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アンカーボルトは、構造部材と非構造部材をコンクリートに接続するために使用されます。[ 2 ]接続は、アンカーボルト（ファスナーとも呼ばれる）、鋼板、または補強材など、さまざまなコンポーネントで行うことができます。アンカーボルトは、引張力とせん断力など、さまざまな種類の荷重を伝達します。[ 3 ]
構造要素間の接続は、鉄筋コンクリート基礎に取り付けられた鋼柱で表すことができる。[ 4 ]非構造要素が構造要素に取り付けられる一般的な例は、ファサードシステムと鉄筋コンクリート壁の接続である。[ 5 ]
最も単純で最強のアンカーボルトは、埋め込み端が標準的な六角頭ボルトとワッシャー、90度曲げ、または何らかの鍛造または溶接フランジ（スタッド溶接も参照）で構成される現場埋め込み式です。後者は、コンクリートと鋼の複合構造でせん断コネクタとして使用されます。[ 6 ] その他の用途としては、機械を打設コンクリート床に固定したり[ 7 ] 、建物をコンクリート基礎に固定したりすることが挙げられます。現場埋め込み式アンカーをコンクリート打設前に固定および位置合わせするために、主にプラスチック製の使い捨て補助具が多数製造されています。さらに、アンカーの位置は鉄筋配置とも調整する必要があります。[ 3 ]現場埋め込み式アンカーには、いくつかの種類があります。[ 3 ]
現場打ちアンカーのすべてのタイプにおいて、荷重伝達機構は機械的インターロック[ 3 ]、すなわちコンクリートに埋め込まれたアンカーの部分が接触ゾーンの支圧を介して加えられた荷重（軸方向またはせん断）を伝達します。破壊状態では、純粋な引張力が伝達される場合、支圧レベルはコンクリートの圧縮強度の10倍を超える可能性があります。 [ 3 ]現場打ちタイプのアンカーは、レンガや鋳造ブロック（ CMU） の積み上げ中に湿ったモルタル目地に配置され、組積造用途にも使用されます。
後付けアンカーは、掘削作業後の硬化コンクリートのどの位置にも設置できます。[ 3 ]動作原理によって区別されます。
力伝達機構は、膨張力によって保証される摩擦機械的インターロックに基づいています。これらはさらに2つのカテゴリに分類できます。[ 3 ]
力伝達機構は機械的なインターロックに基づいている。特殊な掘削作業により、アンカーヘッドと穴の壁との間に接触面が形成され、そこで支圧応力が交換される。
接着アンカーは、接着アンカー[ 9 ]または化学アンカーとも呼ばれます。アンカー材は接着剤（モルタルとも呼ばれる）[ 3 ]で、通常はエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、またはビニルエステル樹脂から構成されています。[ 1 ]
接着アンカーでは、力の伝達機構は、結合有機材料によって提供される結合応力に基づいています。リブ付きバーとねじ付きロッドの両方を使用でき、局所的な結合機構の変化を実験的に確認できます。リブ付きバーでは、抵抗は主にリブ間のコンクリートのせん断挙動によるものですが、ねじ付きロッドでは摩擦が支配的です（鉄筋コンクリートの定着も参照）。[ 10 ]
このアンカータイプの「耐荷重能力」、特に引張荷重下での性能は、穴の清掃状態に密接に関係しています。実験結果[ 3 ]では、耐荷重能力が最大60%低下することが示されました。コンクリートの水分状態についても同様で、湿潤コンクリートではポリエステル樹脂を使用した場合、耐荷重能力が20%低下します。その他の問題としては、高温挙動[ 11 ]とクリープ応答[ 12 ]が挙げられます。
接着式拡張アンカーは、機械式アンカーと化学式アンカーのハイブリッド型である。
その力伝達機構は、機械式拡張アンカーに似ています。プラスチック製のスリーブに挿入されたネジにトルクモーメントが加えられます。トルクが加わると、プラスチックがスリーブを拡張し、穴の側面に押し付けることで拡張力が働きます。
タプコンネジは、セルフタッピング（セルフスレッディング）コンクリートネジの略で、人気のアンカーです。直径の大きいネジはLDTと呼ばれます。このタイプのファスナーは、タプコンドリルビットを使用して事前に穴を開け、標準的な六角ビットまたはプラスビットを使用して穴にねじ込みます。これらのネジは、青、白、またはステンレス製であることが多いです。[ 13 ] また、海洋用途や高応力用途向けのバージョンも入手可能です。
それらは、機械的なインターロックを介して力を伝達する働きをします。この締結技術は、鋼材同士の接続、例えば冷間成形プロファイルの接続などに使用されます。ねじは、ガス作動式のガスガンを介して母材に挿入されます。駆動エネルギーは通常、粉末状の可燃性推進剤を発射することによって供給されます。[ 14 ]締結具の挿入により、母材の塑性変形が引き起こされ、締結具の頭部が収まり、そこで力が伝達されます。
アンカーは、引張荷重がかかるとさまざまな方法で破損する可能性があります。[ 3 ]
アンカーは、せん断荷重がかかるとさまざまな方法で破損する可能性があります。[ 3 ]
アンカーに引張荷重とせん断荷重が同時に加わると、非連成の場合と比較して、破壊はより早く（より低い耐荷重能力で）発生します。現在の設計基準では、線形相互作用領域が想定されています。[ 20 ]
耐荷重能力を高めるためにアンカーはグループで組み立てられ、さらに曲げモーメント抵抗接続を配置することも可能になります。引張荷重とせん断荷重の場合、機械的挙動は（i）アンカー間の間隔と（ii）加えられる力の差によって大きく影響を受けます。[ 22 ]
使用荷重（引張荷重とせん断荷重）下では、アンカーの変位は制限されなければなりません。さまざまな荷重条件下でのアンカーの性能（耐荷重能力と特性変位）は実験的に評価され、その後、技術評価機関によって公式文書が作成されます。 [ 23 ]設計段階では、特性作用下で発生する変位は、技術文書に記載されている許容変位を超えてはなりません。
地震荷重下では、アンカーが同時に（i）亀裂に設置され、（ii）基礎材料（一次構造）に対する付属要素（二次構造）の質量と加速度の両方に比例する慣性荷重を受ける可能性がある。[ 2 ]この場合の荷重条件は次のように要約できる。
例外的な荷重は、立ち上がり時間において通常の静的荷重とは異なります。衝撃荷重には高い変位速度が伴います。鋼とコンクリートの接合部に関しては、コンクリート基礎に接続されたバリアへの車両の衝突や爆発などが例として挙げられます。これらの異常な荷重とは別に、構造接合部は地震作用を受け、これは動的アプローチによって厳密に処理する必要があります。たとえば、アンカーの地震による引き抜き作用は、立ち上がり時間が0.03秒になることがあります。一方、準静的試験では、ピーク荷重に達するまでの時間間隔として100秒を想定することができます。コンクリート基礎の破壊モードに関しては、コンクリートコーンの破壊荷重は、静的荷重に比べて高い荷重速度で増加します。[ 25 ]
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