JP2020105729A

JP2020105729A - アンカー筋用鉄筋、アンカー筋およびプレキャストコンクリート基礎

Info

Publication number: JP2020105729A
Application number: JP2018242850A
Authority: JP
Inventors: 大幸市岡; Daiko Ichioka; 浩史川上; Hiroshi Kawakami
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2020-07-09

Abstract

【課題】転造による螺子領域での伸び変形を回避しつつ、上記螺子領域の強度向上によりプレキャストコンクリート基礎の継ぎ箇所に設計よりも大きな力が作用して基礎梁に想定外のせん断破壊が生じるのを抑制できるアンカー筋用鉄筋、アンカー筋およびプレキャストコンクリート基礎構造を提供する。【解決手段】上記アンカー筋用鉄筋４１は、異形鉄筋４１０を母材とし、先端側において下削り領域Ｗが加工されている。そして、この下削り領域Ｗの先端が転造加工されて螺子領域４１ａが形成されている。上記アンカー筋用鉄筋４１は、異形鉄筋４１０において上記下削りがされていない領域（母材領域）と上記螺子領域４１ａとの間に、下削りのまま残された非螺子領域４１ｂを備える。【選択図】図４

Description

この発明は、建物の基礎に用いるアンカー筋用鉄筋、アンカー筋およびプレキャストコンクリート基礎に関する。

特許文献１には、プレキャストコンクリート基礎が開示されている。このプレキャストコンクリート基礎は、基礎同士を接合させる箇所に形成されたグラウト材充填用の第１凹部および第２凹部と、上端筋に継がれる棒状本体を有するアンカー筋とを備えており、上記アンカー筋の先端側が上記第１凹部内に露出しており、上記アンカー筋の上記先端側には、上記棒状本体から突出する凸状部が形成されている。また、上記凸状部を、先端に形成した螺子部にナットを螺合させることで得ることもある。

特開２０１３−２２７７８７号公報

上記アンカー筋の先端にナットを設ける場合には、当該アンカー筋として、元の基礎主筋よりも螺子形成の分、大きめの径の鉄筋を用いる。すなわち、断面欠損を考慮し、螺子部の有効断面積を元の鉄筋より大きくする設計を行うため、鉄筋サイズはワンサイズ上がることになる。

図７に示すように、上記アンカー筋１０１の先端側には、下削り処理が行われ、この下削りの領域１０２に転造加工が施されて螺子部１０３が形成される。しかしながら、上記のように転造加工で螺子部１０３が形成されると、螺子部１０３の材料強度が元の材料強度よりも高くなる。このため、プレキャストコンクリート基礎のアンカー筋同士を繋ぐ基礎継ぎ箇所の曲げ耐力が設計上の耐力よりも大きくなって、基礎梁に想定外のせん断破壊が生じるおそれがある。

また、上記アンカー筋１０１が降伏にいたるときには、通常、鉄筋の母材領域ではなく、上記螺子部１０３において伸び変形が生じる。このように螺子部１０３で降伏する場合、変形能力が十分でない場合が多い。

この発明は、上記の事情に鑑み、転造による螺子領域での伸び変形を回避しつつ、上記螺子領域の強度向上によりプレキャストコンクリート基礎の継ぎ箇所に設計よりも大きな力が作用して基礎梁に想定外のせん断破壊が生じるのを抑制できるアンカー筋用鉄筋、アンカー筋およびプレキャストコンクリート基礎構造を提供することを課題とする。

この発明のアンカー筋用鉄筋は、上記の課題を解決するために、鉄筋の先端側が下削りされて転造によって形成された螺子領域と、上記鉄筋の下削りされていない母材領域と上記螺子領域との間で下削りのまま残された非螺子領域と、を備えることを特徴とする。

上記の構成であれば、転造処理されていない上記の非螺子領域は、転造螺子加工による強度上昇がなく、螺子領域よりも先に降伏するので、螺子領域で伸び変形させる場合の変形能力不十分の欠点を解消できる。また、上記螺子領域の材料強度が高くなったことで生じるプレキャストコンクリート基礎の継ぎ箇所の過大な力は、強度上昇がない非螺子領域が螺子領域よりも先に降伏することによって制限可能となる。

上記非螺子領域の長さが２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であってもよい。

また、この発明のアンカー筋は、上記アンカー筋用鉄筋と、上記螺子領域に螺合された凸状体とを備えることを特徴とする。

また、この発明のプレキャストコンクリート基礎は、基礎の立上部を成すプレキャストコンクリート基礎であって、基礎同士を接合させる箇所に形成されたグラウト材充填用の凹部と、主筋に継がれる上記のアンカー筋とを備えており、上記アンカー筋の先端側の上記凸状体が上記凹部内に露出していることを特徴とする。

