JP6180856B2 - 接合構造、接合構造の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄筋コンクリート構造体の接合構造等に関する。

図１０に示すように、柱１１０と梁１２０など、断面の大きさが異なる鉄筋コンクリート構造体同士の接合構造１００を構築する場合、通常、一方の構造体のコンクリートを打設し硬化した後、他方の構造体のコンクリートを打設する。

このような打継部の例として、特許文献１には、配合の異なるコンクリートによる厚壁部と薄壁部との打継部を非平面とし、打継部にコンクリートの収縮量の違いに伴うひびわれが生じても壁体の遮蔽性能を低下しにくくすることが記載されている。

特開２００８−１２１３８６号公報

ところで、図１０に示すような接合構造１００では、応力が集中して構造的に弱くなる断面変化部１３０が打継部となるので、打継部の耐久性が低いという問題があった。特許文献１の方法は、コンクリートの収縮量の違いに伴うひびわれの影響を低減するものであるが、このような打継部の耐久性を向上する目的のものではなかった。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、打継部の耐久性が向上可能な接合構造等を提供することである。

前述した目的を達成するための第１の発明は、第１の鉄筋コンクリート構造体に設けられ、前記第１の鉄筋コンクリート構造体の鉄筋が露出した凹部に、第２の鉄筋コンクリート構造体の端部が挿入され、前記第１の鉄筋コンクリート構造体の鉄筋が前記第２の鉄筋コンクリート構造体の端部に埋設され、前記第２の鉄筋コンクリート構造体のコンクリートが、前記凹部に対応する箇所も含めて一体に打設され、前記凹部は上方に開いておらず、側方に開いたものであることを特徴とする接合構造である。
第２の発明は、第１の鉄筋コンクリート構造体に設けられ、前記第１の鉄筋コンクリート構造体の鉄筋が露出した凹部に、第２の鉄筋コンクリート構造体の端部が挿入され、前記第１の鉄筋コンクリート構造体の鉄筋が前記第２の鉄筋コンクリート構造体の端部に埋設され、前記第２の鉄筋コンクリート構造体のコンクリートが、前記凹部に対応する箇所も含めて一体に打設され、前記凹部は上方に開いておらず、下方に開いたものであることを特徴とする接合構造である。

本発明の接合構造では、凹部の内面が打継部となり、鉄筋コンクリート構造体同士の断面変化部を避けて打継部が形成される。また、第１の鉄筋コンクリート構造体の鉄筋の一部が、打継部を通って第２の鉄筋コンクリート構造体の端部に埋設されるので、第２の鉄筋コンクリート構造体と第１の鉄筋コンクリート構造体が凹部において構造体を共有することとなるため打継部の一体性が高まる。従って、打継部の耐久性が向上する。

前記凹部が、対向する側面を有することが望ましい。
これにより、鉄筋コンクリート構造体同士が嵌合し、打継部の一体性が向上する。

また、前記第１の鉄筋コンクリート構造体が橋脚であり、前記第２の鉄筋コンクリート構造体が梁であり、前記凹部が、前記橋脚の上部の凸部の内側に設けられることが望ましい。
これにより、本発明の接合構造を橋に適用できる。橋脚の補修は困難を伴うことから、打継部の耐久性を向上させる効果が特に大きい。

前記第１の鉄筋コンクリート構造体の前記凹部の内面、もしくは前記第２の鉄筋コンクリート構造体の前記端部の外面に凹凸が形成されることが望ましい。
これにより、打継部の一体性が向上する。

前記第１の鉄筋コンクリート構造体の前記凹部の外縁に凸部が形成されることが望ましい。
これにより、打継部が保護されて耐久性が向上する。

前記第２の鉄筋コンクリート構造体の前記端部が拡幅することが望ましい。
これにより、鉄筋コンクリート構造体同士の断面変化部と打継部の位置が更に離れるので、打継部の耐久性が向上する。

