JP3794821B2

JP3794821B2 - 定着部材付鉄筋

Info

Publication number: JP3794821B2
Application number: JP11428698A
Authority: JP
Inventors: 洋一松原; 司前之園; 宏小林; 教彦寺田; 俊幸塩屋; 英世塩川
Original assignee: Shimizu Corp; Dai Ichi High Frequency Co Ltd
Current assignee: Shimizu Corp; Dai Ichi High Frequency Co Ltd
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2018-04-09
Also published as: JPH11293850A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋コンクリート構造、プレキャスト鉄筋コンクリート構造等に用いられる鉄筋に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄筋コンクリート構造に用いる鉄筋は、その端部をＵ字状或いはＬ字状等に曲げて定着部としており、この定着部によって他の鉄筋やコンクリートに対して定着していた。また、この代わりに、鉄筋としてねじ鉄筋を用い、それにねじ付定着板をねじ込んでおき、ねじ鉄筋に対してねじ付定着板を所望位置にセットした後、そのねじ鉄筋とねじ付定着板の間にモルタル等の充填材を注入して固定する構成のものも知られていた（例えば、特許第２６６２１５０号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来の構造にはいずれにも問題があった。すなわち、端部をＵ字状或いはＬ字状等に曲げた構造の鉄筋は、Ｕ字状或いはＬ字状等の部分がかさばるため、狭い場所での施工が困難であり、また、鉄筋端部の曲げ加工が困難でコスト高となるという問題があった。更に、強大な地震等の際にはＵ字状或いはＬ字状等の部分が伸びて抜けてしまうことがあるという問題もあった。一方、ねじ付定着板を用いたものでは、製造コストが高く、しかも、ねじ付定着板をねじ付鉄筋に固定する際、両者の間に確実にモルタル等の充填材を注入しなければならず、作業性が悪いという問題もあった。
【０００４】
本発明は、上述の問題点に鑑みて為されたもので、他の鉄筋やコンクリート等に定着するための定着部をコンパクトな構造とし、現場での施工を容易とすると共に低コストで製造可能な、且つ定着強度の大きい定着部材付鉄筋を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鉄筋を他の鉄筋やコンクリートに定着させるための定着部の構造として、鉄筋に定着部材を取り付けた構成を採用し、しかも、その定着部材として、継目無鋼管を輪切りにしたものを用い、その定着部材に形成されている穴内に鉄筋を通し、少なくともその穴内に挿入された部分を増肉加工することで前記定着部材に嵌合、固定する構成を採用したものである。本発明はこの構成により、定着部材の外形寸法をあまり大きくしなくても定着部材が広い面積を有しているので、他の部材に対して大きい強度で定着でき、従来の鉄筋端部をＵ字状或いはＬ字状等に曲げて構成した定着部よりもコンパクトにでき、現場での施工や取り扱いが容易となる。また、製造に当たっては、継目無鋼管を輪切りにして形成した、低コストで入手可能な定着部材の穴内に、鉄筋の軸線方向の一部領域を赤熱状態に加熱して挿入し、その赤熱状態の部分に軸線方向の圧縮力を加えて増肉させ、前記定着部材の穴に嵌合させるという簡単な方法で製造可能であり、低コストで製造できる。更に、鉄筋を増肉させて定着部材に嵌合させているので連結強度が大きく、また、鉄筋の、定着部材に隣接した部分にふくらみ部を形成すると連結強度が一層大きくなり、且つ鉄筋自体も増肉によって強度が大きくなるので、定着部の強度も大きくなり、本発明の定着部材付鉄筋を用いることで強度の大きいコンクリート構造体を形成できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明の定着部材付鉄筋は、鉄筋を通す穴を備えた定着部材と、その定着部材の穴に嵌合した鉄筋とを備え、該鉄筋が、少なくとも前記穴内に挿入された部分を増肉加工することで前記定着部材に嵌合していることを特徴とする。
