JP5314203B1 - Structure connection structure - Google Patents
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Abstract
【課題】距離を置いて対向する、例えば既存の構造体間に、両構造体間に対向する方向の相対変位が生じたときの振動を低減するダンパー付きの軸力部材を架設する際に、軸力部材の端部を構造体に接合するベースプレートを構造体に固定する複数本のアンカーの負担を均等にし、アンカーに与えるべき寸法を最小に抑える。
【解決手段】対向する構造体1、2間に、両構造体1、2が互いに対向する方向に相対変位したときに軸方向力を負担しながら、軸方向に伸縮し、伸縮時に減衰力を発生する軸力部材3を、構造体1、2が対向する方向に軸方向を向けて架設し、軸力部材3の両端を各構造体1、2の表面に固定されたベースプレート4に、少なくとも軸力部材3の軸方向に直交する面内の水平軸回りに回転自在に接合し、軸力部材3の軸方向に平行な方向を向く複数本のアンカー5をベースプレート4を貫通させて構造体1、2に定着させ、ベースプレート4に接合する。
【選択図】図1An object of the present invention is to construct an axial force member with a damper for reducing vibration when a relative displacement in a direction opposite to each other occurs between, for example, existing structures facing each other at a distance. The load of the plurality of anchors that fix the base plate that joins the end portion of the axial force member to the structure is equalized, and the size to be given to the anchor is minimized.
SOLUTION: When both structures 1 and 2 are displaced relative to each other in a direction opposite to each other, an axial force is applied while the structures 1 and 2 are displaced relative to each other, and a damping force is applied during the expansion and contraction. The generated axial force member 3 is erected in the direction in which the structures 1 and 2 face each other in the axial direction, and at least both ends of the axial force member 3 are fixed to the base plate 4 fixed to the surface of each structure 1 and 2. A structure in which a plurality of anchors 5 that are rotatably joined around a horizontal axis in a plane orthogonal to the axial direction of the axial force member 3 and that are parallel to the axial direction of the axial force member 3 are passed through the base plate 4. Fix to 1 and 2 and join to the base plate 4.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は距離を置いて対向する、例えば既存の構造体間に、両構造体間に対向する方向の相対変位が生じたときに構造体の振動を低減する軸力部材を架設し、両構造体を接続した構造体の接続構造に関するものである。 In the present invention, an axial force member that reduces vibrations of a structure when a relative displacement in the opposite direction between the two structures is generated, for example, between the structures facing each other at a distance is provided. It is related with the connection structure of the structure which connected the body.
例えば集合住宅その他の建築物等のように既存の構造体が互いに距離を置いて対向(隣接)している場合、あるいは新設の二つの構造体が互いに距離を置いて構築されるような場合に、両構造体が地震や風等により異なる振動数で振動する可能性がある場合には、両構造体間にダンパーを架設することにより両構造体の振動数の差を利用して両構造体の振動を低減することができる(特許文献1〜5参照)。距離を置いた構造体間に架設されるダンパーには主にダンパーを構成する構成材の軸方向の相対移動、または相対速度を利用した形式のオイルダンパー等の使用が適する。
For example, when existing structures are facing each other (adjacent), such as apartment buildings or other buildings, or when two new structures are built at a distance from each other If there is a possibility that both structures vibrate at different frequencies due to earthquakes, winds, etc., use a difference in the frequency of both structures by installing a damper between the two structures. Can be reduced (see
対向する構造体間にダンパーを架設する場合、構造体の変形時、例えば曲げ変形時に対向する構造体間に生ずる相対変位量が大きくなる区間にダンパーを架設することが有効であるため、ダンパーは軸方向を鉛直方向に、または水平方向に対して傾斜した方向に向けて架設されることが多い(特許文献1、3)。
When installing a damper between opposing structures, it is effective to install a damper in a section where the relative displacement generated between the opposing structures during deformation of the structure, for example, during bending deformation, is large. In many cases, the axial direction is set in the vertical direction or in a direction inclined with respect to the horizontal direction (
距離を置いた構造体間にダンパーを架設する場合、各構造体の変形時、ダンパーの両端部は各構造体に対し、相対的に少なくとも水平軸回りに回転変形しようとするため、ダンパーの両端部に曲げモーメントを作用させないよう、ダンパーの両端部は各構造体に回転自在にピン接合される必要がある。具体的には構造体の表面に密着するベースプレートの表面側に突設されたガセットプレートにダンパーの端部がピン接合されるが、ベースプレートの構造体への固定にアンカーが使用される場合、アンカーは軸方向が構造体の表面に直交する方向を向いて構造体中に挿入され、定着されることになる(特許文献6参照)。 When installing dampers between structures that are spaced apart from each other, both ends of the damper will rotate at least around the horizontal axis relative to each structure when the structures are deformed. In order to prevent a bending moment from acting on the portion, both end portions of the damper need to be pin-coupled to each structure so as to be rotatable. Specifically, the end of the damper is pin-bonded to a gusset plate protruding on the surface side of the base plate that is in close contact with the surface of the structure, but when the anchor is used to fix the base plate to the structure, the anchor Is inserted and fixed in the structure with the axial direction facing the direction perpendicular to the surface of the structure (see Patent Document 6).
特許文献6のようにブレースがダンパー内蔵型の場合、あるいはダンパーがブレースを兼ねる場合には、ダンパーの軸方向とアンカーの軸方向とに角度が付くため、ダンパーが軸方向の力(圧縮力と引張力)を負担したときに、アンカーの軸部に曲げモーメントを作用させることになる。
When the brace is a damper built-in type as in
また特許文献6のように1枚のベースプレートの固定に複数本のアンカーが使用される場合、ブレースが引張力を負担したときに複数本のアンカーが負担する引張力が均等にならないため、いずれか特定のアンカーが構造体から抜け出し易くなることが想定される。複数本のアンカーの負担が均等にならない状況はブレースからベースプレートにアンカーの軸方向に直交する方向のせん断力が伝達される場合にも言える。せん断力はブレースからの鉛直荷重がベースプレートに作用する場合にアンカーに作用する。この他、ブレースが引張力を負担したときのベースプレートの表面に平行な分力がせん断力としてアンカーに作用する。
In addition, when a plurality of anchors are used for fixing one base plate as in
例えば既存の構造体にベースプレートを後付けする場合には、アンカーの定着による躯体の損傷を最小に抑える都合から、躯体中に挿入可能なアンカーの本数、及び軸部の長さと径(太さ)が制約を受けるため、使用すべきアンカーの本数は少ない方がよい。しかしながら、ベースプレートを構造体に固定している複数本のアンカーが負担する引張力(引き抜き力)とせん断力がアンカー毎に相違するとすれば、全アンカーが同等の抵抗力を発揮することにならないため、必要とされるアンカーの本数が多くなる。また安全性の面から、最も大きい引き抜き力を受けるアンカーの寸法に他のアンカーの寸法を揃えなければならないため、全アンカーの寸法が必要以上に大きくなり、それだけ躯体に与える損傷が増大する。 For example, when retrofitting a base plate to an existing structure, the number of anchors that can be inserted into the housing, and the length and diameter (thickness) of the shaft portion are determined in order to minimize damage to the housing due to anchor anchoring. Due to restrictions, it is better to use fewer anchors. However, if the tensile force (pull-out force) and the shearing force borne by multiple anchors fixing the base plate to the structure are different for each anchor, not all anchors will exhibit the same resistance. The number of anchors required is increased. Also, from the viewpoint of safety, the dimensions of the other anchors must be aligned with the dimensions of the anchor that receives the largest pulling force, so that the dimensions of all the anchors become larger than necessary, and the damage to the housing increases accordingly.
