(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023171947
(43)【公開日】2023-12-05
(54)【発明の名称】固定方法
(51)【国際特許分類】
E04B 1/41 20060101AFI20231128BHJP
E04B 1/58 20060101ALI20231128BHJP
【FI】
E04B1/41 503A
E04B1/58 512Z
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023173491
(22)【出願日】2023-10-05
(62)【分割の表示】P 2019145470の分割
【原出願日】2019-08-07
(71)【出願人】
【識別番号】593063161
【氏名又は名称】株式会社NTTファシリティーズ
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 真司
(72)【発明者】
【氏名】中川 明徳
(72)【発明者】
【氏名】林 政輝
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 幹夫
(57)【要約】
【課題】あと施工アンカーを用いずに、コンクリート製の床面に対して設置物の固定強度を確保することができる固定構造、および固定方法を提供する。
【解決手段】固定構造は、コンクリート製の床面に対して設置物を固定する固定構造であって、支持部材と、接着剤と、応力度分散部とを備える。支持部材は、前記設置物を支持する。接着剤は、前記支持部材と前記床面との間に設けられ、接着面を前記床面に接着して前記支持部材を前記床面に固定している。応力度分散部は、前記支持部材に掛かる引張力により前記接着面に発生する応力度を、前記接着面に分散させている。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンクリート製の床面に対して設置物を固定する固定構造であって、
前記設置物を支持する支持部材と、
前記支持部材と前記床面との間に設けられ、接着面を前記床面に接着して前記支持部材を前記床面に固定するための接着剤と、
前記支持部材に掛かる引張力により前記接着面に発生する応力度を、前記接着面に分散させるための応力度分散部と
を備えたことを特徴とする固定構造。
【請求項2】
前記接着面に発生する応力度分布の値が、前記接着剤の接着強度の限界値よりも小さい
請求項1に記載の固定構造。
【請求項3】
前記接着面に発生する応力度分布の値が、前記床面のコンクリート強度の限界値よりも小さい
請求項1に記載の固定構造。
【請求項4】
前記接着面に発生する応力度分布に係り、前記接着面に沿う方向の前記応力度分布の変化率が、前記接着面の両端部よりも中央部の方が小さい
請求項1に記載の固定構造。
【請求項5】
前記応力度分散部は、
前記支持部材と前記床面との間に配置され、厚さが前記支持部材の厚さよりも厚いか同等であり、前記接着面を備えるプレートと、
前記支持部材を前記プレートに固定する結合部と、
を備える請求項1から請求項4の何れか1項に記載の固定構造。
【請求項6】
前記結合部は、前記支持部材を前記プレートに固定する締結用ボルト、接着剤、および溶接の何れかを含む
請求項5に記載の固定構造。
【請求項7】
前記結合部は、
結合状態で前記支持部材を前記プレートに固定し、
前記結合状態が解かれることにより、前記床面に前記プレートを残置したまま前記支持部材を前記プレートから撤去可能になる
請求項5又は請求項6に記載の固定構造。
【請求項8】
前記支持部材は、
前記接着面に発生する応力度分布の値が前記接着剤の接着強度の限界値を超える前に塑性化する
請求項1から請求項7の何れか1項に記載の固定構造。
【請求項9】
前記支持部材は、
上面にリブ部が設けられ、下面に前記接着面を備え、
前記リブ部は、
前記応力度分散部として、前記支持部材に掛かる引張力により前記接着面に発生する応力度を、前記接着面に分散させる
請求項1から請求項3の何れか1項に記載の固定構造。
【請求項10】
コンクリート製の床面に対して設置物を固定する固定方法であって、
前記設置物を支持部材によって支持させるように前記支持部材に係る接着面を接着剤を用いて前記床面に固定し、
前記支持部材に対応付けて設けられた応力度分散部によって、前記支持部材に掛かる引張力により前記接着面に発生する応力度を、前記接着面に分散させる、
ことを特徴とする固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、固定構造、および固定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
コンクリート製の床面に対して設置物を固定する場合、一般的に、あと施工アンカーが用いられる。すなわち、コンクリート製の床面に対してドリルなどで孔をあけ、あけた孔にアンカーボルトを埋め込むことで、設置物を支持する支持部材が床面に対して固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、あと施工アンカーを用いる場合、床面の厚さが薄い場合やコンクリートの脆弱部分に当たった場合に床下面の剥落のおそれ、コンクリート製の床面に埋設された埋設物(鉄筋やその他の埋設物)の損傷のおそれ、埋設物によるあと施工アンカー用の孔位置の制限、および施工時の騒音振動といった課題がある。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、あと施工アンカーを用いずに、コンクリート製の床面に対する設置物の固定強度を確保することができる固定構造、および固定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
