(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存構造体と新構造体とに跨って配置される円柱状の軸部と、
前記軸部に設けられ、前記軸部の径方向における最大長さが前記軸部の外径の３倍以上である突出部と、を備えるあと施工アンカーを用い、
前記突出部は、前記新構造体に埋まっており、前記突出部のうち前記既存構造体と前記新構造体との境界面に対向する境界側表面は、前記新構造体に接し、
前記軸部の軸方向から見た前記突出部の形状が長方形であり、
前記長方形の長辺が前記境界面の長手方向に沿っていることを特徴とする接合構造。
【請求項２】
既存構造体と新構造体とに跨って配置される円柱状の軸部と、
前記軸部に設けられ、前記軸部の径方向における最大長さが前記軸部の外径の３倍以上である突出部と、を備えるあと施工アンカーを用い、
前記突出部は、前記新構造体に埋まっており、前記突出部のうち前記既存構造体と前記新構造体との境界面に対向する境界側表面は、前記新構造体に接し、
前記突出部は、外周が前記境界面に向かって漸減する傾斜部を備え、
前記境界側表面の少なくとも一部は、前記傾斜部の表面であり、
前記傾斜部の前記境界面側の端部は、前記軸部の軸方向で前記境界面と等しい位置に配置される
ことを特徴とする接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存構造体に対して新構造体を取り付ける際に用いられるあと施工アンカーおよび接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＣ（Reinforced  Concrete）造またはＳＲＣ（Steel  Reinforced  Concrete）造の建物の耐震性を向上させる必要がある場合、既存の建物に対して補強部材を新たに設けることで耐震補強が行われる。このような耐震補強において、例えば、あと施工アンカーが設けられた既存構造体とスタッドボルト等の定着部材が設けられた補強部材との間に無収縮モルタルが充填されることにより、補強部材が既存構造体に対して取り付けられる。
【０００３】
地震時等においては、既存構造体および無収縮モルタルに跨るあと施工アンカーにせん断力が加わる。既存構造体に加えられた荷重を無収縮モルタル側へ伝達させるために、あと施工アンカーには十分なせん断耐力が求められる。このため、従来のあと施工アンカーを用いる場合、あと施工アンカーの既存構造体への埋め込み長さを長くする必要がある。しかし、既存建物が例えばＳＲＣ造である場合、コンクリート中に埋設された梁等の存在により、あと施工アンカーの既存構造体への埋め込み長さを長くすることができない可能性がある。このような課題に対して、特許文献１に記載される技術が知られている。特許文献１では、定着部材のアンカー周囲に平板状の本体部と旧構造体に嵌入する環状の凸部とを設けて、本体部および凸部によりせん断力を伝達させることで、アンカーの既存構造体への埋め込み長さを短くする技術が公開されている（特許文献１の図１（ｃ）参照）。なお、非特許文献１には、接着系アンカーのせん断耐力の計算方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５９７１７号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「２００１年改訂版  既存鉄筋コンクリート造建築物の耐震改修設計指針  同解説」、一般財団法人  日本建築防災協会／国土交通大臣指定耐震改修支援センター出版、２０１０年９月１日、ｐ．２６８−２７０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載される定着部材を、アンカーを旧構造体に挿入して用いる場合、アンカーを挿入する穴だけでなく凸部が嵌入する溝部を既存構造体に設ける必要がある。このため、既存構造体に対する加工作業が増加するので、施工の効率性が低下する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、施工に必要な既存構造体への加工を容易にすることができ、かつ軸部の既存構造体への埋め込み長さを短くすることができるあと施工アンカーおよび接合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明に係るあと施工アンカーは、既存構造体と新構造体とを接合するためのあと施工アンカーであって、円柱状の軸部と、前記軸部に設けられ、前記軸部の径方向における最大長さが前記軸部の外径の３倍以上である突出部と、を備え、前記既存構造体と前記新構造体とが接合された状態において、前記突出部は、前記新構造体に埋まっており、前記突出部のうち前記既存構造体と前記新構造体との境界面に対向する境界側表面は、前記新構造体に接することを特徴とする。
【０００９】
これにより、既存構造体および新構造体にせん断力が生じた場合、突出部は、境界側表面と境界面との間にある新構造体を介して既存構造体の穴の周辺部分を押さえつける。これにより、既存構造体の押さえつけられた部分の強度および剛性が向上するコンファインド効果が生じる。コンファインド効果により既存構造体の穴の周辺部分が変形しにくくなる。これにより、本発明に係るあと施工アンカーの曲げ変形は抑制される。このため、本発明に係るあと施工アンカーは、軸部の埋め込み長さが短くても十分なせん断耐力を有する接合構造を形成することができる。また、本発明に係るあと施工アンカーは、少なくとも穴が設けられていれば既存構造体と締結されるので、既存構造体との締結のための切削加工が少なくなる。すなわち、本発明に係るあと施工アンカーは、施工に必要な既存構造体への加工を容易にすることができる。よって、本発明に係るあと施工アンカーは、施工に必要な既存構造体への加工を容易にすることができ、かつ軸部の既存構造体への埋め込み長さを短くすることができる。
【００１０】
また、コンファインド効果により既存構造体の穴の周辺部分が変形しにくくなるので、既存構造体と新構造体との相対的な変位が生じていない、または小さい時点であと施工アンカーがせん断力を負担することができる。すなわち、境界面における既存構造体と新構造体との付着強度が生じている状態で、あと施工アンカーがせん断力を負担することができる。このため、境界面における既存構造体と新構造体との付着強度と、あと施工アンカーのせん断耐力と、が合わさってせん断力に対抗することができる。したがって、本発明に係るあと施工アンカーは、特に、既存構造体と新構造体との相対的な変位が生じる初期の段階で大きなせん断耐力を備える接合構造を形成することができる。
【００１１】
本発明の望ましい態様として、前記突出部は、板状であり、前記既存構造体と前記新構造体とが接合された状態において、前記境界側表面は、前記境界面から５ｍｍ以上かつ前記軸部の外径の４倍の距離以下の位置にあることが好ましい。
【００１２】
これにより、突出部と既存構造体の表面との間に十分に新構造体が流れ込みやすくなる。そして、既存構造体に対するコンファインド効果がより生じやすくなり、あと施工アンカーの曲げ変形が抑制されやすくなる。
【００１３】
本発明の望ましい態様として、前記突出部は、外周が前記境界面に向かって漸減する傾斜部を備え、前記境界側表面の少なくとも一部は、前記傾斜部の表面であることが好ましい。
【００１４】
これにより、境界面から突出部までの軸方向の距離は、穴に近づくほど小さくなる。このため、既存構造体のうち穴に近い部分ほどコンファインド効果がより高められやすくなり、あと施工アンカーの曲げ変形が抑制されやすくなる。
【００１５】
本発明の望ましい態様として、前記突出部は、板状である第１の板状部と、前記第１の板状部よりも前記境界面側に設けられて前記第１の板状部の外周よりも短い外周を有する第２の板状部と、を備え、前記傾斜部は、前記第２の板状部よりも前記境界面側に配置されることが好ましい。
【００１６】
