JP4505249B2 - 鉄筋コンクリート部材の接合構造、及び鉄筋コンクリート部材の接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、略棒状の第１鉄筋コンクリート部材と第２鉄筋コンクリートを接合する鉄筋コンクリート部材の接合構造、及びこの鉄筋コンクリート部材の接合構造を施工する方法に関するものである。

従来、場所打ち鉄筋コンクリート杭（以下、「場所打ちＲＣ杭」という。）の杭頭部とフーチングが接合する箇所の構造は、杭の主鉄筋（杭の鉛直上下方向に配置される鉄筋）と、フーチングの主鉄筋を直接、接合して鉄線等により結束し、周囲に補強鉄筋（帯鉄筋、フープ鉄筋など）等を配置したのち、コンクリートを打設することにより形成されるのが一般的であった（例えば、特許文献１参照）。

また、この杭頭部（フーチングとの接合箇所）の補強鉄筋（帯鉄筋、フープ鉄筋など）の量は、場所打ちＲＣ杭の本体部分の補強鉄筋（帯鉄筋、フープ鉄筋など）の量と略同一に設定されるのが一般的であった。
特開２００３−２６８７８７号公報

しかしながら、杭頭接合部の強度が上記の従来方式と同等以上で、かつ、建設コストも低廉となる鉄筋コンクリート部材の接合構造の開発が現在強く要請されている。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、杭頭接合部の強度が上記した従来方式と同等以上で、かつ、建設コストも低廉となる鉄筋コンクリート部材の接合構造、及びその施工方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る第１の鉄筋コンクリート部材の接合構造は、
略棒状の第１コンクリートの内部において前記第１コンクリートの主鉄筋方向である第１主鉄筋方向に沿って筒状の包絡面を形成するように複数の第１主鉄筋が配置される第１鉄筋コンクリート部材と、第２コンクリートの内部に第２主鉄筋が配置される第２鉄筋コンクリート部材を接合する構造であって、
前記第２鉄筋コンクリート部材に接合する前記第１鉄筋コンクリート部材の部分である第１接合部の外径を周囲よりも小さくして前記第１接合部における前記第１鉄筋コンクリート部材の断面積を縮小させ、
前記第１接合部以外の前記第１鉄筋コンクリート部材の部分である第１一般部における複数の前記第１主鉄筋の一部である端止第１主鉄筋の先端である止端の鉛直方向位置を前記第１一般部と前記第１接合部との境界である第１境界の付近とし、
前記第１境界の付近となる前記第１一般部の部分である第１遷移部における複数の前記第１主鉄筋の残部である定着第１主鉄筋を、その包絡面がなす筒の外径をテーパー状に縮小させるように屈曲させ、前記第１一般部よりも小径の筒状となる小径部包絡面を形成するようにして前記第１接合部のコンクリートの内部を通し、その先端位置を前記第２鉄筋コンクリート部材の内部に入るように延長して定着させ、
前記第１一般部における前記端止第１主鉄筋の周囲を取り囲み前記第１主鉄筋方向に略直角となるように第１一般部補強鉄筋が配置され、
前記小径部包絡面をなす複数の定着第１主鉄筋の周囲を取り囲み前記第１主鉄筋方向に略直角となるとともに鉄筋の量が前記第１一般部補強鉄筋の量よりも大きくなるようにして小径部補強鉄筋が配置されること
を特徴とする。

また、本発明に係る第２の鉄筋コンクリート部材の接合構造は、
略棒状の第１コンクリートの内部において前記第１コンクリートの主鉄筋方向である第１主鉄筋方向に沿って筒状の包絡面を形成するように複数の第１主鉄筋が配置される第１鉄筋コンクリート部材と、第２コンクリートの内部に第２主鉄筋が配置される第２鉄筋コンクリート部材を接合する構造であって、
前記第２鉄筋コンクリート部材に接合する前記第１鉄筋コンクリート部材の部分である第１接合部における外径を周囲よりも小さくして前記第１鉄筋コンクリート部材の断面積を縮小させ、
前記第１接合部以外の前記第１鉄筋コンクリート部材の部分である第１一般部における複数の前記第１主鉄筋を前記第１接合部のコンクリートの内部に通し、その先端位置を前記第２鉄筋コンクリート部材の内部に入るように延長して定着させ、
前記第１一般部における前記第１主鉄筋の周囲を取り囲み前記第１主鉄筋方向に略直角となるように第１一般部補強鉄筋が配置され、
前記第１接合部及びその鉛直方向の上下に隣接する箇所における前記第１主鉄筋の周囲を取り囲み前記第１主鉄筋方向に略直角となるとともに鉄筋の量が前記第１一般部補強鉄筋の量よりも大きくなるようにして密鉄筋区間補強鉄筋が配置されること
を特徴とする。

上記した第１の鉄筋コンクリート部材の接合構造において、好ましくは、前記第１一般部のコンクリートの外径の値に対する前記第１接合部のコンクリートの外径の値の比は、０．５以上でかつ０．８以下となるように設定される。

また、上記の第１の鉄筋コンクリート部材の接合構造において、好ましくは、前記第１接合部の前記第１主鉄筋方向への長さは、前記第１一般部のコンクリートの外径の値以下となるように設定される。

また、上記の第１の鉄筋コンクリート部材の接合構造において、好ましくは、前記第１接合部の前記第１主鉄筋のなす包絡面の筒の内径は、５０センチメートルよりも大きな値となるように設定される。