(1)本発明の一態様の固定構造は、コンクリート製の床面に対して設置物を固定する固定構造であって、前記設置物を支持する支持部材と、前記支持部材と前記床面との間に設けられ、接着面を前記床面に接着して前記支持部材を前記床面に固定するための接着剤と、前記支持部材に掛かる引張力により前記接着面に発生する応力度を、前記接着面に分散させるための応力度分散部とを備えたことを特徴とする。
【0007】
(2)上記の固定構造において、前記応力度分布の値(最大値)が、前記接着剤の接着強度の限界値よりも小さい。
【0008】
(3)上記の固定構造において、前記応力度分布の値(最大値)が、前記床面のコンクリート強度の限界値よりも小さい。
【0009】
(4)上記の固定構造において、前記接着面に発生する応力度分布に係り、前記接着面に沿う方向の前記応力度分布の変化率が、前記接着面の両端部よりも中央部の方が小さい。
【0010】
(5)上記の固定構造において、前記応力度分散部は、前記支持部材と前記床面との間に配置され、厚さが前記支持部材の厚さよりも厚いか同等であり、前記接着面を備えるプレートと、前記支持部材を前記プレートに固定する結合部と、を備える。
【0011】
(6)上記の固定構造において、前記結合部は、前記支持部材を前記プレートに固定する締結用ボルト、接着剤、および溶接の何れかを含む。
【0012】
(7)上記の固定構造において、前記結合部は、結合状態で前記支持部材を前記プレートに固定し、前記結合状態が解かれることにより、前記床面に前記プレートを残置したまま前記支持部材を前記プレートから撤去可能になる。
【0013】
(8)上記の固定構造において、前記支持部材は、前記接着面に発生する応力度分布の最大値が前記接着剤の接着強度の限界値を超える前に塑性化する。
【0014】
(9)上記の固定構造において、前記支持部材は、上面にリブ部が設けられ、下面に前記接着面を備え、前記リブ部は、前記応力度分散部として、前記支持部材に掛かる引張力により前記接着面に発生する応力度を、前記接着面に分散させる。
【0015】
(10)本発明の一態様の固定方法は、コンクリート製の床面に対して設置物を固定する固定方法であって、前記設置物を支持部材によって支持させるように前記支持部材に係る接着面を接着剤を用いて前記床面に固定し、前記支持部材に対応付けて設けられた応力度分散部によって、前記支持部材に掛かる引張力により前記接着面に発生する応力度を分散させる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、あと施工アンカーを用いずに、コンクリート製の床面に対して設置物の固定強度を確保することができる固定構造、および固定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【
図1】第1の実施形態の設置物、固定構造、およびコンクリート床を示す断面図である。
【
図2】
図1中のF2線で囲まれた領域を拡大して示す断面図である。
【
図3】
図2中に示された固定構造FSの平面図である。
【
図5】
図3中のF4-F4線に沿うプレート断面方向の応力度分布を説明するための図である。
【
図6】第1の実施形態の固定方法の流れの一例を示すフローチャートである。
【
図7】第1の実施形態の交換方法の流れの一例を示すフローチャートである。
【
図8】第2の実施形態の固定構造FSの平面図である。
【
図10】第3の実施形態の固定構造FSの平面図である。
【
図12】第4の実施形態の固定構造FSの平面図である。
【
図14】
図12中のF13A-F13A線に沿うプレート断面方向の応力度分布を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、実施形態の固定構造、および固定方法について説明する。
なお以下の説明では、同一又は類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。
【0019】
(第1の実施形態)
第1の実施形態の固定構造FSは、例えば、通信施設やデータセンター、その他種々の設備で広く利用可能であり、コンクリート製の床面1(例えば床スラブ、以下では「コンクリート床1」と称する)に対して設置物2を固定する固定構造である。すなわち本明細書で「コンクリート床に対して設置物を固定する」とは、コンクリート床に対して設置物自体を直接固定することに限定されず、設置物を支持する支持部材をコンクリート床に固定することでコンクリート床に対して設置物が動かないようにする場合も含む。
【0020】
本実施形態では、固定構造FSにより固定される設置物2は、建物に設置される各種機器(例えば、通信用の交換機や、空調機、電力系の各種装置(バッテリ))や、建物に二重床を形成するための部材などである。ただし、固定構造FSにより固定される設置物2は、特定の機器や装置、部材に限定されず、種々の機器や装置、部材が幅広く該当する。
【0021】
(固定構造)
まず、第1の実施形態の固定構造FSについて説明する。
図1は、第1の実施形態の設置物2、固定構造FS、およびコンクリート床1を示す断面図である。なお
図1では、説明の便宜上、固定構造FSに含まれるプレートおよび接着剤の図示は省略している。
【0022】
