JP6487216B2 - 鉄筋コンクリート造の施工方法 - Google Patents
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Description
このような鉄筋コンクリート造は、柱と梁とが接合する柱梁接合部において、柱用の主筋及びせん断補強筋や、梁用の主筋が配筋され、コンクリートが打設されて施工されている。
鉄筋コンクリート造として、特許文献1で示される従来例がある。
特許文献1では、ト形又はL形の柱梁接合部に部分的に高強度とした主筋を配置する構成が開示されていないが、ト形又はL形の柱梁接合部に部分的に高強度とされた主筋を適用する場合、1本の主筋の片側部分を高強度部分とし、この高強度部分をト形又はL形の柱梁接合部に配置し、普通強度部分を柱梁接合部とすることが考えられる。
しかも、特許文献1の従来例では、長手方向に隣合う主筋を接続するために、互いに近接する普通強度部分同士を継手で連結することになる。この作業は、通常、梁の中央付近で行われ、現場での施工手間と施工時間が増えるとともに、施工費用も追加される。また、継手の位置を中央からずらさなければならない場合には、左右の主筋の長さが異なることになり、長さの管理が必要となる。さらに、鉄筋を先に組み立てて、後から型枠を施工する場合、柱から離れた梁の中央部分で、普通強度部分同士を継手で接続するには、そのためにのみ足場を組む必要があり、主筋の接続作業が繁雑なものとなる。
この構成の発明では、梁用の主筋を設置するために、梁の中間部分において、継手で複数の主筋同士を接続する作業を要しないので、鉄筋コンクリート造の施工が容易となる。しかも、梁用の主筋に全長に渡って普通強度の鉄筋を使用した場合に比べて主筋本数を少なくできるため、梁の断面積を小さくできる。
さらに、降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定される1本の普通鉄筋を部分焼入れして普通強度部分と高強度部分とを形成することが可能となるので、柱梁接合部に配置される高強度部分の太さを太くすることを要しない。そのため、この点からも、柱梁接合部の断面積を大きくすることを要しない。しかも、普通強度部分と高強度部分とが1本の鉄筋から構成されるので、現場での取り扱いが容易となる。
この構成では、主筋が1本の鉄筋から構成されるので、部品点数を減少させることができる。そのため、主筋の管理が容易となる。
この構成では、線状部に係合される定着プレートによって、柱梁接合部に主筋を確実に定着させることが可能となる。
この構成では、互いに隣合う柱に梁用の主筋の両端がそれぞれ接合される建物において、好適である。
本発明の第1実施形態を図1から図3に基づいて説明する。
全体構成を示す図1において、建物は、複数の梁2と、梁2の両端部をそれぞれ接合する複数の柱3とを備えた複数階建ての鉄筋構造1を備え、鉄筋構造1にコンクリート100(図2参照)が打設された鉄筋コンクリート造である。
梁2と柱3との接合形態としては、十字形接合がなく、ト形接合S1やL形接合S2である。本実施形態は、ト形接合S1やL形接合S2の柱梁接合部200に適用される。以下では、ト形接合S1を例にとって説明するが、L形接合S2でもト形接合S1と同様に適用することができる。
図2において、梁2の鉄筋構造1は、水平方向に延びて等間隔に配筋された複数の梁用の主筋21と、主筋21の軸方向と交差する平面内において配筋されて梁2のせん断力に対して補強するせん断補強筋22(図3(B)参照)とを備える。せん断補強筋22は、主筋21を囲んで等間隔あるいは降伏ヒンジ近傍では密に配筋されている。
主筋21は、上下一対配置されており、かつ、上下とも、水平方向に4本が配置されている(図3(B)参照)。
高強度部分211の降伏点又は0.2%耐力は490MPa(N/mm2)以上1000MPa(N/mm2)以下、例えば900MPa(N/mm2)である。普通強度部分212の降伏点又は0.2%耐力は295MPa(N/mm2)以上390MPa(N/mm2)以下、例えば390MPa(N/mm2)である。また、主筋21は、丸鋼でも、異形棒鋼でもよい。
