(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
引張強度が既知で両端に係止部１ａ，１ｂが形成された基準ピース１と、
コンクリート２の穿設孔２ａに固定され一端部がそのコンクリート表面から突出されるアンカー３と、
コンクリート表面に突出した前記アンカー３の突出部と前記基準ピース１の一端部とを、その基準ピース１が前記コンクリート表面に平行するように着脱自在に連結する連結部材４と、
前記基準ピース１の他端部に着脱自在に連結される引張機構５と、
を具備し、
前記引張機構５により前記基準ピース１を前記コンクリート表面と平行な方向に引っ張ったとき、基準ピース１の塑性変形とアンカー３の固定部のコンクリート破壊状態とを比較することにより、アンカー３とコンクリート２との剪断方向の外力支持能力を検定するように構成した、
アンカーとコンクリートとの剪断方向支持能力検定機。
【請求項２】
引張強度が既知で両端に係止部１ａ，１ｂが形成された基準ピース１と、
夫々互いに離間してコンクリート２の穿設孔２ａに固定され一端部がそのコンクリート表面から突出される一対のアンカー３，３ａと、
コンクリート表面に夫々突出した一対の前記アンカー３，３ａの突出部に夫々着脱自在に連結する一対の連結部材４，４ａと、
一方の前記連結部材４と前記基準ピース１の一端部とが着脱自在に連結され、その基準ピース１の他端部と他方の前記連結部材４ａとの間に着脱自在に介装される引張機構５と、
を具備し、
前記引張機構５により基準ピース１を前記コンクリート表面と平行な方向に引っ張ったとき、その基準ピース１の塑性変形とアンカー３の固定部のコンクリート破壊状態とを比較することにより、アンカー３とコンクリート２との剪断方向の外力支持能力を検定するように構成した、
アンカーとコンクリートとの剪断方向支持能力検定機。
【請求項３】
請求項２において、前記引張機構５は、
一端部が前記基準ピース１の前記他端部にその軸線の回りに回動自在に連結され、外周に回動用把持部５ａが形成された本体５ｂと、
その本体５ｂの他端部に一方端部が螺着され、他方端部が非回動に前記他方の連結部材４ａに着脱自在に連結された棒体５ｃと、
を具備するアンカーとコンクリートとの剪断方向支持能力検定機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既存の鉄筋コンクリート建造物（軸組構造物等）に、あと施工アンカー（以下、アンカーと略す）を介して、補強用コンクリート体または鉄骨架構体を結合して補強するために、予めコンクリートとアンカーとの支持能力を検定する検定機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一例として、既存の鉄筋コンクリート構造物である梁や柱その他の組み合わせからなるいわゆる軸組構造を補強するため、つぎのような工法が提案されている。即ち、既存の鉄筋コンクリート造軸組の表面に多数の孔を穿設し、そこにアンカーを挿入固定し、そのアンカーの一部を軸組表面から突出させる。そして、その軸組の外周にコンクリートを打設し、既新旧コンクリートを接合することにより補強させる補強工事が提案されている。
ところが、コンクリートの圧縮強度は使用材料や施工方法等によって異なる。そして、その圧縮強度が低い鉄筋コンクリート造軸組にアンカーを打ち込んだ場合、そのアンカーの支持能力が小さくなることは言うまでもない。
そこで、鉄筋コンクリート軸組のコンクリート強度を検定するために、従来ダイヤモンドコアビットで鉄筋コンクリート軸組から小円柱状コンクリートのテストピースを抜き取り、それを圧縮強度試験機により強度試験していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、テストピースによる圧縮強度試験の値が必ずしもアンカーとコンクリートとの剪断方向支持能力を決定するとは限らない。逆に言えば、圧縮強度試験機によって比較的強度が高いと判断されたコンクリートであっても、コンクリートに孔を穿設しアンカーを固定したものにおいて、そのアンカーに剪断方向の外力が加わったとき、それを支持できるアンカーとコンクリートとの結合力が必ずしも高いとは限らない。それは圧縮強度試験の方法および条件が、実際にアンカーを固定して外力を加えたときと異なるからである。
