JP6861472B2 - プレキャスト部材の接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、プレキャスト部材を他のコンクリート部材に接合するための接合構造に関する。

ビルなどの構造物を建築する場合に、工場で予め製作されたコンクリート製のプレキャスト部材を現場に搬入し、プレキャスト部材を他のコンクリート部材（例えば、既設のコンクリート部材や他のプレキャスト部材）に接合することで、床版や梁を構築する工法が用いられている。

プレキャスト部材を他のコンクリート部材に接合するための接合構造としては、プレキャスト部材および他のコンクリート部材から主筋を突出させた状態で、プレキャスト部材と他のコンクリート部材とを間隔を空けて配置し、プレキャスト部材と他のコンクリート部材との間にグラウトを充填しているものがある。

前記した接合構造では、プレキャスト部材の主筋と、他のコンクリート部材の主筋とを重ねて配置する重ね継手を用いる場合がある（例えば、特許文献１参照）。
また、前記した接合構造では、プレキャスト部材の主筋と、他のコンクリート部材の主筋とをパイプの両端に挿入する機械式継手を用いる場合がある（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１６−００８４１０号公報 特開平０９−１４４２１３号公報

前記した重ね継手では、両主筋の先端部同士を大きく重ね合わせる必要がある。また、機械式継手では、パイプと主筋との重ね代を確保する必要がある。このように、重ね継手および機械式継手では、プレキャスト部材と他のコンクリート部材との間隔が大きくなるため、接合端面からの主筋の突出量が大きくなる。
したがって、重ね継手または機械式継手を用いた接合構造では、グラウトの充填量や主筋の量が多くなり、施工コストが高くなるという問題がある。

さらに、機械式継手では、パイプの両端に主筋を挿入する作業が煩雑であるため、施工期間が長くなるという問題がある。

本発明は、前記した問題を解決し、プレキャスト部材と他のコンクリート部材との間隔を小さくするとともに、施工の手間を低減することができるプレキャスト部材の接合構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、プレキャスト部材を他のコンクリート部材に接合するための接合構造である。前記プレキャスト部材の接合端面と、前記他のコンクリート部材の接合端面との間に充填材が充填されている。前記プレキャスト部材および前記他のコンクリート部材の両主筋において、一方の前記主筋の先端部にプレートが接合されるとともに、他方の前記主筋の先端部に筒状部材の外面の中央部が接合されている。前記筒状部材の周壁部には、開口縁部から延びている開口部が形成されており、前記開口部に一方の前記主筋が挿通され、前記プレートが前記筒状部材内に配置されている。前記筒状部材は、前記プレキャスト部材の接合端面と、前記他のコンクリート部材の接合端面との間に配置されている。
なお、本発明において、プレキャスト部材の接合端面と、他のコンクリート部材の接合端面とを間隔を空けて配置した場合には、両接合端面の間の空間に充填材を充填する。

本発明の接合構造では、両主筋の先端部に接合されたプレートおよび筒状部材を組み合わせることで、充填材への主筋の定着性能を確保することができる。これにより、本発明の接合構造では、接合端面からの主筋の突出量を小さくすることができ、プレキャスト部材と他のコンクリート部材との間隔を小さくすることができるため、充填材を減らすことができる。

本発明の接合構造では、一方の主筋のプレートが筒状部材に囲まれているため、両主筋の間で応力を効率良く伝達することができる。

本発明の接合構造では、他方の主筋に設けられた筒状部材の開口部に対して、一方の主筋を側方から入り込ませることで、プレートを筒状部材内に挿入することができる。

本発明の接合構造において、プレキャスト部材と他のコンクリート部材との間に複数の主筋、プレートおよび筒状部材を組み合わせて配置した場合には、プレキャスト部材と他のコンクリート部材との間に充填材を充填することで、複数の主筋、プレートおよび筒状部材を一括してグラウトに定着させることができる。

前記した本発明の接合構造の参考例としては、前記筒状部材を前記プレキャスト部材または前記他のコンクリート部材の内部に入り込ませることで、プレキャスト部材と他のコンクリート部材との間隔をより小さくすることができる。

