(57)【要約】少なくとも１つの鋼筋編み細工を備えた補強材（１０）を有するコンクリート部材（１）と鋼部材（３）との間の分離不能の接合を形成するための定着装置であり、アンカー梁（２）から形成される少なくとも１つの定着部材がコンクリート部材（１）に埋め込まれ、アンカー梁（２）の少なくとも１つの接合面が少なくとも部分的にコンクリート部材（１）から突出する。本発明の課題は定着の耐負荷性能を改善することにある。この目的のため本発明によれば、アンカー部材（２）が少なくとも部分的にコンクリート部材（１）へ入り込んでいる多数の切り欠きを有し、これらの切り欠きを鋼筋編み細工の少なくとも１つの鋼筋（１０）が貫通する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの鋼筋編み細工を備えた補強材（１０）を有するコンクリート部材（１）と鋼部材（３）との間の分離不能の接合を形成するための定着装置であって、
アンカー梁（２）から形成される少なくとも１つの定着部材が前記コンクリート部材（１）に埋め込まれ、
前記アンカー梁（２）の少なくとも１つの接合面が少なくとも部分的に前記コンクリート部材（１）から突出し、
前記アンカー梁（２）が少なくとも部分的に前記コンクリート部材（１）へ入り込んでいる多数の切り欠きを有し、該切り欠きを前記鋼筋編み細工の少なくとも１つの鋼筋（１０）が貫通する、定着装置。
【請求項２】
前記各切り欠きが、前記アンカー梁（２）の接合面を空間的に分離された部分範囲に分離する、請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記アンカー梁（２）において前記切り欠きが歯列のように規則的に配置される、請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記切り欠きがそれぞれ四角形の輪郭を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記切り欠きがそれぞれ対称的な台形の輪郭を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記アンカー梁（２）は、Ｌ形、Ｔ形、二重Ｔ形，Ｉ形、Ｕ形、またはＺ形の断面を有する形材から切断形成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記アンカー梁（２）は、鋼、特にフェライトまたはオーステナイト鋼から作られる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記アンカー梁（２）は、前記接合面で前記鋼部材（３）と材料結合で接合、特に溶接、される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項９】
前記アンカー梁（２）が多数互いに並んで、好適には並列に配置される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記鋼部材（３）が鋼板である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記鋼筋編み細工が、少なくとも４層の交差した、好適には部分的に互いに編まれた、鋼筋（１０）を有し、
前記コンクリート部材（１）への侵入方向から見て一番下の層の前記鋼筋（１０）が、前記アンカー梁（２）の傍を案内されている、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１２】
多数の補強コンクリート部材（１）を有するコンクリート外皮と、多数の鋼部材（３）と、を有し、該鋼部材（３）が、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の定着装置により前記コンクリート部材（１）に接合されている、複合鋼コンクリート−鋼−構造。
【請求項１３】
原子炉格納容器、圧力容器、ガスおよび液体のタンクのいずれかを構成する、請求項１２に記載の複合鋼コンクリート−鋼−構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート部材と鋼部材との間の分離不能の接合を形成するための定着装置に関する。本発明は、さらにこの装置により製造された鋼コンクリート−鋼−構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート材料、特にその変形である鋼コンクリートは建造材として多面的に使用されている。多くの場合この建造材は単独ではなく、ほかの建造材と組み合わせて使用されている。この場合、通常は、個々の要素または全要素がコンクリートもしくは鋼コンクリートからなり、補充される要素または全要素がほかの材料、たとえば鋼から製造される。個々の要素もしくは全要素は、組み合わせる際に互いに接合しなければならない。このためにいわゆる定着手段がよく使用される。
