コンクリートと鋼材との接合部材、これを用いた構造物並びに人工魚礁

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【発明の名称】	コンクリートと鋼材との接合部材、これを用いた構造物並びに人工魚礁
【発明者】	【氏名】福田一見【住所又は居所】東京都中央区日本橋本町４丁目８番１５号太平洋マテリアル株式会社内【氏名】福井洋介【住所又は居所】東京都中央区日本橋本町４丁目８番１５号太平洋マテリアル株式会社内【氏名】櫻井謙【住所又は居所】東京都江東区木場二丁目１７番１２号日鐵建材工業株式会社内【氏名】町田節生【住所又は居所】東京都江東区木場二丁目１７番１２号日鐵建材工業株式会社内
【要約】	【課題】精度良く簡便に接合部材によりコンクリートと鋼材を接合すること。【解決手段】人工魚礁に用いられる箱状のコンクリートブロック２のブロック本体５には、ブロック本体５の壁部を貫通する接合金具１４を埋設している。コンクリートブロック２の内側では、接合金具１４がボルト１４ｂを介して支柱６を固定し、その外側ではアクセサリー４の矩形枠１３を溶接により固定している。このように、壁部を貫通する接合金具１４を設けたので、コンクリートブロック２の内側及び外側でコンクリートと鋼材の直接接合が可能になる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート製造時に予めコンクリート中に埋め込まれるコンクリートと鋼材との接合部材において、コンクリート製造時の型枠に接する接触部を有し、且つ接触部が接する型枠の面により形成される接触部を含むコンクリート表面と異なる面のコンクリート表面から露出するように鋼材を固定するための固定部を設けたことを特徴とするコンクリートと鋼材との接合部材。
【請求項２】
コンクリート製造時に予めコンクリート中に埋め込まれるコンクリートと鋼材との接合部材において、コンクリート製造時の型枠に接して成形させることによりコンクリート表面に露出して鋼材を固定するための接触部を設け、且つ前記コンクリート表面と異なるコンクリート表面から露出して鋼材を固定するための固定部を設けたことを特徴とするコンクリートと鋼材との接合部材。
【請求項３】
前記接触部が、鋼板であることを特徴とする請求項１または２に記載のコンクリートと鋼材との接合部材。
【請求項４】
コンクリートと鋼材とを接合しコンクリート製造時に予めコンクリート中に埋め込まれる接合部材において、該接合部材がコンクリート製造時の型枠に接する接触部を有し、且つ接合部材が接する型枠の面により形成される接触部を含むコンクリート表面と、該コンクリート表面と異なる面のコンクリート表面から露出するように鋼材を固定するための固定部を設けた接合部材を用いた構造物。
【請求項５】
コンクリートと鋼材とを接合しコンクリート製造時に予めコンクリート中に埋め込まれる接合部材において、該接合部材がコンクリート製造時の型枠に接する接触部を有し、且つ接合部材が接する型枠の面により形成される接触部を含むコンクリート表面と、該コンクリート表面と異なる面のコンクリート表面から露出するように鋼材を固定するための固定部を設けた接合部材を用いた人工魚礁。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートと鋼材からなる構造物においてコンクリートと鋼材を接合する技術に関するものであって、特に、コンクリートと鋼材との接合部材、コンクリートと鋼材を含む構造物及びコンクリートと鋼材を含む人工魚礁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートと鋼材からなる構造物において構造物が大きくなると、コンクリートを主体としたコンクリート部材と鋼材を主体とした鋼製部材とを予め製造し、コンクリート部材同士、鋼製部材同士、又はコンクリート部材と鋼製部材とを接合して、組み立てて構造物とすることが一般に行われている。コンクリートと鋼材からなる構造物においてコンクリートと鋼材を接合する場合、アンカーボルトやアンカー筋の一端をコンクリートに埋め込み、コンクリート表面からその他端側を突出させて、他端側と鋼材を係止して固定する方法（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）、コンクリートに接合する鋼材と同型の鉄骨を取り付けた鋼管をコンクリート部材に取り付けておく方法（例えば、特許文献３、特許文献４参照。）が提案されている。また、コンクリートと鋼材からなる人工魚礁においては、鋼板等で製造した接合部材をコンクリート部材の表面に鋼製バンドで結束して固定し、コンクリート部材に固定した接合部材に鋼材を溶接する方法（例えば、特許文献５参照。）が提案されている。
