JP2023117768A - 主筋固定金具及び主筋構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄筋コンクリート造に用いられる鉄筋構造体の形状を上下方向に安定させることができる主筋固定金具及び主筋構造体を提供する。【解決手段】鉄筋コンクリートを構成する複数の主筋２の配筋に用いられる主筋固定金具４であって、金属製の線状体により環状を成し、外側に開口し主筋２の外径より僅かに大きく形成された凹部４１が外周部に所定間隔で離間して複数配設されている。【選択図】図４

Description

本発明は、建造物の鉄筋工事に用いられる主筋同士を束ねる主筋固定金具及び主筋構造体に関する。

コンクリートは圧縮力に強い反面、引張力には弱く、一度破壊されると強度を失うが、鉄はその逆で、引張強度が高い反面、圧縮によって座屈しやすいが、容易には破断しない靱性を有する。鉄筋コンクリート造では、この両者を組み合わせることで、互いの弱点を補い合い、圧縮力・引張力ともに高く、多少の破壊でも崩壊しない強度が得られる。そこで、建造物の鉄筋工事の柱等は、構造計算によって必要とされる複数本の鉄筋である主筋を配筋し、この主筋を囲繞した型枠の内側にコンクリートを流し込むことで形成される。

ところで、アルカリ性のコンクリートは外気の炭酸ガスなどの影響で次第に中性化し、中性化が中の鉄筋にまで進むと主筋に錆が発生し、耐久性が落ちてしまう。そこで、従来から鉄筋コンクリートの耐久性を長期間維持するために、主筋とコンクリートの表面との間には所定の被り厚さが設けられている（例えば、特許文献１）。この所定の被り厚さを確保できる主筋の配筋工事としては、帯筋を主筋の束の外側に締着させ、この帯筋に主筋同士を番線で括ることで主筋同士を所定間隔で離間させた状態にすることで行われる。この番線で括る作業は上下方向に所定間隔で繰り返され、長尺の主筋が束ねられて所定の形状の鉄筋構造体が形成される。

特開昭６４－４３６５７号公報（第７頁、第１図）

これまで、隣接する主筋同士を番線で括る作業は、作業者がスケール等の計測具を用いて手作業で主筋同士の離間距離を計り、これら主筋と帯筋を番線で括っているため、離間距離に誤差が生じてしまう。そして、複数本の主筋は上下に複数箇所で番線により括られため、上下に蛇行した鉄筋構造体が形成されてしまう虞がある。鉄筋構造体の形状が安定していない場合、鉄筋構造体を包んで硬化された鉄筋コンクリートの表面との間における被り厚さが局所的に薄くなってしまい、耐久性が低くなってしまうという問題があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、鉄筋コンクリート造に用いられる主筋構造体の形状を上下方向に安定させることができる主筋固定金具及び主筋構造体を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の主筋固定金具は、
鉄筋コンクリートを構成する複数の主筋の配筋に用いられる主筋固定金具であって、
金属製の線状体により環状を成し、外側に開口し前記主筋の外径より僅かに大きく形成された凹部が外周部に所定間隔で離間して複数配設されていることを特徴としている。
この特徴によれば、鉄筋コンクリート造に用いられる主筋構造体の主筋は、主筋固定金具の凹部にそれぞれ配置されて所定間隔で離間され、この状態で主筋固定金具と主筋とを番線などで固定することで、鉄筋コンクリート造に用いられる主筋構造体の形状を長手方向に安定させることができる。また、主筋固定金具は、隣接する主筋の間から挿入することができるため、配筋作業が簡便である。

前記主筋固定金具を構成する線状体は、両端同士が近接して配置される有端の環状であることを特徴としている。
この特徴によれば、主筋固定金具をわずかに拡縮できるため、主筋同士のピッチの微妙な誤差を吸収できる。

