JP6439329B2 - Composite female screw member and concrete shear reinforcement using the same - Google Patents
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Description
本発明は、様々な産業分野で用いられる複合雌ネジ部材及びそれを用いたコンクリートせん断補強具に関する。 The present invention relates to a composite female screw member used in various industrial fields and a concrete shear reinforcement using the same.
ボルト締結による部材同士の連結や取付けは、機械、土木、建築など、さまざまな産業用途で広く使用されているが、取付け部位によっては、機械振動、あるいは地震等の外乱による振動が繰り返し荷重としてボルトに作用する。 The connection and attachment of members by bolt fastening are widely used in various industrial applications such as machinery, civil engineering, and construction. However, depending on the attachment part, vibration due to mechanical vibrations or disturbances such as earthquakes can be repeatedly applied as bolts. Act on.
このような状況では、上述した繰り返し荷重によってボルトが疲労破壊する懸念があるが、疲労破壊によるボルトの破損は、機械全体あるいは構造物全体に影響を及ぼしかねないため、ボルトを採用する際には、その疲労強度を十分考慮して設計するとともに、取付け後は、定期的な保守点検が必要不可欠となる。 In such a situation, there is a concern that the bolt may be fatigued and destroyed by the repeated load described above. However, since the damage to the bolt due to the fatigue failure can affect the entire machine or the entire structure, In addition to designing it with sufficient consideration for its fatigue strength, periodic maintenance and inspection are indispensable after installation.
ここで、ボルトに引張荷重が作用する場合、該ボルトが螺合される雌ネジからの反力によって該ボルトに引張応力が生じるが、この引張応力は、材軸方向に沿って均一とはならず、ボルトの頭部に最も近い雌ネジのネジ山と係合する箇所で最大となり、該ネジ山からボルト先端側に向けて小さくなる。 Here, when a tensile load is applied to the bolt, a tensile stress is generated in the bolt due to a reaction force from the female screw to which the bolt is screwed. This tensile stress is not uniform along the axial direction of the material. First, it becomes the maximum at the position where it engages with the thread of the female screw closest to the head of the bolt, and decreases from the thread toward the tip of the bolt.
そして、従来のボルトでは、引張荷重が作用したとき、雌ネジの挿入開口近傍に引張応力が集中し、疲労破壊もこの断面位置で生じることが多い。 In conventional bolts, when a tensile load is applied, tensile stress concentrates near the insertion opening of the female screw, and fatigue failure often occurs at this cross-sectional position.
これを踏まえ、特許文献1には、「雄螺子部のボルト頭側又はボルト円筒部側の螺子山の頂部の一部が除去され前記ボルト頭側又は前記ボルト円筒部側に向かって螺子山外径が縮径したテーパ部を備えたボルト」が提案されているとともに、かかる構成によれば、「並目ナットと螺合されるテーパ部の各々の螺子山の高さが、分担する面圧力に逆比例して漸減するので、テーパ部の各々の螺子山の荷重分担が均一化し、並目ナットを螺合した際に、並目ナットのボルト頭側又はボルト円筒部側(内側)の端面近傍のテーパ部の螺子谷底に引張りや曲げの応力が集中するのを緩和でき、疲労強度を大幅に向上することができる」(段落[0005])と記載されている。
Based on this,
また、非特許文献1には、「ボルトのねじ山の漸減研削によって、ねじ部の荷重分担を均一にし、応力集中を緩和し、さらにねじ面の片当りを減少させ、疲労強度を向上」させることが可能なボルトが開示されている。
Further,
しかしながら、上述のようにボルトを加工すると、その断面積が減少して耐荷重性能が低下する懸念があるという問題や、いずれも複雑な加工が必要であって、製作コストが高くなるため、保守点検が困難な部位に用いるなど、その用途が限定されるという問題を生じていた。 However, when the bolt is machined as described above, there is a concern that the cross-sectional area is reduced and the load bearing performance may be lowered, and both require complicated machining and increase the production cost. There has been a problem that its use is limited, for example, it is used for parts that are difficult to inspect.
また、非特許文献1が参照するCDボルトカタログ第5頁には、ボルトの位置に関し、「ナットの掛かる位置、すなわちナット端面がボルトのCD加工の中央付近にくるように」すると記載されていることからもわかる通り、上述のボルトはいずれも、ネジ山頂部での径が材軸方向に沿って変動するため、通常のボルトナットとは異なり、特定の範囲で雌ネジと螺合される必要がある。
Further, the fifth page of the CD bolt catalog referred to by Non-Patent
すなわち、上述したボルトには、雌ネジと螺合される箇所に関して最適範囲が存在し、それゆえ、被締結物の厚みに応じてさまざまな長さサイズを多数用意しなければならず、汎用性に欠けるという問題も生じていた。 In other words, the above-described bolt has an optimum range with respect to the portion to be screwed with the female screw. Therefore, a large number of various length sizes must be prepared according to the thickness of the object to be fastened. There was also a problem of lacking.
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、経済性と汎用性に優れた形でボルトの疲労破壊を防止可能な複合雌ネジ部材及びそれを用いたコンクリートせん断補強具を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and provides a composite female screw member capable of preventing fatigue failure of a bolt in a form excellent in economy and versatility, and a concrete shear reinforcement using the same. For the purpose.
