JP6428319B2 - 補剛部材 - Google Patents

Description

本発明は、アンカー部材に近接させてコンクリート内部に設けられる補剛部材に関する。

従来から、建築物等の基礎として設けられるコンクリート基礎にアンカー部材を埋め込み、建築物の構造部材とコンクリート基礎とをアンカー部材を介して接合させる接合構造が提案されている。ここで、アンカー部材は、軸方向の引抜力が作用したときに、コンクリートとアンカー部材との間に生じる付着力等により、コンクリート基礎に荷重伝達がなされるものとなる。

アンカー部材に高い引抜力が作用する場合には、アンカー部材の埋込深さを深くしてコンクリートとの付着面積を大きくすることで高い引抜力に抵抗させるものとすることもできるが、アンカー部材を埋め込む長さが増加することで、接合箇所で施工性低下等が生じるおそれがある。このため、従来の接合構造は、接合箇所での施工性低下等を防止するために、定着板又は穴あきジベルを設けることで、アンカー部材の埋込深さが浅い場合でも、接合箇所で所期の接合耐力を実現するものとしている。

これらの接合構造では、板状のアンカー部材として穴あきジベルを設ける構造とすること、又は、アンカー部材の端部に定着板を設ける構造とすることで、高い引抜力に対する所期の接合耐力を実現するものである。しかし、これらの接合構造では、コンクリート基礎へのアンカー部材の埋込深さが浅くなることで、アンカー部材の端部からコンクリートにコーン状破壊が生じるものとなり、構造部材と基礎梁との接合耐力が低下するおそれがあった。

アンカー部材が埋設されたコンクリート部材のコーン状破壊の抑制効果を向上させることを目的として、例えば、特許文献１に開示されるコンクリート部材補強構造が提案されている。特許文献１に開示されたコンクリート部材補強構造は、湾曲した部位を備える非直線部材が、コンクリート部材のコーン状破壊部と梁等の本体部とに跨って設けられることで、アンカー部材の端部周辺のコンクリートの拘束力を大きくするものとなる。

また、特許文献２に開示されたアンカーボルト保持具は、鉄筋が埋設されたコンクリートにアンカーボルトを容易かつ正確に設置することのできるアンカーボルト保持具を提供するものである。特許文献２に開示されたアンカーボルト保持具は、帯状の金属板を折り曲げた掛止め部材と支持部材とを用いて、掛止め部材の挿通孔と支持部材のセット孔とに挿通したアンカーボルトが、挿通孔の外縁に固着された線バネのバネ力により直立保持されるものとなる。

特開２０１１−２１４３４号公報 特開２００１−２０２９５号公報

しかし、特許文献１に開示されるコンクリート部材補強構造は、コーン状破壊部と本体部とに跨って非直線部材の傾倒鉄筋が設けられて、コンクリートと傾倒鉄筋の周面との付着力によりコンクリートと傾倒鉄筋との間で力を伝達するものであるが、傾倒鉄筋の軸方向の両端部でコンクリートへの定着が行われていない。

このため、特許文献１に開示されるコンクリート部材補強構造は、コンクリート部材と傾倒鉄筋との定着を十分なものとするために、傾倒鉄筋の外径を増大させて周面の付着面積を増加させることもできるが、傾倒鉄筋の軸方向に伝達される引抜力の増大に伴い、傾倒鉄筋の外径を著しく増大させることが必要となるため、コンクリート部材に非直線部材が埋め込まれるという制約上、コンクリート部材と傾倒鉄筋との定着力の向上に限界があるという問題点があった。

また、特許文献１に開示されるコンクリート部材補強構造は、複数の環状鉄筋と傾倒鉄筋とを組み合わせることで非直線部材が形成されるため、非直線部材の部材数が多大となるとともに、複数の環状鉄筋と傾倒鉄筋との接合作業が多大となることで、非直線部材の加工性が低下するおそれがあり、傾倒鉄筋の外径を著しく増大させることで、非直線部材の材料コスト及び製作コストも増大するおそれがあるという問題点があった。

さらに、特許文献２に開示されたアンカーボルト保持具は、アンカーボルトの直立保持性を向上させるものであり、コンクリートのコーン状破壊を抑制させるものとなっていない。また、特許文献２に開示されたアンカーボルト保持具は、ハット形状の支持部材のフランジが平坦に形成されるため、支持部材のフランジとコンクリートとの間で荷重を伝達させる機構が確保されておらず、コンクリート部材と支持部材との定着が不十分なものとなるという問題点があった。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、アンカー部材の定着箇所でのコンクリートのコーン破壊を抑制することで、アンカー部材とコンクリートとの定着強度を向上させることのできる補剛部材を提供することにある。

