JP2017173196A - 溶接点強度試験治具 - Google Patents

Abstract

【課題】回転、位置ずれが発生しないように、簡単な操作により、折り曲げ部分を備えた試験片をせん断測定機に装着可能な溶接点強度試験治具を提供すること。【解決手段】直線状の鉄筋１１１に折り曲げ鉄筋１１２が溶接された構成の試験片を、その溶接点強度を測定するにあたり、せん断測定機に装着するために使用する溶接点強度試験治具１は、直線状の鉄筋１１１の支圧面３ａと、折り曲げ鉄筋１１２の折り曲げ部分１１２ａから一方の側に延びている第１鉄筋部分１１２ｂの装着溝３ｂとを備えた支圧板３部と、折り曲げ鉄筋１１２の折り曲げ部分１１２ａから他方の側に延びている第２鉄筋部分１１２ｃをチャックするチャック部４とを有している。装着溝３ｂは支圧面３ａに直交する方向に延び、一端が支圧面３ａに開口している。チャック部４は両側から第２鉄筋部分１１２ｃを把持する。【選択図】図２

Description

本発明は、鉄筋相互間の溶接点強度を測定するせん断測定機に、測定対象の試験片を装着するために用いる溶接点強度試験治具に関する。更に詳しくは、住宅の鉄筋コンクリート造の基礎梁、基礎スラブなどにおける直線状の鉄筋と折り曲げ鉄筋との間の溶接点強度を測定するのに適した溶接点強度試験治具に関する。

鉄筋相互間の溶接点強度を測定するせん断測定機においては、ＪＩＳ Ｇ３５５１に準じた試験治具を用いて試験片が装着される。せん断試験用の試験片は、２本の直線状の鉄筋を直交状態に溶接したものであり、試験治具は、溶接された２本の直線状の鉄筋を装着固定するための十文字状の凹部を備えている。特許文献１には、このような試験治具において試験片を確実に固定するための改良が提案されている。

特開２００７−２７８７９１号公報

住宅用の鉄筋コンクリート造の基礎梁などの配筋工法としては、図５（ａ）に示すように、Ｕ字状に折り曲げ加工したあばら筋１０１を一定の間隔で上主筋１０２、下主筋１０３に全強度溶接した構成のユニット筋を工場生産して建築現場に搬入して設置し、各Ｕ字状のあばら筋１０１の上端開口の部分にキャップタイ１０４を架け渡す状態に配筋するキャップタイ工法などが知られている。このような工法あるいは基礎スラブ筋の立ち上がり部分などにおいては、直線状の鉄筋（例えば下主筋１０３）に、折り曲げ鉄筋（例えばあばら筋１０１）における折り曲げ部分が溶接される。溶接点１０５は、例えば、鉄筋の母材の降伏点強度よりも高い溶接強度で溶接された全強度溶接部分とされる。

このような直線状の鉄筋と折り曲げ鉄筋との間の溶接点強度の測定は、図５（ｂ）に示すように、同一形状の溶接部分を備えた試験片１１０を不図示のせん断試験機に装着して行う。試験片１１０は、直線状の鉄筋である主筋１１１と、例えば９０度に折り曲げた折り曲げ鉄筋であるあばら筋１１２とが、あばら筋１１２の折り曲げ部分１１２ａの入隅側の部分において全強度溶接されており（溶接点１１３）、あばら筋１１２における折り曲げ部分１１２ａからは上方に直線状に第１鉄筋部分１１２ｂが延びており、折り曲げ部分１１２ａから水平方向に直線状に第２鉄筋部分１１２ｃが延びている。

このような折り曲げ形状の鉄筋を含む試験片１１０を簡単かつ適切な状態でせん断測定機に装着することのできる溶接点強度試験治具については何ら着目されておらず、そのための提案もなされていない。

