混凝土构架、其抗震加强施工方法和用于该施工方法的夹具的制作方法

混凝土构架、其抗震加强施工方法和用于该施工方法的夹具的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种能够在发生剪切破坏之前使弯曲破坏发生的混凝土构架、其抗震加强施工方法和用于该施工方法的夹具。本发明的混凝土构架包括：具有相对的第一面和第二面的混凝土壁；埋设于上述混凝土壁内的钢筋结构；和多个剪切加强筋，其在上述混凝土壁的从上述第一面隔开第一距离的第一位置与从上述第二面隔开第二距离的第二位置之间呈棒状延伸，并且分散埋设于上述混凝土壁内。
【专利说明】混凝土构架、其抗震加强施工方法和用于该施工方法的夹 具

【技术领域】
[0001] 本发明涉及混凝土构架、其抗震加强(增强）施工方法和用于该施工方法的夹具。

【背景技术】
[0002] 混凝土构架中，例如埋设有如图11所示钢筋结构，但是由于该图的Y方向的配筋 不足，因此存在实施抗震加强的情况。并且，在需要对构造物的挡土墙、涵洞（culvert)等 施工面受限制的混凝土构架进行抗震加强的情况下，例如进行如专利文献1、2所公开的施 工。首先，从混凝土构架的施工面形成多个长孔状的钻孔，在此各个钻孔中插入棒状的剪切 加强材料。接着，在钻孔与剪切加强材料之间的空隙处，填充砂楽(mortar )等固定材料，进 行剪切加强。考虑有在这样的剪切加强筋(增强筋)的施工法中，形成尽量长的钻孔，埋设与 该钻孔对应的长的加强钢筋，或者在表面设置加强用的钢板从而与加强筋连结，能够提高 加强效果。另外，专利文献3还公开了从美观上或应用上的问题考虑采用不使加强筋在表 面突出的结构。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本特开2012-102492
[0006] 专利文献2 :日本特开2003-113673
[0007] 专利文献3 :日本特开2005-200827


【发明内容】

[0008] 发明需要解决的课题
[0009] 然而，如上进行设置的剪切加强筋的后端部位于施工面附近。也就是说，在剪切加 强筋的后端部与混凝土壁的壁面之间，仅稍微填满装饰砂浆。因此，随着增设剪切加强筋， 混凝土构架整体成为刚体结构。从而，即使最终的强度增加，但弯曲强度也与剪切强度一同 增加，产生缺乏韧性的问题。其结果，由于结构没有韧性，因此如图12所示，作用于混凝土 构架的应力在达到某种应力之前虽不会破坏，但是有可能突然被剪切破坏。如果产生这样 的剪切破坏，则构造物整体有可能崩塌。对此，当混凝土构架具有韧性时，在发生剪切破坏 之前，发生弯曲破坏，虽然在弯曲破坏中，混凝土构架被扭弯而局部慢慢受到破坏，但是可 以避免整体直接崩塌。因此，结果能够避免产生危及生命的严重的事故。
[0010] 本发明是为了解决上述技术问题而完成的，目的在于，提供一种能够在发生剪切 破坏之前使弯曲破坏发生的混凝土构架、其抗震加强施工方法以及用于该施工方法的夹 具。
[0011] 用于解决课题的技术方案
[0012] 本发明的混凝土构架包括：具有相对的第一面和第二面的混凝土壁；埋设于上述 混凝土壁内的钢筋结构；和多个剪切加强筋，其在上述混凝土壁的从上述第一面隔开第一 距离的第一位置与从上述第二面隔开第二距离的第二位置之间呈棒状延伸，并且分散埋设 于上述混凝土壁内。