第１発明に係る補剛部材は、アンカー部材に近接させてコンクリート内部に設けられる補剛部材であって、コンクリート内部で上側に配置される上フランジ板と、コンクリート内部で下側に配置される下フランジ板と、前記上フランジ板及び前記下フランジ板に連設されるウェブ板とを備え、前記上フランジ板及び前記下フランジ板は、高さ方向に屈曲するリブ部が形成されて、又は、板厚方向に貫通する貫通孔が形成されることで、コンクリート内部での相対移動を抑制するためのずれ止め加工が施されて、コンクリートに定着させて設けられることを特徴とする。

第２発明に係る補剛部材は、第１発明において、前記ウェブ板は、コンクリートがアンカー部材から引抜力を受けたときのコンクリート内部のコーン破壊面を跨ぐように設けられて、前記上フランジ板が前記コーン破壊面の上側に配置されるとともに、前記下フランジ板が前記コーン破壊面の下側に配置されることを特徴とする。

第３発明に係る補剛部材は、第１発明又は第２発明において、前記ウェブ板は、２２°以上、４９°以下の傾斜角度で、アンカー部材の軸方向に対して傾斜させて設けられることを特徴とする。

第４発明に係る補剛部材は、第１発明〜第３発明の何れかにおいて、前記上フランジ板は、アンカー部材が埋め込まれるコンクリートの上端面から離間した離間距離ｄｕが、下記（１）式により規定される関係を満足するものとして設けられることを特徴とする。ここで、Ｌ：コンクリートの上端面からアンカー部材の下端部までの延長（Ｌ≧５６ｍｍ）とする。

［数１］
５０ｍｍ≦ｄｕ≦０．９×Ｌ ・・・（１）

第１発明〜第５発明によれば、ウェブ板の上側端部及び下側端部を固定した補剛部材が、コンクリート内部に設けられることで、コンクリートがコーン破壊する時点の引抜力が向上して、アンカー部材の定着箇所でのコンクリートのコーン破壊を抑制するため、アンカー部材とコンクリートとの定着強度を向上させることが可能となる。

特に、第２発明によれば、ウェブ板の上側端部及び下側端部が固定されるとともに、コーン破壊面を跨ぐようにウェブ板がコンクリート内部に設けられて、コーン破壊面の上側から下側まで、コンクリートが連続して拘束されることで、主に、コンクリート内部にコーン破壊面が形成される前の段階で、コンクリートのコーン破壊を抑制することが可能となり、また、コンクリート内部にコーン破壊面が形成された後の段階でも、コンクリートのコーン破壊の促進を抑制することが可能となる。

特に、第３発明によれば、２２°以上、４９°以下の傾斜角度で、アンカー部材の軸方向に対してウェブ板が傾斜させて設けられることで、コンクリートがコーン破壊する時点の引抜力を著しく向上させることが可能となる。

特に、第４発明によれば、コンクリートの上端面から上フランジ板までの離間距離ｄｕが、上記（１）式により規定される関係を満足することで、建築物の基礎等となるコンクリートで所定のかぶり厚を確保しながら、コンクリートがコーン破壊する時点の引抜力を著しく向上させることが可能となる。

