JP2007277852A - 鉄筋コンクリート建物における開口部補強筋設置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄筋コンクリート建物の梁、壁等の構造部における開口部周辺全体に亘ってコンクリートのひび割れを防止することができる補強筋を、鉄筋組立工程後においても簡単に設置することができる方法を提供すること。
【解決手段】鉄筋組立体１に対して開口部７の口径より大きな径のスパイラル筋６を、鉄筋組立体の一部に係合させながら軸中心的に回転させ、鉄筋組立体の外側方から内部へねじ込み式に推進して導入し、開口部設置対応箇所に該開口部と略同軸的に位置せしめ、スパイラル筋導入後にスパイラル筋の両方の端部を鉄筋組立体の側部鉄筋に固定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、鉄筋コンクリート建物の梁、壁等の構造部の厚さ又は幅方向に開口部を形成することに関するものであり、特にこの鉄筋コンクリート建物に設ける開口部の周囲に補強筋を設置する方法に関する。

一般に、鉄筋コンクリート建物の梁、壁等の構造部には多数の開口部が設けられる。例えば、鉄筋コンクリート梁にはその設置状態における上下方向の中央あるいは中央付近に、ガス、水道、電気、空調用ダクト等用の設備配管のための横孔、すなわち梁の厚さ方向に貫通する開口部が設けられる。また、鉄筋コンクリート建物の壁には、例えば“明り取り”としての小開口が設けられている。これら開口部や小開口の周辺には、コンクリートの乾燥収縮等により、ひび割れが発生することがあり、一旦ひび割れが発生すると、水や微生物が浸入し、腐食によりコンクリートが劣化し、鉄筋コンクリート建物の耐久性を大幅に損なうことがある。

例えば、鉄筋コンクリート梁内には、複数本の主筋が配設され、更にあばら筋（スターラップ鉄筋）が上記主筋全体を取り巻いた状態で配置されている。主筋は梁の引張応力をもたらし、また、あばら筋は梁の剪断耐力に寄与すると共に、主筋の膨張を拘束している。しかしながら、コンクリートの乾燥収縮に伴って発生する上記の開口部周辺部におけるひび割れは上記主筋及びあばら筋によっては十分に防止できないため、従来、開口部の端部付近に補強筋を配設したり（例えば下記特許文献１参照）あるいは開口部周囲に補強筋を配設したり（例えば下記特許文献２参照）することが提案されている。

特許文献１に示されている方法は、１本の鋼棒を適宜の曲率を以って直角に折曲して正方形を形成し、さらに該正方形を一方向へ平行移動した同形の正方形を形成するまで折曲を繰り返して形成した補強筋を、形成されるべき貫通孔の両端部付近において、正方形の辺を梁の伸長方向に対して４５°の角度に傾斜させた姿勢で、あばら筋の内側に取り付けるものである。

また、特許文献２に示されている方法は、方形の外側補強筋部材の内側に、方形の内側補強筋部材を配し、この内側補強筋部材の角部をそれぞれ外側補強筋部材の辺の中央に固着した形の補強筋を用意し、複数のこの補強筋を、内側補強筋部材の内側に開口部が形成されるよう、梁の一側方のあばら筋と他側方のあばら筋とに挟まれた間隙内に互いに間隔をおいて並列配置するものである。

実用新案登録第２５０６３４３号公報 実開昭５９−１４０６２０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来方法によると、補強筋が開口部の端部付近にのみ設置されることになり、この補強筋は、開口部端部付近ではひび割れに対抗する作用を効果的にもたらすが、それ以外の開口部周辺部の箇所においては、収縮によってコンクリートに生じる引張力を十分に負担することができず、従って同周辺部のコンクリートは引張力に対して殆ど抵抗力を有していない状態になってしまうため、ひび割れが生じてしまうことになる。

