JP2020051139A - 柱主筋の定着構造 - Google Patents

Abstract

【課題】柱主筋を容易に定着させることができる柱主筋の定着構造を提供する。【解決手段】柱主筋１４の定着構造は、鉄骨鉄筋コンクリート造の柱１０を構成する鉄骨１２と、鉄骨１２の外周部に設けられたダイアフラム２２と、端部がダイアフラム２２に定着された柱主筋１４と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、柱主筋の定着構造に関する。

鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造の柱の柱頭接合部において柱主筋を定着させる方法としては、一般的に１８０°フックを用いる方法や機械式定着を用いる方法等が知られている。例えば特許文献１には、柱梁接合部に配筋された柱主筋の上端部に機械式定着具が固定された定着構造が開示されている。

特開２０１０−３７７７７号公報

１８０°フックを用いて柱主筋を定着させる方法では、柱主筋の端部を曲げ加工する必要があるため、柱頭接合部の鉄筋が混み合い、施工性が悪かった。同様に、機械式定着を用いて柱主筋を定着させる方法では、柱主筋の端部に定着板を摩擦圧接等で接合する必要があるため、追加補強筋等が必要となり、柱頭接合部の鉄筋が混み合い、施工性が悪かった。

本発明は上記事実に鑑み、柱主筋を容易に定着させることができる柱主筋の定着構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の柱主筋の定着構造は、鉄骨鉄筋コンクリート造の柱を構成する鉄骨と、前記鉄骨の外周部に設けられたダイアフラムと、端部が前記ダイアフラムに定着された柱主筋と、を有する。

上記構成によれば、鉄骨鉄筋コンクリート造の柱を構成する鉄骨の外周部にダイアフラムを設け、このダイアフラムに柱主筋を直接定着させている。このため、１８０°フックや機械式定着を用いる方法と比較して、鉄筋相互の干渉を少なくすることができ、柱主筋を容易に定着させることができる。

請求項２に記載の柱主筋の定着構造は、請求項１に記載の柱主筋の定着構造であって、前記ダイアフラムは、前記柱の柱頭部に設けられている。

柱の柱頭部では、柱主筋の定着長を確保することが難しい場合がある。しかし、上記構成によれば、柱頭部においても、ダイアフラムに柱主筋を定着させることで、柱主筋を容易かつ確実に定着させることができる。

請求項３に記載の柱主筋の定着構造は、請求項１又は２に記載の柱主筋の定着構造であって、前記ダイアフラムには、前記柱主筋の外径より内径が大きい貫通孔が形成されており、前記柱主筋の端部には、前記貫通孔の内径より外径が大きい係止部が設けられている。

上記構成によれば、柱主筋の外径より内径が大きい貫通孔がダイアフラムに形成され、貫通孔の内径より外径が大きい係止部が柱主筋の端部に設けられている。これにより、ダイアフラムの上から柱主筋を落とし込むことで、ダイアフラムに柱主筋を係止させて容易に定着させることができる。

本発明に係る柱主筋の定着構造によれば、柱主筋を容易に定着させることができる。

（Ａ）は第１実施形態の柱主筋の定着構造を示す立断面図であり、（Ｂ）はその部分拡大図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は第１実施形態の柱主筋の定着構造の施工手順を示す工程図である。 第２実施形態の柱主筋の定着構造を示す斜視図である。 第３実施形態の柱主筋の定着構造を示す立断面図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態における柱主筋の定着構造について、図１、図２を用いて説明する。

（構造）
図１（Ａ）に示すように、本実施形態の柱１０は、鉄骨１２と、鉄骨１２の周囲に配置された複数の柱主筋１４と、鉄骨１２及び柱主筋１４の周囲に打設されたコンクリート１６と、で構成された鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造とされている。なお、本実施形態では、鉄骨１２は例えば角形鋼管とされているが、円形鋼管やＨ形鋼等であってもよい。

柱主筋１４は、例えば異形鉄筋とされており、柱主筋１４の上端部には、柱主筋１４の外径より外径が大きい係止部１４Ａが設けられている。柱主筋１４の上端部に係止部１４Ａを形成する方法としては、例えば柱主筋１４の上端部に定着板やＤＢヘッド等の金物を取付ける方法、柱主筋１４の上端部を鋳鉄で被覆する方法、柱主筋１４の上端部に圧接コブを形成する方法等が挙げられる。

一方、柱主筋１４の下端部には、上端部に係止部が設けられていない接続用の柱主筋１８が接続されている。なお、本実施形態では、接続用の柱主筋１８は、例えば機械式継手２０によって柱主筋１４に接続されているが、柱主筋１４、１８同士を圧接する方法等で接続用の柱主筋１８が柱主筋１４に接続されていてもよい。