本発明を適用した補剛部材に挿通させたアンカー部材を示す斜視図である。 本発明を適用した補剛部材が設けられたコンクリート内部を示す正面図である。 本発明を適用した補剛部材に隣接させたアンカー部材を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明を適用した補剛部材でずれ止め加工として形成された貫通孔を示す平面図であり、（ｂ）は、その正面図である。 （ａ）は、本発明を適用した補剛部材で上フランジ板及び下フランジ板の全部にずれ止め加工として形成されたリブ部を示す平面図であり、（ｂ）は、その正面図である。 （ａ）は、本発明を適用した補剛部材で上フランジ板及び下フランジ板の一部にずれ止め加工として形成されたリブ部を示す平面図であり、（ｂ）は、その正面図である。 （ａ）は、本発明を適用した補剛部材で相対移動を抑制することのできる貫通孔を示す正面図であり、（ｂ）は、そのリブ部を示す正面図である。 本発明を適用した補剛部材で上フランジ板及び下フランジ板に貫通孔が形成されてウェブ板がコーン破壊面を跨ぐように設けられた状態を示す正面図である。 本発明を適用した補剛部材で上フランジ板及び下フランジ板にリブ部が形成されてウェブ板がコーン破壊面を跨ぐように設けられた状態を示す正面図である。 本発明を適用した補剛部材がコンクリート内部に設けられるときの効果を検証するＦＥＭ解析モデルを示す正面図である。 本発明を適用した補剛部材がコンクリート内部に設けられた状態と設けられない状態との引抜力の比較を示すグラフである。 本発明を適用した補剛部材でコーン破壊面を跨ぐようにウェブ板が設けられるときの効果を検証するＦＥＭ解析モデルを示す正面図である。 本発明を適用した補剛部材でコーン破壊面を跨ぐようにウェブ板が設けられた状態と設けられない状態との最大引抜力比の比較を示すグラフである。 本発明を適用した補剛部材でウェブ板の最適な傾斜角度を検証するＦＥＭ解析モデルを示す正面図である。 本発明を適用した補剛部材でウェブ板の各々の傾斜角度における最大引抜力比を示すグラフである。 本発明を適用した補剛部材がコンクリート内部に設けられるときの最適な配置を検証するＦＥＭ解析モデルを示す正面図である。 本発明を適用した補剛部材がコンクリート内部に設けられるときの各々の配置における最大引抜力比を示すグラフである。 本発明を適用した補剛部材でコンクリートのかぶり厚を示す正面図である。

以下、本発明を適用した補剛部材１を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明を適用した補剛部材１は、図１に示すように、主に、木造住宅やスチールハウス等の建築物において、建築物の柱材や土台等の構造部材に連結されたアンカー部材５と、建築物の基礎等として設けられたコンクリート６とを接合させる定着箇所７に設けられるものである。

コンクリート６は、図２に示すように、建築物の基礎等として地盤面８の上方に設けられるものであり、建築物の下方に形成される上端面６ａから、地盤面８の上方に形成される下端面６ｂまで、所定の厚さ寸法Ｔを有するものとして設けられる。

コンクリート６は、例えば、略平坦状等に形成された上端面６ａから下端面６ｂまで、厚さ寸法Ｔを２００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度とする。コンクリート６は、所定の厚さ寸法Ｔで形成されたコンクリート内部６０に、アンカーボルト等のアンカー部材５が埋め込まれる。

アンカー部材５は、建築物の構造部材からコンクリート内部６０まで延びて設けられるものであり、コンクリート６の上端面６ａからアンカー部材５の下端部５ａまで、所定の埋込深さとなるように、コンクリート内部６０に埋め込まれる。

アンカー部材５は、コンクリート内部６０に所定の埋込深さで埋め込まれることで、例えば、コンクリート６の上端面６ａからアンカー部材５の下端部５ａまでの延長Ｌが、１５０ｍｍ〜９５０ｍｍ程度となる。アンカー部材５は、必要に応じて、軸直交方向Ｘに突出する鋼材等の定着板５０が、軸方向Ｙの下端部５ａに、ネジ止め等により取り付けられる。

アンカー部材５は、建築物の構造部材に作用した地震又は風等の外力が伝達されることで、コンクリート内部６０で軸方向Ｙの上方に向けて所定の引抜力Ｐが作用する。アンカー部材５は、軸方向Ｙの上方に向けた引抜力Ｐが作用することで、アンカー部材５の外周面５ｂや定着板５０から、コンクリート６に引抜力Ｐが伝達されるものとなる。

アンカー部材５は、軸方向Ｙの引抜力Ｐをコンクリート６に伝達させるため、アンカー部材５からコンクリート６が引抜力Ｐを受けるものとなる。アンカー部材５は、コンクリート６が受ける引抜力Ｐが所定の大きさとなったとき、コンクリート内部６０に略円錐台形状のコーン破壊面Ｓを形成して、コンクリート６にコーン破壊を引き起こすものとなる。

コーン破壊面Ｓは、コンクリート内部６０に亀裂が生じるようにして形成されて、アンカー部材５の軸方向Ｙに対して、４５°程度の角度φで傾斜して形成される、コーン破壊面Ｓは、定着板５０の軸直交方向Ｘの縁部を始点Ｖとして、アンカー部材５の下端部５ａからコンクリート６の上端面６ａに向けて略円形放射状に延びることで、下方から上方に向けて外径の大きくなる略円錐台形状に形成されるものとなる。

本発明を適用した補剛部材１は、コンクリート内部６０まで延びて設けられたアンカー部材５に近接させて、コンクリート内部６０に埋め込まれて設けられるものであり、例えば、板厚ｔを０．４ｍｍ〜２０ｍｍ程度とした鋼板を屈曲加工等することで、略ハット形状に形成される。

