JP2005139650A - 皿形頭部を有する鉄筋を使用した剪断補強構造、補強構造、定着構造及び接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】配筋作業を容易なものとすることができ、構造物自体の寸法に影響を与えることなく所定のかぶり寸法をとることができ、引張り強度に対するコンクリートの応力分布が均等になる剪断補強構造、補強構造、定着構造及び接合構造を提供することにある。
【解決手段】複数の主筋(2)が垂直に平行配置された柱においては、軸線(X)と直角方向に突き出た皿形頭部(1a,1a)を両端に有する補強鉄筋(1)の複数を水平に配設し、梁、梁の支承部、ブラケット、壁、スラブ等においても、該補強鉄筋を適宜配設した剪断補強構造とすることで、皿形頭部をコンクリートと係合させ、主筋等の他の鉄筋に係合させることなく引張り力に対する十分な耐力をえることができる。主筋の端部、アンカーボルトの埋設端に、床主筋或いは接合筋の両端に皿形頭部を設けた補強構造、定着構造、接合構造においても同様の効果を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄筋コンクリート構造物における剪断補強構造、補強構造、定着構造及び接合構造に関するものである。

従来、鉄筋コンクリート構造物において、剪断補強をしたり、アンカーを定着させたり、或いはＰＣ部材どうしを接合したりする際には、頭部をフック状に湾曲させた鉄筋や、或いはカギ状に折曲した鉄筋が使用されてきた。

上記鉄筋によれば、湾曲部或いは折曲部を主筋に係合させた状態でコンクリートの内部に配置させることにより、その湾曲部或いは折曲部の主筋に対する係合力が鉄筋に働く引張り力に対する耐力となってコンクリートからの脱力が防止される。また、湾曲部或いは折曲部をコンクリートに埋没させることによっても、その湾曲部或いは折曲部とコンクリートとの係合力が鉄筋に働く引張り力に対する耐力となってコンクリートからの脱力が防止される。そして、剪断補強材、定着材、或いは接合材として機能するようになっている。なお、この頭部を湾曲させた鉄筋及び折曲した鉄筋を使用した構造については、例えば、鉄筋コンクリート構造計算基準・同解説１９９９（日本建築学会）の１８９〜１９１頁、及び３７１〜３７９頁に詳述されている。
鉄筋コンクリート構造計算基準・同解説１９９９ 日本建築学会

しかしながら、上記従来の鉄筋を使用した構造では、鉄筋の湾曲部や折曲部を主筋に係合させる場合、その配筋作業が煩雑になるという問題があった。また、湾曲部や折曲部が主筋の外側に回りこむよう配置されるため、かぶり寸法を主筋外表面ではなく湾曲部や折曲部の外表面からとらなければならなくなり、構造物自体の寸法に影響がでるという問題もあった。

一方、湾曲部や折曲部をコンクリートに埋没させる場合、湾曲部や折曲部の先端部分が鉄筋の軸線から偏心して配置されることになるため、引っ張り強度に対するコンクリートの応力分布が均等にならなかった。そのため、応力の集中する箇所が先に破壊され、引っ張り強度が低下するおそれがあった。

そこで、本発明の目的は、配筋作業を容易なものとすることができ、構造物自体の寸法に影響を与えることなく所定のかぶり寸法をとることができ、引張り強度に対するコンクリートの応力分布が均等になる剪断補強構造、補強構造、定着構造及び接合構造を提供することにある。

本発明にかかる第一の剪断補強構造は、複数の主筋が垂直に平行配置された柱において、軸線と直角方向に突き出た皿形頭部を両端に有する補強鉄筋の複数が水平に配設されていることを特徴とする。なお、本発明において皿形頭部は、周方向に連続した形状のみでなく、周方向に不連続部分を有する形状も含むものとする。

本発明にかかる第二の剪断補強構造は、複数の主筋が水平に平行配置された梁において、軸線と直角方向に突き出た皿形頭部を両端に有する補強鉄筋の複数が垂直に配設されていることを特徴とする。

本発明にかかる第三の剪断補強構造は、複数の主筋が水平に平行配置された梁の支承部において、軸線と直角方向に突き出た皿形頭部を両端に有する補強鉄筋が、該梁内に平行配置された主筋の間に垂直配置されていることを特徴とする。

本発明にかかる第四の剪断補強構造は、軸線と直角方向に突き出た皿形頭部を両端に有する補強鉄筋の複数が、ブラケットの端面から基部にわたって水平に配設されていることを特徴とする。