そこで、本発明は特に柱や壁等の補強工事において、アンカーとコンクリートとの剪断方向支持能力をより現実的に検定することができる検定機を提供することを課題とし、その課題を解決するために次の構成をとる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明のアンカーとコンクリートとの剪断方向支持能力検定機は、引張強度が既知で両端に係止部１ａ，１ｂが形成された基準ピース１と、
コンクリート２の穿設孔２ａに固定され一端部がそのコンクリート表面から突出されるアンカー３と、
コンクリート表面に突出した前記アンカー３の突出部と前記基準ピース１の一端部とを、その基準ピース１が前記コンクリート表面に平行するように着脱自在に連結する連結部材４と、
前記基準ピース１の他端部に着脱自在に連結される引張機構５と、
を具備し、
前記引張機構５により前記基準ピース１を前記コンクリート表面と平行な方向に引っ張ったとき、基準ピース１の塑性変形とアンカー３の固定部のコンクリート破壊状態とを比較することにより、アンカー３とコンクリート２との剪断方向の外力支持能力を検定するように構成したものである。
【０００５】
また第２の本発明は、引張強度が既知で両端に係止部１ａ，１ｂが形成された基準ピース１と、
夫々互いに離間してコンクリート２の穿設孔２ａに固定され一端部がそのコンクリート表面から突出される一対のアンカー３，３ａと、
コンクリート表面に夫々突出した一対の前記アンカー３，３ａの突出部に夫々着脱自在に連結する一対の連結部材４，４ａと、
一方の前記連結部材４と前記基準ピース１の一端部とが着脱自在に連結され、その基準ピース１の他端部と他方の前記連結部材４ａとの間に着脱自在に介装される引張機構５と、
を具備し、
前記引張機構５により基準ピース１を前記コンクリート表面と平行な方向に引っ張ったとき、その基準ピース１の塑性変形とアンカー３の固定部のコンクリート破壊状態とを比較することにより、アンカー３とコンクリート２との剪断方向の外力支持能力を検定するように構成したものである。
【０００６】
さらに第２の発明における好ましい実施の形態では、前記引張機構５は、
一端部が前記基準ピース１の前記他端部にその軸線の回りに回動自在に連結され、外周に回動用把持部５ａが形成された本体５ｂと、
その本体５ｂの他端部に一方端部が螺着され、他方端部が非回動に前記他方の連結部材４ａに着脱自在に連結された棒体５ｃと、
を具備するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明のアンカーとコンクリートとの剪断方向支持能力検定機の縦断面図であり、図２はその平面図である。
この検定機は、既設コンクリート２に互いに離間して一対の穿設孔２ａを穿設し、そこにアンカー３，３ａの中間部以下を挿入し、接着剤等を介してアンカー３，３ａを穿設孔２ａに固定する。その接着剤の一例として、社団法人日本建築あと施工アンカー協会の定める接着系アンカーであって、不飽和ポリエステル樹脂および骨材を外側のガラス管に、硬化剤を内側のガラス管に夫々収納したアンカーボルト用のレジンカプセルがある。これは、そのカプセルを孔内に挿入し、内外のガラス管を破損させることにより、不飽和ポリエステル樹脂と硬化剤とを混合し、アンカー３，３ａを穿設孔２ａ内面に強固に固定するものである。
【０００８】