本発明を適用した補剛部材１は、略ハット形状に形成されて、コンクリート内部６０で上側に配置される上フランジ板２と、コンクリート内部６０で下側に配置される一対の下フランジ板３と、上フランジ板２及び下フランジ板３に連設される一対のウェブ板４とを備える。

本発明を適用した補剛部材１は、図１に示すように、上フランジ板２を板厚方向に貫通する挿通孔２０が形成される。本発明を適用した補剛部材１は、アンカー部材５の外径より挿通孔２０の内径を大きくすることで、上フランジ板２の挿通孔２０にアンカー部材５が挿通されて、アンカー部材５に近接させて設けられるものとなる。

本発明を適用した補剛部材１は、必要に応じて、アンカー部材５が挿通された挿通孔２０の上方及び下方から、アンカー部材５に螺合されたナット等により、上フランジ板２等が挟み込まれて固定されてもよい。また、本発明を適用した補剛部材１は、必要に応じて、アンカー部材５が挿通された挿通孔２０の上方及び下方から、溶接により、上フランジ板２等がアンカー部材５に固定されてもよい。

本発明を適用した補剛部材１は、アンカー部材５が挿通孔２０に挿通されるものに限らず、図３に示すように、アンカー部材５の側方でアンカー部材５に離間又は当接させて、アンカー部材５に近接させて設けられてもよい。また、本発明を適用した補剛部材１は、アンカー部材５の片側方のみに設けられるものに限らず、アンカー部材５の両側方に設けられてもよい。

本発明を適用した補剛部材１は、図４〜図６に示すように、上フランジ板２、下フランジ板３及びウェブ板４の各々が、奥行方向に延びる板状に形成されて、例えば、奥行寸法Ｂを３ｃｍ〜２０ｃｍ程度とする。また、本発明を適用した補剛部材１は、例えば、上フランジ板２から下フランジ板３まで、高さ寸法Ｈを３ｃｍ〜５０ｃｍ程度とする。

本発明を適用した補剛部材１は、上フランジ板２と下フランジ板３とが、高さ方向で互いに離間させて配置されるとともに、上フランジ板２の幅方向の両方の端部２ａと、下フランジ板３の幅方向の片方の端部３ａとが、幅方向で互いに離間させて配置される。

本発明を適用した補剛部材１は、上フランジ板２の幅方向の端部２ａから、下フランジ板３の幅方向の端部３ａまで、ウェブ板４が傾斜して設けられる。本発明を適用した補剛部材１は、例えば、上フランジ板２の幅寸法Ｗ１を５ｃｍ〜３０ｃｍ程度、下フランジ板３の幅寸法Ｗ２を３ｃｍ〜２０ｃｍ程度とする。

本発明を適用した補剛部材１は、上フランジ板２及び下フランジ板３の各々に、所定のずれ止め加工が施されるものとなる。本発明を適用した補剛部材１は、これに限らず、上フランジ板２及び下フランジ板３だけでなく、ウェブ板４にも所定のずれ止め加工が施されてもよい。

本発明を適用した補剛部材１は、例えば、図４に示すように、上フランジ板２及び下フランジ板３を板厚方向に貫通して、１又は複数の略円形状等の貫通孔１２が形成されることで、上フランジ板２及び下フランジ板３の各々にずれ止め加工が施される。また、本発明を適用した補剛部材１は、図５、図６に示すように、高さ方向に連続して屈曲する略波状等のリブ部１１が、上フランジ板２及び下フランジ板３の全部又は一部に形成されることで、上フランジ板２及び下フランジ板３の各々にずれ止め加工が施されてもよい。

本発明を適用した補剛部材１は、これに限らず、上フランジ板２及び下フランジ板３に溶射又はショットブラスト等を実施して、上フランジ板２及び下フランジ板３の表面粗度を高めることで、上フランジ板２及び下フランジ板３の各々にずれ止め加工が施されてもよい。また、本発明を適用した補剛部材１は、上フランジ板２及び下フランジ板３に溶接ビードや鉄筋等を設けることで、上フランジ板２及び下フランジ板３の各々にずれ止め加工が施されてもよい。なお、本発明を適用した補剛部材１は、上フランジ板２及び下フランジ板３の各々に、互いに異なる種類のずれ止め加工が施されてもよい。

上フランジ板２及び下フランジ板３の各々は、幅方向及び奥行方向に延びて、略板状に形成されるものとなり、図７に示すように、コンクリート内部６０でコンクリート６に係止されることで、コンクリート６に対する上下方向Ｄ１の相対移動が抑制されるものとなる。