固定構造FSは、設置物2を支持する金属製の支持部材10を含む。本実施形態では、支持部材10は、設置物2の下方に配置され、設置物2を下方から支持する。支持部材10は、例えば、架台である。支持部材10は、例えば、支持部材本体(架台本体)11と、支持軸12と、ベース13とを含む。これら支持部材本体11、支持軸12、およびベース13は、金属製(例えば鋼材)である。
【0023】
支持部材本体11は、支持部材10の主要部を構成しており、設置物2の下方に配置され、設置物2を下方から支持する。言い換えると、設置物2は、支持部材本体11の上に載置され、不図示の固定部材によって支持部材本体11に固定される。これにより、設置物2が建物に設置される。
【0024】
支持軸12は、支持部材本体11の下端部から下方に突出している。支持軸12は、鉛直方向に沿う軸状に形成され、コンクリート床1に対して略垂直に配置されている。支持軸12は、平面視において、支持部材本体11の4つの角部に対応して配置されている。
ただし、支持軸12の配置位置は、上記例に限定されない。
【0025】
ベース13は、支持部材10の最下部に配置されている。ベース13は、コンクリート床1の上面と略平行な板状に形成されている。ベース13は、多角形状(例えば四角形状、八角形状など。)であるが、円形状やその他の形状でもよい。以下、八角形状を例示して説明する。ベース13は、支持軸12の下端部に連結され、支持軸12を下方から支持する。実施形態のベース13は、後述するように複数の貫通孔41H(
図4)を有する。各貫通孔41Hは、ベース13の板状の面に直交する方向に貫通している。各貫通孔41Hは、後述するプレート20に対する固定に利用される。
【0026】
図2は、
図1中のF2線で囲まれた領域を拡大して示す断面図である。
図3は、
図2に示された固定構造FSの平面図である。
図4は、
図3中のF4-F4線に沿う断面図である。なお、
図3では、理解容易化のため、第1接着剤21および第1接着剤21の余剰部分21OFにドット模様のハッチングを施している。
図2から
図4に示すように、固定構造FSは、上述した支持部材10に加え、プレート20、第1接着剤21、および結合部41を有する。
【0027】
プレート20は、コンクリート床1の上面に沿う板状に形成されている。プレート20は、支持部材10と、コンクリート床1との間に配置されている。本実施形態では、プレート20は、支持部材10のベース13と、コンクリート床1との間に配置されている。
プレート20は、例えば金属製(例えば鋼材)である。プレート20は、例えば、支持部材10のベース13と略同じ材質で形成されている。
【0028】
プレート20の厚さT1は、例えば、コンクリート床1の上面の歪みなどに応じて弾性変形しにくい厚さにする。プレート20の厚さT1は、ベース13の厚さT2よりも厚いか同等にするとよい(
図2参照)。例えば、プレート20の厚さT1が約6mmであれば、ベース13の厚さT2を約4.5から6mmにする。上記の寸法は一例であり、これに限定されない。
【0029】
プレート20は、平面視において、ベース13よりも大きな外形を有する(
図3参照)。ここで説明の便宜上、第1方向X、第2方向Yおよび第3方向Zを定義する。第1方向Xおよび第2方向Yは、それぞれコンクリート床1の上面と略平行な方向である。第2方向Yは、第1方向Xとは略直交した方向である。このような第1方向Xおよび第2方向Yを定義した場合、プレート20の第1方向Xの幅W1Xは、ベース13の第1方向Xの幅W2Xよりも大きい。プレート20の第2方向Yの幅W1Yは、ベース13の第2方向Yの幅W2Yよりも大きい。第3方向Zは、コンクリート床1の上面と略直交する方向(例えば、鉛直方向)である。第3方向Zのことをプレート断面方向と呼ぶ。
【0030】
言い換えると、プレート20は、第1領域31と、第2領域32とを有する。第1領域31は、プレート断面方向(本実施形態では鉛直方向)で支持部材10のベース13と重なる領域である。一方で、第2領域32は、第1領域31よりもプレート20の外周側に位置し、プレート断面方向で支持部材10のベース13と重ならない領域である。なお、ベース13は、プレート20上に位置しているため、第1領域31から外れることはない。
【0031】
第1接着剤21は、プレート20とコンクリート床1との間に設けられ、プレート20をコンクリート床1に固定している。第1接着剤21は、例えば、金属製のプレート20とコンクリート床1とを所望の接着強度で固定可能な特性を有する。第1接着剤21は、例えば、プレート20の全面(全域)に設けられている。すなわち、第1接着剤21は、プレート20の第1領域31および第2領域32の両方に設けられている。これにより、プレート20とコンクリート床1とを所望の固定強度で固定することができる。なお、第1接着剤21は、所望の柔らかさ(弾性)を有する弾性接着剤であってよい。換言すれば、第1接着剤21は、ヤング率(弾性率)が比較的小さいものであってよい。
【0032】
なお、プレート20の一部に、空気抜き用の貫通孔20AHが設けられている。
貫通孔20AHは、プレート20をプレート断面方向(厚さ方向)に貫通している。貫通孔20AHは、例えば、従来の、あと施工アンカー用として設けられた孔であってよく、別の目的で設けられた孔でもよい。
【0033】
第1接着剤21の一部は、プレート20の下部に封じ込められた空気とともに、貫通孔20AHの各々の内側にも入り込み、貫通孔20AHを通じて、プレート20の上面側にあふれ出る。符号21OFは、あふれ出た第1接着剤21を示す。これにより、プレート20下部に空気だまりを極力少なくし、第1接着剤21による接着面積(第1接着剤21によるプレート20とコンクリート床1との接着面積)を、多く確保することで、固定強度を高める。後述する他の実施形態についても適用するとよい。