前記主筋固定金具を構成する線状体は、両端が周方向に離間して環状形状の内側に屈曲されていることを特徴としている。
この特徴によれば、両端同士が近接方向で当接することで、外側からの縮小方向の外力への抗力を発揮でき、主筋固定金具やこの主筋固定金具で位置決めされた主筋に過大な変形がない。

前記凹部は、前記主筋の外径と略同寸の深さで形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、複数の主筋の束の内側に配設された主筋固定金具が主筋よりも外側に張り出さず、被り厚さへの影響がない。

前記線状体は、１本の金属棒材を曲折して成ることを特徴としている。
この特徴によれば、高い強度を確保できることに加え、接合部分などがないためコンクリートが回りやすい。

前記課題を解決するために、本発明の主筋構造体は、
鉄筋コンクリート造に用いられ、主筋を結束して構成される主筋構造体であって、
金属製の線状体により環状を成し、外側に開口して外周部に所定間隔で離間して複数の凹部が配設される主筋固定金具が前記主筋の長手方向に複数離間して配置され、
複数の前記主筋の外側には、複数の帯筋が前記主筋の長手方向に複数離間して配置され、
前記主筋固定金具の前記凹部にそれぞれ配設された各主筋は、前記主筋固定金具と前記帯筋と番線によって共に括られていることを特徴としている。
この特徴によれば、鉄筋コンクリート造に用いられる鉄筋構造体の主筋は、主筋固定金具の凹部にそれぞれ配置されて所定間隔で離間され、この状態で主筋固定金具と主筋と帯筋とが番線で固定されているため、鉄筋コンクリート造に用いられる鉄筋構造体の形状が上下方向に安定する。また、主筋固定金具は、隣接する主筋の間から挿入することができるため、配筋作業が簡便である。

前記凹部は、前記主筋の外径と略同寸の深さで形成されており、
前記帯筋は前記主筋固定金具に外嵌することを特徴としている。
この特徴によれば、主筋固定金具の凹部と帯筋により主筋が挟まれるため、主筋固定金具と主筋と帯筋との一体性を高めることができる。

本発明の実施例に係る主筋構造体を示す斜視図である。 主筋構造体を示す横断面図である。 主筋構造体の分割構造を示すイメージ図である。 主筋固定金具の平面図である。 帯筋の平面図である。 （ａ）は主筋固定金具を主筋の束の内側に挿入せる様子を示す図であり、（ｂ）は主筋の束の内側に主筋固定金具を水平に配置させる様子を示す図である。 （ａ）と（ｂ）は、帯筋の配置を示す図である。 番線で結束固定された主筋と主筋固定金具と帯筋を示す斜視図である。 変形例１における主筋固定金具の平面図である。 変形例２における主筋固定金具の平面図である。 変形例３における主筋固定金具の平面図である。 変形例４における主筋構造体の主筋と主筋固定金具と帯筋の配置関係を示す斜視図である。

本発明に係る主筋固定金具及び主筋構造体を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例に係る主筋固定金具及び主筋構造体につき、図１から図８を参照して説明する。

図１に示されるように、鉄筋コンクリート造の柱は、立設された主筋構造体１の四方を型枠Ｍで囲繞し、型枠Ｍの内側にコンクリートを流し込み、硬化させることで形成される。公知であるため詳しい説明は省略するが、柱の場合、基礎側に既に敷設された鉄筋の上に所定の長さの主筋２の束を必要な高さまで連結して主筋構造体１を形成する。主筋２の束同士は、上下に対向する主筋の長手方向の端部同士を各種の圧接方法にて固着して連結される。

図２に示されるように、本実施例における主筋構造体１には、８本の主筋２が隣接するもの同士の離間距離Ｌ１が１５０ｍｍとなるように配設されており、隣接する主筋２同士を結ぶ仮想線が平面視で正方形を成している。つまり、正方形状の４隅と４辺の中央とにそれぞれ主筋２が配設されている。