[0013] 根据该结构，埋设于混凝土壁的内部的剪切加强筋从混凝土壁的两端面隔开规定 的距离地设置。也就是说，在剪切加强筋的两端部与混凝土壁的壁面之间设置有所谓的"保 护层"。从而，能够防止混凝土构架整体成为刚体结构。其结果，能够不使混凝土构架的弯 曲强度提高，而仅提高剪切强度。因此，例如当发生设计等级以上的地震时，在混凝土构架 中使弯曲破坏先发生而不发生剪切破坏。通过该弯曲破坏，能够吸收地震能量，并且能够提 高混凝土构架整体的最终的抗震性能。也就是说，能够使弯曲破坏先发生而防止剪切破坏， 因此，能够避免重物的掉落、崩塌。于是，对于超过设计的强大地震，也能够避免混凝土构架 整体的崩塌，能够维持作为混凝土构架的一定程度的性能。
[0014] 在上述混凝土构架中，上述钢筋结构能够采用各种结构，例如能够包括：埋设于上 述混凝土壁内的上述第一位置并且形成为格子状的第一钢筋体；和埋设于上述混凝土壁内 的上述第二位置并且形成为格子状的第二钢筋体。并且，在该情况下，上述各剪切加强筋能 够配置在上述第一钢筋体和第二钢筋体的格子的内部。
[0015] 在本发明的混凝土构架的抗震加强施工方法中，上述混凝土构架包括：具有相对 的第一面和第二面的混凝土壁；和埋设于该混凝土壁内的钢筋结构，上述混凝土构架的抗 震加强施工方法包括：对上述混凝土构架形成钻孔的步骤，在上述混凝土壁的上述第一面 形成延伸到从上述第二面隔开第二距离的第二位置的多个钻孔；和在上述各钻孔中分别插 入在从上述第一面隔开第一距离的第一位置与上述第二位置之间延伸的棒状的剪切加强 筋的步骤。
[0016] 在上述加强施工方法中，在将上述剪切加强筋插入上述钻孔的步骤之前，还包括 将固定材料供给至上述各钻孔的步骤。
[0017] 此时，上述固定材料以被收纳于能够破裂的容器的状态，被供给至上述各钻孔。并 且，在将上述剪切加强筋插入上述钻孔的步骤中，上述剪切加强筋破坏上述容器，使上述固 定材料填充于上述钻孔内。
[0018] 上述钢筋结构能够采用各种结构，例如能够包括形成为格子状的第一钢筋体和第 二钢筋体。并且，能够将上述第一钢筋体埋设于上述混凝土壁内的上述第一位置，将上述第 二钢筋体埋设于上述混凝土壁内的上述第二位置。
[0019] 本发明的夹具是在上述任一项所述的抗震加工方法中使用的夹具，上述夹具包 括：具有第一端部和第二端部，并且形成有在该两个端部之间延伸的贯通孔的主体部；和 以能够自由进退的方式从上述第二端部侧插入上述贯通孔，并且能够对在上述第一端部侧 被支承的剪切加强筋进行冲击(敲打）的冲击(敲打）部件，上述冲击部件构成为能够从上述 第一端部突出上述第一距离。
[0020] 根据该结构，构成为在利用冲击部件冲击剪切加强筋而将其插入钻孔内时，冲击 部件从主体部的第一端部突出第一距离。也就是说，冲击部件不会向钻孔一侧移动第一距 离以上的距离，因此，剪切加强筋能够以其后端部位于从混凝土壁的第一面隔开第一距离 的位置的方式埋入。从而，能够正确地确保"保护层"。
[0021] 在上述夹具中，上述冲击部件从上述贯通孔的上述第二端部侧突出，能够在该突 出部安装有止动件。然后，通过使上述止动件与上述第二端部卡合，来限制上述冲击部件从 上述第一端部突出比上述第一距离更长的距离。
[0022] 发明效果
[0023] 根据本发明能够在发生剪切破坏之前使弯曲破坏发生。

【专利附图】

【附图说明】
[0024] 图1是本实施方式的实施抗震加强的混凝土构架的平面图。
[0025] 图2是图1的正面图。
[0026] 图3是图1的侧面图。
[0027] 图4是表示剪切加强筋的埋设状态的放大图。
[0028] 图5是表示剪切加强筋的施工方法的截面图。
[0029] 图6是表示剪切加强筋的施工方法的截面图。
[0030] 图7是说明弯曲破坏的图。
[0031] 图8是表示剪切加强筋的另外的例子的侧面图。
[0032] 图9是说明用于剪切加强筋的施工的夹具的使用方法的图。
[0033] 图10是表示本发明的适用对象的例子的图。