上記特許文献２には、上記特許文献１に記載の方法による問題点の解消を図る意味で、開口部端部間領域にも開口部に沿って補強筋を配置する方法が記載されているが、この方法によると、上記のように外側及び内側の２つの方形補強筋部材を組み合せて形成した補強筋を、開口部形成箇所に沿って一定の間隔を置いて配置し、固定しなければならないため、設置に手間と時間がかかり、作業性が悪いという問題があり、さらに主筋及びあばら筋を組み上げて鉄筋組立体を構成した後においては、補強筋はあばら筋間の隙間を通して鉄筋組立体の内部に導入しなければならず、しかも鉄筋組立体の外側から補強筋の配置、固定作業を行なわねばならないため、大変な作業困難性を伴うことになる。従って、手順を誤ることなく正確に作業工程を進めなければならないが、実際の作業現場では、鉄筋組立体の構成後に開口部用補強筋の設置が必要なことに気付くことがままあり、その場合には上記のように極めて煩雑な作業を強いられることになる。また、そのような開口部用補強筋の設置の見過ごし（いわゆる、うっかりミス）を回避するよう作業工程を変更することは極めて厄介なことである。

従って、本発明の目的は、開口部周辺全体に亘ってコンクリートのひび割れを防止することができる補強筋を、上記鉄筋コンクリート梁における主筋及びあばら筋、或いは上記鉄筋コンクリート壁における縦筋及び横筋等による鉄筋組立体の形成後においても簡単に設置することができるようにすることである。

上記目的を達成する請求項１に記載の発明は、厚さ方向に貫通する開口部を有する鉄筋コンクリート建物の梁、壁等の構造部における上記開口部形成領域を補強するための開口部補強筋設置方法であって、上記構造部における鉄筋組立体に上記開口部の口径寸法より大きな径のスパイラル筋を、上記鉄筋組立体における鉄筋の一部に係合させながら軸中心的に回転させることによって、上記鉄筋組立体の外側方から内部へねじ込み式に推進して順次導入し、上記鉄筋組立体の上記開口部設置対応箇所に上記開口部と略同軸的に位置せしめ、上記スパイラル筋の導入後、該スパイラル筋の両方の端部を対向する鉄筋に固定することを特徴とする。

上記開口部とは、横断面が円形のもの以外に方形のものも含み、方形の場合、上記口径寸法は対角線の長さを意味する。

請求項１に記載の方法によれば、開口部の周辺領域において耐剪断作用をもたらし、コンクリートのひび割れを防止する補強筋の上記鉄筋組立体内所定位置への設置が、該鉄筋組立体の形成後であってもその外側方からのスパイラル筋の軸中心的回転操作だけで簡単に行うことができる。即ち、スパイラル筋の設置はコンクリート打設前であればどの時点でも可能である。

請求項２に記載のように、請求項１に記載の方法において、上記鉄筋組立体の開口部設置対応箇所の両側部における側部鉄筋の内側に、当該側部鉄筋に対して斜行する辺部を有し、環状口を形成している方形の側部補強筋をそれぞれ固定し、上記鉄筋組立体内への上記スパイラル筋の導入を、上記側部補強筋の環状口を通して行い、その際上記スパイラル筋を上記補強筋の辺部に係合させながら軸中心的に回転させ、上記スパイラル筋全体が両側の側部補強筋間の間隙に導入された後、上記側部鉄筋に対するスパイラル筋両端部の固定を、上記側部補強筋を介して行うようにすれば、上記スパイラル筋の上記鉄筋組立体内への導入が、上記側部補強筋の環状口によって位置規制された状態で行われ、上記鉄筋組立体内の所定位置へのスパイラル筋の設置が行い易くなる。

請求項３に記載のように、上記スパイラル筋の導入に先立って、上記開口部設置対応箇所に上記スパイラル筋より小径の開口部用スリーブを配置し、上記スパイラル筋の上記鉄筋組立体内への導入を、上記スリーブを包囲するように行うようにすれば、上記鉄筋組立体内へのスパイラル筋の導入が上記スリーブによって案内された状態で行われ、スパイラル筋の導入操作をその移行方向について特別の注意を払うことなく容易に行うことができる。

上記のように、本発明によれば、鉄筋コンクリート建物の梁、壁等における鉄筋組立体に対する開口部補強筋の設置が、上記鉄筋組立体の形成手順や施工ステップに特別考慮を払うことなく、随時行うことができ、また導入作業も煩雑さを伴うことなく極めて簡単であり、従って、ひび割れに対する処置を施された開口部領域を有する鉄筋コンクリート建物を効率的に且つ効果的に構成できるものである。