図２及び図３に示されるように、８本の主筋２の外側には帯筋３が外嵌され、８本の主筋２の内側には主筋固定金具４が内嵌されており、これらが番線（図示略）により主筋２と結束されて主筋構造体１を構成している。帯筋３と主筋固定金具４とは、主筋２の長手方向（すなわち高さ方向）に所定間隔離間して複数配設される。

図２に示されるように、主筋構造体１を構成する各主筋２の外縁端部と型枠とは、主筋構造体１が埋設されるコンクリートの被り厚さの分、所定距離Ｌ２で離間している。ここでは被り厚さは５０ｍｍとなっている。

図１に示されるように、主筋構造体１は、２種類の長さの主筋２が交互に配置されているため、隣接する主筋２同士はそれぞれ高さが異なっている。また、図３に示されるように、主筋２は、いわゆる異形鉄筋であり、ここではリブのある最大の外径Ｄ１は４８ｍｍである。

図４に示されるように、主筋固定金具４は、１本の金属棒材（以降、金属杆ともいう。）を曲折して有端の略環状に形成されている。詳しくは、略矩形状を成し、４辺の中央部と４隅とに合計８つの凹部４１が形成されている。ここでは金属杆の外径Ｄ２は８ｍｍである。主筋固定金具４を構成する金属杆は、コンクリートの流動を阻害させない観点から、主筋２よりも細いことが好ましい。なお、帯筋４と同程度の太さであってもよい。

４辺の中央部に設けられる凹部４１Ｂは、外方に向けて主筋２の外径よりも僅かに大きく開口する開口幅Ｌ３を有する半円に直線が連なるＵ字形状であり、深さ寸法Ｌ４は、ここでは主筋２の外径Ｄ１より僅かに大きい４９ｍｍである。４隅に設けられる４分円形状の凹部４１Ａは、主筋２の外径Ｄ１より僅かに大きい深さ寸法Ｌ４で形成されている。

隣接する凹部４１Ａと凹部４１Ｂとは所定距離で離間して形成されている。凹部４１の中心同士の離間距離Ｌ５は、ここでは１５０ｍｍである。また、主筋固定金具４の左右幅Ｌ６は、４隅の凹部４１Ａに配される主筋２の外縁同士の離間距離と等しくなるよう形成されている。

また、主筋固定金具４を構成する金属杆の両端部４０は、凹部４１と凹部４１の間にて、凹部４１と凹部４１の間に位置する基部４２から直角に内側に向けて屈曲されてそれぞれ配されており、これら両端部４０同士は、図４の拡大図に示されるように周方向に僅かに離間して平行に延びている。

図５に示されるように、帯筋３は、１本の外径が１０ｍｍの金属杆を曲折して有端の矩形の略環状に形成されている。帯筋３の両端部３０は、角部にて上下に交差するとともに、内方に向けてそれぞれ曲折されており、これにより帯筋３が弾性変形により僅かに拡縮可能となっている。また、自然状態の帯筋３の１辺の内寸Ｌ７は４隅の凹部４１Ａに配される主筋２の外縁同士の離間距離及び、主筋固定金具４の左右幅Ｌ６と等しくなるよう形成されている。

次いで、主筋構造体１の組み立てについて図６から図８を用いて説明する。前述したように、基礎側から上方に立設された主筋２は、１５０ｍｍピッチで８本配置されている。まず、これら主筋２の束の内側に主筋固定金具４を配置する。詳しくは図６（ａ）に示されるように、隣接する主筋２同士の隙間から、縦にした主筋固定金具４を差し込み、図６（ｂ）に示されるように、主筋固定金具４の凹部４１と主筋２とをそれぞれ位置合わせしながら、主筋２の束の内側にて主筋固定金具４を水平方向に回転させる。

主筋固定金具４の凹部４１同士の離間距離Ｌ５は、主筋２同士の離間寸法（１５０ｍｍピッチ）と同じであるため、主筋２が凹部４１内部にそれぞれ配置された状態で主筋固定金具４が水平になる。言い換えると、主筋固定金具４を水平にすることで主筋２が凹部４１内部にそれぞれ収まる。