[0034] 图11是表示混凝土构架的例子的立体图。
[0035] 图12是说明剪切破坏的图。
[0036] 附图标记的说明
[0037] 1混凝土构架
[0038] 2混凝土壁
[0039] 21 钻孔
[0040] 41第一钢筋体
[0041] 42第二钢筋体
[0042] 43连结筋
[0043] 5剪切加强筋
[0044] 9 夹具
[0045] 91主体部
[0046] 93冲击部件
[0047] 94止动件
[0048] L1第一距离
[0049] L2第二距离
[0050] P1第一位置
[0051] P2第二位置

【具体实施方式】
[0052] 下面，参照【专利附图】

【附图说明】本发明的混凝土构架的一种实施方式。在本实施方式中，说明 对配置在垂直延伸的地基的表面的混凝土构架实施抗震加强的情况。图1是本实施方式的 实施抗震加强的混凝土构架的平面图，图2是图1的正面图，图3是图1的侧面图。另外， 以下，为了说明上的方便，在混凝土构架中，有时将地基侧称为"前端侧"，将与地基相反的 一侧称为"后端侧"。
[0053] 〈1.混凝土构架的结构〉
[0054] 如图1?图3所示，本实施方式的混凝土构架1形成在垂直延伸的地基S的表面， 包括混凝土壁2和埋设于其内部的钢筋结构3。以下，在混凝土壁2的壁面，地基侧称为背 面(第二面)，与此相反的一侧称为表面(第一面)，并且表面为施工面。钢筋结构包括：配置 在混凝土壁2的表面侧的第一钢筋体41 ;配置在背面侧的第二钢筋体42 ;和将它们连结的 连结筋43。第一钢筋体41包括：在上下方向延伸的多个主钢筋411 ;和与其正交而在水平 方向延伸的多个副钢筋412,它们连结成格子状而构成第一钢筋体41。该第一钢筋体41以 从混凝土壁2的表面大致隔开第一距离L1地在面方向（XZ方向)延伸的方式配置。隔开该 第一距离L1的、未配置钢筋体的区域相当于所谓的"保护层"。另外，从混凝土壁2的表面 隔开第一距离L1的位置称作第一位置P1 (参照图4)。
[0055] 第二钢筋体42也同样地构成，包括：在上下方向延伸的多个主钢筋421 ;和与其正 交而在水平方向延伸的多个副钢筋422,它们连结为格子状而构成第二钢筋体42。该第二 钢筋体42以从混凝土壁2的背面大致隔开第二距离L2地在面方向（XZ方向）延伸的方式 配置。隔开该第二距离L2的、未配置钢筋体的区域也相当于所谓的"保护层"。另外，从混 凝土壁2的背面隔开第二距离L2的位置称作第二位置P2 (参照图4)。在此，第一距离L1 与第二距离L2设为相同距离，但根据施工状况该距离是可以适当改变的。"保护层"的距离 优选与设置主钢筋等钢筋体的位置相同。也就是说，第一位置P1相当于混凝土壁1中的主 钢筋411的钢筋中心位置，第二位置P2相当于主钢筋421的钢筋中心位置。另外，第一钢 筋体41与第二钢筋体42利用多个连结筋43连结。连结筋43以在混凝土壁2的厚度方向 延伸的方式形成为棒状，将各钢筋体41、42的格子的交叉部分彼此连接。
[0056] 进一步，在该混凝土构架1中，为了加强抗震，埋设有多个剪切加强筋5。如图1? 图3所示，剪切加强筋5形成为棒状，并且以在混凝土壁2的厚度方向延伸的方式埋设。埋 设的位置大致为第一钢筋体41和第二钢筋体42的格子的内部。也就是说，埋设于与第一 钢筋体41和第二钢筋体42互不干涉的位置。