上記目的を達成するため、本発明に係る複合雌ネジ部材は請求項1に記載したように、雄ネジに螺合される第1の雌ネジ部材と、該第1の雌ネジ部材と同軸に前記雄ネジに螺合され該第1の雌ネジ部材よりも大きな外径を有する第2の雌ネジ部材とからなるとともに、前記第1の雌ネジ部材が収容される凹部を前記第2の雌ネジ部材に設けてなり、前記凹部に前記第1の雌ネジ部材が収容されたとき、前記凹部の内面と前記雄ネジの材軸方向に沿って該内面と対向する前記第1の雌ネジ部材の対向面とが互いに離間した状態で、前記第2の雌ネジ部材における被締結物側部位のうち、前記凹部を取り囲む環状部位が前記第1の雌ネジ部材における被締結物側部位と面一となるように前記凹部を構成した複合雌ネジ部材であって、締結が完了した状態において前記雄ネジに発生する引張荷重が、前記第1の雌ネジ部材と前記第2の雌ネジ部材で分散支持されるようになっているものである。 In order to achieve the above object, a composite female screw member according to the present invention comprises a first female screw member that is screwed into a male screw, and a first female screw member that is coaxial with the first female screw member. A second female screw member screwed into the male screw and having an outer diameter larger than that of the first female screw member, and a recess for accommodating the first female screw member is formed in the second female screw member. The first female screw member that is provided on the screw member and faces the inner surface of the concave portion along the axial direction of the male screw when the first female screw member is accommodated in the concave portion. Of the second female screw member, the annular portion surrounding the recess is flush with the fastened object side portion of the first female screw member. a composite female screw member constituting said recess so that, concluded completion Tensile load generated in the male screw in the state is one that is adapted to be dispersed supported by the second female screw member and the first female screw member.
また、本発明に係るコンクリートせん断補強具は請求項2に記載したように、ロッドの端部に形成された雄ネジに複合雌ネジ部材をコンクリート定着板として取り付けるようになっているコンクリートせん断補強具において、
前記複合雌ネジ部材を、前記雄ネジに螺合される第1の雌ネジ部材と、該第1の雌ネジ部材と同軸に前記雄ネジに螺合され該第1の雌ネジ部材よりも大きな外径を有する第2の雌ネジ部材とで構成するとともに、前記第1の雌ネジ部材が収容される凹部を前記第2の雌ネジ部材に設けてなり、前記凹部に前記第1の雌ネジ部材が収容されたとき、前記凹部の内面と前記雄ネジの材軸方向に沿って該内面と対向する前記第1の雌ネジ部材の対向面とが互いに離間した状態で、前記第2の雌ネジ部材において前記ロッドの反対側端部を向く部位のうち、前記凹部を取り囲む環状部位が、前記第1の雌ネジ部材において前記ロッドの反対側端部を向く部位と面一となり又は該部位と垂直な段差が形成されるように前記凹部を構成したものである。
The concrete shear reinforcement according to the present invention is a concrete shear reinforcement as described in
The composite female screw member is screwed into the male screw coaxially with the first female screw member and is larger than the first female screw member. And a second female screw member having an outer diameter, and a recess for accommodating the first female screw member is provided in the second female screw member, and the first female screw is provided in the concave portion. When the member is accommodated, the second female inner surface is separated from the inner surface of the recess and the opposing surface of the first female screw member facing the inner surface along the axial direction of the male screw. Of the part facing the opposite end of the rod in the screw member, the annular part surrounding the recess is flush with the part facing the opposite end of the rod in the first female screw member, or The concave portion is configured so that a vertical step is formed.
また、本発明に係るコンクリートせん断補強具は、前記凹部の内面と該内面と対向する前記第1の雌ネジ部材の対向面との間にそれらの離間状態が保持されるように配置されるスペーサーを備えたものである。 Moreover, the concrete shear reinforcement according to the present invention is a spacer arranged so that the separated state is maintained between the inner surface of the recess and the facing surface of the first female screw member facing the inner surface. It is equipped with.
第1の発明に係る複合雌ネジ部材においては、第2の雌ネジ部材は、第1の雌ネジ部材よりも大きな外径を有するとともに、該第1の雌ネジ部材が収容される凹部を設けてあり、この凹部は、第1の雌ネジ部材が収容されたとき、該凹部の内面と雄ネジの材軸方向に沿って該内面と対向する第1の雌ネジ部材の対向面とが互いに離間した状態で、第2の雌ネジ部材における被締結物側部位のうち、凹部を取り囲む環状部位が第1の雌ネジ部材における被締結物側部位と面一となるように構成してある。 In the composite female screw member according to the first invention, the second female screw member has a larger outer diameter than the first female screw member and is provided with a recess for accommodating the first female screw member. When the first female screw member is accommodated, the concave portion has an inner surface of the concave portion and an opposing surface of the first female screw member facing the inner surface along the material axis direction of the male screw. In a state of being separated from each other, the annular part surrounding the concave portion in the fastened object side part of the second female screw member is configured to be flush with the fastened object side part of the first female screw member.
このようにすると、第1の雌ネジ部材及び第2の雌ネジ部材が同軸になるように雄ネジにそれぞれ螺合されたとき、第1の雌ネジ部材は、その被締結物側部位で被締結物に当接するとともに、第2の雌ネジ部材もその環状部位で被締結物に当接する。 In this way, when the first female screw member and the second female screw member are respectively screwed into the male screw so as to be coaxial, the first female screw member is covered by the portion to be fastened. The second female screw member also comes into contact with the fastened object at its annular portion while being in contact with the fastened object.
