５の全体をその内部に打設し、それによって、コンクリートスラブ７とボルト軸２の貼着時の密閉性を向上させ、ボルト軸２とコンクリートスラブ７の間の摩擦力及びせん断力を高める。

本出願では、コンクリートスラブ７の打設が完了した後、ナット６を取り外し、次にプレハブプラットフォーム１を取り出し、このようにして、コンクリートスラブ７とボルト軸２の結合体を鋼梁８における装着箇所へ移動し、ボルト軸２の下端と鋼梁２に予め形成されている装着穴を通じて装着して接合し、次に、ナット６を装着することで鋼梁８とボルト軸２を固定する。本出願では、コンクリートスラブ７と鋼梁８の間の摩擦力が増えて、ボルト軸２自体のせん断抵抗力と合力を形成するように、内側ナット５は、具体的には、ゴム・プラスチック材料であり、ボルト軸２が下へ移動するときに、ボルト軸２の移動により内側ナット５が移動して折れるか又は破裂するようにし、ボルト軸２に対する内側ナット５の垂直拘束が解消され、次に、ボルト軸２が下へ移動して、コンクリートスラブ７へ十分な圧力をかけ、コンクリートスラブ７と鋼梁８の間の摩擦力を大幅に増大し、且つ、ボルト軸２は、コンクリートスラブ７の内部に打設されており、コンクリートスラブ７とボルト軸２の間はシームレスに接続され、それによって、コンクリートスラブと鋼梁の間の摩擦力は、ボルト軸自体のせん断抵抗力と合力を形成し、コンクリートスラブ７と鋼梁２の間の滑りに抵抗し、完全性を向上させ、複合構造物の全体として、ボルト軸２と鋼梁８トップスラブとコンクリートスラブの間の接続がより強固で信頼性が高いため、梁本体の全体的な性能が高まる。

具体的には、ボルト軸２は垂直に固定して設け有られ、内側ナット５は、断面が台形である内側ナットであり、具体的に装着するときに、台形の上部サイズが下部サイズ未満であり、台形の上部サイズがボルト軸２の直径とマッチングし、台形の下部がプレハブプラットフォーム１に当接し、このようにして支持フレーム構造が構成され、ボルト軸２を支持し、コンクリートスラブ７の打設時のボルト軸２の傾斜やズレが回避され、ボルト軸２のプリテンション力の有効性が確保される。別の実施例では、内側ナット５の断面は台形構造に制限されない。

本出願の別の実施例では、内側ナットの断面は矩形であってもよく、矩形の内側ナットには、ボルト軸が挿通するための、上下に延設されている貫通孔が設けられ、矩形の下部はプレハブプラットフォームに当接する。又は、内側ナットは、円錐状構造であり、断面が三角形に設定され、ボルト軸は、上から下にかけて三角形の底面を通り抜ける。

本出願では、ボルト軸２は複数あり、２つのボルト軸２は１対となり、鋼梁８に予め形成されている装着穴の数に対応し、鋼梁８に固定して装着することに用いられる。ボルト軸２を装着するコンクリートスラブ７及び鋼梁８については、使用するときに、そのまま組み立てて使用できるように予め加工されてもよく、それによって、加工・組み立てのための工期を短縮させ、また標準的施工を達成する。ガスケット４は、コンクリートスラブ７に対するボルト軸２による応力を分散させ、応力集中に起因してコンクリートスラブ７に部分的な損傷が生じてボルト軸２のプリテンション力の損失を引き起こすことを回避する。本出願では、コンクリートスラブ７が作製された後、ナット６を締めることによって内側ナット５のネジ歯を崩し、ボルト軸２に対する内側ナット５の垂直拘束を解消し、それによって、ボルト軸２はガスケット４とともに下へ移動し、コンクリートスラブ７へ十分な圧力をかけ、コンクリートスラブ７と鋼梁８の間の摩擦力を大幅に向上させる。

本出願のコンクリートスラブと鋼梁の装着構造では、内部ボルトが固定されているので、ボルト穴とボルト軸の間の隙間が小さくなり、コンクリートスラブと鋼梁の間の摩擦力を活用でき、またその摩擦力が、ボルト軸自体のせん断抵抗力と合力を形成することができ、したがって、滑り量が小さく、ボルト軸の利用率が高く、接合面の接続が確実になり、構造剛度が高く、また、使用されるボルトが少なく、ボルト穴の精度への要件が低下し、コンクリートスラブの製造プロセスの難度が低減し、組み立て作業が簡便になり、コストが低下する。

本発明のコンクリートスラブと鋼梁の装着方法の実施例は、
直径がボルト軸の直径よりも大きいガスケットをボルト軸のねじキャップの箇所に装着し、ゴム・プラスチック材料製の内側ナットをボルト軸に装着するステップ１と、
ボルト軸のねじキャップから離れた一端をプレハブプラットフォームに予め形成されているボルト穴に通り抜けさせ、ナットを装着してボルト軸を固定するステップ２と、
プレハブプラットフォーム上に、コンクリートをボルト軸の高さよりも大きい打設高さで打設するステップ３と、
コンクリートスラブが固化された後、ナット及びプレハブプラットフォームを取り外し、コンクリートスラブを装着対象位置に搬送するステップ４と、
鋼梁とコンクリートスラブを接合し、ボルト軸を鋼梁に予め形成されている装着穴に通り抜けさせ、ボルトの下端部にナットを装着してボルトを固定し、内側ナットを押圧するまでボルトをナットで下動駆動させ、内側ナットを折れる又は破裂させるステップ５と、を含む。

