JP3841209B2 - 構造用鋼材の継手構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート中に埋め込まれる鉄筋、鉄骨などの構造用鋼材の継手構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、柱や橋脚などのような長尺な鉄筋コンクリート構造体を構築する場合には、該鉄筋コンクリート構造体中に配設されるべき鉄筋の製造、運搬コストを低廉化すべく、複数の鉄筋の端部どうしをつなぎ合わせ、構築されるべきコンクリート構造物の長さに対応させている。
【０００３】
このように複数の鉄筋の端部どうしをつなぎ、つながれた鉄筋端部の周囲にコンクリートを打設することで形成される継手部、即ち、つながれた鉄筋の端部と、これら鉄筋端部の周囲のコンクリート部とからなる部分の一形態として、重ね継手部がある。重ね継手部とは、鉄筋コンクリート構造体において、互いに平行に所定長さ重ね合わされた鉄筋の端部どうしと、これら鉄筋端部の周囲に打設されたコンクリートとからなる部分である。
【０００４】
このような重ね継手部においては、複数の鉄筋の端部どうしを所定の長さ重ね合わせてコンクリート中に配設することにより鉄筋をつないでいる。そのため、鉄筋の端部どうしを溶接したり、鉄筋端部に設けられた雄ネジ部と雌ネジ部とを螺合させたりするなどして接合し、この周囲にコンクリートを打設することで形成される、いわゆる溶接継手部やガス圧接継手部、機械式継手部などと比較して、重ね継手部は、その形成において鉄筋の端部どうしを接合しない分、低コストで容易に形成されることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、重ね継手部を含む鉄筋コンクリート構造体では、上述の溶接継手部やガス圧接継手部、機械式継手部などを含む鉄筋コンクリート構造体と異なり、継手部において鉄筋どうしが接合されていない分、重ね継手部の強度が低くなるため、重ね継手部の形成箇所に制限があった。
【０００６】
本発明の課題は、重ね継手部を容易に補強することができ、重ね継手部の形成箇所に制限のない構造用鋼材の継手構造を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、例えば図１から図４に示すように、コンクリート中で互いに平行に埋め込まれる複数の構造用鋼材（例えば、上部主鉄筋１０及び下部主鉄筋１１）の継手構造１において、
前記複数の構造用鋼材１０，１１のそれぞれの端部（例えば、上部主鉄筋の下端部２０及び下部主鉄筋の上端部２１）が所定長さ重ね合わされ、
これら重なる複数の端部（例えば、重なり部分２，…）を、その周囲で囲むよう配置された囲み部材（例えば、スパイラル鋼材４０）と、
前記囲み部材４０に囲まれた部分に、前記囲み部材４０に当接させてコンクリートを打設することで形成され、前記囲み部材４０および前記重なる複数の端部２が定着されたコンクリート部（例えば、継手コンクリート部３）とを備え、
前記囲み部材４０は、
前記重なる複数の端部２を一緒に囲むように螺旋状に巻回された鋼材であり、
各螺旋部分の間隔が前記コンクリート部３におけるコンクリートの骨材の最大寸法よりも短く、
かつ、前記コンクリート部３の外周に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、所定長さで重なる複数の構造用鋼材のそれぞれの端部は、これら重なる複数の端部の周囲で囲み部材によって囲まれており、コンクリート部は、囲み部材に囲まれた部分に、該囲み部材に当接させてコンクリートを打設することで形成され、前記重なる複数の端部及び囲み部材に定着しているので、前記重なる複数の端部とコンクリート部と囲み部材とは一体化した状態となっており、前記重なる複数の端部が、前記コンクリート部により拘束されるのに加えて、該コンクリート部を介して囲み部材により拘束される。即ち、囲み部材によって、従来の重ね継手部、つまり前記重なる複数の端部とこれら重なる複数の端部に定着したコンクリート部などからなる部分が補強される。従って、コンクリート構造体において重ね継手部の強度が低くならないため、重ね継手部の形成箇所に制限がない。更に、囲み部材を配置することによって重ね継手部が補強されるので、重ね継手部を低コストで容易に補強することができる。
また、囲み部材は、互いに平行な前記重なる複数の端部を一緒に囲むように螺旋状に巻回された鋼材であるので、一本の鋼材を巻回し前記重なる複数の端部を一緒に囲むことにより、低コストで容易に重ね継手部を補強することができる。
また、囲み部材は、前記重なる複数の端部を一緒に囲むように螺旋状に巻回された鋼材であり、各螺旋部分の間隔が前記コンクリート部におけるコンクリートの骨材の最大寸法よりも短いので、互いに隣接する各螺旋部分の間をコンクリートの骨材が通過することがない。そのため、コンクリート部が荷重（軸力）を受けた場合には、囲み部材の内側にコンクリート部中の骨材が留められ、コンクリート部が水平方向に膨らんで変形するのが防止される。従って、コンクリート部中の骨材などの密度低下を防ぐことによってコンクリート部の強度低下を防ぐことができるため、重ね継手部をより強く補強することができる。
さらに、囲み部材は、前記コンクリート部の外周に配置されていることにより、コンクリート部において生じるひび割れは、コンクリート部に定着された囲み部材をまたいで伸長することがないので、該囲み部材によって、コンクリート部中のひび割れの伸長を防止することができる。
【０００９】
ここで、構造用鋼材は、コンクリート中に埋め込まれる鋼材であれば、鉄筋や鉄骨、鋼管など、如何なる形状のものでも良い。
また、囲み部材は、鉄筋や鋼線などにより形成されていることが好ましい。
【００１２】
請求項２記載の発明は、例えば図１から図４に示すように、請求項１記載の構造用鋼材の継手構造１において、
前記囲み部材４０は前記重なる複数の端部２，…の周囲に、これら重なる複数の端部２，…のそれぞれから離間した状態で配置されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、囲み部材は前記重なる複数の端部の周囲に、これら重なる複数の端部のそれぞれから離間した状態で配置されているので、前記重なる複数の端部と囲み部材との間にコンクリートが充填されて形成されるコンクリート部は、囲み部材が前記重なる複数の端部のそれぞれから離間している分、厚みを有した状態となり、前記重なる複数の端部及び囲み部材の内周側の部分は、コンクリート部に確実に定着され該コンクリート部と、より一体化した状態となる。従って、前記重なる複数の端部は、囲み部材との間に充填されたコンクリート部の厚み分、いっそう拘束されるとともに、該コンクリート部と確実に一体化した囲み部材によっていっそう拘束される。即ち、コンクリート部と囲み部材とによって、重ね継手部がいっそう補強される。
【００１４】
請求項３記載の発明は、例えば図１から図４に示すように、請求項１または２に記載の構造用鋼材の継手構造１において、
前記コンクリート部３は、繊維補強コンクリートからなることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、コンクリート部は繊維補強コンクリートからなるので、該繊維補強コンクリートによって、重ね継手部を更に補強することができる。また、あらゆる方向に向かってコンクリート中で散在する複数の繊維によって、コンクリート部に生じるひび割れが伸長するのを防ぐことができる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、例えば図３に示すように、請求項１〜３の何れか一項に記載の構造用鋼材の継手構造１において、
前記重なる複数の端部２，…のうち、少なくとも１つの端部の先端は折曲していることを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、前記重なる複数の端部のうち、少なくとも１つの端部の先端は折曲しているので、構造用鋼材の端部のうち、折曲していない部分と折曲した端部の先端とがそれぞれ互いに異なる方向に延在してコンクリート部に定着される。従って、これらコンクリート部に定着された折曲していない部分と折曲した部分とによって、折曲した構造用鋼材の端部はコンクリート部中に確実に拘束された状態となるため、重ね継手部がいっそう補強される。
請求項５記載の発明は、請求項１から４のうちの何れかに記載の構造用鋼材の継手構造１において、
前記複数の構造用鋼材１０，１１は、端部で略コ字状に連結されていることを特徴とする。
請求項５記載の発明によれば、複数の構造用鋼材は端部で略コ字状に連結されているので、各対をなす構造用鋼材の端部どうしが互いに拘束された状態となる。従って、構造用鋼材を配設する作業が容易となる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、例えば図２または図４に示すように、請求項１〜５の何れか一項に記載の構造用鋼材（例えば、柱主鉄筋１１０及び杭主鉄筋１１１）の継手構造１００において、
