JP4418331B2 - コンクリート材と鉄骨材との結合構造 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート材と鉄骨材との結合構造に関する。さらに詳しくは、鉄骨材の再利用の利便性を図るようにコンクリート材と鉄骨材とを結合するためのコンクリート材と鉄骨材との結合構造に関する。

従来より、鉄骨構造の耐力および剛性を向上させるために、鉄骨材をＲＣスラブ（鉄筋補強コンクリート板）などのコンクリート材と緊結し、補強することが行われている。この場合、コンクリート材は鉄骨材に取り付けられたスタッドボルトにより鉄骨材と結合されるのが一般的である。

図９に、そのようなコンクリート材と鉄骨材との結合構造の一例を示す（特許文献１参照）。この結合構造１００においては、図９に示すように、スタッドボルト１０１先端部分に設けられた雄ねじ１０１ａを、鉄骨材（鉄骨梁）１０２の上側フランジに設けられた雌ねじ孔１０２ａに螺合させ、これによりスタットボルト１０１が鉄骨材１０２に取り付けられている。

このように、従来、鉄骨構造の補強は、鉄骨材をコンクリート材とスタッドボルトを用いて強固に結合することによりなされていたため、解体時には、例えば鉄骨材を切断、破壊しながらコンクリート材を鉄骨材と分離していく必要があり、鉄骨材をそのままの形で別の建物に用いるなどの再利用が困難であるといった問題がある。

これを避けるために、例えば結合部分のコンクリート材をはつりながら鉄骨材とコンクリート材とを分離する方法も考えられる。しかしながら、そのような作業は大きな騒音を発生し、大変な手間を要するものであるため、住宅地などでは施工が困難な場合があるとともに、コストの増大を招くといった問題がある。
特開２００３−５６１２７号公報

本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、鉄骨材の再利用を容易にすることができるコンクリート材と鉄骨材との結合構造を提供することを目的としている。

本発明のコンクリート材と鉄骨材との接合構造は、鉄骨材の再利用の利便性が図られてなるコンクリート材と鉄骨材との接合構造であって、コンクリート材を鉄骨材に緊結する緊結部材の周囲に、亜鉛や錫といった低融点の金属からなる空隙形成部材を埋設してなることを特徴とする。

さらに、本発明のコンクリート材と鉄骨材との接合構造においては、空隙形成部材が、鉄、銅、ニッケルなどの高融点の金属からなる芯部を有してなるのが好ましい。

さらに、本発明のコンクリート材と鉄骨材との接合構造においては、空隙形成部材がコイルスプリング状に形成され、そのコイル内部に緊結部材が収納されてなるのが好ましい。

本発明によれば、解体時に緊結部材の周囲に空隙を形成できるので、比較的弱い衝撃で緊結部材の周囲のコンクリート材を破壊でき、鉄骨材を容易にコンクリート材から分離できる。そのため、鉄骨材の再利用が容易となるという優れた効果が得られる。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。

実施形態１
図１に、本発明の実施形態１に係るコンクリート材と鉄骨材との結合構造を横断面図により示す。図２に、同結合構造を上面透視図により示す。

結合構造Ｋは、図１に示すように、例えばＨ形鋼からなる鉄骨材（鉄骨梁）１によりＲＣスラブからなるコンクリート材２を下支えして床１０を形成するように、コンクリート材２と鉄骨材１とを結合するものとされる。

結合構造Ｋにおいては、図１および図２に示すように、鉄骨材１にスタッドボルト(緊結部材)３が取り付けられ、このスタッドボルト３によりコンクリート材２が鉄骨材１と緊結される。また、結合構造Ｋにおいては、所定形状の溶融部材４が、スタッドボルト３周囲のコンクリート材２内部に埋設される。

溶融部材４は、亜鉛（融点：摂氏４１９度）、錫（融点：摂氏２３２度）といった低融点の金属をスタッドボルト３周囲に配設し得る所定形状、実施形態１ではコイルスプリング状に形成してなるものである。また、溶融部材４は、鉄骨材１を通して導電することが可能なように、鉄骨材１と接触した状態でコンクリート材２内に埋設されている。

しかして、結合構造Ｋにおいて、建物解体時等に鉄骨材１とコンクリート材２とを分離する際には、電源Ｅの一方の極と鉄骨材１とが結線され、かつ電源Ｅの他方の極と溶融部材４の上端（鉄骨材１と接触していない方の端部）とが結線または導通可能とされ、電源Ｅから溶融部材４に大電流が通電される。これにより、溶融部材４は加熱溶融される。つまり、溶融部材４は、いわゆる直接通電加熱工法により、加熱溶融される。