【0034】
結合部41は、支持部材10をプレート20に対して固定する。結合部41は、例えば、ボルトであってよい。この場合、プレート20には、上記のボルトに勘合するネジ孔20Hが設けられているとよい。結合部41としてのボルト(締結用ボルト)と上記のネジ孔20Hは、金属製の支持部材10と、金属製のプレート20とを固定する。
【0035】
結合部41は、例えば、ベース13の外周近傍に寄せて設けられている。言い換えると、結合部41は、第1領域31の周の内側でその周の近傍に設けられている。結合部41は、プレート20の第1領域31の中心に近い領域や、プレート20の第2領域32には設けられていない。例えば、結合部41のX軸方向の間隔をW3Xで示し、結合部41のY軸方向の間隔をW3Yで示す。この場合、W3Xは、所定の長さだけW2Xよりも短くなり、W3Yは、所定の長さだけW2Yよりも短くなる。上記の差は、ベース13の強度が許す範囲で比較的少なく規定される。
【0036】
ベース13とプレート20は、結合部41以外では接合されていないので、ベース13からプレート20への引張力は、結合部41によってベース13からプレート20に伝達する。その際のコンクリート床1とプレート20との間(接着面)の応力度分布の値が、第1接着剤21の接着強度の限界値AFLよりも小さければ、第1接着剤21が剥離することはない。また、その際のコンクリート床1とプレート20との間(接着面)の応力度分布の値(最大値)が、コンクリート床1のコンクリート強度の限界値よりも小さければ、コンクリート床1が破壊することもない。
【0037】
例えば、支持部材10のベース13は、コンクリート床1とプレート20との間(接着面)に掛かる応力度分布の値(最大値)が第1接着剤21の接着強度の限界値AFLを超える前に、塑性化するように形成し、ベース13を靭性のある破壊性状を有するものとしてもよい。
【0038】
なお、コンクリート床1とプレート20との間に掛かるプレート断面方向の応力度分布が下記の条件を満たすとよい。
図5は、
図3中のF4-F4線に沿うプレート断面方向の応力度分布を説明するための図である。
図5の(a)と(b)の夫々の上段側に、支持軸12に引張力が掛かった場合のプレート20の応力(太い矢印)を模式化して示し、夫々の下段に接着面に発生する応力度分布(細い矢印)を模式化して示す。
図5の(a)は、本実施形態の場合を例示するものであり、
図5の(b)は、本実施形態の比較例を例示するものである。
【0039】
図5の(a)の上段に示すように、ベース13に掛かる引張応力は、各結合部41に分散する。なお、支持部材10への引張力によりベース13は変形するが、図に示すベース13の変形量は、強調したものである。この
図5の(a)の下段に示すように、プレート断面方向の応力度分布が、各結合部41の下部付近で大きくなっている。これにより、接着面に沿う方向の応力度分布の変化率が、接着面の両端部よりも中央部の方が小さくなるように構成することで、応力度を分散させて応力度分布を均一化し、第1接着剤21の接着強度の限界値AFLを超える部分がないように構成することが可能である。
【0040】
この
図5の(b)に示す比較例は、ベース13Zとプレート20Zとの間に第2接着材を塗布して、ベース13Zの下の面全体を接着した場合の一例である。この場合の応力度分布は、プレート20Zの全領域に対して、ベース13Zが存在する範囲(特に支持軸12の下)に集中し、第1接着剤21の接着強度の限界値AFLを超えている。
【0041】
実施形態の
図5の(a)に示した応力度の分布と、比較例の
図5の(b)に示す分布とを比べると違いが明らかであり、実施形態の手法であれば、第1接着剤21の接着強度の限界値AFLを超える応力度分布が発生しないから支持部材10を支持できることがわかる。上記の
図5の(a)に示したような応力度分布になるように、ベース13と、プレート20と、第1接着剤21との組み合わせを決定するとよい。
【0042】
(固定構造による固定方法)
次に、本実施形態の固定構造FSを用いた設置物2の固定方法について説明する。
図6は、本実施形態の固定方法の流れの一例を示すフローチャートである。
【0043】
まず、コンクリート床1の表面のなかでプレート20を設置する領域に第1接着剤21を塗布する(S102)。次に、塗布された第1接着剤21の上に、ベース13が固定されているプレート20を配置する(S104)。なお、第1接着剤21は、コンクリート床1に加えて、又はコンクリート床1に代えて、プレート20の表面に塗布されてもよい。そして、第1接着剤21を硬化させる(S106)。これにより、プレート20がコンクリート床1に接着される。なお、ベース13は予めプレート20に固定されていなくてもよく、プレート20をコンクリート床1に接着した後、べ-ス13をプレート20に固定してもよい。
【0044】
これにより、設置物2をコンクリート床1に対して固定するための固定構造FSが実現される。その後、設置物2を支持部材10に固定する。
これにより、設置物2がコンクリート床1に対して固定される。
【0045】
(固定構造の交換方法)
次に、本実施形態の固定構造FSの交換方法について説明する。
図7は、本実施形態の交換方法の流れの一例を示すフローチャートである。ここでは、条件として、ベース13の交換が必要な状況にあると仮定する。
