JP6476324B1 - 定着部付き鉄筋、及びアンカーボルト - Google Patents

Abstract

【課題】現場施工における安易な配筋を実現し、配筋作業における効率化を図ること。
【解決手段】定着部付き鉄筋１は、鉄筋本体２と、鉄筋本体２の端部２ｂに形成され、鉄筋本体２の径方向に張り出す平板部４を有する定着部３と、を備え、平板部４は、鉄筋本体２の軸線方向Ｘを板厚方向とする平板部本体５と、平板部本体５の長手方向Ｙの端部５ａに設けられ、平板部本体５に対して傾斜し鉄筋本体２側に張り出す返し部６とを有する。
【選択図】図１

Description

本開示は、定着部付き鉄筋、及びアンカーボルトに関する。

鉄筋の端部に定着部が設けられた定着部付き鉄筋がある。特許文献１，２には、定着部であるプレートを摩擦圧接により鉄筋に接合することが記載されている。また、特許文献３には、鉄筋の端部をプレス加工により平板状とすると共に屈曲させることで、定着部を形成することが記載されている。また、非特許文献１には、定着部付き鉄筋の形状、寸法、定着部の接合方法等が記載され、非特許文献２には、定着部付き鉄筋の試験方法が記載されている。

特開２０１０−１４９１３１号公報 特開２０１６−８９４６７号公報 特開２０１０−１０６６５４号公報

ＩＳＯ １５６９８−１ ＩＳＯ １５６９８−２

現場において定着部付き鉄筋を配置する配筋作業の効率化が求められ、これにより、工期短縮及びコスト削減を実現することが望まれている。本開示は、現場施工における安易な配筋を実現し、配筋作業の効率化を図ることが可能な定着部付き鉄筋、及びアンカーボルトを提供することを目的とする。

本開示の定着部付き鉄筋は、鉄筋本体と、鉄筋本体の端部に形成され、鉄筋本体の径方向に張り出す平板部を有する定着部と、を備え、平板部は、鉄筋本体の軸線方向を板厚方向とする平板部本体と、平板部本体の長手方向の端部に設けられ、平板部本体に対して傾斜し鉄筋本体側に張り出す返し部とを有する。

定着部付き鉄筋では、平板部の先端部に返し部が形成されているので、定着部を他の鉄筋に対して引っ掛け易くすることができ、安易な配筋を実現することができる。これにより、現場での配筋作業の効率化を図ることができる。

また、定着部は、電気アップセット鍛造によって鉄筋本体の端部に一体成形されていてもよい。アップセット鍛造によって一体成形することで、加工時における効率化を図ることができる。また、材料として鉄筋を準備するだけで良く、定着部としてのプレートを別途準備する必要がない。

また、平板部は、鉄筋本体の径方向において、返し部が設けられた端部とは反対側に張り出す基端部を有する構成でもよい。この構成によれば、鉄筋本体の径方向において、定着部が両側に張り出す構成となるので、例えば試験時において応力集中を回避することができ、確実に引張試験を実施することができ、定着部付き鉄筋の性能評価を実施できる。

また、定着部は、鉄筋本体の軸線方向から見て、八角形状を成している構成でもよい。このような構成では、定着部が四角形状を成す場合と比較して、角部の角度を大きくすることができ、成形型を取り外し易くすることができる。これにより、成形型である金型の消耗度合いを緩和することができる。

また、定着部は、平板部本体の幅方向における両端で、平板部本体の長手方向に延在する一対の第１辺と、第１辺に対して傾斜し、返し部に向かうにつれて互いに接近するように形成された一対の第２辺と、を含む構成でもよい。このような構成では、返し部の幅を、平板部本体の幅と比較して狭くすることができる。

また、定着部は、第１辺に対して傾斜し、返し部とは反対側に向かうにつれて互いに接近するように形成された一対の第３辺を含み、平板部本体の長手方向における第２辺の長さは、平板部本体の長手方向における第３辺の長さより長く、第１辺に対する第２辺の傾斜角は、第１辺に対する第３辺の傾斜角よりも小さい構成でもよい。

