JP2004003236A

JP2004003236A - 鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造

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Publication number: JP2004003236A
Application number: JP2002181163A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Yamanobe; 山野辺　慎一; Toshimichi Ichinomiya; 一宮　利通; Yohei Taira; 平　陽兵; Takeshi Kogure; 木暮　健
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: JP4081602B2

Abstract

【課題】鉄骨や鋼殻をコンクリート中に埋め込んだ鋼コンクリート合成構造と、鉄骨や鋼殻の鋼板位置よりも主筋が外側に位置するＲＣ構造とを接合する遷移区間において、鉄骨や鋼殻と主筋を確実にかつ容易に接合できるようにする。
【解決手段】ＲＣ構造の主筋４の接合部を２箇所または１箇所で曲げ加工することで鋼殻３の鋼板３ａの外面に向かう折曲部分を形成し、その接合端部４ａなどをフレア溶接１０やリブ１１や鋼材１２等の定着手段を介して鋼板３ａに定着し、主筋に作用する軸引張力により主筋４の定着部近傍が外側へ変位するのを拘束する帯鉄筋等の補強手段、主筋に作用する軸圧縮力により主筋４の鋼板から離れた折曲部近傍が外側へ変位するのを拘束する帯鉄筋等の補強手段を主筋４の接合部に設ける。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造に関するものであり、詳しくは、斜張橋や吊橋の主塔などの柱状の構造部材などにおいて、鉄骨や鋼殻をコンクリート中に埋め込んだ「鋼コンクリート合成構造」と通常の「鉄筋コンクリート構造」の両方が混在して構築され、一方の鋼板と他方の主筋の位置が一致していない場合に適用される接合部構造である。
【０００２】
【従来の技術】
鉄骨や鋼殻をコンクリート中に埋め込んだ鋼コンクリート合成構造（以下、鋼殻構造という）は、施工性に優れ、高い耐荷力を有しているが、鉄筋コンクリート構造（ＲＣ構造という）に比べ、使用鋼材量が増え、設置に大型の揚重機が必要となるため、一般には経済性に劣る。そのため、それほど耐荷力を必要としない場合などには、通常のＲＣ部材とした方が経済的となる場合が多い。従って、必要とする機能やコストに応じて、一つの構造物あるいは部材の中で、鋼殻構造とＲＣ構造を使い分けることが合理的となる。その際には、両者の接合が必要である。
【０００３】
鋼殻構造とＲＣ構造の接合部分において、従来は、鋼殻の鋼板位置とそれに接合する軸方向鉄筋の位置をほぼ一致させることで、鉄筋を鋼板に溶接するなどして容易に接合することが可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８の柱部材の断面図に示すように、鋼殻３の鋼板位置と軸方向鉄筋４の位置がずれている場合には、単に鉄筋４を曲げ加工して鋼板３ａに近接させ、従来と同様に溶接しただけでは、溶接端部に応力が集中するので、十分な性能を期待することができない。
【０００５】
また、鉄筋の継手方法には、ねじふし状の鉄筋を用いカップラーで接続する方法があるので、カップラーを鋼殻に溶接するなどしておき、これに鉄筋をねじ込むことで接合する方法が容易に発想されるが、鋼殻と鉄筋の位置がずれている場合は、鉄筋が曲げ加工されるので、鉄筋をねじ込む作業が不可能となる。
【０００６】
さらに、鋼殻の鋼板位置とそれに接合する軸方向鉄筋の位置が一致しない場合には、鋼板と鉄筋との軸方向の力を伝達するために、何らかの工夫が必要となる。例えば、鋼殻と鉄筋の接合ではないが、鉄筋同士で位置がずれている場合には、図９に示すように、地下連続壁における先行パネルＰ_１と後行パネルＰ_２の鉄筋４の付着による定着長を重ねただけでは、離れた鉄筋の間にひび割れが発生し、十分な耐力を得ることができない。同図において、左側の鉄筋を鋼殻に置き換えても、同様に鋼板表面と鉄筋の間にひび割れが発生し、耐荷力（曲げモーメントや軸力）を期待することはできない。そのため、軸方向力や曲げモーメントに抵抗するための鋼材（鋼殻等や鉄筋）は、確実に接合する必要がある。
【０００７】
本発明は、前述のような問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、鉄骨や鋼殻をコンクリート中に埋め込んだ鋼コンクリート合成構造と、前記鉄骨や鋼殻の鋼板位置よりも主筋が外側に位置する鉄筋コンクリート構造とを接合する遷移区間において、鉄骨や鋼殻と主筋を確実にかつ容易に接合することが可能な接合部構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