そのため、被締結物を締結するために雄ネジに発生する引張荷重の反力は、被締結物から第1の雌ネジ部材の被締結物側部位と第2の雌ネジ部材の環状部位にそれぞれ作用し、雄ネジのうち、第1の雌ネジ部材が螺合する箇所から受けるせん断力及び第2の雌ネジ部材が螺合する箇所から受けるせん断力と釣り合う。 Therefore, the reaction force of the tensile load generated on the male screw to fasten the fastened object is from the fastened object to the fastened object side part of the first female screw member and the annular part of the second female screw member, respectively. It acts and balances the shearing force received from the part where the first female screw member is screwed and the shearing force received from the part where the second female screw member is screwed.
すなわち、雄ネジに発生する引張荷重は、従来のように一つの雌ネジ部材で支持されるのではなく、第1の雌ネジ部材と第2の雌ネジ部材で分散支持されることとなり、かくして雄ネジに生じる引張応力の集中度合いは従来よりも緩和され、雄ネジの疲労寿命を大幅に伸ばすことができる。 That is, the tensile load generated in the male screw is not supported by one female screw member as in the prior art, but is dispersedly supported by the first female screw member and the second female screw member. The degree of concentration of the tensile stress generated in the male screw is relaxed as compared with the conventional case, and the fatigue life of the male screw can be greatly extended.
また、第2の雌ネジ部材に設けられた凹部の内面と第1の雌ネジ部材の対向面とが互いに離間した状態で第2の雌ネジ部材の環状部位と第1の雌ネジ部材における被締結物側部位とが面一となるように構成してあるため、第1の雌ネジ部材の被締結物側部位と第2の雌ネジ部材の環状部位をそれぞれ被締結物に当接させることで、第2の雌ネジ部材に設けられた凹部の内面と第1の雌ネジ部材の対向面とがおのずと離間する。 The annular portion of the second female screw member and the covering of the first female screw member in a state where the inner surface of the recess provided in the second female screw member and the opposing surface of the first female screw member are separated from each other. Since the portion to be fastened is flush with the portion to be fastened, the fastened portion side of the first female screw member and the annular portion of the second female screw member are brought into contact with the fastened object, respectively. Thus, the inner surface of the recess provided in the second female screw member and the opposing surface of the first female screw member are naturally separated from each other.
そのため、第1の雌ネジ部材と第2の雌ネジ部材との間で直接的な荷重伝達が生じるおそれがなくなり、かくして雄ネジに発生する引張荷重は、第1の雌ネジ部材と第2の雌ネジ部材で確実に分散支持されるとともに、それによって雄ネジの疲労寿命をより確実に伸ばすことができる。 Therefore, there is no possibility that direct load transmission occurs between the first female screw member and the second female screw member. Thus, the tensile load generated on the male screw is reduced between the first female screw member and the second female screw member. While being reliably supported by the female screw member, the fatigue life of the male screw can be extended more reliably.
第1の発明に係る複合雌ネジ部材は、通常の雌ネジ部材に代わるものであって、あらゆる産業用途に用いることが可能である。 The composite female screw member according to the first invention is a substitute for a normal female screw member, and can be used for all industrial applications.
第2の発明に係るコンクリートせん断補強具においては、第2の雌ネジ部材は、第1の雌ネジ部材よりも大きな外径を有するとともに、該第1の雌ネジ部材が収容される凹部を設けてあり、この凹部は、第1の雌ネジ部材が収容されたとき、該凹部の内面と雄ネジの材軸方向に沿って該内面と対向する第1の雌ネジ部材の対向面とが互いに離間した状態で、第2の雌ネジ部材においてロッドの反対側端部を向く部位(以下、単に正面部位と呼ぶ)のうち、凹部を取り囲む環状部位が、第1の雌ネジ部材における正面部位と面一となり又は該正面部位と垂直な段差が形成されるように構成してある。 In the concrete shear reinforcement according to the second aspect of the invention, the second female screw member has a larger outer diameter than the first female screw member, and is provided with a recess in which the first female screw member is accommodated. When the first female screw member is accommodated, the concave portion has an inner surface of the concave portion and an opposing surface of the first female screw member facing the inner surface along the material axis direction of the male screw. Of the portion facing the opposite end of the rod in the second female screw member in a separated state (hereinafter simply referred to as the front portion), the annular portion surrounding the recess is the front portion of the first female screw member. It is configured such that a level difference is formed on the same plane or perpendicular to the front portion.
このようにすると、第2の発明に係るコンクリートせん断補強具を、第1の雌ネジ部材及び第2の雌ネジ部材が同軸になるようにロッドの雄ネジにそれぞれ螺合した状態でコンクリート構造物に埋設したときには、第1の雌ネジ部材は、正面部位でコンクリートに当接するとともに、第2の雌ネジ部材も、正面部位のうち、凹部を取り囲む環状部位でコンクリートに当接する。 In this way, the concrete shear reinforcement according to the second invention is screwed into the male screw of the rod so that the first female screw member and the second female screw member are coaxial with each other. When embedded, the first female screw member comes into contact with the concrete at the front portion, and the second female screw member also comes into contact with the concrete at the annular portion surrounding the recess in the front portion.
