(57)【要約】【課題】新設躯体と既設躯体との接合部での地震時のせん断力の伝達性能を確保すると共に、アンカーの施工性を安価に向上させる。【解決手段】新設躯体１と既設躯体２との接合部にアンカー２０が埋設された新設躯体１と既設躯体２との接合構造１０であって、アンカー２０は、一方が新設躯体１に他方が既設躯体２に定着した一対の異形鉄筋（細径部２２、２４）と、新設躯体１と既設躯体２とに跨るように一対の異形鉄筋（細径部２２、２４）の間に設けられた円柱状の鋼材であり、一対の異形鉄筋（細径部２２、２４）よりも太径であり、新設躯体１への埋込深さが既設躯体２への埋込深さよりも大きい太径部２６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
新設躯体と既設躯体との接合部にアンカーが埋設された新設躯体と既設躯体との接合構造であって、
前記アンカーは、
一方が前記新設躯体に他方が前記既設躯体に定着した一対の異形鉄筋と、
前記新設躯体と前記既設躯体とに跨るように前記一対の異形鉄筋の間に設けられた円柱状の鋼材であり、前記一対の異形鉄筋よりも太径であり、前記新設躯体への埋込深さが前記既設躯体への埋込深さよりも大きい太径部と
を備える新設躯体と既設躯体との接合構造。
【請求項２】
前記新設躯体のコンクリート強度が前記既設躯体のコンクリート強度のｎ（≧１）倍であり、
前記太径部の前記新設躯体への埋込深さが、前記太径部の前記既設躯体への埋込深さの３／ｎ倍以上である請求項１に記載の新設躯体と既設躯体との接合構造。
【請求項３】
新設躯体と既設躯体との接合部にアンカーを埋設する新設躯体と既設躯体との接合方法であって、
前記アンカーは、一対の異形鉄筋と、前記一対の異形鉄筋の間に設けられた円柱状の鋼材であり、前記一対の異形鉄筋よりも太径の太径部とを備え、
前記アンカーを、前記新設躯体と前記既設躯体とに跨り、前記太径部の前記新設躯体への埋込深さが前記既設躯体への埋込深さよりも大きくなるように埋設する新設躯体と既設躯体との接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新設躯体と既設躯体との接合構造及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐震改修等を目的として既設躯体の表面に新設躯体を構築してこれらを接合する場合、新設躯体と既設躯体との接合部で地震時のせん断力が伝達されるように、該接合部に鉄筋等によるアンカーを埋設することが行われている。また、これを改良する技術として提案された特許文献１、２に記載の新設躯体と既設躯体との接合構造では、外周部に凸部を有する円盤が、該凸部が既設躯体に埋設され、その他の部分が新設躯体に埋設されるように設けられ、その円盤の中心の孔にアンカーが挿通されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２３０５３３号公報
【特許文献２】特開２０１２−２４６６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的なアンカーでは、界面にせん断力が作用して、ずれが生じたとき、界面付近の鉄筋とコンクリートとの小面積の接触部に応力が集中し、この局部的な応力によりコンクリートに支圧破壊が生じしまう。この支圧破壊が生じると、アンカーへの曲げ変形が生じ易くなり、アンカー筋の曲げ降伏で界面の耐力が低下する。特許文献１、２に記載の技術では、コンクリートの支圧破壊を防ぎ界面の耐力を向上させる技術として特許文献１，２が提案されている。しかしながら、特許文献１、２に記載の新設躯体と既設躯体との接合構造では、円盤の両躯体への埋込深さが少量であることから、地震時のせん断力で円盤の回転変形が生じる。そのため、この円盤の回転変形を抑えるために円盤を固定するアンカーが、せん断力と併せて界面で生じるであろう引張力に必要なアンカーとは別に必要となり、コスト増の要因となる。また、そのうえ、アンカーの固定と、円盤の裏面への樹脂の注入を含めた円盤の固定とを一度に行うことは難しく、施工手順が複雑になる。