JP5966142B2

JP5966142B2 - コンクリート製品の連結構造

Info

Publication number: JP5966142B2
Application number: JP2012034006A
Authority: JP
Inventors: 隆逸阿部; 佐藤　啓; 啓佐藤
Original assignee: 前田製品販売株式会社
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2032-02-20
Also published as: JP2013170370A

Description

本発明はコンクリート製品の連結において、構造が簡単であり連結作業やメンテナンスも容易である一方、地震時の水平変位に対しても有効な緩衝機能を備えたコンクリート製品の連結構造に関する。

コンクリート製品を連結して貯水槽や水路などを構築する場合、地震等により連結部が損なわれて漏水が生じるおそれがあることから、これを防止するため、例えば、下記の特許文献１〜４に記載されている多くの緩衝継手が提案されている。

特許２６９２０３９号公報特開２００９−２５７４７０号公報特許３３４５４０４号公報特許４０３４４４９号公報

特許文献１では、セグメントリングの合わせ両面に、所定間隔で多数のボルトボックスと継手プレートを設け、シール材または止水リングを介してプレート同士を皿バネとボルトナットで締め付けて連結し、止水性と耐震性に優れた継手を形成している。

特許文献２では、相互に連結するコンクリート製品の使用時に、ナットを防護体から離間し、地震等でコンクリート製品間に引張力が作用した場合には、防護体に対して連結ボルトに螺合されたナットが皿バネを圧縮して連結ボルトとともに軸方向に変位し引張力を緩衝する構造とした緩衝継手が開示されている。

その他、特許文献３や特許文献４でも、地震動による衝撃，衝動に対して弾性ワッシャーやスプリングによる緩衝継手が開示されている。

しかしこれら従来の緩衝継手では、地震動による衝撃、衝動に対する緩衝部の具体的な圧縮・引張耐力と許容変位が明示されておらず、緩衝効果がどのように発揮されるのか不明である。

また、凹部に収納された緩衝部の機能を保つためには、外的環境変化から遮断する手段を講ずる必要がある。しかし、緩衝部の収納凹部をモルタル等によって埋めてしまうと、供用後の衝撃や衝動などの履歴と経年変化等によって緩衝性能に障害が生じた場合、メンテナンスが困難となる。

本発明は、従来の緩衝継手にみられる上記課題を克服するため、取り付けやセットが簡単であり、メンテナンスも容易なコンクリート製品の連結構造を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に記載のものは、相互に連結するコンクリート製品の連結部外壁面に固定した連結金具と、該連結金具の起立部に形成した貫通孔に端部を差し込んで前記一対の起立部で両端部が支持され、前記両コンクリート製品の連結部に架け渡された連結ボルトと、前記起立部の貫通孔から突出する前記連結ボルトの端部に螺合したナットと、前記起立部と前記ナットとの間の前記連結ボルトに嵌装したコイルスプリングとからなる弾性締結部と、前記両コンクリート製品の連結部端面間に設置した弾性樹脂とからなり、前記ナットを前記コイルスプリングの弾性に抗して締め付けることで前記両コンクリート製品を前記連結部端面間に設置した前記弾性樹脂を圧縮して締結する構成としたコンクリート製品の連結構造において、
前記連結金具の起立部にあって前記連結部と反対側の面に、前記連結ボルトに嵌装した前記コイルスプリングの一部を被覆する係止カラーをその一端側で固定し、該係止カラーの他端から前記連結ボルトの端部に螺合した前記ナットまでの間隔を、前記コイルスプリングの弾性に抗して締め付ける前記ナットの締め付け可動範囲とし、
該可動範囲が前記コンクリート製品本体幅の１．５％から２．５％の範囲であると同時に、前記弾性樹脂の許容延び長の１／２以下であり、前記弾性締結部の連結ボルトの設計軸力が、
ｎ×ΣＦ ≧ ０．２５×Ｗ×１／Ｎ・・・（１）
但し、ｎ：安全率（＝１．０〜１．２）
Ｆ：連結ボルトの設計軸力
ΣＦ：弾性締結部１箇所当たりの連結ボルトの設計軸力の総和（KN）
Ｗ：製品自重
Ｎ：弾性締結部の設置箇所数
Ｆ＝α×σｙ×Ａｅ・・・（２）
但し、α：降伏点に対する比率（０．７５〜０．８５）
σｙ：ボルトの降伏耐力
Ａｅ：ねじ部の有効断面積
であり、前記弾性締結部を前記連結部端面間の目地部に沿ってＮ（≧３）箇所設置することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載のものは、前記弾性締結部のナットにゆるみ止め機能を装着したことを特徴としたものであり、さらに本発明の請求項３に記載のものは、前記弾性締結部がキャップ付きのカバーによって被覆されていることを特徴としたものである。