本発明は上記背景より、対向(隣接)する構造体間にダンパー付きの軸力部材を架設し、両端を各構造体に接合する場合にも、構造体にベースプレートを固定する複数本のアンカーの負担を均等にし、アンカーに与えるべき寸法を最小に抑えることを可能にする構造体の接続構造を提案するものである。 In the present invention, even when an axial force member with a damper is installed between opposing (adjacent) structures and both ends are joined to each structure, the present invention provides a plurality of anchors for fixing the base plate to the structure. The present invention proposes a connection structure for a structure that makes it possible to equalize the burden and to minimize the dimensions to be given to the anchor.
請求項1に記載の発明の構造体の接続構造は、距離を置いて対向するコンクリート造の構造体間に、前記両構造体が互いに対向する方向に相対変位したときに軸方向力を負担しながら、軸方向に伸縮し、伸縮時に減衰力を発生するダンパー内蔵型の軸力部材が、前記構造体が対向する方向に軸方向を向けて架設され、前記軸力部材の両端が前記各構造体の表面に固定されたベースプレートに、少なくとも前記軸力部材の軸方向に直交する面内の水平軸回りに回転自在に接合され、
前記軸力部材の軸方向に平行な方向を向く複数本のアンカーが前記ベースプレートを貫通して前記構造体に定着され、前記ベースプレートに接合され、
前記アンカーの、前記構造体中に埋設される軸部は先端部側に、前記軸部の軸に垂直な断面積より大きい断面積の定着部を備え、
前記軸部の前記軸力部材側には前記軸部から分離した頭部が前記軸部に螺合し、前記構造体の表面に密着した状態にあり、
前記頭部と前記定着部は前記軸部が埋設される前記構造体の、充填材からなる硬化体、もしくはコンクリートを挟んで対になり、前記頭部の前記軸部への螺入に伴い、前記硬化体、もしくはコンクリートに軸方向圧縮力を加える状態にあることを構成要件とする。
The structure connecting structure according to the first aspect of the present invention bears an axial force when the two structures are relatively displaced in a direction facing each other between the concrete structures facing each other at a distance. However, a damper built-in type axial force member that expands and contracts in the axial direction and generates a damping force at the time of expansion and contraction is installed with the axial direction facing the structure, and both ends of the axial force member are connected to the respective structures. A base plate fixed to the surface of the body is joined to at least a horizontal axis in a plane perpendicular to the axial direction of the axial force member,
A plurality of anchors facing in a direction parallel to the axial direction of the axial force member are fixed to the structure through the base plate, and are joined to the base plate,
A shaft portion embedded in the structure of the anchor includes a fixing portion on a distal end portion side having a cross-sectional area larger than a cross-sectional area perpendicular to the shaft portion,
The head portion separated from the shaft portion is screwed into the shaft portion on the shaft force member side of the shaft portion, and is in a state of being in close contact with the surface of the structure.
The head part and the fixing part are paired with a hardened body made of a filler or concrete sandwiched between the structure in which the shaft part is embedded, and with the screwing of the head part into the shaft part, The hardened body or concrete is in a state where an axial compressive force is applied thereto.
「構造体が対向する方向」は隣接する構造体が対向する方向の水平方向を言う。対向する構造体は既存の場合と新設の場合があり、一方の構造体が既存で、他方の構造体が新設の場合もある。構造体の構造種別は問われず、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造等がある。構造体は橋脚の場合もある。対向する両構造体が地震や風荷重等の水平力の作用時に対向する方向に独立して曲げ変形、またはせん断変形し、対向する面(壁面)間距離が変化したときに、両構造体間に架設されている軸力部材の両端間距離が変化し、軸力部材が軸方向に伸縮し、伸縮に伴って減衰力を発生するため、各構造体の固有振動数が異なるか否かも問われない。 The “direction in which the structures oppose” refers to the horizontal direction in which the adjacent structures oppose each other. The opposing structures may be existing or newly established, and one structure may be existing and the other structure may be newly provided. Regardless of the structural type of the structure , there are reinforced concrete structures , steel reinforced concrete structures, and the like. The structure may be a pier. When both opposing structures are bent or sheared independently in the opposing direction when a horizontal force such as an earthquake or wind load is applied, the distance between the opposing surfaces (wall surfaces) changes. Since the distance between both ends of the axial force member installed on the shaft changes, the axial force member expands and contracts in the axial direction, and a damping force is generated along with the expansion and contraction, whether or not the natural frequency of each structure differs I will not.
各構造体が水平力の作用時に互いに独立して変形することには、例えば両構造体の曲げ剛性に差があり、曲げ剛性の差による固有振動数の差に起因し、独立して挙動(振動)することにより曲げ変形する場合と、曲げ剛性に差がなく、一様に曲げ変形しながらも、各構造体と軸力部材との接合部に相対的な回転変形が生じながら、軸力部材の両端間距離が変化するような場合がある。いずれの場合も各構造体と軸力部材との間の相対的な回転変形は少なくともいずれか一方の構造体が曲げ変形、またはせん断変形を起こすことにより発生する。 When each structure deforms independently of each other when a horizontal force is applied, for example, there is a difference in the bending stiffness between the two structures, and due to the difference in natural frequency due to the difference in bending stiffness, There is no difference in bending rigidity from the case of bending deformation due to vibration), and even though the bending deformation is uniform, relative rotational deformation occurs at the joint between each structural body and the axial force member. The distance between both ends of the member may change. In either case, the relative rotational deformation between each structure and the axial force member occurs when at least one of the structures undergoes bending deformation or shear deformation.
ダンパー内蔵型の軸力部材は軸方向力を負担する、互いに分離した本体部と、例えば一方の本体部に内蔵され、他方の本体部が軸方向に相対移動自在に接続されるダンパー部からなり、両本体部が軸方向力としての引張力と圧縮力を負担するときに軸力部材全体として軸方向に伸縮し、両本体部が伸縮するときの相対移動量、または相対速度に応じた減衰力をダンパー部が発生する。 The built-in damper type axial force member bears axial force and consists of a separate main body part and a damper part, for example, built in one main body part and the other main body part being connected to be relatively movable in the axial direction. Attenuation according to the amount of relative movement or relative speed when both body parts expand and contract in the axial direction when both body parts bear tensile and compressive forces as axial forces and both body parts expand and contract The damper part generates force.
ダンパー部を構成し、軸方向の相対移動を利用したダンパーには粘性ダンパー、粘弾性ダンパー、摩擦ダンパーの他、弾塑性ダンパー等が使用可能である。オイルダンパーの場合で言えば、ダンパー部は例えば一方の本体部に一体化し、作動油が充填されたシリンダと、シリンダ内に軸方向に相対移動自在に配置され、他方の本体部に一体化するピストンから構成され、シリンダ内のピストンの移動に伴い、ピストンに形成されたオリフィス、またはシリンダに並列する流路を作動油が通過することにより減衰力を発生する。 In addition to viscous dampers, viscoelastic dampers, friction dampers, elasto-plastic dampers, and the like can be used as dampers that constitute the damper portion and utilize the relative movement in the axial direction. In the case of an oil damper, the damper part is integrated with, for example, one main body part, and is disposed so as to be relatively movable in the axial direction in a cylinder filled with hydraulic oil, and integrated with the other main body part. As the piston moves in the cylinder, the hydraulic oil passes through an orifice formed in the piston or a flow path parallel to the cylinder to generate a damping force.