以下、本発明を実施するため最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１〜図６に示す第１の実施の形態は、構造部が鉄筋コンクリート梁であり、該鉄筋コンクリート梁に開口部を設ける場合に関するものであって、図１は鉄筋コンクリート梁の鉄筋組立体の部分的斜視図、図２は図１の鉄筋組立体に側部補強筋を取り付けた状態の部分的斜視図、図３は図２の鉄筋組立体に開口部用スリーブを取り付けた状態の部分的斜視図、図４は図３の鉄筋組立体にスパイラル筋を導入する際の初期工程を示す部分的斜視図、図５はスパイラル筋導入後の鉄筋組立体の部分的側面図、図６は図５中のＶＩ−ＶＩ線に沿って矢印の方向に見た断面図である。

鉄筋組立体１は、梁１０（図５及び図６参照）内の上部と下部に配置される複数の主筋２と、これら主筋の周囲を取り囲むように配置された複数のあばら筋３を有している。図示の実施形態１においては、主筋２は上部に５本、下部に５本、それぞれ横方向に間隔をおいて並列的に配置されており、これら主筋２に対し、あばら筋３がそれぞれ主筋全体を直交方向で包囲し矩形状を呈するように配置され、更にあばら筋３は梁１０の長手方向に間隔をおいて並列配置され、主筋２との交接部で結合ワイヤーや溶接等により主筋に結合されている。上記の主筋２やあばら筋３の本数は例示的なものであり、それらの太さも含め、必要に応じ増減し得るものであることはもちろんである。

あばら筋３の配列ピッチは下記開口部の形成位置付近を除き均一である。開口部形成位置では２つの隣接あばら筋３ａ，３ｂ間の間隔は上記あばら筋配列ピッチよりも若干広げられており、その分、あばら筋３ａ，３ｂにそれぞれ隣接するあばら筋３ｃ，３ｄとの間の間隔は狭められている。

図２は、図１に示した鉄筋組立体１に対し側部補強筋４を取り付けた状態を示している。側部補強筋４は、２つの略同形の長方形が交叉する形状になるように且つ中央に正方形の環状口４ａがもたらされるように、１本の鉄製棒材を折曲することによって形成されており、棒材の端部は環状口４ａの隣り合う辺部の中央部からそれぞれ同環状口の中心方向へ向けて突出した形に折り曲げられた２本の突出部４ｂとして形成されている。

上記のように形成された側部補強筋４は、鉄筋組立体１の側部においてあばら筋３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの内側部分に、環状口４ａが開口部と同心的に位置するように、且つ突出部４ｂの先端が環状口４ａの下部範囲で互いに同じ高さレベルになるように配置され、更にあばら筋３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに対して結合ワイヤーや溶接等により固定される。

上記のようにあばら筋に側部補強筋４を取り付けた後、図３に示すように、側部補強筋の突出部４ｂに開口部形成用スリーブ５が載置される。このスリーブは側部補強筋の環状口４ａと同心的になるよう配置され（図５参照）、そのために、側部補強筋４の突出部４ｂはスリーブ５の直径にあわせて環状口４ａ内への突出長さが決められている。スリーブ５の長さは形成されるべき梁の幅に相当しており、従ってスリーブの両端部はあばら筋３から外側方へ張り出した状態になっている（図６参照）。必要に応じてスリーブ５は側部補強筋４又はあばら筋３又はその両者に結合ワイヤーや溶接などによって固定される。

スリーブ５は打設コンクリートの硬化後に除去しても良いし、そのまま残置しておいても良い。除去する場合、スリーブは厚紙など排除し易い材質のものが選択される。

上記のようにスリーブ５を設置した後、図４に示すスパイラル筋６がスリーブ５の周囲に配設される。

スパイラル筋６は鉄製棒材をらせん状に曲げ形成したものであり、図示の実施形態では円形の巻き形状になされている。巻き形状は多角形であってもよい。らせんの直径は規定のかぶり厚さ（開口部のコンクリート表面からスパイラル筋表面までの距離）を得るために、スリーブ５の外径よりも少なくとも６ｃｍ大きくなされている。また、スパイラル筋の太さ及びらせん間ピッチは両側の側部補強筋４間の間隔に応じて、開口部周辺のせん断補強が十分にもたらされるよう選定される。スパイラル筋６は鋼製であってもよい。