第３の発明は、第１の鉄筋コンクリート構造体に設けられ、前記第１の鉄筋コンクリート構造体の鉄筋が露出した凹部に、第２の鉄筋コンクリート構造体の端部が挿入され、前記第１の鉄筋コンクリート構造体の鉄筋が前記第２の鉄筋コンクリート構造体の端部に埋設された接合構造を構築する際に、前記第２の鉄筋コンクリート構造体のコンクリートを、前記凹部に対応する箇所も含めて一体に打設し、前記凹部は上方に開いておらず、側方に開いたものであることを特徴とする接合構造の構築方法である。
第４の発明は、第１の鉄筋コンクリート構造体に設けられ、前記第１の鉄筋コンクリート構造体の鉄筋が露出した凹部に、第２の鉄筋コンクリート構造体の端部が挿入され、前記第１の鉄筋コンクリート構造体の鉄筋が前記第２の鉄筋コンクリート構造体の端部に埋設された接合構造を構築する際に、前記第２の鉄筋コンクリート構造体のコンクリートを、前記凹部に対応する箇所も含めて一体に打設し、前記凹部は上方に開いておらず、下方に開いたものであることを特徴とする接合構造の構築方法である。

前記第１の鉄筋コンクリート構造体を構築した後、前記第２の鉄筋コンクリート構造体のコンクリートの打設を行い前記第２の鉄筋コンクリート構造体を構築することが望ましい。あるいは、前記第２の鉄筋コンクリート構造体のコンクリートの打設を行い前記第２の鉄筋コンクリート構造体を構築した後、前記第１の鉄筋コンクリート構造体を構築してもよい。

本発明によれば、打継部の耐久性が向上可能な接合構造等を提供できる。

接合構造１０を示す図 接合構造１０の構築方法を示す図 接合構造２０を示す図 接合構造２０の構築方法を示す図 接合構造４０を示す図 接合構造６０を示す図 接合構造２０ａを示す図 接合構造２０ｂを示す図 接合構造８０を示す図 接合構造１００を示す図

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。

［第１の実施形態］
（１．接合構造１０）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る接合構造である柱１と梁３との接合構造１０を示す図である。図１（ａ）は接合構造１０の斜視図、図１（ｂ）は接合構造１０の鉛直方向断面図である。なお、図１（ａ）では鉄筋の図示を省略している。以降の図３（ａ）、図５（ａ）、図６（ａ）でも同様である。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、柱１と梁３は、水平方向の断面の大きさが互いに異なる鉄筋コンクリート構造体であり、断面の小さい柱１と、断面の大きい梁３とが、梁３の下面１７の凹部である穴１９に柱１の端部９を挿入するようにして配置される。この穴１９は、対向する２組の側面を有する矩形平面状に形成される。

また、梁３の下側の水平方向の鉄筋５が穴１９に露出しており、柱１の端部９に埋設される。さらに、柱１の鉄筋１１の端部は梁３に埋設される。

（２．接合構造１０の構築方法）
図２は接合構造１０の構築方法を示す図である。接合構造１０を構築するには、まず、図２（ａ）に示すように柱１を形成するための型枠１３を設置して配筋を行う。ここでは、柱１の鉄筋１１等の配筋を行うとともに、梁３の下側の水平方向の鉄筋５の配筋を行う。この鉄筋５は、柱１の端部９に対応する型枠１３の上端部を貫通するようにして配置される。

その後、柱１のコンクリートを前記の端部９にあたる部分も含めて型枠１３内で一体に打設し、コンクリートの硬化後、型枠１３を撤去する。この状態を図２（ｂ）に示す。ここで、「一体に打設する」とは、コンクリートの硬化後に新たなコンクリートを打継ぐなどした打継部が生じないことをいうものとする。