柱用の鉄筋材及びせん断補強筋は、降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定されている普通鉄筋である。普通鉄筋の降伏点又は0.2%耐力は、例えば、295MPa(N/mm2)以上390MPa(N/mm2)以下、例えば、345MPa(N/mm2)の異形鉄筋(SD345)を例示できる。
ト形接合S1を含む領域において、高強度部分211は、柱梁接合部200と柱梁接合部200の付け根部Rから梁長さ方向に沿った高強度領域210Aとに配置されている。
普通強度部分212は、高強度領域210Aの間に位置する普通強度領域210Bに配置されている。
以上の構成の主筋21は、普通強度部分212と同じ強度の1本の普通鉄筋の異形鉄筋(SD345)の両端部を部分焼入れして高強度部分211にする。
図3(A)において、高強度部分211のうち柱梁接合部200の内部に配置された領域の先端部分は、90°折り曲げられたフック状とされる。つまり、高強度部分211は、柱梁接合部200に定着する定着部としてのフック状部211Aと、フック状部211Aの基端から梁長さ方向に沿って境界部Qまで延びる線状部211Bとを有する。
線状部211Bは、普通強度部分212と同一直線上であって、柱梁接合部200の内部及び高強度領域210Aに配置されている。なお、フック状部211Aの向きは、上方の主筋21では下向きであり、下方の主筋21では上向きであるが、図2の想像線で示される通り、下方の主筋21のフック状部211Aを下向きにしてもよく、これとは反対に、上下の主筋21のフック状部211Aをそれぞれ上向きにしてもよい。なお、図3は、主筋21の左側端部のみ図示するが、主筋21の右側端部は左側端部と同じ構成である。
線状部211Bの長さL2は、ト形接合S1の柱梁接合部200に配置された領域の長さL21と高強度領域210Aに配置された領域の長さL22との合計の長さ(L2=L21+L22)である。
図3(B)において、梁2の上部と下部に梁用の主筋21がそれぞれ4本配置されている。上部に配置された主筋21と下部に配置された主筋21とは、それぞれ同じ高さ位置に配置され、水平方向に隣合う主筋21と等間隔とされる。
まず、主筋21を製造する。そのため、普通強度部分212と同じ強度の1本の普通鉄筋の異形鉄筋(SD345)の両端部を部分焼入れして高強度部分211にする。ここで、フック状部211Aは焼入れする前に形成してもよく、焼入れした後に形成してもよい。
その後、柱用の主筋及び梁用の主筋21を組み立てて鉄筋構造1を施工する。梁用の主筋21の設置に際して、高強度部分211を、互いに隣合う柱梁接合部200と柱梁接合部200の付け根部Rから梁長さ方向に延びる高強度領域210Aに配置し、普通強度部分212を高強度領域210Aの間に位置する普通強度領域210Bに配置する。
鉄筋構造1が施工されたら、コンクリート100を打設する。
(1)1スパンの梁用の主筋21を、普通強度部分212の両側に高強度部分211を設けて形成し、高強度部分211を、柱梁接合部200に定着する定着部としてのフック状部211Aと、柱梁接合部200及び柱梁接合部200の付け根部Rから梁長さ方向に沿った高強度領域210Aに延びる線状部211Bとを有する構成とした。そのため、梁用の主筋21を設置するために、梁2の中間部分において、継手で複数の主筋同士を接続する作業を要しないので、鉄筋コンクリート造の施工が容易となる。しかも、梁用の主筋21に全長に渡って普通強度の鉄筋を使用した場合に比べて主筋本数を少なくできるため、梁2の断面積を小さくできる。
次に、本発明の第2実施形態を図4に基づいて説明する。
第2実施形態は、第1実施形態とは定着部の構成が相違するもので、他の構成は第1実施形態と同じである。なお、第2実施形態の説明において、第1実施形態と同一の構成要素は同一符号を付して説明を省略する。
図4において、第2実施形態の定着部は、線状部211Bに係合された定着プレート211Cを有する。つまり、主筋21は、普通強度部分212の両端にそれぞれ高強度部分211が設けられ、高強度部分211は、柱梁接合部200及び柱梁接合部200の付け根部Rから梁長さ方向に沿って境界部Qまで延びる高強度領域210Aに配置された線状部211Bと、線状部211Bの端部に設けられた定着プレート211Cとを有する。
