JP5603667B2 - 継手金物部位に設けた開口部の補強構造 - Google Patents

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本発明は、鉄筋コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造等の建築や土木等の構築物や構造物(以下、単に構築物という)の梁や柱等の主要構造部における鉄筋の継手手段として継手金物を使用し、その継手金物の配設部位に開口部や開孔部(以下、開口部という)を設けた構造において、該開口部を補強する構造に関するものである。
近年、鉄筋コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造等の鉄筋コンクリート構築物の主要構造部に使用する鉄筋の継手手段として、スリーブ状の継手金物が使用されている。該継手金物は、図2の点線に示すように、その両端部から各々鉄筋を挿入し、該継手金物の内側で固定する構造としているので、該継手金物の外径は鉄筋径と比較して太径となっている。従って、主要構造部のせん断力補強等の有効手段として該継手金物を配設した部位にスターラップ筋或いはフープ筋等のせん断補強筋を設け、該せん断補強筋を相互に対向する位置の最外側に位置する該継手金物の外側壁間に小間隔毎或いは密接に並べて架け渡したり連続的に架け渡して(以下、それらを総称して巻き付け、と表現する)いる。しかし、上記したように、該継手金物は太径のため、該外側壁間に巻き付けられた該せん断補強筋は他の位置の最外側に位置する鉄筋に巻き付けられたものより大気に近い外方位置(コンクリートの表面側)へ突出することになり、それにより構築物の必要とするかぶり厚となるコンクリート部分が他の位置より外方へ突出することになり、そのことは当該部位のみならず他の部位全体のかぶり厚を厚くするとか、最外側に位置する鉄筋の位置を内側へ移動(主筋の位置を下げる)させる設計変更等を余儀なくされ、それら設計変更や施工においても効率的ではなく、経済的ではなかった。
そこで、図7に示すように、対向する位置の継手金物A間にせん断補強筋を巻き付けることなく該継手金物Aの端部となる鉄筋の入り口部の外方に複数の又は所定のせん断補強が得られる太い或いは予め束ねた1本巻きの単数のせん断補強筋を集約して配設して鉄筋に巻き付け(以下、上記した太く或いは予め束ねたせん断補強筋も想定されるが、それらを総称して集約せん断補強筋或いは鉄筋を束ねた集約せん断補強筋という)、該せん断補強筋Bや集約せん断補強筋Cが外方へ突出してかぶり厚に影響を与えないようにして当該部位に生じる所定のせん断力に耐える構造としていた。なお、図7は、該継手金物Aを縦方向に設けた実施例であるが、梁等の横方向でも同様の構造となる。
上記構造により、該継手金物Aが存在する部位には該せん断補強筋Bや集約せん断補強筋Cが存在しない無筋空間部Dが生じ、他のせん断補強筋Bや集約せん断補強筋Cが存在する部位と比較して該継手金物Aが長いため広い空間部Dが得られることになる。それにより、当該箇所を開口部の位置として積極的に利用する構造を選択することが容易となる。また、該継手金物Aを配設した部位に開口部を設けなければならない設計上の問題が生じることもある。
特開平7−3942号公報 特開2002−356953号公報
本発明は、上記状況を考慮し、継手金物を設けた部位に開口部を形成した構造で、該開口部により生じる構造上の問題を解決するために該継手金物部位のせん断補強と同時に該開口部を補強する構造に関するものである。