そのため、地震荷重によってコンクリート構造物がせん断変形したとき、上述の複合雌ネジ部材は、コンクリートのせん断変形によってロッドに生じた引張荷重をその端部でコンクリートに伝達するコンクリート定着板として機能し、コンクリートをせん断補強する役目を果たすが、引張荷重の反力は、コンクリートを介して第1の雌ネジ部材における正面部位と第2の雌ネジ部材における環状部位にそれぞれ作用し、雄ネジのうち、第1の雌ネジ部材が螺合する箇所から受けるせん断力及び第2の雌ネジ部材が螺合する箇所から受けるせん断力と釣り合う。 Therefore, when a concrete structure undergoes shear deformation due to an earthquake load, the above-described composite female screw member functions as a concrete fixing plate that transmits the tensile load generated on the rod due to the shear deformation of the concrete to the concrete at its end, and The reaction force of the tensile load acts on the front part of the first female screw member and the annular part of the second female screw member through the concrete, respectively, The shearing force received from the location where the first female screw member is screwed and the shearing force received from the location where the second female screw member is screwed are balanced.
すなわち、雄ネジに発生する引張荷重は、従来のように一つの雌ネジ部材で支持されるのではなく、第1の雌ネジ部材と第2の雌ネジ部材で分散支持されることとなり、かくして雄ネジに生じる引張応力の集中度合いは従来よりも緩和され、雄ネジの疲労寿命を大幅に伸ばすことができる。 That is, the tensile load generated in the male screw is not supported by one female screw member as in the prior art, but is dispersedly supported by the first female screw member and the second female screw member. The degree of concentration of the tensile stress generated in the male screw is relaxed as compared with the conventional case, and the fatigue life of the male screw can be greatly extended.
また、コンクリートに埋設されるがゆえに疲労破壊の点検保守が困難である状況において、従来とは異なり、雄ネジの疲労破壊が未然に防止されるため、鉄筋コンクリートに代表されるコンクリート構造物の耐震性を長期的に確保することが可能となる。 Also, in situations where it is difficult to inspect and maintain fatigue failure because it is buried in concrete, unlike conventional ones, fatigue failure of male threads is prevented in advance, so the earthquake resistance of concrete structures represented by reinforced concrete Can be secured in the long term.
ロッドに生じる引張荷重の反力は上述したように、コンクリートを介して第1の雌ネジ部材における正面部位と第2の雌ネジ部材における環状部位にそれぞれ作用するため、それらは必ずしも面一になっている必要はなく、正面部位に垂直な段差が形成された状態でコンクリートに埋設されてもかまわない。 As described above, the reaction force of the tensile load generated on the rod acts on the front portion of the first female screw member and the annular portion of the second female screw member via the concrete, so that they are not necessarily flush with each other. It is not necessary to be embedded in concrete with a step formed perpendicular to the front part.
コンクリートせん断補強具をコンクリートに埋設するにあたっては、凹部の内面とその対向面との間で直接的な荷重伝達が生じないようにする必要があり、例えば、第1の雌ネジ部材及び第2の雌ネジ部材をロッドの雄ネジにそれぞれ螺合する際、凹部の内面とその対向面とが互いに離間するよう、例えばそのときの相対位置関係を予めマーキングしておき、それに合わせて螺合作業を行うことでも対応が可能であるが、第2の雌ネジ部材における環状部位が、第1の雌ネジ部材における正面部位と面一となるように上述の凹部を構成したならば、第2の雌ネジ部材における環状部位と第1の雌ネジ部材における正面部位とが面一になるように、第1の雌ネジ部材と第2の雌ネジ部材を雄ネジに螺合するだけで、凹部の内面とその対向面とを互いに離間させることが可能となり、螺合作業における品質管理が容易になる。 When embedding a concrete shear reinforcement in concrete, it is necessary to prevent direct load transmission from occurring between the inner surface of the recess and the opposite surface. For example, the first female screw member and the second female screw member When the female screw member is screwed into the male screw of the rod, for example, the relative positional relationship at that time is marked in advance so that the inner surface of the recess and the opposing surface are separated from each other, and the screwing operation is performed accordingly. However, if the above-described recess is configured so that the annular portion of the second female screw member is flush with the front portion of the first female screw member, the second female screw member can be used. By simply screwing the first female screw member and the second female screw member into the male screw so that the annular part of the screw member and the front part of the first female screw member are flush with each other, And the opposite surface It becomes possible to separate the stomach, it is easy to quality management in meshing operation industry.
一方、上述した凹部の内面と該内面と対向する第1の雌ネジ部材の対向面との間にそれらの離間状態が保持されるように配置されるスペーサーを備えたならば、螺合作業において特段の注意を払わずとも、凹部の内面とその対向面とを確実に離間させることが可能となる。 On the other hand, if a spacer is provided between the inner surface of the recess and the facing surface of the first female screw member facing the inner surface, the screwing operation is performed. Without paying special attention, it is possible to reliably separate the inner surface of the concave portion from the opposing surface.