鉄筋組立体１内へのスパイラル筋６の導入は次のようにして行われる。即ち、図４に示すように、スパイラル筋６が鉄筋組立体１の一側方においてスリーブ５と同軸的に保持され、スパイラル筋先端部が、あばら筋３ａ，３ｂ、或いは側部補強筋４における環状口４ａ形成縁辺のうちの少なくとも何れか１つに係合せしめられ、次いで、図示のように左ネジの態様でスパイラル筋の螺旋形成が行われている場合、スパイラル筋６がその中心軸に関して左回転せしめられ、スリーブ５を包囲しつつ鉄筋組立体１内へ移行せしめられる。右ネジの態様でスパイラル筋の螺旋形成が行われている場合には、スパイラル筋６はその中心軸に関して右回転せしめられて鉄筋組立体１内へ移行せしめられる。

このようにして鉄筋組立体１内へのスパイラル筋６の導入が鉄筋組立体１の側方外部から簡単に行われる。スパイラル筋６全体が鉄筋組立体１内に導入せしめられた後、スパイラル筋６の端部はそれぞれ対向する側部補強筋４に結合ワイヤーや溶接等によって固定される。

上記のように側部補強筋４、スリーブ５及びスパイラル筋６が取り付けられた鉄筋組立体１の側面図が図５に示され、正面図が図６に示されている。

鉄筋組立体１に対する型枠の設置後、コンクリートの打設が行われ、鉄筋組立体１にて補強された鉄筋コンクリート梁１０が形成される。梁１０のコンクリート外表面は図５及び図６において点線で示されている。スリーブ５によって鉄筋コンクリート梁１０内に形成された開口部７の周辺に埋設されたスパイラル筋６は、開口部周辺に作用する剪断力に対抗し、開口部周辺におけるコンクリートのひび割れを効果的に防止し、また開口部を設けたことによる梁の断面欠損を補う作用をもたらす。

［第２の実施の形態］
図７及び図８は、構造部が鉄筋コンクリート建物の壁であって当該壁に、例えば“明り取り”のような小開口（即ち、開口部）を設ける場合に本発明を適用した第２の実施の形態を示しており、図７は、鉄筋コンクリート建物壁の小開口形成箇所（図示例では９箇所）に対応してスパイラル筋が取り付けられた鉄筋組立体の正面図、図８は、図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って矢印の方向に見た拡大尺断面図である。

コンクリート壁２２６（図８参照）を補強するための鉄筋組立体２０は、縦筋２１ａ，２１ｂと横筋２２ａ，２２ｂを縦横に格子状に組み合わせて構成した鉄筋組２３ａ，２３ｂを向かい合わせに並置した構造となっている。図示の例では、縦筋２１ａ，２１ｂが横筋２２ａ，２２ｂの内側にあるが、その逆であってもよい。

上記鉄筋組立体２０に対し、小開口２４を形成すべき箇所にスパイラル筋２５が装着される。その装着は、例えば、図８の左方よりスパイラル筋２５を導入する場合、即ち鉄筋組２３ａの側から導入する場合、小開口形成予定箇所周辺の縦筋２１ａと横筋２２ａとの交差部の１つにスパイラル筋２５の先端部を係合させ、次いで、その係合を保った状態でスパイラル筋２５をねじ込みの要領で軸中心的に回転させ、それによって右方へ移行させ、両鉄筋組２３ａ，２３ｂの間の間隙に導入する。全体が該間隙に導入された後、スパイラル筋２５の先方側部分は横筋２２ｂに結合され、後方側部分は横筋２２ａに結合される。それらの結合は縦筋２１ｂ，２１ａに対して行ってもよい。また、それらの結合は、第１実施形態の場合と同様に、結合ワイヤーを使用して行ってもよいし、溶接によって行ってもよい。

鉄筋組立体２０に対するスパイラル筋２５の導入は、図８の右方より、即ち鉄筋組２３ｂの側から行ってもよく、その場合には、容易に理解され得るように、最初にスパイラル筋２５の先方端が縦筋２１ｂと横筋２２ｂとの交差部の１つに係合せしめられ、次いでスパイラル筋２５がねじ込み式に回転され、左方へ移行せしめられる。

スパイラル筋２５を鉄筋組立体２０に導入する際、スパイラル筋２５を上記のように縦筋２１ａと横筋２２ａ、又は縦筋２１ｂと横筋２２ｂとの交差部に係合させる代わりに、縦筋又は横筋の何れか一方に係合させるだけでもよい。