本開示のアンカーボルトは、上記の定着部付き鉄筋を含むアンカーボルトであって、鉄筋本体の平板部が形成されていない方の端部にはおねじ部が形成されている。このアンカーボルトでは、平板部の先端部に返し部が形成されているので、定着部を他の鉄筋に対して引っ掛け易くすることができ、安易な配筋を実現することができる。これにより、現場での配筋作業の効率化を図ることができる。

本開示によれば、現場施工における配置作業の効率化を図ることが可能な定着部付き鉄筋、及びアンカーボルトを提供することができる。

一実施形態に係る定着部付き鉄筋を示す側面図である。 図１中の定着部を軸線方向外側から示す図である。 図１に示す定着部付き鉄筋を、定着部の長手方向外側から示す図である。 主筋に対して定着部を引っ掛けた状態を示す図である。 せん断補強筋の配置例を示す図である。 柱及び梁の連結部における配筋の一例を示す断面図である。 アンカーボルトを用いた鉄骨柱脚の定着構造を示す断面図である。 開口補強構造を示す断面図である。 定着部付き鉄筋を用いたＲＣ構造を示す断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１〜図４に示す定着部付き鉄筋１は、例えば異形鉄筋からなる鉄筋本体２と、この鉄筋本体２の軸線方向（長手方向、Ｘ方向）の端部に形成された定着部３とを備える。なお、直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とし、鉄筋本体２が延在する方向をＸ方向とする。また、鉄筋本体２の径方向のうち、定着部３の長手方向に沿う方向をＹ方向とし、Ｙ方向に交差する方向をＺ方向とする。

鉄筋本体２は、例えば鉄筋コンクリート用棒鋼を用いて、直線状に形成されている。この鉄筋本体２の周面２ａには、例えば、軸線方向に延在する凸部である一対のリブ９、および、周方向に延在する凸部である複数の節８が形成されている。一対のリブ９は、互いに対向するように配置され、複数の節８は、軸線方向に一定間隔で配置されている。鉄筋本体２の外径Ｄ１は、例えば１３ｍｍとすることができる。なお、鉄筋本体２の外径Ｄ１は、その他の値でもよい。鉄筋本体２として、例えばネジ鉄筋、鋼棒、異形鉄筋等を用いることができる。また、鉄筋本体２の周面２ａに形成された凸部は、一対のリブ９及び節８に限定されず、例えばらせん状に配置されているものでもよく、軸線方向に延在するリブ９が形成されていないものでもよい。

定着部３は、鉄筋本体２の径方向（Ｙ方向）に張り出す平板部４を有する。平板部４は、平板部本体５及び返し部６を含む。平板部本体５は、鉄筋本体２の軸線方向を板厚方向とするように配置されている。定着部３のＹ方向における長さＬ１は、例えば７５ｍｍとすることができる。定着部３のＹ方向における長さＬ１は、例えば、鉄筋本体２の外径Ｄ１の４倍以上とすることができる。

また、Ｙ方向において、鉄筋本体２の軸心Ｏ２から平板部本体５の端部５ａまでの長さＬ２は、例えば４５ｍｍとすることができる。長さＬ２は、鉄筋本体２の外径Ｄ１の３倍以上とすることができる。平板部本体５は、図２及び図３に示されるように、Ｚ方向において、鉄筋本体２の周面２ａより外方に張り出している。平板部本体５のＺ方向の長さである幅Ｗは、例えば３０ｍｍとすることができる。平板部本体５の幅Ｗは、例えば鉄筋本体２の外径Ｄ１の２倍以上とすることができる。

平板部本体５は、板厚方向に対して交差する面である第１面５ｂ及び第２面５ｃを有する。第１面５ｂは、鉄筋本体２側の面であり、第２面５ｃは、鉄筋本体２とは反対側の面である。第１面５ｂと第２面５ｃとの距離が、平板部本体５の板厚ｔであり、例えば９ｍｍとすることができる。