これにより、境界面から突出部までの軸方向の距離は、穴に近づくほど小さくなる。このため、既存構造体のうち穴に近い部分ほどコンファインド効果がより高められやすくなり、あと施工アンカーの曲げ変形が抑制されやすくなる。また仮に、突出部が第１の板状部および第２の板状部を備えずに傾斜部を備える場合、突出部が新構造体を押す際に、傾斜部の軸方向端部の周辺の新構造体に応力集中が生じる可能性がある。これに対して、突出部は第１の板状部および第２の板状部を備えるので、第１の板状部と第２の板状部との間に段差が生じる。このため、突出部が新構造体を押す際に応力集中が生じる可能性のある部分が増加する。よって、あと施工アンカーは、新構造体に生じる可能性のある応力集中を緩和することができる。
【００１７】
本発明の望ましい態様として、前記軸部の軸方向から見た前記突出部の形状が円形であることが好ましい。
【００１８】
これにより、あと施工アンカーを既存構造体に締結するとき、あと施工アンカーの軸方向廻りの位置決めが不要になる。このため、あと施工アンカーは、施工の効率性をより向上させることができる、すなわちより容易に施工することができる。
【００１９】
本発明の望ましい態様として、前記軸部の軸方向から見た前記突出部の形状が長方形であり、前記既存構造体と前記新構造体とが接合された状態において、前記長方形の長辺が前記境界面の長手方向に沿っていることが好ましい。
【００２０】
境界面の短手方向に沿って複数のあと施工アンカーを並べることができれば、あと施工アンカーの数が増加し接合構造のせん断耐力をより高くすることができる。しかし、境界面の短手方向の長さは、複数のあと施工アンカーを並べるために十分な長さではない可能性がある。そこで、軸方向から見た形状が長方形である突出部を備えるあと施工アンカーを用いると、突出部の最大長さが軸部の外径の３倍以上に保たれ、かつ短手方向での突出部の大きさが小さくなる。これにより、あと施工アンカーは、境界面の短手方向に複数並べられる可能性が高くなる。このため、あと施工アンカーは、接合構造のせん断耐力を高めやすくすることができる。
【００２１】
本発明に係る接合構造は、既存構造体と新構造体とに跨って配置される円柱状の軸部と、前記軸部に設けられ、前記軸部の径方向における最大長さが前記軸部の外径の３倍以上である突出部と、を備えるあと施工アンカーを用い、前記突出部は、前記新構造体に埋まっており、前記突出部のうち前記既存構造体と前記新構造体との境界面に対向する境界側表面は、前記新構造体に接することを特徴とする。
【００２２】
これにより、コンファインド効果により既存構造体の穴の周辺部分が変形しにくくなる。このため、本発明に係る接合構造に用いられるあと施工アンカーの曲げ変形は抑制される。このため、本発明に係る接合構造は、あと施工アンカーの軸部の埋め込み長さが短くても十分なせん断耐力を有することができる。また、本発明に係る接合構造は、少なくとも穴が設けられていればあと施工アンカーと既存構造体とが締結されるので、あと施工アンカーと既存構造体との締結のための切削加工が少なくなる。すなわち、本発明に係る接合構造は、施工に必要な既存構造体への加工を容易にすることができる。よって、本発明に係る接合構造は、施工に必要な既存構造体への加工を容易にすることができ、かつ軸部の既存構造体への埋め込み長さを短くすることができる。
【００２３】
また、コンファインド効果により既存構造体の穴の周辺部分が変形しにくくなるので、既存構造体と新構造体との相対的な変位が生じていない、または小さい時点であと施工アンカーがせん断力を負担することができる。すなわち、境界面における既存構造体と新構造体との付着強度が生じている状態で、あと施工アンカーがせん断力を負担することができる。このため、境界面における既存構造体と新構造体との付着強度と、あと施工アンカーのせん断耐力と、が合わさってせん断力に対抗することができる。したがって、本発明に係る接合構造は、特に、既存構造体と新構造体との相対的な変位が生じる初期の段階で大きなせん断耐力を備えることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、施工に必要な既存構造体への加工を容易にすることができ、かつ軸部の既存構造体への埋め込み長さを短くすることができるあと施工アンカーおよび接合構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本実施形態に係るあと施工アンカーを用いて接合された既存構造体および新構造体を示す正面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るあと施工アンカーを示す側面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るあと施工アンカーを示す平面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係るあと施工アンカーを挿入するための、既存構造体に設けられた穴を示す断面図である。
【図５】図５は、既存構造体に設けられた穴に本実施形態に係るあと施工アンカーを挿入した状態を示す断面図である。
【図６】図６は、本実施形態に係るあと施工アンカーによって既存構造体と新構造体とが接合された状態を示す断面図である。
【図７】図７は、比較例に係るあと施工アンカーによって既存構造体と新構造体とが接合された状態を示す断面図である。
【図８】図８は、変形例１に係るあと施工アンカーによって既存構造体と新構造体とが接合された状態を示す断面図である。
【図９】図９は、変形例１に係るあと施工アンカーを示す平面図である。
【図１０】図１０は、変形例２に係るあと施工アンカーによって既存構造体と新構造体とが接合された状態を示す断面図である。
【図１１】図１１は、変形例２に係るあと施工アンカーを示す平面図である。
【図１２】図１２は、変形例３に係るあと施工アンカーによって既存構造体と新構造体とが接合された状態を示す断面図である。
【図１３】図１３は、変形例３に係るあと施工アンカーを示す平面図である。
【図１４】図１４は、変形例３に係るあと施工アンカーを既存構造体に締結した状態を示す平面図である。
【図１５】図１５は、あと施工アンカーの性能を試験するための試験体を示す正面図である。
【図１６】図１６は、あと施工アンカーの性能を試験するための試験体を示す側面図である。
【図１７】図１７は、図１５におけるＡ−Ａ断面図である。
【図１８】図１８の表１は、各評価例の試験条件を示す。
【図１９】図１９の表２は、試験に用いた鋼材の材料特性を示す。
【図２０】図２０の表３は、試験に用いたコンクリートおよびモルタルの材料特性を示す図である。
【図２１】図２１は、各評価例について、試験体に加えられた荷重と試験体の変位との関係を示すグラフである。
【図２２】図２２は、各評価例について、試験体に加えられた荷重と試験体の変位との関係を示すグラフである。
【図２３】図２３の表４は、各評価例の試験結果を示す。
【図２４】図２４の表５は、参考情報として、各評価例の理論上のせん断耐力等を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明を実施するための実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００２７】
（実施形態）
図１は、本実施形態に係るあと施工アンカーを用いて接合された既存構造体および新構造体を示す正面図である。既存の建物に対して耐震補強を行う場合、例えば図１に示すように、既存構造体１に補強部材４が取り付けられる。補強部材４は、既存構造体１との間に設けられる新構造体２によって、既存構造体１と一体になって固定される。例えば本実施形態において、既存構造体１はＲＣ造またはＳＲＣ造であり、新構造体２は無収縮モルタルである。また補強部材４は、例えば鋼材で形成されている。
【００２８】
地震が発生すると、既存構造体１に加わる地震力が新構造体２を介して補強部材４に伝達する。そして、補強部材４の変形等により地震力が吸収される。ただし、既存構造体１に加わる地震力が補強部材４に伝達するまでに、既存構造体１と新構造体２との境界面および新構造体２と補強部材４との境界面にはせん断力が加わる可能性がある。このため、既存構造体１に加わった地震力を新構造体２に十分に伝達するために、本実施形態に係るあと施工アンカー３により既存構造体１と新構造体２とが接合されている。また、新構造体２に伝達した地震力を補強部材４に十分に伝達するために、例えばスタッドボルト４２により新構造体２と補強部材４とが接合されている。
