JP4029097B2 - コンクリート製品の連結構造 - Google Patents

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Description

本発明は、ボックスカルバートなどのコンクリート製品をPC鋼より線により連結する場合のコンクリート製品の連結構造に関するものである。
従来、PC鋼棒を用いて複数のコンクリート製品を緊締連結する方法として、コンクリート製品にPC鋼棒を配置しておき、隣接するコンクリート製品の互いに対向するPC鋼棒をナットとカプラとを介して緊締定着することによりコンクリート製品を緊締連結する方法が行われている。特に、ボックスカルバートなど大型のコンクリート製品を緊締連結して管渠を形成する場合には、対向するPC鋼棒の軸線が一致しない場合であってもこれら対向するPC鋼棒を緊締連結できるようにすべく、ナットとともに用いる座金のカプラと接触する面を曲面にするとともに、そのような座金に対応するカプラの座金受け面を曲面状に成形した特殊なカプラを用いているものが知られている。(例えば特許文献1を参照)。
特公昭63−27494号
上述した特許文献1記載の構成では、座金の一般的な平板なものではなく、厚み方向の一方の面が曲面のものであるため、製造コストが上昇するものであった。また、カプラにあっても、そのような座金が接触する受け面を曲面に形成するので加工が難しく、製造工程が増えることにより同様に製造コストを上昇させるものとなった。加えて、PC鋼棒の端部に形成された雄ねじにナットを螺合しなければならず、狭い場所での作業となり、作業性が低下した。
本発明は以上に述べた課題を解決し、ボックスカルバートなど大型のコンクリート製品を利用した管渠の形成を、簡単な構成により安価に行うことができるようにするものである。
すなわち、本発明のコンクリート製品の連結構造は、隣接するコンクリート製品をコンクリート製品内に配置されるPC鋼より線に所定の緊張力をかけて定着することにより連結するコンクリート製品の連結構造において、コンクリート製品内に配置されるPC鋼より線がアンボンドPC鋼より線であり、アンボンドPC鋼より線の軸線と他方のコンクリート製品内に配置されるアンボンドPC鋼より線の軸線とが不一致な状態で相対するそれぞれのアンボンドPC鋼より線の端部を連結具で連結するもので、その少なくとも一方のアンボンドPC鋼より線の端部は位置調整可能に連結されるもので、それぞれのアンボンドPC鋼より線が角度をなして配置される場合に、アンボンドPC鋼より線を連結具で連結することにより連結具がアンボンドPC鋼より線の軸線による内角側に変位することを保定具により禁止することを特徴とする。
このような構成において、連結される一方のコンクリート製品にアンボンドPC鋼より線が配置されており、その端部の位置の変更が困難であって、他方のコンクリート製品内に配置されるアンボンドPC鋼より線の軸線が一方のコンクリート製品のアンボンドPC鋼より線の軸線と一致しないで相対しても、連結具がそれぞれのアンボンドPC鋼より線の端部の少なくとも一方を位置調整可能に連結する。このため、その一方のアンボンドPC鋼より線の端部の位置を調整することにより、両方のアンボンドPC鋼より線を例えば、その軸線が一致しない状態で確実に連結することが可能になる。また、隣接するコンクリート製品が角度をなして連結される構造において、アンボンドPC鋼より線の変位を確実に防止する。
具体的には、連結具は、アンボンドPC鋼より線の端部に固定される固定金具と、固定金具を両端において係止する接続金具とからなり、接続金具は、少なくともその一方の端部において固定金具の係止位置を変更可能に係止するものである。したがって、アンボンドPC鋼より線同士を連結する際に、接続金具の一方の端部において固定金具係止位置を調整することで、アンボンドPC鋼より線同士を、容易に連結することが可能になる。
アンボンドPC鋼より線の固定を容易にするには、固定金具が、アンボンドPC鋼より線を挿入するテーパ孔を有する筒部材と、テーパ孔に通されたアンボンドPC鋼より線とテーパ孔内面との間に配置してアンボンドPC鋼より線を締めつける楔部材とからなるものが好ましい。