コンクリート中で互いに平行に埋め込まれ、端部（例えば、柱主鉄筋の下端部１２０及び杭主鉄筋の上端部１２１）が所定長さ重ね合わされる前記複数の構造用鋼材の一方は、杭１５３の軸方向に埋設された構造用鋼材１１１の上端部１２１であり、他方は、柱１５２の軸方向に埋設された構造用鋼材１１０の下端部１２０であることを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載の発明によれば、杭の軸方向に埋設された構造用鋼材の上端部と、柱の軸方向に埋設された構造用鋼材の下端部とは、コンクリート中で互いに平行に埋め込まれて所定長さ重ね合わされるとともに、これら重なる構造用鋼材の端部の周囲を囲む囲み部材、及びこの囲み部材によって囲まれた部分にコンクリートを打設して形成されたコンクリート部と一体化した状態となっているので、杭の構造用鋼材の上端部及び柱の構造用鋼材の下端部とコンクリート部などとによって形成される重ね継手部が囲み部材によって補強される。従って、図６に示されるように、杭と柱との接合部分に鉄筋コンクリートからなるフーチングを設けることにより杭と柱とを接合する場合と異なり、杭の構造用鋼材の上端及び柱の構造用鋼材の下端をそれぞれ折曲するとともに、これら折曲された部分の周囲に鉄筋を配設するといった煩雑な作業が必要ない分、杭と柱との接合部分を容易に形成することができる。
【００２０】
請求項７記載の発明は、例えば図２または図４に示すように、請求項６記載の構造用鋼材の継手構造において、
前記杭１５３の軸方向に埋設された構造用鋼材１１１と、柱１５２の軸方向に埋設された構造用鋼材１１０とは、それぞれ、前記杭１５３または柱１５２の側周に沿って並ぶように複数配置され、
前記杭１５３の軸方向に埋設された各構造用鋼材１１１の上端部１２１は、前記柱１５２の軸方向に埋設された各構造用鋼材１１０の下端部１２０よりも、前記囲み部材４０に近接するように配置されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項７記載の発明によれば、杭の側周に沿って並ぶように配置されているとともに杭の軸方向に埋設された各構造用鋼材の上端部は、柱の側周に沿って並ぶように配置されているとともに柱の軸方向に埋設された各構造用鋼材の下端部よりも囲み部材に近接するように配置されているので、杭の複数の構造用鋼材の上端部で囲まれる部分の内側に柱の複数の構造用鋼材の下端部を配設することにより、杭の構造用鋼材の上端部と柱の構造用鋼材の下端部とを互いに重ね合わされた状態とすることができ、柱と杭との接合部分を容易に形成することができる。
【００２２】
請求項８記載の発明は、例えば図２または図４に示すように、請求項６記載の構造用鋼材の継手構造において、
前記杭１５３の軸方向に埋設された構造用鋼材１１１と、柱１５２の軸方向に埋設された構造用鋼材１１０とは、それぞれ、前記杭１５３または柱１５２の側周に沿って並ぶように複数配置され、
前記柱１５２の軸方向に埋設された各構造用鋼材１１０の下端部１２０は、前記杭１５３の軸方向に埋設された各構造用鋼材１１１の上端部１２１よりも、前記囲み部材４０に近接するように配置されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の発明によれば、柱の側周に沿って並ぶように配置されているとともに柱の軸方向に埋設された各構造用鋼材の下端部は、杭の側周に沿って並ぶように配置されているとともに杭の軸方向に埋設された各構造用鋼材の上端部よりも囲み部材に近接するように配置されているので、杭の複数の構造用鋼材の上端部で囲まれる部分の外側に柱の複数の構造用鋼材の上端部を配設することにより、柱の構造用鋼材の上端部と杭の構造用鋼材の下端部とを互いに重ね合わされた状態とすることができ、柱と杭との接合部分を容易に形成することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図１から図５を参照して本発明を適用した構造用鋼材の継手構造について詳細に説明する。なお、本実施の形態においては、構造用鋼材を、鉄筋コンクリート構造体中の主鉄筋として説明する。
【００２９】
〔第一の実施の形態〕
図１は、本発明に係る主鉄筋の継手構造１を適用した鉄筋コンクリート構造体５０の要部を示す図である。
鉄筋コンクリート構造体５０は、鉛直方向に延在する円柱状に構築されており、図１に示すように、内部において上部主鉄筋１０及び下部主鉄筋１１がつながれている継手部５１と、該継手部５１の外周部分で螺旋状に巻回されたスパイラル鋼材４０と、継手部５１の上下に隣接した上部構成体５２と、下部構成体５３等とから一体に構成されている。
【００３０】
上部構成体５２は、継手部５１の上部に位置する上コンクリート部６２と、該上コンクリート部６２中に配設された上部骨組み８０から継手部５１を構成する下端部（後述の主鉄筋下端部２０）を除いた部分等とからなる。
上部骨組み８０は、鉄筋コンクリート構造体５０の長さ方向、つまり鉛直方向に延在し上コンクリート部６２を補強している複数の上部主鉄筋１０，…と、これら複数の上部主鉄筋１０，…の間隔を保つために上部主鉄筋１０に溶接されている複数の補助筋１２，…とからなる。このうち、上部主鉄筋１０と補助筋１２とは棒状の鉄筋である。また、複数の補助筋１２，…は、上部主鉄筋１０と直交するように所定の間隔ごとに配設された状態で複数の上部主鉄筋１０，…に溶接されている。なお、斯かる上部骨組み８０のうち、複数の上部主鉄筋１０，…の下端部（以下、主鉄筋下端部とする）２０，…は、以下の説明においては便宜的に継手部５１に含まれるものとする。
また、下部構成体５３は、下コンクリート部６３と、該下コンクリート部６３中に配設された下部骨組み８１から継手部５１を構成する上端部（後述の主鉄筋上端部２１）を除いた部分等とからなる。
下部骨組み８１は、鉛直方向に延在し下コンクリート部６３を補強している複数の下部主鉄筋１１，…と、これら複数の下部主鉄筋１１，…の間隔を保つために下部主鉄筋１１に溶接されている複数の補助筋１２，…とからなる。このうち、下部主鉄筋１１と補助筋１２とは棒状の鉄筋である。また、複数の補助筋１２，…は、下部主鉄筋１１と直交するように所定の間隔ごとに配設された状態で複数の下部主鉄筋１１，…に溶接されている。なお、斯かる下部骨組み８１のうち、複数の下部主鉄筋１１，…の上端部（以下、主鉄筋上端部とする）２１，…は、以下の説明においては便宜的に継手部５１に含まれるものとする。
【００３１】
継手部５１は、鉄筋コンクリート構造体５０において、下部構成体５３中に配設された下部骨組み８１の上部と、上部構成体５２中に配設された上部骨組み８０の下部との間に延在する部分である。斯かる継手部５１は、互いに近接した状態で所定の長さ重ね合わされている複数の主鉄筋下端部２０，…及び主鉄筋上端部２１，…（以下、重なり部分２とする）と、スパイラル鋼材４０によって囲まれる部分に打設された継手コンクリート部３と、補助筋１２等とからなる。
【００３２】
継手コンクリート部３は、スパイラル鋼材４０に囲まれた部分に、該スパイラル鋼材４０に当接させてコンクリートを打設することで形成されている。このように形成された継手コンクリート部３は、複数の重なり部分２，…及びスパイラル鋼材４０に定着し、複数の重なり部分２，…及びスパイラル鋼材４０と一体化した状態となっている。なお、本実施の形態においては、継手コンクリート部３は、鋼繊維が混入された鋼繊維補強コンクリートとしている。
【００３３】
スパイラル鋼材４０は、長尺な鋼線であり、複数の重なり部分２，…を一緒に囲むように、複数の重なり部分２，…の周囲に、これら主鉄筋上下端部２１，２０のそれぞれから離間した状態で配置されている。また、スパイラル鋼材４０の中心軸は、継手部５１の延在方向、即ち鉛直方向と平行となっており、斯かる中心軸方向において互いに隣接するスパイラル鋼材４０の各螺旋部分の間隔は一定となっている。
【００３４】
なお、上記各螺旋部分の間隔は、継手コンクリート部３に含まれる骨材（図示せず）の最大寸法よりも短くされていることが好ましい。この場合、互いに隣接する各螺旋部分の間を骨材が通過することがないため、継手コンクリート部３が荷重（軸力）を受けた際に、スパイラル鋼材４０の内側に継手コンクリート部３中の骨材が留められ、継手コンクリート部３が水平方向に膨らんで変形するのを防ぐことができる。これにより、継手コンクリート部３中の骨材などの密度低下を防ぐことによって継手コンクリート部３の強度低下を防ぐ、いわゆるコンファインド効果を得ることができる。
【００３５】
次に、上記のような鉄筋コンクリート構造体５０を構築する手順について説明する。
まず、上部骨組み８０及び下部骨組み８１を、予め工場などにおいて形成する。
【００３６】
次に、形成された下部骨組み８１を、該下部骨組み８１の複数の下部主鉄筋１１，…が鉛直方向に延在するように配設し、下部骨組み８１の上部まで、即ち、下部主鉄筋１１の上端部２１の基端部分までコンクリートを打設することにより下コンクリート部６３を形成する。なお、コンクリートの打設には、内周面が円柱を画成するよう形成された図示しない型枠を用いている。
