JP6598073B2 - 鉄筋継手 - Google Patents

Description

本発明は、各種コンクリート構造物の補強材に使用される鉄筋同士を接続するための鉄筋継手に関するもので、特に、鉄筋コンクリート建築物の柱梁接合部に適用されることで、構造躯体の耐震性能、施工性、経済性を向上させることが可能な鉄筋継手に関する。

従来、鉄筋同士を接続する継手には、鉄筋の端部にフック等を形成して互いに重ね合せた状態でコンクリートを打設することにより、それらの鉄筋とコンクリートとの付着力を介して鉄筋相互間を連結する重ね継手、鋼製のカプラなど介して機械的に接続する機械式継手、溶接により接続する溶接継手、グラウト材を使用するグラウト継手などがある。これらの継手は、鉄筋端部を重ね合わせて互いの軸線が一致しない状態で接続する形式と、鉄筋の端面同士を対向させて同一軸線上で接続する形式に大別される。一般に、鉄筋コンクリート構造あるいは鉄骨鉄筋コンクリート構造において、柱や梁などの部位では、角筒状に並置した複数本の主筋（柱筋・梁筋）同士の接続に後者の軸線が一致する形式の鉄筋継手が使用される一方、それら主筋を取り囲むように長手方向に所定の間隔で配置されるせん断補強筋（帯筋・あばら筋）の端部の接続に前者の重ね継手が使用されている。

ところで、鉄筋同士を同一軸線上で接続する形式の鉄筋継手の従来例として、外周面に雄ねじを形成した二つの内側接続筒と、内周面に前記雄ねじに螺合する雌ねじを形成した外側接続筒とを用い、端部に大径の膨径部を形成した一対の鉄筋のそれぞれに内側接続筒を挿入し、両鉄筋の膨径部を突き合わせた状態で外側接続筒を両内側接続筒と螺合して鉄筋同士を接続するものが知られている（特許文献１）。

しかしながら、上記特許文献１に記載の鉄筋継手では、鉄筋のサイズごとに専用部材である内側接続筒と外側接続筒を用意しなければならず、また部品点数も多いことから、製造コストの面で改善の余地があった。

特開２００３−２５３８１２号公報

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、経済性に優れるとともに、鉄筋コンクリート建築物の柱梁接合部に適用されたときに構造躯体の耐震性能および施工性を向上させることが可能な鉄筋継手の提供をその目的とするものである。

上記のような従来技術の問題点を解決する手段として、本願発明による鉄筋継手では、鉄筋の端面同士を対向させて同一軸線上に接続可能な鉄筋継手において、鉄筋の本体部の端面に円板状の膨出部がそれぞれ形成されるとともに、鉄筋の本体部を受け入れ可能なＵ字状の切欠部と複数のボルト挿通孔を有する一対の挟持板が膨出部のそれぞれ背面側で本体部を跨ぐように配設され、該一対の挟持板のボルト挿通孔に対して鉄筋と平行に挿通した複数のボルトとナットの締付けにより鉄筋の膨出部同士を圧接した状態で接続することを基本構成として採用した点に特徴がある。

上記構成によれば、接続すべき鉄筋として、本体部の端面に本体部よりも大きい外径の円板状の膨出部を適宜の加工手段で形成した一対の鉄筋を用意し、一対の挟持板を鉄筋の各膨出部の背面側に互いのボルト挿通孔の位置を合わせた対向状態で配設した後、鉄筋に対して平行に配置される複数のボルトとナットで一対の挟持板を締め付ける。これにより、一対の挟持板が近接方向に移動して鉄筋の膨出部同士を圧接させるので、鉄筋同士を強固に接続することが可能である。この接続作業は、作業現場で簡単に行うことができるので、施工性が良好であり、一対の挟持板を用意すればよいことから、経済的に製造することができる。

また、上記構成において、鉄筋の膨出部を本体部に対して、１．２倍以上の断面積とし、かつ本体部の外径の０．５倍以上の軸方向長さを有する円板状にすることができる。この場合には、構造躯体の耐震性能の向上により効果がある。

さらに、上記構成において、挟持板のボルト挿通孔は、切欠部の両側の端部と基部の３箇所に配置することができる。この場合には、鉄筋の膨出部が３本のボルトによって囲まれた状態で締付けられるため、少ないボルト本数で確実に鉄筋同士を接続することが可能である。

さらにまた、上記構成において、挟持板の切欠部が、並列状に配置された複数の切欠部とすることもできる。この場合には、複数対の鉄筋同士を同一の面で一度に接続することが可能であるから、主筋の本数が多いサイズの大きい柱や梁への適用に最適であり、施工性の向上につながる。