【０００７】
本発明に使用する鉄筋は、増肉加工可能なものであれば任意であり、従来使用されている任意のものを用いることができる。定着部材は、それを取り付ける鉄筋の外径よりも大きい寸法の穴を有し、他の鉄筋やコンクリート等に対する所定の定着強度を有するものであり、具体的には、継目無鋼管を輪切りにしたものが使用される。定着部材の外形寸法及び厚さは使用場所に応じて適宜設定すればよい。通常、定着部材の外形寸法（定着部材が円形の場合は外径）は、鉄筋径ｄに対して２〜５倍程度に設定することが好ましく、また、その厚さは鉄筋径ｄに対して０．５〜２倍程度に設定することが好ましい。ここで、定着部材として厚肉の継目無鋼管を輪切りにしたものを用いると、厚鋼板を裁断して定着部材を調製する場合に比べて、高能率且つ高歩留りで調製できる。定着部材の材質は、鉄筋の材質に左右されることなく任意に選定可能であり、例えば、通常の鋼材（ＳＳ材）、高張力鋼等を使用しうる。
【０００８】
鉄筋に対する定着部材の取付位置は、通常は鉄筋の端部であり、鉄筋の両端に定着部材をそれぞれ取り付けて定着部を形成してもよいし、鉄筋の一端のみに定着部材を取り付けて定着部を形成してもよい。なお、鉄筋の一端のみに定着部材を取り付けて定着部を形成する場合、他端は真っ直ぐなままとしてもよいし、従来と同様な構成の定着部（例えば、鉄筋端部をＵ字状に曲げた構成の定着部）としてもよい。更に、鉄筋に対する定着部材の取付位置は、鉄筋端部に限らず、必要に応じ中間位置としてもよい。
【０００９】
定着部材に形成する穴は、増肉加工前の鉄筋を容易に挿入しうる大きさのものであればよく、具体的には、鉄筋径１０〜５１ｍｍに対し、前記穴の最小径が鉄筋外径よりも０．５ｍｍ程度以上大きいものが好ましい。また、穴径の上限は、鉄筋の増肉加工率を勘案して定める。一般に、鋼材を赤熱状態として増肉加工する場合、増肉加工を容易に行うためには、増肉後寸法／元寸法の比率を２倍以下に、更には１．５倍以下に留めることが好ましく、このため前記穴の径は、鉄筋径の２倍以下に、更には１．５倍以下にすることが好ましい。
【００１０】
定着部材に形成する穴は単にストレートな円筒状のものでもよいが、鉄筋に対する軸線方向の固定を確実とする上から、内径が軸線方向に異なる領域が形成されるよう、穴内面に凹凸やテーパを設けることが好ましい。このような凹凸やテーパを設けておくと、増肉加工した鉄筋の外径が軸線方向に異なることとなり、このため、穴内の鉄筋が軸線方向に移動しにくく、鉄筋に作用する軸線方向の力を確実に定着部材に伝達できる。穴内面に形成する凹凸としては、例えば、環状の溝或いは突起、内ねじ等を挙げることができる。穴内面に形成する凹凸やテーパの大きさや方向は、鉄筋に作用する力の大きさや方向に応じて必要とされる鉄筋と定着部材との軸線方向の連結強度を考慮して適宜定めればよい。
【００１１】
本発明の定着部材付鉄筋は、鉄筋を定着部材の穴内に通し、増肉加工して前記穴に嵌合させ、固定したものであるが、その増肉加工の際、定着部材の穴の間口に隣接した部分の鉄筋を、穴の間口の内径よりも大きい外径となるように増肉させてふくらみ部を形成することが推奨される。このようなふくらみ部を形成すると、そのふくらみ部を定着部材の穴内に移動させる方向の力を確実に定着部材に伝達でき、従って、鉄筋の定着部材に対する軸線方向の連結強度を大きくできる利点が得られる。なお、ふくらみ部は鉄筋に作用する力を定着部材に確実に伝達するように設けるものであるので、その外径はふくらみ部に隣接した穴の間口に引っ掛かる程度の大きさでよく、外径寸法は多少ばらついても差し支えない。
【００１２】