アンボンドPC鋼より線のそれぞれの軸線が角度を形成して配置される場合に、固定金具の係止位置の変更を容易にできるようにするには、接続金具が、少なくとも一方の端部に固定金具と接触する内曲面を備えてなるものが好適である。
このような構成にあっては、保定具が、コンクリート製品に埋設される雌ねじ部材と、その雌ねじ部材に螺合する雄ねじ部を有するとともにPC鋼より線を拘束する拘束部を 有する拘束部材とからなるものが好ましい。
本発明は、以上説明したような構成であり、連結するコンクリート製品内に配置されるアンボンドPC鋼より線の軸芯が不一致である場合であっても、その状態で連結することができ、アンボンドPC鋼より線の配置の許容誤差を大きくすることができる。この結果、コンクリート製品の製造を容易にすることができ、コストの低減を図ることができる。
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
この第一実施例では、図1に示すように、コンクリート製品としてのボックスカルバート1を直線に配置して縦締め連結する場合のコンクリート製品の連結構造を説明する。
まず、隣接するそれぞれのボックスカルバート1は、上面を形成する頂版11と、底面を形成する底版12と、頂版と底版とに連続する左右の側壁13、14とを有して、その長手方向に垂直な方向の形状を例えば正方形形状としている。頂版11と左右の側壁13、14との境界部分、及び底版12と左右の側壁13、14との境界部分にはハンチ部15が形成してあり、両端の接合面16のハンチ部15に対応する位置には、連結のための凹部17が設けてある。凹部17は、接合面16に開口するとともにボックスカルバート1内部に向かって開口している。
ボックスカルバート1のハンチ部17内には、図2に示すように、その長手方向に沿って、PC鋼より線である可撓性を有するアンボンドPC鋼より線2が配置すなわち埋設してある。またアンボンドPC鋼より線2のそれぞれの端部は、凹部17内に露出して、後述する連結具3を固定し得るようになっている。
このようなボックスカルバート1は、水膨張ゴムなどの止水材9(図3に示す)を介して接合面16同士を接触させた状態でアンボンドPC鋼より線2を、連結具3を用いて連結することにより連結されるものである。この場合、それぞれのボックスカルバート1のアンボンドPC鋼より線2は、ボックスカルバート1毎に埋設位置がわずかではあるが異なっている。つまり、アンボンドPC鋼より線1は、ハンチ部15に埋設されるものであるが、ボックスカルバート1を連結するために施工現場において配置した場合に、各アンボンドPC鋼より線2の軸線CL1、CL2が一致するものではなく、それぞれの軸線CL1、CL2がわずかではあるがずれていることがある。したがって、アンボンドPC鋼より線2の端部の位置もずれるものである。
このように、ボックスカルバート1を連結するに際して、連結しようとするボックスカルバート1のアンボンドPC鋼より線2の軸線CL1、CL2が一致しない場合に、以下に説明する連結具3により、隣接するボックスカルバート1のアンボンドPC鋼より線2を連結するものである。
連結具3は、図3〜6に示すように、アンボンドPC鋼より線2の端部に固定される固定金具4と、固定金具4を両端において係止する接続金具5とからなる。固定金具4は、図4に示すように、筒部材41とその筒部材41に嵌め込まれる複数例えば3個で一組をなす楔部材42とからなる。筒部材41は、両端面が平坦であり、アンボンドPC鋼より線2がその内部を貫通し得るように、またアンボンドPC鋼より線2が貫通した状態で楔部材42がテーパ係合するテーパ状の内面を有するテーパ孔41aを備えている。テーパ孔41aは、筒部材41の一方の端部においてアンボンドPC鋼より線2の直径とほぼ同じ内径であるとともに、他方の端部において一組の楔部材42により形成される円錐台形状における最大外径よりわずかに小径にして形成してある。したがって、テーパ孔41aは、楔部材42のほぼ全体が完全に嵌合する形状をなしているものである。