本発明は、鉄筋コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造等の構築物の主要構造部における鉄筋の継手手段として鉄筋径より太径となる継手金物を使用し、該継手金物が対向配置される空間部位置に開口部を設ける構造において、該継手金物が配置される位置にせん断補強筋を配設せず、該継手金物の両端部外方位置となる主要構造部の対向する最外側の鉄筋相互間に巻き付ける鉄筋を密状態とした集約せん断補強筋し、該継手金物と該集約せん断補強筋とで囲まれた無筋状態の空間部に開口部その周囲の残余空間部に該開口部を囲むように斜材部材或いは湾曲部材並びにそれらに連続する直線部材を有する補強鉄筋を設け、該補強鉄筋を該集約せん断補強筋位置まで延設し、その重なる位置では内側に配設し、該補強鉄筋の一部を該集約せん断補強筋と連結して開口部補強筋とした継手金物部位に設けた開口部の補強構造を特徴とする。
また、上記集約せん断補強筋は、主要構造部の長手方向において、鉄筋相互が接する状態の密接配設してなる継手金物部位に設けた開口部の補強構造を特徴とする。
更に、上記集約せん断補強筋は、主要構造部の長手方向において、鉄筋相互間に小間隔が生じるように集中状態で配設してなる継手金物部位に設けた開口部の補強構造を特徴とする。
また、上記開口部補強筋は、直線部材と斜材部材とを組み合わせてなる継手金物部位に設けた開口部の補強構造を特徴とする。
更に、上記開口部補強筋は、四角形部材と多角形部材或いは多角形部材相互又は多角形部材と円形部材或いは円形部材相互等を適宜組み合わせてなる継手金物部位に設けた開口部の補強構造を特徴とする。
また、上記開口部補強筋は、開口部の長手方向に沿って延出し、該開口部を囲むスパイラル状の鉄筋としてなる継手金物部位に設けた開口部の補強構造を特徴とする。
更に、上記開口部補強筋は、中子筋に連結してなる継手金物部位に設けた開口部の補強構造を特徴とする。
本発明は、鉄筋の継手金物の両端部外方にせん断補強筋を束ねた集約せん断補強筋を設けることにより対向する該継手金物の外側壁間にせん断補強筋を巻き付ける必要がなくなり、その巻き付けた集約せん断補強筋により当該部分からせん断補強筋が外方へ突出することがなくなり、コンクリートのかぶり厚の増加を防止し、最外側に位置する鉄筋の位置を内側へ移動させる設計変更等をすることなく、それら設計変更や施工において効率的になり、経済的になった。
また、対向する鉄筋の継手金物間にせん断補強筋が存在しない無筋空間部が得られることになり、その無筋空間部を利用して開口部を設けることが構造上及び施工上容易となった。
更に、上記開口部を形成した周囲の残余の無筋空間部に斜材部材或いは湾曲部材並びにそれらに連続する直線部材を有する開口部補強筋を該開口部を囲むようにして配設し、少なくともその一部を継手金物の両端部外方の対向する位置の鉄筋間に巻き付けた該集約せん断補強筋と重なる内側位置に配設し、該集約せん断補強筋等と固定することによりせん断補強筋を束ねた状態の強固な補強筋との結合部が得られることになり強固な連結が得られ、該開口部の補強を得ることが可能となった。
(a)構築物の主要構造部の継手金物部位に設けた開口部の補強構造の長手方向の側面図、(b)同短手方向の断面図、(c)同他の実施例の断面図、(d)同他の実施例の断面図。 (a)開口部の補強構造の説明側面図、(b)開口部の補強構造の説明側面図。 (c)開口部の補強構造の他の実施例を示す長手方向の側面図。 (a)開口部の補強構造の他の実施例を示す長手方向側面図、(b)短手方向の断面図、(c)同他の実施例の断面図、(d)同他の実施例の断面図。 開口部の補強構造の他の実施例の説明側面図。 (a)開口部の補強構造の説明側面図、(b)同他の実施例の断面図。 開口部の補強構造の他の実施例の長手方向の側面図。 従来の集約せん断補強筋を示す概略側面図。
以下、図面を参考に本発明を実施するための最良の形態についてその実施例を説明する。
図1(a)乃至(d)は、本発明の鉄筋の継手金物部位に設けた開口部の補強構造に関する実施例を示したものである。1は鉄筋コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造等の鉄筋コンクリート構築物の梁又は柱等の主要構造部の左右或いは上下方向に延びる鉄筋2の端部相互を連結するための継手金物で、該継手金物1への鉄筋挿入部となる両端部3a、3bの外方に複数本のスターラップ筋或いはフープ筋等のせん断補強筋を密接或いは小間隔を有して鉄筋2の長手方向に沿って並べた状態で上下或いは左右の最外側に位置する鉄筋2に巻き付けて集約せん断補強筋4としている。