以下、本発明に係る複合雌ネジ部材及びそれを用いたコンクリートせん断補強具の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a composite female screw member and a concrete shear reinforcement using the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[第1実施形態]
図1及び図2は、本実施形態に係る複合雌ネジ部材を示した図である。これらの図に示すように、本実施形態に係る複合雌ネジ部材1は、雄ネジ2に螺合される第1の雌ネジ部材3と、該第1の雌ネジ部材と同軸に雄ネジ2に螺合され該第1の雌ネジ部材よりも大きな外径を有する第2の雌ネジ部材4とで構成してある。
[First embodiment]
1 and 2 are views showing a composite female screw member according to the present embodiment. As shown in these drawings, the composite
第1の雌ネジ部材3は図1(a)でよくわかるように、円筒体の一端から円錐台が延びる形状をなし、雄ネジ2が挿入される側である被締結物側部位を平坦面7で、その反対側部位を円錐面8でそれぞれ形成してあるとともに、それらを一方から他方に貫通するように雌ネジ9が形成してある。
As can be clearly seen in FIG. 1A, the first
第2の雌ネジ部材4は同図に示すように全体が円板状をなし、円筒内面12aとそれに続く円錐内面12bとを有する凹部5を、雄ネジ2が挿入される側である被締結物側部位に設けてあるとともに、該凹部の底部から被締結物側部位の反対側に貫通するように雌ネジ10を形成してあり、凹部5の周囲に拡がる被締結物側部位は、凹部5を取り囲む環状部位11となる。
As shown in the figure, the second
ここで、凹部5は同図(b)でよくわかるように、該凹部に第1の雌ネジ部材3が収容されたとき、凹部5の円錐内面12bと雄ネジ2の材軸方向に沿って該円錐内面と対向する第1の雌ネジ部材3の対向面、すなわち上述した円錐面8とが互いに離間した状態で、環状部位11が平坦面7と面一となるように構成してある。
Here, as can be seen well in FIG. 5B, the
なお、第1の雌ネジ部材3は、その外周面が、第2の雌ネジ部材4に形成された凹部5の円筒内面12aと螺合に支障がある摩擦が発生しないよう、互いに離間させておくか、それらの面を平滑処理しておく。
The first
図3は、締結側本体32から延びる雄ネジ2に複合雌ネジ部材1を螺合することによって該締結側本体に被締結物であるプレート31を締結する手順を示したものである。ここで、締結側本体32とプレート31は、設備機器本体と該設備機器本体に取り付けられる付属部品、構造物本体と該構造物本体に連結されるブレース材のエンドプレートをはじめ、ボルトとナットで締結されるすべての組み合わせが該当する。
FIG. 3 shows a procedure for fastening the plate 31 as a fastening object to the fastening side main body by screwing the composite
複合雌ネジ部材1を用いてプレート31を締結側本体32に締結するには、同図(a)に示すようにまず、プレート31に形成されたボルト孔33に雄ネジ2が挿通されるように該プレートを締結側本体32に配置し、次いで、第1の雌ネジ部材3を、その平坦面7がプレート31に当接されるように雄ネジ2に螺合する。
In order to fasten the plate 31 to the fastening side
次に、同図(b)に示すように、第2の雌ネジ部材4を第1の雌ネジ部材3の上から被せるように配置し、次いで、第2の雌ネジ部材4の環状部位11がプレート31に当接されるように、該第2の雌ネジ部材の雌ネジ10を雄ネジ2に螺合する。
Next, as shown in FIG. 2B, the second
図4は、プレート31を複合雌ネジ部材1を用いて締結側本体32に締結した様子を示したものである。
FIG. 4 shows a state in which the plate 31 is fastened to the fastening side
本実施形態に係る複合雌ネジ部材1においては、第1の雌ネジ部材3及び第2の雌ネジ部材4が同軸になるように雄ネジ2にそれぞれ螺合されたとき、図5(a)に示すように、第1の雌ネジ部材3は、被締結物側部位である平坦面7で被締結物であるプレート31に当接するとともに、第2の雌ネジ部材4もその環状部位11でプレート31に当接する。
In the composite
そのため、プレート31を締結するために雄ネジ2に発生する引張荷重の反力は、プレート31から第1の雌ネジ部材3の平坦面7と第2の雌ネジ部材4の環状部位11にそれぞれ作用する。
Therefore, the reaction force of the tensile load generated on the
そして、上述した引張荷重の反力は、同図(b)でよくわかるように、雄ネジ2のうち、第1の雌ネジ部材3が螺合する箇所から受けるせん断力及び第2の雌ネジ部材4が螺合する箇所から受けるせん断力と釣り合う。
The reaction force of the above-described tensile load, as can be seen well in FIG. 5 (b), is the shear force and the second female screw received from the portion of the
そのため、雄ネジ2に発生する引張荷重は、第1の雌ネジ部材3と第2の雌ネジ部材4で分散支持され、雄ネジ2の引張応力は同図(a)の右側に示したように、第1の雌ネジ部材3に形成された雄ネジ2の開口断面位置での集中度合いが緩和されるとともに、深さ方向に沿って比較的緩やかに低下する。
Therefore, the tensile load generated in the
ここで、同図(a)の左側は、雄ネジ2に複合雌ネジ部材1が螺合された状態の全体の釣り合いを描いたものであり、同図(b)の上段は、第2の雌ネジ部材4に作用する力の釣り合いを、中段は第1の雌ネジ部材3に作用する力の釣り合いを、下段は、雄ネジ2に作用する力の釣り合いをそれぞれ描いたものである。
Here, the left side of FIG. 6A shows the overall balance in a state where the composite
一方、従来においては、雄ネジ2に生ずる引張荷重の反力は、図6に示すように、雌ネジ部材であるナット61の被締結物側部位にのみ作用するため、雄ネジ2の引張応力は同図右側に示したように、ナット61の開口断面位置から離れると急激に低下する。
On the other hand, conventionally, the reaction force of the tensile load generated in the