【0046】
まず、プレート20の交換が必要か否かを判定する(S205)。
プレート20の交換が必要でない場合、つまりプレート20を残置しベース13を交換する場合(S205:NO)には、結合部41(ボルト)を緩めてベース13をプレート20の上から撤去して(S210)、プレート20を残置する。次に、ベース13に代わる別のベース(ベース13x)を、残置したプレート20の上に新たに配置する(S212)。次に、結合部41(ボルト)を締めて、ベース13xをプレート20に固定する(S214)。なお、上記のベース13xは、例えば交換前のベース13と同じ構造を有するものであってよい。
【0047】
プレート20の交換が必要な場合(S205:YES)には、第1接着剤21を剥離してプレート20を撤去する(S220)。次に、プレート20に代わるプレート20xを新たに配置する領域の接着面に第1接着剤21が固着しているか否かを判定する(S222)。上記の接着面に第1接着剤21が固着していなければ、処理をステップS226に進める(S222:NO)。上記の接着面に第1接着剤21が固着している場合(S222:YES)、接着面に固着している第1接着剤21を除去する(S224)。次に、プレート20xを新たに配置する領域に第1接着剤21を新たに塗布する(S226)。次に、第1接着剤21の上に、ベース13xが結合されているプレート20xを新たに配置して(S228)、第1接着剤21を硬化させる(S230)。なお、第1接着剤21は、所望の柔らかさ(弾性)を有する場合(例えば弾性接着剤である場合)、剥離や除去しやすい。上記のようにプレート20を撤去した際に、接着面に第1接着剤21が固着している場合は、固着している第1接着剤21を除去することで、交換後のプレート20xとコンクリート床1との接着強度を高めることができる。なお、ベース13xは、交換前のベース13と同じ構造を有するものであってよく、所望の条件を満たしていれば互いに異なる構造を有するものであってもよい。
【0048】
以上説明した構成によれば、あと施工アンカーを用いずに、コンクリート床1に対して設置物の固定強度を確保することができる固定構造、および固定方法を提供することができる。すなわち、建物に設置される設置物の支持部材は、例えば地震などが起きたときでも設置物が倒れないように、コンクリート床1に対して強固に固定する必要がある。
【0049】
このような固定を行う場合には、一般的に、あと施工アンカーが用いられる。
ただし、あと施工アンカーを用いるためには、大掛かりな工事が必要になる。このため、施工時の騒音振動などが課題となる場合もある。また、あと施工アンカーを用いる場合、コンクリート床に孔をあける必要が生じるため、床面の厚さが薄い場合やコンクリートの脆弱部分に当たった場合に床下面の剥落や、コンクリート製の床面に埋設された埋設物(鉄筋やその他の埋設物)の損傷のおそれ、それら埋設物によるあと施工アンカー用の孔位置の制限などの課題が生じる。
【0050】
また、建物に設置される設置物は、製品の進化やその他の理由で更改されることがある。このとき、設置物を支持する支持部材も、新しい設置物の重さやサイズ、要求される耐震性に応じて新しい支持部材に交換する必要が生じることがある。このような場合、あと施工アンカーを用いている場合は、アンカーボルトをコンクリート床から撤去する。ただし、アンカーボルトは、一般的に、コンクリート床に埋設された先端部がカットされることで、コンクリート床から撤去される。このため、カットされたアンカーボルトの先端部は、コンクリート床に残る。その結果、過去にアンカーボルトが設置されていた位置には、新しいアンカーボルトを設置できなくなる。
【0051】
そのため、設置物を支持する支持部材をコンクリート床に接着剤で固定することが考えられる。ここで、コンクリート床に対して接着強度を確保できる接着剤は、支持部材とコンクリート床を強固に接着する傾向にある。このため、設置物の更改に応じて支持部材をコンクリート床から撤去しようとしたときに、コンクリート床の厚さが薄い場合やコンクリート床の強度が小さい場合に、コンクリート床を破壊してしまう可能性がある。一方で、上記のような接着剤よりも接着強度が小さい接着剤、又は剥離剤や熱を加えることで接着強度を弱めることができる接着剤も存在するが、これらの接着剤は、コンクリート床に対して必要な接着強度を確保することが難しい。
【0052】
そこで、本実施形態の固定構造FSは、設置物2を支持する支持部材10と、支持部材10とコンクリート床1との間に設けられ、接着面をコンクリート床1に接着して支持部材10をコンクリート床1に固定するための第1接着剤21と、支持部材10に掛かる引張力により接着面に発生する応力度を、接着面に分散させるための応力度分散部とを有することにより、あと施工アンカーを用いずに、コンクリート製の床面に対する設置物の固定強度を確保することができる。
【0053】
例えば、上記の応力度分散部は、厚さが支持部材10のベース13の厚さよりも厚いか同等であり、接着面を備えるプレート20と、支持部材10をプレート20に固定する結合部41とを有する。このような構成によれば、第1接着剤21として、コンクリート床1に対して必要な接着強度を確保できる接着剤を選択することで、プレート20とコンクリート床1とを所望の固定強度で固定することができる。一方で、支持部材10とプレート20との間は、結合部41(ボルト)によって必要な強度で結合することができる。ここで、支持部材10とコンクリート床1との間にプレート20が設けられているため、支持部材10を撤去する際には、支持部材10がコンクリート床1に直接に接着されている場合に比べて、コンクリート床1が破壊されにくい。このため、あと施工アンカーを用いずに、支持部材10をコンクリート床1に固定することができ、施工時の騒音振動や、コンクリート床の破壊、コンクリート製の床面に埋設された埋設物の損傷のおそれ、それら埋設物による孔位置の制限などを回避することができる。