鉄筋に形成するふくらみ部は、定着部材の両側に設けてもよいし、片側のみに設けてもよく、鉄筋に作用する力の方向や、穴内面と鉄筋との嵌合による連結強度等を考慮して定めればよい。例えば、定着部材に固定している鉄筋に大きい引張力（鉄筋を定着部材から引き抜く方向の力）及び大きい圧縮力（鉄筋を定着部材に押し込む方向の力）が作用し、穴内面と鉄筋との嵌合のみでは連結強度が不足し、定着部材に対して鉄筋が軸線方向の両方向に動く恐れがある時には、鉄筋を、端部が穴から突出するように挿入して増肉加工を行い、定着部材の両側にふくらみ部を設けることが好ましい。また、定着部材に形成した穴に１方向のみのテーパを設け、鉄筋を穴の小径側に移動させる力に対しては大きい連結強度を発揮するが、反対方向には連結強度が小さくなる場合には、穴の小径側の間口に隣接した鉄筋の部分のみにふくらみ部を設ける構成とすればよい。この構成により、定着部材の穴に１方向のみのテーパを設けた場合において、鉄筋に作用する軸線方向の両方向の力を確実に定着部材に伝達できる。
【００１３】
本発明の定着部材付鉄筋は、定着部材に形成した穴内に、鉄筋の軸線方向の一部領域を赤熱状態に加熱して挿入し、その赤熱状態の部分に軸線方向の圧縮力を加えて増肉させ、前記定着部材の穴に嵌合させることにより製造される。
【００１４】
鉄筋の赤熱領域は、当然増肉加工を施すべき領域とするものであり、増肉による長さの減少を見込んで最終的に形成される増肉部の長さよりも長くする。鉄筋の加熱手段としては、特に限定されるものではないが誘導加熱が好ましい。誘導加熱を利用すると、鉄筋を局部的に急速加熱することができ、処理時間を短くできる。加熱温度は、塑性変形抵抗がきわめて小さくなる赤熱状態となる温度以上とするが、物性変化を抑制する上からは低いことが好ましい。これらを勘案して通常は、８００〜１０００°Ｃ程度に設定される。赤熱領域の温度は、通常は全体がほぼ一定となるようにするが、必要に応じ適当な温度分布を設けてもよい。例えば、大きい増肉率が要求される部分は他の部分に比べてより高い温度とするというような温度分布を設けてもよい。
【００１５】
鉄筋の赤熱領域を増肉させるには、油圧プレス等によって鉄筋に軸線方向の圧縮力を作用させればよい。この際、定着部材の穴内に挿入されている鉄筋部分及び圧縮力によって穴内に押し込まれる鉄筋部分を、前記穴の内面で規制されるまで増肉させることで、穴内面に嵌合させることができる。また、鉄筋の赤熱領域の長さを、穴内面全体に嵌合させるに要する長さよりも長くしておくことにより、赤熱領域を増肉させて穴内面に嵌合させると同時に穴の外側に定着部材に隣接したふくらみ部を形成できる。定着部材の穴の外側にふくらみ部を形成する場合、そのふくらみ部を適当な外型で規制する構成としてもよいが、ふくらみ部の外径は前記機能が果せる概略の寸法が確保されていれば良いので、通常は、外型を使用しなくてよい。ふくらみ部の外径は、加熱温度、加える圧縮力、加熱長さ等の調整によって適度に調整できる。
【００１６】
本発明の定着部材付鉄筋は上記したように、定着部材に形成した穴内に、鉄筋の軸線方向の一部領域を赤熱状態に加熱して挿入し、その赤熱状態の部分に軸線方向の圧縮力を加えて増肉させるという２工程で実施でき、作業性が良く、しかも熟練をあまり必要としないことから工場或いは建築現場での大量生産が可能である。このため、安価に製造可能である。一般に、二つの鋼材を接合するには溶接が使用されており、定着部材を鉄筋に接合する場合にも溶接を利用することが考えられるが、本発明では、溶接を用いた場合に比べても以下のような利点を有している。すなわち、溶接に比べて熟練を要せず且つ加工時間が短いので、低コストで製造できる。更には、溶融させないので熟練工によらずとも、品質が安定するとともに、加工後の熱処理が不要であり、この点からも低コストとなる。
【００１７】
【実施例】
以下、図面に示す本発明の好適な実施例を説明する。
図１は本発明の第一の実施例による定着部材付鉄筋１を示すものである。この実施例の定着部材付鉄筋１は、鉄筋２の両端に継目無鋼管を輪切りにして形成した定着部材３をそれぞれ取り付けて定着部４とした構成のものである。ここで使用している定着部材３は、図１（ｃ）に示すように、その中央に貫通した穴５を備えている。鉄筋２は、その先端が穴５から少し突出するように挿入されており、且つ、増肉加工によって穴５の内面に嵌合するように形成された増肉部２ａと定着部材３の両側に形成されたふくらみ部２ｂ、２ｃを備えている。このように、鉄筋２の端部に、穴５の内面に嵌合する増肉部２ａとその外側のふくらみ部２ｂ、２ｃを設けたことにより、鉄筋２に矢印Ａで示す引張力が作用しても、或いは矢印Ｂで示す圧縮力が作用しても、その力を定着部材３に確実に伝達して定着部材３で受けさせることができ、換言すれば、鉄筋２は定着部材３に対して軸線方向に大きい連結強度で固定されている。かくして、この定着部材付鉄筋１を用いた鉄筋コンクリート構造では、鉄筋２に作用する引張力及び圧縮力を定着部材３で確実に受けて支えることができ、強度の大きい構造体を形成できる。