このとき、アンカー３，３ａをコンクリート２ｋ  穿設孔２ａ内に挿入する長さは、アンカー３の直径の７倍以上とすることが好ましい。これらのアンカー３，３ａの頭部には外ネジが形成されている。次いで、断面溝状の連結部材４，４ａをスリーブ６を介してアンカー３，３ａに接続する。この連結部材４，４ａは、その溝状の底部に孔を有すると共に、両側壁部にスリーブ６挿通用の孔を有する。また、図において左側の連結部材４にはナット８が内装され、そのナット８に基準ピース１の一端部が螺着される。また、アンカー３，３ａの上端部には座金を介し夫々ナット７が螺着締結される
次に、基準ピース１は軟鋼材からなり、その両端に直径が拡大した係止部１ａ，１ｂを有し、図において右側の係止部１ａは円形頭部に形成され、左側の係止部１ｂは外ネジが形成されている。そして、この基準ピース１はその引張強度が既知のものである。
【０００９】
次に、基準ピース１の右側の係止部１ａと右側の連結部材４ａとを引張機構５が連結する。この引張機構５は、細長い筒状の本体５ｂと棒体５ｃと側蓋５ｆならびにベアリング５ｇを有する。本体５ｂは、その両端に内ネジが形成されている。この実施例では、右側の内ネジはその内直径が小径であり、左側の内ネジは内直径が大である。そして、右側の内ネジに棒体５ｃの外ネジ５ｅが螺着され、左側の内ネジに側蓋５ｆの外ネジが螺着される。側蓋５ｆは、内フランジを有する短い筒状に形成され、その内フランジにベアリング５ｇが内装される。そして、基準ピース１の係止部１ａがそのベアリング５ｇに支持される。また、棒体５ｃの右端には外周が正四角の角頭部５ｄが形成され、それが連結部材４ａに収納されて、その内面で回り止めされる。
なお、引張機構５の右端外周には回動用把持部５ａが図２の如く形成されている。この例では、スパナを嵌着できるようにその横断面が正六角形の構造である。
【００１０】
【使用方法】
図１および図２に示す如く、一対のアンカー３，３ａをコンクリート２の穿設孔２ａにその中間部以下を挿入すると共に、穿設孔２ａとアンカー３外周との間を一例として接着剤で確固に固定する。そして、夫々のアンカー３にスリーブ６を介して連結部材４，４ａを挿入すると共に、アンカー３，３ａに座金を介しナット７を螺着締結する。それと共に、連結部材４に内装されたナット８に基準ピース１の係止部１ｂを螺着し且つ、引張機構５の側蓋５ｆにベアリング５ｇを介して基準ピース１の係止部１ａを把持させる。次いで、引張機構５の本体５ｂを側蓋５ｆに螺着させる。それと共に、棒体５ｃの外ネジ５ｅを本体５ｂの端部に螺着し且つ、棒体５ｃの角頭部５ｄを連結部材４ａに装着しておく。
なお、角頭部５ｄを連結部材４ａに収納するには、スリーブ６が存在しない状態で連結部材４ａの開口側からその軸部を挿入し、連結部材４ａの底部貫通孔にその軸部を挿通すればよい。
なお、この例ではコンクリート２上にテフロン９を載置し、連結部材４，４ａの滑りを良くしている。
【００１１】
このように準備された検定機において、本体５ｂの回動用把持部５ａにスパナを嵌着し、それを締結方向に螺回する。すると、本体５ｂは棒体５ｃに対して図において右方に移動し、基準ピース１に引張加重を加える。そして、その加重を徐々に大きくし、基準ピース１の塑性変形とアンカー３の固定部のコンクリート破壊状態とを比較する。それにより、アンカー３とコンクリート２との剪断方向の外部支持能力を検定するものである。すなわち、穿設孔２ａ孔縁部に破損が生じることなく、基準ピース１が塑性変形した場合には、その塑性変形に見合う引張加重がアンカー３に加わっても、コンクリート２とアンカー３との支持能力は充分耐え得ることになる。
【００１２】
通常、どの程度の支持能力があるかの検定には、本検定機に取り付ける基準ピースを、その直径の小なるものから順次大なるものに換えることにより、アンカー３およびコンクリート２の支持能力の限界値を予測することが可能となる。
次式はアンカー３とコンクリート２との支持力Ｑの一般的実験値を表す。このとき、アンカー３はコンクリート２にその直径の７倍以上挿入固定されている必要がある。
Ｑ＝０．４（ＦC ．ＥC ）1/2 ．Ａ