また、上記の第１の鉄筋コンクリート部材の接合構造において、好ましくは、
前記第１一般部補強鉄筋の前記第１主鉄筋方向の設置間隔の値に対する前記小径部補強鉄筋の前記第１主鉄筋方向の設置間隔の値の比は、０．１以上でかつ０．５以下となるように設定され、
かつ、隣接する前記小径部補強鉄筋どうしの間の空隙の値は、４０ミリメートルよりも大きな値となるように設定される。

また、上記の第１の鉄筋コンクリート部材の接合構造において、好ましくは、前記第１鉄筋コンクリート部材は場所打ちコンクリート杭であり、前記第２鉄筋コンクリート部材はフーチング又は地中梁と柱の節点部、若しくはスラブである。

また、上記の第１の鉄筋コンクリート部材の接合構造において、好ましくは、前記第１鉄筋コンクリート部材は柱であり、前記第２鉄筋コンクリート部材は梁の節点部である。

また、上記の第１の鉄筋コンクリート部材の接合構造において、好ましくは、前記第１鉄筋コンクリート部材は梁であり、前記第２鉄筋コンクリート部材は柱の節点部である。

また、本発明に係る鉄筋コンクリート部材の接合方法は、
略棒状の第１コンクリートの内部において前記第１コンクリートの主鉄筋方向である第１主鉄筋方向に沿って筒状の包絡面を形成するように複数の第１主鉄筋が配置される第１鉄筋コンクリート部材と、第２コンクリートの内部に第２主鉄筋が配置される第２鉄筋コンクリート部材を接合する方法であって、
前記第２鉄筋コンクリート部材に接合する前記第１鉄筋コンクリート部材の部分である第１接合部を除く前記第１鉄筋コンクリート部材の部分である第１一般部における複数の前記第１主鉄筋の一部である端止第１主鉄筋の先端である止端の鉛直方向位置を前記第１一般部と前記第１接合部との境界である第１境界の付近とし、
前記第１境界の付近となる前記第１一般部の部分である第１遷移部における複数の前記第１主鉄筋の残部である定着第１主鉄筋を、その包絡面がなす筒の外径をテーパー状に縮小させるように屈曲させ、前記第１一般部よりも小径の筒状となる小径部包絡面を形成するようにして前記第１接合部のコンクリートの内部を通し、その先端位置を前記第２鉄筋コンクリート部材の内部に入るように延長して定着させるようにし、
前記第１一般部における前記端止第１主鉄筋の周囲を取り囲み前記第１主鉄筋方向に略直角となるように第１一般部補強鉄筋が配置され、
前記小径部包絡面をなす複数の定着第１主鉄筋の周囲を取り囲み前記第１主鉄筋方向に略直角となるとともに鉄筋の量が前記第１一般部補強鉄筋の量よりも大きくなるようにして小径部補強鉄筋が配置され、
前記第１接合部における第１主鉄筋の周囲に発泡スチロール樹脂からなる第１接合部コンクリート型枠を配置して前記第１接合部における外径を周囲よりも小さくし前記第１鉄筋コンクリート部材の断面積が縮小するようにして前記第１鉄筋コンクリート部材及び前記第２鉄筋コンクリート部材のコンクリートを打設すること
を特徴とする。

本発明に係る鉄筋コンクリート部材の接合構造によれば、第１主鉄筋方向に延びる略棒状の第１鉄筋コンクリート部材と、第２鉄筋コンクリート部材を接合する構造であって、第２鉄筋コンクリート部材に接合する第１鉄筋コンクリート部材の部分である第１接合部の外径を周囲よりも小さくし、かつ、第１接合部における複数の第１主鉄筋の周囲を取り囲み第１主鉄筋方向に略直角となるとともに鉄筋の量が第１鉄筋コンクリート部材の第１一般部補強鉄筋の量よりも大きくなるようにして補強鉄筋を配置し第１一般部と第１接合部のコンクリートと第２コンクリートを打設するように構成したので、第１接合部付近の鉄筋コンクリートの強度と変形性能を従来の構成よりも増加させることができる一方、第１接合部の断面積を第１鉄筋コンクリート部材の第１一般部の断面積よりも縮小させ建設コストを低減させることができる、という利点を有している。また、本発明に係る鉄筋コンクリート部材の接合方法によれば、第１接合部における第１主鉄筋の周囲に発泡スチロール樹脂からなる第１接合部コンクリート型枠を配置することにより、断面が段差的に縮小する第１接合部を容易に形成することができる、という利点を有している。

以下に説明する実施例は、第１鉄筋コンクリート部材として場所打ちＲＣ杭を、かつ第２鉄筋コンクリート部材としてフーチングを例にとして採用し、フーチングに接合する場所打ちＲＣ杭の部分である第１接合部の外径を周囲よりも小さくし、かつ、第１接合部における複数の第１主鉄筋の周囲を取り囲み第１主鉄筋方向に略直角となるとともに鉄筋の量が場所打ちＲＣ杭の第１一般部補強鉄筋の量よりも大きくなるようにして補強鉄筋を配置するように構成した構成であり、第１接合部付近の鉄筋コンクリートの強度と変形性能を従来の構成よりも増加させることができる一方、第１接合部の断面積を場所打ちＲＣ杭の第１一般部の断面積よりも縮小させるため建設コストを低減させることができ、本発明を実現するための構成として最良の形態である。