【００１８】
図２はこの定着部材付鉄筋１を製造する工程を示すものである。図２（ａ）に示すように、まず、中央に所定形状の穴５を形成した定着部材３を、受台６の上にスペーサ２７によって適当な間隔をあけて置き、その穴５の上方に鉄筋２を位置させ、その下端部分を誘導コイル７で赤熱状態に加熱する（加熱領域をハッチングで示す）。なお、穴５の最小径Ｄは鉄筋２を容易に挿入させることができるよう鉄筋径ｄよりも適度に大きく設定されている。次に、図２（ｂ）に示すように、鉄筋２の赤熱状態の下端部分を穴５内に挿入し、プレス（図示せず）によって鉄筋２に下向きの加圧力Ｐを加え、赤熱領域に圧縮力を作用させる。これにより、鉄筋２の赤熱領域が増肉し、穴５の内面に嵌合した増肉部２ａが形成されると共に穴５の両側に隣接してふくらみ部２ｂ、２ｃが形成され、図１に示す定着部材付鉄筋１が製造される。
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２４】
なお、図１〜図２に示したような、鉄筋の軸線方向には鉄筋と穴内面との摩擦力以外の係止力が作用するケースにあっては、穴内面とその中の鉄筋増肉部との嵌合をゆるくし、定着部材を鉄筋に対して回転可能とする構成としてもよい。このように定着部材を鉄筋に対して回転可能としておくと、角形の定着部材を用いた場合などで、定着部材付鉄筋の現場施工の際に定着部材を回転させることができ、施工が容易となる場合がある。なお、穴とその中の鉄筋増肉部との嵌合をゆるくする方法としては、圧縮力又は加圧時間を調製し、或いは、増肉加工によって増肉部を形成する鉄筋部分の加熱温度を、ふくらみ部を形成する鉄筋部分よりも低く設定し、同一の圧縮力を加えてもあまり増肉しないようにしておけばよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の定着部材付鉄筋は、定着部材に形成した穴内に鉄筋を挿入し、増肉加工することで前記定着部材に嵌合し、定着部としたものであるので、従来用いられていた端部をＵ字状或いはＬ字状等に曲げた鉄筋構造よりもコンパクトとなり、現場での施工や取り扱いが容易となり、しかも、製造が容易で大量生産に適しており、また、定着部材として継目無鋼管を輪切りにしたものを用いたことで、定着部材自体も低コストで用意でき、定着部材付鉄筋を、低コストで製造できるという効果を有している。
【００２６】
ここで、定着部材に形成した穴に凹凸やテーパを形成するとか、鉄筋の前記穴の間口に隣接した部分にふくらみ部を形成しておくと、鉄筋に軸線方向に作用する引張力や圧縮力を確実に定着部材に伝達でき、換言すれば、鉄筋と定着部材との軸線方向の連結強度をきわめて大きくでき、本発明の定着部材付鉄筋を用いることにより、強度のきわめて大きい鉄筋コンクリート構造或いはプレキャスト鉄筋コンクリート構造を作ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例による定着部材付鉄筋を示すもので、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略端面図、（ｃ）は定着部の概略断面図
【図２】（ａ）、（ｂ）は、図１の定着部材付鉄筋を製造する工程を示すもので、鉄筋を側面図で示す概略断面図
【符号の説明】
１定着部材付鉄筋
２鉄筋
２ａ増肉部
２ｂ、２ｃふくらみ部
３定着部材
４定着部
５穴

Claims

鉄筋を通す穴を備えた定着部材と、その定着部材の穴に嵌合した鉄筋とを備え、該鉄筋が、少なくとも前記穴内に挿入された部分を増肉加工することで前記定着部材に嵌合しており、更に、前記穴を備えた定着部材が、継目無鋼管を輪切りにしたもので形成されていることを特徴とする定着部材付鉄筋。