次に、形成された下部構成体５３の上部に上部骨組み８０を配設するとともに、下部構成体５３の上部から上方に突出している複数の下部主鉄筋１１，…の上端部２１，…と、上方に並べて配設された上部骨組み８０の下部において下方に突出した上部主鉄筋１０，…の下端部２０，…とを互いに近接させて鉛直方向に所定長さ重ね合わせる。
【００３７】
次に、互いに重ねられた複数の主鉄筋上端部２１及び主鉄筋下端部２０、即ち複数の重なり部分２，…から離間した状態で、これら複数の重なり部分２，…の周囲を螺旋状に囲むようにスパイラル鋼材４０を配置するとともに、このスパイラル鋼材４０の外側に型枠を配置し、型枠の内周面をスパイラル鋼材の外周部に当接させる。
【００３８】
次に、型枠に囲まれた部分、即ち、スパイラル鋼材４０に囲まれた部分に、スパイラル鋼材４０及び複数の重なり部分２，…を定着させるべく、該スパイラル鋼材４０に当接させて鋼繊維補強コンクリートを打設することにより、継手コンクリート部３を形成する。なお、鋼繊維補強コンクリートの打設は、打設された鋼繊維補強コンクリートがスパイラル鋼材４０と複数の重なり部分２，…との間に充填された状態となるように行われる。斯かる鋼繊維補強コンクリートの打設は、下コンクリート部６３を形成するコンクリートと混合して継手コンクリート部３の強度が落ちないよう、かつ、下コンクリート部６３と継手コンクリート部３とが一体となるよう、下コンクリート部６３を形成するコンクリートの打接の後、所定の時間経過後に行われるのが好ましい。
そして、打設された鋼繊維補強コンクリートを、複数の重なり部分２，…及びスパイラル鋼材４０に定着した状態で硬化させ、複数の重なり部分２，…とスパイラル鋼材４０と継手コンクリート部３とを一体化した状態とする。
最後に、形成された継手部５１の上部に位置する複数の上部主鉄筋１０，…及び補助筋１２，…の周囲に、型枠を用いてコンクリートを打設し、上コンクリート部６２を形成する。
【００３９】
以上のように構築された鉄筋コンクリート構造体５０における主鉄筋の継手構造１によれば、継手コンクリート部３と複数の重なり部分２，…とスパイラル鋼材４０とは一体化した状態となっており、複数の重なり部分２，…が、継手コンクリート部３により拘束されるのに加えて、該継手コンクリート部３を介してスパイラル鋼材４０により拘束される。即ち、スパイラル鋼材４０を配置することによって継手部５１が補強される。従って、鉄筋コンクリート構造体５０において継手部５１の強度が低くならないため、継手部５１が形成されるべき箇所に制限がない。また、スパイラル鋼材４０を配置することによって継手部５１が補強されるので、継手部５１を低コストで容易に補強することができる。更に、継手部５１を形成する際に、従来の溶接継手部やガス圧接継手部などを形成する場合と異なり、上部主鉄筋１０と下部主鉄筋１１とを溶接する設備が必要なく、更に、溶接にかかる施工時間の分、鉄筋コンクリート構造体５０の施工期間を短縮することができる。
【００４０】
また、スパイラル鋼材４０は、互いに平行な複数の重なり部分２，…の周囲を囲むように螺旋状に巻回された鋼材であるので、低コストに設けられる一本の鋼材を巻回し、複数の重なり部分２，…を一緒に囲むことにより、低コストで容易に継手部５１を補強することができる。
【００４１】
また、スパイラル鋼材４０は複数の重なり部分２，…の周囲に、これら重なり部分２，…のそれぞれから離間した状態で配置されているので、スパイラル鋼材４０と複数の重なり部分２，…との間に繊維補強コンクリートが充填されて形成された継手コンクリート部３は、スパイラル鋼材４０が複数の重なり部分２，…のそれぞれから離間している分、厚みを有した状態となり、複数の重なり部分２，…及びスパイラル鋼材４０の内周側の部分は、継手コンクリート部３に確実に定着され該継手コンクリート部３と、より一体化した状態となる。従って、複数の重なり部分２，…は、スパイラル鋼材４０との間に充填された継手コンクリート部３の厚み分、いっそう拘束されるとともに、該継手コンクリート部３と確実に一体化したスパイラル鋼材４０によっていっそう拘束される。即ち、継手コンクリート部３とスパイラル鋼材４０とによって、継手部５１がいっそう補強される。
【００４２】
また、継手コンクリート部３において生じるひび割れは、継手コンクリート部３に定着されたスパイラル鋼材４０をまたいで伸長することがないので、該スパイラル鋼材４０によって、継手コンクリート部３中のひび割れの伸長を防止することができる。
【００４３】
また、継手コンクリート部３は繊維補強コンクリートからなるので、該繊維補強コンクリートによって、継手部５１を更に補強することができる。また、あらゆる方向に向かってコンクリート中で散在する繊維によって、継手コンクリート部３に生じるひび割れが伸長するのを防ぐことができる。
【００４４】
〔第二の実施の形態〕
次に、本発明を適用した第二の実施の形態を、図２を参照して説明する。なお、上記第一の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図２は、本第二の実施の形態における主鉄筋の継手構造１００を適用した杭１５３と柱１５２との接合部分１０１を示した図である。
【００４５】
接合部分１０１は、図２に示すように、杭１５３の上端から上方に突出した複数の杭主鉄筋１１１，…の上端部１２１，…及び柱１５２の下端から下方に突出した複数の柱主鉄筋１１０，…の下端部１２０，…が内部においてつながれている継手部１５１と、該継手部１５１の外周部分で螺旋状に巻回されたスパイラル鋼材４０等とから一体に構成されている。
継手部１５１は、杭１５３の上端から上方に突出した複数の杭主鉄筋１１１，…の上端部１２１，…と、柱１５２の下端から下方に突出した複数の柱主鉄筋１１０，…の下端部１２０，…と、スパイラル鋼材４０によって囲まれる部分に打設された継手コンクリート部３等とからなる。
【００４６】
杭１５３は、地盤中に鉛直に立設された鉄筋コンクリート構造体であり、円柱状のコンクリート部１６３と、該コンクリート部１６３中に鉛直に埋め込まれた複数の杭主鉄筋１１１，…等とからなる。これら複数の杭主鉄筋１１１，…は、コンクリート部１６３中で互いに平行に埋め込まれ、杭１５３の側周に沿って並ぶように配置されている。
【００４７】
柱１５２は、杭１５３の上部に鉛直に設けられた鉄筋コンクリート構造体であり、四角柱状のコンクリート部１６２と、該コンクリート部１６２中に鉛直に埋め込まれた複数の柱主鉄筋１１０，…等とからなる。斯かる柱１５２は、接合部分１０１において杭１５３と接合されている。複数の柱主鉄筋１１０，…は、コンクリート部１６２中で互いに平行に埋め込まれ、柱１５２の側周に沿って並ぶように配置されている。なお、本第二の実施の形態においては、柱１５２のコンクリート部１６２の中心軸と杭１５３のコンクリート部１６３の中心軸とは同軸となっている。またなお、コンクリート部１６２の矩形状の水平断面における対角線の長さは、コンクリート部１６３の直径よりも短くなっている、つまり、コンクリート部１６２は、コンクリート部１６３よりも細くなっている。
【００４８】
上記のような複数の柱主鉄筋１１０，…の下端部１２０，…は、複数の杭主鉄筋１１１，…の上端部１２１，…によって囲まれた円筒形上の内側に配置され、これら複数の杭主鉄筋１１１，…の上端部１２１，…と重ねられた状態となっている。つまり、複数の柱主鉄筋１１０，…の下端部１２０，…は、複数の杭主鉄筋１１１，…の上端部１２１，…よりもスパイラル鋼材４０から離間した状態で複数の杭主鉄筋１１１，…の上端部１２１，…と重ねられている。
【００４９】
以上のように構築された主鉄筋の継手構造１００によれば、杭主鉄筋１１１の上端部１２１及び柱主鉄筋１１０の下端部１２０と継手コンクリート部３などとによって形成される継手部１５１がスパイラル鋼材１４０によって補強される。従って、図６に示されるように、杭２５３と柱２５２との接合部分２０１にフーチング２０５を設ける場合と異なり、杭主鉄筋２１１の上端及び柱主鉄筋２１０の下端をそれぞれ折曲するとともに、これら折曲された部分２９１，２９２の周囲に複数の棒状の補助筋２１２，…をかご状に配設するといった煩雑な作業が必要ない分、杭１５３と柱１５２との接合部分１０１を容易に形成することができる。更に、複数の補助筋２１２，…を配設しない分、杭主鉄筋１１１の上端部１２１及び柱主鉄筋１１０の下端部１２０の周囲に、鋼繊維補強コンクリートを容易に打設することができる。
【００５０】
また、複数の杭主鉄筋１１１，…の上端部１２１，…で囲まれる部分の内側に複数の柱主鉄筋１１０，…の下端部１２０，…を配設することにより、杭主鉄筋１１１の上端部１２１と柱主鉄筋１１０の下端部１２０とを互いに重ね合わされた状態とすることができ、柱１５２と杭１５３との接合部分１０１を容易に形成することができる。
【００５１】