以下、本発明の第１実施例について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施例である場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造の構成を示す図である。図１において、図１（Ａ）は、場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造１０１の上面図を示し、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）の場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造１０１を側方から見た側面図を示している。また、図１（Ｄ）は、図１（Ｃ）の場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造１０１の内部構造、特に鉄筋の配置構成を図解した断面図を示している。また、図１（Ｂ）は、図１（Ｄ）の場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造１０１の内部構造、特に鉄筋の配置構成を図１（Ｄ）におけるＡ−Ａ方向から見た断面図を示している。

また、図２は、図１に示す本発明の第１実施例である場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造のさらに詳細な構成を示す拡大断面図である。また、図３は、図１に示す本発明の第１実施例である場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造における第１主鉄筋のさらに詳細な構成を示す拡大図である。図３において、図３（Ａ）は、場所打ちＲＣ杭１の第１一般部１２の内部に配置され上端が第１境界１３の付近となる端止第１主鉄筋１５の側面図を示し、図３（Ｂ）は、場所打ちＲＣ杭１の第１一般部１２と第１接合部１１の内部に配置されフーチング２の内部に定着される定着第１主鉄筋１６の側面図を示している。

図１及び図２に示すように、場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造１０１は、場所打ちＲＣ杭１の頭部付近と、フーチング２を接合する構造である。ここに、場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造１０１は、特許請求の範囲における鉄筋コンクリート部材の接合構造に相当している。また、場所打ちＲＣ杭１は、特許請求の範囲における第１鉄筋コンクリート部材に相当している。また、フーチング２は、特許請求の範囲における第２鉄筋コンクリート部材に相当している。

フーチング２は、第２コンクリート５の内部に第２主鉄筋が配置されて構成される鉄筋コンクリート梁、又は鉄筋コンクリートスラブとなっている。図１及び図２においては、図の煩雑を避けるため、第２主鉄筋は図示が省略されている。第２主鉄筋は、例えば、フーチング２の下部付近の内部に図１（Ｄ）及び図２の左右方向に延びるように配置される。

場所打ちＲＣ杭１の頭部付近は、第１接合部１１と、第１一般部１２によって構成されている。場所打ちＲＣ杭１の頭部付近のうち、第１接合部１１以外の部分は、第１一般部１２となっている。第１接合部１１と第１一般部１２の境界面が、第１境界１３となっている。

場所打ちＲＣ杭１のうちの第１接合部１１は、略丸棒状、又は略円柱状の部材であり、第１コンクリート３と、第１主鉄筋１６と、小径部帯鉄筋１８を有して構成されている。第１接合部１１に設置される第１主鉄筋である定着第１主鉄筋１６は、その先端（鉛直方向における上端）である定着端１６ａが、フーチング２の第２コンクリート５の内部に定着されるものであり、図３（Ｂ）に示すような形状を有している。第１接合部１１においては、定着第１主鉄筋１６の第２鉛直部１６ｂ（図３（Ｂ）参照）が内部のコンクリートに埋設されている。ここに、図３（Ｂ）は、図１（Ｄ）及び図２において左側に図示された定着第１主鉄筋１６の構成を示している。

定着第１主鉄筋１６は、第１接合部１１の第１コンクリート３の内部においては、第１コンクリート３（場所打ちＲＣ杭１）の主鉄筋方向（以下、「第１主鉄筋方向」という。図１（Ｃ）、図１（Ｄ）及び図２における鉛直上下方向。）に沿って平行に延びるように複数個が配置されている。また、これらの複数個の定着第１主鉄筋１６は、図１（Ｂ）の断面（第１主鉄筋方向に対して略直角となる断面）で見ると、ある円周の上に並ぶように配置され、これら複数個の定着第１主鉄筋１６により、第１接合部１１の第１コンクリート３の内部においては、略円筒面状の包絡面が形成されている。

また、第１接合部１１は、外部形状について見ると、その外径が、第１一般部１２の外径よりも小さく設定され、その断面積は、第１一般部１２の断面積よりも縮小されている。

また、第１一般部１２の上端付近においては、図１（Ｂ）及び図１（Ｄ）及び図２に示すように、複数の第１主鉄筋の一部である端止第１主鉄筋１５の先端である止端１５ａの鉛直方向位置が、第１境界１３の付近（第１境界１３よりもやや下方の位置）となっている。第１一般部１２においては、端止第１主鉄筋１５は、図３（Ａ）に示すように、鉛直部１５ｂとなっている。

また、第１一般部１２の上部の一部分である第１遷移部１４（始端１４ａから終端１４ｂまでの区間）のコンクリート内部においては、図１（Ｂ）及び図１（Ｄ）及び図２及び図３（Ｂ）に示すように、複数の第１主鉄筋の残部である定着第１主鉄筋１６が、略鉛直方向に延びる第１鉛直部１６ｄの状態であったものが、始端１６ｅから符号１６ｃで示す部分に移行し、テーパー状に屈曲している。以下、この定着第１主鉄筋１６の部分１６ｃを「テーパー部」という。これにより、第１遷移部１４のコンクリート内部においては、定着第１主鉄筋１６の包絡面がなす筒の外径が、図の上方に向かうにつれてテーパー状に縮小している。