軸力部材は対向する構造体が対向する方向に変形するときの両端間距離の変化等に応じて減衰力を発生するため、各構造体には主に軸力部材の軸方向に直交する面内の水平軸回りに回転自在に接合される。但し、両構造体の対向する方向の変形には対向する方向に直交する方向の相対変位を伴うこともあり得るため、軸力部材の軸方向に直交する面内の任意の軸回りに回転自在に接合されることが適切である。軸力部材の軸方向に直交する面内の任意の軸回りに回転自在に接合される状態は、例えば図6に示すように軸力部材の軸方向に直交する面内の水平軸回りと鉛直軸回りに回転自在に、軸力部材が構造体(ベースプレート)に接合(連結)されることで得られる。 Since the axial force member generates a damping force according to a change in the distance between both ends when the opposing structural body is deformed in the opposing direction, a surface orthogonal to the axial direction of the axial force member is mainly formed on each structural body. It is joined so as to be rotatable around the horizontal axis. However, since the deformation in the opposing direction of both structures may involve relative displacement in the direction orthogonal to the opposing direction, the structure can rotate around any axis in the plane orthogonal to the axial direction of the axial force member. It is appropriate to be joined to For example, as shown in FIG. 6, the state of being rotatably joined around an arbitrary axis in a plane orthogonal to the axial direction of the axial force member is perpendicular to the horizontal axis in the plane orthogonal to the axial direction of the axial force member. It can be obtained by joining (connecting) the axial force member to the structure (base plate) so as to be rotatable around the axis.
軸力部材の端部は構造体の表面に固定されるベースプレートに水平軸回りに、または任意の軸回りに回転自在に接合(連結)され、ベースプレートは複数本のアンカーがベースプレートを貫通して構造体に定着され、ベースプレートに接合されることにより構造体に接合(固定)される。複数本の全アンカーの軸方向は軸力部材の軸方向を向くことで、軸力部材からベースプレートに軸方向力としての圧縮力と引張力が作用したときにアンカーに曲げモーメントが作用することはなく、軸力部材が引張力を負担するときに引張力が作用する。 The end of the axial force member is joined (coupled) to a base plate fixed to the surface of the structure so as to be rotatable about a horizontal axis or about an arbitrary axis, and the base plate has a structure in which a plurality of anchors penetrate the base plate. It is fixed to the structure by being fixed to the body and bonded to the base plate by being bonded to the base plate. The axial direction of the plurality of all anchors is directed to the axial direction of the axial force member, so that a bending moment acts on the anchor when compressive force and tensile force as axial direction force are applied from the axial force member to the base plate. The tensile force acts when the axial force member bears the tensile force.
軸力部材が圧縮力を負担するときの圧縮力はベースプレートの背面(構造体側の面)から支圧力として構造体に伝達されるため、アンカーには原則として軸力部材からの圧縮力は作用しない。軸力部材からの引張力はベースプレートから全アンカーに引き抜き力として作用するが、ベースプレートが変形(曲げ変形)しない限り、特に塑性変形しない限り、引張力はベースプレートの全面に分散して全アンカーに伝達されるため、全アンカーに均等に作用することになる。 Since the compressive force when the axial force member bears the compressive force is transmitted to the structure as a support pressure from the back surface (surface on the structure side) of the base plate, in principle, the compressive force from the axial force member does not act on the anchor. . The tensile force from the axial force member acts as a pulling force from the base plate to all anchors. However, unless the base plate is deformed (bending deformation), especially unless it is plastically deformed, the tensile force is distributed over the entire surface of the base plate and transmitted to all anchors. Therefore, it acts equally on all anchors.
軸力部材からの軸方向力を全アンカーに均等に伝達する上では、軸力部材の軸方向力がベースプレートの縦断面上、及び水平断面上の中心に作用し、ベースプレートの中心に関して全アンカーが鉛直方向と水平方向に均等に配列していることが適切であるから、ベースプレートの中心を通る水平線上に軸力部材の断面上の中心が位置するように軸力部材がベースプレートに接合される。ベースプレートの中心とは、ベースプレートを正面から(厚さ方向に)、すなわち図1−(a)のx−x線方向に見たときの(平面形状の)中心を言う。 In order to evenly transmit the axial force from the axial force member to all the anchors, the axial force of the axial force member acts on the center of the base plate in the vertical and horizontal cross sections, and all the anchors are in relation to the center of the base plate. Since it is appropriate that they are equally arranged in the vertical direction and the horizontal direction, the axial force member is joined to the base plate so that the center of the axial force member in the cross section is positioned on a horizontal line passing through the center of the base plate. The center of the base plate refers to the center (planar shape) when the base plate is viewed from the front (in the thickness direction), that is, in the xx line direction of FIG.
複数本のアンカー5が図1−(a)に示すように鉛直方向に複数段、配列する場合は、鉛直断面で見たときに鉛直方向に配列する複数本のアンカー5全体の鉛直方向の中心を通る水平線に軸力部材3の中心線が一致するように軸力部材3がベースプレート4に連結される。同様に図1−(b)に示すように複数本のアンカー5が水平方向(ベースプレート4の幅方向)に複数列、配列する場合は、水平断面で見たときに水平方向に配列する複数本のアンカー5全体の水平方向の中心を通る水平線に軸力部材3の中心線が一致するように軸力部材3がベースプレート4に連結される。例えば複数本のアンカー5が鉛直方向に奇数段、配列する場合は、鉛直方向の中心に位置するアンカー5の中心線に軸力部材3の中心線が一致し、偶数段、配列する場合は、鉛直方向の中心寄りに位置する2本のアンカー5、5の中心を通る線に軸力部材3の中心線が一致する。