上フランジ板２及び下フランジ板３の各々は、図７（ａ）に示すように、円形状等の貫通孔１２が形成されることで、硬化したコンクリート６が貫通孔１２に挿通されて当接されるものとなり、コンクリート内部６０でコンクリート６が貫通孔１２に係止されるため、コンクリート６に対する左右方向Ｄ２の相対移動が抑制されるものとなる。

上フランジ板２及び下フランジ板３の各々は、図７（ｂ）に示すように、略波状等のリブ部１１が形成されることで、硬化したコンクリート６にリブ部１１が突出して当接されるものとなり、コンクリート内部６０でリブ部１１がコンクリート６に係止されるため、コンクリート６に対する左右方向Ｄ２の相対移動が抑制されるものとなる。

上フランジ板２及び下フランジ板３の各々は、幅方向及び奥行方向で板状に延びることで、コンクリート６に対する上下方向Ｄ１の相対移動が抑制されて、また、コンクリート内部６０での左右方向Ｄ２の相対移動を抑制するためのずれ止め加工が施されて、コンクリート６に定着させて設けられるものとなる。

上フランジ板２及び下フランジ板３の各々は、図８に示すように、コンクリート６の上端面６ａから高さ方向に離間して、上フランジ板２が所定の離間距離ｄｕで配置されるとともに、下フランジ板３が所定の離間距離ｄｌで配置される。なお、上フランジ板２及び下フランジ板３の各々は、図９に示すように、コンクリート６の上端面６ａから上フランジ板２のリブ部１１の頂点までが所定の離間距離ｄｕとなり、コンクリート６の上端面６ａから下フランジ板３のリブ部１１の底点までが所定の離間距離ｄｌとなる。

また、上フランジ板２及び下フランジ板３の各々は、コーン破壊面Ｓの始点Ｖよりアンカー部材５の外周面５ｂと略平行となるように延ばした仮想基準線Ｕから幅方向に離間して、上フランジ板２の端部２ａまで所定の離間幅ｗｕを有して、下フランジ板３の端部３ａまで所定の離間幅ｗｌを有する。

上フランジ板２は、アンカー部材５が埋め込まれるコンクリート６の上端面６ａから、高さ方向に離間した離間距離ｄｕが、下記（１）式により規定される関係を満足するものとして、コンクリート内部６０に設けられる。ここで、コンクリート６の上端面６ａからアンカー部材５の下端部５ａまでの延長Ｌ≧５６ｍｍとする。

［数２］
５０ｍｍ≦ｄｕ≦０．９×Ｌ ・・・（１）

下フランジ板３は、アンカー部材５が埋め込まれるコンクリート６の上端面６ａから、高さ方向に離間した離間距離ｄｌが、下記（２）式により規定される関係を満足するものとして、コンクリート内部６０に設けられる。

［数３］
ｄｌ≦Ｌ＋５０ｍｍ ・・・（２）

ウェブ板４は、コンクリート６がアンカー部材５から引抜力Ｐを受けたときのコンクリート内部６０のコーン破壊面Ｓを跨ぐようにして、上フランジ板２の端部２ａから下フランジ板３の端部３ａまで、下方に向けて略直線状等に傾斜させて設けられる。ウェブ板４は、アンカー部材５の軸方向Ｙに対して、所定の傾斜角度θで傾斜させて形成されるものとなる。

ウェブ板４は、高さ方向でコーン破壊面Ｓの上側Ｒ１から下側Ｒ２まで連続して、コンクリート内部６０のコーン破壊面Ｓを跨ぐように設けられることで、下記（３）式により規定される関係を満足するものとして、上フランジ板２がコーン破壊面Ｓの上側Ｒ１に配置されるとともに、下記（４）式により規定される関係を満足するものとして、下フランジ板３がコーン破壊面Ｓの下側Ｒ２に配置されるものとなる。

［数４］
ｄｕ／Ｌ＜１−ｗｕ／Ｌ ・・・（３）

［数５］
ｄｌ／Ｌ≧１−ｗｌ／Ｌ ・・・（４）

本発明を適用した補剛部材１は、コンクリート内部６０での相対移動を抑制するためのずれ止め加工が、上フランジ板２及び下フランジ板３の各々に施される。このとき、本発明を適用した補剛部材１は、上フランジ板２の端部２ａ及び下フランジ板３の端部３ａの各々が、相対移動することなく、コンクリート内部６０で固定されることで、上フランジ板２の端部２ａと下フランジ板３の端部３ａとで、ウェブ板４の上側端部４ａ及び下側端部４ｂが固定される。

