JP5944280B2 - 剪断補強材及びその製造方法、剪断補強材用緩み止め具並びに剪断補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば構造物の壁やカルバートなどコンクリート躯体の剪断補強に用いられる剪断補強材及びその製造方法、剪断補強材用緩み止め具並びに剪断補強構造に関する。

構造物の擁壁やカルバートなどコンクリート躯体の剪断補強として、コンクリート躯体の補強面から長孔状の挿入孔を形成し、挿入孔に棒状の剪断補強材を挿入すると共に、挿入孔と剪断補強材との間の空隙にモルタル等の充填材を充填することが行われている。この剪断補強は、補強面側からの簡単な施工で十分な剪断補強を行うことが可能である（特許文献１、２参照）。

特開２００３−１１３６７３号公報 特開２０１２−１０２４９２号公報

ところで、上記剪断補強を行う場合に、その剪断補強材には、切断して任意の長さで使用可能である、剪断補強以外の用途にも使用できる高い汎用性を有する、現場で転がらない、両側の平滑面を工具で掴みやすい、低コストである等のメリットを有するねじ節異形棒鋼を用いることが望ましい。

他方において、剪断補強材の定着力を高め、コンクリート躯体の剪断耐力を向上するためには、剪断補強材の端部に断面形状の大きな定着部分を設けることが好ましい。そのため、ねじ節異形棒鋼の端部に断面形状の大きな定着部分を簡単、低コストで、打設時等にぐらつかないように安定して設けることが可能であり、剪断補強材の定着力とコンクリート躯体の剪断耐力を安定して高められ、高い施工性を有する剪断補強材が求められている。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、ねじ節異形棒鋼の端部に断面形状の大きな定着部分を簡単、低コストで、安定して設けることが可能であり、剪断補強材の定着力とコンクリート躯体の剪断耐力を安定して高めることができると共に、高い施工性を有する剪断補強材及びその製造方法、その剪断補強材に用いられる剪断補強材用緩み止め具、並びにその剪断補強材を有する剪断補強構造を提供することを目的とする。

本発明の剪断補強材は、コンクリート躯体の補強面から形成される長孔内に挿入され、前記長孔内に充填される充填材で埋設される剪断補強材であって、両側に全長に亘って延びる平滑面が形成されているねじ節異形棒鋼と、前記ねじ節異形棒鋼の端部に螺合されるナットと、基板の両側から略直角に突出する突出片が設けられる緩み止め具とを備え、両側の前記突出片が前記ナットの螺合孔に挿入されて、前記ねじ節異形棒鋼の両側の平滑面にそれぞれ沿うように係合配置されることを特徴とする。
この構成によれば、緩み止め具の突出片をねじ節異形棒鋼の端部の平滑面に係合配置することにより、ねじ節異形棒鋼よりも断面形状の大きいナットを定着部分として、ねじ節異形棒鋼の端部に簡単、低コストで、打設時等にぐらつかないように安定して設けることができ、ねじ節異形棒鋼で構成される剪断補強材の定着力とコンクリート躯体の剪断耐力を安定して高めることができる。また、緩み止め具の係合配置によるナットの取り付けは非常に簡単であることから、剪断補強の施工性を向上することができる。また、ねじ節異形棒鋼を切断して所要の長さにし、緩み止め具の係合配置によるナットの取り付けを容易に行えることから、剪断補強を要するコンクリート躯体の多様な厚さに対して、柔軟に適応することができる。

本発明の剪断補強材は、前記ねじ節異形棒鋼の両端部に前記ナットと前記緩み止め具がそれぞれ設けられ、前記ねじ節異形棒鋼の両端部の各々において両側の前記平滑面に前記突出片がそれぞれ沿うように係合配置されることを特徴とする。
この構成によれば、ねじ節異形棒鋼の両端部にナットと緩み止め具を設けることにより、剪断補強材の引張抵抗の強化や、両端部のナットの間におけるコンクリートの圧縮応力の強化を図ることができ、剪断補強材の定着力とコンクリート躯体の剪断耐力をより一層高めることができる。

本発明の剪断補強材の製造方法は、本発明の剪断補強材を製造する製造方法であって、前記ねじ節異形棒鋼の端部に前記ナットを螺合し、前記緩み止め具の両側の前記突出片を前記ねじ節異形棒鋼の両側の前記平滑面にそれぞれ対応するように配置して前記ナットの螺合孔に挿入し、前記緩み止め具の前記基板を打撃することにより、両側の前記突出片を両側の平滑面にそれぞれ沿うように係合配置することを特徴とする。
この構成によれば、緩み止め具の取り付けや、ナットを回転不能にする緩み止めを非常に簡単に行うことができ、施工現場でも所要の剪断補強材を容易に得ることができる。