なお、アンカーの全体を、曲げ変形が生じない程に太くする方法も考えられるが、その方法では、既設躯体のコンクリートの切削量が増大すると共に、埋設物への衝突も懸念される。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、新設躯体と既設躯体との接合部での地震時のせん断力の伝達性能を確保すると共に、アンカーの施工性を安価に向上させることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る新設躯体と既設躯体との接合構造は、新設躯体と既設躯体との接合部にアンカーが埋設された新設躯体と既設躯体との接合構造であって、前記アンカーは、一方が前記新設躯体に他方が前記既設躯体に定着した一対の異形鉄筋と、前記新設躯体と前記既設躯体とに跨るように前記一対の異形鉄筋の間に設けられた円柱状の鋼材であり、前記一対の異形鉄筋よりも太径であり、前記新設躯体への埋込深さが前記既設躯体への埋込深さよりも大きい太径部とを備える。
【０００７】
前記新設躯体と前記既設躯体との接合構造において、前記新設躯体のコンクリート強度が前記既設躯体のコンクリート強度のｎ（≧１）倍であって、前記太径部の前記新設躯体への埋込深さが、前記太径部の前記既設躯体への埋込深さの３／ｎ倍以上であってもよい。
【０００８】
また、本発明に係る新設躯体と既設躯体との接合方法は、新設躯体と既設躯体との接合部にアンカーを埋設する新設躯体と既設躯体との接合方法であって、前記アンカーは、一対の異形鉄筋と、前記一対の異形鉄筋の間に設けられた円柱状の鋼材であり、前記一対の異形鉄筋よりも太径の太径部とを備え、前記アンカーを、前記新設躯体と前記既設躯体とに跨り、前記太径部の前記新設躯体への埋込深さが前記既設躯体への埋込深さよりも大きくなるように埋設する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、新設躯体と既設躯体との接合部での地震時のせん断力の伝達性能を確保すると共に、アンカーの施工性を安価に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態に係る新設躯体と既設躯体との接合構造を示す断面図である。
【図２】太径部の新設躯体への埋込深さと既設躯体への埋込深さとの関係を説明するための図である。
【図３】太径部の新設躯体への埋込深さと既設躯体への埋込深さとの関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る新設躯体１と既設躯体２との接合構造１０を示す断面図である。この図に示すように、接合構造１０は、既設のコンクリート構造体である既設躯体２と、その表面に接合された新設のコンクリート構造体である新設躯体１との接合構造であり、両者に跨るように埋設されたアンカー２０を備えている。
【００１２】
アンカー２０は、既設躯体２に埋設された細径部２２と、新設躯体１に埋設された細径部２４と、新設躯体１及び既設躯体２に跨るように両者に埋設された太径部２６とを備えている。細径部２２、２４は、直径２２ｍｍ（Ｄ２２）以下の異形鉄筋であり、既設躯体２又は新設躯体１にこれらの接合界面に対して垂直に埋設されている。また、太径部２６は、異形鉄筋２２、２４よりも太径（例えば、直径２９ｍｍ（Ｄ２９）〜直径５１ｍｍ（Ｄ５１））の円柱状の鋼材（例えば、異形鉄筋やボルトや丸鋼）である。細径部２２、２４と太径部２６とは、ネジ固定もしくは溶接（例えば、摩擦圧接やスタッド溶接）により同軸に接合されている。
【００１３】
アンカー２０は、接着系のあと施工アンカーであり、既設躯体２に穿孔された孔に充填された接着剤により、細径部２２と太径部２６の既設躯体２に埋め込まれた部分とが、既設躯体２に定着されている。また、細径部２４と太径部２６の新設躯体１に埋め込まれた部分とは、コンクリートと鋼材との付着力により、新設躯体１に定着されている。
【００１４】
ここで、太径部２６の新設躯体１への埋込深さは、既設躯体２への埋込深さよりも大きくなっている。以下、太径部２６の新設躯体１への埋込深さと既設躯体２への埋込深さとの関係について説明する。