【０００３】
先行技術において、このような定着手段（定着装置）として多様に変形したものが知られている。この種の定着手段の形態は、主として、どのような材料が互いに組み合わされるか、および、どのような負荷に定着手段がさらされるか、に左右される。
【０００４】
特許文献１には、コンクリート部材を鋼保持体、すなわち鋼部材に定着するため専用に設計された定着手段が開示されている。これによれば、鋼からなる梁状体が定着部材として用いられ、この部材はそのため少なくとも１つの切り欠きを有する。この切り欠きでもって定着部材はコンクリート部材に侵入し、定着部材は切り欠きに対向する側で鋼保持体に溶接される。しかし、この種の定着手段の許容最大負荷は多様な使用事例に対して十分ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】オーストリア特許出願公開第５０５２６９号公報（ＡＴ５０５２６９Ａ１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、特に、コンクリート部材と鋼部材との接合のための定着装置（定着手段）をさらに改良して耐負荷性能を高めるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、本発明によれば、請求項１の特徴の組み合わせにより解決される。従属請求項は、部分的に合目的的で部分的にそれ自体発明性のある本発明の実施態様を含む。
【０００８】
本発明の思想に相応する定着装置は、コンクリート部材と鋼部材との間の分離不能な接合を形成するために用いられる。アンカー梁から形成される少なくとも１つのアンカー部材がコンクリート部材に埋め込まれ、このアンカー梁は、少なくとも部分的にコンクリート部材から突出する。該露出部分は鋼部材との接合面として機能し、鋼部材に固定接合される。接合面の側方ではアンカー梁に多数の切り欠きが設けられ、これらの切り欠きは、コンクリート部材まで延びている。コンクリート部材には少なくとも１つの鋼筋編み細工が補強材として挿入され、アンカー梁の切り欠きを、鋼筋編み細工の少なくとも１つの鋼筋が貫通する。この構造により、コンクリート部材に作用する力がアンカー梁を介してコンクリート部材の補強部分に伝達される。したがって、衝撃力は局所的に小さくなり、コンクリート部材により良好に吸収される。これによって、定着容量が、特に引張り負荷に対してほかの定着装置よりも著しく高められる。
【０００９】
好ましい態様によれば、前記各切り欠きが、少なくとも２つの空間的に離れた部分範囲に接合面を分離する。したがって各切り欠きは、アンカー梁の製作に当たって、簡単に実現可能な側方の凹みとしてアンカー梁に加工される。製造の枠内におけるアンカー梁と鋼部材との接合により、各切り欠きは、鋼筋編み細工の少なくとも１つの鋼筋が貫通する一種の留め具になる。このようにして形成された留め具は、コンクリート部材と鋼部材との間のいわば好都合な結合点または好都合な力伝達インターフェースとして作用する。
【００１０】
合目的的な発展態様として、歯列のような多数の規則的に配置された切り欠きが設けられる。これによって極めて多数の好都合な結合点およびこれらの均等配分が実現される。同様にして、鋼部材に作用する力の、補強部材およびコンクリート部材への伝達も均等に行われる。
【００１１】
さらに、各切り欠きが四角または対称的な台形の輪郭を有するようにアンカー梁を形成すると有利である。これらの形は、特に、簡素で経済的に有利なアンカー梁の製造を助成する。
【００１２】
さらに、アンカー梁としてＬ形、Ｔ形、またはＩ形の横断面を備えた形材を使用するのが好ましい。この種の断面形状は、一方では逆鉤に似た効果、すなわちコンクリート中におけるアンカー梁の改良された保持が生じ、他方では、アンカー梁の製作に市販の標準形材を一次品として利用することが可能となる。一次品としてのＩ形、Ｕ形、二重Ｔ形、およびＺ形の形材は、加えて、一つの製造工程において２つのアンカー梁を製造するのに適している。四角または台形状の歯の歯列に相応する切断パターンでこの種の形材を中央で梁の長手方向に切断することにより、互いに補完するが梁の長手方向には互いにずれている切断パターンを有する同形の２つのアンカー梁が常に生じる。
【００１３】
本発明による定着装置は、できるだけ高い負荷限界を保証するように設計されているので、アンカー梁は、好適には鋼、特にフェライトまたはオーステナイト鋼から作られる。したがって、この態様において各アンカー梁は、対応する鋼部材と材料結合的に接合、特に溶接、するのが有利である。
【００１４】