このような筒部材41に対して、楔部材42は、図5に示すように、組をなす3個をあわせた場合にアンボンドPC鋼より線2の外径よりわずかに小径となる孔形状を形成する内側曲面42aを有するとともに、その内側曲面42aと背向する外側テーパ面42bを有している。一組の楔部材42は、テーパ孔41a内面と嵌合し得る大きさでその中心にアンボンドPC鋼より線2の外径よりも小径の貫通孔を有する円錐台を三分割して作成するものである。そして、一組の楔部材42は、筒部材41のテーパ孔41aに挿入されたアンボンドPC鋼より線2に内側曲面42aを密着させた状態でテーパ孔41aに嵌め込まれ、アンボンドPC鋼より線2に筒部材41を固定するものである。なお、この第一実施形態においては、3個で組をなす楔部材42を説明したが、3個に限定されるものではなく、2個あるいは4個で一組をなすものであってよい。
接続金具5は、図6に示すように、左右の係止側壁51、52と、左右の係止側壁51、52を接続する接続壁53とを備えている。それぞれの係止側壁51、52は、この第一実施形態においては円板形状をしており、外周よりその中心に向かってアンボンドPC鋼より線2の外径より大きな幅寸法で切り欠かれた切欠部51a、52aを有している。この切欠部51a、52aの幅寸法は、上述のようにアンボンドPC鋼より線2の外径より大きくしてあり、好ましくは固定金具4の係止位置を変更可能に係止し得るものとするものである。ただし、この幅寸法は、固定金具4の筒部材41の外径より小さく設定してある。切欠部51a、52aは、その長手方向を同じ方向つまり接続金具5の正面方向に向いて形成される。接続壁53は、円筒を直径方向において四等分して得られる曲面部材二枚からなり、その二枚の曲面部材を接続金具5の長手軸線に対して対象な位置(上下位置)に配置されて構成される。この場合に、係止側壁51、52の切欠部51a、52aの長手軸線に対してほぼ平行になるように曲面部材が配置されるもので、これによって接続金具5は切欠部51a、52aの前方と後方とが開放された形状となる。なお、この第一実施形態においては、それぞれの切欠部51a、52aの幅寸法を上述のように設定しているが、少なくとも一方の切欠部51a(52a)の幅寸法を上述の設定とするものであってよい。
なお、アンボンドPC鋼より線2の位置変更範囲を大きくするためには、切欠部51a、52aの幅寸法を筒部材41の外径より大きくし、その切欠部51a、52aの幅方向に横断して切欠部51a、52aの閉鎖端部を覆うに十分な大きさの外径の円板からなる平板ワッシャを用いる構成であってもよい。平板ワッシャは、アンボンドPC鋼より線2が貫通し得る幅寸法の長孔を有する構成で、その長孔の長さ範囲内でアンボンドPC鋼より線2の係止位置を変更し得るものとなる。
このような構成において、施工現場の所定位置に配置された隣接するボックスカルバート1の第一のボックスカルバート1aのアンボンドPC鋼より線2は、その端部を定着板6に挿通しておき、その状態で端部に筒部材41に通す。この後、アンボンドPC鋼より線2と筒部材41のテーパ孔41aとの間に一組の楔部材42を嵌入する。つまり、楔部材42の内側曲面42aをアンボンドPC鋼より線2に密着させ、さらに外側テーパ面42bを筒部材41のテーパ孔41aに密着させる。この状態において、固定金具4を定着板6に密着させておき、アンボンドPC鋼より線2を所定の緊張力で引っ張る。これにより、筒部材41内のそれぞれの楔部材42がテーパ孔41aの小径の開口方向に移動し、それぞれの楔部材42が筒部材41のテーパ面41aとアンボンドPC鋼より線2との間で、アンボンドPC鋼より線2を締めつけるように押圧する。これによってアンボンドPC鋼より線2が定着される。
第一のボックスカルバート1aのアンボンドPC鋼より線2を定着した後、その定着した側の端部に同様にして筒部材41と一組の楔部材42とをテーパ嵌合させて、定着に使用した筒部材41と楔部材42とから離れた位置において固定する。次に、第一のボックスカルバート1aに隣接する第二のボックスカルバート1bのアンボンドPC鋼より線2の、第一のボックスカルバート1aのアンボンドPC鋼より線2に対向するアンボンドPC鋼より線2の端部に、筒部材41と一組の楔部材42とをテーパ嵌合させてアンボンドPC鋼より線2の先端に近い位置において固定する。この場合に、第一のボックスカルバート1aのアンボンドPC鋼より線2に固定された固定金具4と第二のボックスカルバート1bのアンボンドPC鋼より線2に固定された固定金具4との間の距離は、接続金具5の係止側壁51、52間距離より短くなるようにしておく。
