JP3706815B2 - 長尺部材の連結装置及びこれを用いた躯体構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建造物屋根、壁等に使用し出来る剛性を有する躯体構造に使用する長尺部材の連結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建築構造物においては、コンクリートが主として圧縮に対して働き、鉄筋が主として引張に対して有効に働く点を利用し、両者の特徴を生かした鉄筋コンクリート、または鋼板ならびに各種の形鋼をリベット、ボルト、溶接などの接合手段によって組み上げた鉄骨構造がよく広く知られている。
従来の鉄骨接続構造を、例えば図１０に示す例で説明すると、中央に６方向に接続部を設けた中央のユニット接続体８０に、Ｈ形鋼８１を取り付ける構成のもので、中央のユニット接続体８０とＨ型鋼８１をあて板８２をあて、ハイテンションボルト８３で固定する構成である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、鉄筋コンクリートは鉄筋を現場に運んで図面仕様書にならい加工し組み立て、さらにコンクリートの鋳型たるべき仮枠を製作し組み立てて、図面指示の鋳型にまとめ上げ、しかもコンクリートにあっては、原料ともいうべき材料を現場で配合して生コンクリートを造り、仮枠に打ち込んでその硬化を待ち、はじめて鉄筋コンクリートの形態を現すものであるので、施工期間が長いという問題が生じていた。また、鉄筋コンクリートはコンクリートを使用することから重く、鉄筋コンクリートの自重と強度と経済性により柱間隔その他の設計条件が制約を受けていた。
一方、鋼板ならびに各種の形鋼をリベット、ボルト、溶接などの接合手段によって組み上げた鉄骨構造においては、鉄骨のコストが高いという問題がある。
例えば図１０の例で述べると、中央のユニット接続体８０を設計した躯体に適合する形状に製作する必要があり、種々の用途に適用でき、施工期間の短縮、構造設計の自由度が高い躯体の構成部品とはなりにくい。
本発明の目的は、このような問題を解決するためになされたもので、施工期間の短縮、構造設計の自由度が高い、低コストの躯体構造を製作出来る長尺部材の連結装置とこれを使用した躯体構造を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、１本又は平行な複数本よりなる長尺部材の複数を交差させ、交差部を連結部材で挟持固定する建造物屋根、壁等に使用する躯体構造を構成する長尺部材の連結装置において、該連結部材は、重ね継ぎ手上蓋、重ね継ぎ手下蓋及びこれらを緊合する緊合部材よりなり、重ね継ぎ手上蓋及び重ね継ぎ手下蓋のそれぞれの内部に長尺部材との接触面が、長尺部材の形状にあった凹部を配することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、ねじふし鉄筋又は／および異形鉄筋からなる長尺部材の形状に嵌合する凹部とすることを特徴とするものであり、請求項３に記載の発明は、前記長尺部材間の相対的な交差角度を変更可能としたものであり、請求項４に記載の発明は、前記長尺部材の連結装置において、連結部材の側面であって、挟持する長尺部材と異なる方向に長尺部材取付部を設てけることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、前記長尺部材の連結装置を、接続部材を介し層状に接続することを特徴とし、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の接続部材において、連結部材の接続に加えて、層状に位置する長尺部材同士を接続することを特徴とする。
また請求項７に記載の長尺部材の連結装置は、請求項６記載の長尺部材の連結装置において、層状に位置する長尺部材をそれぞれ挟持するクランプ体と、クランプ体間を接続固定するウエブ体とよりなり、ウエブ体を交換可能に設けたことを特徴とする。