ここでは、図１０に示すように、本発明を適用した補剛部材１において、ウェブ板４の上側端部４ａと下側端部４ｂとを固定した状態でモデル化し、コンクリート６がコーン破壊する時点の引抜力Ｐの大きさについて、コンクリート内部６０に補剛部材１が設けられる場合と、コンクリート内部６０に補剛部材１が設けられない場合との比較検討を行う。

本発明を適用した補剛部材１は、コンクリート６の上端面６ａから、アンカー部材５の下端部５ａまでの延長Ｌを６００ｍｍ、ウェブ板４の上側端部４ａまでの離間距離ｄｕを３００ｍｍ、ウェブ板４の下側端部４ｂまでの離間距離ｄｌを６００ｍｍ、仮想基準線Ｕから、ウェブ板４の上側端部４ａまでの離間幅ｗｕを２５ｍｍ、ウェブ板４の下側端部４ｂまでの離間幅ｗｌを３２５ｍｍとして、アンカー部材５の軸方向Ｙに対するウェブ板４の傾斜角度θを４５°としたとき、コンクリート６がコーン破壊する時点の引抜力Ｐの大きさを比較した解析結果が、図１１のように示される。

図１１では、コンクリート６に対するアンカー部材５の変位δが横軸に示されて、アンカー部材５の引抜力Ｐが縦軸に示される。ここでは、コンクリート内部６０に補剛部材１が設けられる場合に、コンクリート６がコーン破壊する時点の最大の引抜力Ｐが２１７２０ｋＮとなるのに対して、コンクリート内部６０に補剛部材１が設けられない場合に、コンクリート６がコーン破壊する時点の最大の引抜力Ｐｏが１８５８２ｋＮとなる。これにより、本発明を適用した補剛部材１は、ウェブ板４の上側端部４ａ及び下側端部４ｂを固定した補剛部材１が、コンクリート内部６０に設けられることで、コンクリート６がコーン破壊する時点の引抜力Ｐが向上して、アンカー部材５の定着箇所７でのコンクリート６のコーン破壊を抑制するため、アンカー部材５とコンクリート６との定着強度を向上させることが可能となる。

また、本発明を適用した補剛部材１は、図８に示すように、ウェブ板４の上側端部４ａ及び下側端部４ｂが固定されるとともに、コーン破壊面Ｓを跨ぐようにウェブ板４がコンクリート内部６０に設けられるため、上フランジ板２及び下フランジ板３とコンクリート６との間で伝達した付着力が、ウェブ板４を介してコーン破壊面Ｓの上側Ｒ１から下側Ｒ２まで伝達されることで、コンクリート６を連続して結合することが可能となる。

これにより、本発明を適用した補剛部材１は、コンクリート６のコーン破壊を抑制し、コンクリート６とアンカー部材５との接合耐力を向上させることが可能となる。また、本発明を適用した補剛部材１は、コンクリート内部６０にコーン破壊面Ｓが形成された後の段階でも、コーン破壊面Ｓの上側Ｒ１と下側Ｒ２とが互いに分離することのないように補剛部材１でコンクリート６が連結されており、コンクリート６のコーン破壊の促進を抑制することが可能となる。

また、図１２では、本発明を適用した補剛部材１において、ウェブ板４の上側端部４ａと下側端部４ｂとをコンクリート６に固定した状態で、ウェブ板４の下側端部４ｂをコーン破壊面Ｓの上側Ｒ１に配置した場合と、ウェブ板４の下側端部４ｂをコーン破壊面Ｓの下側Ｒ２に配置した場合とでモデル化し、コンクリート６がコーン破壊する時点の引抜力Ｐの大きさを比較する。

ここでは、本発明を適用した補剛部材１において、コンクリート６の上端面６ａから、アンカー部材５の下端部５ａまでの延長Ｌを６００ｍｍ、ウェブ板４の上側端部４ａまでの離間距離ｄｕを３００ｍｍ、仮想基準線Ｕからウェブ板４の上側端部４ａまでの離間幅ｗｕを２５ｍｍ、アンカー部材５の軸方向Ｙに対するウェブ板４の傾斜角度θを４５°として、コンクリート６の上端面６ａからウェブ板４の下側端部４ｂまでの離間距離ｄｌを３４０ｍｍ〜８００ｍｍまで変化させた場合に、コンクリート６がコーン破壊する時点の引抜力Ｐの大きさを比較した解析結果を、図１３に示す。