第2実施形態では、第1実施形態と同様の方法で鉄筋コンクリート造が施工される。
従って、第2実施形態では、第1実施形態の(1)(2)(4)と同様の効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
(5)定着部を、線状部211Bに係合された定着プレート211Cとしたので、地震等で線状部211Bから定着プレート211Cに大きな力がかかっても、定着プレート211Cが柱梁接合部200から抜けることがない。そのため、柱梁接合部200に主筋21を確実に定着させることができる。
本発明の第3実施形態を図5に基づいて説明する。
第3実施形態は、主筋の構成が第1実施形態と異なるもので、他の構成は第1実施形態と同じである。第3実施形態の説明において、第1実施形態と同一の構成要素は同一の符号を付して説明を省略する。
図5(A)は図3(A)に対応した図であり、図5(B)は図3(B)に対応した図である。
図5(A)(B)において、第3実施形態では、梁2の上部には4本の梁用の主筋23Aと1本の補強筋23Bとが同一高さに配置され、梁2の下部には4本の梁用の主筋23Aと1本の補強筋23Bとが同一高さに配置されている。
主筋23Aの形状は、第1実施形態の主筋21と同じであり、ト形接合S1の内部に配置された部分のうち先端部分は90°折り曲げられたフック状部211Aとされる。
補強筋23Bは、主筋23Aと同じ材料からなる普通鉄筋から構成されるものであり、第1実施形態の高強度部分211と同様の形状とされる。つまり、補強筋23Bは、ト形接合S1の内部に配置された部分のうち先端部分が90°折り曲げられたフック状とされる。
補強筋23B及び主筋23Aのうち境界部Qに相当する位置は、外力が作用した時の降伏位置とされる。
ここで、折り曲げされた先端部側の余長(曲げ開始点から先端までの長さ)をL1、定着起点から曲げ開始点までの直線部分の長さをL2とし、曲げ部(一方の曲げ開始点から他方の曲げ開始点まで)の長さをMとすると、主筋23A及び補強筋23Bの定着長さLは、L=L1+L2+Mある。
また、定着起点から曲げ開始点までの直線部分の長さをL2は、ト形接合S1に配置された領域の長さL21と高強度領域210Aに配置された領域の長さL22との合計の長さ(L2=L21+L22)である。
従って、第3実施形態では、第1実施形態の(1)〜(4)と同様の効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
(6)普通強度領域210Bより鉄筋の数を増やして高強度領域210Aを形成したため、1本の普通鉄筋の一部を焼入れして高強度部分211を形成する場合に比べて、鉄筋の製造コストを下げることができる。
本発明の第4実施形態を図6から図10に基づいて説明する。
第4実施形態は、主筋の構成が第1実施形態と異なるもので、他の構成は第1実施形態と同じである。第3実施形態の説明において、第1実施形態と同一の構成要素は同一の符号を付して説明を省略する。
図6は第1実施形態で説明した図1に相当する図である。
図6において、建物は、複数の梁2と、梁2の両端部をそれぞれ接合する複数の柱3とを備えた複数階建ての鉄筋構造1を備え、鉄筋構造1にコンクリート100(図7から図10参照)が打設された鉄筋コンクリート造である。
第4実施形態では、梁2と柱3との接合形態としては、ト形接合S1とL形接合S2の他、十字形接合S3がある。第4実施形態は、主筋21,24,25の一端部が十字形接合S3の柱梁接合部200に接合されている構成が第1実施形態と異なる。
図7において、十字形接合S3で配置される主筋21は、第1実施形態の主筋21と同じ形状である。主筋21の高強度部分211のうち柱梁接合部200の内部に配置された領域の先端部分は、90°折り曲げられたフック状とされる。つまり、高強度部分211は、柱梁接合部200に定着するフック状部211A及び線状部211Bを有する。梁長さ方向(図7において左右方向)に隣合う主筋21の高強度部分211は、互いに重なるように配置されている。なお、隣合う主筋は、図の説明上、上下に離れた状態としているが、通常は同じ高さで配置されている。
