JP4989176B2 - コンクリート構造体 - Google Patents

Description

本発明は、鉄筋コンクリート部材表面から突出されたボルト部材（第２ボルト部材）を介して力を伝達するようにしたコンクリート構造体に関する。

従来、鉄筋コンクリート部材に埋設されたボルト部材を利用し、何らかの重量物（例えば、ビル建設時にビル上に固定して使用するタワークレーンや、鉄筋等）を支持するようにした構造については種々のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、コンクリート部材２内に埋設したアンカーボルト２３を利用して重量物（矢印Ｆ参照）を支持するようにした構造体の一例を示し、図６は、コンクリート部材１２内に配置した鉄筋３３を利用して重量物Ａ_２を支持するようにした構造体の一例を示し、図７は、コンクリート部材２内に配置したＰＣ鋼棒４３を利用して重量物による力（矢印Ｆ参照）を伝達するようにした構造体の一例を示している。
特開２００１−１５２４６４号公報

ところで、上述のようなアンカーボルトや鉄筋による重量物による力の伝達は、該ボルト等のダウエル効果によるものであるが、重量物支持のための支持抗力が発揮されるには、該ボルトがその径方向にある程度移動する必要があり、それに伴って、鉄筋コンクリート部材にひび割れ（割り裂き破壊）が生じてしまうという問題があった（図５，６，７の太線斜線部参照）。

本発明は、そのようなひび割れを低減できるコンクリート構造体を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、図１及び図２に例示するものであって、鉄筋コンクリート部材（２）と、
該鉄筋コンクリート部材（２）の奥側から表面に近接する位置まで延設された状態となるように該鉄筋コンクリート部材内に埋設された第１ボルト部材（３）と、
前記鉄筋コンクリート部材（２）の表面に近接する側の前記第１ボルト部材（３）の端部が一側雌ねじ開口部（図３(a) の符号４ａ参照）に螺合されると共に、他側雌ねじ開口部（図３(a) の符号４ｂ参照）が露出された状態となるように前記鉄筋コンクリート部材内に埋設されたナット部材（４）と、
前記鉄筋コンクリート部材表面から突出するように、前記ナット部材（４）の前記他側雌ねじ開口部（４ｂ）に螺合されていて着脱可能に支持された第２ボルト部材（６）と、
から構成され、
前記ナット部材（４）の他側雌ねじ開口部側に隣接されると共に前記第２ボルト部材（６）の一部を囲繞するように前記鉄筋コンクリート部材内に埋設され、かつ、取り外すことができる囲繞部材（５）、を備え、
前記第１ボルト部材（３）及び前記ナット部材（４）は、前記第２ボルト部材（６）からの力が該第１ボルト部材（３）及び該ナット部材（４）を径方向に移動させる方向に作用するように配置し、
該ナット部材（４）の側面のうち、前記第２ボルト部材からの力を受ける部分（図３(a) の符号４ｃ，４ｄ参照）が略平面であることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記囲繞部材（５）の側面のうち、前記第２ボルト部材（６）からの力を受ける部分が略平面であることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記囲繞部材（５）は、雌ねじが形成された貫通孔を有し、
前記第２ボルト部材（６）は、該囲繞部材（５）及び前記ナット部材（４）の両方に螺合されて配置されることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、前記ナット部材は、断面が略四角形であることを特徴とする。

なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

請求項１及び３に係る発明によれば、ナット部材の側面のうち、第２ボルト部材からの力を受ける部分が略平面であるため、該ナット部材の径方向への移動量が少なくても鉄筋コンクリート部材からの支持抗力を十分に確保でき、その結果、該鉄筋コンクリート部材のひび割れ（割り裂き破壊）を低減できる。また、ナット部材の他側雌ねじ開口部側には囲繞部材が配置されているので、前記第２ボルト部材を取り外す際にその囲繞部材も取り外せば、はつり等の作業をしなくてもかぶり厚さを確保できる。