ここに、ＦC はコンクリートの圧縮強度であり、ＥC はコンクリートのヤング係数、Ａはアンカーの断面積である。通常のコンクリートの場合、ＦC は１８０Kgｆ／cm2 であり、コンクリートのＥC は２．１×１０5 Kgｆ／cm2 である。
そこで、アンカー３の外直径を２cmとすると、
Ｑ＝０．４（１８０×２１０，０００）1/2 ×π×１2 ＝７，７００Kgｆとなる。
【００１３】
そこで、上記条件における外直径２cmのアンカー３の支持力Ｑに相当する基準ピース１の外直径を求めると次のようになる。なお、このとき基準ピース１の引張強さを５０Kgｆ／mm2 と仮定する。
７，７００／５０＝πＤ2 ／４
故にＤ＝１４mm
したがって、コンクリート２が所定の強度を有している場合には、直径１４mmの基準ピース１と直径２０mmのアンカー３とが平衡するものとなる。すなわち、基準ピース１が破断する荷重とコンクリート２が破損する荷重とが一致するものである。
【００１４】
次に、低強度の既存の鉄筋コンクリート建築物の場合には、前記直径１４mmの基準ピース１で直径２０mmのアンカー３を使用すると、基準ピース１が破断する前にコンクリート２が破損する。
そこで、このように既存鉄筋コンクリートの強度低下が予測される場合には、基準ピース１の直径を前記より小さなもので行う必要がある。そして、許容の圧縮強度を想定し、それに相応する基準ピース１を用いて検定すれば、少なくともその既存コンクリートの強度は許容値を越えていることが確認できる。
なお、図１および図２において棒体５ｃの強度は当然に基準ピース１の強度よりも大なる必要がある。
このような検定は、既存コンクリートからコア抜きしたコンクリートテストピースの圧縮試験と並行して行っても、或いは単独で行ってもよい。
【００１５】
【他の発明の実施の形態】
次に、図３は本発明の他の実施の形態であり、この例は引張機構５に油圧装置を用いた例である。すなわち、既設コンクリート２のコーナー部において油圧装置の支持部をその直交二面に当接させ、そのピストンロッド10を基準ピース１の係止部１ａに保持させたものである。そして、ピストンロッド10を右方に引張り、基準ピース１の破断状況とアンカー３周辺のコンクリート２の破損状況とを比較することにより、コンクリート２とアンカー３との支持能力を検定することができる。
なお、上記の例は何れもアンカーボルトをコンクリートの穿設孔に固定したが、それに代えてアンカーナットを穿設孔に埋設固定し、それにボルトを螺着締結して前記検定を行うことも考えられる。
【００１６】
【発明の作用・効果】
本発明のアンカーとコンクリートとの剪断方向支持能力検定機は、引張機構５により基準ピース１をコンクリート表面と平行な方向に引っ張ったとき、その基準ピース１の塑性変形とアンカー３の固定部のコンクリート破壊状態とを比較することにより、アンカー３とコンクリート２との剪断方向の外力支持能力を検定するように構成したものである。そして、その基準ピース１は引張強度が既知であるから、その塑性変形を確認することによりコンクリートとアンカーとの剪断方向支持能力を把握することが可能となる。
しかも、本検定機は構造が簡単で取扱易く、迅速に試験を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンカーとコンクリートとの剪断方向支持能力検定機の縦断面図。
【図２】同平面図。
【図３】本発明の他の検定機の一部破断図。
【符号の説明】
１  基準ピース
１ａ，１ｂ  係止部
２  コンクリート
２ａ  穿設孔
３，３ａ  アンカー
４，４ａ  連結部材
５  引張機構
５ａ  回動用把持部
５ｂ  本体
５ｃ  棒体
５ｄ  角頭部
５ｅ  外ネジ
５ｆ  側蓋
５ｇ  ベアリング
６  スリーブ
７，８  ナット
９  テフロン
10  ピストンロッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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