先ず、本発明では、鋼殻構造（鉄骨や鋼殻をコンクリート中に埋め込んだ鋼コンクリート合成構造）からＲＣ構造（鉄筋コンクリート構造）への接続部分を含むその部材軸方向の前後を遷移区間と呼び、本発明で考えている遷移区間に求められる必要機能には、以下のようなものが挙げられる。
【０００９】
▲１▼　構造性能（耐荷力、剛性など）
ａ）引張力の伝達および耐力の確保
ｂ）圧縮力の伝達および耐力の確保
ｃ）曲げモーメントの伝達および耐力の確保
ｄ）せん断力の伝達および耐力の確保
ｅ）断面の一体性の形成と保持
ｆ）断面剛性の急変回避（断面の剛性の急変により、地震による損傷が集中しないこと）
ｇ）がたつきの防止（地震などの繰返し荷重に対して、剛性の低下や抜け出しがないこと）
ｈ）帯鉄筋を配置できること（必要な帯鉄筋・スターラップの配置を阻害しないこと）
【００１０】
▲２▼　耐久性の確保
ａ）かぶりの確保（接合に用いる治具などが、必要なコンクリートかぶりの中に存在しないこと）
ｂ）ひび割れの分散（耐久性の観点から、ひび割れを分散させ、ひび割れ幅を抑える）
【００１１】
▲３▼　施工性
ａ）施工性がよいこと
ｂ）コンクリートが確実に充填できること
【００１２】
本発明は、以上のような必要機能を満足する遷移区間の接合部構造であり、以下に示すものである。
【００１３】
本発明の請求項１は、鉄骨や鋼殻（鋼管や形鋼や組立鋼板等）をコンクリート中に埋め込んだ鋼コンクリート合成構造（鋼殻構造）と、前記鉄骨や鋼殻の鋼板位置よりも主筋が外側に位置する鉄筋コンクリート構造（ＲＣ構造）とを接合する部分の接合部構造であり、前記主筋の接合部が前記鉄骨や鋼殻の接合部における鋼板の外面に向かって折曲され、主筋の接合部の先端部が定着手段を介して鋼板に定着され、主筋に作用する軸引張力により主筋の定着部近傍が外側へ変位するのを拘束する補強手段または主筋に作用する軸圧縮力により主筋の鋼板から離れた折曲部近傍が外側へ変位するのを拘束する補強手段が主筋の接合部に設けられていることを特徴とする鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造である。
【００１４】
この請求項１は、斜張橋や吊橋の主塔やその他の構造部材における、鋼殻構造とＲＣ構造の遷移区間に適用されるものであり、さらに、この遷移区間で断面剛性が急変しないように鋼殻構造の鋼板よりもＲＣ構造の主筋が外側に配置されている場合に適用されるものである（図１参照）。主筋（軸方向鉄筋）の接合部は、図２等に示すように、２箇所あるいは１箇所において曲げ加工される。本発明では、主筋の接合部は、主筋定常部側の折曲部と、傾斜部と、鋼板側の折曲部と、主筋定常部と平行な接合端部から構成され（折曲点が２箇所の場合）、あるいは、主筋定常部側の折曲部と傾斜部から構成され（折曲点が１箇所の場合、図２（ｉｉ）参照）、主筋の接合部の先端部（接合端部あるいは傾斜部の先端部）が例えば以下に示す定着手段Ａ〜Ｆにより鋼板に定着される（図２〜図５参照）。
【００１５】
さらに、本発明では、鉄筋を曲げたことにより、主筋に軸方向力（引張・圧縮）が作用した時に折れ曲げ部分（接合部）において分力が生じるため、これに対処するため、例えば以下に示す軸引張力に対する補強手段Ｋ〜Ｍ（図６参照）あるいは軸圧縮力に対する補強手段Ｐ〜Ｒ（図７参照）を用いる。この補強手段Ｋ〜Ｍと補強手段Ｐ〜Ｒは、前記定着手段Ａ〜Ｆに対して両方を用いてもよいし、どちらか一方を用いることでもよい。補強手段Ｋ〜Ｍは、図６に示すように、軸引張力により主筋の定着部近傍（傾斜部の下部）が外側へ変位するのを拘束するものであり、補強手段Ｐ〜Ｒは、図７に示すように、軸圧縮力により主筋の鋼板から離れた折曲部近傍（傾斜部の上部）が外側へ変位するのを拘束するものである。
【００１６】
本発明の請求項２は、定着手段は、鋼板の外面に所定長さで添接される主筋の接合端部を鋼板に固定する溶接（フレア溶接等）であることを特徴とする請求項１に記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造である。
【００１７】
この請求項２は、例えば図２（ｉ）に示す溶接型の定着手段Ａ（鉄筋−フレア溶接−鋼殻：力の伝達経路、以下同じ）である。この溶接型は、簡易であり、コストの低減が図れる。
【００１８】
本発明の請求項３は、定着手段は、鋼板の外面に突設され、主筋の接合部の先端部（傾斜部の先端部あるいは接合端部）が固定されるリブであることを特徴とする請求項１に記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造である。
【００１９】