本発明の接合構造では、主筋の量を減らすとともに、プレキャスト部材と他のコンクリート部材との間に充填する充填材を減らすことができるため、施工コストを低減することができる。
本発明の接合構造では、一方の主筋のプレートが筒状部材に囲まれているため、両主筋の間で応力を効率良く伝達することができる。
本発明の接合構造では、筒状部材の開口部に対して、一方の主筋を側方から入り込ませることで、プレートと筒状部材とを簡単に組み合わせることができるため、施工期間を短くすることができる。

本発明の実施形態に係る接合構造を示した図で、（ａ）はプレートと筒状部材とを組み合わせた状態の斜視図、（ｂ）はプレートと筒状部材とを組み合わせる前の斜視図である。 本発明の実施形態に係る接合構造を示した平面断面図である。 本発明の実施形態に係る接合構造の参考例を示した図で、（ａ）は筒状部材をコンクリート部材に入り込ませた構成の平面断面図、（ｂ）は筒状部材をプレキャスト部材またはコンクリート部材に入り込ませた構成の平面断面図である。 本発明の実施形態に係る接合構造の変形例を示した図で、（ａ）は三角形の筒状部材を示した平面断面図、（ｂ）は円筒状の筒状部材を示した平面断面図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
以下の説明において、前後左右方向とは、実施形態の接合構造を説明する上で便宜上設定したものであり、接合構造を構成する各部材の配置や向きを限定するものではない。

本実施形態の接合構造１は、図２に示すように、プレキャスト部材３をコンクリート部材２（特許請求の範囲における「他のコンクリート部材」）に接合するための構造である。本実施形態のプレキャスト部材３およびコンクリート部材２は、構造物の床版を構成するものである。
本実施形態では、コンクリート部材２の接合端面２ａの前方にプレキャスト部材３の接合端面３ａが配置されている。このように、プレキャスト部材３の接合端面３ａと、コンクリート部材２の接合端面２ｂとは、前後方向（主筋２０，３０の延長方向）に間隔を空けて配置されており、両接合端面２ａ，３ａの間に接合空間４が形成されている。

本実施形態のコンクリート部材２は、工場で予め製作された鉄筋コンクリート製のプレキャスト部材である。なお、施工現場においてコンクリートを打設して、コンクリート部材２を構築してもよい。
コンクリート部材２には、複数の第一主筋２０が軸方向（前後方向）に配筋されている。第一主筋２０は、異形鉄筋であり、コンクリート部材２の接合端面２ａから前方に向けて突出している。第一主筋２０の先端部は、接合空間４内に配置されている。

第一主筋２０の先端部には、図１（ｂ）に示すように、筒状部材８０が接合されている。筒状部材８０は、前後左右の壁部が形成された鋼製の角筒状の部材であり、上面および下面が開口している。本実施形態の筒状部材８０は、溝形鋼を用いて形成されている。
図２に示すように、筒状部材８０の後面８０ａの中央部には、第一主筋２０の先端面が溶接または摩擦圧接により接合されている。第一主筋２０は、筒状部材８０の後面８０ａに対して垂直に配置されている。
なお、筒状部材８０と第一主筋２０との接続方法は限定されるものではなく、例えば、筒状部材８０の後面８０ａにねじ穴を形成したり、後面８０ａにナットを溶接したりするとともに、第一主筋２０の先端部に雄ねじを形成し、筒状部材８０に第一主筋２０の先端部を螺合させてもよい。

筒状部材８０の前壁８１には、図１（ｂ）に示すように、上側の開口縁部８０ｂから下側の開口縁部８０ｃに亘って直線状の開口部８２が形成されている。
このように、筒状部材８０の周壁部の前部は、上下方向に延びている開口部８２によって切り開かれている。開口部８２の左右方向の幅は、後記する第二主筋３０の直径よりも大きく形成されている。

プレキャスト部材３は、図２に示すように、工場で予め製作された鉄筋コンクリート製のプレキャスト部材である。
プレキャスト部材３には、コンクリート部材２と同様に、複数の第二主筋３０が配筋されている。第二主筋３０は、プレキャスト部材３の接合端面３ａから後方に向けて突出しており、第二主筋３０の先端部は接合空間４内に配置されている。