【０００３】
しかし、アンカーボルトやアンカー筋をコンクリートに埋め込む方法では、コンクリート部材の所定の位置に複数設置しなければならないため、アンカーボルトの設置精度が悪いと構造物を組み上げた型枠の加工などの手間がかかってしまう等の問題があった。また、コンクリートに接合する鋼材と同型の鉄骨を取り付けた鋼管をコンクリート部材に取り付けておく方法では、鋼材と同型の鉄骨を取り付けた鋼管部分の重量がコンクリート部分に比べて大きいため、接合作業時に不安定となりやすい等の問題がある。
【０００４】また、鋼板等で製造した接合部材をコンクリート部材に鋼製バンドで結束し、かつ接合部材と鋼材とを溶接する方法では、コンクリート部材に鋼製部材を載せて接合する場合や鋼製部材にコンクリート部材を載せて接合する場合ではよいが、コンクリート部材の上部の側面と鋼製部材の下部の側面とを接合する場合や鋼製部材の上部の側面とコンクリート部材の下部の側面とを接合する場合では、接続位置を決め難く、また、丈夫で且つコンクリートと滑り難い鋼製バンドが必要となるため構造物の重量が必要以上に重いものとなってしまう等の問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１－３２３４７８号公報（図２参照）
【特許文献２】
特開平２００１－２９５３６６号公報（図１参照）
【特許文献３】
特開平６－１０８５３８号公報（要約参照）
【特許文献４】
特開平７－１８９３３６号公報（要約参照）
【特許文献５】
特開平８－１５４５２７号公報（図１参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決するために成されたものであって、精度良く簡便にコンクリートと鋼材を接合することが可能で、且つ簡便にコンクリートに設置できるコンクリートと鋼材との接合部材、コンクリートと鋼材を含む構造物及びコンクリートと鋼材を含む人工魚礁を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題解決のため種々の検討を行ったところ、特定の構造にすることにより前記目的を達成することを見出した。即ち本発明は、以下に表すコンクリートと鋼材との接合部材、構造物及び人工魚礁である。
【０００８】
本発明のコンクリートと鋼材との接合部材は、上記目的を達成するために、コンクリートと鋼材とを接合しコンクリート製造時に予めコンクリート中に埋め込まれる接合部材において、該接合部材がコンクリート製造時の型枠に接する接触部を有し、且つ接合部材が接する型枠の面により形成される接触部を含むコンクリート表面と、該コンクリート表面と異なる面のコンクリート表面から露出するように、鋼材を固定するための固定部を設けた。
コンクリート製造時に予めコンクリート中に埋め込まれるコンクリートと鋼材との接合部材において、コンクリート製造時の型枠に接して成形させることによりコンクリート表面に露出して鋼材を固定するための接触部を設け、且つ前記コンクリート表面と異なるコンクリート表面から露出して鋼材を固定するための固定部を設けたことを特徴とするコンクリートと鋼材との接合部材。
上記各コンクリートと鋼材との接合部材は、前記接触部を、鋼板とすることが好ましい。
また、本発明の構造物は、上記目的を達成するために、コンクリートと鋼材とを接合しコンクリート製造時に予めコンクリート中に埋め込まれる接合部材において、該接合部材がコンクリート製造時の型枠に接する接触部を有し、且つ接合部材が接する型枠の面により形成される接触部を含むコンクリート表面と、該コンクリート表面と異なる面のコンクリート表面から露出するように、鋼材を固定するための固定部を設けた接合部材を用いた。
さらに、本発明の人工魚礁は、上記目的を達成するために、コンクリートと鋼材とを接合しコンクリート製造時に予めコンクリート中に埋め込まれる接合部材において、該接合部材がコンクリート製造時の型枠に接する接触部を有し、且つ接合部材が接する型枠の面により形成される接触部を含むコンクリート表面と、該コンクリート表面と異なる面のコンクリート表面から露出するように、鋼材を固定するための固定部を設けた接合部材を用いた。
【０００９】