その中で、ボルト軸は垂直に設けられている。内側ナットの断面は、上部サイズが下部サイズ未満であり、上部サイズがボルト軸の直径とマッチングし、下部がプレハブプラットフォームに当接する台形である。

その中で、ボルト軸は６個あり、２つのボルト軸は１対とされており、前記鋼梁上には、複数対の装着穴が設けられており、２つの装着穴は１対とされており、前記装着穴はボルト軸に対向して設けられる。

なお、上記は本発明の好ましい実施形態にすぎないが、当業者であれば、本発明の技術的原理から逸脱することなく、いくつかの改良及び置換を行うことができ、これら改良及び置換は本発明の特許範囲と見なされるべきである。

１、プレハブプラットフォーム
２、ボルト軸
３、ねじキャップ
４、ガスケット
５、内側ナット
６、ナット
７、コンクリートスラブ
８、鋼梁

Claims (10)

1. コンクリートスラブと鋼梁の接続構造であって、
   鋼梁、プレハブプラットフォーム及びプレハブプラットフォームに設けられた複数のボルト軸を備え、ボルト軸は、上端にねじキャップを有し、下部に内側ナットとナットが順次設けられ、プレハブプラットフォームは、内側ナットとナットの間のボルト軸に設けられ、且つ前記内側ナットの下部がプレハブプラットフォームに当接し、
   前記プレハブプラットフォームには、高さがボルト軸よりも高いコンクリートスラブが打設されており、
   前記内側ナットは、前記ナットとプレハブプラットフォームが取り外された後、前記ナットがコンクリートスラブを動かして鋼梁に接続させたときに、前記ボルト軸の下への移動に伴い折れるか又は破裂するように、ゴム・プラスチック材料とされている、ことを特徴とするコンクリートスラブと鋼梁の接続構造。
2. 前記内側ナットの断面は、上部サイズが下部サイズ未満であり、上部サイズがボルト軸の直径とマッチングし、下部がプレハブプラットフォームに当接する台形である、ことを特徴とする請求項１に記載のコンクリートスラブと鋼梁の接続構造。
3. 前記内側ナットの断面は矩形であり、前記矩形の内側ナットには、ボルト軸が挿通するための、上下に延設されている貫通孔が設けられ、前記矩形の下部はプレハブプラットフォームに当接する、ことを特徴とする請求項１に記載のコンクリートスラブと鋼梁の接続構造。
4. 前記ボルト軸において、ねじキャップの底部にはガスケットが固定して設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載のコンクリートスラブと鋼梁の接続構造。
5. 前記ボルト軸は垂直に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のコンクリートスラブと鋼梁の接続構造。
6. 前記ボルト軸は複数あり、且つ、２つのボルト軸は１対とされている、ことを特徴とする請求項１に記載のコンクリートスラブと鋼梁の接続構造。
7. コンクリートスラブと鋼梁の装着方法であって、
   直径がボルト軸の直径よりも大きいガスケットをボルト軸のねじキャップの箇所に装着し、ゴム・プラスチック材料製の内側ナットをボルト軸に装着するステップ１と、
   ボルト軸のねじキャップから離れた一端をプレハブプラットフォームに予め形成されているボルト穴に通り抜けさせ、ナットを装着してボルト軸を固定するステップ２と、
   プレハブプラットフォーム上に、コンクリートをボルト軸の高さよりも大きい打設高さで打設するステップ３と、
   コンクリートスラブが固化された後、ナット及びプレハブプラットフォームを取り外し、コンクリートスラブを装着対象位置に搬送するステップ４と、
   鋼梁とコンクリートスラブを接合し、ボルト軸を鋼梁に予め形成されている装着穴に通り抜けさせ、ボルトの下端部にナットを装着してボルトを固定し、内側ナットを押圧するまでボルトをナットで下動駆動させ、内側ナットを折れる又は破裂させるステップ５と、を含む、ことを特徴とするコンクリートスラブと鋼梁の装着方法。
8. 前記内側ナットの断面は、上部サイズが下部サイズ未満であり、上部サイズがボルト軸の直径とマッチングし、下部がプレハブプラットフォームに当接する台形である、ことを特徴とする請求項７に記載のコンクリートスラブと鋼梁の装着方法。
9. 前記ボルト軸は垂直に設けられている、ことを特徴とする請求項７に記載のコンクリートスラブと鋼梁の装着方法。
10. 前記ボルト軸は複数あり、２つのボルト軸は１対とされており、前記鋼梁には、複数対の装着穴が設けられ、２つの装着穴は１対とされており、前記装着穴はボルト軸に対向して設けられる、ことを特徴とする請求項７に記載のコンクリートスラブと鋼梁の装着方法。

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