When a plurality of
軸力部材3からの引張力を全アンカー5に均等に作用させることは、ベースプレート4が面外方向(板厚方向)に変形しないことが前提になるため、引張力がベースプレート4から全アンカー5に伝達される際に、ベースプレート4の曲げ変形が想定される場合には、図5に示すようにベースプレート4に曲げ剛性を付与するためのリブプレート43がベースプレート4の表面に接合される。またはベースプレート4自身に曲げ変形が生じない程度の厚さが与えられる。但し、後述のように軸力部材3からの引張力を全アンカー5が均等に負担することで、アンカー5の太さ(径)を抑制することができる結果、複数本のアンカー5が挿通するベースプレート4の面積を抑制することができるため、ベースプレート4自体を曲げ変形しにくい寸法に設定することができる。
Applying the tensile force from the
軸力部材3からの引張力が全アンカー5に均等に作用することで、全アンカー5が負担すべき引張力が等しくなり、特定のアンカー5の負担が増大することがなくなるため、全アンカー5の寸法を統一することができる。また特定のアンカー5の負担が大きくならないことで、いずれかのアンカー5の負担が大きい場合より各アンカー5の軸部5bの長さ(定着長さ)と軸部5bの太さ(径)を抑えることが可能になる。
Since the tensile force from the
只、構造体1(2)が既存のコンクリート造の場合、構造体1(2)にはアンカー5定着のための削孔1aが形成されるが、隣接する削孔1a、1a間の距離が接近すれば、残されたコンクリートが脆くなる可能性があるため、複数本のアンカー5を狭い領域内に密集させることができないこともある。この観点からは、アンカー5の軸部5bの太さを小さくすることが合理的であると言える。軸部5bの太さを抑えることで、削孔1aの径を小さくすることができ、隣接する削孔1a、1a間に一定の距離を確保することができることによる。
When the structure 1 (2) is an existing concrete structure, the structure 1 (2) is formed with a
請求項1ではアンカー5の軸部5bの長さと太さを縮小できる結果、全アンカー5が構造体1(2)中に占める領域を最小に抑えることが可能になり、構造体1(2)が既存である場合に躯体に与える損傷も最小に留めることが可能になる。具体的には既存のコンクリート造の構造体1(2)に対し、アンカー5(軸部5b)を埋設するための削孔1aの深さと径を抑制することができるため、複数本のアンカー5群からなる定着体の規模を最小化することが可能になる。
According to the first aspect, the length and thickness of the
軸力部材3からベースプレート4に伝達される引張力は、図1、図2に示すようにアンカー5の頭部5a、もしくは軸部5b、あるいは頭部5aに螺合するナット6がベースプレート4に、その面外方向の構造体1(2)側へ向かう力を伝達可能な状態に接続されていることでアンカー5に伝達され、アンカー5の軸部5bから付着力、もしくは支圧力を通じて構造体1(2)に伝達される。アンカー5の頭部5aや軸部5b等がベースプレート4に構造体1(2)側へ力を伝達可能な状態は、ベースプレート4がアンカー5の頭部5aや軸部5b等に直接、もしくは間接的に軸力部材3側へ向かう力を伝達可能な状態にあることと同じである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the tensile force transmitted from the
具体的にはアンカー5の頭部5aや軸部5bのベースプレート4側の端面が直接、もしくは間接的にベースプレート4にアンカー5の先端部側(構造体1側)へ係合(係止)することにより、または頭部5aや軸部5bに螺合するナット6がベースプレート4に構造体1側へ係合(係止)することにより、あるいは頭部5aや軸部5bが溶接等によってベースプレート4に直接、接合されることにより、軸力部材3の引張力がアンカー5に伝達可能な状態に、アンカー5がベースプレート4に接続される。
Specifically, the end surface on the
アンカー5にナット6が螺合する場合のナット6は頭部5aを兼ねることもある。溶接等によって頭部5aや軸部5bがベースプレート4に接合される場合、頭部5aはベースプレート4への接合の結果として、ベースプレート4にアンカー5の先端部側へ係合(係止)していることと同等の状態になる。アンカー5は頭部5aや軸部5bにおいてベースプレート4の挿通孔4aを挿通するが、溶接等による場合、頭部5aや軸部5bは挿通孔4a内で溶接される。
When the
ベースプレート4からの引張力がアンカー5に伝達されるとき、構造体1(2)がコンクリート造の場合、軸部5b(後述の定着部5cを含む)からその周囲の付着力を通じて構造体1(2)に引張力が伝達される。図2に示すように軸部5bの周囲に削孔1aが形成され、削孔1a内にモルタル等の充填材7が充填される場合には、図5−(a)、図7に示すように軸部5bの先端に定着部5cが形成されていることで、ベースプレート4からの引張力は、充填材7の硬化により削孔1a内に形成される硬化体8に圧縮力として伝達される。図5−(a)、図7の場合、軸部5bが引張力を負担するときに、定着部5cの頭部5a側に支圧力が生ずることで、充填材7(硬化体8)に圧縮力が伝達される。圧縮力は定着部5cとベースプレート4との間、または定着部5cと頭部5aとの間に生ずる。
When the tensile force from the
アンカー5の頭部5aは軸部5bから分離し、図7に示すようにベースプレート4の挿通孔4a内に位置する。アンカー5自体は主に鋼材で製作される。アンカー5の軸部5bが定着部5cと頭部5aの双方から分離している場合には、引張力を負担する軸部5bにはボルト(アンカーボルト)、鉄筋、棒鋼等、棒状の鋼材が使用されるが、繊維強化プラスチック等も使用される。
軸部5bは少なくとも構造体1(2)中(削孔1a内)に位置する区間であり、構造体1(2)がコンクリート造の場合には、軸部5bの構造体1(2)側の先端部にコンクリート(硬化体8)中に定着される定着部5cを備える。
The
定着部5cは軸に垂直な断面積が軸部5bの軸に垂直な断面積より大きく形成される等、軸部5bに軸方向引張力が作用したときに定着部5cの軸部5b側の表面に反力としての支圧力が作用するような、コンクリート(硬化体8)中での定着に適した形態に形成される。定着部5cは軸部5bに一体化している場合と、図7−(b)に示すように軸部5bから分離しながら、螺合等により連結(接続)される場合がある。軸部5bに定着部5cが形成される場合には、定着部5cの軸部5b側の面に生ずる支圧力が、軸部5bに伝達されたベースプレート4からの引張力を構造体1(2)に伝達する力としての軸部5b表面の付着力に加算されるため、引張力のアンカー5を通じた構造体1(2)への伝達効率が向上する。
The fixing
図1に示すようにアンカー5の軸部5b(定着部5cを含む)の全長がコンクリート中に定着される場合、軸部5b表面の付着力が軸部5bに生ずる軸方向引張力に対する抵抗力となり、軸部5bは主に付着力によって定着状態を維持するため、軸部5bの表面には付着力を確保するための凹凸が形成されることもある。凹凸は例えば軸方向に間隔を置いて形成される節状の形状、あるいは軸方向に連続的に、もしくは断続的に形成される溝状等の形状を言う。この他、軸部5b(定着部5cを含む)が付着力のみによって定着状態を維持する場合には、付着力を稼ぐために軸部5bの径は軸方向長さとの比率では大きめに形成されることもある。
As shown in FIG. 1, when the entire length of the
「軸部5b(定着部5cを含む)が構造体1中に定着される」とは、構造体1(2)が既存のコンクリート造の場合には、コンクリート中に穿設された削孔1aに軸部5bが差し込まれた状態で、削孔1a内にコンクリート、モルタル、接着剤等の充填材7が充填されることにより軸部5bが充填材7(硬化体8)中に埋設されることを言う。構造体1(2)が新設のコンクリート造の場合には、軸部5b(定着部5cを含む)がコンクリート中に埋設されることを言う。既存のコンクリート中に穿設された削孔1aに充填される充填材7は主に硬化することにより圧縮強度を発現するセメント系の材料を指すが、有機系の接着剤も含まれる。
“The
ベースプレート4にはまた、軸力部材3から軸力部材3の自重が作用し、全アンカー5には軸力部材3の自重に加え、ベースプレート4の自重がせん断力として作用するが、複数本の全アンカー5がベースプレート4に形成された挿通孔4a内を同等の条件で挿通していれば(請求項2)、ベースプレート4からのせん断力も全アンカー5に分散して作用するため、全アンカー5に均等に負担されることになる。
Also, the weight of the
ベースプレート4からの、アンカー5の軸に直交する方向のせん断力はアンカー5の、挿通孔4a内に位置する区間である頭部5a、もしくは軸部5bに伝達され、主に軸部5bから構造体1(2)に伝達される。構造体1(2)がコンクリート造の場合は、軸部5bのせん断力作用方向の投影面積分の支圧力と軸部5b周面の付着力を通じてコンクリートに伝達される。軸力部材3等の自重はアンカー5には鉛直方向のせん断力として作用するが、前記したように対向する構造体1、2が対向する方向に直交する方向に相対変位する場合には、アンカー5には水平方向のせん断力も作用するため、軸部5bは円形断面形状等、鉛直方向と水平方向に同等の投影面積を持つことが適切である。
The shearing force in the direction perpendicular to the axis of the
「全アンカー5がベースプレート4の挿通孔4a内を同等の条件で挿通すること」とは、例えば図2−(a)に示すようにアンカー5の頭部5aや軸部5bの周面が全周に亘って挿通孔4aに内接していること、または(b)に示すように挿通孔4a内周面と頭部5aや軸部5bとの間のクリアランスが等しい状態にあること等を言う。「内接」は軸部5b等の全周面が実質的に挿通孔4aの内周面に接触していることであり、微小なクリアランスが形成される場合を含む。