[0057] 图4是表示剪切加强筋的埋设状态的放大图。如该图所示，剪切加强筋5包括表 面上具有规定形状的肋的异形钢筋。另外，前端为切割成45°的锐利的形状。这样形成的 剪切加强筋5插入至从混凝土壁2的表面在厚度方向形成的钻孔21内，同样通过供给至钻 孔21内的砂浆固定材料，固定在钻孔21内。另外，剪切加强筋5配置为在第一钢筋体41 与第二钢筋体42之间延伸。也就是说，混凝土壁2内的第一位置P1与第二位置P2之间的 距离T相当于剪切加强筋的长度。其中，由于可以在这样的剪切加强筋5的前端侧和后端 侧形成"保护层"，因此剪切加强筋5的长度也可以比图示的更短。例如，剪切加强筋的长度 能够为其直径的6倍。其中，钻孔21的长度D为第一距离L1和剪切加强筋5的长度T的 总和。
[0058] 〈2.混凝土构架的抗震加强施工方法〉
[0059] 接着，说明混凝土构架的抗震加强施工方法。这里的对象为已设置的混凝土构架 1，如上所述，是埋设有通过连结筋43连结的第一钢筋体和第二钢筋体41、42的混凝土构架 1。下面，参照图5和图6,说明用于抗震加强的剪切加强筋5的埋设。
[0060] 首先，如图5 (a)所示，将空心钻（core drill) 6设置在混凝土壁2的表面，进行 钻孔。其中，进行钻孔的钻孔机没有特殊限制，也能够使用冲击钻（hammer drill)等。进 行钻孔的位置，如上所述，为两个钢筋体41、42的格子的内部。并且，如图5 (b)所示，形成 到达第二位置P2的钻孔21。钻孔21的形成结束之后，使清水在钻孔21内循环，将钻孔21 内部洗净。
[0061] 接着，准备砂楽腔体(砂楽袋，mortar capsule) 7。该砂楽腔体7是在由纸、无纺 织布等水能够渗入的亲水性的材料形成的袋中收纳有砂浆粉的结构，其形成为棒状。之后， 将砂浆腔体7浸泡在水中约2?5分钟。由此，水进入袋的内部，与砂浆粉发生水合反应。 通过水合反应生成的粘土状的泥浆固定材料开始硬化，在经过上述时间之后，将砂浆腔体7 妥善插入钻孔21内。如图5 (c)所示，砂浆腔体7形成为棒状，因此，沿着钻孔21在一列 上将砂浆腔体7插入直至填埋钻孔21。
[0062] 接着，如图6 (a)所示，在冲击钻8的前端安装剪切加强筋5, 一边冲击剪切加强 筋5的后端部，一边将剪切加强筋5打入钻孔21内。由此，剪切加强筋5的锐利的前端部 一边破坏钻孔21内的腔体(袋，capsule)7,一边进入钻孔21。这样，如图6 (b)所示，剪切 加强筋5被打入直至其前端到达钻孔21的里端部(第二位置P2)。在此过程中，从被破坏的 腔体7中脱出的粘土状的砂浆固定材料在钻孔21内遍布剪切加强筋5的整个外周面，并且 通过剪切加强筋5的前进，砂浆固定材料在钻孔21内被搅拌。由此，砂浆固定材料被填充 在剪切加强筋5的外周面与钻孔21的内壁面之间，从而剪切加强筋5固定在钻孔21内。
[0063] 这样固定在钻孔21内的剪切加强筋5的后端部位于第一位置P1，该后端部与混凝 土壁2之间的区域成为"保护层"，在钻孔21内的该区域填充有砂浆固定材料。之后，从钻 孔21溢出的剩余的砂浆固定材料通过由粉刷工进行处理而去除。在砂浆固定材料不足的 情况下，另外再将砂浆固定材料填充于钻孔21内。这样，如图6 (c)所示，完成施工。
[0064] 〈3.特征〉
[0065] 如上所述，根据本实施方式，埋设于混凝土壁2的内部的剪切加强筋5从混凝土壁 2的两个壁面隔开规定的距离地设置。也就是说，在剪切加强筋5的两端部与混凝土壁2 的壁面之间设置有未埋设钢筋的所谓的"保护层"。从而，能够防止混凝土壁1整体成为刚 体结构。其结果，能够不提高混凝土构架1的弯曲强度，而仅提高剪切强度。因此，当例如 发生设计等级以上的地震时，如图7所示，能够使混凝土构架1先发生弯曲破坏而不发生剪 切破坏。通过该弯曲破坏，能够吸收地震能量，能够提高混凝土构架1整体的最终的抗震性 能。也就是说，能够使弯曲破坏先发生而防止剪切破坏，因此，能够避免重物的掉落、崩塌。 于是，对于超过设计的强大地震，也能够避免混凝土构架1整体的崩塌，能够维持作为混凝 土构架1的一定程度的性能。
