JP5703081B2

JP5703081B2 - 定着構造および定着構造体

Info

Publication number: JP5703081B2
Application number: JP2011067881A
Authority: JP
Inventors: 英一郎佐伯; 林　賢一; 賢一林
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2031-03-25
Also published as: JP2012202115A

Description

本発明は、緊張材端部を構造物に定着させる定着構造および定着構造体に関する。

従来から、この種の定着構造として、例えば下記特許文献１に示されるような、構造物内に埋め込まれたキャスティングブロックと、キャスティングブロックに支承され緊張材を定着する内部コーンを有するボンディングブロックと、緊張材を定着するアンカーヘッドと、を備える構成が知られている。
この定着構造では、まず、緊張材の初期緊張を、緊張材端部をアンカーヘッドに定着することで行う。そして、このように緊張材を初期緊張させた後、ボンディングブロック内に充填材を充填し、充填材と緊張材とが一体化してなる内部コーンをボンディングブロック内に形成する。

特開２００３−２８６７５９号公報

しかしながら、前記従来の定着構造では、緊張材の初期緊張が、緊張材端部をアンカーヘッドに定着することで行われていることから、緊張材の初期緊張力がアンカーヘッドに集中するため、アンカーヘッドの強度を確保する必要がある。そのため、アンカーヘッドを厚くする必要があり、アンカーヘッドに多量の鋼材を要し、製造コストが高くなってしまうという問題があった。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、低コスト化を図ることができる定着構造を提供することである。

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本願の請求項１に記載の発明は、構造物に形成された貫通孔に挿通される緊張材において、該貫通孔から軸線方向の一方側に突出する緊張材端部を、該構造物に定着させる定着構造であって、前記緊張材端部が内挿された管部と、前記軸線方向に沿って前記管部と前記構造物との間に配置されるとともに前記軸線方向に貫設された挿通孔内に前記緊張材が挿通され、前記管部を前記軸線方向の他方側から閉塞するとともに前記構造物に前記一方側から密接する底板部と、モルタル材料、樹脂材料またはモルタル材料と樹脂材料との混合材料からなり、前記管部内に充填されて前記底板部に前記一方側から密接するとともに前記緊張材端部に固着された充填材と、前記充填材に前記一方側から密接するとともに前記管部に前記一方側から非接触であり、前記緊張材端部の端縁が固定された固定板と、を備えていることを特徴とする。

この発明では、緊張材の緊張力が、緊張材端部の端縁から固定板を介して支圧力として充填材に伝達されたり、緊張材端部から直接、充填材に伝達されたりした後、充填材から底板部に支圧力として伝達され、その後、構造物に受け止められる。
また充填材が、モルタル材料、樹脂材料またはモルタル材料と樹脂材料との混合材料からなるので、前述のように充填材に緊張力が伝達されると、充填材が管部の径方向の外側に膨らむように変形する。このとき、管部が充填材の変形を拘束することにより、充填材に伝達された力が管部にも伝達されて受け止められる。
以上のように、緊張材の緊張力は、緊張材端部から充填材を介して底板部および管部に分散して伝達され、構造物および管部にそれぞれ受け止められることとなり、緊張材端部が構造物に定着される。

なお固定板が、管部に前記一方側から非接触である場合には、緊張材の緊張力のうち、固定板を介して支圧力として伝達される力を、管部に伝達するのではなく充填材に伝達させることができる。これにより、緊張力が管部に軸線方向に沿った力として伝達し難くなる。
また固定板が、管部に前記一方側から接触している場合であっても、固定板に緊張材端部の端縁から緊張力が加えられたときに、固定板が前記他方側に変形し、固定板において管部との接触部分よりも前記径方向の内側に位置する部分が、充填材に支圧力を伝達することにより、緊張材の緊張力のうち、固定板を介して支圧力として伝達される力を、管部よりも充填材に優先的に伝達させることができる。

また、本願の請求項２に記載の発明は、前記管部は、前記一方側から前記他方側に向かうに従い漸次、縮径したテーパ状に形成されていることを特徴とする。

この発明では、管部が、前記一方側から前記他方側に向かうに従い漸次、縮径したテーパ状に形成されているので、緊張材に加えられた緊張力が、構造物および管部にそれぞれ受け止められるときに、充填材に、管部の径方向の内側に向けた力が伝達され易く、充填材が緊張材端部に強固に固着されることとなる。

また、本願の請求項３に記載の発明は、前記管部の内周面には、滑り材層が設けられていることを特徴とする。

この発明では、管部の内周面に滑り材層が設けられているので、緊張材の緊張力が充填材に伝達されたときに、充填材が、緊張材端部に強固に固着されつつ、管部の内周面上を滑りながら前記他方側に移動しようとする。ここで前述のように、管部が、前記一方側から前記他方側に向かうに従い漸次、縮径したテーパ状に形成されているので、充填材が、管部の内周面上を滑りながら前記他方側に移動しようとすることで、充填材に、管部の径方向の内側に向けた力がより伝達され易くなり、充填材が緊張材端部に一層強固に固着されることとなる。