この第２実施形態の場合においても、必要に応じて、第１実施形態の場合と同様に、側部補強筋やスリーブが小開口２４（図８）を包囲するように、鉄筋組２３ａ，２３ｂに取り付けられる。

上記のようにスパイラル筋２５や、必要に応じて側部補強筋及び／又はスリーブが取り付けられた鉄筋組立体２０に対して型枠が設置され、次いでコンクリートの打設が行われ、その結果、スパイラル筋２５によって周辺を補強された小開口２４がコンクリート壁２２６に形成される。第１実施形態に関して上記したのと同様に、小開口２４の周辺に埋設されたスパイラル筋２５は、小開口周辺に作用する剪断力に対抗し、小開口周辺におけるコンクリートのひび割れを効果的に防止する。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、側部補強筋４は円形状や多角形状であってもよく、また図示のように二重の環状体である他に、単一または二重以上の環状体であってもよい。また、コンクリート梁が狭幅である場合には、側部補強筋を省略し、上記スパイラル筋の両端部を対向する側部鉄筋に固定することにより開口部周辺部のひび割れ防止を図るようにすることもできる。

本発明方法の１実施形態を説明するために例示された鉄筋コンクリート梁の鉄筋組立体の部分的斜視図である。 図１の鉄筋組立体に対し、その側部のあばら筋に側部補強筋を取り付けた状態の鉄筋組立体の部分的斜視図である。 図２の鉄筋組立体に対し、側部補強筋を介して開口部用スリーブを取り付けた状態の鉄筋組立体の部分的斜視図である。 図３の鉄筋組立体に対し、側部補強筋の外側方から開口部用スリーブを包囲するようにスパイラル筋を導入する工程の開始時における鉄筋組立体の部分的斜視図である。 スパイラル筋を導入し、所定位置に配置した後における鉄筋組立体の側面図である。 図５中のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面を矢印の方向に見た図である。 鉄筋コンクリート建物壁の小開口形成箇所に対応してスパイラル筋が取り付けられた鉄筋組立体の正面図である。 図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って矢印の方向に見た拡大尺断面図である。

符号の説明

１ 鉄筋組立体
２ 主筋
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ あばら筋
４ 側部補強筋
４ａ 環状口
４ｂ 突出部
５ スリーブ
６ スパイラル筋
７ 開口部
１０ 鉄筋コンクリート梁
２０ 鉄筋組立体
２１ａ，２１ｂ 縦筋
２２ａ，２２ｂ 横筋
２３ａ，２３ｂ 鉄筋組
２４ 小開口
２５ スパイラル筋
２２６ コンクリート壁

Claims (3)

1. 厚さ方向に貫通する開口部を有する鉄筋コンクリート建物の梁、壁等の構造部における前記開口部形成領域を補強するための開口部補強筋設置方法であって、
   前記構造部における鉄筋組立体に前記開口部の口径寸法より大きな径のスパイラル筋を、前記鉄筋組立体における鉄筋の一部に係合させながら軸中心的に回転させることによって、前記鉄筋組立体の外側方から内部へねじ込み式に推進して順次導入し、前記鉄筋組立体の前記開口部設置対応箇所に前記開口部と略同軸的に位置せしめ、
   前記スパイラル筋の導入後、該スパイラル筋の両方の端部を対向する鉄筋に固定すること、
   を特徴とする鉄筋コンクリート建物における開口部補強筋設置方法。
2. 前記鉄筋組立体の開口部設置対応箇所の両側部における側部鉄筋の内側に、当該側部鉄筋に対して斜行する辺部を有し、環状口を形成している方形の側部補強筋をそれぞれ固定し、
   前記鉄筋組立体内への前記スパイラル筋の導入を、前記側部補強筋の環状口を通して行い、その際前記スパイラル筋を前記補強筋の辺部に係合させながら軸中心的に回転させ、
   前記スパイラル筋全体が両側の側部補強筋間の間隙に導入された後、前記側部鉄筋に対するスパイラル筋両端部の固定を前記側部補強筋を介して行うこと、
   を特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記スパイラル筋の導入に先立って、前記開口部設置対応箇所に前記スパイラル筋より小径の開口部用スリーブを配置し、
   前記スパイラル筋の前記鉄筋組立体内への導入を、前記スリーブを包囲するように行うこと、
   を特徴とする請求項１または２に記載の方法。
   

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