JPH02504051A - スチールとコンクリートの複合構造部材におけるアンカー装置 - Google Patents

スチールとコンクリートの複合構造部材におけるアンカー装置

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JPH02504051A
JPH02504051A JP63504994A JP50499488A JPH02504051A JP H02504051 A JPH02504051 A JP H02504051A JP 63504994 A JP63504994 A JP 63504994A JP 50499488 A JP50499488 A JP 50499488A JP H02504051 A JPH02504051 A JP H02504051A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 スチールとコンクリートの複合 構造部材におけるアンカー装置 不発Ey1は、スラブや梁のようなスチールとコンクリートの複合構造部材に用 いる機械幻なアンカー装置、とりわけ端部アンカーとして使用するのに適してい るアンカー、端部アンカーを用いて装着ざnるデツキパネル、およびそうしたデ ツキパネル上に設けたコンクリートスラブを一体化する複合構造部材に係る。
スチールとコンクリートのり台構造部材は一般に工4現嚇で製作されておシ、ま た通例では、デツキとして周知の下側に配置される異形スチールシート上にはコ ンクリートスラブが打設さtている。普通、デツキは側部を菫ね合わせたパネル を配列してできておシ、各々のパネルは1枚から′5収の凝方向に延びる立ち上 がった主要ソッと中間に位置する薄い補張用のリブを備えている。主要リブは、 例えば、はぞ形の新面tしている。慣に芙呂するキーエレメントを、通例ではシ ートの全長にわたシ一定の間隔tiけて配置することによシ、通厩な相対的な縦 方向の動きが起きなりようにスラブとこのスラブの下側に位置するシートを互い にアンカー止めする技術は周知となっている(例えば、1454164に見らn るよりに) l)ブの上部にta、補強ロッドが浴接さn1シートのリブlたは 皿部材の一部ffレス成形して形成ざnたタブまたに穴、わるいは型押し塀工さ nた薄いリブのbる多蘇のニンボスが主要リプまたは皿部材から外部に突吊して いる。またそうしたアン刀−表vt−シートの端部Kl!I戻し六2置にだけ配 置することも周知でるる。妖骨複合建築構遺物に便用されている下側支持スチー ル梁に、シートを介して溶接スタンドまたは圧N剪断コネクタを適iな方法で取 り付ける固定方式も試みられてきている。溶接スタンドコネクタの一例が、ハイ ス氏(Hays)名義の米国特許3604167に明らかにされている。そうし たコネクタは、シートが取付は固定金行えるだけの厚みを備えていないため、単 独ではシートに溶接することができない。あるいはハンマー全屈いてほぞ形ツブ O端部全平坦にし、コンクリート同に埋め込まれた変形リプの突起による抵抗を オリ用してコンクリートからリプが抜は出すのを阻止する他の方法も試みられて いる。
鉄骨コンクリート建築構造物の施工にろたシスラッと梁の覆合坏を構築するには 、これらエレメントは運搬可能な重量からできていて、しかも床または屋根構成 要求として架設するために、これら構成要菓は獣骨構造物に従来から利用されて いるスパン距離よシも事実上長い外寸を備えている必要がるる。同且つ、梁また はスラブには充分な荷電支愕乾カカ;偏わっておらず、支持体の閣のスパン荷重 が複合部材の下1f111部分に引張力として作用し、これが原因してクランク が生じている。さらにシートが支持坏から内向きに勤さまたコンクリートが外向 きに移動して傾斜か王じ、剪断力が複合部材に作用することが判明している。ス ラブまたは梁を複合的に機能テせるには、スチールとコンクIJ −トの間に清 pが起きるのを阻止しなくてはならなり08gの形式の端部アンカー装置を設け てこうした問題点を解決する試みは末だに満足のいく解決を見ていない。例えば 、平坦なリプ端部では充分な機械強度と剛性が得られず、シート端部に滑シの生 じる傾向がある。