梁又は柱等の主要構造部に設けるせん断補強筋5は、一定の間隔毎に設けているが、本実施例では該継手金物1を設けた部位には該せん断補強筋5を設けていない。それにより該継手金物1が対向位置に存在し、且つ集約せん断補強筋4とで囲まれた部位はせん断補強筋5を含め鉄筋が存在しない空間部Sが得られることになる。従って、該せん断補強筋5を含め他の鉄筋に邪魔されることなく開口部6を設けることが容易となる。
上記上下或いは左右の該継手金物1及び該集約せん断補強筋4とで囲まれた空間部S内に開口部6を設けることにより、その周囲には残余の空間部Sが生じることになる。
該残余の空間部S及び上下或いは左右の集約せん断補強筋4並びにせん断補強筋5にかけて、その内側となる背面位置に開口部補強筋7を設ける。該開口部補強筋7は、図1(b)、(c)に示すように、最外側に位置する鉄筋2に巻き付けて継手金物1の両端部3a、3bに位置する集約せん断補強筋4及びせん断補強筋5或いは主鉄筋等の各々の内側となる背面位置に固定することになるが、図1(d)に示すように、中子筋8が存在する位置の前面又は背面位置或いは中子筋8を中心としてその両面に固定する実施例も考えられる。
該開口部補強筋7の全体配筋の概略は、図1(a)の側面図に示すような位置となるが、該開口部補強筋7には複数本の補強筋が組み合わされて形成されているのでの交差部が生じている。数箇所の
交差部が生じている。そこで、図2(a)、(b)によって開口部補強筋7の前面側及び/又はその後面側の補強筋を分解配置して説明する。
図2(a)は、前面側に位置する開口部補強筋7を示している。該開口部補強筋7は、前面側に位置する一方の継手金物1aの他端部3b側から前面側に位置する他方の継手金物1bの一端部3c側へ斜材部材を有して延設した構造としている。
該開口部補強筋7は、前面側に位置する一方の継手金物1aの一端部3b側より一方の鉄筋2bの長手方向へ延設する方向と同一方向へ該鉄筋2bと平行に延設した延長部材9bと一方の該集約せん断補強筋4b(一点鎖線で表示)の内側背面を通過し、該開口部6の開口縁から該継手金物1a側へ離れた位置に折曲部10bを設け、該折曲部10bから、他方の継手金物1b側へ折曲し、他方の該集約せん断補強筋4aの内側背面を通過し、他方側の継手金物1bの他方の端部3c側の他方の鉄筋2cの長手方向へ延設する方向と同一方向へ該鉄筋2cと平行に延設して延長部材9aとし、該延長部材9aは折曲部10aにより折り曲げられて連続的に延設され、該折曲部10b、10a間に斜材部材11aを設けてなる第1補強筋12と、上記第1補強筋12と同様の形状とし、折曲部13b、13a間の斜材部材14aを、該開口部6の上記斜材部材11aとは開口部6を挟んで反対側位置を通過するようにし、該折曲部13b、13aからは各々延長部材13e、13fを設け、それらにより第2補強筋15とし、上記第1、第2補強筋12、15とにより前面側の開口部補強筋としている。
上記第1補強筋12は、結束筋、クリップ、溶接等の各種固定手段16によって集約せん断補強筋4b、4a及び場合によってはせん断補強筋5b、5a、主鉄筋或いは他の部材等に連結され固定されることになる。また、上記第2補強筋15は、上記同様に、固定手段17によって集約せん断補強筋4b、4a及び場合によってはせん断補強筋5b、5a、主鉄筋或いは他の部材等に連結され固定されることになる。