“All
ベースプレート4から主に鉛直方向のせん断力が全アンカー5に均等に作用すればよい場合には、挿通孔4a内周面の下向き面が頭部5aや軸部5bに鉛直方向下向きに係合しているか、または挿通孔4a内周面の下向き面と頭部5aや軸部5bとの間のクリアランスが等しい状態にあればよい。いずれの例においても、ベースプレート4の面内方向に作用する力がベースプレート4からアンカー5の頭部5a、もしくは軸部5bに伝達される状態にあることになる。
When the vertical shearing force mainly from the
図2−(b)に示すように挿通孔4aの内周面とアンカー5の頭部5a、もしくは軸部5bとの間にクリアランスが確保される場合には、クリアランスには削孔1a内に充填される充填材7が回り込むこともある。挿通孔4aとアンカー5との間に充填材7が介在する場合、ベースプレート4からのせん断力は充填材7を介して間接的にアンカー5に伝達される。ベースプレート4は構造体1(2)の表面に直接、密着した状態で接合される場合と、図1、図2に示すようにベースプレート4と構造体1(2)の表面との間での摩擦力と付着力によるせん断力の伝達効果を増す目的で、構造体1(2)の表面との間に空隙が確保され、空隙に充填材7が入り込む場合がある。充填材7は削孔1a内に予め充填されている場合と、ベースプレート4と構造体1(2)の表面との間の空隙を通じて、またはベースプレート4に穿設された充填材7充填用の孔を通じて充填される場合がある。
When a clearance is secured between the inner peripheral surface of the
結局、構造体1(2)のベースプレート4側の表面から削孔1aが形成される場合に、ベースプレート4と構造体1(2)の表面との間に空隙が確保される場合には、削孔1a内に充填される充填材7がベースプレート4と構造体1(2)との間の空隙を埋める。ベースプレート4の挿通孔4aとアンカー5の頭部5aや軸部5bとの間にクリアランスが確保される場合には、充填材7が更に挿通孔4a内のクリアランスを埋めることもある。ベースプレート4と構造体1(2)の表面との間に充填材7が介在する場合には、硬化した充填材7の摩擦力と付着力を通じてベースプレート4からのせん断力が構造体1(2)に伝達されるため、せん断力が主にベースプレート4からアンカー5を通じて構造体1(2)に伝達される場合よりせん断力の伝達効果が向上する。
After all, when the
軸力部材3からのせん断力が全アンカー5に均等に伝達されない場合には、特定のアンカー5の周辺のコンクリート等に応力が集中することで、コンクリート等が損傷する可能性があり、せん断力が構造体1(2)に十分に伝達されない可能性がある。これに対し、請求項2では全アンカー5に均等に軸力部材3からのせん断力が伝達されることで、一部のコンクリート等への応力の集中が解消されるため、コンクリート等の損傷に対する安全性が向上し、軸力部材3からのせん断力の構造体1(2)への伝達能力も向上する。
If the shearing force from the
ベースプレート4からアンカー5に伝達されたせん断力は主に長さの大きい軸部5bから構造体1(2)のコンクリートと硬化体8に伝達されるが、頭部5aからもせん断力の伝達が可能になれば、伝達能力は向上する。アンカー5の頭部5aから構造体1(2)にせん断力を伝達させることは、図7に示すように軸部5bから分離し、軸部5bのベースプレート4側に配置された頭部5aの構造体1(2)側に、構造体1(2)の内部に挿入され、頭部5aの周方向に連続する形状の挿入部5dが形成されていることで可能になる(請求項3)。頭部5aの周方向に連続する形状は筒状、環状、柱状等である。
The shear force transmitted from the
この場合、挿入部5dが軸部5b周囲のコンクリート、もしくは充填材7(硬化体8)に軸部5bの放射方向(軸に垂直な方向)に係合した状態になるため、アンカー5の頭部5a、もしくは軸部5bが受けたベースプレート4からのせん断力を頭部5aと軸部5bを通じ、軸方向に分散させて構造体1(2)に伝達することができるため、せん断力の伝達効率が向上する。
In this case, since the
特に挿入部5dは頭部5aの周方向に連続する形状をし、構造体1(2)の内部(コンクリート等中)に直接、入り込んだ(挿入された)状態でコンクリート等に係止することで、挿入部5dの外周面からは挿入部5dの外周側に存在するコンクリートに直接、軸部5bに直交する方向のせん断力が伝達される。また挿入部5dの内周面からは挿入部5dの内周側に存在するコンクリート、もしくは充填材7(硬化体8)に直接、軸部5bに直交する方向のせん断力が伝達される状態にあり、挿入部5dの外周面と内周面の双方からの伝達が可能になる。
In particular, the
挿入部5dは構造体1(2)が既存の場合に図7に示すようにコンクリート中に形成される削孔1a(充填材7)内に位置する場合と、削孔1a(充填材7)の外周側に位置する場合があり、削孔1a内に位置する場合には挿入部5dの外周面は構造体1(2)のコンクリートに接触する場合と、充填材7(硬化体8)に接触する場合がある。挿入部5dが削孔1a外に位置する場合には挿入部5dの外周面は構造体1(2)のコンクリートに接触し、内周面はコンクリート、もしくは充填材7に接触することになる。
When the structure 1 (2) is existing, the
「軸部5bの周辺に充填される充填材7(硬化体8)」は構造体1(2)が既存構造物である場合には、コンクリート中に形成された削孔1a内に充填され、周囲から構造体1(2)のコンクリートに拘束された状態にあるため、充填材7が挿入部5dから受けた支圧力によってコンクリートとの一体性が損なわれることはなく、充填材7が挿入部5dから受けた支圧力のコンクリートへの伝達効果の低下は生じにくい。
When the structure 1 (2) is an existing structure, the “filler 7 (cured body 8) filled around the
また挿入部5dのコンクリート、もしくは充填材7(硬化体8)への係止(係合)の方向と、挿入部5dからのコンクリートへのせん断力伝達方向が一致する上、その方向は充填材7とその周囲のコンクリートとの境界面に直交する方向であるため、挿入部5dからのせん断力伝達時に充填材7とコンクリートとの境界面が剥離するような事態の発生も回避される。なお、構造体1(2)が新設構造物である場合には、軸部5b(アンカー5)はコンクリート中に直接、埋設され、削孔1aの形成と充填材7の充填はないため、充填材7とコンクリートとの分離(剥離)が問題になることはない。
In addition, the direction of locking (engagement) of the
挿入部5dを有する頭部5aはまた、図7に示すように軸部5bに対して螺合する場合には、軸部5bへの螺入に伴い、軸部5bに矢印で示す軸方向引張力を与え、頭部5aの構造体1(2)側の面の、構造体1(2)表面への接触圧力を増加させるため、頭部5aと構造体1(2)表面との間の摩擦力を増大させ、頭部5aを通じたせん断力の伝達効果を高める働きをする。この場合の頭部5aは軸部5bへの軸方向引張力の付与時に、定着部5cと対になることで削孔1a内の充填材7(硬化体8)を軸方向に拘束し、充填材7に軸方向圧縮力を与えるため、硬化体8のせん断耐力を高める働きもする。
When the
距離を置いて対向する構造体間に架設される軸力部材の両端が接合されるベースプレートを構造体に固定するためのアンカーを、軸力部材の軸方向を向けて構造体に定着するため、軸力部材からの引張力をベースプレートの全面に分散させてアンカーに伝達することができ、軸力部材からの引張力を全アンカーに均等に作用させることができる。この結果、特定のアンカーの負担が増大することがなくなり、全アンカーの寸法を統一することができるため、全アンカーが構造体中に占める領域を最小に抑えることが可能になり、構造体が既存のコンクリート造である場合に躯体(コンクリート)に与える損傷も最小に留めることが可能になる。
In order to fix the anchor for fixing the base plate to which the both ends of the axial force member, which is installed between the structures facing each other at a distance, are bonded to the structure, to be fixed to the structure with the axial direction of the axial force member directed, The tensile force from the axial force member can be distributed over the entire surface of the base plate and transmitted to the anchor, and the tensile force from the axial force member can be applied equally to all the anchors. As a result, the burden on a specific anchor does not increase, and the dimensions of all anchors can be unified, so that the area occupied by all anchors in the structure can be minimized, and the structure is already existing. In the case of a concrete structure, it is possible to minimize the damage to the frame (concrete).
