JP6316643B2 - アンカー構造体 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート等の部材に取り付けるアンカー構造体に関する。

従来、アンカー本体に複数の耐荷体を設け、耐荷体ごとに個別の鋼材を用いることで荷重分散を図る荷重分散型のグラウンドアンカー構造が開示されている。（特許文献１参照）。

特開２００２−０３８４７６号公報

しかしながら、荷重分散型のグラウンドアンカーは、耐荷体ごとに個別の鋼材を用いる必要があるため、部品点数及び施工手順等が増加し、コスト高になっていた。

本発明の目的は、このような問題点を解決するためになされたものであり、周囲の固化体にかかる応力を分散するアンカー構造体を提供することである。

本発明に係る一実施形態のアンカー構造体は、
芯材と、
前記芯材が挿通され、前記芯材に固着される移動支圧部材、及び、前記芯材が挿通され、前記移動支圧部材に対して前記芯材が引っ張られる側に設置される緩衝材を有する複数の支圧部と、
前記緩衝材に対して前記芯材が引っ張られる側の前記芯材の外周に形成され、前記芯材と周囲の固化体との付着力を低減して力の伝達を低減する複数のアンボンド部と、
螺旋筋からなり、前記複数のアンボンド部の外周に形成される複数の補強部と、
を備える
ことを特徴とする。

本発明に係る一実施形態のアンカー構造体は、
複数の前記緩衝材は、前記芯材が引っ張られる孔口側に配置される前記緩衝材ほど軸方向の厚さが厚い
ことを特徴とする。

本発明に係る一実施形態のアンカー構造体は、
前記複数の補強部は、前記支圧部の引っ張られる側に設置される
ことを特徴とする。

本発明に係る一実施形態のアンカー構造体は、
前記支圧部は、前記緩衝材に対して前記芯材が引っ張られる側に設置される抑え支圧部材を有することを特徴とする。

本発明に係る一実施形態のアンカー構造体は、
前記芯材の端部に設置される端部支圧部材を備えることを特徴とする。

本発明に係る一実施形態によれば、一本の芯材で周囲の固化体にかかる応力を分散するアンカー構造体を提供することが可能となる。

第１実施形態のアンカー構造体を示す概略図である。 第１実施形態のアンカー構造体を示す断面図である。 第１実施形態のアンカー構造体が引っ張られている状態を示す断面図である。 第２実施形態のアンカー構造体の断面図を示す。 第３実施形態のアンカー構造体を示す概略図である。 第３実施形態のアンカー構造体を示す断面図である。 第３実施形態のアンカー構造体が引っ張られている状態を示す断面図である。 第４実施形態のアンカー構造体を示す概略図である。

以下、第１実施形態のアンカー構造体１について説明する。

図１は、第１実施形態のアンカー構造体１を示す概略図である。図２は、第１実施形態のアンカー構造体１を示す断面図である。図３は、第１実施形態のアンカー構造体１の芯材２が引っ張られている状態を示す断面図である。

第１実施形態のアンカー構造体１は、芯材２と、芯材２が挿通される移動支圧部材としての移動支圧板４、及び、芯材２が挿通され、移動支圧板４に対して芯材２が引っ張られる側に設置される緩衝材５、並びに移動支圧板４に固着され芯材２に取り付けられるナット６を有する支圧部３と、を備える。

芯材２は、棒状の鋼等からなり、ナット６を取り付ける箇所には螺子が形成されてナット６を固定する。移動支圧板４は、円柱の中央に孔が形成された環状の部材であり、芯材２が挿通される。移動支圧板４は、緩衝材５に隣接して芯材２が引っ張られる側と反対側に配置され、芯材２が引っ張られると緩衝材５を圧縮する部材である。

移動支圧板４の緩衝材５とは反対側には同心にナット６が固着されている。なお、ナット６が移動支圧板４を兼ねる構造としてもよい。この場合、移動支圧板４を兼ねるナット６が移動支圧部材を構成し、ナット６と緩衝材５のみを用いればよい。また、径の大きい移動支圧板４と径の小さいナット６を一体の移動支圧部材として構成してもよい。