この請求項３は、例えば図２（ｉｉ）に示すリブ型の定着手段Ｂ（鉄筋−フレア溶接−リブ−溶接−鋼殻）である。このリブ型も、簡易であり、コストの低減が図れる。
【００２０】
本発明の請求項４は、定着手段は、鋼板の外面に挿入空間を形成するように設けられ、主筋の接合端部が前記挿入空間に差し込まれる鋼材（断面がＵ形、Ｏ形、Ｌ形などの鋼材）であることを特徴とする請求項１に記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造である。鋼材と接合端部が溶接で接合され、あるいは、挿入空間の空隙に樹脂やモルタル等を充填する。
【００２１】
この請求項４は、例えば図２（ｉｉｉ）に示す付着型の定着手段Ｃ（鉄筋−溶接または充填材料−鋼材−溶接−鋼殻）である。この付着型は、機械的性能は溶接型と同程度であり、充填材料を用いた場合には鉄筋の現場溶接を省略できる。
【００２２】
本発明の請求項５は、定着手段は、鋼板の外面に設けられ、主筋の接合端部が挿入されて圧着される圧着スリーブ（断面がＯ形、Ｃ形、Ｌ形などの鋼材）であることを特徴とする請求項１に記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造である。
【００２３】
この請求項５は、例えば図２（ｉｖ）に示す圧着型の定着手段Ｄ（鉄筋−摩擦−圧着スリーブ−溶接−鋼殻）である。この圧着型は、鉄筋の現場溶接を省略することができる。
【００２４】
本発明の請求項６は、定着手段は、主筋の接合端部の先端に設けられ、鋼板に形成された係止孔に係止されるフックであることを特徴とする請求項１に記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造である。
【００２５】
この請求項６は、例えば図３に示す端部フック型の定着手段Ｅ（鉄筋−フック−係止孔周りの支圧−鋼殻）である。この端部フック型は、フックの曲げ加工と鋼板の孔あけ加工だけでよく、鉄筋の溶接や鋼材の溶接を省略でき、コストの大幅な低減が図れる。
【００２６】
本発明の請求項７は、定着手段は、主筋の接合端部の先端に圧着される圧着スリーブと、鋼板の外面に設けられ、前記圧着スリーブが係止されるアンカープレートからなることを特徴とする請求項１に記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造である。
【００２７】
この請求項７は、例えば図４（ｉ）、（ｉｉ）に示す支圧型の定着手段Ｆ−１、Ｆ−２（鉄筋−圧着スリーブまたはナット−（シムプレート）−アンカープレート−補強リブ−溶接−鋼殻）である。
【００２８】
本発明の請求項８は、定着手段は、主筋の接合端部の先端の雄ねじにねじ込まれる２個のナット部材と、鋼板の外面に設けられ、前記雄ねじが貫通し前記２個のナット部材により挟持されるアンカープレートからなることを特徴とする請求項１に記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造である。
【００２９】
この請求項８は、例えば図５（ｉ）、（ｉｉ）に示す支圧型の定着手段Ｆ−３、Ｆ−４（鉄筋−ナット−アンカープレート−補強リブ−溶接−鋼殻）である。図５（ｉ）では、主筋の接合端部の先端に雄ねじ部材を摩擦接合等で接合し、この雄ねじ部材をアンカープレートの取付孔に挿通し、雄ねじ部材にねじ込んだ２個の通常のナットによりアンカープレートを挟持する。図５（ｉｉ）では、主筋を鉄筋に雄ねじが形成されたねじふし鉄筋とし、この接合端部の先端をアンカープレートの取付孔に挿通し、ねじふし鉄筋用の２個のナットによりアンカープレートを挟持する。このねじふし鉄筋用のナットには、緩み止めナット等を併用し、緩み止めを施す。
【００３０】
以上のような支圧型は、最も剛性が高く、繰返し荷重に対しても強度低下や剛性の低下の恐れがない。
【００３１】
なお、以上の定着手段において、鉄筋を溶接で接合する場合、長尺の鉄筋を現場溶接することになるが、接合部の折曲鉄筋を鋼板に工場溶接しておき、現場ではカップラーで接続することにより、現場溶接を省略することもできる。
【００３２】
本発明の請求項９は、主筋の軸引張力に対する補強手段は、鉄骨や鋼殻を取り囲むように設けられ、主筋の接合端部を鉄骨や鋼殻に押さえ付けるせん断補強部材であることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１つに記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造である。
【００３３】
この請求項９は、例えば図６（ｉｉ）に示すような補強手段Ｋであり、リング状の帯鉄筋などを接合端部の上部などに巻き付けるものである。比較的簡易な部材で、軸引張力により接合端部が鋼板から引き剥がされるのを防止することができる。