図1は図3、図4に示すように距離を置いて対向する構造体1、2間にダンパー内蔵型の軸力部材3が架設され、軸力部材3の両端が各構造体1、2の表面に固定されたベースプレート4、4に接合された、構造体の接続構造の具体例を示す。軸力部材3は構造体1、2が対向する水平方向に軸方向を向けて構造体1、2間に架設され、ベースプレート4には少なくとも水平軸回りに回転自在に接合される。軸力部材3は両構造体1、2が互いに対向する方向に相対変位したときに軸方向力を負担しながら、軸方向に伸縮可能で、伸縮時に減衰力を発生する。各ベースプレート4は複数本のアンカー5により構造体1、2に定着される。
In FIG. 1, as shown in FIGS. 3 and 4, a built-in damper type
ベースプレート4は構造体1(2)の表面に、表面が軸力部材3の軸方向に垂直な面をなした状態で固定される。ベースプレート4を構造体1(2)に固定する複数本のアンカー5は、軸方向が軸力部材3の軸方向に平行な方向を向き、ベースプレート4を貫通して構造体1、2に定着され、ベースプレート4に接合される。構造体1、2は鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造等の場合がある。定着は構造体1、2がコンクリート造の場合はコンクリート中に埋設されることを言う。
The
軸力部材3は軸方向に互いに分離し、軸方向に相対移動な本体部31、31と、一方の本体部31に内蔵されるか、両本体部31、31に跨って双方に連結されるダンパー部32からなり、ダンパー部32は軸力部材3が軸方向力を負担し、本体部31、31が軸方向に相対移動するときに減衰力を発生する。
The
ダンパー部32を構成するダンパーの形式は問われず、摩擦ダンパー、粘弾性ダンパー等の場合もあるが、オイルダンパーの場合、ダンパー部32は例えば圧油が充填されたシリンダとシリンダ内を油圧室に区切るピストンを持ち、ピストンに一方の本体部31が一体化し、シリンダに他方の本体部31が一体化することにより両本体部31、31が軸方向に相対移動自在になる。ダンパー部32は両本体部31、31が相対移動し、ピストンがシリンダ内を移動したときに、圧油がピストンに形成された、またはシリンダに並列に配置された流路を通過することにより減衰力を発生する。
The type of the damper constituting the
各本体部31の、構造体1(2)側の端部にはブラケット33が接合され、ブラケット33がベースプレート4の表面側(軸力部材3側)に突設されたガセットプレート41に少なくとも水平軸回りに回転自在に連結される。図6に示すようにブラケット33とガセットプレート41との間に、ブラケット33とガセットプレート41のそれぞれに異なる軸の回りに回転自在に連結される連結材34が介在する場合には、ブラケット33はガセットプレート41に、軸力部材3の材軸に直交する面内の任意の軸の回りに回転自在に連結されることになる。
A
図6に示す連結材34はブラケット33に鉛直軸回り等、いずれかの方向の軸回りに回転自在に連結される連結部34aと、ガセットプレート41に水平軸回り等、連結部34aの挿通孔(軸)に交差する方向の軸回りに回転自在に連結される連結部34bを持つ。連結材34は両連結部34a、34bがブラケット33とガセットプレート41に、それぞれの挿通孔33a、41aを貫通するボルトやピン等により連結されることによりベースプレート4に対し、軸力部材3の材軸に直交する面内の任意の軸の回りに回転自在に軸力部材3を連結(接合)する。
The connecting
ブラケット33をガセットプレート41に任意の軸回りに回転自在に連結する上では、連結部34aと連結部34bの各挿通孔(軸)の向きは互いに相違していればよく、互いに直交している必要はない。各連結部34a、34bの挿通孔(軸)の方向が鉛直方向か水平方向である必要もない。図6では軸力部材3のブラケット33とベースプレート4のガセットプレート41が1枚のプレートからなる関係で、連結部34a、34bを2枚のプレートから構成している。
In connecting the
ベースプレート4はベースプレート4に形成された複数個の挿通孔4aを貫通する複数本のアンカー5の軸部5bが構造体1(2)に定着され、頭部5a、もしくは軸部5bがベースプレート4に接合されることにより構造体1(2)に固定される。全アンカー5の軸方向(挿通孔4aの軸方向)は軸力部材3の軸方向を向き、全アンカー5は軸力部材3から伝達される軸方向引張力を引張力として負担し、軸力部材3から伝達される軸部5bに直交する方向のせん断力をせん断力として負担する状態にある。
In the
アンカー5の形態と構造体1(2)への定着方法は、軸力部材3からの引張力がベースプレート4から頭部5a、もしくはナット6に伝達され、軸力部材3からのせん断力がベースプレート4から軸部5bに伝達される状態にあれば、一切問われず、頭部5aと軸5bの太さ(径)が相違するか否かも問われない。
In the
構造体1、2が鉄筋コンクリート造、また鉄骨鉄筋コンクリート造の場合、アンカー5の軸部5bはコンクリート中に埋設されるが、埋設方法は構造体1、2が既存であるか、新設であるかにより相違する。既存の場合はコンクリート中に形成される削孔1a内に軸部5bが挿入され、新設の場合は構造体1、2の構築時に軸部5bがコンクリート中に埋設される。構造体1、2が既存のコンクリート造の場合、削孔1a内に軸部5bを挿入した後、軸部5bの回りの空隙はモルタル、コンクリート、接着剤等の充填材7で埋められる。充填材7は硬化により硬化体8となり、周辺のコンクリートに一体化する。
When the
図1、図3〜図5は隣接する既存の構造体(建物(棟))1、2の対向する各構面に平行に、構面に平行に配列する複数本の支柱91と、隣接する支柱91、91間に架設される、ダンパー内蔵のブレース92からなる制震補強架構9を架設し、この制震補強架構9、9が対向する方向に軸力部材3を水平に架設し、各構造体1、2の構面に接合した場合の例を示している。制震補強架構9は構造体1、2の構面内の水平方向(桁行方向)に互いに間隔を隔てて立設される支柱91、91と、構面内水平方向に隣接する支柱91、91間に架設され、支柱91、91を互いにつなぐつなぎ梁93と、同じく隣接する支柱91、91間に架設される、ブレース本体にダンパーを組み込んだ、軸力部材3と同じ形式のブレース92から構成される。制震補強架構9はつなぎ梁93において構造体1、2のスラブ等に接合され、構造体1、2からの水平力を受ける。
1, FIG. 3 to FIG. 5 are adjacent to a plurality of
制震補強架構9を構成する支柱91は鉛直方向に複数本の支柱材91a、91b、91cに分割されており、隣接する支柱91、91の内、一方の支柱91の下層側の支柱材91a(91b)と、他方の支柱91の上層側の支柱材91b(91c)との間にブレース92が架設される。上下に分離した支柱材91a、91b間、及び支柱材91b、91c間には両者間の相対水平移動を許容する、積層ゴム支承、滑り支承、弾性滑り支承、転がり支承等の絶縁装置94が介在する。
The
構造体1、2に、制震補強架構9の構面内水平方向に層間変形が生じたときには、スラブ等を通じて制震補強架構9のつなぎ梁93とそのつなぎ梁93に接合されている支柱材91a、91b、91cが構造体1、2の変形に追従して相対移動し、構面内水平方向に隣接する支柱材間に架設されているブレース92のダンパーが伸縮することにより減衰力を発生し、構造体1、2に入力する振動エネルギを吸収する。
When interlaminar deformation occurs in the
図1、図3〜図5の例では対向する制震補強架構9、9の支柱91(支柱材91a〜91c)を貫通する形で軸力部材3を架設しているが、制震補強架構9は本発明の要件ではないため、軸力部材3が支柱91を貫通することも要件ではない。図面では軸力部材3が支柱材91a〜91cを貫通していることから、支柱材91a〜91cの一部(ウェブ等)には軸力部材3が挿通し、構造体1、2が変形したときの、軸力部材3の接触を回避するための開口が形成されている。
In the example of FIGS. 1 and 3 to 5, the
図1、図4はベースプレート4の表面側(軸力部材3側)に2枚のガセットプレート41、41を水平方向に並列させ、面を鉛直方向に向けて溶接等により突設し、2枚のガセットプレート41、41に軸力部材3のブラケット33を連結しているが、ガセットプレート41は図5に示すように1枚の場合もある。
1 and 4 show two
2枚のガセットプレート41、41をベースプレート4に突設する場合には、図1−(b)に示すようにベースプレート4の幅方向(水平方向)の中心線(軸力部材3の中心線)上を外した位置にガセットプレート41、41を配置できることで、アンカー5をベースプレート4の幅方向の中心線上にも配置でき、ベースプレート4の幅方向のアンカー5の配列数を稼げる利点がある。図1では1枚のベースプレート4に付き、鉛直方向に3段、水平方向に3列の、計9本のアンカー5を使用している。
When the two