本発明による定着装置は、その耐負荷性能により、原子炉格納容器、圧力容器、またはタンク容器の建造にも適している。一つの典型的な建造様式によれば、これらの容器は補強および場合によってプレストレスのコンクリート部材から建造され、コンクリート外皮が形成される。このコンクリート外皮の内側には、多数の鋼部材からなるライナーとも呼ばれる鋼外皮が設けられ、コンクリート外皮の密閉性を保証している。本発明の定着装置により、鋼部材は、最終的にコンクリート部材と分離不能に接合されることになる。
【００１５】
原子炉格納容器（コンテインメント）の安全基準に対して、まさに原子炉格納容器のコンテインメントライナーとも呼ばれる鋼外皮の定着手段の設計および構造は重要な意義がある。許容応力および剛性に関して種々の規制および基準において定着手段には大きな要請が課せられている。定着手段は、通常運転時並びに故障時に生じる力および負荷に耐えるとともに鋼外皮における亀裂の発生／亀裂の拡大を阻止する必要がある。上に述べたようにこれらの要求は、鋼外皮、定着手段、ならびに補強コンクリートが定着手段のレベルにおいて協働すればより効果的に実現される。本発明による定着装置は、この観点において最大限の効果を発揮するものである。
【００１６】
このことをより良く理解するために、以下に再度簡単に従来使用されている定着手段を説明する。
【００１７】
鋼外皮の従来使用されている定着手段の設計および構造は、Ｌ形、Ｔ形、またはＺ形の標準形材の仕様に基づくもので、これらはそのまま直接コンクリートに埋め込まれて鋼外皮と溶接されている。この手段は以下に述べる欠点を有する。
１．定着形材は、通常は全面にわたる溶接継ぎ目を使用して形材の両側で直接鋼外皮に溶接されている。このときの溶接は通常手作業で行われる。当該溶接継ぎ目の全長は、原子炉コンテインメントの場合、数キロメートルに達する。したがって、手作業による溶接は大きな経費を要する。
２．定着形材の深さ（形材の高さ）は通常７０ｍｍを越え、すなわちコンクリート被覆の最小必要厚さ（＝３０〜４０ｍｍ）以上である。鉄筋層は定着形材の背後側（下側）のみに設置可能である。したがって、鉄筋コンクリート断面の最大曲げ容量が減少する。
３．全面的な定着形材は、個々の形材間の注型工程中にコンクリートの流れに対する物理的な障壁となる。
４．定着形材は、鉄筋へのインターフェース無しでコンクリートの表面層にのみ埋め込まれる。この場合の定着手段の負荷能力は、通常のおよび横方向の摺動応力に関して、埋め込みコンクリートの能力までしかない。多数の実験結果が、定着形材の破損前にコンクリートの破損が生じることを示している。
【００１８】
本件提案に係る定着装置は「ライナー・シェイプド・アンカレッジ・システム(Liner Shaped Anchorage System)」とも呼ぶことができる。真正な「複合構造（コンポジット・ストラクチャ(Composite Structure)）」のような定着形材と鉄筋コンクリートとの協働を可能にする特殊な形の鉄筋用の切り欠きを備えた定着形材（アンカー梁）により、鋼外皮（ライナー）の極めて良好な定着装置が提供される。この装置は、定着部材のバランスを図り定着効率を高める。特に、以下に挙げる利点がもたらされる。
１．本発明による定着装置を使用することにより、規則的な中断をもって短縮された接合面が提供され、アンカー梁‐ライナー接合を著しく弱めることなく必要な溶接継ぎ目の長さを１／３倍以下に減少することができる。
２．本発明による定着装置は、最小限必要とされるコンクリート被覆の考慮のもとに定着形材の全面的な内側片をもち、これより外側の、接合面との間の空間に鉄筋部分を設置することを可能にする。さらにこの装置は、コンクリート断面の曲げ強度を高める。
３．相応して形成された定着形材に切り欠きが設けられていることにより、注型工程中のコンクリートの流れを妨げる全面的な物理的障壁が生じるのを防止できる。
４．本発明による定着形材の使用により、少なくとも２層の交差した鉄筋を連結・統合することができる。これにより定着容量が増大し、形材の容量と鋼コンクリートとの間のバランスを図ることができる。鉄筋と関連した定着形材の統合はコンクリート注型中の鋼外皮の安定性を高める。
【００１９】
総括すると、本発明による定着装置は、特殊な形状の定着形材によりコンクリート中への形材の埋め込みの効果的な解決を図るとともに、鉄筋との最適なインターフェース、および、製造経費と製造時間に関する多大な節約の可能性、を提供する。さらに、本装置を使用することにより、鋼外皮の定着効率が高められる。本装置は、原子炉やその他の格納容器（コンテインメント）、およびガス・液体容器にも圧力容器にも、適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明による定着装置を備えた建造物、すなわち原子炉コンテイメントの部分縦断面図を示す。
【図２】図２は、２つの市販の形材の形状もしくは横断面図を示す。