また、第１遷移部１４の終端１４ｂより上方の箇所、すなわち、第１一般部１２の上端付近のコンクリート内部、第１接合部１１のコンクリート内部、フーチング２のコンクリート内部においては、図１（Ｂ）及び図１（Ｄ）及び図２及び図３（Ｂ）に示すように、複数の第１主鉄筋の残部である定着第１主鉄筋１６が、テーパー部１６ｃであったものが略鉛直方向に延びる第２鉛直部１６ｂに移行する。定着第１主鉄筋１６のテーパー部の終端１６ｆより上方では、定着第１主鉄筋１６の包絡面は、第１一般部１２における定着第１主鉄筋１６の包絡面よりも小径の筒状となっている。この小径筒状の包絡面を、以下、「小径部包絡面」という。この部分の定着第１主鉄筋１６は、図３（Ｂ）に示すように、第２鉛直部１６ｂとなっている。そして、定着第１主鉄筋１６は、その上部の先端である１６ａがフーチング２のコンクリート内部に定着されている。この端部１６ａを、以下、「定着端」という。

すなわち、補足説明を行えば、第１一般部１２のうち、第１遷移部１４よりも下方の箇所では、第１主鉄筋は、図１（Ｂ）に示すように、端止第１主鉄筋１５と定着第１主鉄筋１６が混在した状態となっている。例えば、端止第１主鉄筋１５と定着第１主鉄筋１６がある円周の上に交互に並ぶように配置されている。これらの第１主鉄筋の一部は、第１遷移部１４の始端１４ａより上方でも鉛直方向に延びて止端１５ａに至る端止第１主鉄筋１５となる。また、第１主鉄筋のうち、端止第１主鉄筋１５以外の残部は、第１遷移部１４の始端１４ａから終端１４ｂの間の区間では、その包絡面がなす筒の外径がテーパー状に縮小するように屈曲し、テーパー部の終端１４ｂより上方では、鉛直上方に向かって延び、第１一般部１２の上端付近のコンクリート内部から第１接合部のコンクリート内部を経てフーチング２のコンクリート内部に至り、定着端１６ａで略半円フック状に屈曲してコンクリート中に定着される。したがって、第１実施例における端止第１主鉄筋１５と定着第１主鉄筋１６は、特許請求の範囲における第１主鉄筋を構成している。

次に、補強鉄筋について説明する。第１一般部１２の第１遷移部始端１４ａより下方の箇所においては、端止第１主鉄筋１５及び定着第１主鉄筋１６の周囲には、これらを取り囲むようにして略円環状の第１一般部帯鉄筋１７が配置される。この第１一般部帯鉄筋１７は、第１主鉄筋方向に略直角となっている。また、この第１一般部帯鉄筋１７は、第１一般部１２の第１遷移部始端１４ａより上方の箇所の端止第１主鉄筋１５の周囲を取り囲むように配置される。第１一般部帯鉄筋１７は、特許請求の範囲における第１一般部補強鉄筋に相当している。

また、第１遷移部終端１４ｂと、フーチング２の密鉄筋区間終端２ａの間の区間（以下、「密鉄筋区間」という。）においては、小径部包絡面をなす複数の定着第１主鉄筋１６の周囲を取り囲むようにして略円環状の小径部帯鉄筋１８が配置される。この小径部帯鉄筋１８は、第１主鉄筋方向に略直角となっている。小径部帯鉄筋１８の鉄筋量は、第１一般部帯鉄筋１７の鉄筋量よりも大きくなるように設定されている。小径部帯鉄筋１８は、特許請求の範囲における小径部補強鉄筋に相当している。

次に、上記のように構成した場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造１０１の作用について説明する。上記の場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造１０１は、第１主鉄筋方向（図１（Ｄ）及び図２における鉛直上下方向）に延びる略丸棒状の場所打ちＲＣ杭１と、フーチング２を接合する構造であり、場所打ちＲＣ杭１は、第１接合部１１と第１一般部１２から構成されている。ＲＣ杭・フーチング接合構造１０１においては、フーチング２に接合する場所打ちＲＣ杭１の部分である第１接合部１１の外径Ｄ１を周囲（第１一般部１２の外径Ｄ２）よりも小さくし、かつ、第１接合部１１における複数の第１主鉄筋である定着第１主鉄筋１６の周囲を取り囲み第１主鉄筋方向に略直角となるように小径部帯鉄筋１８を配置する。そして、この小径部帯鉄筋１８の鉄筋の量を、第１一般部１２の第１一般部帯鉄筋１７の鉄筋量よりも大きくなるように設定している。このため、第１接合部１１及びその上下に隣接する箇所（第１一般部１２の上部、及びフーチング２の下部）である密鉄筋区間の鉄筋コンクリートの強度と変形性能を、従来の構成の場合よりも向上させることができる。さらに、第１接合部１１の断面積を第１一般部１２の断面積よりも縮小させているので、場所打ちＲＣ杭、及びフーチング２内の鉄筋配置施工等の建設コストを低減させることができる。

上記における第１接合部１１の外径Ｄ１と第１一般部１２の外径Ｄ２の値の比（第１一般部１２の外径Ｄ２に対する第１接合部１１の外径Ｄ１の値の比）は、実験等の結果から、０．５以上でかつ０．８以下となる値の範囲内に設定されることが好ましい。例えば、場所打ちＲＣ杭１の第１一般部１２の外径Ｄ２を５００〜１０００ミリメートルとすると、第１接合部１１の外径Ｄ１は、２５０〜８００ミリメートル程度に設定されるのが好ましい。

また、上記における第１接合部１１の第１主鉄筋方向への長さＬ１は、実験等の結果から、第１一般部１２のコンクリートの外径の値Ｄ２以下となる値の範囲内に設定されることが好ましい。