本発明の剪断補強材用緩み止め具は、両側に全長に亘って平滑面が形成されているねじ節異形棒鋼の端部にナットが螺合され、コンクリート躯体の補強面から形成される長孔内に挿入されて前記長孔内に充填される充填材で埋設される剪断補強材に対して、前記ナットを緩み止めする剪断補強材用緩み止め具であって、基板の両側から略直角に突出する突出片が設けられ、両側の前記突出片が、前記ナットの螺合孔に挿入して前記ねじ節異形棒鋼の両側の平滑面にそれぞれ沿うように係合配置可能であることを特徴とする。
この構成によれば、緩み止め具の突出片をねじ節異形棒鋼の端部の平滑面に係合配置可能にすることにより、ねじ節異形棒鋼よりも断面形状の大きいナットを定着部分として、ねじ節異形棒鋼の端部に簡単、低コストで、打設時等にぐらつかないように安定して設けることができ、ねじ節異形棒鋼で構成される剪断補強材の定着力とコンクリート躯体の剪断耐力を安定して高めることができる。また、緩み止め具の係合配置によるナットの取り付けは非常に簡単であることから、剪断補強の施工性を向上することができる。また、ねじ節異形棒鋼を切断して所要の長さにし、緩み止め具の係合配置によるナットの取り付けを容易に行えることから、剪断補強材を、剪断補強を要するコンクリート躯体の多様な厚さに対して柔軟に適応可能なものとすることができる。

本発明の剪断補強構造は、両側に全長に亘って平滑面が形成されているねじ節異形棒鋼と、前記ねじ節異形棒鋼の端部に螺合されるナットと、基板の両側から略直角に突出する突出片が設けられる緩み止め具とを備え、両側の前記突出片が前記ナットの螺合孔に挿入されて、前記ねじ節異形棒鋼の両側の平滑面にそれぞれ沿うように係合配置される剪断補強材を用い、前記剪断補強材が、コンクリート躯体の補強面から形成される長孔内に挿入され、前記長孔内に充填される充填材で埋設されることを特徴とする。
この構成によれば、緩み止め具の突出片がねじ節異形棒鋼の端部の平滑面に係合配置される剪断補強材により、ねじ節異形棒鋼よりも断面形状の大きいナットを定着部分として、ねじ節異形棒鋼の端部に簡単、低コストで、打設時等にぐらつかないように安定して設けられる剪断補強材とすることができ、この剪断補強材の設置で、剪断補強材の定着力とコンクリート躯体の剪断耐力を安定して高めることができる。また、緩み止め具の係合配置によって非常に簡単にナットが取り付ける剪断補強材を用いることにより、剪断補強の高い施工性を実現することができる。また、ねじ節異形棒鋼を切断して所要の長さにし、緩み止め具の係合配置によるナットの取り付けを容易に行える剪断補強材を用いることにより、剪断補強を要するコンクリート躯体の多様な厚さに対して、柔軟に適応することができる。

本発明によれば、ねじ節異形棒鋼の端部に断面形状の大きな定着部分を簡単、低コストで、安定して設けることが可能であり、剪断補強材の定着力とコンクリート躯体の剪断耐力を安定して高めることができると共に、高い施工性を実現することができる。

（ａ）は本発明の実施形態の剪断補強材の正面図、（ｂ）はその剪断補強材のナットを断面にした状態を示す説明図、（ｃ）はその剪断補強材の拡大側面図、（ｄ）はＡ−Ａ矢視拡大断面図。 （ａ）は緩み止め具の平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）は緩み止め具の折曲加工前の状態の平面図、（ｄ）は緩み止め具の折曲加工前の状態の正面図。 （ａ）〜（ｃ）は実施形態の剪断補強材における緩み止め具の取り付けを説明する斜視説明図。 実施形態の剪断補強材による剪断補強構造を示す一部断面説明図。 コンクリート躯体の補強面から長孔を形成してセメントカプセルを挿入する施工工程を説明する説明図。 実施形態の剪断補強材を長孔に挿入してセメントカプセルを破断し、長孔に充填材を充填する施工工程を説明する説明図。 緩み止め具がない剪断補強材による比較例の剪断補強構造を示す一部断面説明図。