【図３】図３は、切断線を示したＵ形材の側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明につき、実施形態に基づいてさらに説明する。
【００２２】
互いに対応する部分は全図において同じ符号で示されている。
【００２３】
図１には、本発明の定着装置の機能原理が示されている。部分的に縦断面図で図示されているコンクリート部材１は、少なくとも１つのアンカー梁２により、ライナー板とも称される一種の平坦な鋼板として形成されている鋼部材３に、分離不能に接合されている。この種のアンカー梁２は、図からは明らかではないが、若干の間隔をおいて図の紙面に垂直方向に多数、互いに並べることができる。
【００２４】
アンカー梁２としては、この実施形態では鋼形材の半片が用いられ、これは、図２、図３に示した標準形材４，５を２分割することにより作ることができる。本実施形態の場合、各標準形材４，５の分割は、梁の長手方向に延びる切断線７に沿って行われる。この切断線は、両半片ともに、切り欠きまたは歯間部によって互いに切り離された歯からなる、一種の歯列が形成されるように選定されると、有利である。歯および歯列の歯間部には、対称的な台形が例として選ばれている。これにより、１つの作業工程だけで同時に２つの使用可能なアンカー梁２を作ることが可能となる。両アンカー梁２はほぼ同価のものとみなすことができる。両アンカー梁２は、単に梁の長手方向６における歯列のずれによって区別される。標準形材４，５の分割にはそれぞれ適切な分割方法、たとえば切断、せん断、打ち抜きまたはレーザー切断のような方法が用いられる。
【００２５】
製造時に標準形材４，５を使用することにより、各アンカー梁２は、形材の相応する上または下帯（フランジ）から形成される梁状の、好適には歯および切り欠きの面から、すなわち図の紙面に垂直方向に、外側に向かって突出する保持脚８を有することになる。この保持脚は、定着装置の据え付け状態においてコンクリート部材１中に入り込み、したがって、いわば逆鉤（かえし）として作用する。アンカー梁２の安定性およびねじれ防止を高めるために、切り欠きは、横断方向１１において保持脚８まで完全に達することはなく、それぞれ保持脚から延びる狭片１３が残るように形成される。
【００２６】
保持脚８のほかにもアンカー梁体の残りの大部分は、据え付け状態においてコンクリート部材１のコンクリートにより周囲を埋められる。歯列の歯の先端すなわち歯冠９だけがコンクリート部材１から突出する。露出した歯冠９は、本実施形態の定着装置では接合面の一部として用いられる。溶接、ろう付け、または接着により、製造工程の枠内で接合面の一部にそれぞれアンカー梁２と鋼部材３との材料結合が形成される。このため好ましくは、両側でアンカー梁２と鋼部材３の突き合わせ縁部に溶接継ぎ目が設けられる。歯間の切り欠きに従って、長手方向６の接合面９の全長はアンカー梁２の全長の約１/３に留まる。
【００２７】
本実施形態のコンクリート部材１には、補強材として鋼筋１０からなる編み細工が入れられている。この編み細工は複数の層を有し、交互にＡＢＡＢの層順列で横断方向１１に上下に積層されている。図１に示されているのは４層である。ただし、これとは異なりもっと多くの層を設けることも有利である。Ａ層に属する鋼筋１０は、互いに並列に且つアンカー梁２の長手方向６に並列に、そしてＢ層の鋼筋１０には直角に、すなわち図の紙面に対して垂直方向に配置されている。その結果、観察者が補強材を展開図に沿って自由に上から見ると、横断方向１１に菱形模様が生じる。上下に隣り合わせの２つの鋼筋１０の接触点では、当該鋼筋１０同士を接合すると有利である。この場合の接合方法は、使用例に応じて選択可能である。特に好ましい接合法は、接着、溶接、またはワイヤによる巻き付けである。２つの上下に隣り合うＡＢ層、場合によってはほかの層の鋼筋１０は、たとえば図の紙面に垂直方向にある鋼筋１０を、それらに隣り合って長手方向６に延びる鋼筋１０の上下に交互に配列するようにして互いに編み込むことができる。
【００２８】
本発明の定着装置にとって重要なことは、定着部材、本実施形態の場合にはアンカー梁２を、コンクリート部材１の補強材として用いられる鋼筋編み細工に組み込み、鋼部材３への力作用が定着部材を介して補強材に伝達されるようにすることである。これにより、衝撃力は、局部的に弱くなり、これに応じてコンクリート部材により良好に吸収可能である。製造枠内でアンカー梁２と鋼部材３とを接合することにより、アンカー梁２の各歯間部が一種の留め具１２となる。鋼筋編み細工の各鋼筋１０がこの留め具１２に係合するので、この箇所で好適な力伝達が可能となる。歯間部を貫通する鋼筋１０は、それぞれアンカー梁２の内側の狭片１３に当接するようにすると有利である。各歯間部に、２本以上の鋼筋１０を貫通させても良く、また例外的ではあるが、アンカー梁２の歯間部の一部に鋼筋１０を適宜貫通させ、ほかには貫通させないことも可能である。たとえば横断方向１１の引っ張り力が各アンカー梁２に作用する場合に対し、アンカー梁は、その保持脚８を介してコンクリート中に固定保持されるうえに、鋼筋編み細工の上側の両層を介しても付加的に定着される。