【0054】
上記の実施形態によれば、結合部41は、結合状態で支持部材10をプレート20に固定し、結合状態が解かれることにより、コンクリート床1にプレート20を残置したままで、ベース13がプレート20から撤去可能になり、別のベース13xをプレート20に固定するようにしてもよい。これにより、あと施工アンカーを用いて、支持部材10をコンクリート床1に固定することなく、必要に応じて支持部材10をプレート20から撤去することができる。
【0055】
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態の固定構造FSについて説明する。第2の実施形態は、結合部41(ボルト)を利用しない点で、第1の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第1の実施形態の構成と同様である。
【0056】
図8は、第2の実施形態の固定構造FSの平面図である。
図9は、
図5中のF9-F9線に沿う断面図である。なお、
図8では、理解容易化のため、第1接着剤21および第1接着剤21の余剰部分21OFにドット模様のハッチングを施している。
図8と
図9に示すように、固定構造FSは、上述した支持部材10に加え、プレート20、第1接着剤21、および結合部42を有する。
【0057】
本実施形態のベース13は、結合部42においてプレート20に予め溶接されている。そのため、ベース13をプレート20から容易に撤去することができないが、第1の実施形態と同等の固定強度を確保することができる。例えば、結合部42は、外周に沿った線状をなす。
なお、ベース13を交換する際には、プレート20ごと交換するとよい。
【0058】
上記のように、ベース13とプレート20を溶接した場合も、第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【0059】
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態の固定構造FSについて説明する。第3の実施形態は、結合部41(ボルト)を利用しない点で、第1の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第1の実施形態の構成と同様である。
【0060】
図10は、第3の実施形態の固定構造FSの平面図である。
図11は、
図10中のF11-F11線に沿う断面図である。なお、
図10では、理解容易化のため、第1接着剤21、第1接着剤21の余剰部分21OF、および第2接着剤22にドット模様のハッチングを施している。
図10と
図11に示すように、固定構造FSは、上述した支持部材10に加え、プレート20、第1接着剤21、および第2接着剤22を有する。
【0061】
本実施形態のベース13は、プレート20に第2接着剤22によって接着されている。そのため、結合部41ほど容易にベース13をプレート20から撤去することができないが、物理的又は化学的な処理により、ベース13をプレート20から撤去することができる。
【0062】
実施形態の第2接着剤22は、プレート20を平面視した状態でベース13の外周に塗布される。これによりプレート20がベース13と結合される部分が、ベース13の外周に沿った環状をなし、その内側に隙間ができる。
【0063】
上記のように、本実施形態の固定構造FSは、設置物2を支持する支持部材10と、支持部材10とコンクリート床1との間に配置されたプレート20と、プレート20とコンクリート床1との間に設けられた第1接着剤21と、支持部材10とプレート20との間に設けられた第2接着剤22とを有する。
【0064】
このような構成によれば、第1接着剤21として、コンクリート床1に対して必要な接着強度を確保できる接着剤を選択することで、プレート20とコンクリート床1とを所望の固定強度で固定することができる。一方で、支持部材10とプレート20との間は、第2接着剤22によって必要な接着強度を確保することができる。
【0065】
本実施形態では、第2接着剤22は、第1接着剤21とは種類が異なる接着剤である。
すなわち、支持部材10とコンクリート床1との間にプレート20が設けられているため、第2接着剤22は、コンクリート床1に対する高い接着性は必要なく、支持部材10およびプレート20の材質に対して必要な接着強度が確保できれば、支持部材10の更改時の撤去性を考慮した接着剤が採用可能である。
【0066】
以上、第1から第3の実施形態について説明した。ただし、実施形態は、上記例に限定されない。例えば、固定構造FSが設けられるコンクリート床1は、コンクリート素材の表面に仕上げ加工が行われた(例えば防塵塗装が行われた)床面でもよい。例えば、支持部材とコンクリート床との間に設けられる部材は、プレートに限定されず、ブロック(例えば金属ブロック)などでもよい。このため、本明細書の「プレート」とは、「中間部材」又は「介在部材」などと読み替えられてもよい。言い換えると、「プレート」は、「中間部材」又は「介在部材」のそれぞれ一例である。また、第1接着剤21と第2接着剤22とは、互いに種類が同じ接着剤でもよい。
【0067】