緩衝材５は、円柱の中央に孔が形成された環状の部材であり、芯材２が挿通される。また、緩衝材５は、移動支圧板４の他方で同心に取り付けられ、移動支圧板４に応力が加わった際に変形し、移動支圧板４を移動可能にする部材である。緩衝材５は、移動支圧板４の周囲にある固化体１２と比較して柔らかく、圧縮に対する変形係数が周囲の固化体１２の変形係数よりも小さい材料を用いる。具体的には、移動支圧板４からの応力によって変形できるコルク又はスポンジ等の材料が好ましい。緩衝材５は、周囲の固化材が浸透しないようにする。また、緩衝材５は、浮き輪のように、中空な可撓性の部材に空気を注入して形成してもよい。

第１実施形態のアンカー構造体１を組み立てるには、芯材２が異形鋼棒の場合と芯材２がアンボンド鋼材の場合で異なる。芯材２が異形鋼棒の場合、一本の芯材２にナット６を所定の位置に取り付け、支圧部３を挿入し、固定する。芯材２がアンボンド鋼材の場合、複数の短い鋼棒の端部の被覆を剥がしてねじ切りして、支圧部３を挿入し、ナット６又はカップラーによってつなぐ。

第１実施形態のアンカー構造体１は、図２に示すように、構造物１１に形成した孔に設置され、コンクリート等の固化材を打ち込むことで固定される。

このような第１実施形態のアンカー構造体１の芯材２が引っ張られると、図３に示すように、芯材２が伸びてナット６を移動させる。移動支圧板４は、ナット６に押されて緩衝材５側に移動し、緩衝材５が圧縮されて固化体１２に応力を伝達する。

緩衝材５を用いない場合は、引っ張り側の支圧板に応力が集中するが、緩衝材５を用いることでこれが緩和され、他の応力伝達部と共に荷重を分担することになる。したがって、周囲に打ち込んだコンクリート等の固化体１２に割裂破壊が生じることが抑制される。

図４は、第２実施形態のアンカー構造体１の断面図を示す。

第２実施形態のアンカー構造体１は、図４に示すように、芯材２が第１構造物１１ａと、第１構造物１１ａとは異なる第２構造物１１ｂとに跨がるように設置される。すなわち、芯材２の第１構造物１１ａ側には、第１支圧部３ａが取り付けられ、芯材２の第２構造物１１ｂ側には、第２支圧部３ｂが取り付けられる。第１支圧部３ａと第２支圧部３ｂは、第１緩衝材５ａと第２緩衝材５ｂが向かい合うように取り付けられる。

第２実施形態のアンカー構造体１は、あらかじめ芯材２に第１緩衝材５ａと第２緩衝材５ｂが向かい合うように第１支圧部３ａと第２支圧部３ｂを取り付けておく。そして、第１構造物１１ａに孔を形成し、第１支圧部３ａを第１構造物１１ａの孔に設置し、固化体１２を形成するコンクリートを打ち込む。その後、第２構造物１１ｂを形成する。なお、第２構造物１１ｂもコンクリート等によって形成してもよい。

このように、第２実施形態のアンカー構造体１は、第１構造物１１と第２構造物１１ｂに対応するように、芯材２に第１支圧部３ａと第２支圧部３ｂを向かい合ってそれぞれ設置することで、芯材２の軸方向のそれぞれの引っ張りに対する応力を低減することが可能となる。

図５は、第３実施形態のアンカー構造体１を示す概略図である。図６は、第３実施形態のアンカー構造体１を示す断面図である。図７は、第３実施形態のアンカー構造体１が引っ張られている状態を示す断面図である。図７（ａ）は、第３実施形態のアンカー構造体１の状態を示す断面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の状態で芯材２に発生する応力を示す図である。

第３実施形態のアンカー構造体１は、図５に示すように、芯材２の一端に挿通される端部支圧部材としての端部支圧板４０と、端部支圧板４０が固着されて芯材２の一端に取り付けられる端部ナット６０と、が設置される。

また、芯材２には、端部支圧板４０に対して間隔をあけて第１支圧部３ａが設置される。第３実施形態の第１支圧部３ａは、芯材２が挿通される移動支圧部材としての第１移動支圧板４１ａ、第１緩衝材５ａ、及び抑え支圧部材としての第１抑え支圧板４２ａ、並びに第１移動支圧板４１ａに固着され芯材２に取り付けられる第１ナット６ａを有する。なお、第１ナット６ａが第１移動支圧板４１ａを兼ねる構造としてもよい。この場合、第１移動支圧板４１ａを兼ねる第１ナット６ａが移動支圧部材を構成し、第１ナット６ａと第１緩衝材５ａのみを用いればよい。また、径の大きい第１移動支圧板４１ａと径の小さい第１ナット６ａを一体の移動支圧部材として構成してもよい。

