JP5249270B2 - 連結装置および連結を形成する方法 - Google Patents

Description

本発明は、第１構造物と第２構造物を付着力により連結するための連結装置であって、請求項１前段に記載するタイプのものに関する。さらに本発明は、連結を形成する方法にも関する。

コンクリート製の壁や天井などの、打設構造物には、引張力を受けるために装甲が設けられる。その建設工程や大きさに起因して、構造物は、しばしば一回の打設によってや、一枚岩的には、形成され得ない。そのような場合には、施工継目などの打継目が設けられ、まずは第１構造物を、続いて異なる時点に、第１構造物に付置される第２構造物が形成される。このとき、確実に継目によって、全体構造に作用する全ての力を伝え得るようにしなければならない。

双方の構造物を付着力により連結するために、鉄筋をオーバーラップさせる方法が知られている。第１構造物の鉄筋は、必要な係留長さにわたり施工継目の端止めから突出する。

この既知の解法の欠点は、鉄筋のための端止めの貫通開口が綿密にシーリングされなければいけない点にある。そうしなければ、水と未だ液状のコンクリートの微粉とから成るセメントスラリーが、この貫通開口を通じて外に出てしまうからである。このセメントスラリーが、一領域、例えば端止め領域において不足すると、いわゆるジャンカ（Kiesnester）が発生する。このジャンカは、構造物の一領域の支圧強度を小さくする原因であるし、また、審美的にも望まれるものでない。さらに、端止めから突出する鉄筋は、使用者を危険に晒す可能性を有しており、場合によっては、その後の建設工程を制約しかねない。

特許文献１に記載されるのは、第１構造物と第２構造物とを付着力により連結するための連結装置であって、空洞を構成する中空体を備え、この中空体は、棒状の連結素子、例えば鉄筋を導入するための導入開口を有する。スリーブ状の中空体は、その導入開口が形成された第１構造物の表面の平面にほぼ来るように、第１構造物の型枠に取付けられる。連結を形成するために、次に、中空体の空洞が、係留手段としての硬化可能物質、例えばセメントモルタルで満たされ、続いて、連結素子としての鉄筋がこの中に導入される。硬化可能物質の硬化が完了すると、連結素子は付着力により第１構造物内にて係留され、それゆえ、続いて形成される第２構造物は、第１構造物と連結され、この付着力による連結により作用する力が伝達される。

この既知の解法の欠点は、硬化可能物質が、別々に案内されて目的の箇所に適用されなければならない点にある。これは、連結を形成するのにコストがかかり、さらに各種手配が必要となる。

独国実用新案第２９６１４７３３号明細書

したがって、本発明の課題は、簡単な連結の形成を可能にし前述の欠点を回避した、第１構造物を第２構造物と付着力により連結するための連結装置、および、連結を形成するための方法を提供することにある。

この課題は、独立請求項に記載する特徴により解決される。好適な実施形態については、従属請求項に記載される。

本発明によれば、中空体の空洞内の少なくとも一部分に、空洞に導入された連結素子を係留するための係留手段が設けられ、係留手段と中空体とは一体となってプレユニットを構成する。

連結装置は、実質的に閉じた、ユニットとして組立て可能な容器を構成する。係留手段は、連結装置を例えば第１構造物の型枠に取付ける際に既に中空体内に存在する。このため、使用者は、係留手段を別途中空体に入れる必要がない。中空体に導入可能な連結素子は、直接、第１構造物内の中空体に係留される。これにより、連結を形成するためのコストは、従来の解法と比較して格段に削減される。さらに、空洞の内径に応じて、通常用いられる全ての径の連結素子、特に鉄筋を用いることができる。なぜならば、第１構造物に取付けられた後に、所望の方向へと曲げられなければいけないことが無いからである。また、第２構造物の形成まで、第１構造物から鉄筋が突出することはないため、施工が連結装置により邪魔されることがない。さらに、中空体内に導入された連結素子は、少なくとも一定角度まで配向可能である。

さらに、明確に定義し得る係留エネルギーに基づき、連結素子の第１構造物内における係留長さは、例えば後から掘削された解法よりも実質的に削減され得る。これにより、連結装置の各部分およびこれらと共に使用される連結素子に必要とされる材料の量とコストとが削減される。幾何形状、および軸線方向における中空体の長さは、伝達されるべき力に応じて決定される。例えば主に圧縮力やせん断力を伝える打継目の軸線方向における中空体の長さは、例えば主に引張力を伝える打継目の軸線方向における中空体の長さよりも短く構成されてよい。