以上説明したように、本実施形態に係る複合雌ネジ部材1によれば、第1の雌ネジ部材3よりも大きな外径を有する第2の雌ネジ部材4に、該第1の雌ネジ部材が収容される凹部5を設けるとともに、該凹部を、その円錐内面12bと該円錐内面と対向する第1の雌ネジ部材3の円錐面8とが互いに離間した状態で、第2の雌ネジ部材4の環状部位11が、第1の雌ネジ部材3の平坦面7と面一となるように構成したので、雄ネジ2に発生する引張荷重は、従来のように一つのナット61で支持されるのではなく、第1の雌ネジ部材3と第2の雌ネジ部材4で分散支持されることとなり、かくして雄ネジ2に生じる引張応力(図5(a))は、従来の引張応力(図6)よりも大幅に集中度合いが緩和され、雄ネジ2の疲労寿命を大幅に伸ばすことができる。
As described above, according to the composite
また、本実施形態に係る複合雌ネジ部材1によれば、第2の雌ネジ部材4に設けられた凹部5の円錐内面12bと第1の雌ネジ部材3の円錐面8とが互いに離間した状態で第2の雌ネジ部材4の環状部位11と第1の雌ネジ部材3における平坦面7とが面一となるように構成してあるため、第1の雌ネジ部材3の平坦面7と第2の雌ネジ部材4の環状部位11をそれぞれプレート31に当接させることにより、第2の雌ネジ部材4に設けられた凹部5の円錐内面12bと第1の雌ネジ部材3の円錐面8とはおのずと離間する。
Further, according to the composite
そのため、第1の雌ネジ部材3と第2の雌ネジ部材4との間で直接的な荷重伝達が生じるおそれがなくなり、かくして雄ネジ2に発生する引張荷重は、第1の雌ネジ部材3と第2の雌ネジ部材4で確実に分散支持されるとともに、それによって雄ネジ2の疲労寿命をより確実に伸ばすことができる。
Therefore, there is no possibility that direct load transmission occurs between the first
[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係るコンクリートせん断補強具について説明する。なお、第1実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, the concrete shear reinforcement according to the second embodiment will be described. Note that components that are substantially the same as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図7は、第2実施形態に係るコンクリートせん断補強具75の配置状況を斜視図で示したものである。同図に示すように、本実施形態に係るコンクリートせん断補強具75は、一方の壁面に沿って鉛直配置された主筋73aと、該主筋に直交するように水平配置された配力筋74aと、他方の壁面に沿って鉛直配置された主筋73bと、該主筋に直交するように水平配置された配力筋74bと、それらを埋設するコンクリート72とで構成された鉄筋コンクリート壁71に適用されたものであって、該コンクリートせん断補強具は、主筋73aと配力筋74aとの交差箇所及び主筋73bと配力筋74bとの交差箇所に架け渡す形で壁面と直交するように配置してある。
FIG. 7 is a perspective view showing an arrangement state of the
コンクリートせん断補強具75は図8に示すように、ロッド76と、該ロッドの各端に形成された雄ネジ2,2に取り付けられる複合雌ネジ部材1,1とで構成してあり、該複合雌ネジ部材は、地震時におけるコンクリート72のせん断変形によってロッド76に引張荷重が生じたとき、該引張荷重によるロッド76の端部の抜け出しを防止することで、コンクリート72のせん断変形を抑制するコンクリート定着板として機能する。
As shown in FIG. 8, the
なお、複合雌ネジ部材1は、第1実施形態とほぼ同一の構成であるので、ここではその説明を省略するが、第1実施形態における被締結物側部位は、ロッド76の反対側端部を向く部位(正面部位)と読み替えるものとし、本実施形態では、第1の雌ネジ部材3の正面部位が平坦面7となり、第2の雌ネジ部材4の正面部位のうち、凹部5の周囲に拡がる正面部位が環状部位11となる。
In addition, since the composite
コンクリートせん断補強具75を組み立てるには、第1の雌ネジ部材3と第2の雌ネジ部材4とを、同軸になるようにロッド76の各雄ネジ2にそれぞれ順次螺合すればよい。
In order to assemble the
螺合作業を行う際には、第2の雌ネジ部材4に設けられた凹部5の円錐内面12bと第1の雌ネジ部材3の円錐面8とが、図1(b)で示したように互いに離間した状態となるよう、第2の雌ネジ部材4の環状部位11と第1の雌ネジ部材3における平坦面7とを面一にする。
When performing the screwing operation, the conical inner surface 12b of the
第2の雌ネジ部材4の環状部位11と第1の雌ネジ部材3における平坦面7とを面一にするには、例えば雄ネジ2が挿入されるスリットが形成された平板状の鋼製治具を用意し、そのスリットに雄ネジ2が挿入されるように該雄ネジにセットし、次いで、第2の雌ネジ部材4の環状部位11と第1の雌ネジ部材3における平坦面7とが鋼製治具に当接するまでそれらを螺合し、作業後、鋼製治具を撤去すればよい。
In order to make the annular portion 11 of the second
なお、第1の雌ネジ部材3と第2の雌ネジ部材4との螺合位置がコンクリート打設前にずれて、第2の雌ネジ部材4に設けられた凹部5の円錐内面12bと第1の雌ネジ部材3の円錐面8との離間状態が確保されないおそれがある場合には、例えば複合雌ネジ部材1の両側からナットをそれぞれ雄ネジ2に螺合することにより、螺合位置のずれを防止するようにすればよい。
It should be noted that the screwing position of the first
コンクリートせん断補強具75の組立が完了したならば、次に、主筋73a,73bや配力筋74a,74bとともに上述した手順で配置し、次いでコンクリート72を打設し硬化させることで鉄筋コンクリート壁71を構築する。
When the assembly of the
本実施形態に係るコンクリートせん断補強具75においては、図9に示したように第1の雌ネジ部材3は、平坦面7でコンクリート72に当接するとともに、第2の雌ネジ部材4も、正面部位のうち、凹部を取り囲む環状部位11でコンクリート72に当接する。
In the
そのため、地震時にコンクリート72がせん断変形してロッド76に引張荷重が生じたとき、該引張荷重の反力は同図に示すように、コンクリート72を介して第1の雌ネジ部材3における平坦面7と第2の雌ネジ部材4における環状部位11にそれぞれ作用する。