次に、図２（ｃ）に示すように梁３を形成するための型枠１５を設置して配筋を行う。ここでは梁３の上側の水平方向の鉄筋５等の配筋を行う。

その後、型枠１５内に梁３のコンクリートを打設する。コンクリートの硬化後、型枠１５を撤去すると、図２（ｄ）に示すように接合構造１０が構築される。

この第１の実施形態では、梁３の穴１９の内面が打継部となり、断面変化部１２（図１（ｂ）参照）を避けて打継部が形成される。また、梁３の下側の鉄筋５が打継部を通って柱１の端部９に埋設されるので、打継部の一体性を高めることができる。従って、柱１と梁３の打継部の耐久性が向上する。

また、穴１９は対向する側面を有するので、柱１と梁３が嵌合し、打継部の一体性が更に向上する。

また、第１の実施形態では、必要に応じて、柱１のコンクリートを打設する際に、柱１の端部９に対応する位置で、型枠１３の内部に特許第２７６４５２９号公報に記載されているような突起を有するシートを貼り付けたり、柱１のコンクリートが硬化した後にチッピングを行ったりして、端部９の外面に凹凸を形成してもよい。これにより、柱１と梁３の打継部のコンクリートの一体性を高めることができる。

［第２の実施形態］
（１．接合構造２０）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る接合構造である梁２１と柱２３の接合構造２０を示す図である。図３（ａ）は接合構造２０の斜視図、図３（ｂ）は接合構造２０の鉛直方向断面図である。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、梁２１と柱２３は、水平方向の断面の大きさが互いに異なる鉄筋コンクリート構造体であり、断面の大きい梁２１と、断面の小さい柱２３とが、梁２１の上面２７の凹部である穴３９に柱２３の端部２９を挿入するようにして配置される。穴３９は、対向する２組の側面を有する矩形平面状に形成される。

また、梁２１の上側の水平方向の鉄筋２５が穴３９に露出しており、柱２３の端部２９に埋設される。さらに、柱２３の鉄筋３５の端部は梁２１に埋設される。

（２．接合構造２０の構築方法）
図４は接合構造２０の構築方法を示す図である。接合構造２０を構築するには、まず、図４（ａ）に示すように、梁２１の形状に合わせて型枠３１を設置し、梁２１の水平方向の鉄筋２５、柱２３の鉄筋３５等の配筋を行う。鉄筋２５は、穴３９を形成するための型枠３１ａを貫通するように配置される。鉄筋３５も、型枠３１ａを貫通するように配置される。

その後、梁２１のコンクリートを型枠３１内に打設し、コンクリートの硬化後、型枠３１、３１ａを撤去すると、図４（ｂ）に示すように上面２７に凹部である穴３９が設けられた梁２１が形成される。上側の鉄筋２５は、穴３９内に露出する。

次に、図４（ｃ）に示すように、柱２３を形成するための型枠３２を穴３９の周囲に続けて設置し、穴３９および型枠３２内で柱２３のコンクリートを一体に打設する。コンクリートの硬化後、型枠３２を撤去すると図４（ｄ）に示すように接合構造２０が構築される。

この第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、穴３９の内面が打継部になり、断面変化部２４（図３（ｂ）参照）を避けて打継部が形成される。また、梁２１の上側の鉄筋２５が打継部を通って柱２３の端部２９に埋設されるので、打継部の一体性が高まり、梁２１と柱２３との打継部の耐久性が向上する。

第２の実施形態でも、必要に応じて、梁２１のコンクリートを打設する際に型枠３１の凹部３１ａの外側に前記したような突起を有するシートを貼り付けたり、梁２１のコンクリートが硬化した後にチッピングを行ったりして、穴３９の内面に凹凸を形成してもよい。これにより、梁２１と柱２３の打継部のコンクリートの一体性を高めることができる。