返し部６は、平板部本体５の長手方向（Ｙ方向）の端部５ａに設けられている。端部５ａは、Ｙ方向において、鉄筋本体２とは反対側の端部である。返し部６は、平板部本体５に対して傾斜し鉄筋本体２側に張り出している。返し部６は、Ｘ方向において、第１面５ｂよりも鉄筋本体２側に張り出している。返し部６の傾斜角θ１は、例えば５度程度である。返し部６の傾斜角θ１は、例えば第１面５ｂに対する角度である。返し部６の傾斜角θ１は、例えば第２面５ｃに対する角度でもよい。また、返し部６のＹ方向における長さＬ３は、例えば７ｍｍとすることができる。また、返し部６の張り出し量は、例えば、Ｘ方向において、第１面５ｂからの張り出し長さである。

また、平板部４は、Ｙ方向において、返し部６が設けられた端部５ａとは反対側に張り出す基端部７を有する。基端部７は、平板部本体５と一体として板状を成している。
Ｙ方向において、鉄筋本体２の軸心Ｏ２から基端部７の端部７ａまでの長さＬ４は、例えば１８ｍｍとすることができる。基端部７の長さＬ４は、平板部本体５の長さＬ２より短い。

定着部３は、図２に示されるように、鉄筋本体２の軸線方向から見て、八角形状を成している。定着部３は、第１辺３ａ，３ｂ、第２辺３ｃ，３ｄ、第３辺３ｅ，３ｆ、第４辺３ｇ及び第５辺３ｈを含む。一対の第１辺３ａ，３ｂは、Ｚ方向に対向し、Ｙ方向に延在する辺である。一対の第２辺３ｃ，３ｄは、第１辺３ａ，３ｂに対して傾斜し、返し部６側に向かうにつれて互いに接近するように形成されている。第１辺３ａ，３ｂに対する第２辺３ｃ，３ｄの傾斜角θ２は、例えば３０度とすることができる。

一対の第３辺３ｅ，３ｆは、第１辺３ａ，３ｂに対して傾斜し、返し部６とは反対側に向かうにつれて互いに接近するように形成されている。第１辺３ａ，３ｂに対する第３辺の傾斜角θ３は、例えば４５度とすることができる。第４辺３ｇ及び第５辺３ｈは、Ｙ方向において互いに対向し、Ｚ方向に延在している。第４辺３ｇは、一対の第２辺３ｃ，３ｄの端部同士を連結するように形成されている。第５辺３ｈは、一対の第３辺３ｅ，３ｆの端部同士を連結するように形成されている。

Ｙ方向において鉄筋本体の軸心Ｏ２から頂点３ｉまでの長さＬ５は例えば４５ｍｍとすることができる。頂点３ｉは、第１辺３ａ，３ｂと第２辺３ｃ，３ｄとの境界である。長さＬ５は、例えば鉄筋本体２の外径Ｄ１の３倍以上とすることができる。また、Ｙ方向における第２辺３ｃ，３ｄの長さＬ６は、Ｙ方向における第３辺３ｅ，３ｆの長さＬ７より長い。長さＬ７は、例えば７ｍｍとすることができる。また、第１辺３ａ，３ｂに対する第２辺３ｃ，３ｄの傾斜角θ２は、第１辺３ａ，３ｂに対する第３辺３ｅ，３ｆの傾斜角θ３よりも小さい。また、Ｚ方向における第４辺３ｇの長さＬ８は、Ｚ方向における第５辺３ｈの長さＬ９よりも短い。

次に図４を参照して、定着部付き鉄筋１の配置について説明する。定着部付き鉄筋１は、例えばせん断補強筋として使用される。Ｚ方向に延在する主筋１０に対して、定着部付き鉄筋１の鉄筋本体２は、Ｘ方向に延在している。定着部３はＹ方向に張り出すように配置され、主筋１０に対して引っ掛けられる。主筋１０の周面１０ａに対して、平板部本体５の第１面５ｂはＸ方向に対向して配置される。平板部本体５の第１面５ｂは、主筋１０の周面１０ａに当接して配置される。また、Ｙ方向において、主筋１０の周面１０ａと鉄筋本体２の周面２ａとの間には、空き寸法Ｌ１０として例えば６ｍｍ程度の隙間が生じている。