他方、上記第1、第2補強筋12、15の後面側に重ねて配置する開口部補強筋7は、図2(b)に示すように、継手金物1aの一端部3a側より一方の鉄筋2aの長手方向へ延設する方向と同一方向へ該鉄筋2aと平行に延設した延長部材9cと一方の該集約せん断補強筋4aの内側背面を通過し、該開口部6の開口縁から該継手金物1a側へ離れた位置に折曲部10cを設け、該折曲部10cから、他方の継手金物1b側へ折曲し、他方の該集約せん断補強筋4bの内側背面を通過し、他方の継手金物1bの他端部3dより他方の鉄筋2dの長手方向へ延設する方向と同一方向へ該鉄筋2dと平行に延設した延長部材9dへの節目となる折曲部10dまで延設した斜材部材18aを設けてなる第3補強筋19と、上記第3補強筋19と同様の形状とし、折曲部13c、13d間の斜材部材20aを、該開口部6の上記斜材部材18aとは開口6を挟んで反対側位置を通過するようにし、該折曲部13c、13dからは各々延長部13g、13hを設け、それらにより第4補強筋21とし、上記第3、第4補強筋19、21とにより後面側の開口部補強筋としている。
上記第3補強筋19は、固定手段22によって集約せん断補強筋4b及び場合によってはせん断補強筋5a、5b、主鉄筋或いは他の部材等に連結され固定されることになる。また、上記第4補強筋21は、上記同様に、固定手段23によって集約せん断補強筋4a及び場合によってはせん断補強筋5a、5b、主鉄筋或いは他の部材等に連結され固定されることになる。
上記開口部6の周辺部に存在している残余の空間部Sを上記第1乃至第4補強筋を前面側及び後面側に組み合わせることにより、主要構造部の手前側の開口部補強筋7としている。該開口部補強筋7は、図1(a)に示すように、延長部材及び斜材部材によって開口部6の周辺を囲むことにより全体として菱形形状或いは多角形形状とされている。
上記実施例の第1、第2補強筋12、15の位置を、第3、第4補強筋19、21の位置とは逆にしてその後面側としてもよいことは言うまでもない。
また、上記実施例の第1、第2補強筋12、15と第3、第4補強筋19、21との重なりを開口部の大きさや無筋空間部の大きさ等に応じて図1(a)で示す状態より、図2(c)の矢印で示すように、相互に開口部6側にずらしたり、或いは鉄筋2の長手方向となる方向へずらして構成することも可能である。この場合、開口部6と開口部補強筋7との間に該開口部6の補強が達成できるようにバランス良く配置できるように折曲部の角度を変えたり、形状を変えたりして空間部S全体を有効に利用することになる。
図1(b)、(c)に示す断面図は、上記第1乃至第4補強筋12、15、19、21よりなる開口部補強筋7を手前側及び奥側に位置する集約せん断補強筋4(場合によってはせん断補強筋5、主鉄筋或いは他の部材等)に固定した実施例を示すものであり、図1(d)に示す断面図は、該開口部補強筋7を手前側の集約せん断補強筋4(場合によってはせん断補強筋5、主鉄筋或いは他の部材等)及び奥側の集約せん断補強筋4(場合によってはせん断補強筋5、主鉄筋或いは他の部材等)に固定する他に、該開口部補強筋7を中子筋8にも固定した開口部の補強構造を示している。該開口部補強筋7は中子筋8を中心としてその両面に固定した開口部の補強構造も考えられる。
なお、図面では開口部補強筋7を3列までの配筋として例示しているが、鉄筋や部材厚によっては4列或いはそれ以上の配筋も考えられる。
図3(a)乃至(d)は、本発明の鉄筋の継手金物部位に設けた開口部の補強構造の他の実施例を示したものである。31は鉄筋コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造等の鉄筋コンクリート構築物の梁又は柱等の主要構造部の左右或いは上下方向に延びる鉄筋32の端部相互を連結するための継手金物で、該継手金物31の両端部33a、33bへ該鉄筋32を挿入することで該鉄筋32相互を連結している。該継手金物31への鉄筋32の挿入部となる両端部33a、33bの外方にせん断補強筋を密接或いは小間隔を有して鉄筋32の長手方向に沿って並設状態で上下或いは左右の最外側に位置する鉄筋32に巻き付けて集約せん断補強筋34としている。他の部位には、一定間隔毎にせん断補強筋35を設けている。
上記左右或いは上下に位置する該継手金物31及び該集約せん断補強筋34とで囲まれた部位は、せん断補強筋35を含め他の鉄筋が存在しない無筋状態の空間部Sが形成されることになり、該せん断補強筋35や他の鉄筋に邪魔されることなく開口部36を設けることが容易となる。