柱１０の柱頭部における鉄骨１２の外周部には、一対のダイアフラム２２、２４が鉛直方向に間隔をあけて設けられている。本実施形態では、ダイアフラム２２、２４は通しダイアフラム又は外ダイアフラムとされており、鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造の梁２６を構成するＨ形鋼２８の上フランジ２８Ａが上側のダイアフラム２２に接合され、Ｈ形鋼２８の下フランジ２８Ｂが下側のダイアフラム２４に接合されている。

上側のダイアフラム２２の大きさ（幅）は、下側のダイアフラム２４の大きさ（幅）より一回り大きくされている。また、上側のダイアフラム２２の四隅には、ダイアフラム２２を厚さ方向に貫通する貫通孔３０がそれぞれ形成されており、貫通孔３０に柱主筋１４がそれぞれ挿通されている。

図１（Ｂ）に示すように、貫通孔３０の内径は、柱主筋１４の外径より大きく、かつ係止部１４Ａの外径より小さくされている。また、貫通孔３０の上部における上側のダイアフラム２２の上面には、内径が係止部１４Ａの外径より大きい凹部３２が形成されており、係止部１４Ａが凹部３２に嵌込まれて凹部３２の底面と当接することで、柱主筋１４がダイアフラム２２に係止されている。

（施工手順）
次に、図２（Ａ）〜（Ｄ）を用いて柱１０の施工手順（柱主筋１４の定着構造の施工手順）について説明する。

まず、図２（Ａ）に示すように、鉄骨１２の上端部の外周部にダイアフラム２２、２４を設け、梁２６を構成するＨ形鋼２８をダイアフラム２２、２４と接合する。その後、上側のダイアフラム２２に形成された貫通孔３０に上から柱主筋１４を落とし込む。このとき、上側のダイアフラム２２の上面に形成された凹部３２（図１（Ｂ）参照）の底面に、柱主筋１４の上端部に設けられた係止部１４Ａが係止される。

次に、図２（Ｂ）に示すように、機械式継手２０によって柱主筋１４の下端部に接続用の柱主筋１８を接続する。同様の手順で上側のダイアフラム２２の四隅に形成された貫通孔３０にそれぞれ柱主筋１４を落とし込み、機械式継手２０によって柱主筋１４の下端部に接続用の柱主筋１８を継ぎ足すことで、図２（Ｃ）に示すように、鉄骨１２の周囲に複数の柱主筋１４、１８を配置する。

その後、Ｈ形鋼２８の周囲に図示しない梁主筋を配筋するとともに、複数の柱主筋１４、１８の周囲に、図示しないあばら筋を巻付ける。そして、鉄骨１２、柱主筋１４、１８、及びＨ形鋼２８の周囲に図示しない型枠を設けてコンクリート１６を打設することで、図２（Ｄ）に示すように、柱頭部に梁２６が接合された鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造の柱１０を構築する。

なお、上述の施工手順は一例であり、工程順が異なっていたり、他の工程が含まれたりしても構わない。例えば、ダイアフラム２２に柱主筋１４を係止させた後でダイアフラム２２、２４にＨ形鋼２８を接合してもよく、全ての柱主筋１４をダイアフラム２２に係止した後で柱主筋１４と接続用の柱主筋１８を接続してもよい。また、地組みによって鉄骨１２、Ｈ形鋼２８、及び柱主筋１４等を図２（Ｃ）に示す形状としてもよい。

（作用、効果）
本実施形態の柱主筋１４の定着構造によれば、柱１０を構成する鉄骨１２の外周部に設けられた上側のダイアフラム２２が下側のダイアフラム２４より大きくされており、上側のダイアフラム２２に柱主筋１４の上端部が係止されている。

すなわち、本実施形態によれば、ダイアフラム２２に柱主筋１４を係止させることで柱主筋１４を直接定着させることができるため、１８０°フックや機械式定着を用いる方法と比較して、鉄筋相互の干渉を少なくすることができる。このため、柱主筋１４を容易に定着させることができ、施工性を高めることができる。

特に、本実施形態によれば、柱１０と梁２６の接合部において、柱１０を構成する鉄骨１２と梁２６を構成するＨ形鋼２８の接合用のダイアフラム２２を柱主筋１４の定着に積極的に活用しているため、より施工性を高めることができる。

また、柱１０の柱頭部では、柱主筋１４の定着長を確保することが難しい場合がある。しかし、本実施形態によれば、上側のダイアフラム２２が柱１０の柱頭部に設けられているため、柱頭部においても、柱主筋１４を容易かつ確実に定着させることができる。