本発明でいうコンクリートとは、少なくとも結合材、骨材及び水を混合してなるものである。結合材としては、ポルトランドセメント、アルミナセメント、石膏、混合セメント、ドロマイトプラスター、マグネシアセメント等のセメント、熱可塑性樹脂、アスファルト又は硫黄等のように加熱により液体になり常温で固体の物質等、熱硬化性樹脂等の樹脂が挙げられ、これらの２種以上を併用しても良い。骨材としては、例えば、砕砂、砕石、陸砂、陸砂利、川砂、川砂利、人工骨材、貝殻、スラグ骨材等が挙げられ、これらの２種以上を併用しても良い。水としては、水道水、地下水、河川の水、混和剤（材）中の水分等を用いることができるが、モルタルの凝結時間や強度の点で水道水を用いることが好ましい。結合材、細骨材及び水以外に、減水剤、流動化剤、粘度調整剤、収縮低減剤、防錆剤、急硬剤、急結剤、凝結遅延剤、膨張材、繊維、防水材、セメント用ポリマー等の各種混和剤（材）を適宜含むこともできる。
また、本発明でいう固定部とは、鋼材を固定することができるものであれば特に限定されないが、例えば、ボルト、溶接接合、フック等が挙げられる。固定具がボルトであると、鋼材を固定するのが容易であるので好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、海中に設置される本発明に係わる人工魚礁１の斜視図であり、図２はその中心線を通る縦断面図である。人工魚礁１は、四角形のコンクリートブロック２部と、コンクリートブロック２の内方側に設置した鉄塔３と、コンクリートブロック２の外側に設けられたアクセサリー４とから構成されている。
図３及び図４は、それらのうちのコンクリートブロック２を示し、図３はコンクリートブロック２の斜視図であり、図４は正面図である。図に示すように、コンクリートブロック２は、ブロック片として長方形状のブロック本体５を一構成物として形成している。ブロック本体５の長手方向には、魚の通路のためや海水交換のための開口５ａを複数形成し、一つのブロック本体５を正方形の一辺として、４つのブロック本体５で正方形状の枠体２ａを形成している。そして、１つの枠体２ａの上に他の枠体２ａを複数、例えば本実施の形態のように３層積層して、コンクリートブロック２を完成した。
【００１１】
図１、図２に示すように、コンクリートブロック２の内側には鉄塔３を配設している。鉄塔３は、４本の支柱６を設け、各支柱６はコンクリートブロック２の各々の一辺の中間位置に配設し、コンクリートブロック２の下端部から上端部を越えて上方に突き出すようにして立設する。そして、支柱６の上端側の上下２カ所には、鉄塔３の対角線上に十字形状の梁７，８を備え、各支柱６の上端部にはフック９を取付けている。また、鉄塔３の中心部には、梁７，８に支持された上部支柱１０を設け、支柱１０は上下に間隔を開けて併設した４層の枠体１２を有する上部アクセサリー１１を支持する。
【００１２】
図２に示すように、コンクリートブロック２の外側には、下部アクセサリー４を配設し、三角形状に突出したアクセサリー４の頂点からコンクリートブロック２面の垂線上は、矩形枠１３を設けている。この矩形枠１３の上下方向には、４本の水平方向に延びるアーム材１３ａを設けている。アクセサリー４を形成する矩形枠１３は、アングル材、中空の角材及び平板形状のものを用いることができる。矩形枠１３の上端部位置は、コンクリートブロック２の上端部と同じ高さに位置するようにし、矩形枠１３の下端部位置はコンクリートブロック２の下端部よりも高く位置するように形成した。具体的には、コンクリートブロック２の下端部から矩形枠１３の下端部、すなわち下部アクセサリー４の下側頂点までの角度αを５度に設定した。
【００１３】
次に、コンクリートブロック２、鉄塔３及び下部アクセサリー４の組み付け方の詳細について説明する。
図６は、コンクリートブロック２面の左右中心軸を通る断面図である。図に示すように、コンクリートブロック２には、ボルト付き鋼板からなる接合部材としての接合金具１４を埋設した。図７に示すように、接合金具１４は四角形で平板状の基板１４ａと、基板１４ａ面から立設した２本のボルト１４ｂを基板１４ａ上に固定している。図８に示すように、接合金具１４はコンクリートブロック２の外側壁面に、その壁面と同一水平面上の位置に基板１４ａ面を露出し、内側壁面からはボルト１４ｂの先端部をコンクリートブロック２面から突出するようにした。
【００１４】
