JP2004116084A

JP2004116084A - 鉄筋コンクリート構造物

Info

Publication number: JP2004116084A
Application number: JP2002279704A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Mori; 森清一; Eiji Yoshino; 吉野英次
Original assignee: Ibiden Greentec Co Ltd
Current assignee: Ibiden Greentec Co Ltd
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】鉄筋の増加量以上に曲げ耐力を向上でき、必要な箇所に限定して補強が可能な鉄筋コンクリート構造物を提供すること。
【解決手段】引張り材２１と、緩やかな曲線でねじり加工して該引張り材２１の外周面に取り付けたねじり材２２からなる補強鉄筋２を配置したことを特徴とする鉄筋コンクリート構造物１である。
ここで、補強鉄筋２は構造物の接合部などの応力集中部３にのみ配置することができる。また、掘削孔に補強鉄筋２を使用して製作した鉄筋籠４を挿入して場所打ち杭を構築することもできる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋を配置する鉄筋コンクリート構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄筋とコンクリートで構築する鉄筋コンクリート構造物は、構造物に発生する引張力を鉄筋で負担し、圧縮力をコンクリートで負担する。そして、せん断力は、コンクリートとせん断補強鉄筋の両方で負担する。
このため鉄筋コンクリート構造物の設計の際に、引張力やせん断力に対する耐力が不足する場合は、鉄筋の径を太くしたり、鉄筋の配置を密にしたりして、単位面積当たりの鉄筋量を増加する設計がおこなわれる。
ここで、鉄筋コンクリート構造物には、鉄筋とコンクリートだけで構成するＲＣ構造物の他に、ＰＣ鋼材などを配置して緊張力を導入するプレストレストコンクリート構造物（ＰＣ構造物）、鉄骨を使用する鉄骨鉄筋コンクリート構造物（ＳＲＣ構造物）も含まれる。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
前記した従来の鉄筋コンクリート構造物にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞鉄筋径を太くして鉄筋量を増やす場合、鉄筋量を増やす必要のない箇所にまで過剰に鉄筋を配置することがあり不経済である。また、表面積が減少するため、付着力が充分に確保できない場合がある。さらに、鉄筋径が太くなると端部などの曲げ加工がし難くなる。
＜ロ＞鉄筋の間隔を狭くして配筋した場合、過密配筋となってコンクリートの充填性の面で問題が生じる場合がある。また、配筋する鉄筋の数が増えると施工手間も増える。
【０００４】
【本発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、必要な箇所に限定して補強が可能な鉄筋コンクリート構造物を提供することを目的とする。
また、鉄筋の増加量以上に曲げ耐力を向上できる鉄筋コンクリート構造物を提供することを目的とする。
さらに、製造時の施工性がよく、高品質の鉄筋コンクリート構造物を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の鉄筋コンクリート構造物は、引張り材と、緩やかな曲線でねじり加工して該引張り材の外周面に取り付けたねじり材からなる補強鉄筋を配置したことを特徴とするものである。なお、ここでいうコンクリートには、通常のコンクリートの他にモルタルやセメントミルクなどの水硬性組成物が含まれる。