【００２９】
図２は、本実施形態に係るあと施工アンカーを示す側面図である。図３は、本実施形態に係るあと施工アンカーを示す平面図である。図２に示すように、本実施形態に係るあと施工アンカー３は、軸部３１と、突出部３２と、ナット３３と、を備える。軸部３１は、例えば外径ｄ１を有する円柱状の部材であって、外周に雄ネジを有する。本実施形態において、外径ｄ１は呼び径で２０ｍｍである。突出部３２は、図２、３に示すように円板状の部材であって、平面視で中央部分に貫通孔３２１を有する。貫通孔３２１の内壁には雌ネジが形成されている。軸部３１が貫通孔３２１を貫通しており、軸部３１の雄ネジと貫通孔３２１の雌ネジとが嵌まり合っている。突出部３２が軸部３１に嵌められて位置決めされたのち、例えば溶接等を施すことによって突出部３２が軸部３１に締結される。軸部３１の径方向における突出部３２の最大長さｌ１（外径）は、例えば８０ｍｍである。ナット３３は、軸部３１の端部に嵌められ、例えば溶接等によって軸部３１に締結されている。以下の説明において、軸部３１の径方向は、単に径方向と記載される。
【００３０】
図４は、本実施形態に係るあと施工アンカーを挿入するための、既存構造体に設けられた穴を示す断面図である。既存構造体１にあと施工アンカー３を固定する際、まず、図４に示すように、ドリル等を用いて円柱状の穴１１が既存構造体１に設けられる。そして、穴１１には所定の量の接着剤５が充填される。例えば本実施形態における接着剤５は、ビニルエステル系樹脂である。穴１１の内径ｄ１１は、あと施工アンカー３の軸部３１の外径ｄ１よりも大きい。これにより、穴１１にあと施工アンカー３が挿入されると、軸部３１と穴１１の内壁との間に所定の隙間が生じる。また、穴１１の深さｈ１１は、あと施工アンカー３におけるナット３３が設けられた端部とは反対側の端部から突出部３２までの長さｈ１よりも短い。これにより、穴１１にあと施工アンカー３が挿入されると、突出部３２と既存構造体１の表面１０との間には所定の隙間が生じる。また、既存構造体１の表面１０には、細かく傷をつける加工（目荒し）が施される。
【００３１】
図５は、既存構造体に設けられた穴に本実施形態に係るあと施工アンカーを挿入した状態を示す断面図である。図４に示したように穴１１に接着剤５が充填された後、あと施工アンカー３が穴１１に挿入される。例えば、あと施工アンカー３は、ナット３３が工具で把持された状態で回転させられながら穴１１に挿入される。接着剤５は、軸部３１に押しのけられて穴１１の全体に拡散し、軸部３１と穴１１の内壁との隙間を埋める。その後、あと施工アンカー３は、接着剤５を硬化させるための所定時間に亘って養生される。これにより、あと施工アンカー３が既存構造体１に締結される。以上述べたように、あと施工アンカー３は、少なくとも穴１１が設けられていれば既存構造体１と締結されるので、既存構造体１との締結のための切削加工が少なくなる。このため、あと施工アンカー３は容易に施工することができる。
【００３２】
図５に示すように、例えば本実施形態において、軸部３１のうち既存構造体１に埋め込まれている長さである埋め込み長さｈ２は１４０ｍｍである。軸部３１のうち既存構造体１の表面１０（後述する既存構造体１と新構造体２との境界面１０）から突出する長さである突出長さｈ３は１４０ｍｍである。表面１０からナット３３までの高さであるナット高さｈ４は１２０ｍｍである。また、突出部３２のうち表面１０に対向する境界側表面３２ａは、表面１０に平行である。表面１０から境界側表面３２ａまでの高さである隙間高さｈ５は２０ｍｍである。また、突出部３２は、軸部３１の軸方向で境界側表面３２ａとは反対側に位置する他端側表面３２ｂを有する。境界側表面３２ａから他端側表面３２ｂまでの長さ、すなわち軸部３１の軸方向における突出部３２の厚みである軸方向長さｈ６は２０ｍｍである。以下の説明において、軸部３１の軸方向は、単に軸方向と記載される。なお、埋め込み長さｈ２、突出長さｈ３、ナット高さｈ４、隙間高さｈ５および軸方向長さｈ６は、必ずしも上述した長さに限らず、あと施工アンカー３に求められる性能に応じて変更される。
【００３３】
図６は、本実施形態に係るあと施工アンカーによって既存構造体と新構造体とが接合された状態を示す断面図である。養生が完了し、あと施工アンカー３が既存構造体１に締結された後、既存構造体１に重ねて新構造体２が打設される。これにより、図６に示すように、あと施工アンカー３のうち既存構造体１の表面１０から突出していた部分が新構造体２に埋め込まれる。すなわち、軸部３１が既存構造体１と新構造体２に跨って配置されており、突出部３２およびナット３３が新構造体２に埋まっている状態となる。上述したように既存構造体１の表面は目荒しされているため、新構造体２が既存構造体１の表面１０に付着する。このため、既存構造体１と新構造体２との境界面１０において、一定の付着強度が生じる。
【００３４】
また、図５で示したように突出部３２と既存構造体１の表面１０とが隙間高さｈ５だけ離れているため、突出部３２と既存構造体１の表面１０との間にも新構造体２が流れ込む。隙間高さｈ５は、５ｍｍ以上かつ外径ｄ１の４倍以下の長さであることが好ましい。隙間高さｈ５が５ｍｍ以上であれば、突出部３２と既存構造体１の表面１０との間に十分に新構造体２が流れ込みやすくなる。また、隙間高さｈ５が外径ｄ１の４倍以下の長さであれば、後述するコンファインド効果が生じやすくなる。
【００３５】
図７は、比較例に係るあと施工アンカーによって既存構造体と新構造体とが接合された状態を示す断面図である。本実施形態に係るあと施工アンカー３に対して、比較例に係るあと施工アンカー９は、軸部９１およびナット９３を有しているが、あと施工アンカー３の突出部３２に相当する部分を有していない。
【００３６】
比較例に係るあと施工アンカー９を用いた接合構造に対して、図７に示すように地震等によって既存構造体１および新構造体２にせん断力Ｆ１が生じた場合の作用は以下のように説明できる。すなわち、あと施工アンカー９のうち既存構造体１に埋まっている部分と新構造体２に埋まっている部分にはそれぞれ反対方向に向かう力が作用する。図７中においては、既存構造体１に埋まっている部分には左方向に向かう力が作用し、新構造体２に埋まっている部分には右方向に向かう力が作用する。このような状態になったとき、図７に示すように、既存構造体１の穴１１の周辺部分のうち軸部９１に押される押圧部分１２には変形（ダボ変形）が生じやすい。押圧部分１２に変形が生じると、軸部９１に対する既存構造体１の拘束が緩くなるので、既存構造体１と新構造体２との相対的な変位に応じてあと施工アンカー９に曲げ変形が生じる。あと施工アンカー９が変形している間は、あと施工アンカー９が負担するせん断力が小さくなる。あと施工アンカー９の曲げ変形を抑制するためには、埋め込み長さｈ２を大きくする必要がある。比較例において、あと施工アンカー９の曲げ変形を十分に抑制するためには、例えば外径ｄ１の２０倍程度の埋め込み長さｈ２が必要となる可能性がある。
【００３７】
また、比較例においては、押圧部分１２の変形が収まって軸部９１に対する既存構造体１の拘束が強まった後で、あと施工アンカー９が負担するせん断力が増加する。しかし、押圧部分１２の変形が収まった時点では既存構造体１と新構造体２との付着強度がなくなっている、または小さくなっている可能性がある。このため、比較例に係るあと施工アンカー９を用いた接合構造は、境界面１０における既存構造体１と新構造体２との付着強度とあと施工アンカー９のせん断耐力とを合わせてせん断力Ｆ１に対抗することができない。よって、比較例に係るあと施工アンカー９を用いた接合構造は、既存構造体１と新構造体２との相対的な変位が生じる初期の段階で十分なせん断耐力を備えることができない可能性がある。
【００３８】