なお、上記第一及び第二の実施の形態においては、鉄筋コンクリート構造体５０を、鉛直方向に延在する円柱として説明したが、これに限らず、継手部５１を含んで構築されるものであれば、如何なる鉄筋コンクリート構造体であっても良い。
【００５２】
また、複数の重なり部分２，…は、互いに近接した状態でその長さ方向に重ね合わされていることとして説明したが、これに限らず、互いに隣接した状態で重ね合わされていることとしても良い。
【００５３】
また、上部主鉄筋１０及び下部主鉄筋１１は、棒状のものとして説明したが、これに限らず、互いに重ねられている先端において折曲しているものとしても良い。この場合、継手コンクリート部３は、複数の重なり部分２，…のうち、折曲していない部分と折曲した先端部分とは、それぞれ継手コンクリート部３に定着され、継手コンクリート部３中に確実に拘束された状態となるため、継手部５１がいっそう補強される。
更に、上部主鉄筋１０及び下部主鉄筋１１は、図３に示すように、互いに隣接する複数対の上部主鉄筋１０，１０及び下部杭主鉄筋１１，１１の先端どうしの間に水平な水平筋９０が設けられた構成としても良い。この場合、複数の重なり部分２，…は、正面視略コ字状を形成している。このように上部主鉄筋１０，１０及び下部杭主鉄筋１１，１１の先端どうしの間に水平筋９０が設けられた場合、各対をなす上部主鉄筋１０，１０及び下部杭主鉄筋１１，１１の先端どうしが水平筋９０を介して互いに拘束された状態となるので、上部骨組み８０と下部骨組み８１とを配設する作業が容易となる。
【００５４】
また、継手コンクリート部３は、鋼繊維補強コンクリートからなることとして説明したが、継手部５１が継手コンクリート部３によって補強される限りにおいて、ビニロン繊維やポリプロピレン繊維、ナイロン繊維などを含む他の繊維補強コンクリートからなることとしても良いし、繊維が混入されていない高強度コンクリートからなることとしても良い。
【００５６】
また、継手部５１には補助筋１２が含まれることとして説明したが、補助筋１２が含まれないこととしても良い。
また、鉄筋コンクリート構造体５０を構築する手順の一部を、下部骨組み８１を配設した後、コンクリートを打設して下コンクリート部６３を形成し、次に、上部骨組み８０を配設することとして説明したが、継手コンクリート部３を形成する鋼繊維補強コンクリートが、上下コンクリート部６２，６３を形成するコンクリートと混ざり合うことによって低い強度とならない限りにおいて、例えば以下の手順によって行われることとしても良い。即ち、まず上下骨組み８０，８１を上下に並べて配設した後、下コンクリート部６３を形成するコンクリートを打設し、次に継手コンクリート部３を形成する鋼繊維補強コンクリートを打設する等の手順によって行われることとしても良い。
また、上部骨組み８０及び下部骨組み８１を、予め工場などにおいて形成されるものとして説明したが、これに限らず、鉄筋コンクリート構造体５０の構築現場において形成されるものとしても良い。
【００５７】
また、柱１５２のコンクリート部１６２は杭１５３のコンクリート部１６３よりも細くなっていることとして説明したが、これに限らず、図５に示すように、杭１５３のコンクリート部１６３の方が柱１５２のコンクリート部１６２よりも細くなっていることとしても良い。図５においては、複数の杭主鉄筋１１１点の上端部１２１，…は、複数の柱主鉄筋１１０の下端部１２０よりも、スパイラル鋼材４０から離間するように配置されている。
更に、柱１５２のコンクリート部１６２の中心軸と杭１５３のコンクリート部１６３の中心軸とは同一直線をなしていることとして説明したが、柱１５２と杭１５３とが接合部分１０１において接合される限りにおいて、同一直線をなさないこととしても良い。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、囲み部材によって、従来の重ね継手部、つまり重ねられた複数の構造用鋼材の端部とこれら重なる複数の端部に定着したコンクリート部などからなる部分が補強される。従って、囲み部材を配置することによって重ね継手部が補強されるので、重ね継手部を低コストで容易に補強することができる。また、一本の鋼材を巻回し前記重なる複数の端部を一緒に囲むことにより、低コストで容易に重ね継手部を補強することができる。また、コンクリート部中の骨材などの密度低下を防ぐことによってコンクリート部の強度低下を防ぐことができるため、重ね継手部をより強く補強することができる。
さらに、コンクリート部において生じるひび割れは、コンクリート部に定着された囲み部材をまたいで伸長することがないので、該囲み部材によって、コンクリート部中のひび割れの伸長を防止することができる。
【００５９】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、重ねられた複数の構造用鋼材の端部は、囲み部材との間に充填されたコンクリート部の厚み分、いっそう拘束されるとともに、該コンクリート部と確実に一体化した囲み部材によっていっそう拘束される。即ち、コンクリート部と囲み部材とによって、重ね継手部がいっそう補強される。
【００６１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、繊維補強コンクリートによって、重ね継手部を更に補強することができる。
【００６２】
請求項４記載の発明によれば、請求項１から３のうちの何れかに記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、重ね継手部がいっそう補強される。
請求項５記載の発明によれば、請求項１から４のうちの何れかに記載の発明と同様の効果を得られるのは勿論のこと、各対をなす構造用鋼材の端部どうしが互いに拘束された状態となるため、構造用鋼材を配設する作業が容易となる。
【００６３】
請求項６記載の発明によれば、請求項１から５のうちの何れかに記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、杭の構造用鋼材の上端部及び柱の構造用鋼材の下端部とコンクリート部などとによって形成される重ね継手部が囲み部材によって補強される。
【００６４】
請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、柱と杭との接合部分を容易に形成することができる。
請求項８記載の発明によれば、請求項６記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、柱と杭との接合部分を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る第一の実施の形態における主鉄筋の継手構造を適用した鉄筋コンクリート構造体の要部を示す図である。
【図２】 本発明に係る第二の実施の形態における主鉄筋の継手構造を適用した杭と柱との接合部分を示した図である。
【図３】 本発明に係る第一の実施の形態における主鉄筋の継手構造の変形例の要部を示した図である。
【図４】 本発明に係る第二の実施の形態における主鉄筋の継手構造の変形例を示した図である。
【図５】 従来の杭と柱との接合部分を示した図である。
【符号の説明】
１，１００ 構造用鋼材の継手構造
２ 重なり部分（重なる複数の端部）
３ 継手コンクリート部
１０，１１ 上部主鉄筋及び下部主鉄筋（構造用鋼材）
２０，２１ 上部主鉄筋の下端部及び下部主鉄筋の上端部（構造用鋼材の端部）
４０ スパイラル鋼材（囲み部材）
１１０ 柱主鉄筋（構造用鋼材）
１１１ 杭主鉄筋（構造用鋼材）
１２０ 柱主鉄筋の下端部（構造用鋼材の端部）
１２１ 杭主鉄筋の上端部（構造用鋼材の端部）
１５２ 柱
１５３ 杭
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート中に埋め込まれる鉄筋、鉄骨などの構造用鋼材の継手構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、柱や橋脚などのような長尺な鉄筋コンクリート構造体を構築する場合には、該鉄筋コンクリート構造体中に配設されるべき鉄筋の製造、運搬コストを低廉化すべく、複数の鉄筋の端部どうしをつなぎ合わせ、構築されるべきコンクリート構造物の長さに対応させている。
【０００３】
このように複数の鉄筋の端部どうしをつなぎ、つながれた鉄筋端部の周囲にコンクリートを打設することで形成される継手部、即ち、つながれた鉄筋の端部と、これら鉄筋端部の周囲のコンクリート部とからなる部分の一形態として、重ね継手部がある。重ね継手部とは、鉄筋コンクリート構造体において、互いに平行に所定長さ重ね合わされた鉄筋の端部どうしと、これら鉄筋端部の周囲に打設されたコンクリートとからなる部分である。
【０００４】