ここで、補強鉄筋は構造物の応力集中部にのみ配置することができる。
また、補強鉄筋を使用して製作した鉄筋籠を配置する場所打ち杭などの鉄筋コンクリート構造物を構築することもできる。
【０００６】
【本発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００７】
＜イ＞鉄筋コンクリート構造物
鉄筋コンクリート構造物１は、鉄筋を使用して構築するコンクリート構造物である。
鉄筋コンクリート構造物１には、鉄筋とコンクリートだけで構成するＲＣ構造物、鉄筋の他にＰＣ鋼材などを配置して緊張力を導入するＰＣ構造物、鉄筋と鉄骨を使用するＳＲＣ構造物などがある。
通常、鉄筋コンクリート構造物１は、型枠の内部に鉄筋を配筋して、練り上げたコンクリートを流し込んで固化させることによって製造する。
【０００８】
＜ロ＞補強鉄筋
補強鉄筋２は、上記した鉄筋に替えて配置する材料である。
補強鉄筋２は、例えば直線の棒状に形成した引張り材２１と、緩やかな曲線でねじり加工して引張り材２１の外周面に取り付けたねじり材２２とで構成する。
引張り材２１には、異形鉄筋、丸鋼、ロックボルト、鋼管、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）材、ＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼より線などが使用できる。
またねじり材２２は、緩やかな曲線でねじり加工を施すため、ねじり加工が可能な材料であれば引張り材２１と同様の材料が使用できる。
ねじり材２２は、引張り材２１を芯材としてつたが絡まるように螺旋状に取り付けられる。補強鉄筋２の実施例の側面図を図２に、断面図を図３に示す。ねじり材２２を巻き付ける回数や曲線の曲率は任意に設定することができる。図２に示した補強鉄筋２は、ねじり材２２を二巻きして取り付けた実施例である。ねじり材２２は、図２に示したように所定の長さのものを断続的に配置することもできるが、引張り材２１全体に１本のねじり材２２を連続して配置することもできる（図示せず）。
【０００９】
ねじり材２２は、例えば予めねじり加工しておき、工場又は現地で引張り材２１に装着する。ねじり材２２は緩やかな螺旋形状であるため、引張り材２１に容易に装着することができるうえに、一旦装着すると、引張り材２１に絡み付いて施工中に外れることはない。このため、ねじり材２２は引張り材２１に溶接などの固定手段を使用して特別に固定させる必要は通常ないが、必要に応じて固定することもできる。
また、引張り材２１にねじり材２２の素材を巻き付けることで、ねじり加工と装着を一度におこなうこともできる。
【００１０】
【実施例】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
【００１１】
＜イ＞補強鉄筋の特性
引張り材２１として鉄筋径が２２ｍｍの異形鉄筋（Ｄ２２）を使用し、ねじり材２２として鉄筋径が１３ｍｍの異形鉄筋（Ｄ１３）を使用して製作した補強鉄筋２の特性について試験した結果を説明する。
ここで、補強鉄筋２との性能を比較するために、Ｄ２２の異形鉄筋とＤ１３の異形鉄筋を直線のまま並列して組み合わせた比較材を使用した。また、参考としてＤ２２の異形鉄筋のみを使用した一本材の試験もおこなった。
試験は曲げ耐力を測定する試験をおこない、補強鉄筋２、比較材及び一本材の周囲はグラウトで拘束した。試験結果を表１に示す。
【００１２】
【表１】