これに対して、本実施形態に係るあと施工アンカー３を用いた接合構造において、図６に示すように地震等によって既存構造体１および新構造体２にせん断力Ｆ１が生じた場合の作用は以下のように説明できる。すなわち、あと施工アンカー３のうち既存構造体１に埋まっている部分と新構造体２に埋まっている部分にはそれぞれ反対方向に向かう力が作用する。図６中においては、既存構造体１に埋まっている部分には左方向に向かう力が作用し、新構造体２に埋まっている部分には右方向に向かう力が作用する。このような状態になったとき、突出部３２は、境界側表面３２ａと境界面１０との間にある新構造体２を介して既存構造体１の穴１１の周辺部分を力Ｆ２で押さえつける。これにより、既存構造体１の押さえつけられた部分の強度および剛性が向上する。このように、締め付けられたコンクリート等の強度および剛性が向上する現象は、コンファインド効果とも呼ばれる。
【００３９】
既存構造体１および新構造体２にせん断力が生じた場合でも、コンファインド効果により既存構造体１の穴１１の周辺部分が変形しにくくなる。これにより、あと施工アンカー３の曲げ変形は上述した比較例に比べて抑制される。このため、あと施工アンカー３を用いた接合構造は、埋め込み長さｈ２が短くてもせん断耐力を高めることができる。あと施工アンカー３を用いた接合構造において、埋め込み長さｈ２は、例えば外径ｄ１の３倍以上１４倍以下であることが好ましい。これにより、あと施工アンカー３を用いた接合構造は、埋め込み長さｈ２を短くでき、かつ十分なせん断耐力を備えることができる。
【００４０】
また、コンファインド効果により既存構造体１の穴１１の周辺部分が変形しにくくなるので、既存構造体１と新構造体２との相対的な変位が生じていない、または小さい時点であと施工アンカー３がせん断力を負担することができる。すなわち、境界面１０における既存構造体１と新構造体２との付着強度が生じている状態で、あと施工アンカー３がせん断力を負担することができる。このため、境界面１０における既存構造体１と新構造体２との付着強度と、あと施工アンカー３のせん断耐力と、が合わさってせん断力Ｆ１に対抗することができる。したがって、あと施工アンカー３を用いた接合構造は、特に、既存構造体１と新構造体２との相対的な変位が生じる初期の段階で大きなせん断耐力を備えることができる。
【００４１】
また、突出部３２の最大長さｌ１は、外径ｄ１の３倍以上である。これにより、コンファインド効果が及ぶ範囲が一定範囲以上に拡がり、既存構造体１のうちせん断力Ｆ１によって変形する可能性のある部分の強度および剛性が向上する。また、突出部３２の最大長さｌ１は、外径ｄ１の１０倍以下であることが好ましい。これにより、突出部３２と既存構造体１の表面１０との間に十分に新構造体２が流れ込みやすくなる。
【００４２】
（変形例１）
図８は、変形例１に係るあと施工アンカーによって既存構造体と新構造体とが接合された状態を示す断面図である。図９は、変形例１に係るあと施工アンカーを示す平面図である。変形例１に係るあと施工アンカー３Ａは、上述した実施形態における突出部３２とは異なる形状の突出部３４を備える点を特徴としている。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４３】
突出部３４は、図８、９に示すように略円錐形状の部材であって、平面視で中央部分に貫通孔３４１を有する。貫通孔３４１の内壁には雌ネジが形成されている。軸部３１が貫通孔３４１を貫通しており、軸部３１の雄ネジと貫通孔３４１の雌ネジとが嵌まり合っている。突出部３４が軸部３１に嵌められて位置決めされたのち、例えば溶接等を施すことによって突出部３４が軸部３１に締結される。径方向における突出部３４の最大長さｌ１は、例えば８０ｍｍである。
【００４４】
図８に示すように、突出部３４は、円板状の板状部３４２と、円錐状の傾斜部３４３と、を備える。例えば、板状部３４２と傾斜部３４３とは一体に形成されており、傾斜部３４３が板状部３４２よりも境界面１０側に配置されている。傾斜部３４３の外径は、板状部３４２側の端部で板状部３４２の外径ｌ１に等しく、境界面１０に向かって漸減している。このため、傾斜部３４３は、境界面１０に対向する境界側表面３４ａを有する。傾斜部３４３のうち板状部３４２とは反対側の端部は、例えば、軸方向で境界面１０と等しい位置に配置される。また、突出部３４のうち境界面１０とは反対側を向く他端側表面３４ｂは、板状部３４２の表面であって境界面１０に平行である。
【００４５】
図８に示すように、例えば変形例１において、埋め込み長さｈ２は１４０ｍｍである。突出長さｈ３は１４０ｍｍである。ナット高さｈ４は１２０ｍｍである。境界面１０から他端側表面３４ｂまでの高さである突出部高さｈ７は４０ｍｍである。なお、埋め込み長さｈ２、突出長さｈ３、ナット高さｈ４および突出部高さｈ７は、必ずしも上述した長さに限らず、あと施工アンカー３Ａに求められる性能に応じて変更される。
【００４６】
変形例１に係るあと施工アンカー３Ａを用いた接合構造において、地震等によって既存構造体１および新構造体２にせん断力Ｆ１が生じた場合の作用は以下のように説明できる。すなわち、突出部３４は、境界側表面３４ａと境界面１０との間にある新構造体２を介して既存構造体１の穴１１の周辺部分を力Ｆ２で押さえつける。また、変形例１においては、境界面１０から突出部３４までの軸方向の距離は、穴１１に近づくほど小さくなっている。これにより、既存構造体１のうち穴１１に近い部分であるほど、加えられる力Ｆ２が大きくなる。このため、上述した実施形態と比較して、既存構造体１のうち穴１１に近い部分ほどコンファインド効果が高められやすくなり、あと施工アンカー３Ａの曲げ変形が抑制されやすくなる。また、変形例１においては、軸部３１のうち突出部３４で覆われる範囲が、上述した実施形態における軸部３１のうち突出部３２で覆われる範囲よりも、境界面１０側に向かって拡大する。さらに、傾斜部３４３のうち板状部３４２とは反対側の端部が軸方向で境界面１０と等しい位置に配置されているので、軸部３１のうち境界面１０付近の部分も突出部３４で覆われている。軸部３１のうち突出部３４で覆われる部分は、貫通孔３４１の内壁で拘束されているので変形しにくくなっている。これにより、あと施工アンカー３Ａの曲げ変形がより抑制されやすくなる。
【００４７】
また、仮に上述した実施形態に係るあと施工アンカー３を用いた接合構造において、図５で示した隙間長さｈ５が単に小さくされた場合、境界面１０と突出部３２との間に十分に新構造体２が流れ込まない可能性がある。これに対して、変形例１に係るあと施工アンカー３Ａを用いた接合構造においては、軸方向における境界面１０から突出部３４までの距離が、穴１１から遠い位置では比較的大きく、穴１１に近づくほど小さくなっている。このため、あと施工アンカー３Ａを用いた接合構造においては、境界面１０と突出部３４との間に十分に新構造体２が流れ込むことができる。このため、あと施工アンカー３Ａを用いた接合構造は、境界面１０と突出部３４との間に設けられる新構造体２が不十分であることによりコンファインド効果が弱まる可能性を抑制することができる。
【００４８】
なお、突出部３４は、必ずしも板状部３４２を備えていなくてもよい。また、傾斜部３４３の外径は、板状部３４２側の端部で板状部３４２の外径ｌ１に等しくなくてもよい。すなわち、板状部３４２と傾斜部３４３との境界で段差が形成されていてもよい。また、板状部３４２および傾斜部３４３を軸方向から見た形状は、必ずしも円形でなくてもよく、例えば楕円形または多角形であってもよい。板状部３４２および傾斜部３４３を軸方向から見た形状が円形でない場合、上述した板状部３４２および傾斜部３４３の大きさに関する説明は、「外径」を「軸方向廻りの外周」として同様に説明できる。また、傾斜部３４３のうち板状部３４２とは反対側の端部は、必ずしも軸方向で境界面１０と等しい位置に配置されていなくてもよく、軸方向で境界面１０からずれた位置に配置されていてもよい。
【００４９】
（変形例２）