本発明であれば、転造による螺子領域での伸び変形を回避しつつ、上記螺子領域の強度向上によりプレキャストコンクリート基礎の継ぎ箇所に設計よりも大きな力が作用して基礎梁に想定外のせん断破壊が生じるのを抑制できるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリート基礎を示す概略の説明図であって、同図（Ａ）は平面視の図、同図（Ｂ）は正面視の図である。図１のプレキャストコンクリート基礎にフーチング部が現場で施工された状態を示した説明図である。図１のプレキャストコンクリート基礎同士の接合箇所を示した概略の説明図である。本発明の実施形態に係るアンカー筋用鉄筋の製作工程を示した説明図である。鉄筋に加えられた荷重と伸びの関係を示した説明図である。プレキャストコンクリート基礎構造の荷重による変形を簡略化して示した説明図である。従来のアンカー筋用鉄筋を示した説明図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、この実施形態にかかるプレキャストコンクリート基礎１は、布基礎の立上部となるものであり、その下部にはフーチング部は形成されていない。なお、プレキャストコンクリート基礎１のコンクリート部は二点鎖線で示されており、鉄筋部分は実線で示されている。

上記プレキャストコンクリート基礎１の上部側には、主筋である上端筋１１が埋め込まれており、略中央部には、上端筋１１と平行に腹筋１４が埋め込まれている。また、このプレキャストコンクリート基礎１の下方には、下側主筋となる下端筋１２が外部に露出しており、図２に示すように、上記下端筋１２が現場において打設により形成されるフーチング部２に埋設される。また、上記プレキャストコンクリート基礎１のコンクリート部内には、上記上端筋１１と上記下端筋１２とを連結する縦筋１３が、上記基礎の立上部の延設方向に所定間隔をおいて溶接等により設けられている。

また、上記プレキャストコンクリート基礎１の延設方向の端面（基礎同士を直列に接合させる箇所）には、グラウト材充填用の第１凹部１ａおよび第２凹部１ｂが形成されている。上記第１凹部１ａおよび第２凹部１ｂは、上記プレキャストコンクリート基礎１の幅厚よりも狭い幅を有する。上記第２凹部１ｂは上記第１凹部１ａの下側に位置しており、図示しない連通溝によって互いに連通され、上記第１凹部１ａから充填されるグラウト材（無収縮モルタル等）が上記第２凹部１ｂにも流れ込むようになっている。

上記第１凹部１１ａは、上記プレキャストコンクリート基礎１の上面に至っている。そして、上記第１凹部１ａ内に、上記上端筋１１およびアンカー筋４の先端側が露出している。上記アンカー筋４は上記コンクリート部内で上記上端筋１１に平行に設けられることで、重ね継ぎがなされている。

図３にも示すように、上記アンカー筋４は、アンカー筋用鉄筋４１と、その先端に設けられ凸状体４２とからなる。上記凸状体４２は、アンカー筋用鉄筋４１の軸方向に交差する方向に突出するものである。上記凸状体４２は、上記アンカー筋用鉄筋４１の先端側に形成された螺子領域４１ａに螺合されるナットからなっている。上記ナットの外形は、六角形に限らず、他の多角形状、円柱形状、球状、錘状等の他の形状を有していてもよい。

上記アンカー筋用鉄筋４１は、図４の（ａ）に示すように、異形鉄筋４１０を母材とし、同図の（ｂ）に示すように、先端側において下削り領域Ｗが加工され、同図の（ｃ）に示すように、下削り領域Ｗの先端が転造加工されて螺子領域４１ａが形成されている。そして、上記アンカー筋用鉄筋４１は、異形鉄筋４１０において上記下削りがされていない領域（母材領域）と上記螺子領域４１ａとの間に、下削りのまま残された非螺子領域４１ｂを備える。上記非螺子領域４１ｂの長さＬは、例えば、２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下とされる。望ましくは、上記非螺子領域４１ｂの長さＬは、２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下とされる。上記非螺子領域４１ｂの長さＬの算出については、後述する。

施工現場において対向配置される上記アンカー筋４の凸状体４２同士は、図３に示したように、接合部材５によって接合される。すなわち、上記接合部材５は、上記プレキャストコンクリート基礎１同士が対向したときの両凸状体４２に嵌まる嵌合部５ａを有して上記アンカー筋４同士を接合することができる。なお、上記嵌合部５ａの両側には、上記アンカー筋用鉄筋４１の先端側が嵌合する棒部嵌合部５ｂが形成されている。また、隣り合うプレキャストコンクリート基礎１、１の端面間に生じる隙間には、図示しないシーリング材が埋め込まれる。また、上記接合部材５の上側には、上記嵌合部５ａに連通する空気抜け孔５ｄが形成されている。なお、上記接合部材５としては、断面が円形のものに限らす、下側外形が矩形をなす馬蹄形を有するものでもよいし、また、上記凸状体４２間に補強リブが位置するものでもよい。