【００３４】
本発明の請求項１０は、主筋の軸引張力に対する補強手段は、鋼板に形成された孔から鋼板の内側に挿入され、鋼板の内面に係止される主筋の接合端部であることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１つに記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造である。
【００３５】
この請求項１０は、例えば図６（ｉｉｉ）に示すような補強手段Ｌであり、主筋の接合端部を鋼板の内面に沿って配置することで外側への力に対して係止するものである。鋼板に孔を加工するだけで、また、簡単な取付作業で、軸引張力により接合端部が鋼板から引き剥がされるのを防止することができる。
【００３６】
本発明の請求項１１は、主筋の軸引張力に対する補強手段は、鋼板の外面に取付けられ、主筋の接合端部を外側から押さえ込む押え板であることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１つに記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造である。
【００３７】
この請求項１１は、例えば図６（ｉｖ）に示すような補強手段Ｍであり、スタッドジベル等に差し込みその頭部で係止した押え板で主筋の接合端部を押さえ込むものである。簡単な取付作業で、軸引張力により接合端部が鋼板から引き剥がされるのを防止することができる。
【００３８】
本発明の請求項１２は、主筋の軸圧縮力に対する補強手段は、鉄骨や鋼殻から離れて位置する主筋の折曲部付近を外側から押さえるせん断補強部材であることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１つに記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造である。
【００３９】
この請求項１２は、例えば図７（ｉｉ）に示すような補強手段Ｐであり、リング状の帯鉄筋などを鋼板から離れた折曲部に巻き付けるものである。比較的簡易な部材で、軸圧縮力により折曲部が外側にはらみ出すのを防止することができる。
【００４０】
本発明の請求項１３は、主筋の軸圧縮力に対する補強手段は、鋼板の外面に設けられ、鉄骨や鋼殻から離れて位置する主筋の折曲部付近を先端部が抱持する連結部材であることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１つに記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造である。
【００４１】
この請求項１３は、例えば図７（ｉｉｉ）に示すような補強手段Ｑであり、平面視がＵ字形あるいはＪ字形の連結部材の先端部で主筋を抱持するものである。簡易な部材で確実に、軸圧縮力により折曲部が外側にはらみ出すのを防止することができる。
【００４２】
本発明の請求項１４は、主筋の軸圧縮力に対する補強手段は、鋼板の外面に設けられ、鉄骨や鋼殻から離れて位置する主筋の折曲部付近を抱持する抱持部材と、この抱持部材を鋼板の外面に取付ける連結板からなることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１つに記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造である。
【００４３】
この請求項１４は、例えば図７（ｉｖ）に示すような補強手段Ｒであり、Ｃ形パイプ等で主筋を抱持し、リブで鋼板に固定するものである。簡易な部材で確実に、軸圧縮力により折曲部が外側にはらみ出すのを防止することができる。
【００４４】
以上のような構成において、鉄筋の軸力は、２箇所または１箇所の曲げ加工部分で軸直角方向からの力を受けるが、基本的には鋼板との定着部に伝達される。接合部における力の伝達経路は、前述した通りであり、確実に鋼板に伝達されるので、必要な構造性能を満足する。鉄筋を曲げたことにより、折れ曲げ部分に生じる分力に対しては、鉄筋周囲のコンクリートに圧縮となる力に対しては、直接コンクリート支圧応力で負担し（図６（ｉ）参照）、コンクリートの支圧応力を期待できない、鉄筋が外側に変位する方向の力に対しては（図６（ｉ）、図７（ｉ）参照）、軸引張力に対する補強手段Ｋ〜Ｍ、軸圧縮力に対する補強手段Ｐ〜Ｒで抵抗する。以上により、前述した遷移区間に求められる必要機能を全て満足する接合部構造を容易に得ることができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する一実施形態に基づいて説明する。この実施形態は、斜張橋の主塔に本発明を適用した例である。図１は、斜張橋の主塔の一部を示す正面図及び断面図である。図２〜図５は、本発明で用いる定着手段の種々の例を示したものである。図６、図７は、本発明で用いる補強手段の種々の例を示したものである。