上記のように、左右或いは上下の該継手金物31及び該集約せん断補強筋34とで囲まれた空間部S内に開口部36を設けることにより、その周囲には残余の空間部Sが生じることになる。
該残余の空間部Sに、該開口部36を取り囲むようにして開口部補強筋37を設ける。該開口部補強筋37は、本実施例では内側にほぼ菱形形状の第1補強筋38、該第1補強筋38の外側をほぼ八角形状の第2補強筋39で取り囲むようにして二重に形成している。また、第1補強筋38、第2補強筋39の位置を逆にしたり、或いはそれらを連続状態で形成したり、また、それらを三重、四重、・・・にした形状も考えられる。
図4に示すように、上記開口部補強筋37は、一方の集約せん断補強筋34aから一方の継手金物31aに向かって該開口部36を囲むようにして斜材部材40を設け、折曲部41から折り曲げて他方の集約せん断補強筋34bへ向かって斜材部材42を設け、更に、折曲部43で折り曲げて他方の継手金物31bに向かって斜材部材44を設け、更に、折曲部45で折り曲げて斜材部材46によってスタート位置の折曲部47へ戻して全体として菱形形状或いは多角形形状の第1補強筋38としている。
上記第1補強筋38と連続或いは断続状態で一体として作用することになる折曲部47より該集約せん断補強筋34aと平行として所定長の延設後、該継手金物31aに向かって折曲部48で折り曲げ、該斜材部材40の外側に該斜材部材40と平行状態で斜材部材49を設け、その一端の折曲部50で折り曲げて該折曲部41と接する或いは固定又は断続状態で一体として作用して該継手金物31aと平行となるように折曲部51の位置まで延設して平行部材52とし、該折曲部51より他方の集約せん断補強筋34b側へ折り曲げて斜材部材53とし、該折曲部54により折り曲げて該他方の集約せん断補強筋34bと平行となるように平行部材55を設け、折曲部56まで延設し、該折曲部56から継手金物31bに向かって該斜材部材44と平行となるように折り曲げて斜材部材57とし、次の折曲部58まで延設し、該折曲部58により該継手金物31bと平行となるように折り曲げて延設して平行部材59とし、その折曲部60から一方の集約せん断補強筋34a側へ延設して斜材部材61とし、その一端側を折曲部62として該集約せん断補強筋34aと平行として平行部材63とし、該平行部材63は先の第1補強筋38のスタート部となる折曲部47で連続或いは断続状態で一体として作用することになる第2補強筋39としている。
上記第1補強筋38と第2補強筋39とにより開口部補強筋37とし、図3(b)、(c)にあっては、手前側及び奥側の上下或いは左右に位置する集約せん断補強筋34、主鉄筋或いは他の部材等に固定手段64、65により固定している。また、図3(d)にあっては、手前側及び奥側の上下或いは左右に位置する集約せん断補強筋34、主鉄筋或いは他の部材等の他に中子筋66にも固定手段によって連結し、開口部の補強構造としている。中子筋66にはその前面又は背面位置或いは中子筋66を中心としてその両面に固定する実施例も考えられる。
なお、67は開口部を形成する筒体等を保持する支持突出部である。
図5(a)、(b)は、鉄筋の継手金物部位に設けた開口部の補強構造の他の実施例で、左右或いは上下の継手金物71及び集約せん断補強筋74に囲まれた無筋空間部Sに開口部76を設けたものである。
該開口部76を設けた残余の無筋空間部Sに該開口部76を取り囲むようにして手前側の該集約せん断補強筋74から奥側の集約せん断補強筋74側へと連続するスパイラル状の開口部補強筋77を設けることにより該開口部76を補強したものである。
該スパイラル状の開口部補強筋77は、開口部76の外方となる周囲の長手方向に沿って延設されるもので、スパイラルを形成する両端部からは集約せん断補強筋74及び場合によってはせん断補強筋75、主鉄筋或いは他の部材等の内側に固定できるように延長部材78を設け、該延長部材78を固定手段79、80によって連結固定している。