充分な数の溶接スタッドと圧着剪断コネクタを使用すればうまくいくように思わ れがちでるるか、プレートの縁に対しこうした要素t−圧確に設置する作業は、 挽暮の未熟な作業者にとっては極めて凶雌である。
他のアンカー装置の構造例が、ムース氏(Muess)名義のドイツ国籍許出願 2604399に明らかにされている。6本の横に延びる湾曲した固定用ロッド のセット’を多数用い、これら金スチールシートの第2の筐筒の主要リプに沿っ て設置することを教えているが、こうした構成によって得られる最大荷重支片能 力でも末だ不充分でロシ、ロッドの直径を実用的でない非常に太いものにしなけ nばWk能を改善することができない。望ましい荷重支持HC力は、アンカー装 置の設置箇所で100 KN以上でめる。慣方向のロッドを用いた同じような賦 与が、エガート氏(Eggert)の名義によるドイツ国荷許出願252114 3に明らかにされて因る。
ポーター氏(Porter)その他の者による米国特許3712010は、縦方 向にプレストレスを加えた鉄筋を支持するために、金属パネルの皿部材に立ち上 がったブラケットヲ設けることを提案している。ブラケットはパネルに簡単に溶 接しであるだけで、こうしたやり方では必要とされる充分な荷重支愕耗力を得る ことはできない。
7.77ス国特許2359251は、異形スチール7−トを下側のコンクリート 梁にアンカー止めするかまたは上側のコンクリートスラブにアンカー止めするU 字形の組立て結束体を示している。この結束体はリブf:取シ囲み、シートの皿 部材を通シ抜けて突き趨している。こうした結束体の荷重支持能力は非常に小さ く用途も限らtている。また、スラブとシートの間は積極的に固定する方法が取 られていない。
従って、不発明の目的は、適切な荷厘支持We力を備えたスチールとコンクリー トの裡合傳造部材全構成する、改良さnた端部アンカー装置に用いるのに通した アンカーを提供することにおる。てらに、構造部材の寿命を非常に短くしてしま う金属疲労を起こし易いような端部アンカー装置でないことも重要である。複合 構造物が縦方向に滑るのに抵抗する性能にも況して使用途中に金属疲労を起こさ ないことは重畳な要件である。
第1の実施形態によれば、不発明は、ベース部分およびこのベース部分から立ち 上がった少なくとも1つの72/ゾ部分を形成しているほぼ剛性のめるシート材 料からなり、リプを形成した金属シートの皿部臀に跨がって裟層される長さを備 え、クランク部分が皿部材を横切って延びているようなエレメントと、ベース部 分に設けてるるかまたはこのベース部分と−mlK作用して金属シートに設けて ろる補完関係の穴に係合し、この穴を通シ抜けることのできる手段とを傅し、当 該手段が金属シートにエレメントを保持するようになっている、スチールとコン クリートの複合構造部材用のアンカーを提供している。
前記エレメントは一体的なチャンネルからな力、このチャンネルが、前記ベース 部分と、ベース部分の両側の縁に配置さtた前記立ち上がっている一対のフラン ジ部分とを備えていることが好ましい。前記手段は、金属シートの前記穴を通シ 抜けて突き出アように配置された櫨状断面のd数のスタッドエレメントt−備え ている。前記スタンドエレメントは、金属シートの前記穴t2!lシ抜けて共通 の当て板から一体的に突き出し、前記ベース部分に設けてるる穴を一双させる大 きさに作られている。
不発明の第2の形態によれに、リブを形成した金属シートと、シートおよび上に 位置するコンクリートスラブが、7−トのリブに平行な同きに相刈的に憬・派的 にスリラグするのを防ぐために、シートにアンカー止めされ前記方向に幻レシー トの端部に隣接して配置てれている複数の端部アンカーとを有し、端部アンカー の各々にシートから突@吊た突起七備え、さらに、金鵬シートに設けてりる補完 関係の穴に係合して轟駅穴から突き出すことのできる乎段亡儂えており、当該平 段が金属シートの端部アンカーを保持するようになっている金属とコンクリート のd台構造部材用のデツキパネルが得られる。