また、本願の請求項４に記載の発明は、貫通孔が形成された構造物と、前記貫通孔に挿通された緊張材と、を備え、前記緊張材において前記貫通孔から軸線方向の一方側に突出した緊張材端部は、前記定着構造によって前記構造物に定着されていることを特徴とする。

本願の請求項１に記載の発明によれば、緊張材の緊張力が、底板部および管部に分散して伝達されるので、底板部および管部の強度を確保するためにこれらが厚くなりすぎるのを抑制することが可能になり、鋼材の使用量を抑えて低コスト化を図ることができる。
また、緊張力が充填材を介して分散されるので、管部内に充填材を充填するという簡便な作業を行うことで、緊張力を分散させる構造を形成することができる。これにより、定着構造の製造時に、煩雑な加工を抑制することが可能になり、製造コストを抑えることができる。
さらに、緊張力を管部に軸線方向に沿った力として伝達させ難くした場合には、管部の軸線方向の強度を高めるために管部に鋼材を多量に用いるのを抑制することが可能になり、鋼材の使用量を一層抑えて更なる低コスト化を図ることができる。

本願の請求項２に記載の発明によれば、充填材が緊張材端部に強固に固着されるので、緊張材端部を構造物に安定に定着させることができる。
また、本願の請求項３に記載の発明によれば、充填材が緊張材端部に強固に一層固着されるので、緊張材端部を構造物に確実に安定に定着させることができる。

本願の請求項４に記載の発明によれば、前記定着構造によって緊張材端部が構造物に定着されているので、低コスト化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る定着構造体の要部を示す縦断面図である。図１に示す定着構造体を構成する定着構造を、軸線方向の一方側から見た平面図である。図１に示す定着構造体を構成する定着構造を、軸線方向の他方側から見た平面図である。図１に示す定着構造体の変形例の要部を示す縦断面図である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る定着構造体を説明する。
図１に示すように、定着構造体１は、貫通孔２ａが形成された構造物２と、貫通孔２ａに挿通された複数の緊張材３と、を備えている。そして、緊張材３において貫通孔２ａから軸線Ｏ方向の一方側に突出した緊張材端部３ａは、定着構造１０によって構造物２に定着されている。

定着構造１０は、緊張材端部３ａが内挿された管部１１と、軸線Ｏ方向に沿って管部１１と構造物２との間に配置されるとともに、軸線Ｏ方向に貫設された挿通孔１２ａ内に緊張材３が挿通された底板部１２と、無収縮モルタル（モルタル材料）からなり、管部１１内に充填されて底板部１２に前記一方側から密接するとともに緊張材端部３ａに固着された充填材１３と、充填材１３に前記一方側から密接するとともに、緊張材端部３ａの端縁３ｂが固定された固定板１４と、を備えている。

ここで本実施形態では、図１から図３に示すように、定着構造１０の管部１１は円管状に形成されるとともに、底板部１２および固定板１４は円盤状に形成され、図１に示すように、構造物２の貫通孔２ａ、並びに定着構造１０の管部１１、底板部１２および固定板１４の各中心軸線は共通軸上に位置している。以下では、この共通軸を軸線Ｏといい、軸線Ｏに直交する方向を径方向という。

緊張材３は、一本の線材からなる単線とされており、軸線Ｏ方向に沿って延在している。図２および図３に示すように、複数の緊張材３は、軸線Ｏ方向から見た平面視において、互いの中心軸線間の間隔が同等となるように配置されている。本実施形態では、複数の緊張材３のうちの１つが軸線Ｏと同軸に配置され、この１つの緊張材３を、他の緊張材３が径方向の外側から２重に囲うように配置されている。

図１に示すように、底板部１２は、管部１１を前記他方側から閉塞するとともに構造物２に前記一方側から密接している。底板部１２の外径は貫通孔２ａの内径よりも大きくなっており、底板部１２の外周縁部は、構造物２における貫通孔２ａの開口周縁部に前記一方側から密接している。

管部１１は、前記一方側から前記他方側に向かうに従い漸次、縮径したテーパ状に形成されている。管部１１の前記他方側の開口端部１１ａの外径は、底板部１２の外径よりも小さく、前記開口端部１１ａは底板部１２に前記一方側から当接するとともに溶接により接合されている。
なお管部１１の内周面には、滑り材層１６が設けられている。滑り材層１６は、管部１１の内周面に全面にわたって設けられており、例えば管部１１の内周面に塗装を施したり、ゴム材料からなるアンボンド材を塗布したりすること等により形成することができる。