この後、それぞれのアンボンドPC鋼より線2の先端に近い位置に固定したそれぞれの固定金具4が接続金具5の係止側壁51、52内側になるように、接続金具5の切欠部51a、52aにそれぞれのアンボンドPC鋼より線2を挿入して、接続金具5をほぼ180°回転させる。そして、第二のボックスカルバート1bのアンボンドPC鋼より線2を第一のボックスカルバート1aのアンボンドPC鋼より線2から遠ざかるように所定の緊張力により引っ張ることにより、接続金具5にそれぞれの固定金具4が密着して、両方のアンボンドPC鋼より線2が連結されるとともに第一のボックスカルバート1aと第二のボックスカルバート1bとが連結される。
この場合に、第一のボックスカルバート1aのアンボンドPC鋼より線2と第二のボックスカルバート1bのアンボンドPC鋼より線2とのそれぞれの軸線CL1、CL2が一致していない、つまり両方のアンボンドPC鋼より線2の軸線CL1、CL2が交差することなく軸線CL1、CL2が不一致であるが、接続金具5の切欠部51、52において、アンボンドPC鋼より線2の位置、したがってそのアンボンドPC鋼より線2に固定された固定金具4の接続金具5に対する係止位置を変更することができるので、確実にアンボンドPC鋼より線2を接続することができる。そして、導入された緊張力は、それぞれのアンボンドPC鋼より線2の軸線CL1、CL2の方向に沿うものであるので、軸線CL1、CL2に対して垂直な方向の応力が発生することを防止することができ、切断などの不具合を確実に防止することができる。それゆえに、第一のボックスカルバート1aと第二のボックスカルバート1bとを緊張力を導入した状態で連結することができる。
上述の第一実施形態の接続金具5にあっては、それぞれの係止側壁51、52が円板形状のものを説明したが、係止側壁51、52の形状は円板形状に限定されるものでなく、四角形、六角形など多角形のものであってよい。
また上述の接続金具5にあっては、それぞれの係止側壁51、52が平らな円板形状のものを説明したが、隣接するボックスカルバートが角度を持って連結される、言い換えればボックスカルバートの長手軸線が交差するようにして連結される場合に適した接続金具を説明する。
すなわち、図7に示すように、連結されるそれぞれのボックスカルバート101は、その少なくとも一方の接合面がボックスカルバート101の長手軸線方向(図中に矢印A、Bで示す)に対して角度を持って形成されている、いわゆる斜角ボックスカルバートである。したがって、このような斜切された接合面を有した斜角ボックスカルバート101をそれらの接合面116において連結した場合には、斜角ボックスカルバート101同士はそれぞれの長手軸線をほぼ直線にして連結されるのではなく、角度をなして、接合面116の位置で長手軸線が交差する状態で連結されるものとなる。
この第二実施形態の接続金具105にあっては、図8に示すように、第一の端部側に内曲面105aaを有してなり、内曲面105aaに沿ってその内曲面105aaに接触する固定金具104の位置を変更し得るように構成している。具体的には、接続金具105は、第一の端部がアンボンドPC鋼より線2を通す切欠部105abを備える半円筒状の曲面側壁105aを有するとともに、第二の端部がアンボンドPC鋼より線2を通す切欠部105bbを有する四角形状の平面側壁105bを有している。この曲面側壁105aと平面側壁105bとは、短冊状の肉厚の平板の両端部分を湾曲及び折曲加工して形成するもので、曲面側壁105aと平面側壁105bとの間に連続する平板部分は両側壁105a、105bを接続する第一の接続壁105cとなる。そして、曲面側壁105aと平面側壁105とが形成された板金を、両側壁105a、105bからはみ出さない形状の短冊状の平板により構成される第二及び第三の接続壁105d、105eで挟み込むようにして一体化して、接続金具105が形成してある。