ここで、連結素子とは、鉄筋に加えて、第１構造物と第２構造物とを付着力により連結するのに適した他の全てのタイプの素子を意味する。第２構造物は、後から形成された構造物であるほか、連結素子によって付着力により第１構造物と連結される支持体や装置であってもよい。例えば、連結素子としては、ねじ付きロッドや有頭ボルトを利用できる。好適には、連結素子は棒状とする。さらに連結素子の遊端には、例えばねじ山やカップリング手段などの連結部分が設けられていてもよく、この連結部分には、付加的な素子、例えば曲げられた鉄筋や係留プレートが連結可能であるものとする。さらには、例えば係留された連結素子は、第２構造物内に埋め込まれる据付用素子や装甲バスケットとの連結を担う。金属製の連結素子に加えて、非金属素材、例えば合成樹脂などから成る連結素子を利用することもできる。

本発明連結装置は、例えば、壁と壁、壁と天井、天井と天井、または柱と天井の連結のためのものであるが、後から閉じるべき開口にも利用可能であり、これらの挙げられた例は本発明の範囲を限定するものではない。このように、連結装置は、全てのタイプの、２つの時間的間隔を隔てて形成され得る構造物の連結に適する。例えばコンクリート製などの打設構造物の他にも、本発明連結装置は、例えばレンガ造りや石垣のように積み上げられた構造物にも利用できる。さらに、中空体は係留手段と共に、第１構造物の形成に際して、埋め込まれるか、またはこの中にモールド成形されても良い。第１構造物に付置される第２構造物の形成前には、これに相応しい連結素子、例えば積み上げ構造用の装甲、が連結装置内に係留され、その後第２構造物が例えば、築かれるか、または打設により形成される。

好適には、係留手段は硬化可能物質を含み、この硬化可能物質は、硬化すると、中空体内に導入された連結素子を付着力により好適に係留する。硬化可能物質の硬化は、例えば、外部から作用する要因、例えば空気や水の侵入など、また付与された放射、例えば熱や紫外線ライトなど、により開始させられる。

好適には、硬化可能物質は複数の成分を含み、これら複数の成分は、好適には連結素子の導入により撹拌され、これにより硬化可能物質の硬化プロセスが開始するものとする。この連結装置は、安定性が高く、かつ長期間持続するという点において際立つ。各成分は、例えば、中空体の空洞内で対応する数の容器に格納される。例えば、成分の少なくとも一つ（好適には硬化可能物質の硬化プロセスを開始する成分）は、少なくとも１つの他の成分内において、マイクロカプセル化される。好適なバリエーションにおいて、例えば第１成分の容器は、他の成分の容器内に直接設けられる。例えば、空洞内に導入可能な連結素子は、その導入側端部に硬化可能物質の成分を攪拌するための攪拌素子を備え、連結素子の導入に際して十分かつ好適には均質な成分の攪拌が成されるようにする。

好適には、硬化可能物質を撹拌するための攪拌素子が中空体の空洞内に設けらる。攪拌素子は、硬化可能物質を撹拌し、硬化後の、中空体に導入された連結素子の係留値が等しく得られるようにする。特に、係留手段としての、複数の成分を含む硬化可能物質においては、攪拌素子を設けると好適である。

好適には、攪拌素子は、中空体の空洞内に褶動可能に取付けられる。この撹拌素子は、例えば連結素子の導入に際して、空洞を摺動させられ、このときに硬化可能物質を撹拌する。好適には、攪拌素子は、導入開口と中空体の空洞内の硬化可能物質との間に設ける。

好適には、導入開口は閉鎖素子により閉鎖される。この導入開口は、第１構造物の形成の際に、例えばセメントスラリーが、中空体の空洞に侵入するのを防ぐ。さらに、閉鎖素子は、中空体の空洞内に設けられた係留手段を外部から影響を受けないよう保護する。

好適には、閉鎖素子は、連結素子が貫通可能なウェブであり、閉鎖された中空体へ連結素子が簡単に導入できるようにするものである。

好適には、中空体の位置決めおよび取付けのための位置決め素子が第１構造物に設けられ、この位置決め素子は、中空体の導入開口から離間した所の外面に設けられる。位置決め素子は、例えば、第１構造物の鉄筋または型枠の第１構造物の一部分と当接可能であり、中空体を第１構造物に確実に固定することができる。これにより、第１構造物の形成、例えば打設中の意図しない摺動可能を防ぎ、正しく配向させることができる。さらに、例えば、位置決め素子は、少なくとも１つの、周上に取付けられた、半径方向に突出する突出部を有する。特に好適には、支持素子は、周方向に延在するリングとして構成される。