このため、コンクリート材２内部の溶融部材４の埋設部分には空隙が生じ、スタッドボルト３周囲でコンクリート材２が脆くなり、比較的弱い衝撃を加える等するだけでその部分のコンクリート材２を破壊することが可能となる。つまり、溶融部材４は空隙形成部材とされる。したがって、鉄骨材１を損傷することなくコンクリート材２と容易に分離することができ、鉄骨材１をそのままの形で別の建物に用いる等、鉄骨材１の再利用を図ることが容易となる。また、コンクリート材２は、脆くなっているために大きな騒音を発生することなく容易に破壊される。したがって、住宅地等における施工も可能となり、その労力も大幅に低減される。

ここで、溶融部材４を溶融するための加熱方法は、前記直接通電加熱工法の他、図３に示すように、高周波誘導加熱によるものとされてもよい。すなわち、高周波交流電流が通電されたコイル１１を溶融部材４に近接させ、コイル１１が発生する磁界Ｎにより溶融部材４の表面に渦電流を生じさせ、それにより溶融部材４を加熱溶融するものとしてもよい。なお、高周波誘電加熱による場合には、溶融部材４を鉄骨材１と導電可能なように接触した状態でコンクリート材２内に埋設する必要はない。

また、ガスバーナ等を用いて溶着金属４を加熱溶融するものとしてもよい。

以下、図４を参照して、結合構造Ｋが適用された鉄骨構造Ｌにおいて、コンクリート材２と鉄骨材１とを分離する具体的な手順を説明する。

手順１：コンクリート材２を内部の鉄筋２ａと共にカッター（不図示である）により適当な大きさの切片Ｍに切断する。ここで、切片Ｍは、鉄骨材１の枠組みから落下しない所定形状とされる。

手順２：切片Ｍに切断されたコンクリート材２にアイボルト５をホールインアンカー（不図示である）により取り付ける。

手順３：アイボルト５にワイヤーを通し、クレーンに吊す。

手順４：溶融部材４を加熱溶融させる。

手順５：前記クレーンによりコンクリート材２を吊り降ろす。

このように、実施形態１の結合構造Ｋによれば、鉄骨材１とコンクリート材２とを結合するに際して、鉄骨材１に取り付けられたスタッドボルト３を囲むように溶融部材４をコンクリート材２に埋設するとともに、建物解体時等に鉄骨材１とコンクリート材２とを分離する際には、溶融部材４を加熱溶融させることによりスタッドボルト３周囲のコンクリート材２を脆くし、この状態で鉄骨材１とコンクリート材２とを分離するものとされる。したがって、鉄骨材１を損傷することなくコンクリート材２と容易に分離することができる。このため、鉄骨材１の再利用性の向上を図ることができるとともに、施工の静粛性の向上、および労力の低減を図ることも可能となる。

実施形態２
以下、図５を参照して、本発明の実施形態２を説明する。実施形態２の結合構造Ｋ１は実施形態１を改変してなるものであり、溶融部材４Ａの上端部にコンクリート材２の表面と面一となる上面を有する上端部４１を設けてなるものとされる。なお、実施形態２のその余の構成は実施形態１と同様とされている。

具体的には、実施形態２の結合構造Ｋ１においては、上端部４１上面をコンクリート材２表面と面一とさせた状態で溶融部材４Ａがコンクリート材２に埋設される。これにより電源Ｅと溶融部材４Ａとの結線が容易になる。したがって、建物解体作業の効率化が図られる。また、各溶融部材４Ａの上端部４１上面を導体により連ねて結線することによって１回の通電で複数の溶融部材４Ａに同時に通電し、加熱溶融することが可能となる。したがって、解体作業のより一層の効率化が図られる。なお、上端部４１を予め導線により結線しておいてもよい。

実施形態３
以下、図６および図７を参照して、本発明の実施形態３を説明する。実施形態３は実施形態１を改変してなるものであり、溶融部材４Ｂを直線状に形成してなるものである。なお、実施形態３のその余の構成は実施形態１と同様とされている。