本願の請求項１に記載の発明は、上記のように、相互に連結するコンクリート製品を連結するための弾性締結部はコンクリート製品の連結部外壁面から突出しているので、両コンクリート製品の連結作業，供用後のメンテナンスが容易である。また両コンクリート製品の連結部は、水平方向の移動に対してはコイルスプリングの伸縮によって自在に対応できる弾性締結部によって形成されているので、該弾性締結部の構成部材を種々選択することで大震度レベルでの必要な強度と永久ひずみに対して必要な性能を備えた連結部を構築できる。

また、コイルスプリングのナットによる締め付け可動範囲を、連結金具の起立部に一端を固定した係止カラーの他端から連結ボルトの端部に螺合により取り付けたナット迄の距離によって設定するため、弾性締結部のナットによるコイルスプリングの締め付け範囲を容易に制御することができる。したがって、弾性締結部の取り付けが容易であるとゝもに、供用後のメンテナンスも容易である。

更に、前記ナットの締め付け可動範囲が、前記コンクリート製品本体幅の１．５％から２．５％の範囲であると同時に前記弾性樹脂の許容延び長の１／２以下であり、前記弾性締結部の連結ボルトの設計軸力が前記（１），（２）の式を充足するすることを特徴としたので、大震度レベルでの必要な強度と永久ひずみに対して具体的な性能を明示した連結部を提供することが出来る。

本願の請求項２の発明は、上記のように、前記弾性締結部のナットにゆるみ止め機能が装着されているから、上記請求項１に記載の発明が奏する効果に加え、前記弾性締結部におけるナットの可動範囲の調節が容易で、かつ信頼性の高いものとなる。さらに本発明の請求項３に記載のものは、前記弾性締結部がキャップ付きのカバーによって被覆されているため、外的環境条件の変化に左右されることがない。

本発明に係るコンクリート製品の連結構造を用いて構築した貯水槽の連結部の縦断面図である。同上貯水槽の連結部の正面拡大部分図である。図２の拡大部分図である。本発明に係るコンクリート製品の連結構造を用いて構築した貯水槽の連結部の平面拡大部分図である。本発明に係るコンクリート製品の連結構造を用いて構築した貯水槽の連結部の一部を省略した拡大部分斜視図である。

以下、本発明を図１乃至図５に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図において、１は相互に連結して貯水槽や水路などを構築する際に使用するコンクリート製品で、擁壁部２と底版部３からなる縦断面が逆Ｔ字形のものであり、該コンクリート製品１，１の底版部３，３を貯水槽などを構築するために準備した基礎Ａの上に並べて載置し、隣り合うコンクリート製品１，１の連結部Ｂを弾性締結部で連結することで、連続する擁壁２と底壁３の一部を形成する。