充填材１３は、管部１１内の全体に広がって隙間無く充填されて円錐台状に形成されており、充填材１３において前記一方側を向く端面は、管部１１において前記一方側を向く端面と面一になっている。充填材１３は、流動性を具備する無収縮モルタルが管部１１内に充填された後、硬化することで形成される。

固定板１４には、軸線Ｏ方向に延在する固定孔１４ａが貫設されており、固定孔１４ａから緊張材端部３ａの端縁３ｂが突出している。該端縁３ｂの外周には図示されない雄ねじ部が形成されており、該端縁３ｂは、ナットからなり前記雄ねじ部に螺着された固定部材１５を介して固定板１４に固定されている。本実施形態では、固定部材１５が、固定板１４において前記一方側を向く端面に当接することにより、緊張材３の前記端縁３ｂが固定板１４に固定されている。

そして本実施形態では、固定板１４の外径は、図１および図２に示すように、管部１１の前記一方側の開口端部１１ｂの内径よりも小さくされ、固定板１４は、管部１１に前記一方側から非接触となっている。
以上のように構成された定着構造体１において、緊張材３の初期緊張は、定着構造１０が形成された後に行われる。

次に、前記定着構造１０の作用について説明する。
図１に示すような定着構造１０では、緊張材３の緊張力が、緊張材端部３ａの端縁３ｂから固定部材１５および固定板１４を介して支圧力として充填材１３に伝達されたり、緊張材端部３ａから直接、充填材１３に伝達されたりした後、充填材１３から底板部１２に支圧力として伝達され、その後、構造物２に受け止められる。

また充填材１３が無収縮モルタルからなるので、前述のように充填材１３に緊張力が伝達されると、充填材１３が径方向の外側に膨らむように変形する。このとき、管部１１が充填材１３の変形を拘束することにより、充填材１３に伝達された力が管部１１にも伝達されて受け止められる。

以上のように、緊張材３の緊張力は、緊張材端部３ａから充填材１３を介して底板部１２および管部１１に分散して伝達され、構造物２および管部１１にそれぞれ受け止められることとなり、緊張材端部３ａが構造物２に定着される。

以上説明したように、本実施形態に係る定着構造１０によれば、緊張材３の緊張力が、底板部１２および管部１１に分散して伝達されるので、底板部１２および管部１１の強度を確保するためにこれらが厚くなりすぎるのを抑制することが可能になり、鋼材の使用量を抑えて低コスト化を図ることができる。

また固定板１４が、管部１１に前記一方側から非接触であるので、緊張材３の緊張力のうち、固定板１４を介して支圧力として伝達される力を、管部１１に伝達するのではなく充填材１３に伝達させることができる。これにより、緊張力を管部１１に軸線Ｏ方向に沿った力として伝達し難くすることができるので、管部１１の軸線Ｏ方向の強度を高めるために管部１１に鋼材を多量に用いるのを抑制することが可能になり、鋼材の使用量を一層抑えて更なる低コスト化を図ることができる。

さらに、緊張力が充填材１３を介して分散されるので、管部１１内に充填材１３を充填するという簡便な作業を行うことで、緊張力を分散させる構造を形成することができる。これにより、定着構造１０の製造時に、煩雑な加工を抑制することが可能になり、製造コストを抑えることができる。

また、管部１１が、前記一方側から前記他方側に向かうに従い漸次、縮径したテーパ状に形成されているので、緊張材３に加えられた緊張力が、構造物２および管部１１にそれぞれ受け止められるときに、充填材１３に径方向の内側に向けた力が伝達され易く、充填材１３が緊張材３の緊張材端部３ａに強固に固着されることとなる。これにより、緊張材端部３ａを構造物２に安定に定着させることができる。

また、管部１１の内周面に滑り材層１６が設けられているので、緊張材３の緊張力が充填材１３に伝達されたときに、充填材１３が、緊張材端部３ａに強固に固着されつつ、管部１１の内周面上を滑りながら前記他方側に移動しようとする。ここで前述のように、管部１１が、前記一方側から前記他方側に向かうに従い漸次、縮径したテーパ状に形成されているので、充填材１３が、管部１１の内周面上を滑りながら前記他方側に移動しようとすることで、充填材１３に、管部１１の径方向の内側に向けた力がより伝達され易くなり、充填材１３が緊張材端部３ａに一層強固に固着されることとなる。これにより、緊張材端部３ａを構造物２に確実に安定に定着させることができる。

そして本実施形態に係る定着構造体１によれば、前記定着構造１０により緊張材端部３ａが構造物２に定着されているので、低コスト化を図ることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、管部１１の内周面に滑り材層１６が設けられているものとしたが、滑り材層１６はなくてもよい。