【００２９】
図１の実施形態では、鋼筋編み細工は４層の交差した、場合によっては部分的に互いに編み込まれた、鋼筋１０を有する。この場合、コンクリート部材１への侵入方向に見て最下層の鋼筋１０は、図の紙面に垂直方向にあり、アンカー梁２の保持脚８の下側で、歯間部を貫通する上側の鋼筋１０と並列に案内されている。アンカー梁２の長手方向にある次に高い層の鋼筋１０の一部はこの場合、保持脚８の上側に支持され、したがって、直交方向にある最も下層の鋼筋１０に直接接しないように配置され得る。
【符号の説明】
【００３０】
１  コンクリート部材
２  アンカー梁（アンカー部材、定着部材）
３  鋼部材
４  標準形材
５  標準形材
６  梁の長手方向
７  切断線
８  保持脚
９  歯冠
１０  鋼筋
１１  横断方向
１２  留め具
１３  狭片（内側片）
【図１】
2014523982.tif 000003
【図２】
2014523982.tif 000004
【図３】
2014523982.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月2日(2014.5.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの鋼筋編み細工を備えた補強材（１０）を有するコンクリート部材（１）と、該コンクリート部材に分離不能に接合された鋼部材（３）と、を含み、
前記鋼部材（３）との接合面を有する少なくとも１つのアンカー梁（２）により前記接合が行われ、
前記アンカー梁（２）は前記コンクリート部材（１）に埋め込まれ、該アンカー梁（２）の前記接合面が前記コンクリート部材（１）から突出し、
前記アンカー梁（２）は、少なくとも部分的に前記コンクリート部材（１）へ入り込んでいる多数の切り欠きを有し、該切り欠きを前記鋼筋編み細工の少なくとも１つの鋼筋（１０）が貫通する、
鋼コンクリート−鋼−構造であって、
前記各切り欠きが、前記鋼部材（３）に向かって開口した凹みであり、前記アンカー梁（２）の接合面を空間的に分離された部分範囲に分けている、鋼コンクリート−鋼−構造。
【請求項２】
前記アンカー梁（２）において前記切り欠きが歯列のように規則的に配置される、請求項１に記載の鋼コンクリート−鋼−構造。
【請求項３】
前記切り欠きがそれぞれ四角形の輪郭を有する、請求項１又は請求項２に記載の鋼コンクリート−鋼−構造。
【請求項４】
前記切り欠きがそれぞれ対称的な台形の輪郭を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋼コンクリート−鋼−構造。
【請求項５】
前記アンカー梁（２）は、Ｌ形、Ｔ形、二重Ｔ形，Ｉ形、Ｕ形、またはＺ形の断面を有する形材から切断形成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の鋼コンクリート−鋼−構造。
【請求項６】
前記アンカー梁（２）は、鋼、特にフェライトまたはオーステナイト鋼から作られる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の鋼コンクリート−鋼−構造。
【請求項７】
前記アンカー梁（２）は、前記接合面で前記鋼部材（３）と材料結合で接合、特に溶接、される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の鋼コンクリート−鋼−構造。
【請求項８】
前記アンカー梁（２）が多数互いに並んで、好適には並列に配置される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の鋼コンクリート−鋼−構造。
【請求項９】
前記鋼部材（３）が鋼板である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の鋼コンクリート−鋼−構造。
【請求項１０】
前記鋼筋編み細工が、少なくとも４層の交差した、好適には部分的に互いに編まれた、鋼筋（１０）を有し、
前記コンクリート部材（１）への侵入方向から見て一番下の層の前記鋼筋（１０）が、前記アンカー梁（２）の傍を案内されている、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の鋼コンクリート−鋼−構造。
【請求項１１】
原子炉格納容器、圧力容器、ガスおよび液体のタンクのいずれかを構成する、請求項１０に記載の複合鋼コンクリート−鋼−構造。
【国際調査報告】
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