更に請求項８に記載の発明は、複数の長尺部材の端部を柱又は梁に固定し剛性を確保する躯体構造において、各長尺部材の交差部に前記長尺部材の連結装置を用いたことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す具体的な実施例に基づいて、本発明に係わる長尺部材の連結装置及びこれを用いた躯体構造の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る長尺部材の連結装置の斜視図である。
本発明の長尺部材の連結装置で連結固定する長尺部材は、通常複数本を並行に並べ、端部を柱又は梁に固定する構成である。本実施の形態では、２本ずつを１組として、横方向とこれと交差する２方向の計３方向に長尺部材を設ける構成とする。そして、これらが交差する点に、本発明である長尺部材の連結装置で挟持固定する構成で、これを接続部材で積層する構成として、躯体構造を形成している。
ここで使用する長尺部材は、一般的な鉄筋を使用することができるが、本実施の形態では、ねじふし鉄筋を用いた例で説明する。
【０００６】
（連結部材）
連結部材２は、図に示すように、鉄、アルミその他適宜強度を有する金属等からなる重ね継ぎ手上蓋２０及び重ね継ぎ手下蓋２１からなる。
各重ね継ぎ手上蓋２０及び重ね継ぎ手下蓋２１には、それぞれ交差長尺部材３０，３０，３１，３１のねじふし鉄筋と接触する内面には、ねじふし鉄筋の表面凹凸形状に嵌合する凹部２０ａ，２１ａがほどこされている。また、重ね継ぎ手上蓋２０の下面に設けている突部２０ｂが重ね継ぎ手下蓋２１の凹部２１ｂに嵌合するように構成している。
また、前記交差長尺部材３０，３０，３１，３１と異なる方向の重ね継ぎ手上蓋２０の対向する側面に、横長尺部材３２，３２を取り付ける横長尺部材取付穴２０ｃが穿設されている。
【０００７】
次に、各重ね継ぎ手上蓋２０及び重ね継ぎ手下蓋２１の表面形状２０ａ，２１ａに、交差長尺部材３０，３０，３１，３１であるねじふし鉄筋の凹凸を嵌合させた後、重ね継ぎ手上蓋２０を重ね継ぎ手下蓋２１に重ね、重ね継ぎ手上蓋２０と嵌合する交差長尺部材３０，３０の下面側と、重ね継ぎ手下蓋２１と勘合する交差長尺部材３１，３１の上面側を押しつけるように、ボルトナット２２等の緊合部材で固定する。
ここで、各重ね継ぎ手上蓋２０及び重ね継ぎ手下蓋２１の内面に施している凹部２０ａ，２１ａは、使用する交差長尺部材３０，３０，３１，３１の形状に嵌合する形状としている。上述の実施形態の如く、交差長尺部材３０，３０，３１，３１に、ねじふし鉄筋、異形鉄筋を用いた場合には、これらの形状を手上蓋２０及び重ね継ぎ手下蓋２１の内面に施すことにより、交差長尺部材３０，３０，３１，３１と重ね継ぎ手上蓋２０、重ね継ぎ手下蓋２１がより一体化し、長尺部材及び長尺部材間を、より確実に挟持固定させることが出来る。
なお、通常の鉄筋では、鉄筋と連結部材との一体的な固定が弱くなるが、通常の鉄筋をを用いるとき、図示しないがなる内面に施している凹部２０ａ，２１ａは、半円筒状として使用し、滑り止め等の溝等を設けることが好ましい。
【０００８】
また、前記重ね継ぎ手上蓋２０に穿設している長尺部材取付穴２０ｃには、横長尺部材３２，３２を螺合し取り付ける。横長尺部材３２，３２は、前記交差長尺部材３０，３０，３１，３１と同様の材質で使用するが、例えば通常の鉄筋を使用する場合には、重ね継ぎ手上蓋２０に接続する部分のみに、ねじふし鉄筋、ネジを切った鉄筋を用いたものを使用するか、或いは直接溶接したり、図５に示すように、ジョイント部材４０を用いて重ね継ぎ手上蓋２０の長尺部材取付穴２０ｃに取り付ける構成であっても良い。
【０００９】
本発明の長尺部材の連結装置は、上述のように構成するが、図に示すように上述の連結装置２を接続部材５で積層する構成とすると、躯体構造としてより確実な剛性を得ることが出来る。
（接続部材）
接続部材５は、連結部材２同士を接続する重ね継ぎ手ウエブ５０と長尺部材３０，３０，３１，３１，３２，３２同士を接続する長尺部材接続ウエブ５１とよりなるが、何れか一方を用いる構成であっても良い。
重ね継ぎ手ウェブ５０は、上方に位置する連結部材２の重ね継ぎ手下蓋２０と下方に位置する連結部材２の重ね継ぎ手下蓋２１を溶接、ボルトナット等適宜手段で固定している。そして、上述の実施の形態では、重ね継ぎ手ウェブ５０の両端に、長尺部材接続ウエブ５１を接続固定して用いる。