図１３では、コンクリート内部６０に補剛部材１を設けた接合構造について、コンクリート６がコーン破壊する時点の引抜力Ｐを、補剛部材１が設けられない場合の引抜力Ｐｏで除した値と、ウェブ板４の下側端部４ｂまでの離間距離ｄｌとの関係を示す。

ここでは、ウェブ板４の下側端部４ｂまでの離間距離ｄｌを４５０ｍｍ以上としたとき、コーン破壊面Ｓの下側Ｒ２にウェブ板４の下側端部４ｂが配置されて、ウェブ板４がコーン破壊面Ｓを跨ぐように設けられるものとなり、このとき、最大引抜力の比が４％を超え、なお且つ離間距離ｄｌが大きくなるにつれて最大引抜力の比も大きくなり、コンクリート６がコーン破壊する時点までの接合耐力を向上させることが、解析結果からも検証される。

また、図１４では、本発明を適用した補剛部材１において、コーン破壊面Ｓの下側Ｒ２にウェブ板４の下側端部４ｂを配置して、ウェブ板４の上側端部４ａと下側端部４ｂとを固定した状態でモデル化し、コンクリート６の上端面６ａから、アンカー部材５の下端部５ａまでの延長Ｌを６００ｍｍ、ウェブ板４の上側端部４ａまでの離間距離ｄｕを３００ｍｍ、仮想基準線Ｕからウェブ板４の上側端部４ａまでの離間幅ｗｕを２５ｍｍとしたとき、アンカー部材５の軸方向Ｙに対するウェブ板４の傾斜角度θを０°〜８０°程度まで変化させて、コンクリート６がコーン破壊する時点の引抜力Ｐの大きさを比較する。

図１５では、コンクリート内部６０に補剛部材１を設けた接合構造について、最大引抜力の比を縦軸に示し、アンカー部材５の軸方向Ｙに対するウェブ板４の傾斜角度θを横軸に示す。本発明の補剛部材１を適用した接合構造では、アンカー部材５の軸方向Ｙに対して１４．９°以上、６１．９°以下の傾斜角度θでウェブ板４が設けられるとき、最大引抜力の比が５％を超えて、特に、アンカー部材５の軸方向Ｙに対して２１．８°以上、４９．１°以下の傾斜角度θでウェブ板４が設けられるとき、最大引抜力の比が１０％を超えるものとなる。

これにより、本発明を適用した補剛部材１は、２２°以上、４９°以下の傾斜角度θで、アンカー部材５の軸方向Ｙに対してウェブ板４が傾斜させて設けられることで、コンクリート６がコーン破壊する時点の引抜力Ｐが著しく向上するものとなり、アンカー部材５の定着箇所７でのコンクリート６のコーン破壊を抑制し、アンカー部材５とコンクリート６との定着強度を向上させることが可能となる。

なお、本発明を適用した補剛部材１は、コーン破壊面Ｓの上側Ｒ１と下側Ｒ２とでウェブ板４の長さが増減した場合であっても、コンクリート６がコーン破壊するときの破壊モードが変わらないため、図１４において、軸方向Ｙに対するウェブ板４の傾斜角度θを変化させるとき、ウェブ板４の長さを増減させた条件として解析の便宜を図るものとしている。

また、図１６では、本発明を適用した補剛部材１において、コーン破壊面Ｓの下側Ｒ２にウェブ板４の下側端部４ｂを配置して、ウェブ板４の上側端部４ａと下側端部４ｂとを固定した状態でモデル化し、コンクリート６の上端面６ａからアンカー部材５の下端部５ａまでの延長Ｌを６００ｍｍ、仮想基準線Ｕから、ウェブ板４の上側端部４ａまでの離間幅ｗｕを２５ｍｍ、ウェブ板４の下側端部４ｂまでの離間幅ｗｌを３２５ｍｍ、アンカー部材５の軸方向Ｙに対するウェブ板４の傾斜角度θを４５°としたとき、ウェブ板４の上側端部４ａまでの離間距離ｄｕを３２０ｍｍ〜６８０ｍｍまで変化させて、コンクリート６がコーン破壊する時点の引抜力Ｐの大きさを比較する。