［第３の実施形態］
図５は、本発明の第３の実施形態に係る接合構造である柱４１と梁４３の接合構造４０を示す図である。図５（ａ）は接合構造４０の斜視図、図５（ｂ）は接合構造４０の鉛直方向断面図である。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、柱４１と梁４３は、鉛直方向の断面の大きさが互いに異なる鉄筋コンクリート構造体であり、断面の大きい柱４１と、断面の小さい梁４３とが、柱４１の側面４７の凹部である穴４９に梁４３の端部５９を挿入するようにして配置される。穴４９は、対向する２組の側面を有する矩形平面状に形成される。

また、柱４１の側面４７側の鉛直方向の鉄筋４５が穴４９に露出しており、梁４３の端部５９に埋設される。さらに、梁４３の鉄筋５５の端部は柱３１に埋設される。

この接合構造４０は、柱４１、梁４３の順に構築する場合は第２の実施形態と同様の手順で形成することが可能であり、梁４３、柱４１の順に構築する場合は第１の実施形態と同様の手順で形成することが可能である。どちらを選択するかは工法その他の必要性に応じて決定すればよいが、いずれの場合も、梁４３のコンクリートは穴４９に対応する端部５９も含めて一体に打設する。

この第３の実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、穴４９の内面が打継部になり、断面変化部４４（図５（ｂ）参照）を避けて打継部が形成される。また、柱４１の鉄筋４５が打継部を通って梁４３の端部５９に埋設されるので、打継部の一体性が高まり、柱４１と梁４３との打継部の耐久性が向上する。また、第１、第２の実施形態と同様に、端部５９の外面もしくは穴４９の内面に凹凸を形成することもできる。

（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４の実施形態に係る接合構造である梁６１と柱６３との接合構造６０を示す図である。図６（ａ）は接合構造６０の斜視図、図６（ｂ）は接合構造６０の鉛直方向断面図である。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、梁６１と柱６３は、水平方向の断面の大きさが互いに異なる鉄筋コンクリート構造体であり、断面の大きい梁６１と、断面の小さい柱６３とが、梁６１の上面６７の凹部である溝６９に柱６３の端部７９を挿入するように配置される。溝６９は、梁６１の軸方向と直交する幅方向を貫通し、対向する１組の側面を有する。

また、梁６１の上側の水平方向の鉄筋６５が溝６９に露出しており、柱６３の端部７９に埋設される。さらに、柱６３の鉄筋７５の端部は梁６１に埋設される。

この接合構造６０は、第２の実施形態と同様の手順で梁６１、柱６３を順に形成し、構築することが可能である。柱６３のコンクリートは、溝６９に対応する端部７９も含めて一体に打設する。

この第４の実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、溝６９の内面が打継部になり、断面変化部６４（図６（ｂ）参照）を避けて打継部が形成される。また、梁６１の上側の鉄筋６５が打継部を通って柱６３の端部７９に埋設されるので、打継部の一体性が高まり、梁６１と柱６３との打継部の耐久性が向上する。また、第２の実施形態と同様に、溝６９の内面に凹凸を形成することもできる。

（第５の実施形態）
図７は、本発明の第５の実施形態に係る接合構造である梁２１ａと柱２３との接合構造２０ａを示す鉛直方向断面図である。

この接合構造２０ａは、第２の実施形態と同様であるが、梁２１ａにおいて、穴３９の外縁に沿って上面２７に凸部３０が形成される点で異なる。接合構造２０ａの構築方法も第２の実施形態と同様であるが、梁２１ａの構築時には、凸部３０も含めた梁２１ａの形状に合わせて型枠を配置する。

この第５の実施形態でも、第２の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、凸部３０によって打継部周辺で梁２１ａのかぶりコンクリート厚が実質的に増えることになり、打継部が保護されて劣化が防止できる利点がある。なお、本実施形態では、凸部３０を梁２１ａと一体に形成するが、凸部３０を梁２１ａの残りの部分とは別に形成することも可能である。