端部アンカー゛は、好ましくは、本発明の第1の形態に係るアンカーから構成さ れている。好ましくは、前記スタンドエレメントの前述した外側リムは外向きに 変形してこnらスタンドエレメントを所定位置に固足し、前記ベース部分と前記 バンクプレート金金属シート上にクラ7ノして、ベース部分とパンクプレートの 間に金属シートラ迭ひようにしている。
これとは別に、端部アンカーはリブに固足することもできる。こうした用途に通 した7ノカーは、はぼU字形をした裳fJt17ICにリング装置からなり、こ の装置に箇々のリブを取シ囲んでいて、また弾性的に広げてリブを覆う状態に取 シ付けることもできる。こうした構造のアンカー?用いれば、それぞれの主要リ ブの端部に隣接して少なくとも6つのアンカーを設置することができ都合がよい 。
また不発明に、不発明の第2の形態に係る、デツキパネル上にスラブコンクリー トの打設された金属のコンクリートの複合構造部’tT’tも提供している。
以下、添付図面に沿って不発明の一芙厖例そ詳しく説明する。
第1図は、不発明に則って構成さnた、スチールとコンクリートの複合構造部材 用の端部アンカーを示す斜視図である。
第2図は、端部アンカーの平面図である。
第3図は、不発明に係るデツキパネルを偏えた接合構造部材の一部分の縦断面図 にして、アンカー装置は第1図およびM2図に示す端部アンカーを装備している 。
第4図は、*3図に示すデツキパネルの端面図ではめるが、構造の一部を修圧し たアンカー装置を示している。
第5図に、第6図のアンカー装置の単純化したモデルを用いて行わnfc荷重の 影響による変位量を示すグラフでろる。
第6図に、不発明に係るデツキパネルの他の実施例を示す概略図でるる。
X7A図および第7B図は、それぞれ′4発明の別の実施例を示す平面図と端面 図でるる。
第1図に示した端部アンカー10は、幅の広いチャンネル12の形態金した一部 エレメントと、邑て板13と全備えている。こnらチャンネルと西て板の岡首は 岡1j江のろるほぼ同じスチール材料からsganている。
このスチール材料には、構造用グレードの2.0から3.5nの厚みのろるスチ ール板、籍に好ましくは2,0龍の厚みのめるスチール板が適当てろる。チャン ネル12は、ベース14と立ち上がっている一対の7ランジib、irを備えて いる。これらベースとフランジはほぼ平坦であるが、間隔を設けた慣に延びる一 対の薄いリブ19を形成し3つの皿状セグメント15に仕切っている。7う/ジ の各々は、プレス成形された一対のガセット21によシ補強され、また垂直面に 対し例えば約10度にわたシ僅かに外向きに傾斜している。
ベース14の皿状セグメント15には円形をした6つの大きな穴18aが2個ず つ3列にわfcシ押抜き〃D工されている。こnら穴の列に合わせて6つの穴1 8bが当て板13に曲げ加工してろシ、変形させた板材料の部分は立ち上がった 一組の譲状スタッド20を形作っている。これら環状スタンドは穴18aにほば 正確に嵌まればよく、穴18aに凹層させて嵌める必要はない。
チャンネル12は、第6図および第4図に具部的に示すように、連続する2つの 主要リプの間にるっで成形スチールシート30または成形スチールパネルの皿部 材をほぼ跨がって据え付けられる入@G’fc’aえている。成形スチールシー ト3υはデツキパネルを例にとってその便用1伝が図示でnでいる。この成形ス チールシートは、等間隔に設けらnたほぞ形断面の工賃リプ3ノと、こnら主要 リブの間に介在し皿@有35に沿って位置している一対の薄い補張リブ34とを 備え、皿部材にセグメント31に分割でれている。チャンネル1207ランジ1 6,17は、リブ32に対し90度の角度をなし皿部材35を横切って延びてい る。チャンネル12の皿部材セグメント15とリブ19は、パネル300皿部材 セグメント37とリブ34に正確に一致し互いに組み合わすことのできる大きさ から構成されている。
M6図および第4図に示すように、薗々のアンカー10はパネルの端部に隣接し て配置ざnている。当て板13はパネルの下側に一致させて宛てがわれる。また この蟲て板の譲状スタンド20は、パネル30の皿部材35の相同する位置に予 め打抜き那工またはドリル垢工してめる穴36全通シ汰け、ざらにチャンネル1 2の開口18aを通シ抜けて上回ぎに突き出している。組立を行なうには、スタ ンドの外側リプ2uaの端部に力′fr:27Dえて外向きに震形きせ、アンカ ー構成要素をパネル上にクランプ止めして5A側リブ全所定位置に固定すること が行なわnる。こうして、パネルはテて構成さnたデツキパネル’l:、Tfj ;Lの資材と組み合わせて叉保し、上部に打設されるコンクリートスラブ40を 支えることが行なわnる。