本発明にかかる第五の剪断補強構造は、交差する複数の鉄筋で形成された複数の格子が間隔を開けて配置されている壁またはスラブにおいて、軸線と直角方向に突き出た皿形頭部を両端に有する補強鉄筋の複数が、該格子の一方から他方にわたって配設されていることを特徴とする。

本発明にかかる第六の剪断補強構造は、交差する複数の鉄筋で形成された複数の格子が間隔を開けて平行配置されているスラブにおいて、軸線と直角方向に突き出た皿形頭部を両端に有する補強鉄筋の複数が、該スラブに貫設される柱の中心部から放射状に突き出る線上に位置するように、垂直にかつ該格子の一方から他方にわたって配設されていることを特徴とする。

本発明にかかる第七の剪断補強構造は、複数の鉄筋が間隔を開けて平行配置されている壁において、該鉄筋の両端に軸線と直角方向に突き出た皿形頭部が設けられていることを特徴とする。

本発明にかかる第一の補強構造は、構造体の壁面に水平方向に陥没又は貫通する方形開口部の隅角部周縁において、軸線と直角方向に突き出た皿形頭部を両端に有する補強鉄筋の複数が、該方形開口部の対角線の延長線と交差する方向に、かつ該壁面と平行に配置されていることを特徴とする。

本発明にかかる第二の補強構造は、軸線と直角方向に突き出た皿形頭部を両端に有する補強鉄筋の複数が、構造体の直交部を形成する垂直部と水平部にわたって架設されていることを特徴とする。

本発明にかかる第一の定着構造は、複数の主筋が垂直に平行配置されている柱と、複数の主筋が水平に平行配置されている梁の接合部において、該主筋の一部または全部の端部に軸線と直角方向に突き出た皿形頭部が設けられていることを特徴とする。

本発明にかかる第二の定着構造は、アンカーボルトの埋設側に軸線と直角方向に突き出た皿形頭部を設けたことを特徴とする。

本発明にかかる第三の定着構造は、複数の床主筋が間隔を開けて平行配置されているスラブにおいて、該床主筋の両端に軸線と直角方向に突き出た皿形頭部が設けられていることを特徴とする。

本発明にかかる接合構造は、軸線と直角方向に突き出た皿形頭部を両端に有する接合筋の各皿形頭部が、時間差をおいて打設されたコンクリートのそれぞれに埋設されていることを特徴とする。

本発明にかかる第一〜第六の剪断補強構造によれば、補助鉄筋がその両端に皿形頭部を有しこの皿形頭部がコンクリートと係合するため、主筋等の他の鉄筋に係合させることなく引張り力に対する十分な耐力をえることができる。そのため、補強鉄筋を主筋等の外表面に回りこむように配置させる必要がなく、補強鉄筋を配置しながら、構造物自体の寸法に影響を与えることなくかぶり寸法を得ることが。また、補強鉄筋の頭部が皿形であるため、他の鉄筋の間に容易に配置することができる。そのため、他の鉄筋に係合させる必要がないことに加え、他の鉄筋に引っ掛けるおそれもないため、配筋作業が容易なものとなる。更に、コンクリートと係合する補助鉄筋の頭部は、補助鉄筋の軸線と直角方向に突き出た皿形となっているため、引っ張り強度に対するコンクリートの応力分布が均等になり、引っ張り強度の低下を防止することができる。

本発明にかかる第七の剪断補強構造によれば、壁を構成する鉄筋の両端に皿形頭部を設けることで、補助鉄筋を用いることなく上記第一〜第六の剪断補強構造と同様の効果を得ることができる。

本発明にかかる補強構造によれば、補強鉄筋がその両端に、また主筋がその端部に、皿形頭部を有するため、上記剪断補強構造と同様の効果を得ることができる。

本発明にかかる定着構造及び接合構造によれば、主筋の接合端部或いはアンカーボルトの埋設端に、また床主筋或いは接合筋の両端に、皿形頭部を設けたため、上記剪断補強構造と同様の効果を得ることができる。