次に図５を参照して定着部付き鉄筋１を中子筋として使用する場合の配置について説明する。図５（ａ）〜図５（ｅ）に示されるように、定着部付き鉄筋１は、例えば中子筋１１，１２として使用可能である。主筋１４〜１７は、四角形の四隅に対応する位置に配置され、Ｚ方向に延在している。また、Ｙ方向に隣り合う一対の主筋１４〜１７間の中央にも主筋１８，１９がそれぞれ配置されている。フープ筋２０は、６本の主筋１４〜１９を取り囲むように配置され、四角形の枠体を成すように配置されている。中子筋１１は、フープ筋２０に対してＹ方向の中央に配置され、鉄筋本体２は、Ｘ方向に延在している。鉄筋本体２の一方の端部２ｂには定着部３が設けられている。図５（ａ）に示されるように、鉄筋本体２の他方の端部２ｃにはフック部２１が形成されている。フック部２１はＵ字状を成すように形成されている。定着部３は、主筋１９に引っ掛けられ、フック部２１は、主筋１８に引っ掛けられている。

図５（ｂ）では、２本の中子筋１２，２２が配置されている。中子筋１２は、定着部付き鉄筋１であり、鉄筋本体２の一方の端部２ｂに定着部３が設けられ、他方の端部２ｃにフック部２１が設けられている。中子筋２２は、鉄筋本体の両端部にフック部２４，２５が設けられている。中子筋１２の定着部３は主筋１９に引っ掛けられ、中子筋２２のフック部２４は、主筋１８に引っ掛けられている。中子筋１２，２２のフック部２１，２５は、Ｘ方向の中央部に配置され、フック部２１，２５同士が対向するように配置されている。

図５（ｃ）では、２本の中子筋１２が配置されている。中子筋１２は定着部付き鉄筋１である。定着部３は、主筋１８，１９に引っ掛けられて配置され、フック部２１はＸ方向の中央部で互いに対向して配置されている。

図５（ｄ）では、２本の鉄筋２６が四角形を成すように配置されている。鉄筋２６は、Ｙ方向に延在する鉄筋本体２７と、Ｘ方向に延在する一対の鉄筋本体２８とを有する。鉄筋本体２８の端部にはフック部２９が設けられている。フック部２９は、Ｘ方向において主筋１４，１６の中央部で互いに対向するように配置されている。フック部２９は、Ｘ方向において主筋１５，１７の中央部で互いに対向するように配置されている。図５（ｅ）では、図５（ｂ）と同様に中子筋１２，２２が配置されている。

本開示の定着部付き鉄筋１では、平板部４の先端部に返し部６が形成されているので、定着部３を他の鉄筋に対して引っ掛け易くすることができる。これにより、安易な配筋を実現することができ、現場での配筋作業の効率化を図ることができる。

また、定着部付き鉄筋１によれば、鉄筋本体２の径方向において、定着部３が両側に張り出す構成となるので、例えば試験時において応力集中を回避することができ、確実に引張試験を実施することができ、定着部付き鉄筋１の性能評価を実施できる。

また、定着部３は、鉄筋本体２の軸線方向から見て、八角形を成しているので、例えば、定着部が四角形を成す場合と比較して、角部の角度を大きくすることができ、成形型を取り外し易くすることができる。また、定着部３を成形するための金型（成形型）の消耗度合いを緩和することができる。そのため、金型の寿命を延長することができる。

また、定着部３は、平板部本体５の幅方向における両端で、平板部本体５の長手方向に延在する一対の第１辺３ａ，３ｂと、第１辺３ａ，３ｂに対して傾斜し、返し部６に向かうにつれて互いに接近するように形成された一対の第２辺３ｃ，３ｄと、を含んでいる。この構成によれば、返し部６の幅（長さＬ８）を、平板部本体５の幅Ｗと比較して狭くすることができる。

定着部３は、例えば電気アップセット鍛造によって鉄筋本体２の端部２ｂに一体成形されている。なお、定着部３は、その他の加工方向によって成形してもよい。電気アップセット鍛造によって一体成形することで、加工時における効率化を図ることができる。定着部付き鉄筋１を製造するための材料として鉄筋を準備するだけでよく、定着部３としてのプレートを別途準備する必要がない。

次に、図６を参照して、柱及び梁の連結部における定着部付き鉄筋１の配置について説明する。図６では、柱３１はＹ方向（上下方向）に延在し、梁３２はＸ方向に延在している。また、梁３３は、Ｚ方向に延在している。柱３１では、主筋３４がＹ方向に延在している。柱３１において複数の主筋３４を取り囲むようせん断補強筋（フープ筋）３５が配置されている。