好適には、複数の中空体がキャリアに設けられる。これにより、複数の連結素子を付着力により係留するための点が同時に複数得られる。このとき、キャリア自体は、例えば第１構造物の端面側端止めに構成され得る。

好適には、中空体の間にシール素子が設けられる。このシール素子は、打継目、例えば施工継目を、水の浸入から保護する。シール素子は、好適には、商習慣上通常に入手可能な止水板であり、さらに好適には、打継目もしくはキャリアの全延在長さにわたり伸延する。

本発明に係る、第１構造物と第２構造物とを付着力により連結するための連結を形成する方法は、空洞を構成する中空体であって、棒状の連結素子を導入するための導入開口を有し、その空洞内に、少なくとも部分的に、空洞内に導入可能な連結素子を係留するための係留手段を備える該中空体を有する連結装置を特徴とし、この連結装置は、第１構造物の打継目、例えば型枠に、例えば釘などにより取付けられる。続いて、第１構造物が形成され、例えば打設され、中空体は第１構造物内に埋め込まれる。その後、連結素子は、中空体の空洞内に導入され、その後、連結素子は係留手段により、付着力で連結装置内に把持される。その後、第２構造物が形成され、例えば打設され、既に第１構造物内に付着力により係留された連結素子が第２構造物内に埋め込まれ、これにより第２構造物と第１構造物とが付着力により連結される。

連結素子は、例えば手作業で、例えば直接手で、またはハンマーにより中空体の空洞内に導入される。代替として、連結素子は機械により、例えば掘削ハンマー、場合によっては対応する打込み工具との組合わせにおいて、中空体の空洞内に導入されてもよい。係留手段が硬化可能物質である場合、連結素子の導入に必要なエネルギーを、活性化、例えば硬化可能物質の攪拌に利用しても良い。

以下図面に基づき、本発明の好適な実施形態を詳述する。

第１実施例における連結装置の組み付けられた状態での部分断面図である。 第２実施例における連結装置の図である。 図２に示された連結装置の、図２中のIII-III線上の断面図である。 第３実施例における連結装置の部分断面図である。

各図中、同様の構成要素は同一の符号により示される。

図１に示される連結装置２１は、第１構造物１１と第２構造物１６との付着力による連結をつかさどる。第２構造物１６は、第１構造物１１から時間的に間隔をおいて形成される。それぞれ打設された構造物１１と構造物１６との間には、打継目１２が設けられる。

連結装置２１は、空洞２３を構成する中空体２２を有する。この中空体は、棒状の連結素子３６を導入するための導入開口２４と、空洞２３内の係留手段３１を備える。ここでは、係留手段３１は、空洞２３内に導入された連結素子３６を係留するための硬化可能物質とされる。係留手段３１と中空体２２とは、一体となってプレユニットを構成する。中空体２２は、円錐形に構成され、導入開口２４から始端して徐々に細くなる。本実施例において、中空体２２の外側と内側は、軽い波状を呈して延在する。導入開口２４は、連結素子３６が貫通可能なウェブから構成される閉鎖素子２５により閉鎖される。中空体２２の導入開口２４の領域には、半径方向内方に突出する固定フランジ２６が設けられる。この固定フランジ２６は、連結装置２１を型枠に簡単に固定することを可能にする。さらに、中空体２２の導入開口２４から離間したところの外面には、中空体２２を第１構造物に取付けるための位置決め素子２７が設けられる。中空体２２が、例えば結束線２８とともに装甲１３に固定された場合、ここでは周状に延在するリングとして構成された位置決め素子２７の一部分が装甲１３と部分的に当接する。

続いて、図１には、第１構造物１１と第２構造物１６とを付着力により連結するための連結の形成方法を述べる。まず、第１構造物１１のための型枠が形成され、装甲１３が第１構造物１１のために敷設される。そして、中空体２２は、打継目を構成する型枠に、例えば釘などで固定される。続いて、第１構造物１１は打設され、連結装置２１は第１構造物１１内に埋め込まれる。

第２構造物１６の形成前に、ここでは鉄筋である連結素子３６は、閉鎖素子２５を通過して、係留手段３１で満たされた空洞２３内に導入される。連結素子３６には、導入された連結素子３６が中空体２２の空洞２３にて正しい方向に配向されるようにするための、図示しないガイド素子が設けられる。このタイプのガイド素子は、連結素子につける代わりに、またはこれに加えて空洞のための閉鎖素子内や、空洞そのものの中に取付けるものとしても良い。連結素子３６の導入に際して、係留手段３１として機能する硬化可能物質の硬化が開始される。硬化可能物質の硬化が完了すると、連結素子３６は、連結装置２１もしくは第１構造物１１内に付着力によりに係留される。