[0066] 〈4.变形例〉
[0067] 以上说明了本发明的一个实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，只要不脱 离其宗旨，就可以进行各种变更。例如，剪切加强筋5的结构，并不限于上述结构，也可以进 行各种变更。例如，如图8 (a)所示，也能够使用前端形成为圆锥状的剪切加强筋5。另外， 如图8 (b)所示，也能够使用表面上形成有公螺纹的剪切加强筋5。也就是说，剪切加强筋 5的前端形状或表面的形状不受特殊限制。
[0068] 另外，固定材料只要能够将剪切加强筋5固定在钻孔21内，就不受特殊限制，另 夕卜，也可以不使用腔体(袋，capsule)装的固定材料。
[0069] 在上述实施方式中，通过冲击钻8将剪切加强筋5插入钻孔内，但这一点也不受特 殊限制。作为其他的例子，例如也能够使用如图9所示的夹具。如图9 (a)所示，该夹具9 具有形成有贯通孔的筒状的主体部91。在主体部91中，在与钻孔21相对的第一端部设置 有比钻孔21的直径大的大直径部92。并且，在贯通孔中，能够从第一端部插入剪切加强筋 5 〇
[0070] 另外，在主体部91的贯通孔中，以能够进退的方式插通有圆柱状的冲击部件93。 冲击部件93从与第一端部相反的一侧的主体部91的第二端部突出。并且，在该突出部分设 置有比贯通孔大的环状的止动件94。另外，在冲击部件93的外周面，在止动件94与第二端 部之间卷绕安装有弹簧95。由此，冲击部件93抵抗弹簧95并被推入，当推入力解除时，返 回初始位置。另外，当冲击部件93被推入时，其前端部从第一端部突出，如图9 (d)所示， 其突出的长度与上述的第一距离L1相同。
[0071] 接着，说明利用这种结构的夹具9,对剪切加强筋5进行施工的方法。首先，如图9 (a)所示，将剪切加强筋5的一部分插入钻孔21中。之后，如图9 (b)所示，在剪切加强筋 5的后端部安装夹具9的主体部91。此时，剪切加强筋5的后端部从第一端部被插入贯通 孔中。在该状态下，如图9 (c)所示，使冲击部件93的后端部与冲击钻8连结，或者利用手 锤等进行敲打。由此，冲击部件93冲击剪切加强筋5的后端侧，将其推移至钻孔21内。此 时，在主体部91，由于设置有大直径部92,因此，主体部91不进入钻孔21内，而处于与混凝 土壁2的表面抵接的状态。
[0072] 冲击部件93抵抗弹簧95并被推入，使剪切加强筋5推移至钻孔21内，此时，如图 9(d)所示，冲击部件93的前端部则从主体部91突出，到达混凝土构架1内的第一位置P1。 然而，在冲击部件93设置有止动件94,通过其与第二端部抵接，冲击部件93不会移动至比 第一位置P1更靠前端侧的位置。因此，被冲击部件93推入的剪切加强筋5以后端部位于 第一位置P1的方式被推入。从而，能够在剪切加强筋5的后端侧可靠设置"保护层"。
[0073] 在上述实施方式中，说明了配置在地基S的表面的混凝土构架1的抗震加强施工 方法，但是，作为对象的混凝土构架并不限于此。例如，也能够适用于如图10 (a)所示的埋 设于地中的箱型涵洞或如图10 (b)所示的相对于土壤面配置的挡土墙等。也就是说，能够 适用于进行加强时施工面受限制的混凝土构架。
[0074] 另外，混凝土构架本身也不限于上述实施方式。在上述实施方式中，列举的是混凝 土壁2之中埋设有两个钢筋体41、42的混凝土构架1，但是包含钢筋体的钢筋结构不受特殊 限制，例如，钢筋体可以是一个，也可以是3个以上。另外，各钢筋体也可以不是格子状的， 而是仅由主钢筋构成。
