鋼板コンクリート構造体における後打ちアンカー構造及び鋼板コンクリート構造体におけるアンカーの後打ち工法

【課題】後打ちアンカーの設置に要する時間を短縮することができるＳＣ構造体における後打ちアンカー構造を提供する。
【解決手段】後打ちアンカー構造１はＳＣ鋼板１３の貫通孔１１に挿入されたアンカープレート２及びアンカー部材６を備える。アンカープレート２は複数の貫通孔４を有する。アンカープレート２が貫通孔１１内に挿入されてアンカープレート２の裏面がコンクリート１５と向き合っている。複数のアンカー挿入孔１６がコンクリート１５に形成される。複数のアンカー部材６のアンカーボルト７が、貫通孔１１内に挿入されたアンカープレート２の各貫通孔４を通って各アンカー挿入孔１６内に達している。各アンカー挿入孔１６内の硬化された樹脂１７が、アンカー部材６をコンクリート１５に固着する。各アンカーボルト７に噛み合わされたナット８によって、アンカープレート２がコンクリート１５に固定される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板コンクリート構造体における後打ちアンカー構造及び鋼板コンクリート構造体におけるアンカーの後打ち工法におけるアンカーの後打ち工法に係り、原子力発電所の建屋（原子炉建屋及びタービン建屋等）に適用するのに好適な鋼板コンクリート構造体における後打ちアンカー構造及び鋼板コンクリート構造体におけるアンカーの後打ち工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造体としては、張力部材に鉄筋を用いた鉄筋コンクリート構造体が知られている。この鉄筋コンクリート構造体の構築は、対向する型枠間に鉄筋を配置し、これらの型枠の間にコンクリートを打設し、コンクリートが固まった後に型枠を撤去することにより行われる。しかし、近年において、鉄筋の替りに張力部材として鋼板を用い、さらに、この鋼板を型枠として用いて鋼板の間にコンクリートを打設した鋼板コンクリート構造体（以下、ＳＣ構造体という）が開発され、建屋等への適用が提案されている。ＳＣ構造体は、コンクリートの表面が鋼板で覆われており、鉄筋が用いられていない。さらに、ＳＣ構造体の構築においては、鋼板が構造物の一部として用いられ、型枠を撤去する必要がない。
【０００３】
建屋内に配置された配管をサポートする支持架台が、ＳＣ構造体の鋼板（以下、ＳＣ鋼板という）に取り付けられる。このため、建屋の建設時において、支持架台を取り付ける位置でＳＣ鋼板の裏面にアンカーが取り付けられ、このアンカーがＳＣ鋼板間に打設されるコンクリート内に埋設される。
【０００４】
原子力プラントでは、運転停止後の定期検査時において、配管の改造を行う場合がある。この配管の改造は、既設の配管を取り外して新たな配管を設置することによって行われる。新たに設置される配管は、既設の配管と異なるルートに設置される場合もある。また、新たな機器を設置する場合もある。このように、新たな配管または新たな機器を設置する場合には、配管または機器のサポートの取り付け位置でＳＣ鋼板にアンカーを取り付ける必要がある。ＳＣ鋼板が既に設置され、コンクリートが既に硬化しているので、後打ちアンカー構造を採用する必要がある。
【０００５】
後打ちアンカー構造の一例が、特開２００２−２８５６４０号公報、特開２００２−２０１７１８号公報及び特許第４１７２３６４号公報に記載されている。
【０００６】
特開２００２−２８５６４０号公報は、ＳＣ構造体ではないが、コンクリート構造物にアンカーを取り付けるアンカーの後打ち工法を記載している。コンクリート構造物に対して位置決めされた被締結部材に形成された孔を通して、コンクリート構造物に孔をあけ、この孔に固着剤を封入した樹脂カプセルアンカーを挿入する。その後、アンカー部材を打ち込み、フランジを有する差し込みワッシャをアンカー部材の端部に装着し、ナットをアンカー部材に取り付けて締め付けることによって、被締結部材をコンクリート構造物に取り付ける。
【０００７】
特開２００２−２０１７１８号公報は、ＳＣ構造体において、ＳＣ鋼板に対するアンカーの後打ち工法を記載している。頭部にネジが形成されて先端部がとがっているアンカーを、空砲によって、ＳＣ鋼板の表面からＳＣ構造体のコンクリートに向って打ち込み、アンカー先端部をコンクリート内にめり込ませてアンカーをＳＣ構造体に取り付けている。
【０００８】