主筋固定金具４を主筋２の束の長手方向の所定位置に配置し、その後、図７（ａ），（ｂ）に示されるように、帯筋３を上方から移動させ主筋固定金具４の上方に並んだ近接に配置させる。このとき、帯筋３の内側に折り込まれた両端部３０が主筋固定金具４に当接することで、帯筋３の位置が決められるので、配筋の作業性に優れる。

このように、鉄筋コンクリート造に用いられる主筋２は、主筋固定金具４の凹部４１にそれぞれ配置されて所定間隔で離間され、この状態で主筋固定金具４と主筋２とを番線Ｂなどで固定することで、鉄筋コンクリート造に用いられる主筋構造体１の形状を長手方向に安定させることができる。そのため、主筋構造体１を用いた鉄筋コンクリート造の柱において、被り厚さを上下に一定に形成することができ、柱の耐久性を長期間に渡って維持することができる。

また、主筋固定金具４を構成する線状体は、両端部４０同士が近接して配置される有端の環状であり、わずかに拡開できるため、主筋２同士のピッチの微妙な誤差を吸収できる。

凹部４１の深さ寸法Ｌ４は、主筋２の外径Ｄ１と同寸であることから、主筋２の束の内側に配設された主筋固定金具４が主筋２よりも外側に張り出さず、被り厚さへの影響がない。

また、主筋固定金具４を構成する線状体は、両端部４０が周方向に離間して環状形状の内側に屈曲されて平行を成しているため、両端部４０同士が近接方向で当接することで、主筋固定金具４の外側から加わる縮小方向の外力への抗力を発揮でき、過大な変形が生じない。そのため、主筋固定金具４による主筋２同士の離間間隔を維持することができる。加えて、両端部４０が周方向に離間していることから、型枠Ｍの内側に上方から流し込まれるコンクリートが両端部４０同士の間及び両端部４０の周りに回り込みやすく、鉄筋コンクリート造の柱の脆弱部にならない。

また、主筋固定金具４は１本の金属杆を曲折して構成されているため、高い強度を確保できることに加え、接合部分などがないためコンクリートが回りやすい。

また、主筋固定金具４の凹部４１にそれぞれ配設された各主筋２は、主筋固定金具４と帯筋３とともに、ハッカーなどを用いて番線Ｂによってそれぞれ括られて結束固定されることで、主筋２の束と主筋固定金具４と帯筋３とが一体になり、構造強度を高められる。そのため、必要な構造強度を達成するための帯筋の数を減らすことも可能である。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例の主筋固定金具４は平面視で略正方形状であり、凹部４１が４隅と４辺の中央と８つ形成されている構成であるが、これに限らず、鉄筋コンクリート造の柱や梁の太さや形状等に合わせて適宜変更できることはいうまでもなく、例えば平面視で略長方形であってもよいし、凹部が１２箇所に形成される構成であってもよい。

また、図９に示される変形例１の主筋固定金具１４は、凹部１４１の深さ寸法が主筋２の外径よりも小さく、この場合、主筋固定金具１４の基部１４２と帯筋３とは当接しないものの、基部１４２と帯筋３との間にコンクリートが回りやすい。加えて変形例１の主筋固定金具１４の両端部１４０同士は周方向にそれぞれ沿った状態で上下に重合している。

また、図１０に示される変形例２のように、主筋固定金具２４の両端部２４０同士が内側と外側で重合する構成であってもよい。

また、既製品である帯筋の仕様は様々であり、両端部同士を溶接固定された帯筋が用いられることもある。図１１の帯筋１３は、両端部同士を溶接固定された無端状である。そして、図１１に示される変形例３の主筋固定金具３４は、凹部３４１の深さ寸法が主筋２の外径よりも大きい。そのため、主筋固定金具３４の基部３４２と帯筋３とが上下方向に重合して一部が当接するため、帯筋１３は主筋固定金具３４に当接することで、帯筋１３の位置が決められるので、配筋の作業性に優れる。