〔実施形態の剪断補強材及びその製造方法、剪断補強構造〕
本実施形態の剪断補強材１は、コンクリート躯体１０の補強面１１から形成される長孔１２内に挿入され、長孔１２内に充填される充填材１３で埋設されるものであり（図４参照）、図１に示すように、ねじ節異形棒鋼２と、ねじ節異形棒鋼２の端部に螺合されるナット３と、ナット３に挿入して配置される緩み止め具４とを備える。

ねじ節異形棒鋼２は、対応する両側面に全長に亘ってねじ節２１・２１が形成されていると共に、ねじ節２１が形成されていない対応する両側面に、全長に亘って延びる平滑面２２・２２が形成されている。ねじ節異形棒鋼２の両端部はそれぞれナット３の螺合孔３１に螺合されており、本実施形態ではねじ節異形棒鋼２の両端部にナット３・３がそれぞれ設けられている。

このナット３及びその螺合孔３１は、ねじ節異形棒鋼２のねじ節２１との嵌め合い長さを確保するため、長めに形成されている。また、ねじ節異形棒鋼２の端部のねじ節２１にナット３の螺合は緩いものであるが、後述する緩み止め具４を設けることにより、ナット３がねじ節異形棒鋼２の端部に安定して定置されるようになっている。

緩み止め具４は、図１〜図３に示すように、基板４１の両側の縁から略直角に屈曲して突出する突出片４２・４２が設けられているものである。緩み止め具４は、両側の突出片４２・４２がナット３の螺合孔３１に挿入され、ねじ節異形棒鋼２の両側の平滑面２２・２２に突出片４２・４２がそれぞれ沿うようにして係合配置される。本実施形態では、ねじ節異形棒鋼２の両端部にナット３と緩み止め具４がそれぞれ設けられ、ねじ節異形棒鋼２の両端部の各々において両側の平滑面２２に突出片４２がそれぞれ沿うように係合配置されている。

緩み止め具４で平滑面２２・２２に突出片４２・４２をそれぞれ沿わせて係合配置することにより、ねじ節異形棒鋼２のねじ節２１の連続性を突出片４２が遮断し、ねじ節２１とナット３の螺合の連続性が断たれるので、ナット３の回転、移動を妨げることができる。

緩み止め具４は、図２（ｃ）、（ｄ）に示すように、例えば略楕円平板状の基板相当部位４１ａと、基板相当部位４１ａの両側から基板相当部位４１ａの面に沿って水平に突出する突出片相当部位４２ａ・４２ａとから構成される緩み止め具の中間材４ａを用い、この中間材４ａの突出片相当部位４２ａ・４２ａを折り曲げ加工することにより、所定形状に形成される。

この剪断補強材１を製造する際には、図３に示すように、ねじ節異形棒鋼２の端部にナット３を螺合し、緩み止め具４の両側の突出片４２をねじ節異形棒鋼２の両側の平滑面２２にそれぞれ対応するように配置してナット３の螺合孔３１に挿入し、緩み止め具４の基板４１を例えばハンマー５で打撃することにより、両側の突出片４２・４２を両側の平滑面２２・２２にそれぞれ沿うように係合配置する。そして、この工程をねじ節異形棒鋼２の両端部のそれぞれについて行うことにより、本実施形態の剪断補強材１が得られる。

また、剪断補強材１を用いてコンクリート躯体１０に設けられる剪断補強構造は、図４に示すように、コンクリート躯体１０の補強面１１から形成される長孔１２内に剪断補強材１が挿入され、剪断補強材１を定着するために長孔１２内に充填される充填材１３で剪断補強材１が埋設されることにより形成される。剪断補強材１は、ねじ節異形棒鋼２の両端部に緩み止め具４で緩み止めされたナット３をそれぞれ有することから、ナット３がねじ節異形棒鋼２の両端部に安定して設置され、この状態で充填材１３に埋設されてコンクリート躯体１０内に定着される。

この剪断補強構造を施工する際には、例えば図５に示すように、セメントモルタルの充填材１３が収容され、水を内部に吸水可能な充填材カプセル１３１を貯水トレー内の水Ｗに１〜３分程度浸漬して、充填材１３に吸水させると共に、コンクリート躯体１０の補強面１１に長孔１２を穿孔ドリル等で複数形成する。尚、充填材１３は例えば無機系のプレミックスドライモルタル等とし、充填材カプセル１３１の外装材は紙やその他の親水性材料製等とすると好適であるが、充填材１３を流動性硬化樹脂とする等、充填材１３、充填材カプセル１３１の外装材には適用可能な適宜の素材を用いることが可能である。