(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態の固定構造FSについて説明する。第4の実施形態は、プレート20、結合部41などを有していない点で、第1の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第1の実施形態の構成と同様である。
【0068】
図12は、第4の実施形態の固定構造FSの平面図である。
図13Aは、
図12中のF13A-F13A線に沿う断面図である。
図13Bは、
図12中のF13B-F13B線に沿う断面図である。なお、
図12では、理解容易化のため、第1接着剤21にドット模様のハッチングを施している。
図12と
図13Aと
図13Bに示すように、固定構造FSは、上述した支持部材10に加え、第1接着剤21を有する。
【0069】
本実施形態の固定構造FSは、ベース13に代えてベース13Aを含む。ベース13Aについて、プレート20を利用する場合のベース13の場合と対比しながら説明する。実施形態のベース13Aは、前述のベース13と同様に支持部材10の最下部に配置されている。ベース13Aの上面には、補強部材が設けられている。ベース13Aの下面には、接着面を備える。
図に示すようにベース13Aは、リブ13Rを備える。井桁に組まれたリブ13Rは、補強部材であり、一例としてベース13Aの対角線に平行になるように設けられ、ベース13Aの上面に溶接されている。
【0070】
例えば、リブ13Rの幅および高さは、所望の固定強度が得られるように決定するとよい。リブ13Rの長さは、ベース13Aの辺に達するように、辺の近傍まで設けるとよい。上記のリブ13Rを設けることにより、ベース13Aを厚くした場合の重量に比べて軽量化しつつ、ベース13A単独の場合よりも固定強度を高めることができる。
【0071】
上記のリブ13Rの構成は、一例を示すものでありこれに制限されない。例えば、リブ13Rの配置を、四角いベース13Aの辺に平行になるように設けてもよい。リブ13Rの幅と高さは、適宜変更してよい。井桁の組んだリブ13Rの間隔は、適宜決定してよい。なお、リブ13Rの形は、2つずつを平行に組んだ井桁であることに制限はなく、3つ以上を平行に組んだ格子であってもよい。ベース13Aの大きさは、第1の実施形態のベース13の大きさに比べると、プレート20がない分大きくなるが、プレート20の大きさに比べるとベース13Aを小型化できる場合がある。
【0072】
本実施形態のベース13Aは、コンクリート床1に第1接着剤21によって直接接着されている。上記の補強部材(リブ13R)によって接着面に発生する応力度分布を分散させることができる。
【0073】
そこで、コンクリート床1とプレート20との間に掛かるプレート断面方向の応力度分布が下記の条件を満たすとよい、
図14は、
図12中のF13A-F13A線に沿うプレート断面方向の応力度分布を説明するための図である。
図14の上段側に、支持軸12に引張力が掛かった場合のベース13A応力(太い矢印)を模式化して示し、下段に接着面に発生する応力度分布(細い矢印)を模式化して示す。
図14は、前述の
図5の(a)に代わるものである。
【0074】
図14の上段に示すように、ベース13Aに掛かる引張応力は、リブ13Rによりベース13Aの面外剛性が高まり、ベース13Aの全面に分散する。また、ベース13Aの面外剛性が高まったことにより、支持部材10への引張力によるベース13Aの変形量も小さい。
図14の下段に示すように、プレート断面方向の応力度分布の変化率が、プレート断面の両端部よりも中央部の方が小さくなっている。これにより、応力度をベース13Aの全面に分散させて応力度分布を均一化し、第1接着剤21の接着強度の限界値AFLを超える部分がないように構成することが可能である。
【0075】
本実施形態の場合も
図5の(b)を比較例としてよい。上記の
図14に示したような応力度分布になるように、ベース13Aと、第1接着剤との組み合わせを決定するとよい。
【0076】
上記のように、本実施形態の固定構造FSは、コンクリート床1に対して設置物2を支持する支持部材10と、支持部材10とコンクリート床1との間に設けられ、支持部材10をコンクリート床1に固定するための第1接着剤21と、支持部材10に掛かる引張力を、コンクリート床1に対向する面に分散させるための応力度分散部とを有する。
【0077】
なお、ベース13Aの上面に設けられ、コンクリート床1に対向するベース13Aに掛かる引張力により接着面に発生する応力度を分散させるリブ13R(リブ部)は、応力度分散部の一例である。
【0078】
このような構成によれば、第1接着剤21として、コンクリート床1に対して必要な接着強度を確保できる接着剤を選択することで、ベース13Aとコンクリート床1とを所望の固定強度で固定することができ、コンクリート床1に対して影響を与えないことは、第1の実施形態と同様である。
【0079】
(付記)
本実施形態は以下の態様を含む。
[1]
コンクリート製の床面に対して設置物を固定する固定構造であって、
前記設置物を支持する支持部材と、
前記支持部材と前記床面との間に設けられ、接着面を前記床面に接着して前記支持部材を前記床面に固定するための接着剤と、
前記支持部材に掛かる引張力により前記接着面に発生する応力度を、前記接着面に分散させるための応力度分散部と
を備えたことを特徴とする固定構造。
[2]
前記接着面に発生する応力度分布の値が、前記接着剤の接着強度の限界値よりも小さい
上記[1]に記載の固定構造。
[3]