また、上記における第１接合部１１の定着第１主鉄筋１６のなす包絡面の筒の内径Ｄ３は、実験等の結果から、５０センチメートルよりも大きな値に設定されることが好ましい。

また、上記における第１一般部帯鉄筋１７の第１主鉄筋方向の設置間隔の値Ｌ２に対する小径部帯鉄筋１８の第１主鉄筋方向の設置間隔の値Ｌ３の比は、実験等の結果から、０．１以上でかつ０．５以下となる値の範囲内に設定されることが好ましい。そして、この場合、隣接する小径部帯鉄筋１８どうしの間の空隙の値Ｌ３は、コンクリートの粗骨材が行き渡るように、４０ミリメートルよりも大きな値となるように設定されることが好ましい。

本発明は、上記の第１実施例とは異なる構成によっても実現可能である。以下、本発明の第２実施例について、図面を参照しながら説明する。図４は、本発明の第２実施例である場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造の構成とその内部構造、特に鉄筋の配置構成を示す断面図である。

図４に示すように、第２実施例の場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造１０２は、場所打ちＲＣ杭１Ａの頭部付近と、フーチング２Ａを接合する構造である。ここに、場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造１０２は、特許請求の範囲における鉄筋コンクリート部材の接合構造に相当している。また、場所打ちＲＣ杭１Ａは、特許請求の範囲における第１鉄筋コンクリート部材に相当している。また、フーチング２Ａは、特許請求の範囲における第２鉄筋コンクリート部材に相当している。

フーチング２Ａは、後述する第１主鉄筋２５の部分を除き、上記したフーチング２と同様の構成を有しているので、その説明は省略する。

場所打ちＲＣ杭１Ａの頭部付近は、第１接合部１１Ａと、第１一般部１２Ａによって構成されている。場所打ちＲＣ杭１Ａの頭部付近のうち、第１接合部１１Ａ以外の部分は、第１一般部１２Ａとなっている。第１接合部１１Ａと第１一般部１２Ａの境界面が、第１境界１３Ａとなっている。

場所打ちＲＣ杭１Ａのうちの第１接合部１１Ａは、略丸棒状、又は略円柱状の部材であり、第１コンクリート３Ａと、第１主鉄筋２５と、密鉄筋区間帯鉄筋２８を有して構成されている。第１主鉄筋２５は、その先端（鉛直方向における上端）である定着端２５ａが、フーチング２Ａの第２コンクリート５Ａの内部に定着されるものであり、定着端２５ａが略半円フック状に屈曲し、その下部が直線状の鉛直部２５ｂとなっている。

第１主鉄筋２５は、フーチング２Ａの第２コンクリート５Ａの内部、第１接合部１１Ａの第１コンクリート３Ａの内部、及び第１一般部１２Ａの第１コンクリート４Ａの内部においては、第１コンクリート３Ａ（場所打ちＲＣ杭１Ａ）の主鉄筋方向（以下、「第１主鉄筋方向」という。図４における鉛直上下方向。）に沿って平行に延びるように複数個が配置されている。また、これらの複数個の第１主鉄筋２５は、第１主鉄筋方向に対して略直角となる断面（図示せず）で見ると、ある円周の上に並ぶように配置され、これら複数個の第１主鉄筋２５により、第１コンクリート３Ａ及び４Ａ、及び第２コンクリート５Ａの内部においては、略円筒面状の包絡面が形成されている。

また、第１接合部１１Ａは、外部形状について見ると、その外径が、第１一般部１２Ａの外径よりも小さく設定され、その断面積は、第１一般部１２Ａの断面積よりも縮小されている。

次に、補強鉄筋について説明する。第１一般部１２Ａの密鉄筋区間始端２４ａより下方の箇所においては、第１主鉄筋２５の周囲には、これらを取り囲むようにして略円環状の第１一般部帯鉄筋２７が配置される。この第１一般部帯鉄筋２７は、第１主鉄筋方向に略直角となっている。第１一般部帯鉄筋２７は、特許請求の範囲における第１一般部補強鉄筋に相当している。

また、密鉄筋区間始端２４ａと、フーチング２Ａの密鉄筋区間終端２ａ１の間の区間（以下、「密鉄筋区間」という。）においては、略円筒面状包絡面をなす複数の定着第１主鉄筋２５の周囲を取り囲むようにして略円環状の密鉄筋区間帯鉄筋２８が配置される。この密鉄筋区間帯鉄筋２８は、第１主鉄筋方向に略直角となっている。密鉄筋区間帯鉄筋２８の鉄筋量は、第１一般部帯鉄筋２７の鉄筋量よりも大きくなるように設定されている。密鉄筋区間帯鉄筋２８は、特許請求の範囲における密鉄筋区間補強鉄筋に相当している。