本発明の課題は、この点に鑑みて、回転あるいは位置ずれが発生しないように、簡単な操作により、折り曲げ部分を備えた試験片をせん断測定機に装着することのできる溶接点強度試験治具を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、直線状の鉄筋と折り曲げ鉄筋とが、前記折り曲げ鉄筋の折り曲げ部分の入隅側の部位において直交する状態に全強度溶接された試験片
の溶接強度を測定するために、前記試験片をせん断試験機に取り付けるために用いる溶接点強度試験治具であって、
前記直線状の鉄筋を支持するための支圧面、および、前記折り曲げ鉄筋における前記折り曲げ部分から一方の側に直線状に延びている第１鉄筋部分を装着するための装着溝を備えた支圧部と、
前記折り曲げ鉄筋における前記折り曲げ部分から他方の側に直線状に延びている第２鉄筋部分をチャックするチャック部と、
を有しており、
前記装着溝は、前記支圧面に直交する方向に延び、一端が前記支圧面に開口しており、
前記チャック部は、前記装着溝の溝幅の方向の両側から前記第２鉄筋部分を把持するものであることを特徴としている。

せん断測定機に取り付けられる溶接点強度試験治具には、試験片が次のように装着固定される。試験片における直線状の鉄筋が支圧部の支圧面に当接するように、折り曲げ鉄筋の第１鉄筋部分を装着溝に装着し、第２鉄筋部分をチャック部によりチャックする。支圧面に対して装着溝は直交する方向に延びているので、支圧面に直線状の鉄筋を押し付け、折り曲げ鉄筋の第１鉄筋部分を装着溝に装着することにより、直線状の鉄筋は、支圧面に直交する方向の回転が防止される。また、折り曲げ鉄筋の第２鉄筋部分が、装着溝の幅方向からチャック部によってチャックされるので、直線状の鉄筋の支圧面に沿った方向の回転および位置ずれが防止される。

この状態で、せん断測定機によって、試験片の折り曲げ鉄筋の第１鉄筋部分に、その軸線方向に引張り力が加えられ、溶接点強度が測定される。上記のように、直線状の鉄筋の回転、位置ずれが防止されているので、溶接点強度を正確に測定できる。

ここで、溶接点強度試験治具は、両側が開口端となっている凹部を備えた治具ハウジングを備えた構成とすることができる。この場合には、前記支圧部として、前記凹部内の所定の高さ位置において前記治具ハウジングに固定した支圧板を用いることができ、前記支圧面は、前記支圧板における前記凹部の底面に対峙する裏面に形成される。また、前記装着溝は、前記支圧板における前記凹部の一方の開口端に面する端面に開口し、前記凹部の上下方向に直線状に延びる状態に形成される。さらに、前記チャック部は、前記凹部内において、前記支圧板に対して、前記凹部の他方の開口端の側の位置において前記治具ハウジングに配置される。

また、前記チャック部は、例えば、前記凹部の幅方向の間隔が、前記凹部の長さ方向に沿って前記支圧板の側に向かって漸減している一対の楔面と、前記楔面のそれぞれに沿って前記凹部の長さ方向にスライド可能な楔形状をしている一対の内側チャックと、前記内側チャックの間に形成された前記凹部の長さ方向に延びる溝とを備えていることが望ましい。この場合には、前記溝の溝幅は、前記一対の内側チャックが前記凹部の長さ方向に沿って前記支圧板に向かう方向にスライドすると減少し、反対方向にスライドすると増加する。

一対の内側チャックの間に形成される溝に、試験片の折り曲げ鉄筋の第２鉄筋部分を通し、一対の内側チャックを楔面に沿って押し込むことにより、第２鉄筋部分を楔効果によって確実にチャックできる。また、外径の異なる折り曲げ筋の第２鉄筋部分を確実にチャックすることができる。

本発明を適用した溶接点強度試験治具を示す斜視図である。 図１の溶接点強度試験治具のＡ−Ａ断面部、平面図およびＢ−Ｂ断面図である。 図１の溶接点強度試験治具の正面図、Ｃ−Ｃ線断面図およびＤ−Ｄ線断面図である。 図１の溶接点強度試験治具の外側チャックを示す平面図および外側側面図、並びに、内側チャックを示す内側側面図、平面図、および外側側面図である。 基礎梁の配筋の一例および測定対象の試験片の一例を示す説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した溶接点強度試験治具の実施の形態を説明する。本実施の形態に係る溶接点強度試験治具は、例えば、キャップタイ工法によって配筋される基礎梁配筋用の試験治具であり、図５（ｂ）に示す形状の試験片１１０の溶接点１１３の強度を試験(測定)するためのものである。