そして、穿孔した長孔１２内には、水Ｗに浸漬した細長の充填材カプセル１３１を挿入配置する。なお、図示例においては、１つの長孔１２に１本の充填材カプセル１３１を挿入しているが、長孔１２と使用する充填材カプセル１３１の長さに応じて複数本の充填材カプセル１３１を直列に挿入配置してもよい。

充填材カプセル１３１を長孔１２内に挿入配置した後、図６に示すように、打ち込み用のハンマードリル等のドリルＤで剪断補強材１を長孔１２に打設し、充填材１３が内包された充填材カプセル１３１を剪断補強材１の打設によって破断させ、セメントモルタル等の充填材１３を長孔１２内に流出させる。これにより、剪断補強材１が長孔１２内に配置されると共に、長孔１２と剪断補強材１との間の空隙に充填される充填材１３により剪断補強材１が埋設され、剪断補強材１がコンクリート躯体１０内に定着される。

この充填材カプセル１３１の長孔１２内への挿入配置、剪断補強材１の長孔１２への打設、剪断補強材１の打設による充填材カプセル１３１の破断、充填材１３の長孔１２内への流出、充填を、コンクリート躯体１０に形成された複数の長孔１２のそれぞれに行うことにより、上記剪断補強構造が形成される。

上記剪断補強構造に対して、緩み止め具４を設けずにねじ節異形棒鋼２ｍの両端部に単にナット３ｍ・３ｍを螺合した剪断補強材１ｍを埋設する剪断補強構造の比較例を図７に示す。図７において、剪断補強材１ｍ、ねじ節異形棒鋼２ｍ、ねじ節２１ｍ、平滑面２２ｍ、ナット３ｍ、螺合孔３１ｍは、上記実施形態の剪断補強材１、ねじ節異形棒鋼２、ねじ節２１、平滑面２２、ナット３、螺合孔３１と同様である。

図７の比較例では、ねじ節異形棒鋼２の端部に螺合されているナット３ｍの嵌め合いが緩いため、例えば長孔１２内に剪断補強材１ｍをドリルＤで打設する際に打撃振動でナット３ｍが緩んで徐々に動いてしまい、端部より中央寄りの位置など予期しない位置に両端部のナット３ｍ・３ｍがそれぞれ移動した状態で、充填材１３に埋設されてしまう。そのため、所要の剪断補強材１ｍの定着力とコンクリート躯体１０の剪断耐力を安定して確保することが難しくなる。

上記実施形態によれば、緩み止め具４の突出片４２をねじ節異形棒鋼２の端部の平滑面２２に係合配置することにより、ねじ節異形棒鋼２よりも断面形状の大きいナット３を定着部分として、ねじ節異形棒鋼２の端部に簡単、低コストで、打設時等にぐらつかないように安定して設けることができ、ねじ節異形棒鋼２で構成される剪断補強材１の定着力とコンクリート躯体１０の剪断耐力を安定して高めることができる。また、緩み止め具４の係合配置によるナット３の取り付けは非常に簡単であることから、剪断補強の施工性を向上することができる。また、ねじ節異形棒鋼２を切断して所要の長さにし、緩み止め具４の係合配置によるナット３の取り付けを容易に行えることから、剪断補強を要するコンクリート躯体１０の多様な厚さに対して、柔軟に適応することができる。

また、ねじ節異形棒鋼２の両端部にナット３・３と緩み止め具４・４を設けることにより、剪断補強材１の引張抵抗の強化や、両端部のナット３・３の間におけるコンクリートの圧縮応力の強化を図ることができ、剪断補強材１の定着力とコンクリート躯体１０の剪断耐力をより一層高めることができる。

また、ねじ節異形棒鋼２の端部にナット３を螺合し、緩み止め具４の突出片４２を平滑面２２に対応配置してナット３の螺合孔３１に挿入し、緩み止め具４の基板４１をハンマー５等で打撃して剪断補強材１を得ることにより、緩み止め具４の取り付けや、ナット３を回転不能にする緩み止めを非常に簡単に行うことができ、施工現場でも所要の剪断補強材１を容易に得ることができる。

〔実施形態の変形例等〕
本明細書開示の発明は、各発明、実施形態の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含むものであり、下記変形例も包含する。