【００４６】
図１において、主塔の基部は外側に湾曲しているため大きな断面力を必要とし、この基部が鋼殻をコンクリート中に埋め込んだ鋼殻構造１とされ、これより上は通常のＲＣ構造２とされている。このような主塔の基部は断面剛性が滑らかに変化する必要があり、一方、鋼殻構造１の鋼殻３は耐荷力が高いため断面積を小さくできるため、鋼殻３の鋼板３ａよりもＲＣ構造２の主筋（軸方向鉄筋）４が外側に位置することになる。このような鋼殻構造１からＲＣ構造２への遷移区間である接合部５に以下に示す定着手段Ａ〜Ｆ、軸引張力に対する補強手段Ｋ〜Ｍ、軸圧縮力に対する補強手段Ｐ〜Ｒを採用する。
【００４７】
（１）　定着手段
図２、図３に示すように、鋼板３ａの外側に位置する内外の主筋４，４の接合部をそれぞれ２箇所あるいは１箇所で曲げ加工して内側に折曲し、鋼板３ａに平行な接合端部４ａを鋼板３ａの外面に沿って配置し、あるいは傾斜部４ｂの先端部を鋼板３ａの外面に近接配置し、以下の定着手段Ａ〜Ｆで鋼板３ａの外面に定着する。なお、本実施形態で主筋４の接合部は、主筋定常部側の折曲部と、傾斜部４ｂと、鋼板側の折曲部と、主筋定常部と平行な接合端部４ａから構成され（折曲点が２箇所の場合）、あるいは、主筋定常部側の折曲部と傾斜部部４ｂから構成される（折曲点が１箇所の場合、図２（ｉｉ）参照）。
【００４８】
（１−１）　タイプＡ：溶接型
図２（ｉ）の鉛直断面図（ａ）、水平断面図（ｂ）、拡大水平断面図（ｃ）に示すように、主筋本体に平行な接合端部４ａをフレア溶接１０で直接鋼板３ａの上部の接合部外面に固定する。直線部の接合端部４ａの長さは、溶接長＋αとする。
【００４９】
（１−２）　タイプＢ：リブ型
図２（ｉｉ）に示すように、主筋４の折曲箇所が１箇所で接合端部４ａが無く、傾斜部４ｂの先端部をリブ１１の側面にフレア溶接１０で固定する。このリブ１１は、予め工場溶接等でその端面が通常の溶接で鋼板３ａの上部の接合部外面に固定されている。
【００５０】
（１−３）　タイプＣ：付着型
図２（ｉｉｉ）に示すように、予め工場溶接等で鋼板３ａの上部の接合部外面に形鋼や鋼管（断面Ｌ形鋼材、断面Ｕ形鋼材、断面Ｏ形鋼材など）１２を固定しておき、この鋼材１２の挿入空間１３に接合端部４ａを差し込み、フレア溶接１０で鋼材１２に固定し、あるいは、挿入空間１３の空隙に充填材料（樹脂やモルタル等）１４を充填する。
【００５１】
（１−４）　タイプＤ：圧着型
図２（ｉｖ）に示すように、予め工場溶接等で鋼板３ａの上部の接合部外面に圧着スリーブ（断面Ｌ形鋼材、断面Ｕ形鋼材、断面Ｏ形鋼材など）１５を固定しておき、このスリーブ１５内に接合端部４ａを挿入した後、スリーブ１５を塑性変形させて接合端部４ａに圧着させる。
【００５２】
（１−５）　タイプＥ：端部フック型
図３に示すように、予め鋼板３ａの上部の接合部に係止孔１６を穿設しておき、接合端部４ａの先端部に加工されたフック１７を係止孔１６に引っ掛けて係止させる。
【００５３】
（１−６）　タイプＦ：支圧型
図４（ｉ）に示すように、予め工場溶接等で鋼板３ａの上部の接合部外面にアンカープレート１８を溶接で固定しておき、ねじふし鉄筋（異形棒鋼）からなる接合端部４ａの先端部に圧着スリーブ１９をアンカープレート１８を挟んで上下に圧着し、主筋の圧縮・引張に対して接合端部４ａをアンカープレート１８に定着させる（タイプＦ−１）。なお、アンカープレート１８には、補強リブ２１を設けて補強するのが好ましい。
【００５４】
あるいは、図４（ｉｉ）に示すように、予め鋼板３ａの上部の接合部に上下に間隔をおいて２枚のアンカープレート１８，１８を溶接で固定しておき、接合端部４ａの先端部に圧着スリーブ１９を圧着し、この圧着スリーブ１９の下部にナット２０を螺合し、このナット２０を回転させることで、２枚のアンカープレート１８，１８間で圧着スリーブ１９及びナット２０を互いに離隔するように突っ張らせ、主筋の圧縮・引張に対して接合端部４ａを２枚のアンカープレート１８，１８に定着させる（タイプＦ−２）。なお、アンカープレート１８と圧着スリーブ１９の間には、シムプレート（図示省略）を配置して隙間を埋めることができる。
【００５５】
また、図５に示すように、アンカープレート１８を２個のナットで挟んで固定する定着方法でもよい。図５（ｉ）は、予め工場溶接等で鋼板３ａの上部の接合部外面にアンカープレート１８を溶接で固定しておき、異形棒鋼等からなる接合端部４ａの先端部に雄ねじ部材４０を摩擦接合４１等により接合し、この雄ねじ部材４０をアンカーブレート１８の取付孔に挿通し、雄ねじ部材４０に取付けた２個の通常のナット４２，４２によりアンカープレート１８を挟み、これらナットを上下から締め付け、主筋の圧縮・引張に対して接合端部４ａをアンカープレート１８に定着させる方法である（タイプＦ−３）。なお、摩擦接合は、例えば、固定した雄ねじ部材に対して鉄筋を回転させながら軸方向に押送し、これらの接合端面を摩擦発熱させ、次いで鉄筋の回転を急停止させ、アプセット圧力を付与して接合する方法であり、接合強度の高いものを低コストで得られるなどの利点がある。なお、このような摩擦接合に限らず、溶接接合などでもよい。