Therefore, when the concrete 72 undergoes shear deformation during the earthquake and a tensile load is generated on the rod 76, the reaction force of the tensile load is a flat surface of the first
そして、上述した引張荷重の反力は、第1実施形態の図5(b)で説明したと同様、雄ネジ2のうち、第1の雌ネジ部材3が螺合する箇所から受けるせん断力及び第2の雌ネジ部材4が螺合する箇所から受けるせん断力と釣り合うため、雄ネジ2に発生する引張荷重は、第1の雌ネジ部材3と第2の雌ネジ部材4で分散支持される。
And the reaction force of the above-mentioned tensile load is the same as described in FIG. 5B of the first embodiment, the shearing force received from the portion of the
それに対し、ロッドの各端に単体の雌ネジ部材をそれぞれ螺着した従来のコンクリートせん断補強具においては、雄ネジ2に生ずる引張荷重の反力は、第1実施形態の図6で説明したと同様、単体構成の雌ネジ部材の正面部位に作用し、雄ネジ2の引張応力は、雌ネジ部材の開口断面位置に集中する。
On the other hand, in the conventional concrete shear reinforcement in which a single female screw member is screwed to each end of the rod, the reaction force of the tensile load generated on the
以上説明したように、本実施形態に係るコンクリートせん断補強具75によれば、第1の雌ネジ部材3よりも大きな外径を有する第2の雌ネジ部材4に、該第1の雌ネジ部材が収容される凹部5を設けたので、雄ネジ2に発生する引張荷重は、従来のように一つの雌ネジ部材で支持されるのではなく、第1の雌ネジ部材3と第2の雌ネジ部材4で分散支持されることとなり、かくして雄ネジ2に生じる引張応力(第1実施形態の図5(a)参照)は、従来の引張応力(同じく図6参照)よりも集中度合いが大幅に緩和され、雄ネジ2の疲労寿命を大幅に伸ばすことができる。
As described above, according to the
また、本実施形態に係るコンクリートせん断補強具75によれば、第2の雌ネジ部材4に設けられた凹部5の円錐内面12bと第1の雌ネジ部材3の円錐面8とが互いに離間した状態で第2の雌ネジ部材4の環状部位11と第1の雌ネジ部材3における平坦面7とが面一となるように構成してあるため、第1の雌ネジ部材3の平坦面7と第2の雌ネジ部材4の環状部位11とが面一になるように螺合することにより、第2の雌ネジ部材4に設けられた凹部5の円錐内面12bと第1の雌ネジ部材3の円錐面8との離間状態を容易に確保することができる。
Further, according to the concrete
そのため、第1の雌ネジ部材3と第2の雌ネジ部材4との間における直接的な荷重伝達を、簡単な品質管理で防止することが可能となり、かくして雄ネジ2に発生する引張荷重は、第1の雌ネジ部材3と第2の雌ネジ部材4で確実に分散支持されるとともに、それによって雄ネジ2の疲労寿命を確実に伸ばすことができる。
Therefore, direct load transmission between the first
また、本実施形態に係るコンクリートせん断補強具75によれば、コンクリート72に埋設されるがゆえに、疲労破壊の点検保守が困難である状況において、従来とは異なり、雄ネジ2の疲労破壊が未然に防止されるため、鉄筋コンクリート壁71の耐震性を長期的に確保することが可能となる。
In addition, according to the concrete
本実施形態では、第2の雌ネジ部材4に設けられた凹部5の円錐内面12bと第1の雌ネジ部材3の円錐面8とが互いに離間した状態で第2の雌ネジ部材4の環状部位11と第1の雌ネジ部材3における平坦面7とが面一となるように構成し、その上で、環状部位11と平坦面7とが面一となるように、第1の雌ネジ部材3と第2の雌ネジ部材4との螺合位置を施工現場で調整するようにした。
In the present embodiment, the annular shape of the second
しかし、この構成は、施工現場での螺合位置調整を容易にするための構成であって、円錐内面12bと円錐面8との離間状態を別途確保することができるのであれば、打設されたコンクリート(フレッシュコンクリート)が第2の雌ネジ部材4の環状部位11と第1の雌ネジ部材3における平坦面7に確実に当接する関係上、該環状部位と平坦面とが必ずしも面一となるように凹部5を構成する必要はない。
However, this configuration is a configuration for facilitating adjustment of the screwing position at the construction site, and is installed if the separated state between the conical inner surface 12b and the
例えば、凹部5の円錐内面12bと円錐面8とが互いに離間した状態となる両者の相対位置関係を第1の雌ネジ部材3や第2の雌ネジ部材4に予めマーキングしておけば、施工の際、このマーキングを利用して螺合調整することが可能である。
For example, if the first
また、このような施工現場での螺合位置調整が可能である場合、例えば図10(a)に示すように、第1の雌ネジ部材3における平坦面7が、第2の雌ネジ部材4の環状部位11よりも後方に位置する形の垂直段差が形成された構成でもかまわないし、図10(b)に示すように、第1の雌ネジ部材3における平坦面7が、第2の雌ネジ部材4の環状部位11よりも前方に位置する形の垂直段差が形成された構成でもかまわない。
Further, when the screwing position adjustment at the construction site is possible, for example, as shown in FIG. 10A, the
なお、これらの構成においても、雄ネジ2の引張荷重に対する反力は同図に示すように、コンクリート72を介して上述の実施形態の場合と同様に作用するので、雄ネジ2に発生する引張荷重が、第1の雌ネジ部材3と第2の雌ネジ部材4で分散支持されるという点については、上述の実施形態とは何ら変わりはない。
In these configurations, the reaction force against the tensile load of the
また、本実施形態や上述した変形例では、第2の雌ネジ部材4の環状部位11と第1の雌ネジ部材3における平坦面7とが面一となるように施工現場で螺合位置を調整したり、予め付されたマーキングを利用して第1の雌ネジ部材3と第2の雌ネジ部材4との相対螺合位置を調整したりしたが、これらに代えて、図11に示すように、凹部5の円錐内面12bと円錐面8との間にスペーサー101を介在させるようにしてもよい。
