JP6738954B1 - プレキャストコンクリート部材 - Google Patents

Abstract

【課題】機械式継手を用いずに鉄筋継手の強度を確保できるプレキャストコンクリート部材を提供する。【解決手段】プレキャストコンクリート部材（柱部材２０）は、プレキャストコンクリートに埋設された主鉄筋２２と、主鉄筋２２に沿ってプレキャストコンクリートへ埋設され、継手主鉄筋２２Ａが挿入固定されるシース管３０と、シース管３０及び主鉄筋２２を取り囲みシース管３０と一体とされた補強筋４０と、を有する。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、プレキャストコンクリート部材に関する。

下記特許文献１には、プレキャストコンクリート部材の現場接合作業において、梁主筋を迅速かつ確実に接合するための継手接合カプラーが記載されている。この継手接合カプラーは、２種類の外径を有する円筒形状からなり、小径部には雌ねじ部が形成されている。そしてこの雌ねじ部に、接合鉄筋が螺合される。

特開２０１８−１７８３６５号公報

上記特許文献１に示された継手接合カプラーには、大径部、小径部、雌ねじ部等が形成されている。この継手接合カプラーのように、押出成型やプレス成型が難しい形状で、かつ、所定の強度が求められる機械式継手は、一般的に鋳型を用いて成型される。

１つの鋳型からは１種類の成型品しか製造できない。このため、接続鉄筋の径に応じて複数種類の鋳型を製造する必要がある。また、寸法精度や必要強度の確保のためには、高い鋳造技術が必要となる。

このため、機械式継手は少ロットで製造することが難しく、建設現場毎の細かいニーズに対応し難い。また、需要者は、一定以上の品質の機械式継手を安定的にかつ安価で確保することが難しい。

本発明は上記事実を考慮して、機械式継手を用いずに鉄筋継手の強度を確保できるプレキャストコンクリート部材を提供することを目的とする。

請求項１のプレキャストコンクリート部材は、プレキャストコンクリートに埋設された主鉄筋と、前記主鉄筋に沿って前記プレキャストコンクリートへ埋設され、継手主鉄筋が挿入固定されるシース管と、前記シース管及び前記主鉄筋を取り囲み前記シース管と一体とされた補強筋と、を有し、前記補強筋は、前記主鉄筋との間に隙間を空けて配置され、前記隙間にはコンクリートが充填されている。

請求項１のプレキャストコンクリート部材によると、プレキャストコンクリートに埋設された主鉄筋に沿ってシース管が埋設されている。このシース管へ継手主鉄筋を挿入固定することで、継手主鉄筋と主鉄筋とが重ね継手を構成する。

重ね継手の強度は、シース管の外周面とコンクリートの付着強度によって決まる場合がある。本態様では、シース管と主鉄筋を取り囲む補強筋が、シース管と一体とされている。このため付着強度が向上し、重ね継手長さを短くすることができる。また、継手の強度を確保できる。

これにより、機械式継手を用いずに鉄筋継手の強度を確保できる。

請求項２のプレキャストコンクリート部材は、請求項１のプレキャストコンクリート部材において、前記シース管の外周面には、リング状とされた前記補強筋が係合する溝部が形成されている。

請求項２のプレキャストコンクリート部材によると、リング状とされた前記補強筋が、シース管の外周面の溝部に係合することで、シース管と一体となる。このため、溶接により補強筋とシース管を一体化する構成と比較して、補強筋の配筋作業が容易である。

請求項３のプレキャストコンクリート部材は、請求項１又は請求項２に記載のプレキャストコンクリート部材において、前記プレキャストコンクリートは柱部材であり、フープ筋が補強筋の間に配置されている。

請求項３のプレキャストコンクリート部材によると、フープ筋と補強筋とが互いに干渉しないため、補強筋がフープ筋の配筋作業の妨げとなり難い。
請求項４のプレキャストコンクリート部材は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のプレキャストコンクリート部材において、前記主鉄筋の端部及び前記継手主鉄筋の端部それぞれの周囲における前記補強筋の間隔が、その他の部分における前記補強筋の間隔より小さい。

本発明によると、機械式継手を用いずに鉄筋継手の強度を確保できる。

本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材の一例を示す立断面図である。 図１ＡにおけるＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材の接合構造を示す立断面図である。 本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材の接合方法において柱部材の上方から梁部材を落し込み施工している状態を示す立断面図である。 本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材の接合方法において梁部材の上方から柱部材を落し込み施工している状態を示す立断面図である。 本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材におけるシース管及び補強筋を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材において補強筋の間隔を変更した変形例を示す立断面図である。 本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材においてシース管の外周面を蛇腹状に形成した変形例を示す立断面図である。 本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材において補強筋を螺旋状に形成した変形例を示す立断面図である。 本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材の接合方法を逆刺し工法とした変形例を示す立断面図である。