図１は、本実施の形態に係る溶接点強度試験治具（以下、単に、「試験治具」と呼ぶ。）を示す斜視図である。図２（ａ）は試験治具１のＡ−Ａ線で切断した部分を示すＡ−Ａ線断面図であり、図２（ｂ）は試験治具１の平面図であり、図２（ｃ）は試験治具１のＢ−Ｂ線で切断した部分を示すＢ−Ｂ線断面図である。また、図３（ａ）は試験治具１の前側端面を示す正面図であり、図３（ｂ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ線で切断した部分のＣ−Ｃ線断面図であり、図３（ｃ）は図２（ａ）のＤ−Ｄ線で切断した部分を示すＤ−Ｄ線断面図である。

これらの図に示すように、試験治具１は、治具ハウジング２と、この治具ハウジング２に取り付けた支圧板３(支圧部)と、同じく治具ハウジング２に取り付けたチャック部４とを備えている。治具ハウジング２は、矢印で示す前後方向５に長い長方形の底板６と、底板６の左右の長片縁の上面部分に垂直に固定した左壁板７Ｌ、右壁板７Ｒと、底板６の裏面から下方に垂直に延びる定着板８とを備えている。定着板８は、不図示のせん断測定機に取り付けられる部分である。

底板６、左壁板７Ｌおよび右壁板７Ｒによって、上方および前後方向に開口する一定深さ、一定幅の凹部９が形成されている。凹部９における後ろ側の開口端９ｂの側に、支圧板３が配置されている。支圧板３は一定厚さの矩形板であり、底板６から所定高さの位置において、左壁板７Ｌ、右壁板７Ｒの間に水平に架け渡されている。例えば、支圧板３は、図２（ｂ）に示すように、左壁板７Ｌ、右壁板７Ｒの外側からねじ込まれた各２本の締結ボルト１１Ｌ、１１Ｒによって、左壁板７Ｌ、右壁板７Ｒに固定されている。

支圧板３の裏面は前後方向５に延びる水平な支圧面３ａとなっている。この支圧面３ａには、図２（ａ）、図３（ｃ）から分かるように、試験片１１０の直線状の鉄筋である主筋１１１が下側から押し当てられるようになっている。また、支圧板３の後ろ側の開口端９ｂに面している後ろ側の垂直端面にはその幅方向の中央位置において上下方向に延びる装着溝３ｂが形成されている。

装着溝３ｂは、図２（ａ）、（ｂ）から分かるように、後方に開口していると共に、その下端３ｃが支圧面３ａに開口し、その上端３ｄが支圧板３の上面３ｅに開口している。装着溝３ｂは、その溝底面３ｆが凹曲面、例えば、半円形の湾曲面となっている一定幅の溝である。この装着溝３ｂは、試験片１１０のあばら筋１１２を装着可能な溝幅に設定されている。

次に、チャック部４は、試験片１１０の折り曲げ鉄筋であるあばら筋１１２の水平に延びる第２鉄筋部分１１２ｃを両側からチャックするための部分である。チャック部４は、凹部９内において、支圧板３に対して前側の開口端９ａの側の部位に配置されている。チャック部４は、固定板２１と、左右の外側チャック２２Ｌ、２２Ｒと、左右の内側チャッ
ク２３Ｌ、２３Ｒとを備えている。

固定板２１は一定厚さの矩形板であり、凹部９内における底板６から所定高さの位置において、左壁板７Ｌと右壁板７Ｒの間に水平に架け渡されている。図２（ｂ）から分かるように、固定板２１は、両側から２本ずつの締結ボルト２４Ｌ、２４Ｒによって左壁板７Ｌ、右壁板７Ｒに固定されている。左壁板７Ｌ、右壁板７Ｒには、上下方向に延びる一定幅の窪み２５Ｌ、２５Ｒが形成されており、これらの窪み２５Ｌ、２５Ｒに左右の端部が嵌る状態に、固定板２１が左壁板７Ｌ、右壁板７Ｒの間に装着固定されている。

ここで、左壁板７Ｌ、右壁板７Ｒの窪み２５Ｌ、２５Ｒはそれらの上端から底板６まで形成されており、図２（ａ）に示すように、底板６の上面にも同一幅で一定の深さの窪み２６が形成されている。底板６の窪み２６は底板前端まで形成されている。左右の外側チャック２２Ｌ、２２Ｒは、これらの窪み２５Ｌ、２５Ｒ、２６の部分に取り付けられている。

図４（ａ）、（ｂ）は外側チャック２２Ｌ、２２Ｒを示す平面図および内側側面図であり、図４（ｃ）〜図４（ｅ）は内側チャック２３Ｌ、２３Ｒを示す内側側面図、平面図および外側側面図である。