現場でスラブを構築するにに、先ず僕造叉柱または梁等の既設の支持体上にデッ キパろル30?厘ね合わせて配列し、これらを仮止めすることが行なりnる。
アンカー10は、前述し瓦ように、この段階かまたはパネルの敷設作業に先立っ て薗々のffi部材35のそれぞれの端部の所定位置に固定さする。ロンドや金 網等の補強材が設置され、次いで既に配列を終えているパネルにコンクリートが 打設される。
スタッド20の内側の開口には下側からキャンfSOが宛てがわれ、剛性のちる スタッド52を用いて塞ぐことができる。これらスタンド52は、スタッド20 に圧力嵌めできる寸法を備えている。スラブのスパンに加わる荷重が作用して金 属とセメントを剥離破壊しようとする壱合、端部アンカー10はこの剥離に伴う に方向の滑シに対し荷に効果的に抵抗することが千」明している。2つの7ラン ゾ16.17はほぼ同じ4与と幅を備え、それぞnのアンカー毎にコンクリート 円に広い荷重支持面を形成している。また、これとに別に穴36内にスタンド2 0を係合させてりるため、これらの地点では大きな荷重支持力が発揮されスラブ が破壊しにくい利点がるる。7ランプは僅かに外向きに傾斜しているため、スラ ブを金属シートに対し垂直に4夷に炭絖することができる。直々のスタンド7尺 の組立坏は、疲労破壊(・て幻し光分な耐火性を偏えていることが判明している 。
第5図に、第6図2よび第4図に示したアンカー装置を半濁化したもの金用い、 アンカー装置がff菫を′こ応答してどの様に変形するかt狭わしたグラフでめ る。
ただし、とのグラフ作成に用いられた単利な構造のアンカー装置では、スタンド は6つでなく2つが使用ざnている。スタッドは、0.75龍厚の金属材料に2 5mxの公称直径の穴が開けられていた。この9からは、40 KNの耐荷重能 力全示す顕著な効果が認められ、この結果から44Jmして、第3図および第4 図に示す6つのスタンドを備えている一合Kに1りのアンカー当たシ(すなわち 主要リプ踊部誓に) 120 KNの耐荷菫耐力の得られることが想定される。
こうした値は従来のものよシは榎れておシ、例えば前述したムース氏名義のドイ ツ国荷許出jm2604399に提案さnている異形リブ式3脚アンカーの一合 の40 KN (すなわち、主要リプ端部轟たシ20 KN )に比べて対照的 でるる。
第1図から第4図のアンカーによる主なオリ点は、シート皿部材に予め大全打抜 き形成しておけば、熱標した挽砺作栗者によらなくても常にアンカー金圧確に位 置次めできることにるる。笑原にに、パネルは端部アンカーをPfr定位置に固 定した状態で製造業者から直接−入すること〃:できる。スタンド2υはプレー ト13と一体的に二上がりX形する代ゎシに、チャンネル12に一体化しこのチ ャンネルから下に同けて突き出すようにもできる。あるいはスタンド2Llその ものを別部品の挿入体として構成してお込、両方のリムオ圧漕させてこれらリム を所定の状態に固定することもできる。
リム全髪形させる一合にに(第3図に詳しく示すように)、下側の穴の縁に接触 させて価かにに形でせるのが好ましい。
スタッド20は、総境界面を広く框るためにできるだけ大きくしておくことが好 ましい(従って、譲状をした中空な構造が好ましい)。箇々のスタッドの実用的 な最大寸法は、例えば穴36の間の間隔を適切な範囲でできるだけ狭める等し、 これら穴の寸挺を考慮にいれて決足される。前記穴は総断面積が小さくなシ過ぎ てシートの強度が低下してしまわないようにする必要がりシ、前記穴がリプ34 の強度を弱めてしまわないようにしておくことが好ましい。こうして構成された スタンドと穴の廻シのV#接区域によれば、最大の嗣剪wr荷電耐力を発揮しま た疲労破壊に対しても光分耐えること妙;できる。スタンド/穴の分布区域の数 を増やせば、アンカー装置全不の総荷夏負辻能力を藁め、疲労破壊に光分に耐え られるようになる。ただし、アンカーの構成要素の間に金属パネルを確実に挾む 構造でめれば、6つの穴の数で満足のいく結果の得られることが判明している。