図１０は、変形例２に係るあと施工アンカーによって既存構造体と新構造体とが接合された状態を示す断面図である。図１１は、変形例２に係るあと施工アンカーを示す平面図である。変形例２に係るあと施工アンカー３Ｂは、上述した実施形態における突出部３２とは異なる形状の突出部３５を備える点を特徴としている。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５０】
図１０に示すように、突出部３５は、平面視で中央部分に貫通孔３５１を有する。貫通孔３５１の内壁には雌ネジが形成されている。軸部３１が貫通孔３５１を貫通しており、軸部３１の雄ネジと貫通孔３５１の雌ネジとが嵌まり合っている。突出部３５が軸部３１に嵌められて位置決めされたのち、例えば溶接等を施すことによって突出部３５が軸部３１に締結される。径方向における突出部３５の最大長さｌ１は、例えば８０ｍｍである。
【００５１】
図１０に示すように、突出部３５は、円板状である３つの板状部３５２、３５３、３５４と、円錐状の傾斜部３５５と、を備える。例えば、３つの板状部３５２、３５３、３５４と傾斜部３５５とは一体に形成されており、軸部３１のナット３３側から境界面１０側に向かって板状部３５２、板状部３５３、板状部３５４、傾斜部３５５の順に配置されている。
【００５２】
板状部３５２、板状部３５３および板状部３５４は、図１１に示すように、平面視でそれぞれの外縁が同心円となるように配置されている。板状部３５２の外径ｌ１は、上述した突出部３５の最大長さｌ１に等しい。径方向における板状部３５３の外径ｌ２は、板状部３５２の外径ｌ１よりも小さい。これにより、平面視で板状部３５２と板状部３５３とが重ならない部分が生じるので、板状部３５２は境界面１０に対向する境界側表面３５２ａを有する。板状部３５４の外径ｌ３は、板状部３５３の外径ｌ２よりも小さい。これにより、平面視で板状部３５３と板状部３５４とが重ならない部分が生じるので、板状部３５３は境界面１０に対向する境界側表面３５３ａを有する。傾斜部３５５の外径は、板状部３５４側の端部で板状部３５４の外径ｌ３に等しく、境界面１０に向かって漸減している。このため、傾斜部３５５は、境界面１０に対向する境界側表面３５５ａを有する。傾斜部３５５のうち板状部３５４とは反対側の端部は、例えば、軸方向で境界面１０と等しい位置に配置される。また、突出部３５のうち境界面１０とは反対側を向く他端側表面３５ｂは、板状部３５２の表面であって境界面１０に平行である。以上に述べた板状部３５２、３５３、３５４および傾斜部３５５の配置により、突出部３５の側面視での形状は略階段状になっている。
【００５３】
図１０に示すように、例えば変形例２において、埋め込み長さｈ２は１４０ｍｍである。突出長さｈ３は１４０ｍｍである。ナット高さｈ４は１２０ｍｍである。突出部高さｈ７は４０ｍｍである。なお、埋め込み長さｈ２、突出長さｈ３、ナット高さｈ４および突出部高さｈ７は、必ずしも上述した長さに限らず、あと施工アンカー３Ｂに求められる性能に応じて変更される。
【００５４】
変形例２に係るあと施工アンカー３Ｂを用いた接合構造において、地震等によって既存構造体１および新構造体２にせん断力Ｆ１が生じた場合の作用は以下のように説明できる。すなわち、突出部３５は、境界側表面３５２ａ、３５３ａ、３５５ａと境界面１０との間にある新構造体２を介して既存構造体１の穴１１の周辺部分を力Ｆ２で押さえつける。また、変形例２においては、軸方向における境界面１０から突出部３５までの距離は、穴１１に近づくほど小さくなっている。これにより、既存構造体１のうち穴１１に近い部分であるほど、加えられる力Ｆ２が大きくなる。このため、上述した実施形態と比較して、既存構造体１のうち穴１１の周辺部分のコンファインド効果がより高められやすくなり、あと施工アンカー３Ｂの曲げ変形が抑制されやすくなる。また、変形例２においては、軸部３１のうち突出部３５で覆われる範囲が、上述した実施形態における軸部３１のうち突出部３２で覆われる範囲よりも、境界面１０側に向かって拡大する。さらに、傾斜部３５５のうち板状部３５４とは反対側の端部が軸方向で境界面１０と等しい位置に配置されているので、軸部３１のうち境界面１０付近の部分も突出部３５で覆われている。軸部３１のうち突出部３５で覆われる部分は、貫通孔３５１の内壁で拘束されているので変形しにくくなっている。これにより、あと施工アンカー３Ｂの曲げ変形がより抑制されやすくなる。
【００５５】
また、仮に上述した実施形態に係るあと施工アンカー３を用いた接合構造において、図５で示した隙間長さｈ５が単に小さくされた場合、境界面１０と突出部３２との間に十分に新構造体２が流れ込まない可能性がある。これに対して、変形例２に係るあと施工アンカー３Ｂを用いた接合構造においては、軸方向における境界面１０から突出部３５までの距離が、穴１１から遠い位置では比較的大きく、穴１１に近づくほど小さくなっている。このため、あと施工アンカー３Ｂを用いた接合構造においては、境界面１０と突出部３５との間に十分に新構造体２が流れ込むことができる。このため、あと施工アンカー３Ｂを用いた接合構造は、境界面１０と突出部３５との間に設けられる新構造体２が不十分であることによりコンファインド効果が弱まる可能性を抑制することができる。
【００５６】
また仮に、突出部３５が板状部３５２、３５３、３５４を備えずに傾斜部３５５を備える場合、突出部３５が新構造体２を押す際に、傾斜部３５５の軸方向端部の周辺の新構造体２に応力集中が生じる可能性がある。これに対して、突出部３５は板状部３５２、３５３、３５４を備えるので、板状部３５２、３５３、３５４のそれぞれの間に段差が生じる。このため、突出部３５が新構造体２を押す際に応力集中が生じる可能性のある部分が増加する。よって、あと施工アンカー３Ｂを用いた接合構造は、新構造体２に生じる可能性のある応力集中を緩和することができる。
【００５７】
なお、突出部３５は、必ずしも３つの板状部３５２、３５３、３５４を備えていなくてもよく、少なくとも２つの板状部を備えていればよい。また、傾斜部３５５の外径は、板状部３５４側の端部で板状部３５４の外径ｌ３に等しくなくてもよい。すなわち、板状部３５４と傾斜部３５５との境界で段差が形成されていてもよい。また、板状部３５２、３５３、３５４および傾斜部３５５を軸方向から見た形状は、必ずしも円形でなくてもよく、例えば楕円形または多角形であってもよい。板状部３５２、３５３、３５４および傾斜部３５５を軸方向から見た形状が円形でない場合、上述した板状部３５２、３５３、３５４および傾斜部３５５の大きさに関する説明は、「外径」を「軸方向廻りの外周」として同様に説明できる。また、傾斜部３５５のうち板状部３５４とは反対側の端部は、必ずしも軸方向で境界面１０と等しい位置に配置されていなくてもよく、軸方向で境界面１０からずれた位置に配置されていてもよい。
【００５８】
（変形例３）
図１２は、変形例３に係るあと施工アンカーによって既存構造体と新構造体とが接合された状態を示す断面図である。図１３は、変形例３に係るあと施工アンカーを示す平面図である。変形例３に係るあと施工アンカー３Ｃは、上述した実施形態における突出部３２とは異なる形状の突出部３６を備える点を特徴としている。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５９】
図１２、１３に示すように、突出部３６は、板状であって平面視で中央部分に貫通孔３６１を有する。貫通孔３６１の内壁には雌ネジが形成されている。軸部３１が貫通孔３６１を貫通しており、軸部３１の雄ネジと貫通孔３６１の雌ネジとが嵌まり合っている。突出部３６が軸部３１に嵌められて位置決めされたのち、例えば溶接等を施すことによって突出部３６が軸部３１に締結される。径方向における突出部３６の最大長さｌ１は、例えば８０ｍｍである。また、突出部３６のうち境界面１０に対向する境界側表面３６ａ、および境界側表面３６ａとは軸方向で反対側に位置する他端側表面３６ｂは、境界面１０に平行である。
【００６０】
図１３に示すように、突出部３６の平面視での形状は長方形である。平面視における突出部３６の長辺３６２の長さｌ１は、上述した突出部３６の最大長さｌ１に等しい。平面視における短辺３６３の長さｌ４は、長辺３６２の長さｌ１よりも短く、例えば５０ｍｍである。
【００６１】