請求項２に係る発明によれば、囲繞部材の側面のうち、第２ボルト部材からの力を受ける部分が略平面であるため、該囲繞部材の径方向への移動量が少なくても鉄筋コンクリート部材からの支持抗力を十分に確保でき、その結果、該鉄筋コンクリート部材のひび割れ（割り裂き破壊）を低減できる。

請求項３に係る発明によれば、前記第２ボルト部材を取り外す際、該第２ボルト部材を回してナット部材との係合が外れた状態（囲繞部材との係合状態は保たれている状態）で該第２ボルト部材と囲繞部材とをコンクリート部材から取り外せば、別途工具を用いなくても囲繞部材を取り外すことができる。

以下、図１乃至図４に沿って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。ここで、図１は、本発明に係るコンクリート構造体の構成の一例を示す断面図であり、図２は、図１の第１ボルト部材等の詳細構造を示す詳細断面図であり、図３(a) (b) は、該コンクリート構造体で使用されるナット部材の形状の一例を示す断面図であり、図４は、本発明に係るコンクリート構造体の構成の他の例を示す断面図である。

本発明に係るコンクリート構造体は、図１及び図２に符号１で例示するものであって、
・ 鉄筋コンクリート部材２と、
・ 該鉄筋コンクリート部材２に埋設された第１ボルト部材３と、
・ 該鉄筋コンクリート部材２の表面から突出した状態に配置される第２ボルト部材６と、
・ これらの第１ボルト部材３及び第２ボルト部材６の両方に螺合されていて、該第２ボルト部材６を着脱可能な状態に支持するナット部材４と、
を備えている。

このうち、第１ボルト部材３は、前記鉄筋コンクリート部材２の奥側（コンクリート部材内へ深く入った側の意）から表面に近接する位置（表面には到達しない位置）まで延設された状態となるように配置されており、一端部（つまり、表面に近接する側の端部）には雄ねじ部が形成されていて前記ナット部材４の一側雌ねじ開口部（図３(a) の符号４ａ参照）が螺合されている。ここで、図１及び図２に示す第１ボルト部材３はアンカーボルト状の部材であるが、もちろんこれに限られるものではなく、ＰＣ鋼棒としてもその他の鉄筋等（図４の符号１３参照）として良い。なお、図４中の符号１２は鉄筋コンクリート部材を示し、符号Ａ_２は鉄筋を示す。

上述のナット部材４は、前記雄ねじ部に螺合された状態で前記第１ボルト部材３と共に前記鉄筋コンクリート部材２に埋設されているが、前記第２ボルト部材６を着脱可能に支持できるように、該第２ボルト部材６が取り外されているときには他側雌ねじ開口部（図３(a) の符号４ｂ参照）が外部から見える状態（別の言い方をすれば、該開口部４ｂが鉄筋コンクリート部材２によって閉塞されず、前記第２ボルト部材６が取り外されているときには外部に開口されている状態のことを言う。本明細書においては“露出された状態”と表現する。）となっている。ところで、図１及び図２に示す例では、前記第２ボルト部材６の一部を囲繞するように配置される囲繞部材５が、ナット部材４の他側雌ねじ開口部側に隣接された状態で埋設されているが、この囲繞部材５は貫通孔を有していて該貫通孔はコンクリート部材外部に開口されているので、ナット部材４の他側雌ねじ開口部４ｂは該囲繞部材５によって閉塞されず、“露出された状態”が維持されることとなる。なお、このような囲繞部材５が配置されていないもの（例えば、ナット部材４の他側雌ねじ開口部４ｂがコンクリート部材表面にまで到達している構造のもの）が本発明の範囲から除外されるものではない。