図１〜１２に、本発明にかかる剪断補強構造、定着構造及び接合構造の具体例を示す。図１は、第一の剪断補強構造を採用した、中子を有する柱の構造の概観を示し、（ａ）は同柱の斜面図、（ｂ）は皿形頭部の拡大正面図、（ｃ）は他の形態を有する皿形頭部の拡大正面図である。図２は、第二の剪断補強構造を採用した、中子を有する梁の構造の概観を示す斜面図である。図３は、第三の剪断補強構造を採用した、梁端支承部の構造の概観を示す斜面図である。図４は、第四の剪断補強構造を採用した、ブラケットの構造の概観を示す斜面図である。図５は、第五の剪断補強構造を採用した、壁の巾止め構造の概観を示す斜面図である。図６は、第六の剪断補強構造を採用したスラブの構造の概観を示し、（ａ）は斜面図、（ｂ）は平面図である。図７は、第七の剪断補強構造を採用した、壁の構造の概観を示す斜面図である。図８は、第一の補強構造を採用した、壁面開口部の構造の概観を示す斜面図である。図９は、第二の補強構造を採用した、ハンチ部の構造の概観を示す斜面図である。図１０は、第一の定着構造を採用した、梁と柱のト形接合部の構造の概観を示す斜面図である。図１１は、第二の定着構造を採用した、アンカーボルト埋設部の構造の概観を示す断面図である。図１２は、第三の定着構造を採用した、スラブの構造の概観を示す斜面図である。図１３は、本発明にかかる接合構造を採用した、コンクリート接合部の概観を示す断面図である。なお、図１〜１２において、実質的に同じ部分には同一の符号が付されている。

図１に示す柱は、複数の主筋２が垂直に平行配置され、軸線Ｘと直角方向に突き出た皿形頭部１ａを両端に有する補強鉄筋１の複数が水平に配設された構造となっている。なお、皿形頭部１ａは周方向に連続した形状となっているが、必要に応じて、不連続部を有するものとしてもよい。また、図１（ｂ）に示すように、皿形頭部１ａと軸部１ｂの接合部１ｃ表面は湾曲面となっているが、図１（ｃ）に示すようなテーパー面としてもよい。

図２に示す梁は、複数の主筋３が水平に平行配置され、前記補強鉄筋１の複数が垂直に配設された構造となっている。

図３に示す梁端支承部は、複数の主筋が垂直に平行配置された図示しない柱に接合されている梁１１の端部である。そして、複数の主筋３が水平に平行配置され、前記補強鉄筋１が、梁１１内に平行配置された主筋３の間に垂直配置された構造となっている。

図４に示すブラケットは、前記補強鉄筋１の複数が、ブラケットの端面１２から基部１３にわたって水平に配設された構造となっている。

図５に示す壁は、交差する複数の鉄筋で形成されたの格子４の一対が間隔を開けて配置され、前記補強鉄筋１の複数が、格子４、４の一方から他方にわたって配設された構造となっている。なお、格子４は、壁の強度を高めるために、３つ以上が配置されたものであってもよい。

図６に示すスラブは、交差する複数の鉄筋で形成された複数の格子４が間隔を開けて平行配置され、前記補強鉄筋１の複数が、スラブに貫設される柱１４の中心部から放射状に突き出る線Ｙ上に位置するように、垂直にかつ格子４、４の一方から他方にわたって配設された構造となっている。

これらの剪断補強構造によれば、補助鉄筋１がその両端に皿形頭部１ａを有しこの皿形頭部１ａがコンクリートと係合するため、主筋２、３、格子４、或いは鉄筋５等、他の鉄筋に係合させることなく引張り力に対する十分な耐力をえることができる。そのため、補強鉄筋１を他の鉄筋の外表面に回りこむように配置させる必要がなく、補強鉄筋１を配置しながら、構造物自体の寸法に影響を与えることなくかぶり寸法を得ることが。また、補強鉄筋１の頭部が皿形であるため、他の鉄筋の間に容易に配置することができる。そのため、他の鉄筋に係合させる必要がないことに加え、他の鉄筋に引っ掛けるおそれもないため、配筋作業が容易なものとなる。更に、コンクリートと係合する補助鉄筋１の頭部１ａは、補助鉄筋１の軸線Ｘと直角方向に突き出た皿形となっているため、引っ張り強度に対するコンクリートの応力分布が均等になり、引っ張り強度の低下を防止することができる。

なお、補強鉄筋１は実際の施工において支持用部材を介して所定の位置に配置されることになるが、図１〜６、８及び９では補強鉄筋１を明示するため支持用部材の図示が省略されている。また、補強鉄筋１を並べて配置する場合、例えば図６に示すフラットバー２４に並べて接着したものを配置することにより、配筋作業をより容易に行うことができる。