また、主筋固定金具４の左右幅Ｌ６を、両端部同士を溶接固定された帯筋１３（図１１参照）の１辺の内寸Ｌ７と等しくすることで、図１２の変形例４に示されるように、帯筋１３を主筋固定金具４と水平方向に重なる位置に配置させることができる。これによれば、主筋固定金具４の基部４２が、主筋２の束に外嵌した帯筋１３の内縁に沿うように位置し、番線Ｂを用いた結束固定による一体性が高く、かつ主筋固定金具４と帯筋１３との主筋２の束の長手方向における位置合わせがそれぞれ容易である。また、変形例４においては、主筋固定金具４を配置した後であっても、主筋固定金具４の位置を通過させて帯筋１３を上下に移動させることができるため、配筋の作業性に優れる。

また、主筋固定金具４と帯筋１３とは、主筋２の束の長手方向において離間して配置され、それぞれが主筋２と結束固定されてもよい。

また、主筋固定金具４は、帯筋１３と同じ数である例について説明したが、帯筋１３の数よりも多くても少なくても良い。さらに、主筋固定金具４の主筋２を固定する強度部材となりうることから、主筋構造体に帯筋１３を用いなくともよい。

また、主筋固定金具の両端部同士を溶接固定して、構造強度を高めてもよい。

また、主筋構造体は鉄筋コンクリート造の柱に限らず梁の形成に用いられてもよい。すなわち、主筋は柱主筋に限らず梁主筋であってもよい。

また、主筋固定金具は、現場で基礎側から立設される主筋の束の形状安定に用いられる態様に限らず、例えば工場で主筋構造体を組み立てる場合にも利用することができる。

また、主筋固定金具は、立設された主筋の束に対して１つに限らず、超高層ビルの柱に用いられるような大型の主筋構造体１の場合等には、可搬性及び設置作業性を高めるために、例えば２つの点対称のＬ字形状や線対称のコ字形状に分割してもよい。

１ 主筋構造体
２ 主筋
３ 帯筋
４ 主筋固定金具
１４，２４ 主筋固定金具
３０ 帯筋両端部
４０ 主筋固定金具両端部
４１Ａ，４１Ｂ 凹部
４２ 主筋固定金具基部
Ｂ 番線
Ｍ 型枠

Claims (7)

1. 鉄筋コンクリートを構成する複数の主筋の配筋に用いられる主筋固定金具であって、
   金属製の線状体により環状を成し、外側に開口し前記主筋の外径より僅かに大きく形成された凹部が外周部に所定間隔で離間して複数配設されていることを特徴とする主筋固定金具。
2. 前記主筋固定金具を構成する線状体は、両端同士が近接して配置される有端の環状であることを特徴とする請求項１に記載の主筋固定金具。
3. 前記主筋固定金具を構成する線状体は、両端が周方向に離間して環状形状の内側に屈曲されていることを特徴とする請求項２に記載の主筋固定金具。
4. 前記凹部は、前記主筋の外径と略同寸の深さで形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の主筋固定金具。
5. 前記線状体は、１本の金属棒材を曲折して成ることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の主筋固定金具。
6. 鉄筋コンクリート造に用いられ、主筋を結束して構成される主筋構造体であって、
   金属製の線状体により環状を成し、外側に開口して外周部に所定間隔で離間して複数の凹部が配設される主筋固定金具が前記主筋の長手方向に複数離間して配置され、
   複数の前記主筋の外側には、複数の帯筋が前記主筋の長手方向に複数離間して配置され、
   前記主筋固定金具の前記凹部にそれぞれ配設された各主筋は、前記主筋固定金具と前記帯筋と番線によって共に括られていることを特徴とする主筋構造体。
7. 前記凹部は、前記主筋の外径と略同寸の深さで形成されており、
   前記帯筋は前記主筋固定金具に外嵌することを特徴とする請求項６に記載の主筋構造体。

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