このような重ね継手部においては、複数の鉄筋の端部どうしを所定の長さ重ね合わせてコンクリート中に配設することにより鉄筋をつないでいる。そのため、鉄筋の端部どうしを溶接したり、鉄筋端部に設けられた雄ネジ部と雌ネジ部とを螺合させたりするなどして接合し、この周囲にコンクリートを打設することで形成される、いわゆる溶接継手部やガス圧接継手部、機械式継手部などと比較して、重ね継手部は、その形成において鉄筋の端部どうしを接合しない分、低コストで容易に形成されることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、重ね継手部を含む鉄筋コンクリート構造体では、上述の溶接継手部やガス圧接継手部、機械式継手部などを含む鉄筋コンクリート構造体と異なり、継手部において鉄筋どうしが接合されていない分、重ね継手部の強度が低くなるため、重ね継手部の形成箇所に制限があった。
【０００６】
本発明の課題は、重ね継手部を容易に補強することができ、重ね継手部の形成箇所に制限のない構造用鋼材の継手構造を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、例えば図１から図４に示すように、コンクリート中で互いに平行に埋め込まれる複数の構造用鋼材（例えば、上部主鉄筋１０及び下部主鉄筋１１）の継手構造１において、
前記複数の構造用鋼材１０，１１のそれぞれの端部（例えば、上部主鉄筋の下端部２０及び下部主鉄筋の上端部２１）が所定長さ重ね合わされ、
これら重なる複数の端部（例えば、重なり部分２，…）を、その周囲で囲むよう配置された囲み部材（例えば、スパイラル鋼材４０）と、
前記囲み部材４０に囲まれた部分に、前記囲み部材４０に当接させてコンクリートを打設することで形成され、前記囲み部材４０および前記重なる複数の端部２が定着されたコンクリート部（例えば、継手コンクリート部３）とを備え、
前記囲み部材４０は、
前記重なる複数の端部２を一緒に囲むように螺旋状に巻回された鋼材であり、
各螺旋部分の間隔が前記コンクリート部３におけるコンクリートの骨材の最大寸法よりも短く、
かつ、前記コンクリート部３の外周に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、所定長さで重なる複数の構造用鋼材のそれぞれの端部は、これら重なる複数の端部の周囲で囲み部材によって囲まれており、コンクリート部は、囲み部材に囲まれた部分に、該囲み部材に当接させてコンクリートを打設することで形成され、前記重なる複数の端部及び囲み部材に定着しているので、前記重なる複数の端部とコンクリート部と囲み部材とは一体化した状態となっており、前記重なる複数の端部が、前記コンクリート部により拘束されるのに加えて、該コンクリート部を介して囲み部材により拘束される。即ち、囲み部材によって、従来の重ね継手部、つまり前記重なる複数の端部とこれら重なる複数の端部に定着したコンクリート部などからなる部分が補強される。従って、コンクリート構造体において重ね継手部の強度が低くならないため、重ね継手部の形成箇所に制限がない。更に、囲み部材を配置することによって重ね継手部が補強されるので、重ね継手部を低コストで容易に補強することができる。
また、囲み部材は、互いに平行な前記重なる複数の端部を一緒に囲むように螺旋状に巻回された鋼材であるので、一本の鋼材を巻回し前記重なる複数の端部を一緒に囲むことにより、低コストで容易に重ね継手部を補強することができる。
また、囲み部材は、前記重なる複数の端部を一緒に囲むように螺旋状に巻回された鋼材であり、各螺旋部分の間隔が前記コンクリート部におけるコンクリートの骨材の最大寸法よりも短いので、互いに隣接する各螺旋部分の間をコンクリートの骨材が通過することがない。そのため、コンクリート部が荷重（軸力）を受けた場合には、囲み部材の内側にコンクリート部中の骨材が留められ、コンクリート部が水平方向に膨らんで変形するのが防止される。従って、コンクリート部中の骨材などの密度低下を防ぐことによってコンクリート部の強度低下を防ぐことができるため、重ね継手部をより強く補強することができる。
さらに、囲み部材は、前記コンクリート部の外周に配置されていることにより、コンクリート部において生じるひび割れは、コンクリート部に定着された囲み部材をまたいで伸長することがないので、該囲み部材によって、コンクリート部中のひび割れの伸長を防止することができる。
【０００９】
ここで、構造用鋼材は、コンクリート中に埋め込まれる鋼材であれば、鉄筋や鉄骨、鋼管など、如何なる形状のものでも良い。
また、囲み部材は、鉄筋や鋼線などにより形成されていることが好ましい。
【００１２】
請求項２記載の発明は、例えば図１から図４に示すように、請求項１記載の構造用鋼材の継手構造１において、
前記囲み部材４０は前記重なる複数の端部２，…の周囲に、これら重なる複数の端部２，…のそれぞれから離間した状態で配置されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、囲み部材は前記重なる複数の端部の周囲に、これら重なる複数の端部のそれぞれから離間した状態で配置されているので、前記重なる複数の端部と囲み部材との間にコンクリートが充填されて形成されるコンクリート部は、囲み部材が前記重なる複数の端部のそれぞれから離間している分、厚みを有した状態となり、前記重なる複数の端部及び囲み部材の内周側の部分は、コンクリート部に確実に定着され該コンクリート部と、より一体化した状態となる。従って、前記重なる複数の端部は、囲み部材との間に充填されたコンクリート部の厚み分、いっそう拘束されるとともに、該コンクリート部と確実に一体化した囲み部材によっていっそう拘束される。即ち、コンクリート部と囲み部材とによって、重ね継手部がいっそう補強される。
【００１４】
請求項３記載の発明は、例えば図１から図４に示すように、請求項１または２に記載の構造用鋼材の継手構造１において、
前記コンクリート部３は、繊維補強コンクリートからなることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、コンクリート部は繊維補強コンクリートからなるので、該繊維補強コンクリートによって、重ね継手部を更に補強することができる。また、あらゆる方向に向かってコンクリート中で散在する複数の繊維によって、コンクリート部に生じるひび割れが伸長するのを防ぐことができる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、例えば図３に示すように、請求項１〜３の何れか一項に記載の構造用鋼材の継手構造１において、
前記重なる複数の端部２，…のうち、少なくとも１つの端部の先端は折曲していることを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、前記重なる複数の端部のうち、少なくとも１つの端部の先端は折曲しているので、構造用鋼材の端部のうち、折曲していない部分と折曲した端部の先端とがそれぞれ互いに異なる方向に延在してコンクリート部に定着される。従って、これらコンクリート部に定着された折曲していない部分と折曲した部分とによって、折曲した構造用鋼材の端部はコンクリート部中に確実に拘束された状態となるため、重ね継手部がいっそう補強される。
請求項５記載の発明は、請求項１から４のうちの何れかに記載の構造用鋼材の継手構造１において、
前記複数の構造用鋼材１０，１１は、端部で略コ字状に連結されていることを特徴とする。
請求項５記載の発明によれば、複数の構造用鋼材は端部で略コ字状に連結されているので、各対をなす構造用鋼材の端部どうしが互いに拘束された状態となる。従って、構造用鋼材を配設する作業が容易となる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、例えば図２または図４に示すように、請求項１〜５の何れか一項に記載の構造用鋼材（例えば、柱主鉄筋１１０及び杭主鉄筋１１１）の継手構造１００において、
コンクリート中で互いに平行に埋め込まれ、端部（例えば、柱主鉄筋の下端部１２０及び杭主鉄筋の上端部１２１）が所定長さ重ね合わされる前記複数の構造用鋼材の一方は、杭１５３の軸方向に埋設された構造用鋼材１１１の上端部１２１であり、他方は、柱１５２の軸方向に埋設された構造用鋼材１１０の下端部１２０であることを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載の発明によれば、杭の軸方向に埋設された構造用鋼材の上端部と、柱の軸方向に埋設された構造用鋼材の下端部とは、コンクリート中で互いに平行に埋め込まれて所定長さ重ね合わされるとともに、これら重なる構造用鋼材の端部の周囲を囲む囲み部材、及びこの囲み部材によって囲まれた部分にコンクリートを打設して形成されたコンクリート部と一体化した状態となっているので、杭の構造用鋼材の上端部及び柱の構造用鋼材の下端部とコンクリート部などとによって形成される重ね継手部が囲み部材によって補強される。従って、図６に示されるように、杭と柱との接合部分に鉄筋コンクリートからなるフーチングを設けることにより杭と柱とを接合する場合と異なり、杭の構造用鋼材の上端及び柱の構造用鋼材の下端をそれぞれ折曲するとともに、これら折曲された部分の周囲に鉄筋を配設するといった煩雑な作業が必要ない分、杭と柱との接合部分を容易に形成することができる。