主筋24は、普通強度部分212と高強度部分241とを有するものであり、高強度部分241は、柱梁接合部200の内部と高強度領域210Aとに配置される。
なお、本実施形態においては、図8から図10の想像線で示される通り、高強度部分241に定着プレート211Cを取り付ける構成としてもよい。
第4実施形態では、第1実施形態と同様の方法で鉄筋コンクリート造が施工される。
従って、第4実施形態では、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
本発明の第5実施形態を図11に基づいて説明する。
第5実施形態は、主筋の構成が第3実施形態と異なるもので、他の構成は第3実施形態と同じである。第5実施形態の説明において、第3実施形態と同一の構成要素は同一の符号を付して説明を省略する。
図11は図7に相当する図である。
図11において、十字形接合S3で配置される主筋25は、全てが普通強度部分212と同じ強度あるいは高強度領域210Aを有する鉄筋であり、かつ、先端に定着部としての継手4を取り付けた構成である。梁長さ方向(図11において左右方向)に隣合う主筋25の端部は、それぞれ直線状に形成されており、これらの直線状の部分が互いに継手4で連結されている。つまり、本実施形態では、主筋25のうち、柱梁接合部200に配置された領域と継手4とから定着部が構成される。
第5実施形態では、第2実施形態と同様の方法で鉄筋コンクリート造が施工される。
従って、第5実施形態では、第2実施形態と同様の効果を奏することができる。
例えば、本発明では、建築構造物以外にも、橋等の土木構造物にも適用することができる。
また、第3実施形態において、図12の構成でもよい。つまり、普通強度領域210Bより鉄筋の数を増やして高強度領域210Aを形成する代わりに、高強度領域210Aを高強度部分211からなる鉄筋とし、この高強度部分211と普通強度部分212からなる鉄筋との間に継手4を設ける構成としてもよい。この継手4は、高強度部分211を構成する鉄筋の端部に形成された雄ねじ部(図示せず)と、普通強度部分212を構成する鉄筋の端部に形成された雄ねじ部(図示せず)とを螺合するカプラーである。カプラーを用いて2本の鉄筋を連結するので、強度の異なる既存の鉄筋を利用することができ、普通鉄筋を部分焼入れする場合に比べて、鉄筋自体の加工が容易となる。
Claims (4)
- 互いに隣合う柱と接合され普通強度部分と高強度部分とを有する梁用の主筋を用いて鉄筋コンクリート造を施工する方法であって、
前記梁用の主筋として、前記普通強度部分の両側に前記高強度部分が配置され、前記高強度部分が前記普通強度部分と連続する線状部と前記線状部に設けられた定着部とを有する1スパンの主筋を用い、
前記普通強度部分は降伏点又は0.2%耐力がJISG3112で規定され、前記高強度部分は前記普通強度部分よりも降伏点又は0.2%耐力が大きく設定され、
前記梁用の主筋は、前記普通強度部分と同じ強度の1本の普通鉄筋を部分焼入れして前記高強度部分とし、
前記高強度部分を、前記柱と接合される柱梁接合部と前記柱梁接合部の付け根から梁長さ方向に沿って突出した高強度領域とに配置し、
前記普通強度部分を、前記隣合う高強度領域の間に配置し、
前記高強度部分の定着起点を前記高強度部分と前記普通強度部分との境界部であって降伏ヒンジの起点となる位置とする
ことを特徴とする鉄筋コンクリート造の施工方法。 - 請求項1に記載された鉄筋コンクリート造の施工方法において、
前記定着部は、前記線状部から折れ曲がって形成されたフック状部を有する
ことを特徴とする鉄筋コンクリート造の施工方法。 - 請求項1に記載された鉄筋コンクリート造の施工方法において、
前記定着部は、前記線状部に係合された定着プレートを有する
ことを特徴とする鉄筋コンクリート造の施工方法。 - 請求項2又は請求項3に記載された鉄筋コンクリート造の施工方法において、
前記柱梁接合部は、ト形接合又はL形接合である
ことを特徴とする鉄筋コンクリート造の施工方法。
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