次に、上記のように構成した場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造１０２の作用について説明する。上記の場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造１０２は、第１主鉄筋方向（図４における鉛直上下方向）に延びる略丸棒状の場所打ちＲＣ杭１Ａと、フーチング２Ａを接合する構造であり、場所打ちＲＣ杭１Ａは、第１接合部１１Ａと第１一般部１２Ａから構成されている。ＲＣ杭・フーチング接合構造１０２においては、フーチング２Ａに接合する場所打ちＲＣ杭１Ａの部分である第１接合部１１Ａの外径を周囲（第１一般部１２Ａ）よりも小さくし、かつ、第１接合部１１Ａにおける複数の第１主鉄筋２５の周囲を取り囲み第１主鉄筋方向に略直角となるように密鉄筋区間帯鉄筋２８を配置する。そして、この密鉄筋区間帯鉄筋２８の鉄筋の量を、第１一般部１２Ａの第１一般部帯鉄筋２７の鉄筋量よりも大きくなるように設定している。このため、第１接合部１１Ａ及びその上下に隣接する箇所（第１一般部１２Ａの上部、及びフーチング２Ａの下部）である密鉄筋区間の鉄筋コンクリートの強度と変形性能を、従来の構成の場合よりも向上させることができる。さらに、第１接合部１１Ａの断面積を第１一般部１２Ａの断面積よりも縮小させているので、場所打ちＲＣ杭、及びフーチング２Ａ内の鉄筋配置施工等の建設コストを低減させることができる。

上記における第１接合部１１Ａの外径と第１一般部１２Ａの外径の値の比（第１一般部１２Ａの外径に対する第１接合部１１Ａの外径の値の比）は、実験等の結果から、０．５以上でかつ０．８以下となる値の範囲内に設定されることが好ましい。例えば、場所打ちＲＣ杭１Ａの第１一般部１２Ａの外径を５００〜１０００ミリメートルとすると、第１接合部１１Ａの外径は、２５０〜８００ミリメートル程度に設定されるのが好ましい。

また、上記における第１接合部１１Ａの第１主鉄筋方向への長さは、実験等の結果から、第１一般部１２Ａのコンクリートの外径の値以下となる値の範囲内に設定されることが好ましい。

また、上記における第１接合部１１Ａの第１主鉄筋２５のなす包絡面の筒の内径は、実験等の結果から、５０センチメートルよりも大きな値に設定されることが好ましい。

また、上記における第１一般部帯鉄筋２７の第１主鉄筋方向の設置間隔の値に対する密鉄筋区間帯鉄筋２８の第１主鉄筋方向の設置間隔の値の比は、実験等の結果から、０．１以上でかつ０．５以下となる値の範囲内に設定されることが好ましい。そして、この場合、隣接する密鉄筋区間帯鉄筋２８どうしの間の空隙の値は、コンクリートの粗骨材が行き渡るように、４０ミリメートルよりも大きな値となるように設定されることが好ましい。

本発明に係る鉄筋コンクリート部材の接合構造の施工は、以下の方法により実現することができる。以下、本発明の第３実施例について、図面を参照しながら説明する。図５は、本発明の第３実施例である場所打ちＲＣ杭とフーチングの接合方法を説明する図である。

図５は、上記した第１実施例及び第２実施例の第１接合部（例えば１１）とフーチング（例えば２）のコンクリートを打設するための方法を示している。鉄筋の配置等については、上記した第１実施例及び第２実施例と同様であり、図５においては、煩雑を避けるため、コンクリート内部に埋設されることになる各鉄筋は図示が省略されている。

まず、図５（Ａ）に示すように、第１接合部となる箇所の第１主鉄筋の周囲に発泡スチロール樹脂からなる第１接合部コンクリート型枠５２を配置する。この第１接合部コンクリート型枠５２は、厚肉円筒状に形成されている。第１接合部コンクリート型枠５２の第１接合部における内径は、周囲（例えば第１一般部１２）の外径よりも小さく設定されている。また、図５（Ａ）において、符号５１で図示する部材は、鋼材などからなる全体型枠を示している。この全体型枠５１は、フーチング２を形成するためのフーチング側部用型枠５１ａ及びフーチング底部用型枠５１ｂと、杭取付部５１ｃを有している。杭取付部５１ｃは、第１接合部コンクリート型枠５２を支持するとともに、フーチング側部用型枠５１ａ及びフーチング底部用型枠５１ｂを場所打ちＲＣ杭１の上端に結合部材（例えばボルトなど）５３により取り付けて支持する。

上記のような構成により、図５（Ｂ）に示すように、フーチング側部用型枠５１ａ及びフーチング底部用型枠５１ｂと第１接合部コンクリート型枠５２によって形成される空間に生コンクリートＣを打設すると、型枠を外したのちに形成される第１接合部１１の外径は周囲（例えば第１一般部１２）よりも小さくなり、第１接合部１１の断面積は第１一般部１２の断面積より縮小する。

なお、本発明は、上記した実施例に限定されるものではない。上記した実施例は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

例えば、第１実施例においては、第１一般部１２のうち、第１遷移部１４よりも下方の箇所では、第１主鉄筋は、図１（Ｂ）に示すように、端止第１主鉄筋１５と定着第１主鉄筋１６が、ある円周上に交互に並ぶ例について説明したが、これは、他の配置構成であってもよい。例としては、ある円周上で端止第１主鉄筋１５が２本続けて並び、次に定着第１主鉄筋１６が１本並ぶ、という配置でもよい。または、上記の逆で、ある円周上で定着第１主鉄筋１６が２本続けて並び、次に端止第１主鉄筋１５が１本並ぶ、という配置でもよい。

また、補強鉄筋としては、上記各実施例で説明した帯鉄筋ではなく、「らせん鉄筋（スパイラル鉄筋）」を用いてもよい。

また、本発明は、第１鉄筋コンクリート部材を場所打ちコンクリート杭とし、第２鉄筋コンクリート部材を地中梁と柱の節点部としてもよい。あるいは、第１鉄筋コンクリート部材を場所打ちコンクリート杭とし、第２鉄筋コンクリート部材をスラブとしてもよい。