【００２０】
請求項７記載の発明は、例えば図２または図４に示すように、請求項６記載の構造用鋼材の継手構造において、
前記杭１５３の軸方向に埋設された構造用鋼材１１１と、柱１５２の軸方向に埋設された構造用鋼材１１０とは、それぞれ、前記杭１５３または柱１５２の側周に沿って並ぶように複数配置され、
前記杭１５３の軸方向に埋設された各構造用鋼材１１１の上端部１２１は、前記柱１５２の軸方向に埋設された各構造用鋼材１１０の下端部１２０よりも、前記囲み部材４０に近接するように配置されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項７記載の発明によれば、杭の側周に沿って並ぶように配置されているとともに杭の軸方向に埋設された各構造用鋼材の上端部は、柱の側周に沿って並ぶように配置されているとともに柱の軸方向に埋設された各構造用鋼材の下端部よりも囲み部材に近接するように配置されているので、杭の複数の構造用鋼材の上端部で囲まれる部分の内側に柱の複数の構造用鋼材の下端部を配設することにより、杭の構造用鋼材の上端部と柱の構造用鋼材の下端部とを互いに重ね合わされた状態とすることができ、柱と杭との接合部分を容易に形成することができる。
【００２２】
請求項８記載の発明は、例えば図２または図４に示すように、請求項６記載の構造用鋼材の継手構造において、
前記杭１５３の軸方向に埋設された構造用鋼材１１１と、柱１５２の軸方向に埋設された構造用鋼材１１０とは、それぞれ、前記杭１５３または柱１５２の側周に沿って並ぶように複数配置され、
前記柱１５２の軸方向に埋設された各構造用鋼材１１０の下端部１２０は、前記杭１５３の軸方向に埋設された各構造用鋼材１１１の上端部１２１よりも、前記囲み部材４０に近接するように配置されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の発明によれば、柱の側周に沿って並ぶように配置されているとともに柱の軸方向に埋設された各構造用鋼材の下端部は、杭の側周に沿って並ぶように配置されているとともに杭の軸方向に埋設された各構造用鋼材の上端部よりも囲み部材に近接するように配置されているので、杭の複数の構造用鋼材の上端部で囲まれる部分の外側に柱の複数の構造用鋼材の上端部を配設することにより、柱の構造用鋼材の上端部と杭の構造用鋼材の下端部とを互いに重ね合わされた状態とすることができ、柱と杭との接合部分を容易に形成することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図１から図５を参照して本発明を適用した構造用鋼材の継手構造について詳細に説明する。なお、本実施の形態においては、構造用鋼材を、鉄筋コンクリート構造体中の主鉄筋として説明する。
【００２９】
〔第一の実施の形態〕
図１は、本発明に係る主鉄筋の継手構造１を適用した鉄筋コンクリート構造体５０の要部を示す図である。
鉄筋コンクリート構造体５０は、鉛直方向に延在する円柱状に構築されており、図１に示すように、内部において上部主鉄筋１０及び下部主鉄筋１１がつながれている継手部５１と、該継手部５１の外周部分で螺旋状に巻回されたスパイラル鋼材４０と、継手部５１の上下に隣接した上部構成体５２と、下部構成体５３等とから一体に構成されている。
【００３０】
上部構成体５２は、継手部５１の上部に位置する上コンクリート部６２と、該上コンクリート部６２中に配設された上部骨組み８０から継手部５１を構成する下端部（後述の主鉄筋下端部２０）を除いた部分等とからなる。
上部骨組み８０は、鉄筋コンクリート構造体５０の長さ方向、つまり鉛直方向に延在し上コンクリート部６２を補強している複数の上部主鉄筋１０，…と、これら複数の上部主鉄筋１０，…の間隔を保つために上部主鉄筋１０に溶接されている複数の補助筋１２，…とからなる。このうち、上部主鉄筋１０と補助筋１２とは棒状の鉄筋である。また、複数の補助筋１２，…は、上部主鉄筋１０と直交するように所定の間隔ごとに配設された状態で複数の上部主鉄筋１０，…に溶接されている。なお、斯かる上部骨組み８０のうち、複数の上部主鉄筋１０，…の下端部（以下、主鉄筋下端部とする）２０，…は、以下の説明においては便宜的に継手部５１に含まれるものとする。
また、下部構成体５３は、下コンクリート部６３と、該下コンクリート部６３中に配設された下部骨組み８１から継手部５１を構成する上端部（後述の主鉄筋上端部２１）を除いた部分等とからなる。
下部骨組み８１は、鉛直方向に延在し下コンクリート部６３を補強している複数の下部主鉄筋１１，…と、これら複数の下部主鉄筋１１，…の間隔を保つために下部主鉄筋１１に溶接されている複数の補助筋１２，…とからなる。このうち、下部主鉄筋１１と補助筋１２とは棒状の鉄筋である。また、複数の補助筋１２，…は、下部主鉄筋１１と直交するように所定の間隔ごとに配設された状態で複数の下部主鉄筋１１，…に溶接されている。なお、斯かる下部骨組み８１のうち、複数の下部主鉄筋１１，…の上端部（以下、主鉄筋上端部とする）２１，…は、以下の説明においては便宜的に継手部５１に含まれるものとする。
【００３１】
継手部５１は、鉄筋コンクリート構造体５０において、下部構成体５３中に配設された下部骨組み８１の上部と、上部構成体５２中に配設された上部骨組み８０の下部との間に延在する部分である。斯かる継手部５１は、互いに近接した状態で所定の長さ重ね合わされている複数の主鉄筋下端部２０，…及び主鉄筋上端部２１，…（以下、重なり部分２とする）と、スパイラル鋼材４０によって囲まれる部分に打設された継手コンクリート部３と、補助筋１２等とからなる。
【００３２】
継手コンクリート部３は、スパイラル鋼材４０に囲まれた部分に、該スパイラル鋼材４０に当接させてコンクリートを打設することで形成されている。このように形成された継手コンクリート部３は、複数の重なり部分２，…及びスパイラル鋼材４０に定着し、複数の重なり部分２，…及びスパイラル鋼材４０と一体化した状態となっている。なお、本実施の形態においては、継手コンクリート部３は、鋼繊維が混入された鋼繊維補強コンクリートとしている。
【００３３】
スパイラル鋼材４０は、長尺な鋼線であり、複数の重なり部分２，…を一緒に囲むように、複数の重なり部分２，…の周囲に、これら主鉄筋上下端部２１，２０のそれぞれから離間した状態で配置されている。また、スパイラル鋼材４０の中心軸は、継手部５１の延在方向、即ち鉛直方向と平行となっており、斯かる中心軸方向において互いに隣接するスパイラル鋼材４０の各螺旋部分の間隔は一定となっている。
【００３４】
なお、上記各螺旋部分の間隔は、継手コンクリート部３に含まれる骨材（図示せず）の最大寸法よりも短くされていることが好ましい。この場合、互いに隣接する各螺旋部分の間を骨材が通過することがないため、継手コンクリート部３が荷重（軸力）を受けた際に、スパイラル鋼材４０の内側に継手コンクリート部３中の骨材が留められ、継手コンクリート部３が水平方向に膨らんで変形するのを防ぐことができる。これにより、継手コンクリート部３中の骨材などの密度低下を防ぐことによって継手コンクリート部３の強度低下を防ぐ、いわゆるコンファインド効果を得ることができる。
【００３５】
次に、上記のような鉄筋コンクリート構造体５０を構築する手順について説明する。
まず、上部骨組み８０及び下部骨組み８１を、予め工場などにおいて形成する。
【００３６】
次に、形成された下部骨組み８１を、該下部骨組み８１の複数の下部主鉄筋１１，…が鉛直方向に延在するように配設し、下部骨組み８１の上部まで、即ち、下部主鉄筋１１の上端部２１の基端部分までコンクリートを打設することにより下コンクリート部６３を形成する。なお、コンクリートの打設には、内周面が円柱を画成するよう形成された図示しない型枠を用いている。
次に、形成された下部構成体５３の上部に上部骨組み８０を配設するとともに、下部構成体５３の上部から上方に突出している複数の下部主鉄筋１１，…の上端部２１，…と、上方に並べて配設された上部骨組み８０の下部において下方に突出した上部主鉄筋１０，…の下端部２０，…とを互いに近接させて鉛直方向に所定長さ重ね合わせる。
【００３７】
次に、互いに重ねられた複数の主鉄筋上端部２１及び主鉄筋下端部２０、即ち複数の重なり部分２，…から離間した状態で、これら複数の重なり部分２，…の周囲を螺旋状に囲むようにスパイラル鋼材４０を配置するとともに、このスパイラル鋼材４０の外側に型枠を配置し、型枠の内周面をスパイラル鋼材の外周部に当接させる。
【００３８】
次に、型枠に囲まれた部分、即ち、スパイラル鋼材４０に囲まれた部分に、スパイラル鋼材４０及び複数の重なり部分２，…を定着させるべく、該スパイラル鋼材４０に当接させて鋼繊維補強コンクリートを打設することにより、継手コンクリート部３を形成する。なお、鋼繊維補強コンクリートの打設は、打設された鋼繊維補強コンクリートがスパイラル鋼材４０と複数の重なり部分２，…との間に充填された状態となるように行われる。斯かる鋼繊維補強コンクリートの打設は、下コンクリート部６３を形成するコンクリートと混合して継手コンクリート部３の強度が落ちないよう、かつ、下コンクリート部６３と継手コンクリート部３とが一体となるよう、下コンクリート部６３を形成するコンクリートの打接の後、所定の時間経過後に行われるのが好ましい。