前記第２ボルト部材６は、鉄筋コンクリート部材２の表面から突出した状態に配置されると共に、該鉄筋コンクリート部材２の奥側にまで延設されると共にナット部材４により連結された第１ボルト部材３によって堅固に支持されることとなるので、この第２ボルト部材６を利用して、何らかの重量物（図１の符号Ａ_１及び図４の符号Ａ_２参照。例えば、ビル建設時にビル上に固定して使用するタワークレーンや、鉄筋等。）を支持することができる。その場合、該重量物からの力（例えば、図２の符号Ｆ参照）が、前記ナット部材４や前記第１ボルト部材３をその径方向に移動させる方向に作用する（例えば、図２の符号ｗ１，ｗ２参照）。本発明においては、ナット部材４の側面（一側雌ねじ開口部４ａが形成された端面、他側雌ねじ開口部４ｂが形成された端面以外の面の意。図３の符号４ｃ，４ｄ参照）の一部（前記重量物からの力ｗ１，ｗ２が作用する面）は略平面となるように設定されている。なお、図２では、ナット部材４の奥側上面と手前側下面とにそれぞれ力（分布荷重のようなもの）が作用するように示しているが（符号ｗ１，ｗ２参照）、それらはあくまで例示に過ぎない。実際の構造体では、ナット部材４や第２ボルト部材６の配置位置や寸法に応じて別の分布を示すかも知れないが、本発明においては、重量物からの力が作用する部分（つまり、第２ボルト部材６からの力を受ける部分）が略平面であると良い。

ところで、本発明における“略平面”とは、完全な平面のみならず、
・ 微小な凹凸を多少含むような平面
・ 全体的に緩やかに湾曲しているような面
・ 緩やかに波打っているような面
までも含む概念である。つまり、［発明が解決しようとする課題］の欄で述べたようなアンカーボルトや鉄筋は略円形断面であるので、外形面の曲率が小さくて力が集中してしまい、過大なひび割れ（割り裂き破壊）が鉄筋コンクリート部材に生じてしまうこととなるが、本発明におけるナット部材４の略平面は、（重量物を支持する際の力が分散されて）そのような過大なひび割れ（割り裂き破壊）が生じない程度に平面性を有していれば足りるものである。例えば、ナット部材４の断面形状を略四角形（具体的には、略正方形や略長方形）にすると良いが、重量物からの力が作用する部分が略平面であれば他の断面形状であっても良い。一方、このナット部材４は第２ボルト部材６からの大きな力を受けるものであるため、鋼製であることが好ましい。また、図３(a) に示すナット部材４は、貫通孔が形成されていて、それぞれの開口部が一側雌ねじ開口部４ａ及び他側雌ねじ開口部４ｂとなっているが、図３(b) に示すように、一側雌ねじ開口部１４ａと他側雌ねじ開口部１４ｂとを連通（貫通）させなくても良い。このように、本発明においては、ナット部材４の側面のうち、第２ボルト部材６からの力を受ける部分が略平面であるため、該ナット部材４の径方向への移動量が少なくても鉄筋コンクリート部材２からの支持抗力を十分に確保でき、その結果、該鉄筋コンクリート部材２のひび割れ（割り裂き破壊）を低減できる。

一方、第２ボルト部材６は、ナット部材４の他側雌ねじ開口部４ｂ，１４ｂに螺合される雄ねじ部を有しているものであれば、どのような形状ものであっても良い。

また、囲繞部材５には、前記第２ボルト部材６が挿通される貫通孔が形成されている。この貫通孔には、雌ねじが形成されていてもいなくても良い。雌ねじが形成されている場合には、前記第２ボルト部材６は、ナット部材４及び囲繞部材５の両方に螺合された状態で配置されることとなる。また、この囲繞部材５をナット部材４と同様の鋼製とし、（雌ねじを形成している場合、及び形成していない場合のいずれの場合も）囲繞部材５と第２ボルト部材６との隙間がほとんど無いようにして、第２ボルト部材６に掛かる力をナット部材４だけでなく囲繞部材５によっても受けるようにすると良い。その場合、ナット部材４と同様に、その側面の一部（開口が形成されている端面以外の面であって、第２ボルト部材６からの力を受ける部分）を略平面にすると良い。なお、ナット部材４と囲繞部材５の断面形状や断面積等は同じでも同じでなくてもどちらでも良い。例えば、ナット部材４の断面形状を略四角形とし、囲繞部材５の断面形状を略六角形としても良い。上述のように囲繞部材５の側面のうち、第２ボルト部材６からの力を受ける部分を略平面にした場合には、該囲繞部材５の径方向への移動量が少なくても鉄筋コンクリート部材２からの支持抗力を十分に確保でき、その結果、該鉄筋コンクリート部材２のひび割れ（割り裂き破壊）を低減できる。