特許第４１７２３６４号公報は、鉄筋コンクリート製または鉄骨コンクリート製の梁を補強板で補強するためのアンカーの後打ち工法を記載している。梁の両側面にそれぞれアンカー孔をあけ、両側面に補強板を当てて各補強板に形成された貫通孔より梁にあけられた孔に後打ちアンカーを打設する。この後打ちアンカーにナットを締結して補強板を梁に固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２８５６４０号公報
【特許文献２】特開２００２−２０１７１８号公報
【特許文献３】特許第４１７２３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
新たな配管または機器をＳＣ構造体に設置する場合には、複数の後打ちアンカーを取り付ける必要がある。このため、後打ちアンカーごとに既設のＳＣ鋼板及びコンクリートに後打ちアンカーを通す孔をあけなければならない。後打ちアンカーごとにＳＣ鋼板に後打ちアンカーを通す孔をあけることに長時間を要する。
【００１１】
本発明の目的は、後打ちアンカーの設置に要する時間を短縮することができる鋼板コンクリート構造体における後打ちアンカー構造及び鋼板コンクリート構造体におけるアンカーの後打ち工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、一対の鋼板及び前記鋼板間に存在するコンクリートを有する鋼板コンクリート構造体の、一方の鋼板に形成された第１貫通孔内に挿入されてコンクリートに対向しており、複数の第２貫通孔が形成されているアンカープレートと、第２貫通孔を通してコンクリートに形成されたアンカー挿入孔内に挿入され、コンクリートに取り付けられた複数のアンカー部材と、アンカー部材に取り付けられてアンカープレートをコンクリートに押し付ける締付け装置とを備えたことにある。
【００１３】
鋼板コンクリート構造体の鋼板に、アンカープレートを挿入する第１貫通孔を形成するので、後打ちアンカー構造の鋼板コンクリート構造体への設置に要する時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、鋼板コンクリート構造体への後打ちアンカーの設置に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１の後打ちアンカー構造の平面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図１に示すアンカープレートの平面図である。
【図４】図３のIV−IV断面図である。
【図５】図１に示す後打ちアンカー構造のアンカープレートに設置した支持部材及び配管の平面図である。
【図６】図５のVI−VI断面図である。
【図７】アンカープレートの他の実施例の構成図である。
【図８】アンカープレートの他の実施例の構成図である。
【図９】アンカープレートの他の実施例の構成図である。
【図１０】アンカープレートの他の実施例の構成図である。
【図１１】本発明の他の実施例である実施例２の後打ちアンカー構造の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の好適な一実施例である実施例１の、鋼板コンクリート構造体における後打ちアンカー構造を、図１及び図２を用いて説明する。
【００１８】
本実施例の後打ちアンカー構造１が適用される鋼板コンクリート構造体（ＳＣ構造体）１２について、まず、説明する。ＳＣ構造体１２は、コンクリート１５が鋼板（ＳＣ鋼板）１３と鋼板（ＳＣ鋼板）１４の間に配置されている。鋼板１３及び１４としては炭素鋼（またはステンレス鋼）が用いられる。ＳＣ構造体１２は、例えば、原子力発電所に設置された原子力プラントを収納する建屋に適用されている。
【００１９】
後打ちアンカー構造１は、ＳＣ鋼板１３に形成された貫通孔（第１貫通孔）１１に挿入されたアンカープレート２、及びアンカー部材（例えば、ケミカルアンカー）６を備えている。アンカー部材６がアンカーボルト７を有している。アンカープレート２は、図３に示すように、複数の貫通孔（第２貫通孔）４を形成している。本実施例では、４個の貫通孔４が形成されている。アンカープレート２には、環状のフランジ部３が形成される（図４参照）。アンカープレート２が、ＳＣ鋼板１３に形成された貫通孔１１内に挿入されており、フランジ部３がＳＣ鋼板１３の表面と対向している。アンカープレート２の裏面５がコンクリート１５と直接向き合っている。
【００２０】