【００１５】
図２及び図３は、太径部２６の新設躯体１への埋込深さと既設躯体２への埋込深さとの関係を説明するための図である。これらの図に示すように、太径部２６の新設躯体１への埋込深さと既設躯体２への埋込深さとは、新設躯体１のコンクリート強度Ｆｃ１と既設躯体２のコンクリート強度Ｆｃ２との関係に応じて設定されている。
【００１６】
図２には、新設躯体１のコンクリート強度Ｆｃ１と既設躯体２のコンクリート強度Ｆｃ２とが同一（Ｆｃ１＝Ｆｃ２）の場合の太径部２６の新設躯体１への埋込深さと既設躯体２への埋込深さとの関係を示している。この図に示すように、新設躯体１のコンクリート強度Ｆｃ１と既設躯体２のコンクリート強度Ｆｃ２とが同一の場合には、太径部２６の新設躯体１への埋込深さは、既設躯体２への埋込深さｃの３倍以上に設定される。
【００１７】
この条件において地震時のせん断力が新設躯体１と既設躯体２との接合部に図中右方向に作用した場合、当該接合部のアンカー２６には図示するように支圧応力Ｑａ、Ｑｂ、Ｑｃが生じる。既設躯体２に埋込まれたアンカー２６には支圧応力Ｑｃが、既設躯体２の接合界面から太径部２６の先端まで（接合界面から深さｃ）の範囲において、せん断力の作用方向と同じ向き（図中右向き）に作用する。アンカー２６が回転しないためには、新設躯体１の接合界面から深さｂ（＜３ｃ）の範囲において、せん断力の作用方向とは逆向き（図中左向き）に作用する支圧応力Ｑｂと、新設躯体１の深さｂから太径部２６の先端まで（深さｂから深さｂ＋ａ）の範囲において、せん断力の作用方向と同じ向き（図中右向き）に作用する支圧応力Ｑａがあればよい。
【００１８】
ここで、太径部２６に界面に生じる鋼材の曲げ応力に対して十分に剛な断面を与えることで、アンカー２０の降伏や支圧応力度の勾配は無いと仮定すると、支圧応力Ｑａ、Ｑｂ、Ｑｃと、これらが作用する深さ方向の長さａ、ｂ、ｃとは、Ｑａ：Ｑｂ：Ｑｃ＝ａ：ｂ：ｃの関係になり、力のつり合い（Ｑａ＋Ｑｃ＝Ｑｂ）から、長さａ、ｂ、ｃは、ａ＋ｃ＝ｂの関係になる。そして、支圧応力Ｑｃの作用点（接合界面から深さｃ／２の位置）の回りのモーメントのつり合い（Ｑｂ・（ｃ／２＋ｂ／２）＝Ｑａ・（ｃ／２＋ａ／２））から、長さａ、ｂ、ｃは、ａ＝ｃ、ｂ＝２ｃの関係になる。
【００１９】
従って、長さａ、ｂ、ｃの関係を、ａ＋ｂ＝３ｃ、すなわち、太径部２６の新設躯体１への埋込深さ（ａ＋ｂ）を、太径部２６の既設躯体２への埋込深さｃの３倍以上にすることによって、支圧応力Ｑｃを十分に発揮させることができ、太径部２６の固定度を確保できる。
【００２０】
同様に、図３には、新設躯体１のコンクリート強度Ｆｃ１が既設躯体２のコンクリート強度Ｆｃ２のｎ（＞１）倍（Ｆｃ１＝ｎ・Ｆｃ２）の場合の太径部２６の新設躯体１への埋込深さと既設躯体２への埋込深さとの関係を示している。この図に示すように、新設躯体１のコンクリート強度Ｆｃ１が既設躯体２のコンクリート強度Ｆｃ２のｎ倍の場合には、太径部２６の新設躯体１への埋込深さは、既設躯体２への埋込深さｃの３／ｎ倍以上に設定すれば、太径部２６の固定度を確保できる。
【００２１】
この条件において地震時のせん断力が新設躯体１と既設躯体２との接合部に図中右方向に作用した場合、当該接合部のアンカー２６には図示するように支圧応力Ｑａ、Ｑｂ、Ｑｃが生じる。既設躯体２に埋込まれたアンカー２６には支圧応力Ｑｃが、既設躯体２の接合界面から太径部２６の先端まで（接合界面から深さｃ）の範囲において、せん断力の作用方向と同じ向き（図中右向き）に作用する。アンカー２６が回転しないためには、新設躯体１の接合界面から深さｂ（＜３ｃ／ｎ）の範囲において、せん断力の作用方向とは逆向き（図中左向き）に作用する支圧応力Ｑｂと、新設躯体１の深さｂから太径部２６の先端まで（深さｂから深さｂ＋ａ）の範囲において、せん断力の作用方向と同じ向き（図中右向き）に作用する支圧応力Ｑａがあればよい。
【００２２】