（第６の実施形態）
図８は、本発明の第６の実施形態に係る接合構造である梁２１ｂと柱２３ｂとの接合構造２０ｂを示す鉛直方向断面図である。

この接合構造２０ｂは、第２の実施形態と同様であるが、柱２３ｂの端部２９ｂが拡幅しており、この端部２９ｂが梁２１ｂの幅広の穴３９ｂに挿入するようにして配置される点で異なる。接合構造２０ｂの構築方法も第２の実施形態と同様であるが、梁２１ｂ、柱２３ｂの構築時には、それぞれの形状に合わせて型枠を配置する。

この第６の実施形態でも、第２の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、穴３９ｂの内面の打継部が、断面変化部２４ｂ（図８参照）と更に離されるので、打継部の耐久性が向上する利点がある。

（第７の実施形態）
第７の実施形態は、本発明に係る接合構造を橋脚と梁の接合構造に適用した例である。図９は、本発明の第７の実施形態に係る接合構造である橋脚８１と梁９３の接合構造８０を示す図である。図９（ａ）は接合構造８０の鉛直方向断面図であり、図９（ｂ）は接合構造８０の構築途中を示す図である。

図９（ａ）に示すように、橋脚８１と梁９３は、接合箇所において水平方向の断面の大きさが互いに異なる鉄筋コンクリート構造体であり、断面の大きい橋脚８１と、断面の小さい梁９３とが、橋脚８１の上部８１ｂの凹部８７に梁９３の端部９５を挿入するようにして配置される。凹部８７は、対向する１組の側面を少なくとも有するように形成される。

また、本体部８１ａの鉛直方向の鉄筋８３と、橋脚８１の上部８１ｂの水平方向の鉄筋８９とが、凹部８７に露出しており、梁９３の端部９５に埋設される。鉄筋８３の上端部と鉄筋８９は、梁９３の鉄筋９７の下端部よりも梁９３の内側（上側）に位置する。

接合構造８０を構築するには、まず、型枠（不図示）の配置と鉄筋８３等の配筋を行って型枠内にコンクリートを打設し、橋脚８１の本体部８１ａを構築する。その後、本体部８１ａの上方において、型枠（不図示）の配置と鉄筋８９等の配筋を行って型枠内に高強度コンクリートを打設し凸部８５を構築する。これにより、図９（ｂ）に示すように、凸部８５の間に凹部８７が形成される。

その後、梁９３を形成するための型枠（不図示）を凹部８７の周囲に続けて設置し、鉄筋９７等の配筋を行う。そして、凹部８７と型枠内で高強度コンクリートを一体に打設する。コンクリート硬化後、型枠を撤去すると、接合構造８０が構築される。

この第７の実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、凹部８７の内面が打継部になり、断面変化部８４（図９（ａ）参照）を避けて打継部が形成される。また、橋脚８１の鉄筋８３、８９が打継部を通って梁９３の端部９５に埋設されるので、打継部の一体性が高まり、橋脚８１と梁９３との打継部の耐久性が向上する。橋の補修は困難を伴うことから、本実施形態の手法を用いて打継部の耐久性を向上させる効果は特に大きい。

第７の実施形態でも、必要に応じて、凸部８５を構築する際に型枠の凸部８５側に前記した突起を有するシートを貼り付けて用いたり、凸部８５のコンクリートが硬化した後にチッピングを行ったりして、凹部８７の内面に凹凸を形成してもよい。これにより、橋脚８１と梁９３の打継部のコンクリートの一体性を高めることができる。

また、以上の実施形態は新設の場合について説明したが、既設構造体にも本発明は適用できる。この場合、既設の一方の鉄筋コンクリート構造体に前記と同様の凹部を形成した後、コンクリートをこの凹部も含めて一体に打設して他方の鉄筋コンクリート構造体を構築すればよい。