前記接着面に発生する応力度分布の値が、前記床面のコンクリート強度の限界値よりも小さい
上記[1]に記載の固定構造。
[4]
前記接着面に発生する応力度分布に係り、前記接着面に沿う方向の前記応力度分布の変化率が、前記接着面の両端部よりも中央部の方が小さい
上記[1]に記載の固定構造。
[5]
前記応力度分散部は、
前記支持部材と前記床面との間に配置され、厚さが前記支持部材の厚さよりも厚いか同等であり、前記接着面を備えるプレートと、
前記支持部材を前記プレートに固定する結合部と、
を備える、上記[1]から[4]の何れか1項に記載の固定構造。
[6]
前記結合部は、前記支持部材を前記プレートに固定する締結用ボルト、接着剤、および溶接の何れかを含む
上記[5]に記載の固定構造。
[7]
前記結合部は、
結合状態で前記支持部材を前記プレートに固定し、
前記結合状態が解かれることにより、前記床面に前記プレートを残置したまま前記支持部材を前記プレートから撤去可能になる
上記[5]又は[6]に記載の固定構造。
[8]
前記支持部材は、
前記接着面に発生する応力度分布の値が前記接着剤の接着強度の限界値を超える前に塑性化する
上記[1]から[7]の何れか1項に記載の固定構造。
[9]
前記支持部材は、
上面にリブ部が設けられ、下面に前記接着面を備え、
前記リブ部は、
前記応力度分散部として、前記支持部材に掛かる引張力により前記接着面に発生する応力度を、前記接着面に分散させる
上記[1]から[3]の何れか1項に記載の固定構造。
[10]
コンクリート製の床面に対して設置物を固定する固定方法であって、
前記設置物を支持部材によって支持させるように前記支持部材に係る接着面を接着剤を用いて前記床面に固定し、
前記支持部材に対応付けて設けられた応力度分散部によって、前記支持部材に掛かる引張力により前記接着面に発生する応力度を、前記接着面に分散させる、
ことを特徴とする固定方法。
【符号の説明】
【0080】
FS…固定構造、1…コンクリート床、2…設置物、10…支持部材、11…支持部材本体、12…支持軸、13、13A、13x、13Z…ベース、13R…リブ、20、20A、20x、20Z…プレート、21…第1接着剤(接着剤)、22…第2接着剤(接着剤)、42…結合部
【手続補正書】
【提出日】2023-10-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
あと施工アンカーを用いずに接着剤で、コンクリート製の床面に設置物を固定するにあたり、前記コンクリート製の床面に埋設された埋設物との干渉を軽減し、前記接着剤の剥離を防止して固定強度を確保して前記床面に対して設置物を固定する固定方法は、
前記設置物を支持する支持部材と、
上面と、前記床面に対向する接着面として利用される下面とを有し、前記支持部材と前記床面との間に配置されている応力度分散部と、
前記支持部材と前記床面との間に設けられ、前記接着面を前記床面に接着して前記支持部材を前記床面に固定するための接着剤と、
前記支持部材を前記応力度分散部に固定する結合部と
を用いた固定方法であって、
前記支持部材と前記応力度分散部とを、特定の位置に設けられた前記結合部により部分的に結合して、
前記接着面に発生する応力度を分散させて前記接着面に発生する応力度分布を均一化するように前記結合部を配置して、
前記結合部によって前記支持部材に掛かる引張力により接着面に発生する応力度が分散されて、前記接着面に発生する応力度分布の値が、前記床面のコンクリート強度の限界値よりも小さくする
固定方法。
【請求項2】
前記結合部は、
前記応力度分散部に複数設けられたネジ孔に締結する締結用ボルトを含み、
前記締結用ボルトが前記支持部材を前記応力度分散部に固定することにより前記接着面に発生する応力度分布の値が、前記床面のコンクリート強度の限界値よりも小さくなるように、前記応力度分散部に前記ネジ孔が配置されている
請求項1に記載の固定方法。
【請求項3】
前記接着面に発生する応力度分布に係り、前記接着面に沿う方向の前記応力度分布の変化率が、前記接着面の両端部よりも中央部の方が小さい
請求項1に記載の固定方法。
【請求項4】
前記応力度分散部のプレートは、
前記支持部材と前記床面との間に配置され、厚さが前記支持部材の厚さよりも厚いか同等であり、前記接着面を備え、
前記結合部によって前記支持部材を前記プレートに固定する、
請求項1から請求項3の何れか1項に記載の固定方法。
【請求項5】
前記結合部によって、結合状態で前記支持部材を前記プレートに固定し、
前記結合状態を解くことにより、前記床面に前記プレートを残置したまま前記支持部材を前記プレートから撤去可能にする
請求項4に記載の固定方法。
【請求項6】
前記支持部材は、
前記接着面に発生する応力度分布の値が前記接着剤の接着強度の限界値を超える前に塑性化する
請求項1から請求項5の何れか1項に記載の固定方法。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0001】
本発明は、固定方法に関する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、あと施工アンカーを用いずに、コンクリート製の床面に対する設置物の固定強度を確保することができる固定方法を提供する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0016】
本発明によれば、あと施工アンカーを用いずに、コンクリート製の床面に対して設置物の固定強度を確保することができる固定方法を提供することができる。