図１２に示すように、例えば変形例３において、埋め込み長さｈ２は１４０ｍｍである。突出長さｈ３は１４０ｍｍである。ナット高さｈ４は１２０ｍｍである。隙間高さｈ５は２０ｍｍである。軸方向長さｈ６は２０ｍｍである。なお、埋め込み長さｈ２、突出長さｈ３、ナット高さｈ４、隙間高さｈ５および軸方向長さｈ６は、必ずしも上述した長さに限らず、あと施工アンカー３Ｃに求められる性能に応じて変更される。
【００６２】
変形例３に係るあと施工アンカー３Ｃを用いた接合構造において、図１２に示すように地震等によって既存構造体１および新構造体２にせん断力Ｆ１が生じた場合の作用は、上述した実施形態と同様に説明することができる。
【００６３】
図１４は、変形例３に係るあと施工アンカーを既存構造体に締結した状態を示す平面図である。図１４に示すように、あと施工アンカー３Ｃは、長辺３６２が境界面１０の長手方向Ｄｌに沿うように配置されている。
【００６４】
境界面１０の短手方向Ｄｓに沿って複数のあと施工アンカーを並べることができれば、あと施工アンカーの数が増加し接合構造のせん断耐力をより高くすることができる。しかし、境界面１０の短手方向Ｄｓの長さは、複数のあと施工アンカーを並べるために十分な長さではない可能性がある。そこで、本実施形態の変形例３に係るあと施工アンカー３Ｃを用いると、突出部３６の最大長さｌ１が外径ｄ１の３倍以上に保たれ、かつ短手方向Ｄｓでの突出部３６の大きさが小さくなる。これにより、あと施工アンカー３Ｃは、境界面１０の短手方向Ｄｓに複数並べられる可能性が高くなる。このため、あと施工アンカー３Ｃを用いた接合構造を用いれば、せん断耐力を高めやすくなる。
【００６５】
なお、突出部３６を軸方向から見た形状は必ずしも長方形でなくてもよく、長辺方向と短手方向とが異なる形状であればよい。例えば、突出部３６を軸方向から見た形状は、楕円形であってもよいし、長方形以外の多角形であってもよい。
【００６６】
（試験体）
図１５は、あと施工アンカーの性能を試験するための試験体を示す正面図である。図１６は、あと施工アンカーの性能を試験するための試験体を示す側面図である。図１７は、図１５におけるＡ−Ａ断面図である。図１５〜１７を用いて、あと施工アンカーの性能を試験するための試験体について説明する。以下においては、図１５中の左右方向を幅方向とし、図１５中の上下方向を高さ方向とし、図１６中の左右方向を奥行き方向として説明する。
【００６７】
図１５〜１７に示すように、試験体８は、２つの既存構造体８１と、新構造体８２と、４つの相対変位計測装置８４と、２つのあと施工アンカー３Ｔと、を備える。既存構造体８１は、直方体状であって、粗骨材最大寸法が２０ｍｍのコンクリートで形成されている。既存構造体８１において、高さＬ１は４２０ｍｍであり、幅Ｌ２１は２００ｍｍであり、奥行きＬ３は２００ｍｍである。また、図１７に示すように、既存構造体８１には、高さ方向に平行な主筋８１１が４本埋設されており、４つの主筋８１１を囲う帯筋８１２が高さ方向に１００ｍｍ間隔で埋設されている。主筋８１１は、ＪＩＳ（Japanese  Industrial  Standards）でＤ１３と呼ばれる異形鉄筋である。帯筋８１２は、ＪＩＳ規格でＤ１０と呼ばれる異形鉄筋である。また、２つの既存構造体８１は、幅方向に３５０ｍｍ離して配置されている。
【００６８】
新構造体８２は、直方体状であって、無収縮モルタルで形成されている。新構造体８２は、２つの既存構造体８１の間に打設されている。試験体８においては、新構造体８２と接する既存構造体８１の表面には目荒しが設けられていない。このように目荒しが設けられていなくとも、既存構造体８１と新構造体８２との間には一定の付着強度が生じている。新構造体８２において、高さＬ１５は３８０ｍｍであり、幅Ｌ２２は３５０ｍｍであり、奥行きＬ３は２００ｍｍである。このため、２つの既存構造体８１および新構造体８２を合わせた幅Ｌ２は７５０ｍｍである。図１５に示すように、既存構造体８１の上端と新構造体８２の上端とが揃っているが、既存構造体８１の下端と新構造体８２の下端とは高さＬ１４だけずれている。高さＬ１４は、高さＬ１と高さＬ１５との差の４０ｍｍである。また、図１７に示すように、新構造体８２には、高さ方向に平行な主筋８２１が６本埋設されており、６つの主筋８２１を囲う帯筋８２２が高さ方向に１００ｍｍ間隔で埋設されている。主筋８２１は、ＪＩＳでＤ１３と呼ばれる異形鉄筋である。帯筋８２２は、ＪＩＳでＤ１０と呼ばれる異形鉄筋である。
【００６９】
相対変位計測装置８４は、既存構造体８１と新構造体８２とに跨って配置されており、既存構造体８１に対する新構造体８２の相対的な変位を計測することができる。図１７に示すように、相対変位計測装置８４は、１つの境界面８０に対して２つ設けられおり、この２つの相対変位計測装置８４は、奥行き方向で互いに反対側に配置されている。
【００７０】
図１５、１７に示すように、あと施工アンカー３Ｔは、既存構造体８１と新構造体８２に跨って埋設されている。あと施工アンカー３Ｔは、図１５、１６に示すように既存構造体８１の下端から高さＬ１１の位置で幅方向に平行に配置されている。高さＬ１１は、２１０ｍｍである。また、あと施工アンカー３Ｔは、図１６、１７に示すように、既存構造体８１の奥行き方向に対して直交する表面から奥行きＬ３１の位置に配置されている。奥行きＬ３１は１００ｍｍである。１つの試験体８に埋設されている２つのあと施工アンカー３Ｔは、互いに同じあと施工アンカーである。２つのあと施工アンカー３Ｔは、２つの境界面８０のうちそれぞれ異なる境界面８０に跨っており、正面視で、新構造体８２の幅方向の中心線に対して線対称に配置されている。これにより、新構造体８２と一方の既存構造体８１とが１つのあと施工アンカー３Ｔにより所定の条件で接合されており、新構造体８２と他方の既存構造体８１とが１つのあと施工アンカー３Ｔにより同様の条件で接合されている。
【００７１】
（評価例）
図１８の表１は、各評価例の試験条件を示す。図１９の表２は、試験に用いた鋼材の材料特性を示す。図２０の表３は、試験に用いたコンクリートおよびモルタルの材料特性を示す図である。あと施工アンカー３Ｔの形状、およびあと施工アンカー３Ｔの周辺の寸法は、評価例Ｔ１〜Ｔ８間で互いに異なっている。図１８、１９中に記載される、ｄ１、ｌ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４、ｈ６およびｈ７は、上述した実施形態および変形例において説明した外径ｄ１、最大長さｌ１、埋め込み長さｈ２、突出長さｈ３、ナット高さｈ４、軸方向長さｈ６および突出部高さｈ７を意味している。
【００７２】
（評価例Ｔ１）
評価例Ｔ１に係るあと施工アンカー３Ｔは、上述した比較例として図７で示したように、突出部を有さないあと施工アンカーである。評価例Ｔ１に係るあと施工アンカー３Ｔにおいて、外径ｄ１は１９ｍｍであり、埋め込み長さｈ２は外径ｄ１の４倍の７６ｍｍである。評価例Ｔ１に係るあと施工アンカー３Ｔの軸部の材質は、ＪＩＳでＳＤ３４５と呼ばれる異形棒鋼である。
【００７３】
（評価例Ｔ２）
評価例Ｔ２に係るあと施工アンカー３Ｔは、上述した比較例として図７で示したように、突出部を有さないあと施工アンカーである。評価例Ｔ２に係るあと施工アンカー３Ｔにおいて、外径ｄ１は２０ｍｍであり、埋め込み長さｈ２は外径ｄ１の７倍の１４０ｍｍである。評価例Ｔ２に係るあと施工アンカー３Ｔの軸部の材質は、ＪＩＳでＳＮＲ４９０Ｂと呼ばれる棒鋼である。
【００７４】
（評価例Ｔ３）
評価例Ｔ３に係るあと施工アンカー３Ｔは、上述した実施形態として図５等で示したように、突出部３２を有するあと施工アンカーである。評価例Ｔ３に係るあと施工アンカー３Ｔにおいて、外径ｄ１は２０ｍｍであり、埋め込み長さｈ２は外径ｄ１の７倍の１４０ｍｍである。評価例Ｔ３に係るあと施工アンカー３Ｔの軸部の材質は、ＪＩＳでＳＮＲ４９０Ｂと呼ばれる棒鋼である。
【００７５】
（評価例Ｔ４）
評価例Ｔ４に係るあと施工アンカー３Ｔは、上述した実施形態の変形例２として図１０で示したように、階段状の突出部３５を有するあと施工アンカーである。評価例Ｔ４に係るあと施工アンカー３Ｔにおいて、外径ｄ１は２０ｍｍであり、埋め込み長さｈ２は外径ｄ１の７倍の１４０ｍｍである。評価例Ｔ４に係るあと施工アンカー３Ｔの軸部の材質は、ＪＩＳでＳＮＲ４９０Ｂと呼ばれる棒鋼である。