ベースプレート4は構造体1(2)の表面に直接、もしくは間接的に重なって構造体1(2)に接合される。「間接的に重なる」とは、図示するように構造体1(2)の表面とベースプレート4との間に接着剤、モルタル、コンクリート等の充填材7が介在することの意味である。充填材7は構造体1(2)に削孔1aが形成される場合に、削孔1a内に充填される充填材7とは独立して充填される場合と、削孔1aから溢れてベースプレート4と構造体1(2)間に充填される場合がある。
The
図2−(a)はアンカー5が軸方向に連続した頭部5aと軸部5bからなり、ベースプレート4の表面から軸力部材3側へ突出する頭部5aにナット6が螺合する場合に、軸部5b、もしくは頭部5aがベースプレート4に形成された、アンカー5が挿通するための挿通孔4aに内接している場合の参考例を示している。この例ではベースプレート4からの任意の方向のせん断力が全アンカー5に同時に作用するため、せん断力が全アンカー5に均等に負担される。
FIG. 2- (a) shows a case where the
図2−(b)は挿通孔4aの内周面と軸部5b、もしくは頭部5aの表面との間にクリアランスが存在しながら、全アンカー5の回りのクリアランスが等しい場合の参考例を示す。この例において挿通孔4a内のクリアランスに、削孔1aに充填された充填材7が入り込まない場合には、クリアランスを超える、ベースプレート4とアンカー5との間の相対移動が生じたときにベースプレート4からのせん断力がアンカー5に伝達されるが、クリアランスの大きさが等しいことで、全アンカー5には同時にせん断力が作用することになる。クリアランスに削孔1a内に充填される充填材7が入り込んでいる場合には、図2−(a)の場合と同様にベースプレート4からのせん断力は直ちにアンカー5に作用することになる。
FIG. 2- (b) shows a reference example in the case where there is a clearance between the inner peripheral surface of the
図2−(a)、(b)のいずれの場合も、ベースプレート4からの、軸力部材3の軸方向の引張力はベースプレート4の表面に密着している全ナット6に伝達されるため、全アンカー5に均等に作用する。ナット6に伝達された引張力はナット6から軸部5bに伝達され、構造体1(2)がコンクリート造の場合、軸部5bからその周面の付着力を通じて構造体1(2)に伝達される。構造体1(2)がコンクリート造の場合に、軸部5bの先端部に図5、図7に示すように定着部5cが形成されるか、接続される場合には、定着部5cの頭部5a側の表面に生じる支圧力が軸部5bの付着力に加算されて引張力が構造体1(2)に伝達される。
2- (a) and (b), since the tensile force in the axial direction of the
定着部5cの表面に生じる支圧力は削孔1a内に充填される充填材7(硬化体8)にアンカー5の軸方向の圧縮力として伝達されるため、定着部5cがない場合より引張力の構造体1(2)への伝達効果が増す利点がある。ベースプレート4からの、軸力部材3の軸方向の圧縮力はベースプレート4の背面(構造体1側の面)から直接、構造体1(2)に圧縮力として伝達される。
Since the supporting pressure generated on the surface of the fixing
図5−(a)、(b)は図7−(b)に示す形態のアンカー5を用い、曲げ変形に対してリブプレート43で補剛されたベースプレート4を構造体1(2)に固定した図1の詳細例を示す。この例ではベースプレート4の幅方向にはリブプレート43を幅方向中心線上に1列、配置し、高さ方向(鉛直方向)には挿通孔4a(アンカー5)を外した位置の、4箇所にリブプレート43を突設している。この場合、リブプレート43はベースプレート4の幅方向両側に配置されることもある。
5- (a) and (b) use the
図5ではベースプレート4の幅方向の中心線上に鉛直方向を向くリブプレート43を配置していることから、アンカー5をベースプレート4の幅方向両側の2列に配列させているが、鉛直方向を向くリブプレート43が例えばベースプレート4の幅を3等分するように、幅方向に2列、配列する場合には、アンカー5は図1−(b)に示すようにベースプレート4の幅方向に3列、配列する。
In FIG. 5, the
図5の例ではアンカー5が鉛直方向を向くリブプレート43の厚さ方向両側に配置され、各列に付き、3段に配列していることに対応し、ベースプレート4の高さ方向(鉛直方向)両側位置と、上下に隣接するアンカー5、5の中間(中心)位置の2箇所に水平方向を向くリブプレート43を突設し、軸力部材3からの引張力が6本の全アンカー5に均等に作用するよう、ベースプレート4の高さ寸法に応じて全アンカー5の位置と水平方向を向くリブプレート43の位置を調整している。この場合、上下に隣接する、水平方向を向くリブプレート43、43間の中心(中央)にアンカー5の中心が位置する。
In the example of FIG. 5, the
図5では水平方向を向く各リブプレート43が鉛直方向を向くリブプレート43から、鉛直方向に配列するアンカー5の中心を通る線上までの長さに留まっているが、ベースプレート4の幅方向の端部までの長さを持つこともある。水平方向を向く各リブプレート43が少なくとも鉛直方向を向くリブプレート43から、鉛直方向に配列するアンカー5の中心を通る線上までの長さを持てば、軸力部材3からの引張力に起因してベースプレート4に曲げ変形が生ずることがあっても、ベースプレート4の幅方向の中心から少なくとも鉛直方向に配列するアンカー5の中心を通る線上までの区間での曲げ変形は水平方向を向くリブプレート43によって拘束(防止)されるため、ベースプレート4に曲げ変形が生ずる状況に至るまでは全アンカー5に均等に軸力部材3からの引張力を作用させることが可能である。
In FIG. 5, each
図7−(a)、(b)は軸部5bから分離した頭部5aが軸部5bに螺合した状態でベースプレート4の挿通孔4a内に位置し、頭部5aから軸力部材3側へ突出した軸部5bの軸力部材3側に頭部5aとは別のナット6が螺合する場合の例を示す。図7−(a)、(b)はまた、軸部5bの構造体1(2)側の先端部に定着部5cが一体化しているか、螺合して接続されている場合の例も示している。定着部5cが軸部5bに螺合する図7−(b)の例では軸部5bの、少なくとも頭部5aと定着部5cの接続区間に雄ねじが形成される一方、頭部5aと定着部5cの、軸部5bが挿通する挿通孔の全長に軸部5bの雄ねじが螺合する雌ねじが形成されている。定着部5cは構造体1(2)が主にコンクリート造の場合に軸部5bに形成されるか、接続されるが、その場合の構造体1(2)は既存であるか、新設であるかは問われない。
7 (a) and 7 (b) show that the
図7の例では、頭部5aが軸部5bに螺合することで、頭部5aの軸回りの回転によって矢印で示すように軸部5bに軸方向引張力を与え、頭部5aの構造体1(2)側の背面を構造体1(2)の表面に密着させることが可能である。この場合、頭部5aが納まるベースプレート4の挿通孔4aは頭部5aを回転させるための空間分、頭部5aの断面積より大きめに形成されるが、頭部5aの回転が終了した後(頭部5aの軸部5bへの緊結後)には挿通孔4a内の余分な空間は充填材7、または溶接金属によって埋められ、頭部5aはベースプレート4にその面内方向と面外方向に係止した状態、またはそれと同等の状態になる。
In the example of FIG. 7, when the
図7−(a)、(b)はまた、軸部5bから分離した頭部5aの軸方向の構造体1(2)側に、削孔1a内、あるいは削孔1aの外周側のコンクリート中に入り込む筒状等の挿入部5dを形成することで、ベースプレート4からアンカー5に伝達されたせん断力が軸部5bからに加え、頭部5aからも構造体1(2)のコンクリート等と削孔1a内の充填材7(硬化体8)に伝達されるようにした場合の頭部5aの形成例を示す。挿入部5dは例えば図示するように構造体1(2)に表面側からコア抜きによって形成された削孔1aの内周面に内接、あるいは外接するように形成され、削孔1a(充填材7)内に位置する場合と、削孔1a(充填材7)の外周側に位置する場合がある。
7- (a) and (b) are also shown in the concrete in the
頭部5aが挿入部5dを有する場合、挿入部5dが軸部5b周囲のコンクリート等に軸部5bの放射方向(半径方向)に係合した状態になるため、矢印で示すように構造体1(2)とアンカー5の頭部5aとの間で軸部5bの軸に直交する任意の方向のせん断力の伝達が可能になる。軸部5bの軸に直交する方向のせん断力の伝達能力はその方向への挿入部5dの投影面積が大きい程、大きいため、せん断力の伝達能力を高める上では、挿入部5dは頭部5aの軸に関して外周寄りに形成されることが合理的である。
When the
図7−(a)、(b)ではまた、アンカー5の頭部5aと構造体1(2)の表面との間に生ずる摩擦力を稼ぐために、頭部5aを軸方向に、ベースプレート4と構造体1(2)表面との間に入り込む充填材7の厚さの範囲内に位置する断面積の大きい部分である支圧部51と、ベースプレート4の挿通孔4a内に納まる断面積の小さい部分の係止部52とに区分し、頭部5a自体を軸方向に段差のある形状に形成している。
7- (a) and 7 (b), in order to earn the frictional force generated between the