また、本発明は、第１鉄筋コンクリート部材を柱とし、第２鉄筋コンクリート部材を梁の節点部としてもよい。

また、本発明は、第１鉄筋コンクリート部材を梁とし、第２鉄筋コンクリート部材を柱の節点部としてもよい。

本発明は、鉄筋コンクリート部材の接合構造の施工を行う土木・建築業等で実施可能であり、これらの産業で利用可能である。

本発明の第１実施例である場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造の構成を示す図である。 図１に示す本発明の第１実施例である場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造のさらに詳細な構成を示す拡大断面図である。 図１に示す本発明の第１実施例である場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造における第１主鉄筋のさらに詳細な構成を示す拡大図である。 本発明の第２実施例である場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造の構成を示す断面図である。 本発明の第３実施例である場所打ちＲＣ杭とフーチングの接合方法を説明する図である。

符号の説明

１、１Ａ 場所打ちＲＣ杭（第１鉄筋コンクリート部材）
２、２Ａ フーチング（第２鉄筋コンクリート部材）
２ａ、２ａ１ 密鉄筋区間終端
３、３Ａ 接合部第１コンクリート
４、４Ａ 一般部第１コンクリート
５、５Ａ 第２コンクリート
１１、１１Ａ 第１接合部
１２、１２Ａ 第１一般部
１３、１３Ａ 第１境界
１４ 第１遷移部
１４ａ 始端
１４ｂ 終端
１５ 端止第１主鉄筋
１５ａ 止端
１５ｂ 鉛直部
１６ 定着第１主鉄筋
１６ａ 定着端
１６ｂ 第２鉛直部
１６ｃ テーパー部
１６ｄ 第１鉛直部
１６ｅ 始端
１６ｆ 終端
１７ 第１一般部帯鉄筋（第１一般部補強鉄筋）
１８ 小径部帯鉄筋（小径部補強鉄筋）
１９ 第２コンクリート帯鉄筋
２４ａ 密鉄筋区間始端
２５ 第１主鉄筋
２５ａ 定着端
２５ｂ 鉛直部
２７ 第１一般部帯鉄筋（第１一般部補強鉄筋）
２８ 密鉄筋区間帯鉄筋（密鉄筋区間補強鉄筋）
２９ 第２コンクリート帯鉄筋
５１ 全体型枠
５１ａ フーチング側部用型枠
５１ｂ フーチング底部用型枠
５１ｃ 杭取付部
５２ 第１接合部コンクリート型枠
５３ 結合部材
１０１、１０２ 場所打ちＲＣ杭・フーチング接合構造（鉄筋コンクリート部材の接合構造）
Ｃ コンクリート
Ｄ１ 第１接合部のコンクリートの外部直径
Ｄ２ 第１一般部のコンクリートの外部直径
Ｄ３ 第１接合部の第１主鉄筋がなす包絡面の筒の内面の直径
Ｄ４ 第１一般部の第１主鉄筋がなす包絡面の筒の内面の直径
Ｌ１ 第１接合部の鉛直方向の部材長さ
Ｌ２ 帯鉄筋１７の鉛直方向の配置間隔
Ｌ３ 帯鉄筋１８の鉛直方向の配置間隔
Ｌ４ 帯鉄筋１９の鉛直方向の配置間隔

Claims (10)