図２（ｃ）、図４（ａ）、（ｂ）から分かるように、外側チャック２２Ｌ、２２Ｒは、前方から後方に向かって厚さが漸増している楔状断面の矩形板である。凹部９内の底板６と固定板２１の間において、左側の外側チャック２２Ｌが、左壁板７Ｌの窪み２５Ｌおよび、これに連続する底板６の窪み２６の左端部分にはめ込み固定されている。同様に、右側の外側チャック２２Ｒが、左右対称な状態で、右壁板７Ｒの窪み２５Ｒおよび、これに連続する底板６の窪み２６の右端部分にはめ込み固定されている。これにより、左右の外側チャック２２Ｌ、２２Ｒの内側面は、前方から後方に向かって、それらの間隔が狭くなる楔面２７Ｌ、２７Ｒとなっている。

図２（ｃ）、図４（ｃ）〜（ｅ）から分かるように、左右の内側チャック２３Ｌ、２３Ｒは相互に同一の楔状断面をした矩形板である。図２（ｃ）から分かるように、底板６と固定板２１の間において、左右対称の状態で、左右の外側チャック２２Ｌ、２３Ｒの楔面２７Ｌ、２７Ｒに対してスライド可能に装着される。外側チャック２２Ｌ、２２Ｒの楔面２７Ｌ、２７Ｒと内側チャック２３Ｌ、２３Ｒの傾斜面とは同一の傾斜角度の面であるので、内側チャック２３Ｌ、２３Ｒの間には、前後方向に一定幅の溝２８が形成される。

底板６と固定板２１の間において、左右の楔面２７Ｌ、２７Ｒに沿って、左右の内側チャック２３Ｌ、２３Ｒを前後方向にスライドさせると、これら内側チャック２３Ｌ、２３Ｒの間の溝２８の幅を増減させることができる。内側チャック２３Ｌ、２３Ｒを後方にスライドすると、溝２８の溝幅が減少し、逆方向にスライドすると溝幅が増加する。

この溝２８には、試験片１１０の折り曲げ鉄筋であるあばら筋１１２の前方に水平に延びている第２鉄筋部分１１２ｃが通される。第２鉄筋部分１１２ｃを通した状態で、左右の内側チャック２３Ｌ、２３Ｒを後方にスライドすることにより、左右の内側チャック２３Ｌ、２３Ｒによって両側から第２鉄筋部分１１２ｃをチャックして固定できる。

ここで、内側チャック２３Ｌ、２３Ｒの内側側面は、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、上下方向に延びる凹凸部が、一定のピッチで前後方向に形成された鉄筋チャック面２９となっている。凹凸面からなる鉄筋チャック面２９によって鉄筋のチャッキング力を高めている。

この構成の試験治具１には、次のように試験片１１０が装着固定される。図１に示すように、試験片１１０のあばら筋１１２における水平に延びている第２鉄筋部分１１２ｃを凹部９の後ろ側の開口端９ｂから、支圧板３の下側およびチャック部４の溝２８を通して前方に出す。そして、あばら筋１１２の上方に延びる第１鉄筋部分１１２ｂを支圧板３の装着溝３ｂに後ろ側から装着すると共に、主筋１１１を支圧板３の裏側の支圧面３ａに下側から押し当てる。この状態で、チャック部４の左右の内側チャック２３Ｌ、２３Ｒを前側から後方にスライドさせて、これらの間にあばら筋１１２の第２鉄筋部分１１２ｃを両側からチャックする。

この結果、図２（ａ）に示すように、主筋１１１が支圧板３の支圧面３ａに対して下側から押し付けられるので、主筋１１１の上下方向の回転が防止される。また、図２（ｃ）に示すように、あばら筋１１２の第２鉄筋部分１１２ｃがチャック部４によって幅方向の両側からチャックされ、あばら筋１１２の第１鉄筋部分１１２ｂは上下方向に延びる装着溝３ｂの底面３ｆに押し付けられるので、主筋１１１の前後方向の回転および前後方向への位置ずれが防止される。この状態で、あばら筋１１２の上方に延びている第１鉄筋部分１１２ｂに対して、その軸線方向に、せん断測定機（図示せず）によって引張り力が加えられて、溶接点１１３の強度が確認（測定）される。主筋１１１が動かないように確実に固定されるので、正確に溶接点１１３の強度を確認（測定）できる。