例えば上記実施形態では、ねじ節異形棒鋼２の両端部にナット３と緩み止め具４をそれぞれ設ける剪断補強材１としたが、ねじ節異形棒鋼２の先端側或いは基端側（口元側）のいずれか一方の端部にナット３と緩み止め具４を設け、この一方の端部において、ねじ節異形棒鋼２の両側の平滑面２２・２２に緩み止め具４の突出片４２・４２がそれぞれ沿うように係合配置される剪断補強材１とすることも可能である。また、例えば複数のねじ節異形棒鋼２をカプラで接続し、カプラの孔から内部に充填材を注入する等により複数のねじ節異形棒鋼２を連結する場合に、連結された複数のねじ節異形棒鋼２の全体の一方の端部又は両端部にナット３と緩み止め具４を設けて剪断補強材とする場合も本発明に含まれる。

また、長孔１２への充填材１３の充填方法は上記充填材カプセル１３１を剪断補強材１で破断させる方法以外にも適宜であり、例えば長孔１２に剪断補強材１を挿入した後に、長孔１２と剪断補強材１との間の空隙に充填材１３を圧入して充填したり、或いは、現場で練り上げた充填材１３を長孔１２に注入してからその硬化前に剪断補強材１を挿入することも可能である。

本発明は、例えば構造物の壁やカルバートなどコンクリート躯体の剪断補強に利用することができる。

１、１ｍ…剪断補強材 ２、２ｍ…ねじ節異形棒鋼 ２１、２１ｍ…ねじ節 ２２、２２ｍ…平滑面 ３、３ｍ…ナット ３１、３１ｍ…螺合孔 ４…緩み止め具 ４１…基板 ４２…突出片 ４ａ…緩み止め具の中間材 ４１ａ…基板相当部位 ４２ａ…突出片相当部位 ５…ハンマー １０…コンクリート躯体 １１…補強面 １２…長孔 １３…充填材 １３１…充填材カプセル Ｗ…水 Ｄ…ドリル

Claims (5)

1. コンクリート躯体の補強面から形成される長孔内に挿入され、前記長孔内に充填される充填材で埋設される剪断補強材であって、
   両側に全長に亘って延びる平滑面が形成されているねじ節異形棒鋼と、
   前記ねじ節異形棒鋼の端部に螺合されるナットと、
   基板の両側から略直角に突出する突出片が設けられる緩み止め具とを備え、
   両側の前記突出片が前記ナットの螺合孔に挿入されて、前記ねじ節異形棒鋼の両側の平滑面にそれぞれ沿うように係合配置される
   ことを特徴とする剪断補強材。
2. 前記ねじ節異形棒鋼の両端部に前記ナットと前記緩み止め具がそれぞれ設けられ、
   前記ねじ節異形棒鋼の両端部の各々において両側の前記平滑面に前記突出片がそれぞれ沿うように係合配置される
   ことを特徴とする請求項１記載の剪断補強材。
3. 請求項１又は２記載の剪断補強材の製造方法であって、
   前記ねじ節異形棒鋼の端部に前記ナットを螺合し、前記緩み止め具の両側の前記突出片を前記ねじ節異形棒鋼の両側の前記平滑面にそれぞれ対応するように配置して前記ナットの螺合孔に挿入し、前記緩み止め具の前記基板を打撃することにより、両側の前記突出片を両側の平滑面にそれぞれ沿うように係合配置する
   ことを特徴とする剪断補強材の製造方法。
4. 両側に全長に亘って延びる平滑面が形成されているねじ節異形棒鋼の端部にナットが螺合され、コンクリート躯体の補強面から形成される長孔内に挿入されて前記長孔内に充填される充填材で埋設される剪断補強材に対して、前記ナットを緩み止めする剪断補強材用緩み止め具であって、
   基板の両側から略直角に突出する突出片が設けられ、
   両側の前記突出片が、前記ナットの螺合孔に挿入して前記ねじ節異形棒鋼の両側の平滑面にそれぞれ沿うように係合配置可能である
   ことを特徴とする剪断補強材用緩み止め具。
5. 両側に全長に亘って延びる平滑面が形成されているねじ節異形棒鋼と、前記ねじ節異形棒鋼の端部に螺合されるナットと、基板の両側から略直角に突出する突出片が設けられる緩み止め具とを備え、両側の前記突出片が前記ナットの螺合孔に挿入されて、前記ねじ節異形棒鋼の両側の平滑面にそれぞれ沿うように係合配置される剪断補強材を用い、
   前記剪断補強材が、コンクリート躯体の補強面から形成される長孔内に挿入され、前記長孔内に充填される充填材で埋設される
   ことを特徴とする剪断補強構造。
   
   

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