ここで、太径部２６に界面に生じる鋼材の曲げ応力に対して十分に剛な断面を与えることで、アンカー２０の降伏や支圧応力度の勾配は無いと仮定すると、支圧応力Ｑａ、Ｑｂ、Ｑｃと、これらが作用する深さ方向の長さａ、ｂ、ｃとは、Ｑａ：Ｑｂ：Ｑｃ＝ｎ・ａ：ｎ・ｂ：ｃの関係になり、力のつり合い（Ｑａ＋Ｑｃ＝Ｑｂ）から、長さａ、ｂ、ｃは、ｎ・（ａ＋ｃ）＝ｎ・ｂの関係になる。そして、支圧応力Ｑｃの作用点（接合界面から深さｃ／２の位置）の回りのモーメントのつり合い（Ｑｂ・（ｃ／２＋ｂ／２）＝Ｑａ・（ｃ／２＋ａ／２））から、長さａ、ｂ、ｃは、ａ＝ｃ／ｎ、ｂ＝２ｃ／ｎの関係になる。
【００２３】
従って、長さａ、ｂ、ｃの関係を、ａ＋ｂ＝３ｃ／ｎ、すなわち、太径部２６の新設躯体１への埋込深さ（ａ＋ｂ）を、太径部２６の既設躯体２への埋込深さｃの３／ｎ倍以上にすることによって、支圧応力Ｑｃを十分に発揮させることができ、太径部２６の固定度を確保できる。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態に係る新設躯体１と既設躯体２との接合構造１０では、アンカー２０が、一方が新設躯体１に他方が既設躯体２に定着した一対の異形鉄筋（細径部２２、２４）と、新設躯体１と既設躯体２とに跨るように一対の異形鉄筋（細径部２２、２４）の間に設けられた円柱状の鋼材であり、一対の異形鉄筋（細径部２２、２４）よりも太径であり、新設躯体１への埋込深さが既設躯体２への埋込深さよりも大きい太径部２６とを備える。ここで、アンカー２０の新設躯体１と既設躯体２とに跨る部分を一対の異形鉄筋（細径部２２、２４）よりも太径の太径部２６として当該部分の曲げ剛性を高めたことにより、地震時のせん断力で当該部分に生じる曲げ変形を抑制でき、当該部分の曲げ変形によるコンクリートの破壊を抑制できる。また、太径部２６の新設躯体１への埋込深さを既設躯体２への埋込深さよりも大きくしたことにより、地震時のせん断力による太径部２６の固定度を確保でき、既設躯体２側の細径部２２の有無にかかわらず、アンカー２０によるせん断力の伝達性能を確保することが可能になる。ここで、界面には一般に、せん断力の他に引張等の面外応力も作用するため、その量に応じて細径部２２、２４を設ければよく、既設躯体２側の細径部２２の長大化によらずに、アンカー２０によるせん断力の伝達性能を確保できる。また、太径部２６を含めたこれらの材料はいずれも既往の鉄筋等で構成されているため、すべてを合わせても安価に調達できる。アンカーの設置も、太径２６と細径２２は一体であり、樹脂等によって一度に行うことができる。
【００２５】
アンカーの新設躯体１と既設躯体２とに跨る部分を円盤にした場合、既設躯体２の表面が脆弱だと健全な範囲まで掘らなければならず、その場合、円盤の全体が既設躯体２に埋め込まれてしまい、当該部分によるせん断力の伝達性能が発揮されない懸念がある。それに対して、当該部分を円柱状の太径部２６とすることにより、既設躯体２を深く掘る場合でも、当該部分を新設躯体１と既設躯体２とに跨るように設けることができ、現場の状況に柔軟に対応できる。
【００２６】
また、本実施形態に係る新設躯体１と既設躯体２との接合構造１０では、新設躯体１のコンクリート強度Ｆｃ１が既設躯体２のコンクリート強度Ｆｃ２のｎ（≧１）倍であり、太径部２６の新設躯体１への埋込深さ（ａ＋ｂ）が、太径部２６の既設躯体２への埋込深さｃの３／ｎ倍以上である。これによって、既設躯体２の接合界面から太径部２６の先端までの範囲においてせん断力の作用方向と同じ向きに作用する支圧応力Ｑｃを十分に発揮させることができ、太径部２６が地震時のせん断力で回転しないようにすることができる。
【００２７】
なお、上述の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００２８】
１  新設躯体、２  既設躯体、１０  接合構造、２０  アンカー、２２、２４  細径部、２６  太径部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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