複数（例えば、４つ）のアンカー挿入孔１６が、ＳＣ鋼板１３の貫通孔１１内で、コンクリート１５の表面からコンクリート３の裏面（ＳＣ鋼板１４側の面）に向って形成されている。アンカープレート２がＳＣ鋼板１３に形成された貫通孔１１内に挿入された状態で、４本のアンカー部材６のアンカーボルト７が、アンカープレート２に形成されたそれぞれの貫通孔４を通ってコンクリート１５に形成されたそれぞれのアンカー挿入孔１６内に達している。各アンカー挿入孔１６内には硬化された樹脂１７が存在し、この樹脂１７がアンカーボルト７、すなわち、アンカー部材６をコンクリート１５に固着している。
【００２１】
各アンカーボルト７の頭部に取り付けられたナット（締付け装置）８によって、アンカープレート２が、ＳＣ構造体１２、具体的には、コンクリート１５に固定される。ＳＣ鋼板１３も、フランジ部３によってコンクリート１５に押し付けられている。ナット８とアンカープレート２の間に、座金９が配置されている。
【００２２】
前述した後打ちアンカー構造１を構築する方法、すなわち、ＳＣ構造体におけるアンカーの後打ち工法について説明する。原子力プラントにおける配管系統の一部の改造は、原子力プラントの運転を停止した後に行われる。原子力プラントの運転が停止された後、改造対象の配管系において該当する既設の配管等が撤去され、例えば、新たな配管が新しいルートに沿って据え付けられる。この新しい配管が据え付けられる、建屋内の部屋は、例えば、側壁、床及び天井がＳＣ構造体１２で構成されているとする。この新しい配管の据え付けのために、ＳＣ構造体１２に支持部材を取り付ける必要があり、後打ちアンカー構造１をＳＣ構造体１２に設ける必要がある。
【００２３】
新しい配管の支持部材の設置位置で、ＳＣ構造体１２のＳＣ鋼板１３に、貫通孔１１を形成する。この貫通孔１１の形成は、配管を据え付ける、建屋の部屋内に工作機械（例えば、切削工具であるバイトを旋回させて穿孔する工作機械）を持ち込んで行われる。この工作機械を用いて、部屋に面するＳＣ鋼板１３に穿孔し、取り付けるアンカープレート２の直径に対応する直径の貫通孔１１をＳＣ鋼板１３に形成する。ＳＣ鋼板１３に貫通孔１１を形成することによって、ＳＣ構造体１２のコンクリート１５が露出する。
【００２４】
ＳＣ鋼板１３への貫通孔１１の形成及びコンクリート１５へのアンカー挿入孔１６の形成は現場での作業になるが、アンカープレート２は、予め、工場で製作される。ＳＣ構造体１２に設けられた後打ちアンカー構造１のアンカープレート２に加わる支持荷重に基づいて、アンカープレート２の直径及び厚み、及び取り付けるアンカー部材６の本数等が決定される。
【００２５】
予め製作されたアンカープレート２を貫通孔１１内に挿入し、アンカープレート２に形成された貫通孔４を通してドリルをコンクリート１５の表面に当て、ドリルを回転させてコンクリート１５にアンカー挿入孔１６があけられる。アンカー挿入孔１６の深さは、アンカー挿入孔１６内に挿入されるアンカー部材６の長さに対応して決定される。このようにして、所定個数、例えば４つのアンカー挿入孔１６がコンクリート１５に形成される。
【００２６】
後打ちアンカーであるアンカー部材６として、ケミカルアンカーを用いる。アンカー挿入孔１６内の切削屑を除去した後、樹脂を封入したカプセルを各アンカー挿入孔１６内に挿入し、その後、アンカーボルト７をアンカー挿入孔１６内に打ち込むことによって、カプセルが潰れて内部から樹脂が流出し、アンカー挿入孔１６内でアンカーボルト７とコンクリート１５の間に充満する。樹脂が硬化することによって、アンカーボルト７がコンクリート１５に固着される。アンカーボルト７の頭部にはネジが形成されている。
【００２７】
ＳＣ鋼板１３が面する部屋が気密性を要する場合には、アンカープレート２のフランジ部３の裏面及びアンカープレート２の側面にシール材１０を塗布する。その後、コンクリート１５に固着された各アンカーボルト７をアンカープレート２に形成された各貫通孔４内に通す。座金９が各アンカーボルト７に装着される。アンカープレート２をＳＣ鋼板１３に穿孔された貫通孔１１内に挿入し、アンカーボルト７の頭部に形成されたネジに噛み合わされたナット８を締め付ける。アンカープレート２が、ＳＣ鋼板１３及びコンクリート１５に押し付けられ、コンクリート１５に固定される。
【００２８】
以上の工程により、後打ちアンカー構造１がＳＣ構造体１２に設けられる。
【００２９】