こうした侠ひ構成は必ずしも必要なもので1グないが、こうした構成を省けば全 体のアンカー製置が同じ程反の耐荷重MQ力全発渾する上でスタンドの数を増や す必要がるる。この例でに、アンカー装置は比較的不経揖な高1[+jilもの になる。こうした込み付ける構造は、チャンネル12のリプおよび皿部りの構造 体とパネルの間の形状を図示のように相02形にすnば、さらに安定したものに なる。チャンネル、パネルおよび当て板の間で事実上の面接触が行われている。
芙啄に箇々のアンカー装置が必要とする能力は、パネルとスラブの間で行われる 機械的な相互作用によって決まることは勿論である。スチールシートに沿って中 間部分に別のアンカーを取シ付けた)、1つ以上のスパンを跨がって単一のシー トを設置しても差し支えない。
第6図および第7図は、スチールパネルの皿部材とは異な9、主要リブに取シ付 けられたmWアンカーを示している。いずれの場営にも、係合のための総突出面 積を増やすために3つに分かれたアンカーが形成されている。
第6図に示したアンカー210は、はぼU字形をした装置でるる。この装置にリ プt−取ル囲んでbて、ばねスチールから構成するか、または弾江的に広がって リプに被さった状態で下向きに波層できるように構成されている。すなわち、U 字形をし之相々する脚部210aと210bは平衡し7’(法尻の下で互いに同 けて傾斜し、リブのほぞ形の輪郭形状tて一致するよりになっている。これら脚 部は互い全引き離す向きに弾性的に動かして平行な状態に菱形させておき、アン カー210をリブに値せてスナソノ止めすることができる。
箇々の脚部は必要&C応じて突出したリング211を儒えること妙iできる。ま たアンカーは各リブの箇々の端部に設置することができ、またそれぞれのアンカ ーの脚部は内側スタンド220を博えている。この同側スタンドは、リブの谷側 部に予め形成しである穴236内に密着させて取シ付けである。
リブの各端部には独立した3つのアンカー210を設置することもでき、あるい はアンカー210は逆向きの−長いチャンネルとして構成することもできる。
このチャンネルは、例えばリブの各側部に設けた大に係合した状態の3つのスタ ンドを備えている。
第7A図と第7B図には、第6図の実施例の変更例が示されている。リング41 0(図面には2つのリングが描かれている)は、リブ432の上側ウェブ433 に載るプレート450に溶接され、またウェブ433の穴に係合している下回き の榎数のスタンド420を備えている。
付量 (KN) 国際調査報告

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.ステールとコンクリートの複合構造部材用のアンカーにして、ベース部分お よびこのベース部分から立ち上がった少なくとも1つのフランジ部分を形成して いるほぼ剛性のあるシート材料からなり、リブを形成した金属シートの皿部材に 跨がつて装着される長さを備え、フランジ部分が皿部材を横切って延びているよ うなエレメントと、ベース部分に設けてあるかまたはこのベース部分と一緒に作 用して金属シートに設けてある補完関係の穴に係合し、この穴を通り抜けること のできる手段とを有し、当該手段が金属シートにエレメントを保持するようにな つているアンカー。
  2. 2.請求項1に記載されたアンカーにして、前記エレメントは一体的左チャンネ ルを有し、当該チャンネルは、前記ベース部分と、ベース部分の両側の縁に配置 された前記立ち上がつている一対のフランジ部分とを有しているアンカー。
  3. 3.請求項3に記載されたアンカーにして、前記フランジ部分は、ベース部分に 対し外向きに傾斜しているアンカー。
  4. 4.請求項1,2または3に記載されたフンカーにして、さらに、ベース部分と フランジ部分の間にガセット手段を有しているアンカー。
  5. 5.請求項1から4の何れか一つに記載されたアンカーにして、前記手段は、金 属シートの前記穴を通り抜けて突き出すように配置された環状断面の複数のスタ ッドエレメントを備えているアンカー。