以下、本発明の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材について、図面を参照しながら説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。また、各図面において重複する構成及び符号については、説明を省略する場合がある。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において構成を省略する又は異なる構成と入れ替える等、適宜変更を加えて実施することができる。

＜プレキャストコンクリート部材＞
図１Ａには、柱部材２０が示されている。柱部材２０はプレキャストコンクリート製の部材であり、工場で成型後、建設現場へ運搬される。柱部材２０は、本発明におけるプレキャストコンクリート部材の一例である。

柱部材２０には、主鉄筋２２と、フープ筋２４と、シース管３０と、補強筋４０と、が埋設されている。

主鉄筋２２は、柱部材２０の内部において、柱部材２０の軸方向（１点鎖線ＣＬに沿う方向）に沿って配筋された柱主筋である。主鉄筋２２は、柱部材２０の外周面に沿って所定の間隔で複数本埋設されている。

主鉄筋２２の一方の端部２２Ｅは、柱部材２０における一方の端面から突出している。また、主鉄筋２２の他方の端部２２Ｆは、後述する継手主鉄筋２２Ａと重ね接手Ｇを形成する。この重ね接手Ｇを形成するために、主鉄筋２２は屈曲部２２Ｃを備えて形成され、端部２２Ｆが、端部２２Ｅより柱部材２０の内側に配置されている。

フープ筋２４は、柱部材２０の軸方向に沿う方向からみて、主鉄筋２２を取り囲んで配筋されたせん断補強筋である。フープ筋２４は、柱部材２０の軸方向に沿って所定の間隔Ｐ１を空けて複数配置されている。また、フープ筋２４は、図１Ｂに示すように、重ね接手Ｇを形成する部分においては、シース管３０を取り囲んで配置されている。

図１Ａに示すシース管３０は、例えば溶融亜鉛メッキ鋼板によって形成された筒状の管体である。また、シース管３０は、柱部材２０に埋設され、柱部材２０における他方の端面（主鉄筋２２の端部２２Ｅが突出していない端面）に開口している。図１Ｂに示すように、シース管３０は、柱部材２０に埋設された主鉄筋２２のそれぞれに沿って配置されている。また、シース管３０は、主鉄筋２２より柱部材２０の外側に配置されている。

シース管３０には、継手主鉄筋２２Ａの一方の端部が挿入される。継手主鉄筋２２Ａの一方の端部がシース管３０に挿入された状態で、継手主鉄筋２２Ａとシース管３０の内壁との間にグラウト材が注入されることにより、継手主鉄筋２２Ａと主鉄筋２２との間で重ね接手が形成される。シース管３０の中心線及び継手主鉄筋２２Ａの延長線上に、主鉄筋２２の端部２２Ｅが配置される。換言すると、継手主鉄筋２２Ａ及び主鉄筋２２の端部２２Ｅは、略一直線上に配置される。

なお、継手主鉄筋２２Ａの他方の端部は、別のプレキャストコンクリート部材に直接埋設してもよいし、別のプレキャストコンクリート部材に埋設されたシース管に挿入してもよい。あるいは継手主鉄筋２２Ａの他方の端部は、現場打ちコンクリートに埋設してもよい。

図１Ｂに示すように、補強筋４０は、円環状（リング状）に形成された割裂補強筋である。補強筋４０は、シース管３０と主鉄筋２２とを取り囲み、シース管３０と一体とされている。補強筋４０とシース管３０とを一体化する方法は特に限定されるものではなく、溶接、接着等の方法を任意に採用できる。

一方、補強筋４０は、主鉄筋２２との間に隙間を空けて配置される。補強筋４０と主鉄筋２２との間の隙間には、柱部材２０を形成するコンクリートが充填される。なお、この隙間の最小寸法は、一例として５ｍｍより大きく形成することが好ましい。これにより、少なくともコンクリートを形成する直径５ｍｍ以下の細骨材及びセメントが、この隙間に充填される。

図１Ａに示すように、補強筋４０は、柱部材２０の軸方向に沿って所定の間隔Ｐ２を空けて複数配置されている。この間隔Ｐ２は、フープ筋２４の間隔Ｐ１と等しい。これにより、補強筋４０は、フープ筋２４と干渉せずに配置される。なお、間隔Ｐ１、Ｐ２は設計寸法上等しいが、施工誤差程度の差異があってもよい。

＜プレキャストコンクリート部材の接合構造＞
図２に示すように、柱部材２０には、建設現場において梁部材５０が接合される。具体的には、上下に配置された２つの柱部材２０に梁部材５０が挟まれた状態で、これらの柱部材２０及び梁部材５０が互いに固定される。なお、本明細書においては、説明の便宜上、必要に応じて下方の柱部材２０を柱部材２０Ｄとし、上方の柱部材２０を柱部材２０Ｕと説明する場合がある。