上記実施例2と同様、開口部76を形成する筒体等を保持する支持突出部を設けることもできる。また、該開口部補強筋77は、その長手方向の中間部から延長部材78を延出し、それを中子筋と固定することもできる。中子筋66にはその前面又は背面位置或いは中子筋66を中心としてその両面に固定する実施例も考えられる。
図6は、鉄筋の継手金物部位に設けた開口部の補強構造の他の実施例で、該継手金物81を上下或いは左右の同方向に数列ずつ設け、その内側に位置する継手金物81と集約せん断補強筋84とで囲まれた無筋空間部Sに開口部86を設けたものである。
該開口部86の周縁と残余の無筋空間部Sに該開口部86を取り囲むようにして、上記実施例1乃至3に示した開口部補強筋を設け、それらを上記実施例同様、集約せん断補強筋84及び場合によってはせん断補強筋85や中子筋、主鉄筋或いは他の部材等に固定することにより該開口部86を補強することができる。また、該開口部補強筋と他の部材との固定は、上記実施例1乃至3と同様である。
1、31、71、81 継手金物
2、32 鉄筋
3、33 端部
4、34、74、84 集約せん断補強筋
5、35、75、85 せん断補強筋
6、36、76、86 開口部
7、37、77 開口部補強筋
8、66 中子筋
9、12、78 延長部材
11、14、18、20、40、42、44、46、49、53、57、61斜材部材
12、38 第1補強筋
15、39 第2補強筋
16、17、22、23、64、65、79、80 固定手段
19 第3補強筋
21 第4補強筋
52、55、59、63 平行部材

Claims (7)

  1. 鉄筋コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造等の構築物の主要構造部における鉄筋の継手手段として鉄筋径より太径となる継手金物を使用し、該継手金物が対向配置される空間部位置に開口部を設ける構造において、該継手金物が配置される位置にせん断補強筋を配設せず、該継手金物の両端部外方位置となる主要構造部の対向する最外側の鉄筋相互間に巻き付ける鉄筋を密状態とした集約せん断補強筋し、該継手金物と該集約せん断補強筋とで囲まれた無筋状態の空間部に開口部その周囲の残余空間部に該開口部を囲むように斜材部材或いは湾曲部材並びにそれらに連続する直線部材を有する補強鉄筋を設け、該補強鉄筋を該集約せん断補強筋位置まで延設し、その重なる位置では内側に配設し、該補強鉄筋の一部を該集約せん断補強筋と連結して開口部補強筋としたことを特徴とする継手金物部位に設けた開口部の補強構造。
  2. 集約せん断補強筋は、主要構造部の長手方向において、鉄筋相互が接する状態の密接配設してなることを特徴とする請求項1記載の継手金物部位に設けた開口部の補強構造。
  3. 集約せん断補強筋は、主要構造部の長手方向において、鉄筋相互間に小間隔が生じるように集中状態で配設してなることを特徴とする請求項1記載の継手金物部位に設けた開口部の補強構造。
  4. 開口部補強筋は、直線部材と斜材部材とを組み合わせてなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の継手金物部位に設けた開口部の補強構造。
  5. 開口部補強筋は、四角形部材と多角形部材或いは多角形部材相互又は多角形部材と円形部材或いは円形部材相互等を適宜組み合わせてなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の継手金物部位に設けた開口部の補強構造。
  6. 開口部補強筋は、開口部の長手方向に沿って延出し、該開口部を囲むスパイラル状の鉄筋としてなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の継手金物部位に設けた開口部の補強構造。
  7. 開口部補強筋は、中子筋に連結してなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか記載の継手金物部位に設けた開口部の補強構造。
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