【００７６】
（評価例Ｔ５）
評価例Ｔ５に係るあと施工アンカー３Ｔは、上述した実施形態の変形例２として図１０で示したように、階段状の突出部３５を有するあと施工アンカーである。評価例Ｔ５に係るあと施工アンカー３Ｔにおいて、外径ｄ１は２０ｍｍであり、埋め込み長さｈ２は外径ｄ１の４倍の８０ｍｍである。評価例Ｔ５に係るあと施工アンカー３Ｔの軸部の材質は、ＪＩＳでＳＮＲ４９０Ｂと呼ばれる棒鋼である。
【００７７】
（評価例Ｔ６）
評価例Ｔ６に係るあと施工アンカー３Ｔは、上述した実施形態の変形例２として図１０で示したように、階段状の突出部３５を有するあと施工アンカーである。評価例Ｔ６に係るあと施工アンカー３Ｔにおいて、外径ｄ１は３０ｍｍであり、埋め込み長さｈ２は外径ｄ１の３倍の９０ｍｍである。評価例Ｔ６に係るあと施工アンカー３Ｔの軸部の材質は、ＪＩＳでＳＮＲ４９０Ｂと呼ばれる棒鋼である。
【００７８】
（評価例Ｔ７）
評価例Ｔ７に係るあと施工アンカー３Ｔは、上述した実施形態の変形例２として図１０で示したように、階段状の突出部３５を有するあと施工アンカーである。評価例Ｔ７に係るあと施工アンカー３Ｔにおいて、外径ｄ１は２０ｍｍであり、埋め込み長さｈ２は外径ｄ１の７倍の１４０ｍｍである。評価例Ｔ７に係るあと施工アンカー３Ｔの軸部の材質は、ＪＩＳでＳＮＢ７と呼ばれる高温用合金鋼ボルト材である。
【００７９】
（評価例Ｔ８）
評価例Ｔ８に係るあと施工アンカー３Ｔは、上述した実施形態の変形例２として図１０で示したように、階段状の突出部３５を有するあと施工アンカーである。評価例Ｔ８に係るあと施工アンカー３Ｔにおいて、外径ｄ１は３０ｍｍであり、埋め込み長さｈ２は外径ｄ１の３倍の９０ｍｍである。評価例Ｔ８に係るあと施工アンカー３Ｔの軸部の材質は、ＪＩＳでＳＮＢ７と呼ばれる高温用合金鋼ボルト材である。
【００８０】
（試験方法）
試験体８に対する試験は、図１５に示すように新構造体８２の上面に載せられた厚さ３０ｍｍの鋼板８３に対して荷重Ｐが加えられることで開始する。これにより、境界面８０にせん断力が生じる。また、既存構造体８１の下端と新構造体８２の下端とが高さ方向にずれているので、荷重Ｐが加えられた新構造体８２は下方向に移動することができる。既存構造体８１に対する新構造体８２の相対変位は、４つの相対変位計測装置８４の計測値の平均値を用いる。荷重Ｐは、既存構造体８１に対する新構造体８２の相対変位が０．２ｍｍ程度になった時点で一旦除かれた後、新構造体８２に再び加えられる。その後、荷重Ｐは、既存構造体８１に対する新構造体８２の相対変位が２ｍｍ程度になった時点で再び除かれる。そして最終的に、荷重Ｐは、既存構造体８１に対する新構造体８２の相対変位が４０ｍｍ程度になるまで新構造体８２に加えられる。
【００８１】
（試験結果）
図２１は、各評価例について、試験体に加えられた荷重と試験体の変位との関係を示すグラフである。図２１は、埋め込み長さｈ２が外径ｄ１の７倍に設定された評価例Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ７について、試験体に加えられた荷重と試験体の変位との関係を示している。図２２は、各評価例について、試験体に加えられた荷重と試験体の変位との関係を示すグラフである。図２２は、埋め込み長さｈ２が外径ｄ１の３倍または４倍に設定された評価例Ｔ１、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ８について、試験体に加えられた荷重と試験体の変位との関係を示している。図２１、２２において、縦軸は荷重Ｐの大きさを示し、横軸は４つの相対変位計測装置８４の計測値の平均値を示している。図２３の表４は、各評価例の試験結果を示す。図２４の表５は、参考情報として、各評価例の理論上のせん断耐力等を示す。図２４で示されるＱａ１、Ｑａ２、Ｑａの値は、上述した非特許文献１で示される（数１）、（数２）および（数３）によって算出された値である。（数１）中のσｙは図１９で示した降伏応力度σｙであり、（数１）中のＡｅは図１８で示した有効断面積Ａｅである。（数２）中のＥｃは図２０で示した平均静弾性係数Ｅｃであり、（数２）中のσＢは図２０で示した平均圧縮強度σＢであり、（数２）中のＡｅは図１８で示した有効断面積Ａｅである。なお、図２４において、埋め込み長さｈ２が（数１）、（数２）および（数３）の適用範囲外である評価例Ｔ１、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ８に関する値は、括弧付きで示されている。
【００８２】
【数１】
0006418824.tif 000002
【００８３】
【数２】
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【００８４】
【数３】
0006418824.tif 000004
【００８５】
図２１に示すように、既存構造体８１と新構造体８２との相対変位が一定値に達したときの荷重Ｐは、評価例Ｔ２よりも評価例Ｔ３、Ｔ４、Ｔ７の方が高い。すなわち評価例Ｔ３、Ｔ４、Ｔ７のせん断耐力は、評価例Ｔ２と比較して高い。ここで、評価例Ｔ３、Ｔ４、Ｔ７に係るあと施工アンカー３Ｔが板状または階段状の突出部を備えている一方で、評価例Ｔ２に係るあと施工アンカー３Ｔは突出部を備えていない。これにより、評価例Ｔ３、Ｔ４、Ｔ７における板状または階段状の突出部に起因するコンファインド効果により、せん断耐力が向上していることが確認できる。
【００８６】
図２２に示すように、既存構造体８１と新構造体８２との相対変位が一定値に達したときの荷重Ｐは、評価例Ｔ１よりも評価例Ｔ５、Ｔ６、Ｔ８の方が高い。すなわち評価例Ｔ５、Ｔ６、Ｔ８のせん断耐力は、評価例Ｔ１と比較して高い。ここで、評価例Ｔ５、Ｔ６、Ｔ８に係るあと施工アンカー３Ｔが階段状の突出部を備えている一方で、評価例Ｔ１に係るあと施工アンカー３Ｔは突出部を備えていない。これにより、評価例Ｔ５、Ｔ６、Ｔ８における階段状の突出部に起因するコンファインド効果により、せん断耐力が向上していることが確認できる。
【００８７】
特に、評価例Ｔ３〜Ｔ８は、既存構造体８１と新構造体８２との相対変位が生じる初期の段階で最大のせん断耐力を発揮している。これにより、評価例Ｔ３〜Ｔ８においては、既存構造体８１と新構造体８２との付着強度と、あと施工アンカー３Ｔのせん断耐力と、が合わさってせん断力に対抗できることが確認できる。一方、評価例Ｔ１、Ｔ２は、既存構造体８１と新構造体８２との相対変位が２ｍｍ程度になってから最大のせん断耐力を発揮している。これにより、評価例Ｔ１、Ｔ２においては、既存構造体８１の穴の周辺部分のうちあと施工アンカー３Ｔに押される部分には変形（ダボ変形）が生じやすいことが確認できる。
【００８８】
また、図２２に示すように、評価例Ｔ１においては、既存構造体８１と新構造体８２との相対変位が大きくなるにつれて、せん断耐力の低下が顕著になっている。これに対して、評価例Ｔ５、Ｔ６、Ｔ８は、既存構造体８１と新構造体８２との相対変位の増加に伴うせん断耐力の低下が抑制されている。これにより、評価例Ｔ５、Ｔ６、Ｔ８においては、埋め込み長さｈ２が外径ｄ１の３倍以上あれば、一定以上のせん断耐力が発揮される可能性が高いことが確認できる。
【００８９】
以上で述べたように、本実施形態に係るあと施工アンカー３は、既存構造体１と新構造体２とを接合するためのあと施工アンカーである。あと施工アンカー３は、円柱状の軸部３１と、突出部３２と、を備える。突出部３２は、軸部３１に設けられ、軸部３１の径方向における最大長さｌ１が軸部３１の外径ｄ１の３倍以上である。既存構造体１と新構造体２とが接合された状態において、突出部３２は、新構造体に埋まっており、突出部３２のうち既存構造体１と新構造体２との境界面１０に対向する境界側表面３２ａは、新構造体２に接する。
【００９０】