梁部材５０は、梁本体を柱部材２０と接合するための仕口部５２と梁端部５４とが一体化されたプレキャストコンクリート部材である。梁端部５４には、図示しない梁本体が接合される。仕口部５２は、平面視の形状が柱部材２０と略同一形状とされている。仕口部５２には、シース管５６が埋設されている。

シース管５６は、仕口部５２と柱部材２０とを重ね合わせた状態の平面視で、柱部材２０におけるシース管３０と同位置に配置されている。また、シース管５６は、上下端部がそれぞれ仕口部５２の上下端面に開口している。すなわち、シース管５６は、仕口部５２を貫通して配置されている。

柱部材２０Ｄ、梁部材５０及び柱部材２０Ｕは、下側からこの順に重ねて配置されている。この状態で、梁部材５０のシース管５６及び柱部材２０Ｕのシース管３０は互いに連通した挿入孔を形成している。この連通孔には、柱部材２０Ｄの主鉄筋２２が挿入されている。また、連通孔には、グラウトが充填されている。

＜プレキャストコンクリート部材の接合方法＞
柱部材２０Ｄ、梁部材５０及び柱部材２０Ｕを接合するためには、まず、図３Ａに示すように、柱部材２０Ｄを所定の位置に設置する。柱部材２０Ｄの下端面に開口したシース管３０には、設置場所から突出している継手主鉄筋２２Ａを挿入する。また、シース管３０にはグラウトを注入し、柱部材２０Ｄを設置場所に固定する。なお、この設置場所は、基礎梁、スラブ、柱等、任意の場所とすることができる。また、これらの基礎梁、スラブ、柱等は、現場打ちコンクリートであってもプレキャストコンクリートであってもよい。

次に、柱部材２０Ｄの上に梁部材５０を載置する。梁部材５０は、クレーンで楊重し、仕口部５２のシース管５６に、柱部材２０Ｄの上端面から突出している主鉄筋２２が挿通されるように、落とし込み施工する。なお、柱部材２０Ｄと梁部材５０とは、スペーサ等を介して上下方向に隙間（不図示）を空けて配置される。

図３Ｂに示すように柱部材２０Ｄの上に梁部材５０を載置した後、梁部材５０のシース管５６にグラウトを注入する。このとき、グラウトは、柱部材２０Ｄと梁部材５０との間の隙間にも充填される。これにより、柱部材２０Ｄと梁部材５０とが固定される。

次に、梁部材５０の上に、柱部材２０Ｕを載置する。柱部材２０Ｕは、梁部材５０と同様に、クレーンで楊重して落とし込み施工する。このとき、柱部材２０Ｕのシース管３０に、梁部材５０の上端面から突出している柱部材２０Ｄの主鉄筋２２を挿通する。なお、梁部材５０と柱部材２０Ｕとは、スペーサ等を介して隙間を空けて配置される。

図２に示すように梁部材５０の上に柱部材２０Ｕを載置した後、柱部材２０Ｕのシース管３０にグラウトを注入する。このとき、グラウトは、柱部材２０Ｕと梁部材５０との間の隙間にも充填される。これにより、柱部材２０Ｕと梁部材５０とが固定される。

＜作用及び効果＞
本実施形態に係る柱部材２０によると、図１Ａに示すように、プレキャストコンクリートに埋設された主鉄筋２２に沿ってシース管３０が埋設されている。このシース管３０へ継手主鉄筋２２Ａを挿入固定することで、継手主鉄筋２２Ａと主鉄筋２２とが重ね継手を構成する。

重ね継手の強度は、シース管３０の外周面とコンクリートとの付着強度によって決まる場合がある。本態様では、シース管３０と主鉄筋２２とを取り囲む補強筋４０が、シース管３０と一体とされている。このため付着強度が向上し、重ね継手長さを短くすることができる。また、継手の強度を確保できる。

これにより、例えば鋳鉄を用いて形成したカプラーなどの機械式継手を用いずに、鉄筋継手の強度を確保できる。

また、本実施形態に係る柱部材２０では、フープ筋２４が補強筋４０の間に配置されている。このためフープ筋２４と補強筋４０とが互いに干渉しない。これにより補強筋４０がフープ筋２４の配筋作業の妨げとなり難い。

また、本実施形態に係る柱部材２０では、シース管３０の外周面が、図４に示すように平滑に形成されている。このため、補強筋４０を任意の位置に固定できる。これに対してシース管３０の外周面に例えば凸部が形成されている場合、コンクリートのかぶり厚を考慮すると、凸部となる部分には補強筋４０を配筋し難い。