第１移動支圧板４１ａ及び第１抑え支圧板４２ａは、円柱の中央に孔が形成された環状の部材であり、芯材２が挿通される。第１移動支圧板４１ａの第１緩衝材５ａとは反対側には同心に第１ナット６ａが固着されている。第１移動支圧板４１は、第１緩衝材５ａに隣接して芯材２が引っ張られる側と反対側に配置され、芯材２が引っ張られると第１緩衝材５ａを圧縮する部材である。第１抑え支圧板４２ａは、第１緩衝材５ａに隣接して芯材２が引っ張られる側に配置され、第１緩衝材５ａの圧縮応力を固化体に伝達する部材である。

第１緩衝材５ａは、円柱の中央に孔が形成された環状の部材であり、芯材２が挿通される。また、第１緩衝材５ａは、第１移動支圧板４１ａと第１抑え支圧板４２ａの間に同心に取り付けられ、第１移動支圧板４１ａに応力が加わった際に変形し、第１移動支圧板４１ａを移動可能にする部材である。第１緩衝材５ａは、移動支圧板４の周囲にある固化体１２と比較して柔らかく、圧縮に対する変形係数が周囲の固化体１２の変形係数よりも小さい材料を用いる。具体的には、移動支圧板４からの応力によって変形できるコルク又はスポンジ等の材料が好ましい。緩衝材５は、周囲の固化材が浸透しないようにする。また、第１緩衝材５ａは、浮き輪のように、中空な可撓性の部材に空気を注入して形成してもよい。

端部支圧板４０と第１支圧部３ａの間の芯材２の外周には、第１アンボンド部７ａが形成される。第１アンボンド部７ａは、図６に示すように、芯材２と固化体１２とを離し、付着力を小さくする部分である。第３実施形態の第１アンボンド部７ａは、管で覆う構造とポリエチレン等によって被覆する構造等が考えられる。第１管状部材７１ａが管の場合、第１管状部材７１ａの両端をそれぞれ隣り合う支圧部３に密着させて取り付ければよい。第１管状部材７１ａの内側に空気、グリース、又はポリマー等を充填させることが好ましい。第１管状部材７１ａがポリエチレン等の伸縮可能な材料で被覆する構造の場合、第１管状部材７１ａで被覆された芯材２にねじ節を付けて、ねじ節に支圧部３を取り付ければよい。

なお、第１アンボンド部７ａは、第１管状部材７１ａに限らず、芯材２と周囲の固化体１２との付着力を小さくする構造であればよい。付着力を小さくすることで、芯材２の伸びを許容し、第１移動支圧板４１ａの移動を許容することができ、応力を分散することが可能となる。

第１アンボンド部７ａの外周側には、第１補強部８ａが形成される。第３実施形態の第１補強部８ａは、第１螺旋筋８１ａを用いる。第１螺旋筋８１ａは、端部支圧板４０と第１移動支圧板４１ａの間で、芯材２及び第１アンボンド部７ａの外周に設置されることが好ましい。なお、第１補強部８ａは、第１螺旋筋８１ａに限らず、固化体１２を補強するものであればよい。芯材２の周囲の固化体１２を補強することによって、第１移動支圧板４１ａが移動したときの支圧応力による割裂破壊の発生を抑制することが可能となる。

さらに、芯材２には、第１支圧部３ａに対して間隔をあけて第２支圧部３ｂが設置される。第３実施形態の第２支圧部３ｂは、芯材２が挿通される移動支圧部材としての第２移動支圧板４１ｂ、第２緩衝材５ｂ、及び抑え支圧部材としての第２抑え支圧板４２ｂ、並びに第２移動支圧板４１ｂに固着され芯材２に取り付けられる第１ナット６ｂを有する。なお、第２支圧部３ｂの構造は、第１支圧部３ａと同様なので説明は省略する。ただし、芯材２に他端側から引っ張られる引張力が作用した場合の第１支圧部３ａ及び第２支圧部３ｂの移動量は、芯材２が引っ張られる側、すなわち他端側の第２支圧部３ｂの方が大きいので、引っ張られる側に配置される第２緩衝材５ｂの軸方向の厚さは、第１緩衝材５ａの軸方向の厚さよりも厚い方が好ましい。すなわち、芯材２が引っ張られる方向に向かうほど緩衝材５の厚さを厚くすることが好ましい。