図７に示す壁は、複数の鉄筋５が間隔を開けて平行配置され、これら鉄筋５の両端に軸線と直角方向に突き出た皿形頭部５ａが設けられた構造となっている。なお、皿形頭部５ａの基本構成は前記補助鉄筋１の皿形頭部１ａと同じであるため、その詳細な図示は省略する。また、図７において鉄筋５は格子状に配置されているが、垂直配置或いは水平配置されたもののみであってもよい。

この剪断補強構造によれば、壁を構成する鉄筋５の両端に皿形頭部５ａ、５ａを設けることで、補助鉄筋１を用いることなく、図１〜６の剪断補強構造と同様の効果を得ることができる。

図８に示す壁面開口部１６は、構造体の壁面１５に水平方向に方形に貫設されたものである。そして、その隅角部１７周縁は、前記補強鉄筋１の複数が、方形開口部１６の対角線の延長線Ｚと交差する方向に、かつ壁面１５と平行に配置された構造となっている。

図９に示すハンチ部は、前記補強鉄筋１の複数が、構造体の直交部を形成する垂直部１８と水平部１９にわたって架設された構造となっている。

図１０に示すト形接合部は、複数の主筋２が垂直に平行配置されている柱２０と、複数の主筋３が水平に平行配置されている梁２１の接合部で、主筋２、３の全部の端部に軸線と直角方向に突き出た皿形頭部２ａ、３ａが設けられた構造となっている。なお、皿形頭部２ａ、３ａの基本構成は前記補助鉄筋１の皿形頭部１ａと同じであるため、その詳細な図示は省略する。

図１１に示すアンカーボルト埋設部は、アンカーボルト６の埋設側に軸線と直角方向に突き出た皿形頭部６ａを設けた構造となっている。なお、皿形頭部６ａの基本構成は前記補助鉄筋１の皿形頭部１ａと同じであるため、その詳細な図示は省略する。

図１２に示すスラブは、間隔を開けて平行配置されている床主筋８の両端に軸線と直角方向に突き出た皿形頭部８ａが設けられた構造となっている。なお、皿形頭部８ａの基本構成は前記補助鉄筋１の皿形頭部１ａと同じであるため、その詳細な図示は省略する。

図１３に示すコンクリート接合部は、軸線と直角方向に突き出た皿形頭部７ａを両端に有する接合筋７が、時間差をおいて打設されたコンクリート２２、２３に架設され、各皿形頭部７ａ、７ａが各コンクリート２２、２３のそれぞれに埋設された構造となっている。なお、皿形頭部７ａの基本構成は前記補助鉄筋１の皿形頭部１ａと同じであるため、その詳細な図示は省略する。

これら図１０〜１３に示す定着構造及び接合構造によれば、主筋２、３の接合端部或いはアンカーボルト６の埋設端に、また床主筋８或いは接合筋７の両端に、皿形頭部２ａ、３ａ、６ａ、７ａ、８ａを有するため、上記図１〜図９に示す剪断補強構造と同様の効果を得ることができる。なお、皿形頭部２ａ、３ａ、６ａ、７ａ、８ａは、前記皿形頭部１ａと同様、必要に応じて、周方向に不連続部を有するものとしてもよい。

本発明にかかる第一の剪断補強構造を採用した、中子を有する柱の構造の概観を示し、（ａ）は同柱の斜面図、（ｂ）は皿形頭部の拡大正面図、（ｃ）は他の形態を有する皿形頭部の拡大正面図である。 本発明にかかる第二の剪断補強構造を採用した、中子を有する梁の構造の概観を示す斜面図である。 本発明にかかる第三の剪断補強構造を採用した、梁端支承部の構造の概観を示す斜面図である。 本発明にかかる第四の剪断補強構造を採用した、ブラケットの構造の概観を示す斜面図である。 本発明にかかる第五の剪断補強構造を採用した、壁の巾止め構造の概観を示す斜面図である。 本発明にかかる第六の剪断補強構造を採用した床版の構造の概観を示し、（ａ）は斜面図、（ｂ）は平面図である。 本発明にかかる第七の剪断補強構造を採用した、壁の構造の概観を示す斜面図である。 本発明にかかる第一の補強構造を採用した、壁面開口部の構造の概観を示す斜面図である。 本発明にかかる第二の補強構造を採用した、ハンチ部の構造の概観を示す斜面図である。 本発明にかかる第一の定着構造を採用した、梁と柱のト形接合部の構造の概観を示す斜面図である。 本発明にかかる第二の定着構造を採用した、アンカーボルト埋設部の構造の概観を示す断面図である。 本発明にかかる第三の定着構造を採用した、スラブの構造の概観を示す斜面図である。 本発明にかかる接合構造を採用した、コンクリート接合部の概観を示す断面図である。