【００５６】
図５（ｉｉ）は、主筋に鉄筋に雄ねじが形成されたねじふし鉄筋を使用し、このねじふし鉄筋の接合端部４ａの先端部をアンカーブレート１８の取付孔に挿通し、この先端部に取付けた２個のねじふし鉄筋用のナット４３，４３によりアンカープレート１８を挟み、これらナットを上下から締め付け、主筋の圧縮・引張に対して接合端部４ａをアンカープレート１８に定着させる方法である（タイプＦ−４）。また、ねじふし鉄筋のねじの嵌合は、がたつきが大きいため、緩み止めナット４４を併用する。なお、緩み止めは、これに限らず、ナット４３のねじ部分へのグラウト材の注入などでもよい。
【００５７】
（２）　軸引張力に対する補強手段
図６（ｉ）に示すように、主筋４が軸引張力を受けたとき、傾斜部４ｂの上部における鉄筋周囲コンクリートに圧縮となる力ｆ_１に対しては、直接コンクリートの支圧で抵抗することができるが、主筋４が外側に変位する方向の力ｆ_２に対しては、以下の補強手段Ｋ〜Ｍで対処し、接合端部４ａが鋼板３ａから引き剥がされるのを防止する。
【００５８】
（２−１）　タイプＫ
図６（ｉｉ）に示すように、接合端部４ａの上部の外側に鋼殻３を取り囲む帯鉄筋２２を設け、接合端部４ａの上部を鋼殻３に押さえ付ける。接合端部４ａと鋼板３ａは、上記の定着手段Ａ〜Ｆのいずれか一つの方法で定着させる。
【００５９】
（２−２）　タイプＬ
図６（ｉｉｉ）に示すように、予め鋼板３ａの上部の接合部に縦長の挿入孔２３を穿設しておき、接合端部４ａを挿入孔２３から鋼板３ａの内部に挿入し、鋼板３ａの内面に沿って配置し、接合端部４ａを鋼板３ａの内側に係止させる。接合端部４ａと鋼板３ａは、上記の定着手段Ａ〜Ｆのいずれか一つの方法で定着させる。
【００６０】
（２−３）　タイプＭ
図６（ｉｖ）に示すように、予め鋼板３ａの上部の接合部外面にスタッドジベル２４を接合端部４ａを挟んで溶植しておき、このスタッド頭部を差し込み式の鋼板２５で連結し、接合端部４ａを押さえ付ける。接合端部４ａと鋼板３ａは、上記の定着手段Ａ〜Ｆのいずれか一つの方法で定着させる。
【００６１】
（３）　軸圧縮力に対する補強手段
図７（ｉ）に示すように、主筋４が軸圧縮力を受けたとき、傾斜部４ｂの上部が外側に変位する方向の力ｆ_３に対して、以下の補強手段Ｐ〜Ｒで対処し、傾斜部４ｂの上部付近が外側にはらみ出すのを防止する。
【００６２】
（３−１）　タイプＰ
図７（ｉｉ）に示すように、傾斜部４ｂの折曲点の上の位置に通常の帯鉄筋に類似の帯鉄筋３１を複数段で巻き、これにより主筋４を内側に押さえ込む。この帯鉄筋３１で十分な拘束力を得られない場合には、いわゆる中間帯鉄筋に相当する鋼材（図示省略）により帯鉄筋３１と鋼板３ａを接合する。
【００６３】
（３−２）　タイプＱ
図７（ｉｉｉ）に示すように、予め鋼板３ａの上部の接合部外面に平面視Ｕ字形あるいはＪ字形の連結鋼材３２を溶接で固定しておき、この連結鋼材３２の先端部で主筋４を抱持することで押さえ込む。
【００６４】
（３−３）　タイプＲ
図７（ｉｖ）に示すように、予め鋼板３ａの上部の接合部外面にリブ３３を溶接で固定しておき、このリブ３３の外側端面に固定されているＣ形パイプなどの抱持鋼材３４により主筋４を抱持することで押さえ込む。
【００６５】
以上のような定着手段Ａ〜Ｆ、軸引張力に対する補強手段Ｋ〜Ｍ、軸圧縮力に対する補強手段Ｐ〜Ｒの各グループの中で１つあるいは２つ以上（例えば補強手段Ｐ〜Ｒでは例えばＰとＱあるいはＰとＲを併用する）選択して適宜組み合わせ、鋼殻構造１とＲＣ構造２の遷移区間である接合部構造を構成する。定着手段Ａ〜Ｆは、以下に示すように、必要とする各機能のレベルとコストに応じて使い分けることができる。なお、この定着手段Ａ〜Ｆは、２つ以上を組み合わせて用いることもできる。
【００６６】
例えば、Ｆの支圧型は、最も剛性が高く、繰返し荷重に対しても強度低下や剛性の低下の恐れがなく、鉄筋母材の強度を保証できるものである。従って、リブやアンカープレート、その溶接、鉄筋端部の圧着処理やナットのために、コストは他の方法に比べて高くなるが、耐力をいかなる場合においても母材以上にして遷移区間での破壊を確実に防止する必要がある場合に適用することができる。
【００６７】
Ａの溶接型は、溶接長を十分にとれば、静的な耐力を母材以上にすることは容易であるが、繰返し疲労に対しては隅肉溶接部から亀裂が進展するので、車両走行などによる高サイクルの繰返し荷重に対しては、母材の耐力以下となる恐れがある。従って、ＲＣ部分あるいは鋼殻部分と同等の静的耐力を必要とするが、高サイクルの疲労を受けない場合に適用できる。