４は前記コンクリート製品１の連結部外壁面１Ａに固定した連結金具で、前記連結部外壁面１Ａに固定するための取付部５と、前記連結部外壁面１Ａから突出せしめる起立部６とからなる縦断面がＬ字形のものであり、前記取付部５を前記コンクリート製品１の連結部外壁面１Ａに面接せしめこれを固定ボルト７で固定することで、前記連結金具４の起立部６を前記コンクリート製品１の連結部外壁面１Ａから直角に突出せしめている。なお、図中６Ａは前記起立部６に形成した後述する連結ボルト８の端部８Ａを挿通するための貫通孔である。

８は前記基礎Ａの上に並べて敷設した両コンクリート製品１，１を連結するための連結ボルトで、その両端部８Ａ，８Ａには後述するナット９が螺合する雄ねじ８Ｂが形成されており、連結する両コンクリート製品１，１をその連結部端面１Ｃ，１Ｃを突き合わせて配設することで、前記連結金具４，４の両起立部６，６は前記両コンクリート製品１，１の連結部外壁面１Ａ，１Ａから直角に突出して左右に対峙する構成となる。

１０，１０は前記連結ボルト８の両端部８Ａ，８Ａにそれぞれ嵌装したコイルスプリングで、連結部Ｂ側の内端側１０Ａ，１０Ａは前記起立部６の連結部Ｂと反対側の外面６Ｂに装着したアンカープレート６Ｃと当接しており、前記コイルスプリング１０の他方の外端側１０Ｂ，１０Ｂは、前記連結ボルト８の両端部８Ａ，８Ａの雄ねじ８Ｂ，８Ｂに螺合したナット９，９により座金１１，１１を介して抑えられている。なお、図中１２は前記ナット９，９の緩み止めリングである。

１３は円筒状の係止カラーで、連結部端面１Ｃ側の内端１３Ａは前記起立部６の外面６Ｂに装着したアンカープレート６Ｃに溶接等により装着されており、前記起立部６の貫通孔６Ａから突出した連結ボルト８の端部８Ａの一部と、該連結ボルト８の端部８Ａ外周に嵌装したコイルスプリング１０の内端側１０Ａの一部が前記係止カラー１３の内部に収容されている。

１４は前記係止カラー１３の外端１３Ｂと、前記連結ボルト８の端部８Ａに螺合により取り付けた前記ナット９までの距離であり、この距離１４が、固定金具４の前記起立部６と前記ナット９との間に配設した前記コイルスプリング１０をその弾性に抗して前記ナット９によって締め付ける際の前記ナット９の締め付け可動範囲となるように設定されている。

１５，１５はパッキン材で、前記コンクリート製品１，１の対面する連結部端面１Ｃ，１Ｃ間にあって、連結部外壁面１Ａ，１Ａ側の外目地部と連結部内壁面１Ｂ，１Ｂ側の内目地部にそれぞれ設置したものであり、１６は前記内外のパッキン材１５，１５によって囲まれた前記連結部端面１Ｃ，１Ｃ間に充填した弾性樹脂である。

１７は円筒状のカバーで、前記起立部６の貫通孔６Ａから突出した連結ボルト８の端部８Ａ，該連結ボルト８の端部８Ａに嵌装したコイルスプリング１０，該コイルスプリング１０の外端側１０Ｂを抑えているナット９等の弾性締結部を全長にわたって覆っており、この円筒状のカバー１７の内端側１７Ａは前記起立部６の外面６Ｂに装着したアンカープレートの環状段部に嵌合によって固定されている。なお、図中１８は前記カバー１７の外端側１７Ｂの開口部に設置した着脱可能なキャップである。

上記構成からなるコンクリート製品１，１を組み立てるに際しては、先ず、砕石層，均しコンクート層等からなる基礎Ａの上に互に連結する両コンクリート製品１，１の底版部３，３を載せ、コンクリート製品１，１の連結部端面１Ｃ，１Ｃの間が所定の間隔（目地部の間隔に相当）をおいて対面するよう並べて配設する。この場合、例えば貯水槽を構築する場合にあっては、擁壁部２の下端に連接した底版部３にあって、外方向へ大きく突出している面積の大きい方の突出部分３Ａがその上に盛土Ｃを打設する側、すなわち貯水槽の外側となるように配設する。