また、長尺部材接続ウエブ５１の上下には、それぞれ、図６に示すように、クランプ体５２が設けられ、ボルト５３で、長尺部材３０（又は３１，３２）を挟持固定する構成となっている。
【００１０】
また、図６の点線に示す長尺部材接続ウエブ５１は、その上下に重ね継ぎ手ウェブ５０を固定ボルト５４を介し取り付ける構成であり、その大きさは、層状となる長尺部材の間隔にあわせたものを用いる。
これは、図１、図３等に示す形状のもの他、単純な板状で適宜幅、長さの長尺部材接続ウエブ５１ものを使用することで、長尺部材の連結装置で連結される長尺部材の層状に配置する間隔を変更させることを可能とするものでであり、このように間隔を変更可能とすることで、構造設計の自由度を大幅に高めることが出来る。
クランプ体５２のクランプ内面には、長尺部材外形状に嵌合する形状が施されているが好ましい。
【００１１】
本発明は上述のように構成し、この連結部材を用いて、例えば図７に示すように家屋の天井の躯体構造として使用すると、連結部材との一体化が図れる他、長尺部材同士も継ぎ手ウエブを用いることで一体化させることが出来、十分な剛性を得る躯体構造を得ることが出来る。
この場合、長尺部材３０，３１，３２は、連結ボルト及びジョイントを介して接続して用いる。そして、長尺部材の端部は、建築物の梁６等に連結ボルト及びジョイント７或いは、溶接等適宜の公知の接続構造を用いて接合し、躯体構造を完成させる。
【００１２】
図８は、対の交差長尺部材３０，３１間で、交差角度を変更可能とした第２の実施の形態を示したものでもので、重ね継ぎ手上蓋２０と重ね継ぎ手下蓋２１との嵌合構造を無くし、重ね継ぎ手上蓋２０と重ね継ぎ手下蓋２１をそれぞれ回動可能な状態として、ボルト等でこれらを固定可能とするもので、例えば、長尺部材の角度を少し変更して用いる等、交差角度を変更する必要があるとき使用する場合が好適である。
【００１３】
また、図９は、連結部材２を三段重ねの重ね継ぎ手２３，２４，２５の構造とした実施の形態を示すものである。この場合、最下段の重ね継ぎ手２５による長尺部材３３は、上の交差長尺部材３０，３１とは直接交差する部分がないため、中央に位置する重ね継ぎ手２４の下面とで挟持固定する構成となっている。
この実施の形態では、連結部材自体の厚みが厚くなるが、それぞれの方向の長尺部材の位置が、前記第一の実施の形態の場合のように、長尺部材３０，３２が同一平面となるより、二つの高さで三方向の長尺部材を設けるものと異なり、各長尺部材の接続位置の制限を受けることが少なく使用することが出来る。
なお、上述の実施の形態では、長尺部材の本数は２本を一組とし、３組として交差する使用を行っているがこれに限る物ではない。また２層に積層する構成であるが、３層以上としても良いことは言うまでもない。更に、長尺部材は、直線的な鉄筋を用いるほか、曲げ鉄筋を用いたり、或いは撓ませた形状として用い手も良いことは言うまでもない。
【００１４】
（実施例）
長尺部材として鉄筋（５０ｍｍφ）を４本用い、接続する重ね継ぎ手ウェブ５０を厚さ２２ｍｍ高さ３１０ｍｍの試験体を用い、曲げ変形性能を示した結果を表１に示す。比較例１はＨ型鋼で（ウエブ５００ｍｍ、フランジ２００ｍｍ、ウエブ板厚１２ｍｍ、フランジ板厚１９ｍｍ）、比較例２は、同じく（ウエブ６００ｍｍ、フランジ２００ｍｍ、ウエブ板厚１２ｍｍ、フランジ板厚２５ｍｍ）のものを使用した。
【表１】

この表からも判るように、ａ本発明による試験体とｂ比較例１を比較すると、曲げ変形性能（断面二次モーメント）を近似すると、強度（降伏曲げモーメント及び全塑性モーメント）が本発明の方が大きくなり、十分強度の高い構造体であることが判る。
また、ａ本発明による試験体とｃ比較例２を比較すると、強度（降伏曲げモーメント及び全塑性モーメント）を近似すると、断面積が本発明の方が小さくなり、全体の重量が軽くなる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は、上述した構成をそなえているため、以下に説明する効果を奏することができる。
１）１本又は平行な複数本よりなる長尺部材を使用する構成で、躯体構造としたとき、材料の軽量化が図れる。