本発明の鉄筋継手では、上記構成を採用したことにより、次のような効果が得られる。すなわち、本発明で用いる一対の挟持板は、柱梁接合部などに使用したとき、従来の機械式定着板と同様に引張応力を負担することになるが、これら一対の挟持板が、両者を接合する複数のボルトにより相手側（圧縮側）の鉄筋と接合した状況にあることから、引張鉄筋側の引張応力の一部を圧縮側の鉄筋で負担する効果がある。このことから、鉄筋継手で接続された部分での応力負担を低減し、柱梁接合部の耐震性の向上に貢献することができる。また、部品点数が少ないことから、経済的であると同時に施工性も向上する。

（ａ）および（ｂ）は、本発明で使用する鉄筋の端部を示した正面図と右側面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明で使用する挟持板の正面図とＡ−Ａ断面図である。 本発明の第１実施形態に係る鉄筋継手の組立て方法を示す説明図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る鉄筋継手の組立て完了後の状態を示す正面図とＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の鉄筋継手を適用可能な柱梁接合部の斜視図である。 柱梁接合部での地震時の応力状態を示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る鉄筋継手で使用する挟持板の正面図である。 本発明の第２実施形態に係る鉄筋継手の組立て完了後の状態を示す正面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳述するが、もちろん例示した実施形態に限定されるものではなく、各構成部材の材質、形状、数量、位置の変更など、本発明の技術思想内での種々の変更はもちろん可能である。まず、本発明の第１実施形態に係る鉄筋継手について、図１〜図４に基づき説明する。

本発明の鉄筋継手で用いる鉄筋１は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、異形棒鋼からなる本体部１０の端部に円板状の膨出部１１が設けられたもので、接続すべき相手方の鉄筋１の端部にも同様な膨出部１１が形成される。この膨出部１１は、鉄筋１の本体部１０の外径ｄ１に対して、その断面積が２０％以上大きくなるような外径ｄ２を有するもので、さらにその軸心方向の長さＬが鉄筋１の本体部１０の外径ｄ１の１／２以上に設定されている。すなわち、（ｄ２／２）^２≧１．２（ｄ１／２）^２、Ｌ≧ｄ１／２の関係である。なお、膨出部１１の形成は、本体部１０の端部を鍛造により拡径する方法、あるいは別に用意した円板を摩擦圧接や溶接等の適宜の接合方法を用いて行うことができる。

次に、本発明の鉄筋継手で用いる挟持板２は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、鉄筋１の本体部１０を受け入れ可能な幅で開口するＵ字状の切欠部２１と、この切欠部２１の開口側の各端部と基部の３箇所にボルト挿通孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられたものである。挟持板２は、全体形状が略Ｕ字状に形成され、後述するボルト・ナットとともに一対で使用される。

上記のような加工が端部に施された一対の鉄筋１，１は、図３に示すように、鉄筋１，１の膨出部１１，１１同士を対向させるとともに、それぞれの膨出部１１，１１の背面側の本体部１０，１０に上方から挟持板２，２の切欠部２１を挿入して本体部１０を跨ぐように配設する。そして、３箇所のボルト挿通孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃの位置が一致した対向状態にある挟持板２，２に対して、一方の挟持板２から他方の挟持板２に向けて各ボルト挿通孔２２ａ，２２ｂ，２２ｃに３本のボルト３を鉄筋１と平行に挿通し、それらの端部にナット４を螺合して締め付ける。

図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る鉄筋継手の組立て完了後の状態を示している。一対の鉄筋１，１は、膨出部１１，１１を囲むようにして３箇所に配置された鉄筋１と平行な３本のボルト３とナット４の締付けにより（図４（ｂ）参照）、膨出部１１，１１同士が圧接した状態で同一軸線上に接続される（図４（ａ）参照）。

本発明の鉄筋継手は、一般的な機械式継手や重ね継手と同様に取り扱うことができるが、鉄筋コンクリート建築物の柱梁接合部、特に、柱梁の交錯部中央付近での梁の主筋の鉄筋継手として使用された場合にその優位性が発揮され、構造躯体の耐震性能、施工性、経済性を向上させることが可能になる。建築構造躯体の柱梁接合部は、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、一般的に隅柱部、側柱部、中柱部に分類される。本発明の鉄筋継手は、このうち、（ａ）の隅柱を除く（ｂ）の側柱、（ｃ）の中柱での柱梁接合部に用いることができる。これらの柱梁接合部では、１本の柱５に対して３方向の梁６（側柱）、もしくは４方向の梁６（中柱）が接続される。