さらに、鉄筋コンクリート構造体の組み合わせも、以上に説明したものに限ることはない。例えば、床版、壁、柱あるいは梁との自由な組み合わせにおいて、本発明の穴、溝を用いて耐久性の高い接合が可能になる。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１、２３、２３ｂ、４１、６３、１１０………柱
３、２１、２１ａ、２１ｂ、４３、６１、９３、１２０………梁
５、１１、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８３、８９、９７………鉄筋
９、２９、２９ｂ、５９、７９、９５………端部
１０、２０、２０ａ、２０ｂ、４０、６０、８０、１００………接合構造
１２、２４、２４ｂ、４４、６４、８４、１３０………断面変化部
１９、３９、３９ｂ、４９………穴
６９………溝
８１………橋脚
８７………凹部

Claims (9)

1. 第１の鉄筋コンクリート構造体に設けられ、前記第１の鉄筋コンクリート構造体の鉄筋が露出した凹部に、第２の鉄筋コンクリート構造体の端部が挿入され、
   前記第１の鉄筋コンクリート構造体の鉄筋が前記第２の鉄筋コンクリート構造体の端部に埋設され、
   前記第２の鉄筋コンクリート構造体のコンクリートが、前記凹部に対応する箇所も含めて一体に打設され、
   前記凹部は上方に開いておらず、側方に開いたものであることを特徴とする接合構造。
2. 第１の鉄筋コンクリート構造体に設けられ、前記第１の鉄筋コンクリート構造体の鉄筋が露出した凹部に、第２の鉄筋コンクリート構造体の端部が挿入され、
   前記第１の鉄筋コンクリート構造体の鉄筋が前記第２の鉄筋コンクリート構造体の端部に埋設され、
   前記第２の鉄筋コンクリート構造体のコンクリートが、前記凹部に対応する箇所も含めて一体に打設され、
   前記凹部は上方に開いておらず、下方に開いたものであることを特徴とする接合構造。
3. 前記凹部が、対向する側面を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の接合構造。
4. 前記第１の鉄筋コンクリート構造体の前記凹部の内面もしくは前記第２の鉄筋コンクリート構造体の前記端部の外面に凹凸が形成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の接合構造。
5. 前記第１の鉄筋コンクリート構造体の前記凹部の外縁に凸部が形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の接合構造。
6. 第１の鉄筋コンクリート構造体に設けられ、前記第１の鉄筋コンクリート構造体の鉄筋が露出した凹部に、第２の鉄筋コンクリート構造体の端部が挿入され、前記第１の鉄筋コンクリート構造体の鉄筋が前記第２の鉄筋コンクリート構造体の端部に埋設された接合構造を構築する際に、
   前記第２の鉄筋コンクリート構造体のコンクリートを、前記凹部に対応する箇所も含めて一体に打設し、
   前記凹部は上方に開いておらず、側方に開いたものであることを特徴とする接合構造の構築方法。
7. 第１の鉄筋コンクリート構造体に設けられ、前記第１の鉄筋コンクリート構造体の鉄筋が露出した凹部に、第２の鉄筋コンクリート構造体の端部が挿入され、前記第１の鉄筋コンクリート構造体の鉄筋が前記第２の鉄筋コンクリート構造体の端部に埋設された接合構造を構築する際に、
   前記第２の鉄筋コンクリート構造体のコンクリートを、前記凹部に対応する箇所も含めて一体に打設し、
   前記凹部は上方に開いておらず、下方に開いたものであることを特徴とする接合構造の構築方法。
8. 前記第１の鉄筋コンクリート構造体を構築した後、前記第２の鉄筋コンクリート構造体のコンクリートの打設を行い前記第２の鉄筋コンクリート構造体を構築することを特徴とする請求項６または請求項７記載の接合構造の構築方法。
9. 前記第２の鉄筋コンクリート構造体のコンクリートの打設を行い前記第２の鉄筋コンクリート構造体を構築した後、前記第１の鉄筋コンクリート構造体を構築することを特徴とする請求項６または請求項７記載の接合構造の構築方法。

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