その後、第２構造物１６のための型枠が形成され、その装甲１７が敷設される。 この作業の終了後、第２構造物１６は打設され、第１構造物１１と第２構造物１６との付着力による連結を実現するために第１構造物１１に係留された連結素子３６は、第２構造物１６に埋め込まれる。

図２および図３に示される連結装置４１は、キャリア４６に取付けられた複数の中空体４２を備える。これらの中空体４２は、前述した中空体２２と同様に円錐形に構成されるが、さらに、真直ぐに延在する外表面を備える。キャリア４６の延在長さにおいて、中空体４２の間には、止水板の形を取ったシール素子４８が設けられ、注入された状態において、このシール素子４８は、一方では第１構造物１１に、他方では第２構造物１６に埋め込まれる。シール素子４８は、構造物１１と構造物１６との間の打継目１２を密閉し、水の侵入を防ぐ。

図４に示されるように、連結装置５１において、円筒状の中空体５２の空洞５３内に設けられた係留手段６１は、多成分硬化可能物質より成り、この多成分硬化可能物質の成分は、中空体５２の空洞５３内の２つの独立した容器６２および６３に取付けられている。中空体５２の導入開口５４と係留手段６１としての硬化可能物質との間には、攪拌素子５７が、中空体５２の空洞５３内に摺動可能に取り付けられる。

連結素子６６の導入に際して、攪拌素子５７は、係留手段６１としての硬化可能物質方向へと動かされ、容器６２および６３内の成分は攪拌素子５７によって押圧され、この中で撹拌される。撹拌された硬化可能物質は、攪拌素子５７の背面から出て、連結素子６６はこれにより部分的に包囲され、硬化可能物質の硬化が完了すると、連結装置５１内に付着力によりに係留される。

１１ 第１構造物
１２ 打継目
１３ 装甲
１６ 第２構造物
１７ 装甲
２１ 連結装置
２１ 連結装置
２２ 中空体
２３ 空洞
２４ 導入開口
２５ 閉鎖素子
２６ 固定フランジ
２７ 位置決め素子
２８ 結束線
３１ 係留手段
３６ 連結素子
４１ 連結装置
４２ 中空体
４６ キャリア
４８ シール素子
５１ 連結装置
５２ 中空体
５３ 空洞
５４ 導入開口
５７ 攪拌素子
６１ 係留手段
６２ 容器
６３ 容器
６６ 連結素子

Claims (7)

1. 第１構造物（１１）と第２構造物（１６）とを連結するための連結装置であって、該連結装置（４１；５１）は、空洞（５３）を構成すると共に連結素子（６６）を導入するための導入開口（５４）を有する中空体（４２；５２）を備え、該中空体（４２；５２）における前記空洞（５３）に、多成分系の硬化可能物質を含む係留手段（６１）が、少なくとも部分的に前記空洞（５３）に導入された前記連結素子（６６）を係留するために設けられ、前記係留手段（６１）および前記中空体（４２；５２）が一体ユニットを構成する連結装置において、前記中空体（５２）における前記空洞（５３）内に攪拌素子（５７）が設けられていることを特徴とした連結装置。
2. 請求項１に記載の連結装置において、前記攪拌素子（５７）は、前記中空体（５２）の前記空洞（５３）内に摺動可能に設けられていることを特徴とした連結装置。
3. 請求項１又は２に記載の連結装置において、前記導入開口（２４）は、閉鎖素子（２５）によって閉鎖されていることを特徴とした連結装置。
4. 請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の連結装置において、前記中空体（２２）の取付けのための位置決め素子（２７）が前記第１構造物（１１）に設けられ、該位置決め素子（２７）は、前記中空体（２２）の前記導入開口（２４）から離間したところの外面に設けられていることを特徴とした連結装置。
5. 請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の連結装置において、複数の中空体（４２）がキャリア（４６）に設けられていることを特徴とした連結装置。
6. 請求項５に記載の連結装置において、前記中空体（４２）の間に、シール素子（４８）が設けられていることを特徴とした連結装置。
7. 第１構造物（１１）と第２構造物（１６）とを力伝達可能に連結するための連結構造を形成する方法であって、
   請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の連結装置（４１；５１）を前記第１構造物（１１）の打継目（１２）に取付け、
   引き続いて、前記第１構造物（１１）を形成し、次に前記連結素子（６６）を前記中空体（４２；５２）の前記空洞（５３）内に導入した後、前記連結素子（６６）を前記係留手段（６１）によって前記連結装置（４１；５１）内に力伝達可能に把持する、方法。

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