具体的には、実施形態３の結合構造Ｋ２においては、直線状に形成された所定本数（図示例では４本）の溶融部材４Ｂが、鉄骨材１に取り付けられたスタッドボルト３を囲うように、鉄骨材１と例えば平行にコンクリート材２内部に埋設される。つまり、スタッドボルト３は、鉄骨材１の上面に１列に所定間隔で設けられるのが通常であるため、直線状の溶融部材４Ｂを鉄骨材１と平行に所定の配置でコンクリート材２に埋設することによって、１列に並んだ全てのスタッドボルト３を同時に囲むように溶融部材４Ｂを配設することが可能となる。したがって、溶融部材４Ｂの埋設作業の効率化が図られる。なお、ここでは溶融部材４Ｂは鉄骨材１と接触しないように配設されてもよい。

実施形態４
以下、図８を参照して、本発明の実施形態４を説明する。実施形態４は実施形態１〜実施形態３を改変してなるものであり、図８に示すように、溶融部材４Ｃを２重構造の線材５０から形成したものである。なお、実施形態４のその余の構成は実施形態１〜実施形態３と同様とされている。

すなわち、前記実施形態１〜実施形態３においては、前記直接通電加熱工法により溶融部材４Ｃを加熱溶融する場合に、その一部が先に溶け去ってしまい、断線状態となって全部が溶融しないおそれがある。そのような溶け残りが発生した場合、その部分のコンクリート材２が脆くならず、コンクリート材２の破壊が困難になる。

そこで、実施形態４においては、溶融部材４Ｃを構成する線材５０を、比較的融点の高い金属（鉄、銅、ニッケル、金等。融点：摂氏１０００度〜１５００度）からなる心部５１と、低融点の金属（亜鉛、錫等）からなる被覆部５２とから構成し、被覆部５２は溶融するが心部５１は溶融しない温度となるように溶融部材４Ｃを加熱するものとされる。これにより、溶融部材４Ｃの溶け残りが発生するのを防止することができる。ここで、線材５０の径が例えば１０ｍｍであれば、心部５１の径は例えば２〜３ｍｍとされる。

このように、実施形態４においては、溶融部材４Ｃを構成する線材５０が、高融点の金属からなる心部５１と低融点の金属からなる被覆部５２を有する２重構造とされるため、通電により溶融部材４Ｃを加熱溶融する際に溶融部材４Ｃの溶け残りが発生することがなく、鉄骨材１とコンクリート材２との分離作業をより確実に容易化することが可能となる。

また、溶融部材４Ｃを全て低融点の金属から形成するのではなく、高融点の安価な金属（鉄等）を含ませて形成することによって、ローコスト化が図られる。

本発明は、コンクリート材と鉄骨材とがスタッドボルトにより結合された各種鉄骨構造に適用できる。

本発明の実施形態１に係るコンクリート材と鉄骨材との結合構造を示す断面図である。 同結合構造の上面透視図である。 同結合構造の溶融部材の加熱溶融方法の別の一例を示す断面図である。 同結合構造におけるコンクリート材と鉄骨材との分離手順の詳細を示す模式図である。 本発明の実施形態２のコンクリート材と鉄骨材との結合構造を示す断面図である。 本発明の実施形態３のコンクリート材と鉄骨材との結合構造を示す斜視図である。 同結合構造の断面図である。 本発明の実施形態４のコンクリート材と鉄骨材との結合構造に用いられる溶融部材の断面図である。 従来のコンクリート材と鉄骨材との結合構造の一例を示す断面図である。

符号の説明

Ｋ、Ｋ１、Ｋ２ 結合構造
１ 鉄骨材
２ コンクリート材
３ スタッドボルト、緊結部材
４、４Ａ〜４Ｃ 溶融部材
５０ 線材
５１ 心部
５２ 被覆部

Claims (3)

1. 鉄骨材の再利用の利便性が図られてなるコンクリート材と鉄骨材との接合構造であって、
   コンクリート材を鉄骨材に緊結する緊結部材の周囲に、亜鉛や錫といった低融点の金属からなる空隙形成部材を埋設してなる
   ことを特徴とするコンクリート材と鉄骨材との接合構造。
2. 空隙形成部材が、鉄、銅、ニッケルなどの高融点の金属からなる芯部を有してなることを特徴とする請求項１記載のコンクリート材と鉄骨材との接合構造。
3. 空隙形成部材がコイルスプリング状に形成され、そのコイル内部に緊結部材が収納されてなることを特徴とする請求項１記載のコンクリート材と鉄骨材との接合構造。

Images