従来、これらの柱梁接合部における配筋は、柱に対して対称に接続される梁においては、柱部を通過させる配筋の仕様である。（ｃ）の中柱の場合では２方向に対し、（ｂ）の側柱の場合では、１方向（柱に対して対称に接続される２方向の梁）が柱部を通過させる配筋の仕様で、ト型となる残りの１方向の梁の接合部では、Ｌ型定着鉄筋、もしくは機械式定着を有する鉄筋を、柱部に定着させるのが一般的な仕様であった。本発明の鉄筋継手は、側柱、中柱の柱ほぼ中央部に梁主筋の接続部を設け、梁主筋同士を機械式に接続させる場合に好適に使用されるものである。

図６は、構造フレームの地震時の応力状態を示す説明図である。左右対称な梁６，６を持つ柱梁接合部は、地震時に逆対称曲げモーメントを受ける。この時、柱５の中央部において梁６，６から伝わる曲げモーメントが最大になり、かつ左右の梁６，６の曲げモーメントＭが正負逆の値となる現象を示す。鉄筋コンクリート構造の柱梁接合部では、梁６，６の上端鉄筋７ａは、柱５の中央で梁６，６の曲げモーメントＭによる上端鉄筋７ａの引き抜き力が最大になり、同時に柱５の中心線の反対側では上端鉄筋７ａは圧縮力を負担することになる。同時に、柱梁接合部の下端鉄筋７ｂは、梁６，６の中心線を境にして、梁６，６の上端鉄筋７ａとは逆の現象を受け、地震時において、上端鉄筋７ａと下端鉄筋７ｂは、この現象を交互に受けることになる。すなわち、本発明の鉄筋継手による挟持板２，２で挟まれた部分は、従来の機械式定着板と同様に引張応力を負担するが、この挟持板２，２で挟まれた接合部分が、両者を接合するボルト３により相手側（圧縮側）の鉄筋と接合させた状況であることから、引張鉄筋側の引張応力を圧縮側の鉄筋で一部負担する効果がある。このことから、本発明の鉄筋継手は、これにより接合された部分での応力負担を低減し、柱梁接合部の耐震性の向上に貢献する。

次に、図７，８に基づき本発明の第２実施形態に係る鉄筋継手について説明する。なお、第１実施形態と同一部分については同一符号で示し、重複する説明は省略する。図７は、第２実施形態で使用する挟持板８の正面図である。挟持板８は、４個のＵ字状の切欠部８１が並列状態で設けられ、切欠部８１の端部側と基部側にはボルト挿通孔８２ａ，８２ｂ，８２ｃが千鳥状に配置されている。そして、図８に示すように、この挟持板８を用いることにより、４対の鉄筋１，１を並列状態で接続することができる。なお、切欠部の数を適宜増減することはもちろん可能である。

本発明に係る鉄筋継手は、特に鉄筋コンクリート建築物の柱梁接合部に使用された場合にその優位性が発揮され、構造躯体の耐震性能、施工性、経済性を向上させる手段としてさらなる展開が期待される。

１：鉄筋、２，８：挟持板、３：ボルト、４：ナット、５：柱、６：梁、７ａ：上端鉄筋、７ｂ：下端鉄筋、１０：本体部、１１：膨出部、２１：切欠部、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ：ボルト挿通孔

Claims (4)

1. 鉄筋の端面同士を対向させて同一軸線上に接続可能な鉄筋継手であって、前記鉄筋の本体部の端面に円板状の膨出部がそれぞれ形成されるとともに、前記鉄筋の本体部を受け入れ可能なＵ字状の切欠部と複数のボルト挿通孔を有する一対の挟持板が前記膨出部のそれぞれ背面側で本体部を跨ぐように配設され、該一対の挟持板のボルト挿通孔に対して前記鉄筋と平行に挿通した複数のボルトとナットの締付けにより前記鉄筋の膨出部同士を圧接した状態で接続することを特徴とする鉄筋継手。
   
2. 前記鉄筋の膨出部が、本体部に対して、１．２倍以上の断面積とその外径の０．５倍以上の軸方向長さを有する円板状であることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋継手。
3. 前記挟持板のボルト挿通孔が、切欠部の両側の端部と基部の３箇所に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の鉄筋継手。
4. 前記挟持板の切欠部が、並列状に配置された複数の切欠部であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の鉄筋継手。

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