これにより、既存構造体１および新構造体２にせん断力が生じた場合、突出部３２は、境界側表面３２ａと境界面１０との間にある新構造体２を介して既存構造体１の穴１１の周辺部分を押さえつける。これにより、既存構造体１の押さえつけられた部分の強度および剛性が向上するコンファインド効果が生じる。コンファインド効果により既存構造体１の穴１１の周辺部分が変形しにくくなる。これにより、あと施工アンカー３の曲げ変形が抑制される。このため、あと施工アンカー３を用いた接合構造は、埋め込み長さｈ２が短くても十分なせん断耐力を有することができる。また、あと施工アンカー３は、少なくとも穴１１が設けられていれば既存構造体１と締結されるので、既存構造体１との締結のための切削加工が少なくなる。すなわち、あと施工アンカー３は、施工に必要な既存構造体１への加工を容易にすることができる。よって、あと施工アンカー３またはあと施工アンカー３を用いた接合構造は、施工に必要な既存構造体１への加工を容易にすることができ、かつ軸部３１の既存構造体１への埋め込み長さｈ２を短くすることができる。
【００９１】
また、コンファインド効果により既存構造体１の穴１１の周辺部分が変形しにくくなるので、既存構造体１と新構造体２との相対的な変位が生じていない、または小さい時点であと施工アンカー３がせん断力を負担することができる。すなわち、境界面１０における既存構造体１と新構造体２との付着強度が生じている状態で、あと施工アンカー３がせん断力を負担することができる。このため、境界面１０における既存構造体１と新構造体２との付着強度と、あと施工アンカー３のせん断耐力と、が合わさってせん断力Ｆ１に対抗することができる。したがって、あと施工アンカー３を用いた接合構造は、特に、既存構造体１と新構造体２との相対的な変位が生じる初期の段階で大きなせん断耐力を備えることができる。
【００９２】
また、本実施形態に係るあと施工アンカー３において、突出部３２は、板状である。既存構造体１と新構造体２とが接合された状態において、境界側表面３２ａは、境界面１０から５ｍｍ以上かつ軸部３１の外径ｄ１の４倍の距離以下の位置にある。
【００９３】
これにより、突出部３２と既存構造体１の表面１０との間に十分に新構造体２が流れ込みやすくなる。そして、既存構造体１に対するコンファインド効果がより生じやすくなり、あと施工アンカー３の曲げ変形が抑制されやすくなる。
【００９４】
また、本実施形態の変形例１に係る突出部３４は、外周が境界面１０に向かって漸減する傾斜部３４３を備える。また、境界側表面３４ａの少なくとも一部は、傾斜部３４３の表面である。
【００９５】
これにより、境界面１０から突出部３４までの軸方向の距離は、穴１１に近づくほど小さくなる。このため、既存構造体１のうち穴１１に近い部分ほどコンファインド効果がより高められやすくなり、あと施工アンカー３Ａの曲げ変形が抑制されやすくなる。
【００９６】
また、本実施形態の変形例２に係る突出部３５は、板状である板状部３５２（第１の板状部）と、板状部３５２よりも境界面１０側に設けられて板状部３５２の外径ｌ１よりも短い外径ｌ２を有する板状部３５３（第２の板状部）と、を備える。また、本実施形態の変形例２に係る突出部３５は、板状である板状部３５３（第１の板状部）と、板状部３５３よりも境界面１０側に設けられて板状部３５３の外径ｌ２よりも短い外径ｌ３を有する板状部３５４（第２の板状部）と、を備える。傾斜部３５５は、第２の板状部３５３よりも境界面１０側に配置される。
【００９７】
これにより、境界面１０から突出部３５までの軸方向の距離は、穴１１に近づくほど小さくなる。このため、既存構造体１のうち穴１１に近い部分ほどコンファインド効果がより高められやすくなり、あと施工アンカー３Ｂの曲げ変形が抑制されやすくなる。また仮に、突出部３５が板状部３５２、３５３、３５４を備えずに傾斜部３５５を備える場合、突出部３５が新構造体２を押す際に、傾斜部３５５の軸方向端部の周辺の新構造体２に応力集中が生じる可能性がある。これに対して、突出部３５は板状部３５２、３５３、３５４を備えるので、板状部３５２、３５３、３５４のそれぞれの間に段差が生じる。このため、突出部３５が新構造体２を押す際に応力集中が生じる可能性のある部分が増加する。よって、あと施工アンカー３Ｂまたはあと施工アンカー３Ｂを用いた接合構造は、新構造体２に生じる可能性のある応力集中を緩和することができる。
【００９８】
また本実施形態、変形例１または変形例２において、軸方向から見た突出部３２、３４、３５の形状が円形である。
【００９９】
これにより、あと施工アンカー３、３Ａ、３Ｂを既存構造体１に締結するとき、あと施工アンカー３、３Ａ、３Ｂの軸方向廻りの位置決めが不要になる。このため、あと施工アンカー３、３Ａ、３Ｂまたはあと施工アンカー３、３Ａ、３Ｂを用いた接合構造は、施工の効率性をより向上させることができる、すなわちより容易に施工することができる。
【０１００】
また、本実施形態の変形例３において、軸方向から見た突出部３６の形状が長方形であり、既存構造体１と新構造体２とが接合された状態において、長方形の長辺３６２が境界面１０の長手方向Ｄｌに沿っている。
【０１０１】
境界面１０の短手方向Ｄｓに沿って複数のあと施工アンカーを並べることができれば、あと施工アンカーの数が増加し接合構造のせん断耐力をより高くすることができる。しかし、境界面１０の短手方向Ｄｓの長さは、複数のあと施工アンカーを並べるために十分な長さではない可能性がある。そこで、本実施形態の変形例３に係るあと施工アンカー３Ｃを用いると、突出部３６の最大長さｌ１が外径ｄ１の３倍以上に保たれ、かつ短手方向Ｄｓでの突出部３６の大きさが小さくなる。これにより、あと施工アンカー３Ｃは、境界面１０の短手方向Ｄｓに複数並べられる可能性が高くなる。このため、あと施工アンカー３Ｃを用いた接合構造を用いれば、せん断耐力を高めやすくなる。
【０１０２】
なお、図１で示した補強部材４は、例えば摩擦ダンパー等の制震装置を備えていてもよい。補強部材４が制震装置を備えている場合、補強部材４はより大きな地震力を吸収することができる。また、補強部材４には必ずしもスタッドボルト４２が設けられていなくてもよい。
【０１０３】
なお、実施形態および変形例で示したあと施工アンカーの既存構造体１への固定方式は、必ずしも既存構造体１の穴１１に直接注入された接着剤５によって固定される、いわゆる注入方式でなくてもよい。例えば、あと施工アンカーの既存構造体１への固定方式は、穴１１に挿入されたカプセルを打撃等によって破壊して固定する、いわゆるカプセル方式であってもよい。
【０１０４】
なお、実施形態および変形例で示したあと施工アンカーは、必ずしも軸部３１の外周に雄ネジを有していなくてもよい。例えば、実施形態および変形例で示したあと施工アンカーの軸部３１は、異形鉄筋等であってもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１  既存構造体
１０  境界面
１１  穴
２  新構造体
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｔ  あと施工アンカー
３１  軸部
３２  突出部
３２１  貫通孔
３２ａ  境界側表面
３２ｂ  他端側表面
３３  ナット
３４  突出部
３４１  貫通孔
３４２  板状部
３４３  傾斜部
３４ａ  境界側表面
３４ｂ  他端側表面
３５  突出部
３５１  貫通孔
３５２、３５３、３５４  板状部
３５５  傾斜部
３５２ａ、３５３ａ、３５５ａ  境界側表面
３５ｂ  他端側表面
３６  突出部
３６１  貫通孔
３６２  長辺
３６３  短辺
４  補強部材
４２  スタッドボルト
５  接着剤
８  試験体
８０  境界面
８１  既存構造体
８２  新構造体
８３  鋼板
８４  相対変位計測装置
９  あと施工アンカー
９１  軸部
９３  ナット
ｄ１  外径
ｈ２  埋め込み長さ
ｈ３  突出長さ
ｈ４  ナット高さ
ｈ５  隙間長さ
ｈ６  軸方向長さ
ｈ７  突出部高さ
ｌ１  最大長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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