定着部付き鉄筋１は、梁３２の主筋として利用されている。そして、定着部付き鉄筋１の定着部３は、梁３２と直交する梁３３の主筋３６に引っ掛けられて、配筋される。なお、柱３１のせん断補強筋３５に定着部付き鉄筋を適用してもよい。この場合、柱３１の主筋３４に定着部が引っ掛けられて配筋される。また、梁３２，３３のせん断補強筋３７に定着部付き鉄筋を適用してもよい。この場合、梁３２，３３の主筋に定着部が引っ掛けられて配筋される。

定着部付き鉄筋１を主筋端部定着として使用する場合において、横補強筋及びせん断補強筋等の隙間に、外から定着部付き鉄筋１を進入させて配置することができる。例えば、円形プレートの定着部を備える鉄筋では、円形プレートが横補強筋及びせん断補強筋等に引っ掛かり、外から進入させることが困難であった。

上側の主筋である定着部付き鉄筋１の端部５ａを下向きに配置し、下側の主筋である定着部付き鉄筋１の端部５ａを上向きに配置する。このような柱・梁接合部によれば、コンクリートの仕口部内（柱・梁接合部）の引き抜き抵抗力が上がるので、仕口部のコンクリートのひび割れ挙動を緩和することができる。

次に、図７を参照して、本開示の定着部付き鉄筋のアンカーボルトへの適用について説明する。図７に示すアンカーボルト４１が、図１に示す定着部付き鉄筋１と違う点は、鉄筋本体２の端部（定着部３が形成されていない端部）２ｃに、おねじ部４２が形成され、ナット４３を螺合可能な構成とされている点である。

アンカーボルト４１は、基礎コンクリート部４４内で、上下方向に延在して配置されている。おねじ部４２が形成された端部（上端部）２ｃは、地上に露出し、その他部分は、基礎コンクリート部４４内に埋め込まれた状態で固定されている。

鉄骨柱脚４６の下端に配置された柱脚金物４７は、矩形状の平板であり、その四つ角には、開口部４８が形成されている。アンカーボルト４１は、柱脚金物４７の開口部４８に各々挿通され、ナット４３は、おねじ部４２に螺合されている。柱脚金物４７は、アンカーボルト４１及びナット４３によって固定され、鉄骨柱脚４６は、柱脚金物４７を介して、基礎コンクリート部４４に確実に固定されている。

このようなアンカーボルト４１では、従前のように、Ｕ字形状のアンカーボルトと地下梁主筋とを交錯させて配筋する必要が無いため、配筋を簡素とし、作業の省力化を図ることができる。また、アンカーボルト４１を、柱脚金物４７の開口部４８に容易に挿通させることができるため、作業の省力化を一層図ることができ、工期短縮を実現することができる。

このようなアンカーボルト４１において、基礎コンクリート部４４内の地下梁主筋４５に定着部３を引っ掛けた状態で使用することができる。これにより、安易な配筋を実現することができ、現場での配筋作業の効率化を図ることができる。

次に、図８を参照して、本開示の定着部付き鉄筋の開口補強構造への適用について説明する。開口補強構造５１を含む梁５２は、梁５２の長手方向に延在する複数の主筋５３を備え、これらの複数の主筋５３の外周を取り囲むように複数のせん断補強筋５４が配筋されている。複数のせん断補強筋５４は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に延在し、複数の主筋５３の外周を囲繞している。梁５２には、鋼管５５が挿通されて、梁５２の長手方向と交差する方向に貫通する開口５６が形成されている。

開口補強構造５１では、他のせん断補強筋として定着部付き鉄筋１が斜め配筋されている。この定着部付き鉄筋１では、鉄筋本体２の両端部２ｂ，２ｃに定着部３が設けられている。この定着部３は、それぞれ主筋５３に引っ掛けられている。複数の定着部付き鉄筋１は、開口５６を取り囲むように配置されている。