これにより、相互に連結する両コンクリート製品１，１の連結部外壁面１Ａ，１Ａにそれぞれ固定された前記連結金具４の起立部６，６は連結部Ｂを挟んで左右に対峙する。そこで、前記起立部６，６に形成した左右の貫通孔６Ａ，６Ａ内に連結ボルト８の雄ねじ８Ｂが形成され両端部８Ａ，８Ａをそれぞれ挿通し、両起立部６，６にあってその貫通孔６Ａ，６Ａの孔周縁でそれぞれ支持された前記連結ボルト８を前記両コンクリート製品１，１の連結部Ｂ間に架け渡して横架する。

つぎに、両起立部６，６の前記貫通孔６Ａ，６Ａから突出せしめた連結ボルト８の両端部８Ａ，８Ａにコイルスプリング１０，１０をそれぞれ嵌装し、起立部６の外面６Ｂに装着したアンカープレート６Ｃと内端側１０Ａで当接する前記コイルスプリング１０，１０の外端側１０Ｂを、前記連結ボルト８の両端部８Ａ，８Ａに螺合せしめたナット９，９により座金１１，１１を介して抑えることで弾性締結部を組み立てる。

つぎに、基礎Ａの上に上記のようにして組み立てた両コンクリート製品１，１を連結固定するに際しては、前記コンクリート製品１，１の対面する連結部端面１Ｃ，１Ｃ間にあって、連結部外壁面１Ａ，１Ａ側の目地部と、連結部内壁面１Ｂ，１Ｂ側の目地部にそれぞれパッキン材１５，１５を配設する。

そこで、このパッキン材１５，１５で囲まれた前記連結部端面１Ｃ，１Ｃ間の内部空間に弾性樹脂１６を両コンクリート製品１，１の連結部全体に、すなわち、擁壁部２および底版部３の全体に充填する。或いは、前記連結部端面１Ｃ，１Ｃ間の内部空間に弾性樹脂１６を充填した後に、連結部外壁面１Ａ，１Ａ間の目地部と連結部内壁面１Ｂ，１Ｂ間の目地部にそれぞれパッキン材１５，１５を配設する。

つぎに、前記前記連結ボルト８の両端部８Ａ，８Ａの雄ねじ８Ｂ，８Ｂに螺合せしめたナット９，９をコイルスプリング１０の弾性に抗して、後述する所定の距離１４（Ｄ）だけ連結部Ｂ方向へそれぞれ螺進せしめて締め付けることで、前記両コンクリート製品１，１をそれぞれ連結部Ｂ方向へ引き寄せ、連結部端面１Ｃ，１Ｃ間に設置した前記弾性樹脂１６を介して前記両コンクリート製品１，１を締結する。

すなわち、前記所定の距離１４（Ｄ）は前記係止カラー１３の外端側１３Ｂから、前記連結ボルト８の端部８Ａに螺合により取り付けた前記ナット９までの距離であり、この距離１４（Ｄ）が前記起立部６の外面６Ｂと前記ナット９との間に配設した前記コイルスプリング１０をその弾性に抗して締め付ける際の前記ナット９の締め付け可動範囲となるように形成している。これにより前記弾性締結部におけるナットの調節が容易となり、かつ信頼性の高いものとなる。

このように、前記コイルスプリング１０，１０をその弾性に抗して前記ナット９，９を可動範囲の距離１４（Ｄ）だけ締め付けることにより、両コンクリート製品１，１はその連結部端面１Ｃ，１Ｃ間に設置した前記弾性樹脂１６の圧偏変形と、両コンクリート製品１，１を連結部Ｂ方向へ弾性的に引き寄せ可能とした弾性締結部との２ヶ所の弾性部材を介して連結される。