１ 試験治具
２ 治具ハウジング
３ 支圧板
３ａ 支圧面
３ｂ 装着溝
３ｃ 下端
３ｄ 上端
３ｅ 上面
３ｆ 溝底面
４ チャック部
５ 前後方向
６ 底板
７Ｌ 左壁板
７Ｒ 右壁板
８ 定着板
９ 凹部
９ａ 前側の開口端
９ｂ 後ろ側の開口端
１１Ｌ、１１Ｒ 締結ボルト
２１ 固定板
２２Ｌ、２２Ｒ 外側チャック
２３Ｌ、２３Ｒ 内側チャック
２４Ｌ、２４Ｒ 締結ボルト
２５Ｌ、２５Ｒ 窪み
２６ 窪み
２７Ｌ、２７Ｒ 楔面
２８ 溝
２９ 鉄筋チャック面
１１０ 試験片
１１１ 直線状の鉄筋（主筋）
１１２ 折り曲げ鉄筋（あばら筋）
１１２ａ 折り曲げ部分
１１２ｂ 第１鉄筋部分
１１２ｃ 第２鉄筋部分
１１３ 溶接点

Claims (4)

1. 直線状の鉄筋と折り曲げ鉄筋とが、前記折り曲げ鉄筋の折り曲げ部分の入隅側の部位において直交する状態に全強度溶接された試験片の溶接強度を測定するために、前記試験片をせん断試験機に取り付けるために用いる溶接点強度試験治具であって、
   前記直線状の鉄筋を支持するための支圧面、および、前記折り曲げ鉄筋における前記折り曲げ部分から一方の側に直線状に延びている第１鉄筋部分を装着するための装着溝を備えた支圧部と、
   前記折り曲げ鉄筋における前記折り曲げ部分から他方の側に直線状に延びている第２鉄筋部分をチャックするチャック部と、
   を有しており、
   前記装着溝は、前記支圧面に直交する方向に延び、一端が前記支圧面に開口しており、
   前記チャック部は、前記装着溝の溝幅の方向の両側から前記第２鉄筋部分を把持するものである溶接点強度試験治具。
2. 請求項１において、
   両側が開口端となっている凹部を備えた治具ハウジングを有し、
   前記支圧部は、前記凹部内の所定の高さ位置において前記治具ハウジングに固定した支圧板を備え、
   前記支圧面は、前記支圧板における前記凹部の底面に対峙する裏面に形成されており、
   前記装着溝は、前記支圧板における前記凹部の一方の開口端に面する端面に開口し、前記凹部の上下方向に延びており、
   前記チャック部は、前記凹部内において、前記支圧板に対して、前記凹部の他方の開口端の側の位置において前記治具ハウジングに固定されている溶接点強度試験治具。
3. 請求項２において、
   前記チャック部は、
   前記凹部の幅方向の間隔が、前記凹部の長さ方向に沿って前記支圧板の側に向かって漸減している一対の楔面と、
   前記楔面のそれぞれに沿って前記凹部の長さ方向にスライド可能な楔形状をしている一対の内側チャックと、
   前記内側チャックの間に形成された前記凹部の長さ方向に延びる溝と、
   を備えており、
   前記溝の溝幅は、前記一対の内側チャックが前記凹部の長さ方向に沿って前記支圧板に向かう方向にスライドすると減少し、反対方向にスライドすると増加する溶接点強度試験治具。
4. 請求項３において、
   前記治具ハウジングは、底板、および、当該底板の両側縁に固定した左壁板および右壁板を備え、
   前記底板、前記左壁板および前記右壁板の間に、前記凹部が形成されており、
   前記支圧板は、前記左壁板および前記右壁板の間に架け渡された状態で、これら左壁板および右壁板に固定されており、
   前記チャック部は、
   前記左壁板および前記右壁板の間に架け渡された状態で、これら左壁板および右壁板に固定した固定板と、
   前記底板および前記固定板の間において前記左壁板および前記右壁板に固定され、前記楔面が形成されている一対の外側チャックと、
   を備えており、
   前記一対の内側チャックは、前記底板と前記固定板の間において、前記楔面のそれぞれ
   に沿って前記凹部の長さ方向にスライド可能な状態に装着されている溶接点強度試験治具。

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