[0075] 另外，混凝土壁2的第一面与第二面也可以是并非在厚度方向相对的面，还可以 是在与厚度方向不同的方向(例如，长度方向）相对的面。
【权利要求】
1. 一种混凝土构架，其特征在于，包括： 具有相对的第一面和第二面的混凝土壁； 埋设于所述混凝土壁内的钢筋结构；和 多个剪切加强筋，其在所述混凝土壁的从所述第一面隔开第一距离的第一位置与从所 述第二面隔开第二距离的第二位置之间呈棒状延伸，并且分散埋设于所述混凝土壁内。
2. 如权利要求1所述的混凝土构架，其特征在于： 所述钢筋结构包括： 埋设于所述混凝土壁内的所述第一位置并且形成为格子状的第一钢筋体；和 埋设于所述混凝土壁内的所述第二位置并且形成为格子状的第二钢筋体， 所述各剪切加强筋配置在所述第一钢筋体和第二钢筋体的格子的内部。
3. -种混凝土构架的抗震加强施工方法，其特征在于： 所述混凝土构架包括： 具有相对的第一面和第二面的混凝土壁；和 埋设于该混凝土壁内的钢筋结构， 所述混凝土构架的抗震加强施工方法包括： 对所述混凝土构架形成钻孔的步骤，在所述混凝土壁的所述第一面形成延伸到从所述 第二面隔开第二距离的第二位置的多个钻孔；和 在所述各钻孔中分别插入在从所述第一面隔开第一距离的第一位置与所述第二位置 之间延伸的棒状的剪切加强筋的步骤。
4. 如权利要求3所述的混凝土构架的抗震加强施工方法，其特征在于： 在将所述剪切加强筋插入所述钻孔的步骤之前，还包括将固定材料供给至所述各钻孔 的步骤。
5. 如权利要求4所述的混凝土构架的抗震加强施工方法，其特征在于： 所述固定材料以被收纳于能够破裂的容器的状态，被供给至所述各钻孔， 在将所述剪切加强筋插入所述钻孔的步骤中，所述剪切加强筋破坏所述容器，使所述 固定材料填充于所述钻孔内。
6. 如权利要求3至5中任一项所述的混凝土构架的抗震加强施工方法，其特征在于： 所述钢筋结构包括形成为格子状的第一钢筋体和第二钢筋体， 所述第一钢筋体埋设于所述混凝土壁内的所述第一位置， 所述第二钢筋体埋设于所述混凝土壁内的所述第二位置。
7. -种夹具，其特征在于： 其是在权利要求3至5中任一项所述的抗震加强施工方法中使用的夹具， 所述夹具包括： 具有第一端部和第二端部，并且形成有在该两个端部之间延伸的贯通孔的主体部；和 以能够自由进退的方式从所述第二端部侧插入所述贯通孔，并且能够对在所述第一端 部侧被支承的剪切加强筋进行冲击的冲击部件， 所述冲击部件构成为能够从所述第一端部突出所述第一距离。
8. -种夹具，其特征在于： 其是在权利要求6所述的抗震加强施工方法中使用的夹具， 所述夹具包括： 具有第一端部和第二端部，并且形成有在该两个端部之间延伸的贯通孔的主体部；和 以能够自由进退的方式从所述第二端部侧插入所述贯通孔，并且能够对在所述第一端 部侧被支承的剪切加强筋进行冲击的冲击部件， 所述冲击部件构成为能够从所述第一端部突出所述第一距离。
9. 如权利要求7所述的夹具，其特征在于： 所述冲击部件从所述贯通孔的所述第二端部侧突出，在该突出部安装有止动件， 通过使所述止动件与所述第二端部卡合，来限制所述冲击部件从所述第一端部突出比 所述第一距离更长的距离。
10. 如权利要求8所述的夹具，其特征在于： 所述冲击部件从所述贯通孔的所述第二端部侧突出，在该突出部安装有止动件， 通过使所述止动件与所述第二端部卡合，来限制所述冲击部件从所述第一端部突出比 所述第一距离更长的距离。
【文档编号】E04C5/01GK104099999SQ201310161724
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年5月6日 优先权日:2013年4月3日
【发明者】大平康史 申请人:株式会社开富喜