【００１３】
試験の結果、比較材を配置した供試体の曲げ応力度は５２．４０（Ｎ／ｍｍ^２）であったのに対して、補強鉄筋２を配置した供試体の曲げ応力度は平均６１．７９（Ｎ／ｍｍ^２）となり約１８％の曲げ耐力の向上が確認できた。また、Ｄ２２の異形鉄筋のみを配置した一本材の供試体の曲げ応力度を測定すると平均４４．８０（Ｎ／ｍｍ^２）であったため、補強鉄筋２に替えることで約３８％の曲げ補強効果が得られたといえる。
【００１４】
また、試験後の供試体を観察してみると、一本材の供試体が載荷箇所周辺にのみひび割れが発生して他の部分に比べて極端に損傷していたのに対し、補強鉄筋２を配置した供試体は端部にまでひび割れが進展していたが損傷の程度は載荷箇所周辺と他の部分が均一化されていた。このことから、通常の鉄筋を配置した場合は、載荷箇所周辺に応力が集中し、この箇所の耐力のみによって構造物の曲げ耐力が決定されるが、補強鉄筋２を使用した場合は広範囲に応力が分散されるため、構造物全体の耐力を有効に活用することができ構造物の曲げ耐力が向上するといえる。
【００１５】
＜ロ＞鉄筋コンクリート構造物への適用（図１）
鉄筋コンクリート構造物１に配置する主筋として、補強鉄筋２を配置した実施例を図１に示す。
ここで、鉄筋コンクリート構造物１には、現場でコンクリートを打設して構築する構造物の他に、工場や製作ヤードで製造するプレキャストコンクリート製品も含まれる。
補強鉄筋２を配置することで使用する鉄筋量を削減することができるため、鉄筋間隔を広げるとも可能となり、この結果施工性やコンクリートの充填性が向上する。
【００１６】
＜ハ＞応力集中部への適用（図５）
構造物は、形状、載荷条件などの要因によって応力が集中する応力集中部３を有する。
例えば逆Ｔ型の擁壁１１は、壁体と底版の接合部に応力集中部３が発生するため、この部分の配筋は過密になりやすい（図３（ａ）参照）。限られた狭い空間の中に鉄筋を密に配置すると、鉄筋を配置するための作業性が悪くなるばかりではなく、コンクリートの充填性も悪くなり、構造物の品質を低下させることにもなりかねない。
そこで、応力集中部３に補強鉄筋２を配置することで、これらの問題点を解決する。すなわち、補強鉄筋２は引張り材２１とねじり材２２が一体になっているため、一度に配置することができるので施工効率を向上させることができる。また、鉄筋間隔を広げることでコンクリートの充填性も良くなる。
【００１７】
また、柱１３とスラブ１２の接合部（図３（ｂ）参照）、スラブと壁の接合部、橋桁と橋脚の接合部などには応力集中部３が発生する。これらの応力集中部３は、他の部分と断面形状はほとんど同じ大きさであるにも関わらず、配置する鉄筋量は増加するため過密配筋となりやすい。そこで、これらの箇所に補強鉄筋２を配置する。補強鉄筋２はねじり材２２を取り付けた部分のみが補強鉄筋２になるため、例えばスラブ１２に配置した鉄筋を応力集中部３では引張り材２１として使用し、その応力集中部３にのみねじり材２２を取り付ければ部分的に補強鉄筋２を配置したことになる。
【００１８】
＜ニ＞場所打ち杭への適用（図６）
場所打ち杭は、地中に形成した掘削孔に、鉄筋籠を挿入して、コンクリートを打設することによって構築する。
そこで、鉄筋籠４を補強鉄筋２で製作して場所打ち杭の構築に適用することができる。
杭に適用する場合においても、曲げ応力が最も発生する杭頭部分にのみねじり材２２を配置して補強鉄筋２とすることで、効率的に杭を補強することができる。
【００１９】
＜ホ＞吹付け構造物への適用（図示せず）
斜面に構築する法枠は、斜面に配置した鉄筋にコンクリートやモルタル等を吹き付けて構築することができる。また、トンネルを掘削した直後に、鉄筋を掘削面付近に配置してコンクリート等を吹き付けて覆工を構築する場合がある。
このように法枠や覆工を構築するために配置する鉄筋の一部又は全部を補強鉄筋２にすることができる。
【００２０】
【本発明の効果】
本発明の鉄筋コンクリート構造物は、以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞ねじり材を配置することによって必要な箇所に限定して補強が可能になる。このため、経済的である。
＜ロ＞本発明の補強鉄筋を使用すると、同じ鉄筋量となるように通常の鉄筋を配置した場合に比べて、曲げ耐力が向上する。このため、鉄筋の使用量を削減したり、構造物の強度を大きくしたりすることができる。
＜ハ＞本発明の補強鉄筋は、ねじり材と引張り材が一体となっているため、鉄筋の配置にかかる作業量を削減できる。また、鉄筋量の削減により鉄筋間隔が広くなるとコンクリートの充填性が良くなる。すなわち、製造時の施工性がよく、高品質の鉄筋コンクリート構造物を構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鉄筋コンクリート構造物の実施例の斜視図。
【図２】補強鉄筋の実施例の側面図。
【図３】補強鉄筋の実施例の断面図。
【図４】補強鉄筋の製作方法の実施例の説明図。
【図５】鉄筋コンクリート構造物の応力集中部を示した説明図。
【図６】場所打ち杭を構築する実施例を示した説明図。
【符号の説明】
１・・・鉄筋コンクリート構造物
２・・・補強鉄筋
２１・・引張り材
２２・・ねじり材
３・・・応力集中部
４・・・鉄筋籠

Claims

引張り材と、緩やかな曲線でねじり加工して該引張り材の外周面に取り付けたねじり材からなる補強鉄筋を配置したことを特徴とする、
鉄筋コンクリート構造物。
引張り材と、緩やかな曲線でねじり加工して該引張り材の外周面に取り付けたねじり材からなる補強鉄筋を、構造物の応力集中部に配置したことを特徴とする、
鉄筋コンクリート構造物。
引張り材と、緩やかな曲線でねじり加工して該引張り材の外周面に取り付けたねじり材からなる補強鉄筋を使用して製作した鉄筋籠を配置したことを特徴とする、
鉄筋コンクリート構造物。