後打ちアンカー構造１がＳＣ構造体１２に設けられた後、配管の支持部材１８がアンカープレート２に設置される（図５および図６参照）。支持部材１８を設置するために、２つの後打ちアンカー構造１がＳＣ構造体１２に設けられる。支持部材１８は、２本の角鋼１９及び１本の山形鋼２０を含んでいる。それぞれの角鋼１９が、それぞれのアンカー構造１のアンカープレート２の表面に溶接にて取り付けられる。山形鋼２０の両端部が、それぞれの角鋼１９に溶接にて取り付けられる。このようにして、支持部材１８が、ＳＣ構造体１２に取り付けられた２つのアンカープレート２に取り付けられる。設置する配管２２が山形鋼２０の上に置かれる。この配管２２は、Ｕ字状の支持部材２１によって山形鋼２０の取り付けられる。支持部材２１の両端部が山形鋼２０に形成された１対の孔にそれぞれ通され、それらの両端部にナットを取り付けて締め付けることによって、配管２２が、山形鋼２０、すなわち、支持部材１８に固定される。
【００３０】
以上により、配管系統の改造が終了する。
【００３１】
本実施例の後打ちアンカー構造１の採用によって、原子力プラントの建設時に埋設された、支持部材１８の取り付け金具が存在しない位置においても、支持部材１８の取り付け金具であるアンカープレート２を、ＳＣ構造体１２のコンクリート１５にアンカー部材６によって取り付けることができる。このため、配管系統の改造を容易に行うことができ、改造された配管系統の配管２２を、後打ちアンカー構造１によってＳＣ構造体１２に容易に支持させることができる。
【００３２】
本実施例の後打ちアンカー構造１をＳＣ構造体１２に設置する際に、ＳＣ構造体１２のＳＣ鋼板１３に、複数のアンカー部材６で固定されるアンカープレート２を挿入する貫通孔１１を穿孔するので、この貫通孔１１を穿孔するのに要する時間が、アンカー部材６を１本１本通す複数の貫通孔をＳＣ鋼板１３に形成する場合に要する時間に比べて短縮される。したがって、本実施例では、後打ちアンカー構造１のＳＣ構造体１２への設置に要する時間を短縮することができる。
【００３３】
さらに、本実施例では、コンクリート１５へのアンカー挿入孔１６の形成が、貫通孔１１に嵌め込んだアンカープレート２に形成された貫通孔４にドリルを挿入してこの貫通孔４をガイドにして行われるので、アンカー挿入孔１６の孔あけが容易になり、アンカー挿入孔１６の位置精度も向上する。
【００３４】
複数の貫通孔４を形成したアンカープレート２の製作が工場で行われるので、現場での作業が軽減される。
【００３５】
特開２００２−２０１７１８号公報に記載された空砲による後打ちアンカーの施工に比べて、本実施例は、大加重に耐えることができ、さらに、後打ちアンカー構造１を設置する側壁及び床の破損リスクが極めて低い。
【００３６】
ＳＣ鋼板１３が面する部屋が、気密性を要しない場合には、シール剤１４のアンカープレート２への塗布は不要である。
【００３７】
後打ちアンカー構造１のアンカープレート２に、配管の支持部材以外に、新たに設置する機器の支持部材を取り付けてもよい。
【００３８】
本実施例の後打ちアンカー構造１では、４つの貫通孔４を形成したアンカープレート２を用いたが、アンカープレート２の形状は、アンカープレートに取り付けられた支持部材が受ける荷重に応じて変えることができる。アンカープレートの他の形状を、図７から図１０に基づいて説明する。
【００３９】
アンカープレート２Ａは、２個の貫通孔４を形成しており、アンカープレート２と同様にフランジ部３を有する（図７参照）。アンカープレート２Ａは２本のアンカー部材６によってＳＣ構造体１２に固定される。アンカープレート２Ａは、アンカープレート２よりも支持荷重が小さい配管等の支持に用いられる。
【００４０】
アンカープレート２Ｂは、６個の貫通孔４を形成しており、フランジ部３を有する（図８参照）。アンカープレート２Ｂは６本のアンカー部材６によってＳＣ構造体１２に固定される。アンカープレート２Ｂは、アンカープレート２よりも支持荷重が大きい配管等の支持に用いられる。
【００４１】
アンカープレート２Ｃは、８個の貫通孔４を形成しており、フランジ部３を有する（図９参照）。アンカープレート２Ｃは８本のアンカー部材６によってＳＣ構造体１２に固定される。アンカープレート２Ｄは、１０個の貫通孔４を形成しており、フランジ部３を有する（図１０参照）。アンカープレート２Ｄは１０本のアンカー部材６によってＳＣ構造体１２に固定される。アンカープレート２Ｃ及び２Ｄは、アンカープレート２Ｂよりも支持荷重が大きい配管等の支持に用いられる。
【実施例２】
【００４２】
本発明の他の実施例である実施例２の、ＳＣ構造体における後打ちアンカー構造を、図１１を用いて説明する。
【００４３】
本実施例の後打ちアンカー構造１Ａは、実施例１の後打ちアンカー構造１において、アンカー部材（ケミカルアンカー）６をアンカー部材（メカニカルアンカー）６Ａに替えた構成を有する。後打ちアンカー構造１Ａの他の構成は後打ちアンカー構造１と同じである。アンカー部材６Ａは、アンカーボルト７Ａ及びスリーブ２３を有する。スリーブ２３がアンカーボルト７Ａに装着されている。