複数の定着部付き鉄筋１は、開口５６が延在する方向から見てＸ字状に配置されている。Ｘ字状に配置された定着部付き鉄筋１の定着部３同士が重なるように（接近して）配置されている。開口補強構造５１では、開口５６を取り囲む複数の定着部付き鉄筋１によって、開口５６の周辺部が補強されている。これにより、配筋を省力化して簡素な構造で開口５６の周辺部を補強することができる。また、定着部付き鉄筋１が主筋５３に対して斜めに配筋されているため、鉄筋本体２の耐力を有効に使用することができる。

次に、図９を参照して、本開示の定着部付き鉄筋（アンカーボルト）６１を用いたＲＣ（Reinforced-Concrete）構造について説明する。図９では、柱３１はＸ方向（上下方向）に延在し、梁６２はＹ方向に延在している。梁６２は例えば地中に配置された基礎梁である。梁６２では、主筋６３がＹ方向に延在している。梁６２において複数の主筋６３を取り囲むようにせん断補強筋６４が配置されている。

定着部付き鉄筋６１は、柱３１の主筋として利用されている。定着部付き鉄筋６１の下端部には、定着部３が設けられている。定着部３は、梁６２の内部に配置されている。ＲＣ構造において、基礎梁と柱３１との連結部、基礎梁と中柱との連結部に、定着部付き鉄筋６１を使用することができる。

本開示は、前述した実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。

上記の実施形態では、定着部３は平板部本体５とは反対側に張り出す基端部７を備える構成としているが、定着部は基端部７を備えていない構成でもよい。また、上記の実施形態では、八角形状を成す定着部としているが、定着部は、鉄筋本体２の軸線方向から見て、例えば四角形状を成すものでもよく、六角形状を成すものでもよく、その他の形状を成すものでもよい。

また、上記の実施形態では、定着部付き鉄筋１を、主筋、せん断補強筋、アンカーボルト、開口補強構造として適用する場合について説明しているが、定着部付き鉄筋１をその他の用途に用いてよい。定着部付き鉄筋１は、梁、柱、基礎、床、壁等に使用することができる。また、上記の寸法等の値はその他の値でもよい。

１，６１…定着部付き鉄筋、２…鉄筋本体（バー）、２ｂ…鉄筋本体の一方の端部、３…定着部（ヘッド）、３ａ，３ｂ…第１辺、３ｃ，３ｄ…第２辺、３ｅ，３ｆ…第３辺、４…平板部、５…平板部本体、６…返し部、７…基端部、４１…アンカーボルト、４２…おねじ部、Ｌ６…平板部本体の長手方向における第２辺の長さ、Ｌ７…平板部本体の長手方向における第３辺の長さ、Ｘ…Ｘ方向（鉄筋本体の軸線方向）、Ｙ…Ｙ方向（平板部本体の長手方向）。

Claims (2)

1. 鉄筋本体と、
   前記鉄筋本体の端部に形成され、前記鉄筋本体の径方向に張り出す平板部を有する定着部と、を備え、
   前記平板部は、
   前記鉄筋本体の軸線方向を板厚方向とする平板部本体と、
   前記平板部本体の長手方向の端部に設けられ、前記平板部本体に対して傾斜し前記鉄筋本体側に張り出す返し部と、
   前記鉄筋本体の径方向において、前記返し部が設けられた端部とは反対側に張り出す基端部と、を有し、
   前記定着部は、前記鉄筋本体の軸線方向から見て、八角形状を成しており、
   前記平板部本体の幅方向における両端で、前記平板部本体の長手方向に延在する一対の第１辺と、
   前記第１辺に対して傾斜し、前記返し部に向かうにつれて互いに接近するように形成された一対の第２辺と、
   前記第１辺に対して傾斜し、前記返し部とは反対側に向かうにつれて互いに接近するように形成された一対の第３辺と、を含み、
   前記平板部本体の長手方向における前記第２辺の長さは、前記平板部本体の長手方向における前記第３辺の長さより長く、
   第１辺に対する前記第２辺の傾斜角は、前記第１辺に対する前記第３辺の傾斜角よりも小さい、定着部付き鉄筋。
2. 請求項１に記載の定着部付き鉄筋を含むアンカーボルトであって、
   前記鉄筋本体の前記平板部が形成されていない方の端部にはおねじ部が形成されているアンカーボルト。

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