また前記実施形態では、固定板１４が、管部１１に前記一方側から非接触となっているものとしたが、接触していても良い。この場合であっても、固定板１４に緊張材端部３ａの端縁３ｂから緊張力が加えられたときに固定板１４が前記他方側に変形し、固定板１４において管部１１との接触部分よりも前記径方向の内側に位置する部分が、充填材１３に支圧力を伝達することにより、緊張材３の緊張力のうち、固定板１４を介して支圧力として伝達される力を、管部１１よりも充填材１３に優先的に伝達させることができる。

また、管部１１は、前記一方側から前記他方側に向かうに従い漸次、縮径したテーパ状に形成されているものとしたが、これに限られるものではなく、図４に示す定着構造２０における管部１１のように、縮径せずに軸線Ｏ方向の全長にわたって同径であってもよい。

また前記実施形態では、充填材１３が無収縮モルタルからなるものとしたが、これに限られるものではなく、充填材１３は、モルタル材料、樹脂材料またはモルタル材料と樹脂材料との混合材料により構成されればこれに限られるものではない。なお、充填材１３を構成する材料は、無収縮モルタルと同様に硬化時の収縮量が小さいものが好ましく、例えば、膨張剤などを含む添加剤を含有していてもよい。

また前記実施形態では、緊張材３は複数設けられているものとしたが、これに限られず、１つであってもよい。
さらに前記実施形態では、緊張材３は単線であるものとしたが、これに限られず、例えば複数の線材を撚り合わせてなる撚り線などであってもよい。

また前記実施形態では、定着構造１０の管部１１は円管状に形成されるものとしたが、これに限られず、例えば角管状などであってもよい。また、底板部１２および固定板１４は円盤状に形成されるものとしたが、これに限られず、例えば矩形板状などであってもよい。
さらに前記実施形態では、構造物２の貫通孔２ａ、並びに定着構造１０の管部１１、底板部１２および固定板１４の各中心軸線は共通軸上に位置しているものとしたが、これに限られない。

また前記実施形態では、前記固定部材１５がナットであるものとしたが、これに限られるものではなく、例えば、固定部材１５が楔などであってもよい。また、緊張材端部３ａの端縁３ｂが固定板１４に固定されていれば、固定部材１５はなくてもよく、例えば固定孔１４ａの内周面に、緊張材端部３ａの前記雄ねじ部に螺着する雌ねじ部が形成されていてもよい。

また前記実施形態では、管部１１および底板部１２が溶接により接合されているものとしたが、これに限られるものではなく、例えば管部１１および底板部１２が鋳造によって一体成形されたものであってもよい。

また前記実施形態では、充填材１３は、管部１１内の全体に広がって隙間無く充填されているものとしたが、底板部１２に前記一方側から密接していれば、これに限られるものではなく、例えば、管部１１の内部空間のうち、前記他方側に位置する他方側部分にのみ充填されていてもよい。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１定着構造体
２構造物
２ａ貫通孔
３緊張材
３ａ緊張材端部
３ｂ端縁
１０、２０定着構造
１１管部
１２底板部
１２ａ挿通孔
１３充填材
１４固定板
１６滑り材層
Ｏ軸線

Claims

構造物に形成された貫通孔に挿通される緊張材において、該貫通孔から軸線方向の一方側に突出する緊張材端部を、該構造物に定着させる定着構造であって、
前記緊張材端部が内挿された管部と、
前記軸線方向に沿って前記管部と前記構造物との間に配置されるとともに前記軸線方向に貫設された挿通孔内に前記緊張材が挿通され、前記管部を前記軸線方向の他方側から閉塞するとともに前記構造物に前記一方側から密接する底板部と、
モルタル材料、樹脂材料またはモルタル材料と樹脂材料との混合材料からなり、前記管部内に充填されて前記底板部に前記一方側から密接するとともに前記緊張材端部に固着された充填材と、
前記充填材に前記一方側から密接するとともに前記管部に前記一方側から非接触であり、前記緊張材端部の端縁が固定された固定板と、を備えていることを特徴とする定着構造。
請求項１記載の定着構造であって、
前記管部は、前記一方側から前記他方側に向かうに従い漸次、縮径したテーパ状に形成されていることを特徴とする定着構造。
請求項２記載の定着構造であって、
前記管部の内周面には、滑り材層が設けられていることを特徴とする定着構造。
貫通孔が形成された構造物と、
前記貫通孔に挿通された緊張材と、を備え、
前記緊張材において前記貫通孔から軸線方向の一方側に突出した緊張材端部は、請求項１から３のいずれか１項に記載の定着構造によって前記構造物に定着されていることを特徴とする定着構造体。