２）長尺部材の交差部を簡易な構成で短時間で確実に固定することが出来、作業効率が高い。
３）複数方向の長尺部材を連結装置で挟持固定する構成であるため、躯体構造に加わる応力を分散させることが出来、剛性のある躯体構造を提供することが出来る。
４）長尺部材を積層する構成とすることが出来、より高い剛性を得ることが出来、構造設計の自由度を高くすることができる。
５）連結装置自体が安価に生産でき大幅にコストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の使用状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の一部切り欠き斜視図である。
【図３】本発明の使用状態を示す説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】図３の拡大縦断面図である。
【図５】本発明に使用する重ね継ぎ手上蓋の長尺部材取付穴にジョイント部材を用いて接合した実施の形態を示す断面説明である。
【図６】本発明に使用するクランプの説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。
【図７】本発明の長尺部材の連結装置を用いて躯体構造を形成した例の平面図ある。
【図８】本発明の重ね継ぎ手下蓋を回動可能として実施の形態を示した説明図である。
【図９】本発明の連結部材を三段重ねの重ね継ぎ手構造とした実施の形態を示した説明図である。
【図１０】従来の鉄骨接続構造の１例を示した説明図である。
【符号の説明】
２ 連結部材
２０ 重ね継ぎ手上蓋
２０ａ 表面凹凸形状
２０ｂ 突部
２０ｃ 長尺部材取付穴
２１ 重ね継ぎ手下蓋
２１ａ 表面凹凸形状
２１ｂ 凹み部
２２ ボルトナット
２３，２４，２５ 重ね継ぎ手
３０、３１，３２，３３ 長尺部材
４０ ジョイント部材
５０ 重ね継ぎ手ウェブ
５１ 長尺部材接続ウエブ
５２ クランプ体
５３、５４ ボルト
６ 梁
７ ジョイント
８０ ユニット接続体
８１ Ｈ形鋼
８２ あて板
８３ ハイテンションボルト

Claims (8)

1. １本又は平行な複数本よりなる長尺部材の複数を交差させ、交差部を連結部材で挟持固定する建造物屋根、壁等に使用する躯体構造を構成する長尺部材の連結装置において、該連結部材は、重ね継ぎ手上蓋、重ね継ぎ手下蓋及びこれらを緊合する緊合部材よりなり、重ね継ぎ手上蓋及び重ね継ぎ手下蓋のそれぞれの内部に長尺部材との接触面が、長尺部材の形状にあった凹部を配することを特徴とする長尺部材の連結装置。
2. ねじふし鉄筋又は／および異形鉄筋からなる長尺部材の形状に嵌合する凹部とすることを特徴とする請求項１記載の長尺部材の連結装置。
3. 請求項１〜２の何れかに記載の長尺部材の連結装置において、長尺部材間の相対的な交差角度を変更可能としたことを特徴とする長尺部材の連結装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載の長尺部材の連結装置において、連結部材の側面であって、挟持する長尺部材と異なる方向に長尺部材取付部を設ることを特徴とする長尺部材の連結装置。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の長尺部材の連結装置を、接続部材を介し層状に接続することを特徴とする長尺部材の連結装置。
6. 請求項５に記載の接続部材において、連結部材の接続に加えて、層状に位置する長尺部材同士を接続することを特徴とする長尺部材の連結装置。
7. 請求項６記載の長尺部材の連結装置において、層状に位置する長尺部材をそれぞれ挟持するクランプ体と、クランプ体間を接続固定するウエブ体とよりなり、ウエブ体を交換可能に設けたことを特徴とする長尺部材の連結装置。
8. 複数の長尺部材の端部を柱又は梁に固定し剛性を確保する躯体構造において、各長尺部材の交差部に請求項１〜７記載の何れかに記載の長尺部材の連結装置を用いたことを特徴とする躯体構造。

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