そして、打設された鋼繊維補強コンクリートを、複数の重なり部分２，…及びスパイラル鋼材４０に定着した状態で硬化させ、複数の重なり部分２，…とスパイラル鋼材４０と継手コンクリート部３とを一体化した状態とする。
最後に、形成された継手部５１の上部に位置する複数の上部主鉄筋１０，…及び補助筋１２，…の周囲に、型枠を用いてコンクリートを打設し、上コンクリート部６２を形成する。
【００３９】
以上のように構築された鉄筋コンクリート構造体５０における主鉄筋の継手構造１によれば、継手コンクリート部３と複数の重なり部分２，…とスパイラル鋼材４０とは一体化した状態となっており、複数の重なり部分２，…が、継手コンクリート部３により拘束されるのに加えて、該継手コンクリート部３を介してスパイラル鋼材４０により拘束される。即ち、スパイラル鋼材４０を配置することによって継手部５１が補強される。従って、鉄筋コンクリート構造体５０において継手部５１の強度が低くならないため、継手部５１が形成されるべき箇所に制限がない。また、スパイラル鋼材４０を配置することによって継手部５１が補強されるので、継手部５１を低コストで容易に補強することができる。更に、継手部５１を形成する際に、従来の溶接継手部やガス圧接継手部などを形成する場合と異なり、上部主鉄筋１０と下部主鉄筋１１とを溶接する設備が必要なく、更に、溶接にかかる施工時間の分、鉄筋コンクリート構造体５０の施工期間を短縮することができる。
【００４０】
また、スパイラル鋼材４０は、互いに平行な複数の重なり部分２，…の周囲を囲むように螺旋状に巻回された鋼材であるので、低コストに設けられる一本の鋼材を巻回し、複数の重なり部分２，…を一緒に囲むことにより、低コストで容易に継手部５１を補強することができる。
【００４１】
また、スパイラル鋼材４０は複数の重なり部分２，…の周囲に、これら重なり部分２，…のそれぞれから離間した状態で配置されているので、スパイラル鋼材４０と複数の重なり部分２，…との間に繊維補強コンクリートが充填されて形成された継手コンクリート部３は、スパイラル鋼材４０が複数の重なり部分２，…のそれぞれから離間している分、厚みを有した状態となり、複数の重なり部分２，…及びスパイラル鋼材４０の内周側の部分は、継手コンクリート部３に確実に定着され該継手コンクリート部３と、より一体化した状態となる。従って、複数の重なり部分２，…は、スパイラル鋼材４０との間に充填された継手コンクリート部３の厚み分、いっそう拘束されるとともに、該継手コンクリート部３と確実に一体化したスパイラル鋼材４０によっていっそう拘束される。即ち、継手コンクリート部３とスパイラル鋼材４０とによって、継手部５１がいっそう補強される。
【００４２】
また、継手コンクリート部３において生じるひび割れは、継手コンクリート部３に定着されたスパイラル鋼材４０をまたいで伸長することがないので、該スパイラル鋼材４０によって、継手コンクリート部３中のひび割れの伸長を防止することができる。
【００４３】
また、継手コンクリート部３は繊維補強コンクリートからなるので、該繊維補強コンクリートによって、継手部５１を更に補強することができる。また、あらゆる方向に向かってコンクリート中で散在する繊維によって、継手コンクリート部３に生じるひび割れが伸長するのを防ぐことができる。
【００４４】
〔第二の実施の形態〕
次に、本発明を適用した第二の実施の形態を、図２を参照して説明する。なお、上記第一の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図２は、本第二の実施の形態における主鉄筋の継手構造１００を適用した杭１５３と柱１５２との接合部分１０１を示した図である。
【００４５】
接合部分１０１は、図２に示すように、杭１５３の上端から上方に突出した複数の杭主鉄筋１１１，…の上端部１２１，…及び柱１５２の下端から下方に突出した複数の柱主鉄筋１１０，…の下端部１２０，…が内部においてつながれている継手部１５１と、該継手部１５１の外周部分で螺旋状に巻回されたスパイラル鋼材４０等とから一体に構成されている。
継手部１５１は、杭１５３の上端から上方に突出した複数の杭主鉄筋１１１，…の上端部１２１，…と、柱１５２の下端から下方に突出した複数の柱主鉄筋１１０，…の下端部１２０，…と、スパイラル鋼材４０によって囲まれる部分に打設された継手コンクリート部３等とからなる。
【００４６】
杭１５３は、地盤中に鉛直に立設された鉄筋コンクリート構造体であり、円柱状のコンクリート部１６３と、該コンクリート部１６３中に鉛直に埋め込まれた複数の杭主鉄筋１１１，…等とからなる。これら複数の杭主鉄筋１１１，…は、コンクリート部１６３中で互いに平行に埋め込まれ、杭１５３の側周に沿って並ぶように配置されている。
【００４７】
柱１５２は、杭１５３の上部に鉛直に設けられた鉄筋コンクリート構造体であり、四角柱状のコンクリート部１６２と、該コンクリート部１６２中に鉛直に埋め込まれた複数の柱主鉄筋１１０，…等とからなる。斯かる柱１５２は、接合部分１０１において杭１５３と接合されている。複数の柱主鉄筋１１０，…は、コンクリート部１６２中で互いに平行に埋め込まれ、柱１５２の側周に沿って並ぶように配置されている。なお、本第二の実施の形態においては、柱１５２のコンクリート部１６２の中心軸と杭１５３のコンクリート部１６３の中心軸とは同軸となっている。またなお、コンクリート部１６２の矩形状の水平断面における対角線の長さは、コンクリート部１６３の直径よりも短くなっている、つまり、コンクリート部１６２は、コンクリート部１６３よりも細くなっている。
【００４８】
上記のような複数の柱主鉄筋１１０，…の下端部１２０，…は、複数の杭主鉄筋１１１，…の上端部１２１，…によって囲まれた円筒形上の内側に配置され、これら複数の杭主鉄筋１１１，…の上端部１２１，…と重ねられた状態となっている。つまり、複数の柱主鉄筋１１０，…の下端部１２０，…は、複数の杭主鉄筋１１１，…の上端部１２１，…よりもスパイラル鋼材４０から離間した状態で複数の杭主鉄筋１１１，…の上端部１２１，…と重ねられている。
【００４９】
以上のように構築された主鉄筋の継手構造１００によれば、杭主鉄筋１１１の上端部１２１及び柱主鉄筋１１０の下端部１２０と継手コンクリート部３などとによって形成される継手部１５１がスパイラル鋼材１４０によって補強される。従って、図６に示されるように、杭２５３と柱２５２との接合部分２０１にフーチング２０５を設ける場合と異なり、杭主鉄筋２１１の上端及び柱主鉄筋２１０の下端をそれぞれ折曲するとともに、これら折曲された部分２９１，２９２の周囲に複数の棒状の補助筋２１２，…をかご状に配設するといった煩雑な作業が必要ない分、杭１５３と柱１５２との接合部分１０１を容易に形成することができる。更に、複数の補助筋２１２，…を配設しない分、杭主鉄筋１１１の上端部１２１及び柱主鉄筋１１０の下端部１２０の周囲に、鋼繊維補強コンクリートを容易に打設することができる。
【００５０】
また、複数の杭主鉄筋１１１，…の上端部１２１，…で囲まれる部分の内側に複数の柱主鉄筋１１０，…の下端部１２０，…を配設することにより、杭主鉄筋１１１の上端部１２１と柱主鉄筋１１０の下端部１２０とを互いに重ね合わされた状態とすることができ、柱１５２と杭１５３との接合部分１０１を容易に形成することができる。
【００５１】
なお、上記第一及び第二の実施の形態においては、鉄筋コンクリート構造体５０を、鉛直方向に延在する円柱として説明したが、これに限らず、継手部５１を含んで構築されるものであれば、如何なる鉄筋コンクリート構造体であっても良い。
【００５２】
また、複数の重なり部分２，…は、互いに近接した状態でその長さ方向に重ね合わされていることとして説明したが、これに限らず、互いに隣接した状態で重ね合わされていることとしても良い。
【００５３】
また、上部主鉄筋１０及び下部主鉄筋１１は、棒状のものとして説明したが、これに限らず、互いに重ねられている先端において折曲しているものとしても良い。この場合、継手コンクリート部３は、複数の重なり部分２，…のうち、折曲していない部分と折曲した先端部分とは、それぞれ継手コンクリート部３に定着され、継手コンクリート部３中に確実に拘束された状態となるため、継手部５１がいっそう補強される。
更に、上部主鉄筋１０及び下部主鉄筋１１は、図３に示すように、互いに隣接する複数対の上部主鉄筋１０，１０及び下部杭主鉄筋１１，１１の先端どうしの間に水平な水平筋９０が設けられた構成としても良い。この場合、複数の重なり部分２，…は、正面視略コ字状を形成している。このように上部主鉄筋１０，１０及び下部杭主鉄筋１１，１１の先端どうしの間に水平筋９０が設けられた場合、各対をなす上部主鉄筋１０，１０及び下部杭主鉄筋１１，１１の先端どうしが水平筋９０を介して互いに拘束された状態となるので、上部骨組み８０と下部骨組み８１とを配設する作業が容易となる。