1. 略棒状の第１コンクリートの内部において前記第１コンクリートの主鉄筋方向である第１主鉄筋方向に沿って筒状の包絡面を形成するように複数の第１主鉄筋が配置される第１鉄筋コンクリート部材と、第２コンクリートの内部に第２主鉄筋が配置される第２鉄筋コンクリート部材を接合する構造であって、
   前記第２鉄筋コンクリート部材に接合する前記第１鉄筋コンクリート部材の部分である第１接合部の外径を周囲よりも小さくして前記第１接合部における前記第１鉄筋コンクリート部材の断面積を縮小させ、
   前記第１接合部以外の前記第１鉄筋コンクリート部材の部分である第１一般部における複数の前記第１主鉄筋の一部である端止第１主鉄筋の先端である止端の鉛直方向位置を前記第１一般部と前記第１接合部との境界である第１境界の付近とし、
   前記第１境界の付近となる前記第１一般部の部分である第１遷移部における複数の前記第１主鉄筋の残部である定着第１主鉄筋を、その包絡面がなす筒の外径をテーパー状に縮小させるように屈曲させ、前記第１一般部よりも小径の筒状となる小径部包絡面を形成するようにして前記第１接合部のコンクリートの内部を通し、その先端位置を前記第２鉄筋コンクリート部材の内部に入るように延長して定着させ、
   前記第１一般部における前記端止第１主鉄筋の周囲を取り囲み前記第１主鉄筋方向に略直角となるように第１一般部補強鉄筋が配置され、
   前記小径部包絡面をなす複数の定着第１主鉄筋の周囲を取り囲み前記第１主鉄筋方向に略直角となるとともに鉄筋の量が前記第１一般部補強鉄筋の量よりも大きくなるようにして小径部補強鉄筋が配置されること
   を特徴とする鉄筋コンクリート部材の接合構造。
2. 略棒状の第１コンクリートの内部において前記第１コンクリートの主鉄筋方向である第１主鉄筋方向に沿って筒状の包絡面を形成するように複数の第１主鉄筋が配置される第１鉄筋コンクリート部材と、第２コンクリートの内部に第２主鉄筋が配置される第２鉄筋コンクリート部材を接合する構造であって、
   前記第２鉄筋コンクリート部材に接合する前記第１鉄筋コンクリート部材の部分である第１接合部における外径を周囲よりも小さくして前記第１鉄筋コンクリート部材の断面積を縮小させ、
   前記第１接合部以外の前記第１鉄筋コンクリート部材の部分である第１一般部における複数の前記第１主鉄筋を前記第１接合部のコンクリートの内部に通し、その先端位置を前記第２鉄筋コンクリート部材の内部に入るように延長して定着させ、
   前記第１一般部における前記第１主鉄筋の周囲を取り囲み前記第１主鉄筋方向に略直角となるように第１一般部補強鉄筋が配置され、
   前記第１接合部及びその鉛直方向の上下に隣接する箇所における前記第１主鉄筋の周囲を取り囲み前記第１主鉄筋方向に略直角となるとともに鉄筋の量が前記第１一般部補強鉄筋の量よりも大きくなるようにして密鉄筋区間補強鉄筋が配置されること
   を特徴とする鉄筋コンクリート部材の接合構造。
3. 請求項１記載の鉄筋コンクリート部材の接合構造において、
   前記第１一般部のコンクリートの外径の値に対する前記第１接合部のコンクリートの外径の値の比は、０．５以上でかつ０．８以下となるように設定されること
   を特徴とする鉄筋コンクリート部材の接合構造。
4. 請求項１記載の鉄筋コンクリート部材の接合構造において、
   前記第１接合部の前記第１主鉄筋方向への長さは、前記第１一般部のコンクリートの外径の値以下となるように設定されること
   を特徴とする鉄筋コンクリート部材の接合構造。
5. 請求項１記載の鉄筋コンクリート部材の接合構造において、
   前記第１接合部の前記第１主鉄筋のなす包絡面の筒の内径は、５０センチメートルよりも大きな値となるように設定されること
   を特徴とする鉄筋コンクリート部材の接合構造。
6. 請求項１記載の鉄筋コンクリート部材の接合構造において、
   前記第１一般部補強鉄筋の前記第１主鉄筋方向の設置間隔の値に対する前記小径部補強鉄筋の前記第１主鉄筋方向の設置間隔の値の比は、０．１以上でかつ０．５以下となるように設定され、
   かつ、隣接する前記小径部補強鉄筋どうしの間の空隙の値は、４０ミリメートルよりも大きな値となるように設定されること
   を特徴とする鉄筋コンクリート部材の接合構造。
7. 請求項１記載の鉄筋コンクリート部材の接合構造において、
   前記第１鉄筋コンクリート部材は場所打ちコンクリート杭であり、前記第２鉄筋コンクリート部材はフーチング又は地中梁と柱の節点部、若しくはスラブであること
   を特徴とする鉄筋コンクリート部材の接合構造。
8. 請求項１記載の鉄筋コンクリート部材の接合構造において、
   前記第１鉄筋コンクリート部材は柱であり、前記第２鉄筋コンクリート部材は梁の節点部であること
   を特徴とする鉄筋コンクリート部材の接合構造。
9. 請求項１記載の鉄筋コンクリート部材の接合構造において、
   前記第１鉄筋コンクリート部材は梁であり、前記第２鉄筋コンクリート部材は柱の節点部であること
   を特徴とする鉄筋コンクリート部材の接合構造。
10. 略棒状の第１コンクリートの内部において前記第１コンクリートの主鉄筋方向である第１主鉄筋方向に沿って筒状の包絡面を形成するように複数の第１主鉄筋が配置される第１鉄筋コンクリート部材と、第２コンクリートの内部に第２主鉄筋が配置される第２鉄筋コンクリート部材を接合する方法であって、
    前記第２鉄筋コンクリート部材に接合する前記第１鉄筋コンクリート部材の部分である第１接合部を除く前記第１鉄筋コンクリート部材の部分である第１一般部における複数の前記第１主鉄筋の一部である端止第１主鉄筋の先端である止端の鉛直方向位置を前記第１一般部と前記第１接合部との境界である第１境界の付近とし、
    前記第１境界の付近となる前記第１一般部の部分である第１遷移部における複数の前記第１主鉄筋の残部である定着第１主鉄筋を、その包絡面がなす筒の外径をテーパー状に縮小させるように屈曲させ、前記第１一般部よりも小径の筒状となる小径部包絡面を形成するようにして前記第１接合部のコンクリートの内部を通し、その先端位置を前記第２鉄筋コンクリート部材の内部に入るように延長して定着させるようにし、
    前記第１一般部における前記端止第１主鉄筋の周囲を取り囲み前記第１主鉄筋方向に略直角となるように第１一般部補強鉄筋が配置され、
    前記小径部包絡面をなす複数の定着第１主鉄筋の周囲を取り囲み前記第１主鉄筋方向に略直角となるとともに鉄筋の量が前記第１一般部補強鉄筋の量よりも大きくなるようにして小径部補強鉄筋が配置され、
    前記第１接合部における第１主鉄筋の周囲に発泡スチロール樹脂からなる第１接合部コンクリート型枠を配置して前記第１接合部における外径を周囲よりも小さくし前記第１鉄筋コンクリート部材の断面積が縮小するようにして前記第１鉄筋コンクリート部材及び前記第２鉄筋コンクリート部材のコンクリートを打設すること
    を特徴とする鉄筋コンクリート部材の接合方法。

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