【００６８】
Ｃの付着型は、機械的性能としては溶接型と同程度であるが、充填材料による場合には、現場での溶接を必要としないので、特殊な技能者を必要としない。なお、充填方法や材料については、土木学会関連の規準類もあり、管理も容易である。
【００６９】
また、Ｅの端部フック型は、鉄筋の引張力は確保可能であるが、地震の影響を強く受ける部分（橋脚の基部など）への適用は好ましくないが、鉄筋の曲げ加工以外は鋼殻への孔あけ加工を必要とするのみであるので、最も経済的である。
【００７０】
なお、鉄筋の継手部分は構造上の弱点となる可能性があるので、継手は同一断面に集中させないのが良く、一般には、鉄筋継手相互の間隔を鉄筋径の２５倍以上離している。こうした配慮に対しては、鉄筋と鋼板の接合位置を千鳥状に配置することなどにより、何ら制約を受けない。
【００７１】
また、主筋の溶接に関しては、工場製作において、予め鋼殻に曲げ加工した短い鉄筋を接合しておき、この鉄筋の端部と直線状の長い鉄筋を施工現場で接続することで、継手箇所が増えるものの、現場での施工性を向上させることが可能である。
【００７２】
なお、以上は、斜張橋等の主塔の遷移区間の接合部構造について説明したが、これに限らず、その他の構造部材において鋼殻や鉄骨を埋め込んだコンクリート合成構造とＲＣ構造の遷移区間で鋼板よりも主筋が外側に位置する接合部構造にも本発明を適用することができる。例えば、ＳＲＣ柱やＳＲＣ梁などにも適用することができる。
【００７３】
【発明の効果】
本発明は、鋼殻構造と、鋼殻の鋼板位置よりも主筋が外側に位置するＲＣ構造とを接合する部分の接合部構造において、主筋の接合部を鉄骨や鋼殻の接合部における鋼板の外面に向かって折曲し、主筋の接合部の先端部を定着手段を介して鋼板に定着し、主筋に作用する軸引張力により主筋の定着部近傍が外側へ変位するのを拘束する補強手段または主筋に作用する軸圧縮力により主筋の鋼板から離れた折曲部近傍が外側へ変位するのを拘束する補強手段を主筋の接合部に設けるようにしたため、鉄筋の軸力を鋼板に確実に伝達でき、折れ曲げ部分に生じる分力に対しては、軸引張力に対する補強手段と軸圧縮力に対する補強手段で抵抗することができ、遷移区間に求められる必要機能を全て満足する耐久性・施工性等の良好な接合部構造を容易に得ることができる。これにより、一つの部材の中で鋼殻構造とＲＣ構造を使い分けることが可能となり、全体として、合理的かつ経済的な構造物の構築が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の接合部構造が適用される斜張橋の主塔の１例を示したものであり、（ａ）は部分正面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】本発明の接合部構造で用いる定着手段の種々の例（溶接型、リブ型、付着型、圧着型）を示す、（ａ）は鉛直断面図、（ｂ）は水平断面図、（ｃ）は拡大した水平断面図である。
【図３】本発明の接合部構造で用いる定着手段の例（端部フック型）を示す鉛直断面図である。
【図４】本発明の接合部構造で用いる定着手段の例（支圧型）を示す鉛直断面図である。
【図５】本発明の接合部構造で用いる定着手段の例（支圧型）を示す鉛直断面図である。
【図６】本発明の接合部構造で用いる軸引張力に対する補強手段の種々の例を示す鉛直断面図である。
【図７】本発明の接合部構造で用いる軸圧縮力に対する補強手段の種々の例を示す鉛直断面図と水平断面図である。
【図８】本発明の接合部構造が適用される鋼殻構造とＲＣ構造の遷移区間の水平断面図である。
【図９】地下連続壁における先行パネルと後行パネルの接合部を示す水平断面図である。
【符号の説明】
１……鋼殻構造
２……ＲＣ構造
３……鋼殻
３ａ…鋼板
４……主筋（軸方向鉄筋）
４ａ…主筋の接合端部
４ｂ…主筋の傾斜部
５……接合部
１０……フレア溶接
１１……リブ
１２……鋼材
１３……挿入空間
１４……充填材料
１５……圧着スリーブ
１６……係止孔
１７……フック
１８……アンカープレート
１９……圧着スリーブ
２０……ナット
２１……補強リブ
２２……帯鉄筋
２３……挿入孔
２４……スタッドジベル
２５……鋼板
３１……帯鉄筋
３２……連結鋼材
３３……リブ
３４……抱持鋼材
４０……雄ねじ部材
４１……摩擦接合
４２……通常のナット
４３……ねじふし鉄筋用のナット
４４……緩み止めナット

Claims

鉄骨や鋼殻をコンクリート中に埋め込んだ鋼コンクリート合成構造と、前記鉄骨や鋼殻の鋼板位置よりも主筋が外側に位置する鉄筋コンクリート構造とを接合する部分の接合部構造であり、