【００４４】
本実施例のＳＣ構造体におけるアンカーの後打ち工法について説明する。実施例１と同様に、貫通孔１１がＳＣ鋼板１３に、複数（例えば、４個）のアンカー挿入孔１６がコンクリート１５にそれぞれ穿孔される。アンカー挿入孔１６内の切削屑が除去された後、アンカー部材６Ａが各アンカー挿入孔１６内に打ち込まれ、アンカーボルト７Ａ及びスリーブ２３がアンカー挿入孔１６内に挿入される。アンカーボルト７Ａの打ち込みによってスリーブ２３が半径方向に押し広げられ、スリーブ２３の外面がアンカー挿入孔１６の内面に押し付けられる。アンカーボルト７Ａがコンクリート１５に固着される。コンクリート１５とスリーブ２３との間の摩擦力、及びアンカーボルト７Ａとスリーブ２３との間の摩擦力により、アンカーボルト７Ａがアンカー挿入孔１６から抜けることはない。
【００４５】
その後、実施例１と同様に、アンカープレート２がナット８によって各アンカーボルト７Ａに取り付けられる。アンカープレート２には配管２２等の支持部材１８が取り付けられる。
【００４６】
本実施例も、実施例１で生じる各効果を得ることができる。
【００４７】
実施例１及び２は、原子力プラントの建屋だけでなく、火力プラントの建屋等のＳＣ構造体が設けられた建造物に対して適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、ＳＣ構造体を有する建造物に適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１，１Ａ…後打ちアンカー構造、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ…アンカープレート、３…フランジ部、４，１１…貫通孔、６，６Ａ…アンカー部材、７，７Ａ…アンカーボルト、８…ナット、１０…シール材、１２…ＳＣ構造体、１３，１４…ＳＣ鋼板、１５…コンクリート、１６…アンカー挿入孔、１７…樹脂、１８，２１…支持部材、２２…配管、２３…スリーブ。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の鋼板及び前記鋼板間に存在するコンクリートを有する鋼板コンクリート構造体の、一方の前記鋼板に形成された第１貫通孔内に挿入されて前記コンクリートに対向しており、複数の第２貫通孔が形成されているアンカープレートと、
前記第２貫通孔を通して前記コンクリートに形成されたアンカー挿入孔内に挿入され、前記コンクリートに取り付けられた複数のアンカー部材と、
前記アンカー部材に取り付けられて前記アンカープレートを前記コンクリートに押し付ける締付け装置とを備えたことを特徴とする鋼板コンクリート構造体における後打ちアンカー構造。
【請求項２】
前記アンカープレートと前記第１貫通孔が形成された前記鋼板の間に配置されているシール部材を有する請求項１に記載の鋼板コンクリート構造体における後打ちアンカー構造。
【請求項３】
前記アンカー部材がケミカルアンカー及びメカニカルアンカーのいずれかである請求項１または２に記載の鋼板コンクリート構造体における後打ちアンカー構造。
【請求項４】
一対の鋼板及び前記鋼板間に存在するコンクリートを有する鋼板コンクリート構造体の、一方の前記鋼板に第１貫通孔を形成し、
前記第１貫通孔を通して複数のアンカー挿入孔を前記コンクリートに穿孔し、
アンカー部材を、前記複数のアンカー挿入孔内にそれぞれ挿入して前記コンクリートに固定し、
複数の第２貫通孔が形成されているアンカープレートを、前記複数の第２貫通孔内に各前記アンカー部材を別々に通すことにより、前記第１貫通孔内に挿入して、前記アンカープレートを前記コンクリートに対向させ、
前記複数の第２貫通孔を別々に貫通している各前記アンカー部材に取り付けられた締付け装置によって、前記アンカープレートを前記コンクリートに押し付けることを特徴とする鋼板コンクリート構造体におけるアンカーの後打ち工法。
【請求項５】
複数の前記アンカー挿入孔の穿孔が、前記アンカープレートを前記第１貫通孔内に挿入し、挿入されたこのアンカープレートに形成された複数の第２貫通孔をガイドにしてドリルにより行われる請求項４に記載の鋼板コンクリート構造体におけるアンカーの後打ち工法。
【請求項６】
前記アンカー部材としてケミカルアンカー及びメカニカルアンカーのいずれかを用いる請求項４または５に記載の鋼板コンクリート構造体におけるアンカーの後打ち工法。

【図１】