  6. 6.請求項5に記載されたアンカーにして、前記複数のスタッドエレメントは、 金属シートの前記穴を通り抜けて共通の当て板から一体的に突き出し、前記ベー ス部分に設けてある穴を一致させる大きさに作られているアンカー。
  7. 7.請求項6に記載されたアンカーにして、3つまたは6つのスタッドエレメン トが3×2列に配置されているアンカー。
  8. 8.請求項1から7の何れか一つに記載されたアンカーにして、さらに、フラン ジ部分を横切つて延びているベース部分に薄いリブを備えているアンカー。
  9. 9.金属とコンクリートの複合構造部材用のヂツキパネルにして、リブを形成し た金属シートと、シートおよび上に位置するコンクリートスラブが、シートのリ ブに平行左向きに相対的に機械的にスリップするのを防ぐために、シートにアン カー止めされ前記方向に対しシートの端部に隣接して配置されている複数の端部 アンカーとを有し、端部アンカーの各々はシートから突き出た突起を備え、さら に、金属シートに設けてある補完関係の穴に係合して当該穴から突き出すことの できる手段を備えており、当該手段が金属シートの端部アンカーを保持する工う になつているヂツキパネル。
  10. 10.請求項9に記載されたデッキパネルにして、前記手段は、金属シートの前 記穴を通り抜けて突き出すように配置された環状断面の複数のスタツドエレメン トを備えているデッキパネル。
  11. 11.請求項9または10に記載されたデッキパネルにして、箇々の前記アンカ ーは、ベース部分およびこのベース部分から立ち上がつた少なくとも1つのフラ ンジ部分を形成しているほば剛性のあるシート材料からなるエレメントを有し、 当該エレメントは金属シートの皿部材に跨がつて位置し、フランジ部分が前記皿 部材を横切って延びているデッキパネル。
  12. 12.請求項11に記載されたデツキパネルにして、前記エレメントは一体のチ ャンネルを有し、当該チヤンネルが、前記ベース部分と、このベース部分の両側 の縁に配置された前記立ち上がつた一対のフランジ部分を形成しているヂツキパ ネル。
  13. 13.請求項12に記載されたデツキパネルにして、前記フランジ部分は、ベー ス部分に対し外回きに傾斜しているヂツキパネル。
  14. 14.請求項11,12または13の何れか一つに記載されたデッキパネルにし て、前記複数のスタツドエレメントは、金属シートの前記穴を通り抜けて共通の 当て板から一体的に突き出し、前記ベース部分に設けてある穴を一致させる大き さに作られているデッキパネル。
  15. 15.請求項14に記載されたデッキパネルにして、前記スタツドエレメントの 外側リムが外向きに変形してこれらスタッドエレメントを所定位置に固定し、前 記ベース部分と前記バックプレートを金属シート上にクランプして、ベース部分 とバックプレートの間に金属シートを挟むようにしたデッキパネル。
  16. 16.請求項9から15の何れか一つに記載されたデツキパネルにして、3つま たは6つのスタッドエレメントが3×2列に配置されているデッキパネル。
  17. 17.請求項9から16の何れか一つに記載されたヂツキパネルにして、さらに 、金属シートと端部アンカーに設けてめる補完関係にある薄い相互係合用のリブ を備えているデッキパネル。
  18. 18.請求項9または10に記載されたデッキパネルにして、端部アンカーは金 属シートのリブに固定され、また箇々の端部アンカーは、平坦な補強パーから構 成されたほばU字形の装置またはリング装置を有し、前記補強パーが箇々のリブ を取り囲んでいるヂツキパネル。
  19. 19.請求項18に記載されたヂツキパネルにして、前記装置は弾性的に広がつ てリブに被さつた状態に取り付けることのできるデッキパネル。
  20. 20.金属とコンクリートの複合構造部材にして、請求項9から19の何れか一 つに記載されたデッキパネル上に打設されたコンクリートスラブを有している金 属とコンクリートの複合構造部材。
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