図１７では、コンクリート内部６０に補剛部材１を設けた接合構造について、最大引抜力の比を縦軸に示し、コンクリート６の上端面６ａから、ウェブ板４の上側端部４ａまでの離間距離ｄｕを、アンカー部材５の下端部５ａまでの延長Ｌで除した値を横軸に示す。本発明を適用した補剛部材１は、コンクリート６の上端面６ａからウェブ板４の上側端部４ａまでの離間距離ｄｕが、延長Ｌの０．５３倍（０．５３Ｌ）以上、０．９倍（０．９Ｌ）以下となるとき、最大引抜力の比が５％を超えて、特に、０．９Ｌとなるとき、最大引抜力の比が最大値となり、０．８Ｌ以上、０．９Ｌ以下となるとき、最大引抜力の比が１０％を超えて、コンクリート６がコーン破壊する時点の引抜力Ｐが著しく向上するものとなる。

さらに、本発明の補剛部材１を適用した建物等の基礎と構造部材との接合構造について、図１８に示すように、コンクリート６の上端面６ａから上フランジ板２まで、かぶり厚Ｃを５０ｍｍ以上とすることが、コンクリート６の上端面６ａの剥離を防止するために望ましいものとなり、コンクリート６の上端面６ａから上フランジ板２までの離間距離ｄｕが、上記（１）式により規定される関係を満足するものとなる。

これにより、本発明を適用した補剛部材１は、コンクリート６の上端面６ａから上フランジ板２までの離間距離ｄｕが、上記（１）式により規定される関係を満足することで、建築物の基礎となるコンクリート６で所定のかぶり厚Ｃを確保しながら、コンクリート６がコーン破壊する時点の引抜力Ｐが著しく向上して、アンカー部材５とコンクリート６との定着強度を向上させることが可能となる。

本発明の補剛部材１を適用した建物等の基礎と構造部材との接合構造について、コンクリート６が建築物の基礎となるため、コンクリート６の下端面６ｂからアンカー部材５の下端部５ａまで、かぶり厚Ｃを５０ｍｍ以上とすることが望ましい。これにより、本発明を適用した補剛部材１は、コンクリート６の上端面６ａから下フランジ板３までの離間距離ｄｌが、上記（２）式により規定される関係を満足することで、コンクリート内部６０に補剛部材１が収まるものとなり、建築物の基礎となるコンクリート６で所定のかぶり厚Ｃを確保しながら、アンカー部材５とコンクリート６との定着強度を向上させることが可能となる。

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

１ ：補剛部材
１１ ：リブ部
１２ ：貫通孔
２ ：上フランジ板
２ａ ：端部（上フランジ板）
２０ ：挿通孔
３ ：下フランジ板
３ａ ：端部（下フランジ板）
４ ：ウェブ板
４ａ ：上側端部
４ｂ ：下側端部
５ ：アンカー部材
５ａ ：下端部
５ｂ ：外周面
５０ ：定着板
６ ：コンクリート
６ａ ：上端面
６ｂ ：下端面
６０ ：コンクリート内部
７ ：定着箇所
８ ：地盤面
Ｓ ：コーン破壊面
Ｘ ：軸直交方向
Ｙ ：軸方向

Claims (4)

1. アンカー部材に近接させてコンクリート内部に設けられる補剛部材であって、
   コンクリート内部で上側に配置される上フランジ板と、コンクリート内部で下側に配置される下フランジ板と、前記上フランジ板及び前記下フランジ板に連設されるウェブ板とを備え、
   前記上フランジ板及び前記下フランジ板は、高さ方向に屈曲するリブ部が形成されて、又は、板厚方向に貫通する貫通孔が形成されることで、コンクリート内部での相対移動を抑制するためのずれ止め加工が施されて、コンクリートに定着させて設けられること
   を特徴とする補剛部材。
2. 前記ウェブ板は、コンクリートがアンカー部材から引抜力を受けたときのコンクリート内部のコーン破壊面を跨ぐように設けられて、前記上フランジ板が前記コーン破壊面の上側に配置されるとともに、前記下フランジ板が前記コーン破壊面の下側に配置されること
   を特徴とする請求項１記載の補剛部材。
3. 前記ウェブ板は、２２°以上、４９°以下の傾斜角度で、アンカー部材の軸方向に対して傾斜させて設けられること
   を特徴とする請求項１又は２記載の補剛部材。
4. 前記上フランジ板は、アンカー部材が埋め込まれるコンクリートの上端面から離間した離間距離ｄｕが、下記（１）式により規定される関係を満足するものとして設けられること
   を特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の補剛部材。
   
   ５０ｍｍ≦ｄｕ≦０．９×Ｌ ・・・（１）
   
   ここで、Ｌ：コンクリートの上端面からアンカー部材の下端部までの延長（Ｌ≧５６ｍｍ）とする。

Images