この接続金具105にあっては、アンボンドPC鋼より線2を接続した際に、接続金具105がアンボンドPC鋼より線2により引っ張られて変位するのを防止するための保定具7としてのボルト71を挿入するための長孔105fが第一の接続壁105cに設けてある。この長孔105fは、ボルト71の位置調整を可能にするためである。
この接続金具105に組み合わされる固定金具の筒部材のうち、平面側壁105bと係合する筒部材41は上述の実施形態におけるものと同じ構成であるが、曲面側壁105aに係合する筒部材(以下、曲面筒部材と称する)141については、その形状が一部異なっている。すなわち、曲面筒部材141は、図9に示すように、曲面側壁105aとの係合を良好にするために、テーパ孔141aの直径が小さい端部が開口する端面141bが曲面側壁105aの曲率に対応する曲面に形成してある。なお、固定金具104の一組の楔部材42については、上述のものと同一である。
このような連結具103を用いて連結する斜角ボックスカルバート101において、第一の斜角ボックスカルバート101aの凹部117には保定具7を構成する雌ねじ部材である埋め込みナット(インサートナット)71が備えられている。この埋め込みナット71は、保定具7を構成するボルト72が螺合するものである。
このような構成において、斜角ボックスカルバート101は上述のように長手軸線方向に対して角度のついた接合面116同士を対向させて配置する。第一の斜角ボックスカルバート101aのアンボンドPC鋼より線2については、上述の場合と同様に、定着板6を介して固定金具4により定着されているものである。このように斜角ボックスカルバート101a、101bを配置することにより、それぞれの斜角ボックスカルバート101a、101bのアンボンドPC鋼より線2がそれぞれの軸線CL3、CL4を交差させた状態で配置されることになる。したがってアンボンドPC鋼より線2間には角度が形成されるものとなる。
この状態において、対向するアンボンドPC鋼より線2の端部に、固定金具4、104を取り付ける。この場合に、接続金具105の平面側壁105bに対応する側のアンボンドPC鋼より線2の端部には、筒部材41を用い、接続金具105の曲面側壁105bに対応する側のアンボンドPC鋼より線2の端部には、曲面筒部材141を用いる。固定金具4、104の固定方法は、上述のものと同じであるので、説明は省略する。
そして、それぞれのアンボンドPC鋼より線2の端部に固定金具4、104を固定した後、接続金具105によりそれぞれのアンボンドPC鋼より線2を連結する。接続金具105は、曲面側壁105aと平面側壁105bとのそれぞれの切欠部105ab、105bbにアンボンドPC鋼より線2を通した後、定着していないアンボンドPC鋼より線2を所定の緊張力にて引張し、それぞれの固定金具4、104がそれぞれの側壁105a、105bに係止されることにより装着されるものである。アンボンドPC鋼より線2の引張に先立って、保定具7であるボルト72を接続金具105の第一の接続壁105cに設けた長孔105fに通し、そのボルト72を凹部117に設けた保定具7である埋め込みナット71に螺合する。ボルト72は、埋め込みナット71に螺合する雄ねじ部72aを有するとともに、接続金具105を介して間接的にアンボンドPC鋼より線2を拘束する拘束部たる頭部72bを有している。
アンボンドPC鋼より線2を引張すると、アンボンドPC鋼より線2間に角度が形成されている(交差している)ために、その緊張力により接続金具105がアンボンドPC鋼より線2の軸線CL3、CL4で形成される角の内角側(入隅側)に変位しようとするが、この変位はボルト72の頭部72bが接続金具105に接触していることにより禁止される。言い換えれば、定着していないアンボンドPC鋼より線2を引張した際に接続金具105にかかる内角側に向かう力が発生するが、その力はボルト72が接続金具105を拘束するので、接続金具105が内角側に変位することを禁止する。