さらに、本実施形態によれば、柱主筋１４の外径より内径が大きい貫通孔３０が上側のダイアフラム２２に形成され、貫通孔３０の内径より外径が大きい係止部１４Ａが柱主筋１４の上端部に設けられている。このため、ダイアフラム２２の上から柱主筋１４を落とし込むことで、ダイアフラム２２に柱主筋１４を係止させて定着させることができる。

また、本実施形態によれば、ダイアフラム２２の上面に凹部３２が形成されており、柱主筋１４の係止部１４Ａが凹部３２に嵌込まれて凹部３２の底面に当接しているため、柱主筋１４に生じる応力を支圧力によってダイアフラム２２に伝達することができる。

また、本実施形態によれば、例えば柱主筋１４をダイアフラム２２に係止させる工程を工場で行った後、柱主筋１４がダイアフラム２２に係止された状態で鉄骨１２とともに現場に搬入することもできる。これにより、現場作業を減らすことができ、省力化を図ることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態における柱主筋の定着構造について、図３を用いて説明する。なお、第１実施形態の柱主筋１４の定着構造と同様の構成については説明を省略し、差異点を中心に説明する。

（構造）
図３に示すように、本実施形態の柱４０は、鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造の下部柱４２と、下部柱４２の上部に接合された鉄骨（Ｓ）造の上部柱４４とで構成されている。また、下部柱４２は、第１実施形態の柱１０と同様に、鉄骨４６と、鉄骨４６の周囲に配置された柱主筋４８と、鉄骨４６及び柱主筋４８の周囲に打設されたコンクリート５０と、で構成されている。

本実施形態では、下部柱４２と上部柱４４の接合部における鉄骨４６の外周部に一枚のダイアフラム５２が設けられており、ダイアフラム５２に柱主筋４８の上端部が定着されている。具体的には、内周面に図示しない雌ねじが形成された袋ナット５４がダイアフラム５２の四隅の下面にそれぞれ溶接されており、ねじ節鉄筋からなる柱主筋４８の上端部が袋ナット５４にそれぞれ螺合されている。

（施工手順）
本実施形態の柱４０を構築する場合、まず、工場にて、下部柱４２を構成する鉄骨４６と、下面に袋ナット５４が溶接されたダイアフラム５２と、鉄骨（Ｓ）造の上部柱４４と、が一体となった仕口部を製作する。その後、工場又は現場にて、袋ナット５４に下から柱主筋４８をそれぞれ螺合させる。

そして、鉄骨４６及び柱主筋４８の周囲に図示しない型枠を設けてコンクリート５０を打設することで、鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造の下部柱４２と鉄骨（Ｓ）造の上部柱４４とで構成される柱４０を構築する。

なお、上述の施工手順は一例であり、工程順が異なっていたり、他の工程が含まれたりしても構わない。例えば、ダイアフラム５２の上面に上部柱４４を接合した後で柱主筋４８を袋ナット５４に螺合させてもよい。

（作用、効果）
本実施形態の柱主筋４８の定着構造によれば、柱４０のダイアフラム５２の下面に袋ナット５４が溶接されており、この袋ナット５４に柱主筋４８が螺合されている。このため、ダイアフラム５２に柱主筋４８を容易に定着させることができ、施工性を高めることができる。

また、鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造の下部柱４２と鉄骨（Ｓ）造の上部柱４４との接合部では、柱主筋４８の定着長を確保することが難しい場合がある。しかし、本実施形態によれば、ダイアフラム５２が柱４０の接合部に設けられているため、柱４０の接合部においても、柱主筋４８を容易かつ確実に定着させることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態における柱主筋の定着構造について、図４を用いて説明する。なお、第１実施形態の柱主筋１４の定着構造と同様の構成については説明を省略し、差異点を中心に説明する。

（構造）
図４に示すように、本実施形態では、第１実施形態と同様に、鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造の柱６０の柱頭部における鉄骨６２の外周部に、一対のダイアフラム６４、６６（通しダイアフラム又は外ダイアフラム）が鉛直方向に間隔をあけて設けられている。

本実施形態では、上側のダイアフラム６４の大きさ（幅）と下側のダイアフラム６６の大きさ（幅）が略同じ大きさとされており、上側のダイアフラム６４の四隅には、ダイアフラム６４を厚さ方向に貫通する貫通孔６８が形成されている。また、下側のダイアフラム６６の四隅にも、貫通孔６８に対応する位置にダイアフラム６６を厚さ方向に貫通する貫通孔７０が形成されており、貫通孔６８、７０に柱主筋７２が挿通されている。