前記主筋の接合部が前記鉄骨や鋼殻の接合部における鋼板の外面に向かって折曲され、主筋の接合部の先端部が定着手段を介して鋼板に定着され、主筋に作用する軸引張力により主筋の定着部近傍が外側へ変位するのを拘束する補強手段または主筋に作用する軸圧縮力により主筋の鋼板から離れた折曲部近傍が外側へ変位するのを拘束する補強手段が主筋の接合部に設けられていることを特徴とする鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造。
定着手段は、鋼板の外面に所定長さで添接される主筋の接合端部を鋼板に固定する溶接であることを特徴とする請求項１に記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造。
定着手段は、鋼板の外面に突設され、主筋の接合部の先端部が固定されるリブであることを特徴とする請求項１に記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造。
定着手段は、鋼板の外面に挿入空間を形成するように設けられ、主筋の接合端部が前記挿入空間に差し込まれる鋼材であることを特徴とする請求項１に記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造。
定着手段は、鋼板の外面に設けられ、主筋の接合端部が挿入されて圧着される圧着スリーブであることを特徴とする請求項１に記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造。
定着手段は、主筋の接合端部の先端に設けられ、鋼板に形成された係止孔に係止されるフックであることを特徴とする請求項１に記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造。
定着手段は、主筋の接合端部の先端に圧着される圧着スリーブと、鋼板の外面に設けられ、前記圧着スリーブが係止されるアンカープレートからなることを特徴とする請求項１に記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造。
定着手段は、主筋の接合端部の先端の雄ねじにねじ込まれる２個のナット部材と、鋼板の外面に設けられ、前記雄ねじが貫通し前記２個のナット部材により挟持されるアンカープレートからなることを特徴とする請求項１に記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造。
主筋の軸引張力に対する補強手段は、鉄骨や鋼殻を取り囲むように設けられ、主筋の接合端部を鉄骨や鋼殻に押さえ付けるせん断補強部材であることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１つに記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造。
主筋の軸引張力に対する補強手段は、鋼板に形成された孔から鋼板の内側に挿入され、鋼板の内面に係止される主筋の接合端部であることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１つに記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造。
主筋の軸引張力に対する補強手段は、鋼板の外面に取付けられ、主筋の接合端部を外側から押さえ込む押え板であることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１つに記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造。
主筋の軸圧縮力に対する補強手段は、鉄骨や鋼殻から離れて位置する主筋の折曲部付近を外側から押さえるせん断補強部材であることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１つに記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造。
主筋の軸圧縮力に対する補強手段は、鋼板の外面に設けられ、鉄骨や鋼殻から離れて位置する主筋の折曲部付近を先端部が抱持する連結部材であることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１つに記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造。
主筋の軸圧縮力に対する補強手段は、鋼板の外面に設けられ、鉄骨や鋼殻から離れて位置する主筋の折曲部付近を抱持する抱持部材と、この抱持部材を鋼板の外面に取付ける連結板からなることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１つに記載の鋼コンクリート合成構造と鉄筋コンクリート構造の接合部構造。