また、第１支圧部３ａと第２支圧部３ｂの間の芯材２の外周には、第２アンボンド部７ｂが形成され、第２アンボンド部７ｂの外周側には、第２補強部８ｂが形成される。第２アンボンド部７ｂ及び第２補強部８ｂの構造は、第１アンボンド部７ａ及び第１補強部８ａとそれぞれ同様なので説明は省略する。

さらに、芯材２の第２抑え支圧板４２ｂの他端側の外周には、第３アンボンド部７ｃが形成され、第３アンボンド部７ｃの外周側には、第３補強部８ｃが形成される。第３アンボンド部７ｃ及び第３補強部８ｃの構造は、第１アンボンド部７ａ及び第１補強部８ａとそれぞれ同様なので説明は省略する。

第３実施形態のアンカー構造体１を組み立てるには、芯材２に端部ナット６０、端部支圧板４０、第１管状部材７１ａ、第１螺旋筋８１ａ、第１支圧部３ａ、第２管状部材７１ｂ、第２螺旋筋８１ｂ、第２支圧部３ｂ、第３管状部材７１ｃ、及び第３螺旋筋８１ｃを順番に取り付ければよい。

第３実施形態のアンカー構造体１は、図６に示すように、構造物１１に形成した孔に設置され、コンクリート等の固化材を打ち込むことで固定される。

このような第３実施形態のアンカー構造体１の芯材２が引っ張られると、図７（ａ）に示すように、芯材２が伸びて第１ナット６ａを移動させる。第１移動支圧板４１ａは、第１ナット６ａに押されて第１緩衝材５ａ側に移動し、第１緩衝材５ａを圧縮する。そして、第１移動支圧板４１ａが移動することによって第１抑え支圧板４２ａに荷重が加わり、固化体１２に応力を伝達する。

また、図７（ａ）に示すように、第２移動支圧板４１ｂは、第２ナット６ｂに押されて第２緩衝材５ｂ側に移動し、第２緩衝材５ｂが圧縮されて第２抑え支圧板４２ｂに荷重が加わり、固化体１２に応力を伝達する。以上のように、芯材２の引っ張り応力は、各支圧部で固化体１２に伝達されるので、芯材２の応力分布は、図７（ｂ）に示すようになる。

緩衝材５を用いない場合は、引っ張り側の支圧板に応力が集中するが、緩衝材５を用いることでこれが緩和され、他の応力伝達部と共に荷重を分担することになる。したがって、周囲に打ち込んだコンクリート等の固化体１２に割裂破壊が生じることが抑制される。

なお、支圧部の数、設置位置等は、変更してもよい。また、端部支圧板、第１抑え支圧板４２ａ及び第２抑え支圧板４２ｂ、第１アンボンド部７ａ、第２アンボンド部７ｂ、及び第３アンボンド７ｃ、並びに、第１補強部８ａ、第２補強部８ｂ、及び第３補強部８ｃは、それぞれ設置しなくてもよい。

図８は、第４実施形態のアンカー構造体１を示す概略図である。

図８に示す第４実施形態のアンカー構造体１では、ナット６が移動支圧板を兼ねる構造となっている。この場合、移動支圧板を兼ねるナット６が移動支圧部材を構成し、芯材２に、支圧部３としてナット６と緩衝材５と抑え支圧板４２のみを設置すればよい。なお、このような構造の支圧部３を芯材２に複数設置してもよい。

以上、本実施形態のアンカー構造体１は、芯材２と、芯材２が挿通される移動支圧部材４、及び、芯材２が挿通され、移動支圧部材４に対して芯材２が引っ張られる側に設置される緩衝材５を有する支圧部３と、を備えるので、周囲の固化体１２にかかる荷重を分散させることが可能となる。

本実施形態のアンカー構造体１は、複数の支圧部３を備えるので、芯材２に引っ張り応力がかかった場合であっても荷重を分散させることが可能となる。

本実施形態のアンカー構造体１では、緩衝材５は、芯材２が引っ張られる側に配置されるほど軸方向の厚さが厚いので、芯材２及び移動支圧板４の移動量に対応して的確に荷重を分散させることが可能となる。