この場合、ベースプレート4と構造体1(2)との間に介在する支圧部51の形成により構造体1(2)との接触面積が増大することで、構造体1(2)との間の摩擦力の増加が期待される。この他、軸部5bが軸方向引張力を負担し、軸部5b周囲のコンクリート、もしくは充填材7(硬化体8)に定着部5cから軸方向圧縮力を加えるときに、定着部5cからの支圧力の反力を支圧部51が受けることができるため、定着部5cと頭部5a(支圧部51)が対になって硬化体8に軸方向圧縮力を加え、硬化体8のせん断耐力を高めることができる。
In this case, the contact area between the
係止部52は挿通孔4aにベースプレート4の面内方向に係止するか、係止と同等の状態になることで、ベースプレート4からのせん断力を受けるため、支圧部51を通じてせん断力を構造体1(2)に伝達する働きをする。図7−(a)、(b)における係止部52と挿通孔4aとの間のクリアランスも頭部5aの軸部5bへの緊結後に充填材7や溶接金属で埋められる。
Since the locking
図7−(b)、図5−(a)ではまた、定着部5cの軸部5b側の表面を双曲面状等、曲面状に形成することで、定着部5cからコンクリートや硬化体8に軸方向圧縮力を伝達するときに負担する応力による変形に対する安定性を高めている。
7B and 5A, the surface of the fixing
軸部5bの先端に定着部5cが形成、もしくは接続される場合、アンカー5の定着部5cから軸部5b周辺の硬化体8とコンクリートに軸部5bに生ずる軸方向引張力が圧縮力として伝達されるときに、定着部5cはコンクリート等からの反力を支圧力として全面に受けるため、定着部5cの全体が軸部5bの回りに曲げモーメントを負担する状態になる。定着部5cの形状は平板状であるか、曲面状であるかは問われないが、支圧力による曲げモーメントの負担によって定着部5cの変形が想定される場合には、図5−(a)、図7−(b)に示すように定着部5cの頭部5a側の面を曲面状に形成することで、曲げ変形に対する安定性と安全性を定着部5cに持たせることが可能である。
When the fixing
定着部5cを曲面状に形成することは、定着部5cの頭部5a側の面を頭部5a側に凸の球面、楕円曲面、円錐曲面等の曲面状に形成することである。但し、定着部5cが平板状であっても、定着部5cの頭部5a側の面と反対側の面の少なくともいずれか一方に突起(リブ)等が形成されることによって支圧力による曲げモーメントに抵抗可能になるため、定着部5cは必ずしも曲面状である必要はなく、平板状の場合もある。
Forming the fixing
1……構造体、1a……削孔、2……構造体、
3……軸力部材、31……本体部、32……ダンパー部、
33……ブラケット、34……連結材、34a……連結部、34b……連結部、
4……ベースプレート、4a……挿通孔、41……ガセットプレート、42……ピン、43……リブプレート、
5……アンカー、5a……頭部、51……支圧部、52……係止部、5b……軸部、5c……定着部、5d……挿入部、
6……ナット、
7……充填材、8……硬化体、
9……制震補強架構、91……支柱、91a、91b、91c……支柱材、92……ブレース、93……つなぎ梁、94……絶縁装置。
1. Structure, 1a ... Drilling hole, 2. Structure,
3 ... Axial force member, 31 ... Body part, 32 ... Damper part,
33 ... Bracket, 34 ... Connecting material, 34a ... Connecting portion, 34b ... Connecting portion,
4 ... Base plate, 4a ... Insertion hole, 41 ... Gusset plate, 42 ... Pin, 43 ... Rib plate,
5 ... Anchor, 5a ... Head, 51 ... Bearing part, 52 ... Locking part, 5b ... Shaft part, 5c ... Fixing part, 5d ... Insertion part,
6 …… Nut,
7 ... filler, 8 ... cured material,
9 ... Damping reinforcement frame, 91 ... Column, 91a, 91b, 91c ... Column material, 92 ... Brace, 93 ... Connecting beam, 94 ... Insulating device.
Claims (3)
前記軸力部材の軸方向に平行な方向を向く複数本のアンカーが前記ベースプレートを貫通して前記構造体に定着され、前記ベースプレートに接合され、
前記アンカーの、前記構造体中に埋設される軸部は先端部側に、前記軸部の軸に垂直な断面積より大きい断面積の定着部を備え、
前記軸部の前記軸力部材側には前記軸部から分離した頭部が前記軸部に螺合し、前記構造体の表面に密着した状態にあり、
前記頭部と前記定着部は前記軸部が埋設される前記構造体の、充填材からなる硬化体、もしくはコンクリートを挟んで対になり、前記頭部の前記軸部への螺入に伴い、前記硬化体、もしくはコンクリートに軸方向圧縮力を加える状態にあることを特徴とする構造体の接続構造。 Between the concrete structures facing each other at a distance, the two structures are expanded and contracted in the axial direction while bearing an axial force when they are relatively displaced in the opposite direction, and a damping force is generated during expansion and contraction. A damper built-in type axial force member is installed with the axial direction facing in a direction in which the structure is opposed, and at least the axial force member is mounted on a base plate in which both ends of the axial force member are fixed to the surface of each structure. Are joined around a horizontal axis in a plane perpendicular to the axial direction of
A plurality of anchors facing in a direction parallel to the axial direction of the axial force member are fixed to the structure through the base plate, and are joined to the base plate,
A shaft portion embedded in the structure of the anchor includes a fixing portion on a distal end portion side having a cross-sectional area larger than a cross-sectional area perpendicular to the shaft portion,
The head portion separated from the shaft portion is screwed into the shaft portion on the shaft force member side of the shaft portion, and is in a state of being in close contact with the surface of the structure.
The head part and the fixing part are paired with a hardened body made of a filler or concrete sandwiched between the structure in which the shaft part is embedded, and with the screwing of the head part into the shaft part, A structure connection structure , wherein the hardened body or concrete is in a state of applying an axial compressive force .
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