図９は、接合金具１４をコンクリートブロック２に埋設する作業方法の一例である。図に示す型枠１６（なお、型枠は例示的に示すものであり、実際はもっと大きい）の底部には、図示しない基板１４ａを下にして接合金具１４を載置し、ボルト１４ｂの先端部を上方に向けている。このとき、図７に示すように、型枠１６の底面１６ａに接合金具１４の基板１４ａの裏面を隙間なく当接させる。位置決めフレーム１７は、一対の治具１８が間隔を開けて配置できるように構成し、この治具１８は全体にネジを切ってあり治具ネジ部１８ｂとこの治具ネジ部１８ｂに螺合し、ナット２２と嵌合する嵌合部１８ａからなる。治具１８の上端部は位置決めフレーム１７に穿設した孔（図示せず）に貫通させ、２個のナット１９により挟んで位置決めフレーム１７に固定する。ナット１９と嵌合部１８ａの距離をできる限り離すように調節することで、嵌合部１８ａが接合金具１４を型枠１６に押し付けて固定する。そして、接合金具１４を型枠１６に固定したままの状態で、鉄筋２０を型枠１６に配設したのち、図１０に示すようにコンクリートを型枠１６に打込む。鉄筋２０の配設は、接合金具１４を型枠１６に固定する前でも良い。この治具１８が位置決めフレーム１７により固定される位置は、型枠１６内における接合金具１４が正規に配設される箇所にあり、かつ治具１８を取付ける間隔は一対のボルト１４ｂの間隔に合わせている。その結果、型枠１６にコンクリートを打込み振動締固めを行っても、接合金具１４はコンクリートブロック２に対して正規の位置に維持され、ボルト１４ｂ間隔の誤差、及び接合金具１４の位置決め誤差が無くなる。よって、コンクリートブロック２の正確な位置に接合金具１４を固定できる。また、位置決めフレーム１７を型枠１６に配設する位置を移動させたり、この位置決めフレーム１７に治具１８を固定するために穿設した孔を細長い孔にすることで、型枠１６に接合金具１４を固定する位置を任意且つ容易に変更できる。
【００１５】
このような接合金具１４は、図８に示すように、コンクリートブロック２の内方側へ突出したボルト１４ｂにより、コンクリートブロック２と鉄塔３を構成する支柱６をナット２２により接合する。本実施の形態では、接合金具１４は１つのブロック本体５の上下に２箇所設け、コンクリートブロック２の一平面では６箇所に設けている。
コンクリートブロック２の外側では、ブロック本体５から接合金具１４の基板１４ａ面が露出している。そして、基板１４ａ面には、コンクリートブロック２と下部アクセサリー４の矩形枠１３とを接合する連結金具２１の一端を、溶接により固定し、連結金具２１の他端を矩形枠１３に固定する。こうして、コンクリートブロック２に、鉄塔３及び下部アクセサリー４を固定する。接合金具１４は上述したように、コンクリートブロック２の正確な位置に取付けていることから、支柱６及び矩形枠１３を、コンクリートブロック２に誤差を最小限にして取付けることができる。
【００１６】
従来では、接合金具はブロック本体に埋設して、接合金具の一端側、例えばボルトの先端部のみブロック本体から突出していた。そのため、コンクリートブロックの内側、若しくは外側の一方のみに支柱等の鋼材をコンクリートブロック２に直接固定していた。本実施の形態では、１つの接合金具１４をコンクリートブロック２の表裏両面に露出させたので、コンクリートブロック２の内側及び外側に鋼材としての鉄塔３やアクセサリー４（以下、単に鋼材ともいう）をコンクリートブロック２に直接固定することができる。
このように、本実施の形態におけるコンクリートブロック２と鋼材の接合金具１４は、ブロック本体５の製造時に予めコンクリート中に埋め込まれるにも拘わらず、型枠１６に接する接触部としての基板１４ａを有しているので、型枠１６の任意の位置に容易に固定することができる。ブロック本体５と鋼材の接合金具１４を固定する方法は特に限定されないが、例えば、接合金具１４を型枠１６に押しつけ固定する方法や、基板１４ａと型枠１６との当接部に取り付けた強力な永久磁石により固定する方法等が挙げられる。
【００１７】
本発明でいうコンクリートブロック２のブロック本体５の製造時における型枠に接する接触部としての基板１４ａは、鋼材等を固定することができれば、材質や形状は特に限定されない。接合金具１４の材質としては、鋼等の金属、コンクリート、石材、樹脂、木材が挙げられ、鋼材を溶接により固定することができるので、金属が好ましい。また、基板１４ａの形状としては、型枠１６との接点（接触部）が２以上有するものであってもよい。なお、接点を３点にしたものは、設置の安定性を図ることができる。また、型枠１６面と略同型の面状であることが、コンクリート表面から突出する固定部とこのコンクリート表面とのなす角度が一定となり、精度良くコンクリートの所定位置に接合部材を設置することが容易となるので好ましい。基板１４ａが鋼板であると、精度良くコンクリートの所定位置に接合金具１４を設置することが容易となると共に、基板１４ａの鋼板の全表面が、コンクリート表面から露出し、他の鋼材を溶接して固定することができるので、更に好ましい。
【００１８】