本実施形態に係るシース管３０には、そのような凸部が形成されていない。これにより、フープ筋２４の間隔に応じて、補強筋４０の間隔を任意の値に調整できる。なお、「平滑に」及び「凸部が形成されていない」とは、凹凸が全く存在しない状態を指しているものではない。本発明の実施形態には、製造の過程で形成されるエンボスやバリなど、補強筋４０の配置に影響を与えない程度の凹凸が形成されている状態を含むものとする。

＜その他の実施形態＞
本実施形態においては、図１（Ａ）に示すように、補強筋４０の間隔Ｐ２を一定としたが、本発明の実施形態はこれに限らない。

例えば図５に示すように、補強筋４０の間隔を柱部材２０の軸方向に応じて変更してもよい。この図においては、主鉄筋２２の端部２２Ｆ及び継手主鉄筋２２Ａの端部２２ＡＦの周囲における補強筋４０の間隔Ｐ３が、その他の部分における補強筋４０の間隔Ｐ４より小さい。これにより、内部応力が大きい端部２２Ｆ、５２ＡＦ付近におけるコンクリートの付着力を大きくすることができる。

また、本発明におけるシース管の外周面は、平滑に形成しなくてもよい。例えば図６に示すシース管３２のように、外周面を蛇腹状の形状としてもよい。シース管３２には、外周面に凹部（溝部）３２Ａと凸部（山部）３２Ｂとが柱部材２０の軸方向に沿って交互に形成されている。

シース管をこのように形成すると、凹部３２Ａに補強筋４０を係合させることができる。これにより、シース管３２と補強筋４０との間で応力を伝達し易くできる。また、シース管３２と補強筋４０とを接合しなくても、又は簡易な接合により、シース管３２と補強筋４０とを一体化できる。さらに、凹部３２Ａには、フープ筋２４を係合させることもできる。これによりフープ筋２４を配筋し易い。またさらに、シース管とコンクリートの付着力を高めることができる。

なお、本発明における「シース管と一体とされた補強筋」とは、シース管３２の凹部３２Ａに係合された補強筋４０のように、プレキャストコンクリート部材の内部において、シース管との間で応力を伝達できるものであればよい。つまり、シース管と補強筋とは、必ずしも溶接や接着などの手段によって接合されている必要はない。

また、本実施形態において、補強筋４０は円環状に形成されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば図７に示す補強筋４２のように、螺旋状に形成してもよい。補強筋をこのように形成することで、円環状に形成されている場合と比較して部品点数を減らすことができる。

また、本実施形態においては、図３Ｂに示すように、柱部材２０Ｕの下端部に開口したシース管３０に、柱部材２０Ｄの上端部から突出する主鉄筋２２を挿入する方法（所謂順刺し工法）について説明したが、本発明の実施形態はこれに限らない。

例えば図８に示すように、柱部材２０Ｄの上端部に開口したシース管３０に、柱部材２０Ｕの下端部から突出する主鉄筋２２を挿入する方法（所謂逆刺し工法）を採用してもよい。すなわち、柱部材２０の配置方向は任意である。

また、本実施形態においては、プレキャストコンクリート部材としての柱部材２０Ｕ、２０Ｄ及び梁部材５０を接合する例について説明したが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、梁部材５０を介さずに柱部材２０Ｕ、２０Ｄを接合することもできる。

さらに、プレキャストコンクリート部材は、柱部材ではなく梁部材とすることもできる。例えば柱部材２０と同様の構成を備えた梁部材を水平方向に載置すれば、梁同士を接合することもできる。このように、本発明は様々な態様で実施できる。

２０ 柱部材（プレキャストコンクリート部材）
２２ 主鉄筋（継手主鉄筋）
２２Ａ 継手主鉄筋
２４ フープ筋
３０ シース管
３２ シース管
３２Ａ 凹部（溝部）
４０ 補強筋
４２ 補強筋

Claims (4)

1. プレキャストコンクリートに埋設された主鉄筋と、
   前記主鉄筋に沿って前記プレキャストコンクリートへ埋設され、継手主鉄筋が挿入固定されるシース管と、
   前記シース管及び前記主鉄筋を取り囲み前記シース管と一体とされた補強筋と、
   を有し、
   前記補強筋は、前記主鉄筋との間に隙間を空けて配置され、前記隙間にはコンクリートが充填されている、
   プレキャストコンクリート部材。
2. 前記シース管の外周面には、リング状とされた前記補強筋が係合する溝部が形成されている、
   請求項１に記載のプレキャストコンクリート部材。
3. 前記プレキャストコンクリートは柱部材であり、フープ筋が補強筋の間に配置されている、
   請求項１又は請求項２に記載のプレキャストコンクリート部材。
4. 前記主鉄筋の端部及び前記継手主鉄筋の端部それぞれの周囲における前記補強筋の間隔が、その他の部分における前記補強筋の間隔より小さい、
   請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のプレキャストコンクリート部材。