アンボンドPC鋼より線2を引張すると、その引張しているアンボンドPC鋼より線2に固定した固定金具104は、曲面筒部材141の端面101bが曲面であるために接続金具105の曲面側壁105aに沿って移動し、緊張力の方向がアンボンドPC鋼より線2の軸線とほぼ一致する位置において静止する。すなわち、その固定金具104は、その係止位置を接続金具105の装着の最初に接触した位置から変更して静止するものである。したがって、曲面側壁105a側において固定金具104の係止位置が変更でき、アンボンドPC鋼より線2の端部の位置を変更することができる。
なお、図10に示す斜角ボックスカルバート101の出隅側となる部分におけるアンボンドPC鋼より線2の連結においては、同図に示すように、それぞれのアンボンドPC鋼より線2により形成される角の内角側にボルト72の頭部72bが存在しないので、接続金具105との間に接続金具105が変位するのを禁止するスペーサ106を介在させるものである。このスペーサ106は、接続金具105の第一及び第二の接続壁105c、105dの両方に接触する大きさを有するものである。
また、上述の第二実施形態にあっては、接続金具105の一方の端部側に曲面側壁105aを備えるものを説明したが、両端部に曲面側壁を備えるものであってもよい。この場合においては、それぞれのアンボンドPC鋼より線2に曲面筒部材141を用いる固定金具104を固定してアンボンドPC鋼より線2を連結するものである。
その他、各部の具体的構成についても上記それぞれの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
本発明の第一実施形態における連結状態を示す斜視図。 同第一実施形態の縦断面図。 同第一実施形態の要部を拡大して示す断面図。 同第一実施形態の固定金具の断面図。 同第一実施形態の一組の楔部材の斜視図。 同第一実施形態の接続金具の斜視図。 本発明の第二実施形態の要部を拡大して示す断面図。 同第二実施形態の接続金具の斜視図。 同第二実施形態の曲面筒金具の断面図。 同第二実施形態の変形例の要部を拡大して示す断面図。
符号の説明
1…ボックスカルバート
2…アンボンドPC鋼より線
3…連結具
4…固定金具
5…接続金具
7…保定具

Claims (5)

  1. 隣接するコンクリート製品をコンクリート製品内に配置されるPC鋼より線に所定の緊張力をかけて定着することにより連結するコンクリート製品の連結構造において、コンクリート製品内に配置されるPC鋼より線がアンボンドPC鋼より線であり、アンボンドPC鋼より線の軸線と他方のコンクリート製品内に配置されるアンボンドPC鋼より線の軸線とが不一致な状態で相対するそれぞれのアンボンドPC鋼より線の端部を連結具で連結するもので、その少なくとも一方のアンボンドPC鋼より線の端部は位置調整可能に連結されるもので、それぞれのアンボンドPC鋼より線が角度をなして配置される場合に、アンボンドPC鋼より線を連結具で連結することにより連結具がアンボンドPC鋼より線の軸線による内角側に変位することを保定具により禁止するコンクリート製品の連結構造。
  2. 連結具が、アンボンドPC鋼より線の端部に固定される固定金具と、固定金具を両端において係止する接続金具とからなり、接続金具は、少なくともその一方の端部において固定金具の係止位置を変更可能に係止するものである請求項1記載のコンクリート製品の連結構造。
  3. 固定金具が、アンボンドPC鋼より線を挿入するテーパ孔を有する筒部材と、テーパ孔に通されたアンボンドPC鋼より線とテーパ孔内面との間に配置してアンボンドPC鋼より線を締めつける楔部材とからなる請求項2記載のコンクリート製品の連結構造。
  4. 接続金具が、少なくとも一方の端部に固定金具と接触する内曲面を備えてなる請求項2または3記載のコンクリート製品の連結構造。
  5. 保定具が、コンクリート製品に埋設される雌ねじ部材と、その雌ねじ部材に螺合する雄ねじ部を有するとともにPC鋼より線を拘束する拘束部を有する拘束部材とからなる請求項4記載のコンクリート製品の連結構造。
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