ところで、前記第２ボルト部材６はナット部材４から取り外せるようになっているが、該第２ボルト部材６と共に囲繞部材５をコンクリート部材２から取り外せば、コンクリート部材表面からナット部材４までのかぶり厚さを確保できることとなる。その場合、かぶり厚さは建築基準法で定められた寸法又は必要な耐火性能及び耐久性を考慮して決定される。このように囲繞部材５を取り外すことによって、はつり作業を省略でき、時間と費用を削減することができる。ここで、上述のように囲繞部材５の貫通孔に雌ねじが形成されていると、第２ボルト部材６を回してナット部材４との係合が外れた状態（囲繞部材５との係合状態は保たれている状態）で該第２ボルト部材６と囲繞部材５とをコンクリート部材２から取り外せば、別途工具を用いなくても囲繞部材５を取り外すことができる。

図１は、本発明に係るコンクリート構造体の構成の一例を示す断面図である。 図２は、図１の第１ボルト部材等の詳細構造を示す詳細断面図である。 図３(a) (b) は、該コンクリート構造体で使用されるナット部材の形状の一例を示す断面図である。 図４は、本発明に係るコンクリート構造体の構成の他の例を示す断面図である。 図５は、コンクリート部材内に埋設したアンカーボルトを利用して重量物を支持する力を伝達するようにした構造体の一例を示す断面図である。 図６は、コンクリート部材内に配置した鉄筋を利用して重量物を支持する力を伝達するようにした構造体の一例を示す断面図である。 図７は、コンクリート部材内に配置したＰＣ鋼棒を利用して重量物を支持するようにした構造体の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ コンクリート構造体
２ 鉄筋コンクリート部材
３ 第１ボルト部材
４ ナット部材
４ａ 一側雌ねじ開口部
４ｂ 他側雌ねじ開口部
５ 囲繞部材
６ 第２ボルト部材
１４ ナット部材
１４ａ 一側雌ねじ開口部
１４ｂ 他側雌ねじ開口部

Claims (4)

1. 鉄筋コンクリート部材と、
   該鉄筋コンクリート部材の奥側から表面に近接する位置まで延設された状態となるように該鉄筋コンクリート部材内に埋設された第１ボルト部材と、
   前記鉄筋コンクリート部材の表面に近接する側の前記第１ボルト部材の端部が一側雌ねじ開口部に螺合されると共に、他側雌ねじ開口部が露出された状態となるように前記鉄筋コンクリート部材内に埋設されたナット部材と、
   前記鉄筋コンクリート部材表面から突出するように、前記ナット部材の前記他側雌ねじ開口部に螺合されていて着脱可能な状態に支持された第２ボルト部材と、
   から構成され、
   前記ナット部材の他側雌ねじ開口部側に隣接されると共に前記第２ボルト部材の一部を囲繞するように前記鉄筋コンクリート部材内に埋設され、かつ、取り外すことができる囲繞部材、を備え、
   前記第１ボルト部材及び前記ナット部材は、前記第２ボルト部材からの力が該第１ボルト部材及び該ナット部材を径方向に移動させる方向に作用するように配置し、
   該ナット部材の側面のうち、前記第２ボルト部材からの力を受ける部分が略平面である、
   ことを特徴とするコンクリート構造体。
2. 前記囲繞部材の側面のうち、前記第２ボルト部材からの力を受ける部分が略平面である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造体。
3. 前記囲繞部材は、雌ねじが形成された貫通孔を有し、
   前記第２ボルト部材は、該囲繞部材及び前記ナット部材の両方に螺合されて配置される、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート構造体。
4. 前記ナット部材は、断面が略四角形である、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載のコンクリート構造体。

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