本実施形態のアンカー構造体１は、緩衝材５に対して芯材２が引っ張られる側の芯材２の外周に形成され、芯材２と周囲の固化体１２との付着力を低減して力の伝達を低減するアンボンド部７を備えるので、芯材２に引っ張り応力がかかった場合、芯材２と固化体１２との付着力がなくなる。

本実施形態のアンカー構造体１は、アンボンド部７の外周に形成される補強部８を備えるので、周囲に打ち込んだコンクリート等の固化体１２に割裂破壊が生じることが抑制される。

本実施形態のアンカー構造体１は、複数のアンボンド部７、及び補強部を備えるので、芯材２に引っ張り応力がかかった場合であっても、周囲に打ち込んだコンクリート等の固化体１２に応力が集中せず、割裂破壊が生じることが抑制される。

本実施形態のアンカー構造体１では、支圧部３は、緩衝材５に対して芯材２が引っ張られる側に設置される抑え支圧部材４２を有するので、固化体１２に的確に力を伝達することが可能となる。

本実施形態のアンカー構造体１は、芯材２の端部に設置される端部支圧部材４０を備えるので、より荷重を分散することが可能となる。

以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えてもよい。また、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。

例えば、本実施形態のアンカー構造体１は、構造物１１に形成した孔に設置され、コンクリート等の固化体１２を打ち込むことで固定されるもので説明したが、グラウンドアンカーの芯材の付着力を補強する構造として用いてもよい。

１…アンカー構造体
１１…構造物
１１ａ…第１構造物
１１ｂ…第２構造物
１２…固化体
２…芯材
３…支圧部
３ａ…第１支圧部
３ｂ…第２支圧部
４…移動支圧板（移動支圧部材）
４ａ…第１移動支圧板（移動支圧部材）
４ｂ…第２移動支圧板（移動支圧部材）
４０…端部支圧板（端部支圧部材）
４１ａ…第１移動支圧板（移動支圧部材）
４１ｂ…第２移動支圧板（移動支圧部材）
４２…抑え支圧板（抑え支圧部材）
４２ａ…第１抑え支圧板（抑え支圧部材）
４２ｂ…第２抑え支圧板（抑え支圧部材）
５…緩衝材
５ａ…第１緩衝材
５ｂ…第２緩衝材
６…ナット（移動支圧板（移動支圧部材））
６ａ…第１ナット（第１移動支圧板（第１移動支圧部材））
６ｂ…第２ナット（第２移動支圧板（第２移動支圧部材））
６０…端部ナット
７…アンボンド部
７ａ…第１アンボンド部
７ｂ…第２アンボンド部
７ｃ…第３アンボンド部
７１ａ…第１管状部材
７１ｂ…第２管状部材
７１ｃ…第３管状部材
８…補強部
８ａ…第１補強部
８ｂ…第２補強部
８ｃ…第３補強部
８１ａ…第１螺旋筋
８１ｂ…第２螺旋筋
８１ｃ…第３螺旋筋

Claims (5)

1. 芯材と、
   前記芯材が挿通され、前記芯材に固着される移動支圧部材、及び、前記芯材が挿通され、前記移動支圧部材に対して前記芯材が引っ張られる側に設置される緩衝材を有する複数の支圧部と、
   前記緩衝材に対して前記芯材が引っ張られる側の前記芯材の外周に形成され、前記芯材と周囲の固化体との付着力を低減して力の伝達を低減する複数のアンボンド部と、
   螺旋筋からなり、前記複数のアンボンド部の外周に形成される複数の補強部と、
   を備える
   ことを特徴とするアンカー構造体。
2. 複数の前記緩衝材は、前記芯材が引っ張られる孔口側に配置される前記緩衝材ほど軸方向の厚さが厚い
   ことを特徴とする請求項１に記載のアンカー構造体。
3. 前記複数の補強部は、前記支圧部の引っ張られる側に設置される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアンカー構造体。
4. 前記支圧部は、前記緩衝材に対して前記芯材が引っ張られる側に設置される抑え支圧部材を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のアンカー構造体。
5. 前記芯材の端部に設置される端部支圧部材を備える
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のアンカー構造体。

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