柱主筋７２は、第１実施形態の柱主筋１４と同様の構成とされており、上端部に設けられた係止部７２Ａが上側のダイアフラム６４の上面に係止されている。一方、下側のダイアフラム６６の下方において、柱主筋７２にはナット７４が螺合されており、ナット７４の上面を下側のダイアフラム６６の下面に当接させることにより、柱主筋７２が下側のダイアフラム６６に固定されている。

（施工手順）
本実施形態の柱６０を構築する場合、第１実施形態と同様に、まず、上側のダイアフラム６４に形成された貫通孔６８に上から柱主筋７２を落とし込み、柱主筋７２の係止部７２Ａを上側のダイアフラム６４の上面に係止させる。

次に、柱主筋７２にナット７４を螺合させ、ナット７４の上面を下側のダイアフラム６６の下面に当接させる。その後、第１実施形態と同様に、柱主筋に７２に接続用の柱主筋１８を継ぎ足すとともに、梁２６を構成するＨ形鋼２８をダイアフラム６４、６６に溶接する。

そして、鉄骨６２、柱主筋７２、１８、及びＨ形鋼２８の周囲にコンクリート７６を打設することで、柱頭部に梁２６が接合された鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造の柱６０を構築する。

（作用、効果）
本実施形態の柱主筋７２の定着構造によれば、第１実施形態と同様に、ダイアフラム６４に柱主筋７２を係止させることで柱主筋７２を定着させることができるため、柱主筋７２を容易に定着させることができ、施工性を高めることができる。

また、本実施形態によれば、柱主筋７２に螺合されたナット７４が下側のダイアフラム６６に当接している。このため、柱主筋７２に鉛直方向上向きの力が作用した場合であっても、柱主筋７２が突上げられることを抑制することができる。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明について第１〜第３実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。また、第１〜第３実施形態の構成は、適宜組み合わせることが可能である。

例えば、第１実施形態において、上側のダイアフラム２２の上面に凹部３２が形成されていたが、凹部３２は形成されていなくてもよい。この場合、柱主筋１４の係止部１４Ａは、ダイアフラム２２の上面に係止される。

また、柱主筋１４、４８、７２のダイアフラム２２、５２、６４への定着方法も、上記実施形態には限らない。例えば、第１実施形態において、柱主筋１４の係止部１４Ａは上側のダイアフラム２２に係止されていたが、係止部１４Ａをダイアフラム２２の凹部３２に溶接等によって接合する構成としてもよい。係止部１４Ａをダイアフラム２２に接合することで、柱主筋１４に鉛直方向上向きの力が作用した場合であっても、柱主筋１４が突上げられることを抑制することができる。

同様に、第１実施形態において、柱主筋１４にナットを螺合させ、ナットの上面を上側のダイアフラム２２の下面に当接させることにより、柱主筋１４を上側のダイアフラム２２に固定する構成としてもよい。

また、第１、第３実施形態において、梁２６はＨ形鋼２８の周囲にコンクリート１６が打設された鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造の梁とされていたが、Ｈ形鋼２８のみで構成される鉄骨（Ｓ）造の梁とされていてもよい。

また、第２実施形態において、ダイアフラム５２の下面に溶接された袋ナット５４に柱主筋４８を螺合する構成としていた。しかし、ダイアフラム５２の下面に溶接されたスリーブ管に柱主筋４８を差込む構成や、鋳鉄で被覆された柱主筋４８の上端部をダイアフラム５２の下面に溶接等によって直接接合する構成としてもよい。

また、第１、第３実施形態では、柱１０、６０の柱頭部に設けられたダイアフラム２２、６４に柱主筋１４、７２が定着させており、第２実施形態では、上部柱４４と下部柱４２との接合部に設けられたダイアフラム５２に柱主筋４８を定着させていた。しかし、柱の柱脚部にダイアフラムを設けることで、柱脚部に柱主筋を定着させることも可能である。

１０、４０、６０ 柱
１２、４６、６２ 鉄骨
１４、４８、７２ 柱主筋
１４Ａ、７２Ａ 係止部
２２、５２、６４ ダイアフラム
３０、６８、７０ 貫通孔

Claims (3)

1. 鉄骨鉄筋コンクリート造の柱を構成する鉄骨と、
   前記鉄骨の外周部に設けられたダイアフラムと、
   端部が前記ダイアフラムに定着された柱主筋と、
   を有する柱主筋の定着構造。
2. 前記ダイアフラムは、前記柱の柱頭部に設けられている、請求項１に記載の柱主筋の定着構造。
3. 前記ダイアフラムには、前記柱主筋の外径より内径が大きい貫通孔が形成されており、
   前記柱主筋の端部には、前記貫通孔の内径より外径が大きい係止部が設けられている、
   請求項１又は２に記載の柱主筋の定着構造。