上記の構成であれば、転造処理されていない上記の非螺子領域４１ｂが螺子領域４１ａよりも先に伸び変形できるので、螺子領域４１ａで伸び変形させる場合の変形能力不十分の欠点を解消できる。また、上記螺子領域４１ａの材料強度が高くなったことで生じるプレキャストコンクリート基礎１の継ぎ箇所の過大な力は、強度上昇がない非螺子領域が螺子領域よりも先に降伏することによって制限可能となる。すなわち、転造による螺子領域での伸び変形を回避しつつ、上記螺子領域の強度向上によりプレキャストコンクリート基礎の継ぎ箇所に設計よりも大きな力が作用して基礎梁に想定外のせん断破壊が生じるのを抑制できる。

次に、上記の非螺子領域４１ｂの長さの算定方法の一例について説明する。鉄筋は、図５に示すように、荷重と伸びの関係において、一様伸びを過ぎてから破断するまで伸びる性質を有する。また、各種鉄筋における破断伸びはＪＩＳ（日本工業規格）で示されており、例えば、ＳＤ３４６，ＳＤ３９０，ＳＤ４９０について、それぞれ、１８％以上、１６％以上、１２％以上となっている。

ここで、上記非螺子領域４１ｂの伸び変形性能が一様伸び以下で得られるようにすることとする。また、一様伸びは、ＪＩＳでは特に示されていないが、破断伸びの例えば６割程度であるとする。ＳＤ４９０の鉄筋であれば、１２％×０．６＝７．２％の一様伸びが生じることになる。もちろん、実際に試験を行って、各種鉄筋の一様伸びを確認することもできる。この伸び特性についてはバラツキがあると考えられ、ＪＩＳで定められている破断伸びの何割程度とすれば大丈夫であるか、を統計的に出して調べておくのが望ましい。

一方、プレキャストコンクリート基礎１、１を接合する基礎構造の計算上の終局曲げ耐力Ｍｕは、６５ｋＮ・ｍであるのに対し、実際に製作したプレキャストコンクリート基礎１、１を接合した基礎構造の４点曲げ試験を行うと、上記転造による接合箇所の耐力上昇によって、設計の１．６倍程度（１．６×６５ｋＮ・ｍ＝１０４ｋＮ・ｍ）の耐力となっていた。上記１０４ｋＮ・ｍでの曲げが加えられるときには、図６に示す仕口開き２Δは、最大荷重時で約８ｍｍであった。この約８ｍｍの仕口開き２Δは、アンカー筋の弾性変形と塑性変形と上記基礎継ぎ手（接合部材）の変形も含んだ値であるため，除荷した残留変形５ｍｍがほぼアンカー筋の塑性変形分とすればこれが非螺子領域４１ｂに必要な変形能力といえる。このような５ｍｍ程度の伸びは、上記基礎継ぎ手（接合部材）を形成する２本のアンカー筋４，４の上記非螺子領域４１ｂの伸びの合計であればよいので、各アンカー筋４の上記非螺子領域４１ｂの長さＬは、Ｌ＝（５ｍｍ／７．２％）／２＝６９．４ｍｍ／２≒３５ｍｍとなる。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

１：プレキャストコンクリート基礎
１ａ：第１凹部
１ｂ：第２凹部
２：フーチング部
４：アンカー筋
５：接合部材
５ａ：嵌合部
５ｂ：棒部嵌合部
５ｄ：空気抜け孔
１１：上端筋
１１ａ：第１凹部
１２：下端筋
１３：縦筋
１４：腹筋
４１：アンカー筋用鉄筋
４１ａ：螺子領域
４１ｂ：非螺子領域
４１０：異形鉄筋
４２：凸状体
Ｗ：下削り領域

Claims

鉄筋の先端側が下削りされて転造によって形成された螺子領域と、上記鉄筋の下削りされていない母材領域と上記螺子領域との間で下削りのまま残された非螺子領域と、を備えることを特徴とするアンカー筋用鉄筋。
請求項１に記載のアンカー筋用鉄筋において、上記非螺子領域の長さが２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることを特徴とするアンカー筋用鉄筋。
請求項１または請求項２に記載のアンカー筋用鉄筋と、上記螺子領域に螺合された凸状体とを備えることを特徴とするアンカー筋。
基礎の立上部を成すプレキャストコンクリート基礎であって、基礎同士を接合させる箇所に形成されたグラウト材充填用の凹部と、主筋に継がれる請求項３に記載のアンカー筋とを備えており、上記アンカー筋の先端側の上記凸状体が上記凹部内に露出していることを特徴とするプレキャストコンクリート基礎。