【００５４】
また、継手コンクリート部３は、鋼繊維補強コンクリートからなることとして説明したが、継手部５１が継手コンクリート部３によって補強される限りにおいて、ビニロン繊維やポリプロピレン繊維、ナイロン繊維などを含む他の繊維補強コンクリートからなることとしても良いし、繊維が混入されていない高強度コンクリートからなることとしても良い。
【００５６】
また、継手部５１には補助筋１２が含まれることとして説明したが、補助筋１２が含まれないこととしても良い。
また、鉄筋コンクリート構造体５０を構築する手順の一部を、下部骨組み８１を配設した後、コンクリートを打設して下コンクリート部６３を形成し、次に、上部骨組み８０を配設することとして説明したが、継手コンクリート部３を形成する鋼繊維補強コンクリートが、上下コンクリート部６２，６３を形成するコンクリートと混ざり合うことによって低い強度とならない限りにおいて、例えば以下の手順によって行われることとしても良い。即ち、まず上下骨組み８０，８１を上下に並べて配設した後、下コンクリート部６３を形成するコンクリートを打設し、次に継手コンクリート部３を形成する鋼繊維補強コンクリートを打設する等の手順によって行われることとしても良い。
また、上部骨組み８０及び下部骨組み８１を、予め工場などにおいて形成されるものとして説明したが、これに限らず、鉄筋コンクリート構造体５０の構築現場において形成されるものとしても良い。
【００５７】
また、柱１５２のコンクリート部１６２は杭１５３のコンクリート部１６３よりも細くなっていることとして説明したが、これに限らず、図５に示すように、杭１５３のコンクリート部１６３の方が柱１５２のコンクリート部１６２よりも細くなっていることとしても良い。図５においては、複数の杭主鉄筋１１１点の上端部１２１，…は、複数の柱主鉄筋１１０の下端部１２０よりも、スパイラル鋼材４０から離間するように配置されている。
更に、柱１５２のコンクリート部１６２の中心軸と杭１５３のコンクリート部１６３の中心軸とは同一直線をなしていることとして説明したが、柱１５２と杭１５３とが接合部分１０１において接合される限りにおいて、同一直線をなさないこととしても良い。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、囲み部材によって、従来の重ね継手部、つまり重ねられた複数の構造用鋼材の端部とこれら重なる複数の端部に定着したコンクリート部などからなる部分が補強される。従って、囲み部材を配置することによって重ね継手部が補強されるので、重ね継手部を低コストで容易に補強することができる。また、一本の鋼材を巻回し前記重なる複数の端部を一緒に囲むことにより、低コストで容易に重ね継手部を補強することができる。また、コンクリート部中の骨材などの密度低下を防ぐことによってコンクリート部の強度低下を防ぐことができるため、重ね継手部をより強く補強することができる。
さらに、コンクリート部において生じるひび割れは、コンクリート部に定着された囲み部材をまたいで伸長することがないので、該囲み部材によって、コンクリート部中のひび割れの伸長を防止することができる。
【００５９】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、重ねられた複数の構造用鋼材の端部は、囲み部材との間に充填されたコンクリート部の厚み分、いっそう拘束されるとともに、該コンクリート部と確実に一体化した囲み部材によっていっそう拘束される。即ち、コンクリート部と囲み部材とによって、重ね継手部がいっそう補強される。
【００６１】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、繊維補強コンクリートによって、重ね継手部を更に補強することができる。
【００６２】
請求項４記載の発明によれば、請求項１から３のうちの何れかに記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、重ね継手部がいっそう補強される。
請求項５記載の発明によれば、請求項１から４のうちの何れかに記載の発明と同様の効果を得られるのは勿論のこと、各対をなす構造用鋼材の端部どうしが互いに拘束された状態となるため、構造用鋼材を配設する作業が容易となる。
【００６３】
請求項６記載の発明によれば、請求項１から５のうちの何れかに記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、杭の構造用鋼材の上端部及び柱の構造用鋼材の下端部とコンクリート部などとによって形成される重ね継手部が囲み部材によって補強される。
【００６４】
請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、柱と杭との接合部分を容易に形成することができる。
請求項８記載の発明によれば、請求項６記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、柱と杭との接合部分を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る第一の実施の形態における主鉄筋の継手構造を適用した鉄筋コンクリート構造体の要部を示す図である。
【図２】 本発明に係る第二の実施の形態における主鉄筋の継手構造を適用した杭と柱との接合部分を示した図である。
【図３】 本発明に係る第一の実施の形態における主鉄筋の継手構造の変形例の要部を示した図である。
【図４】 本発明に係る第二の実施の形態における主鉄筋の継手構造の変形例を示した図である。
【図５】 従来の杭と柱との接合部分を示した図である。
【符号の説明】
１，１００ 構造用鋼材の継手構造
２ 重なり部分（重なる複数の端部）
３ 継手コンクリート部
１０，１１ 上部主鉄筋及び下部主鉄筋（構造用鋼材）
２０，２１ 上部主鉄筋の下端部及び下部主鉄筋の上端部（構造用鋼材の端部）
４０ スパイラル鋼材（囲み部材）
１１０ 柱主鉄筋（構造用鋼材）
１１１ 杭主鉄筋（構造用鋼材）
１２０ 柱主鉄筋の下端部（構造用鋼材の端部）
１２１ 杭主鉄筋の上端部（構造用鋼材の端部）
１５２ 柱
１５３ 杭
Claims (8)
- コンクリート中で互いに平行に埋め込まれる複数の構造用鋼材の継手構造において、
前記複数の構造用鋼材のそれぞれの端部が所定長さ重ね合わされ、
これら重なる複数の端部を、その周囲で囲むよう配置された囲み部材と、
前記囲み部材に囲まれた部分に、前記囲み部材に当接させてコンクリートを打設することで形成され、前記囲み部材および前記重なる複数の端部が定着されたコンクリート部とを備え、
前記囲み部材は、
前記重なる複数の端部を一緒に囲むように螺旋状に巻回された鋼材であり、
各螺旋部分の間隔が前記コンクリート部におけるコンクリートの骨材の最大寸法よりも短く、
かつ、前記コンクリート部の外周に配置されていることを特徴とする構造用鋼材の継手構造。 - 請求項１記載の構造用鋼材の継手構造において、
前記囲み部材は前記重なる複数の端部の周囲に、これら重なる複数の端部のそれぞれから離間した状態で配置されていることを特徴とする構造用鋼材の継手構造。 - 請求項１または２に記載の構造用鋼材の継手構造において、
前記コンクリート部は、繊維補強コンクリートからなることを特徴とする構造用鋼材の継手構造。 - 請求項１から３のうちの何れかに記載の構造用鋼材の継手構造において、
前記重なる複数の端部のうち、少なくとも１つの端部の先端は折曲していることを特徴とする構造用鋼材の継手構造。 - 請求項１から４のうちの何れかに記載の構造用鋼材の継手構造において、
前記複数の構造用鋼材は、端部で略コ字状に連結されていることを特徴とする構造用鋼材の継手構造。 - 請求項１から５のうち何れかに記載の構造用鋼材の継手構造において、
コンクリート中で互いに平行に埋め込まれ、端部が所定長さ重ね合わされる前記複数の構造用鋼材の一方は、杭の軸方向に埋設された構造用鋼材の上端部であり、他方は、柱の軸方向に埋設された構造用鋼材の下端部であることを特徴とする構造用鋼材の継手構造。 - 請求項６記載の構造用鋼材の継手構造において、
前記杭の軸方向に埋設された構造用鋼材と、柱の軸方向に埋設された構造用鋼材とは、それぞれ、前記杭または柱の側周に沿って並ぶように複数配置され、
前記杭の軸方向に埋設された各構造用鋼材の上端部は、前記柱の軸方向に埋設された各構造用鋼材の下端部よりも、前記囲み部材に近接するように配置されていることを特徴とする構造用鋼材の継手構造。 - 請求項６記載の構造用鋼材の継手構造において、
前記杭の軸方向に埋設された構造用鋼材と、柱の軸方向に埋設された構造用鋼材とは、それぞれ、前記杭または柱の側周に沿って並ぶように複数配置され、
前記柱の軸方向に埋設された各構造用鋼材の下端部は、前記杭の軸方向に埋設された各構造用鋼材の上端部よりも、前記囲み部材に近接するように配置されていることを特徴とする構造用鋼材の継手構造。
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