符号の説明

１ 補強鉄筋
１ａ、２ａ、３ａ、５ａ、６ａ、７ａ 皿形頭部
１ｂ 軸部
１ｃ 接合部
２、３ 主筋
４ 格子
５ 鉄筋
６ 定着筋
７ 接合筋
１１、２１ 梁
１２ 端面
１３ 基部
１４、２０ 柱
１５ 壁面
１６ 方形開口部
１７ 隅角部
１８ 垂直部
１９ 水平部
２２、２３ コンクリート
２４ フラットバー
Ｘ 軸線
Ｙ 柱の中心部から放射状に突き出る線
Ｚ 方形開口部の対角線の延長線

Claims (13)

1. 複数の主筋(2)が垂直に平行配置された柱において、軸線(X)と直角方向に突き出た皿形頭部(1a,1a)を両端に有する補強鉄筋(1)の複数が水平に配設されていることを特徴とする剪断補強構造。
2. 複数の主筋(3)が水平に平行配置された梁において、軸線と直角方向に突き出た皿形頭部(1a,1a)を両端に有する補強鉄筋(1)の複数が垂直に配設されていることを特徴とする剪断補強構造。
3. 複数の主筋(3)が水平に平行配置された梁(11)の支承部において、軸線と直角方向に突き出た皿形頭部(1a,1a)を両端に有する補強鉄筋(1)が、該梁(11)内に平行配置された主筋(3)の間に垂直配置されていることを特徴とする剪断補強構造。
4. 軸線と直角方向に突き出た皿形頭部(1a,1a)を両端に有する補強鉄筋(1)の複数が、ブラケットの端面(12)から基部(13)にわたって水平に配設されていることを特徴とする剪断補強構造。
5. 交差する複数の鉄筋で形成された複数の格子(4)が間隔を開けて配置されている壁またはスラブにおいて、軸線と直角方向に突き出た皿形頭部(1a,1a)を両端に有する補強鉄筋(1)の複数が、該格子(4)の一方から他方にわたって配設されていることを特徴とする剪断補強構造。
6. 交差する複数の鉄筋で形成された複数の格子(4)が間隔を開けて平行配置されているスラブにおいて、軸線と直角方向に突き出た皿形頭部(1a,1a)を両端に有する補強鉄筋(1)の複数が、該スラブに貫設される柱(14)の中心部から放射状に突き出る線(Y)上に位置するように、垂直にかつ該格子(4)の一方から他方にわたって配設されていることを特徴とする剪断補強構造。
7. 複数の鉄筋(5)が間隔を開けて平行配置されている壁において、該鉄筋(5)の両端に軸線と直角方向に突き出た皿形頭部(5a)が設けられていることを特徴とする剪断補強構造。
8. 構造体の壁面(15)に水平方向に陥没又は貫通する方形開口部(16)の隅角部(17)周縁において、軸線と直角方向に突き出た皿形頭部(1a,1a)を両端に有する補強鉄筋(1)の複数が、該方形開口部(16)の対角線の延長線(Z)と交差する方向に、かつ該壁面(15)と平行に配置されていることを特徴とする補強構造。
9. 軸線と直角方向に突き出た皿形頭部(1a,1a)を両端に有する補強鉄筋(1)の複数が、構造体の直交部を形成する垂直部(18)と水平部(19)にわたって架設されていることを特徴とする補強構造。
10. 複数の主筋(2)が垂直に平行配置されている柱(20)と、複数の主筋(3)が水平に平行配置されている梁(21)の接合部において、該主筋(2,3)の一部または全部の端部に軸線と直角方向に突き出た皿形頭部(2a,3a)が設けられていることを特徴とする定着構造。
11. アンカーボルト(6)の埋設側に軸線と直角方向に突き出た皿形頭部(6a,6a)を設けたことを特徴とする定着構造。
12. 複数の床主筋(8)が間隔を開けて平行配置されているスラブにおいて、該床主筋(8)の両端に軸線と直角方向に突き出た皿形頭部(8a)が設けられていることを特徴とする定着構造。
13. 軸線と直角方向に突き出た皿形頭部(7a,7a)を両端に有する接合筋(7)の各皿形頭部(7a,7a)が、時間差をおいて打設されたコンクリート(22,23)のそれぞれに埋設されていることを特徴とする接合構造。

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