図１に示す人工魚礁１は、フック９により吊り下げられて、海中に投下される。人工魚礁１の海中にて傾きながら投下されても、図２に示すように、その傾斜角がα度以内であれば、人工魚礁１が海底に着地する際に、下部アクセサリー４が海底に接触せず、アクセサリー４を破損することはない。なお、角度αの値は、適宜代えることができる。
人工魚礁１は、コンクリートブロック２の内外壁部を貫通する接合金具１４を設けたので、コンクリートブロック２の内側及び外側でコンクリートと鋼材の直接接合が可能になる。
【００１９】
本実施の形態の人工魚礁１は、上述した構造物からなるものであれば、形状、大きさは、特に限定されない。例えば、柱や梁からなる形状もの、井桁状もの、窓状の穴を有する板状のものを組み立てた形状のもの、窓状の穴を有する略円錐状で内部に空洞を有するもの等が挙げられ、これらの２種以上を組み合わせた形状のものでもよい。また、海底等に設置するときは、本発明の人工魚礁１を単独で設置しても良いし、本実施の形態の人工魚礁以外の魚礁と併用して設置しても良い。設置する数や、設置する場合の配置方法は、限定されない。
さらに、人工魚礁１は、コンクリート及び鋼材以外に、木材、鋼材以外の金属、ロープ、布、ゴム、合成樹脂、石材等を用いることができ、これらを併用しても良い。
【００２０】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、本発明の技術的思想に基づき種々の変形及び変更が可能である。
例えば、前記実施の形態では、人工魚礁を例に挙げたが、他の構造物にも適用ができる。すなわち、本発明の構造物は、コンクリートと鋼材を接合する接合部材を用いて、コンクリートと鋼材を接合するものであれば良く、形状、大きさ、用途等は特に限定されない。また、本発明の構造物は、コンクリート及び鋼材以外に、木材、鋼材以外の金属、ロープ、布、ゴム、合成樹脂、石材等を用いることができ、これらを併用しても良い。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、コンクリートと鋼材との接合部材は、コンクリートと鋼材とを接合しコンクリート製造時に予めコンクリート中に埋め込まれる接合部材において、該接合部材がコンクリート製造時の型枠に接する接触部を有し、且つ接合部材が接する型枠の面により形成される接触部を含むコンクリート表面と、該コンクリート表面と異なる面のコンクリート表面から露出するようにして、鋼材を固定するための固定部を設けたので、精度良く簡便にコンクリートと鋼材を直接接合することが可能で、且つ簡便にコンクリートに設置できる。
並びにその接合部材を用いたコンクリートと鋼材を含む構造物又はコンクリートと鋼材を含む人工魚礁が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による人工魚礁の斜視図である。
【図２】図１の人工魚礁の縦断面図である。
【図３】図１の人工魚礁のコンクリートブロックの斜視図である。
【図４】図１の人工魚礁のコンクリートブロックの正面図である。
【図５】図３のコンクリートブロックを構成するブロック本体の正面図である。
【図６】図１の人工魚礁のコンクリートブロックと、鉄塔及び下部アクセサリーとの接合状態を示す断面図である。
【図７】図６のコンクリートブロックと、鉄塔及び下部アクセサリーとの接合をする接合金具の斜視図である。
【図８】図６の接合金具の拡大断面図である。
【図９】図６に示す接合金具をコンクリート埋設するための製造方法を示す型枠の斜視図である。なお、実際のコンクリートブロックのブロック本体はそれよりも大きな型枠で製造する。
【図１０】図９の型枠にコンクリートを流し込んだ状態を示す型枠の斜視図である。
【符号の説明】
１人工魚礁
２コンクリートブロック
３鉄塔
４下部アクセサリー
５ブロック本体
６支柱
７，８梁
９フック
１３矩形枠
１４接合金具
１４ａ基板
１４ｂボルト
１６型枠
２１連結金具

【出願人】	【識別番号】５０１１７３４６１【氏名又は名称】太平洋マテリアル株式会社【住所又は居所】東京都中央区日本橋本町四丁目８番１５号【識別番号】０００００６８３９【氏名又は名称】日鐵建材工業株式会社【住所又は居所】東京都江東区木場二丁目１７番１２号
【出願日】	平成１５年２月２１日（２００３．２．２１）
【代理人】	【識別番号】１０００９９６２３【弁理士】【氏名又は名称】奥山尚一【識別番号】１０００９６７６９【弁理士】【氏名又は名称】有原幸一【識別番号】１００１０７３１９【弁理士】【氏名又は名称】松島鉄男
【公開番号】	特開２００４－２４８６１０（Ｐ２００４－２４８６１０Ａ）
【公開日】	平成１６年９月９日（２００４．９．９）
【出願番号】	特願２００３－４４０８５（Ｐ２００３－４４０８５）