Further, in the present embodiment and the above-described modification, the screwing position is set at the construction site so that the annular portion 11 of the second
かかる構成によれば、第2の雌ネジ部材4の環状部位11と第1の雌ネジ部材3の平坦面7とが面一なのか、それともそれらが前後して垂直段差が形成されているのかにかかわらず、上述した離間状態をより確実に形成することができるとともに、現場での施工管理も不要となる。
According to such a configuration, whether the annular portion 11 of the second
ここで、図11(a)は、第1の雌ネジ部材3の平坦面7が第2の雌ネジ部材4の環状部位11と面一である場合、図11(b)は、第1の雌ネジ部材3の平坦面7が第2の雌ネジ部材4の環状部位11よりも後方に位置している場合、図11(c)は、第1の雌ネジ部材3の平坦面7が第2の雌ネジ部材4の環状部位11よりも前方に位置している場合を示したものである。
Here, FIG. 11A shows a case where the
スペーサー101は、例えば環状のゴム材や同じく環状の皿バネといった弾性部材で構成することが可能であり、かかる構成においては、スペーサー101が収縮しようとしたときに、該スペーサーからの反力により、螺合に必要なトルクがそれまでよりも大きくなるため、その時点で螺合作業を終了すればよい。 The spacer 101 can be composed of an elastic member such as an annular rubber material or an annular disc spring, for example. In such a configuration, when the spacer 101 is about to contract, due to a reaction force from the spacer, Since the torque required for screwing becomes larger than before, the screwing operation may be terminated at that time.
なお、スペーサー101は、収縮時の反力が雄ネジ2に生じる引張荷重あるいはその反力よりも十分小さくなるように構成する。
The spacer 101 is configured such that the reaction force during contraction is sufficiently smaller than the tensile load generated in the
1 複合雌ネジ部材
2 雄ネジ
3 第1の雌ネジ部材
4 第2の雌ネジ部材
5 凹部
7 平坦面(被締結物側部位、正面部位)
8 円錐面(対向面)
11 環状部位(被締結物側部位、正面部位)
12a 円筒内面(凹部の内面)
12b 円錐内面(凹部の内面)
31 被締結物
75 コンクリートせん断補強具
76 ロッド
DESCRIPTION OF
8 Conical surface (opposite surface)
11 annular part (fastened object side part, front part)
12a Cylinder inner surface (inner surface of recess)
12b Conical inner surface (inner surface of recess)
31 Fastened
Claims (3)
前記複合雌ネジ部材を、前記雄ネジに螺合される第1の雌ネジ部材と、該第1の雌ネジ部材と同軸に前記雄ネジに螺合され該第1の雌ネジ部材よりも大きな外径を有する第2の雌ネジ部材とで構成するとともに、前記第1の雌ネジ部材が収容される凹部を前記第2の雌ネジ部材に設けてなり、前記凹部に前記第1の雌ネジ部材が収容されたとき、前記凹部の内面と前記雄ネジの材軸方向に沿って該内面と対向する前記第1の雌ネジ部材の対向面とが互いに離間した状態で、前記第2の雌ネジ部材において前記ロッドの反対側端部を向く部位のうち、前記凹部を取り囲む環状部位が、前記第1の雌ネジ部材において前記ロッドの反対側端部を向く部位と面一となり又は該部位と垂直な段差が形成されるように前記凹部を構成したことを特徴とするコンクリートせん断補強具。 In a concrete shear reinforcement that is designed to attach a composite female screw member as a concrete fixing plate to a male screw formed at the end of a rod,
The composite female screw member is screwed into the male screw coaxially with the first female screw member and is larger than the first female screw member. And a second female screw member having an outer diameter, and a recess for accommodating the first female screw member is provided in the second female screw member, and the first female screw is provided in the concave portion. When the member is accommodated, the second female inner surface is separated from the inner surface of the recess and the opposing surface of the first female screw member facing the inner surface along the axial direction of the male screw. Of the part facing the opposite end of the rod in the screw member, the annular part surrounding the recess is flush with the part facing the opposite end of the rod in the first female screw member, or The concave portion is configured so that a vertical step is formed. Concrete shear reinforcement tool.
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