つぎに、連結ボルト８の前記起立部６から外方向へ突出した端部８Ａ，連結ボルト８の端部外周に巻き回したコイルスプリング１０，連結ボルト８の端部８Ａの雄ねじ８Ｂに螺合せしめたナット９および前記コイルスプリング１０の一部を覆っている前記係止カラー１３の外側を、内端側１７Ａを前記起立部６の外面６Ｂに装着したアンカープレート６Ｃの環状段部に嵌合によって固定した円筒状のカバー１７で覆い、該カバー１７の外端側１７Ｂの開口部をキャップ１８で閉じる。これにより、前記弾性締結部はキャップ１８付きのカバー１７によって被覆され、外的環境条件の変化に左右されることがない。

１コンクリート製品
１Ａ連結部外壁面
１Ｂ連結部内壁面
１Ｃ連結部端面
２擁壁部
３底版部
４連結金具
５取付部
６起立部
６Ａ貫通孔
６Ｂ外面
７固定ボルト
８連結ボルト
８Ａ端部
８Ｂ雄ねじ
９ナット
１０コイルスプリング
１０Ａ内端側
１０Ｂ外端側
１１座金
１２イダリング
１３係止カラー
１３Ａ内端
１３Ｂ外端
１４締め付け可動範囲
１５パッキング
１６弾性樹脂
１７カバー
１７Ａ内端側
１７Ｂ外端側
１８キャップ
Ａ基礎
Ｂ連結部
Ｃ盛土

Claims

相互に連結するコンクリート製品の連結部外壁面に固定した連結金具と、該連結金具の起立部に形成した貫通孔に端部を差し込んで前記一対の起立部で両端部が支持され、前記両コンクリート製品の連結部に架け渡された連結ボルトと、前記起立部の貫通孔から突出する前記連結ボルトの端部に螺合したナットと、前記起立部と前記ナットとの間の前記連結ボルトに嵌装したコイルスプリングとからなる弾性締結部と、前記両コンクリート製品の連結部端面間に設置した弾性樹脂とからなり、前記ナットを前記コイルスプリングの弾性に抗して締め付けることで前記両コンクリート製品を前記連結部端面間に設置した前記弾性樹脂を圧縮して締結する構成としたコンクリート製品の連結構造において、
前記連結金具の起立部にあって前記連結部と反対側の面に、前記連結ボルトに嵌装した前記コイルスプリングの一部を被覆する係止カラーをその一端側で固定し、該係止カラーの他端から前記連結ボルトの端部に螺合した前記ナットまでの間隔を、前記コイルスプリングの弾性に抗して締め付ける前記ナットの締め付け可動範囲とし、該可動範囲が前記コンクリート製品本体幅の１．５％から２．５％の範囲であると同時に、前記弾性樹脂の許容延び長の１／２以下であり、前記弾性締結部の連結ボルトの設計軸力が
ｎ×ΣＦ≧ ０．２５×Ｗ×１／Ｎ・・・・（１）
但し、ｎ：安全率（＝１．０〜１．２）
Ｆ：連結ボルトの設計軸力
ΣＦ：弾性締結部１箇所当たりの連結ボルトの設計軸力の総和（KN）
Ｗ：製品自重
Ｎ：弾性締結部の設置箇所数
Ｆ＝α×σｙ×Ａｅ・・・・（２）
但し、α：降伏点に対する比率（０．７５〜０．８５）
σｙ：ボルトの降伏耐力
Ａｅ：ねじ部の有効断面積
であり、前記弾性締結部を前記連結部端面間の目地部に沿ってＮ（≧３）箇所配置することを特徴とするコンクリート製品の連結構造。
前記弾性締結部のナットにゆるみ止めリングを装着したことを特徴とする請求項１記載のコンクリート製品の連結構造。
前記弾性締結部がキャップ付きのカバーによって被覆されていることを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート製品の連結構造。