第二主筋３０の先端部には、図１（ｂ）に示すように、プレート７０が接合されている。プレート７０は、円板状の鋼板である。
図２に示すように、プレート７０の前面７０ａ（プレキャスト部材３側の面）の中心部に第二主筋３０の先端面が溶接または摩擦圧接により接合されている。第二主筋３０は、プレート７０の前面７０ａに対して垂直に配置されている。
なお、プレート７０と第二主筋３０との接続方法は限定されるものではなく、例えば、プレート７０の前面７０ａにねじ穴を形成したり、前面７０ａにナットを溶接したりするとともに、第二主筋３０の先端部に雄ねじを形成し、プレート７０に第二主筋３０の先端部を螺合させてもよい。

第二主筋３０は、筒状部材８０の開口部８２に対して前後方向に挿通されている。そして、第二主筋３０の先端部に接合されたプレート７０は、筒状部材８０内に配置されており、プレート７０は、筒状部材８０の周壁部に囲まれている（図１（ａ）参照）。

接合空間４には、グラウトＧ（特許請求の範囲における「充填材」）が充填されている。本実施形態のグラウトＧは、セメント系のモルタルである。なお、グラウトＧ（充填材）には、繊維などの補強材を入れたり、膨張材などの混和材を添加したりしてもよく、グラウトＧの配合は限定されるものではない。
グラウトＧによって接合空間４全体が埋められている。したがって、両主筋２０，３０の先端部、プレート７０および筒状部材８０もグラウトＧ内に埋められている。さらに、グラウトＧは筒状部材８０内にも充填されている。

次に、本実施形態の接合構造１を構築する手順について説明する。
まず、図２に示すように、コンクリート部材２の接合端面２ａの前方にプレキャスト部材３を移動させ、プレキャスト部材３の接合端面３ａとコンクリート部材２の接合端面２ａとを前後方向に間隔を空けて配置する。

このとき、本実施形態では、プレキャスト部材３をコンクリート部材２の上方から下方に向けて移動させる。このようにすると、図１（ｂ）に示すように、第二主筋３０およびプレート７０が、筒状部材８０に対して上方から近づくことになる。
これにより、図１（ａ）に示すように、筒状部材８０の開口部８２に第二主筋３０が入り込むとともに、筒状部材８０内にプレート７０が入り込む。

このようにして、プレート７０と筒状部材８０とを組み合わせた後に、図２に示すように、接合空間４にグラウトＧを充填する。
接合空間４内でグラウトＧが硬化すると、両主筋２０，３０、プレート７０および筒状部材８０がグラウトＧに定着し、プレキャスト部材３がコンクリート部材２に接合される。

以上のような本実施形態の接合構造１では、図２に示すように、両主筋２０，３０の先端部に接合されたプレート７０および筒状部材８０を組み合わせることで、グラウトＧへの両主筋２０，３０の定着性能を確保することができる。
これにより、本実施形態の接合構造１では、両接合端面２ａ，３ａからの両主筋２０，３０の突出量を小さくすることができる。したがって、プレキャスト部材３とコンクリート部材２との間の接合空間４を小さくすることができ、接合空間４に充填するグラウトＧを減らすことができる。
このように、本実施形態の接合構造１では、主筋２０，３０の量を減らすとともに、接合空間４に充填するグラウトＧを減らすことができるため、施工コストを低減することができる。

本実施形態の接合構造１では、図１（ａ）に示すように、第二主筋３０のプレート７０が第一主筋２０の筒状部材８０に囲まれているため、両主筋２０，３０の間で応力を効率良く伝達することができる。

本実施形態の接合構造１を構築するときには、図１（ｂ）に示すように、第二主筋３０およびプレート７０を上方から筒状部材８０に向けて移動させることで、第二主筋３０を筒状部材８０の開口部８２に挿入するとともに、プレート７０を筒状部材８０内に挿入することができる。このように、プレート７０と筒状部材８０とを簡単に組み合わせることができるため、施工期間を短くすることができる。

本実施形態の接合構造１では、図２に示すように、接合空間４に複数の主筋２０，３０、プレート７０および筒状部材８０が配置されている場合でも、接合空間４にグラウトＧを充填することで、複数の主筋２０，３０、プレート７０および筒状部材８０を一括してグラウトＧに定着することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、第二主筋３０にプレート７０を設け、第一主筋２０に筒状部材８０を設けているが、第一主筋２０にプレート７０を設け、第二主筋３０に筒状部材８０を設けてもよい。

本実施形態の筒状部材８０では、上側の開口縁部８０ｂから下側の開口縁部８０ｃに亘って開口部８２が形成されているが、上側の開口縁部８０ｂまたは下側の開口縁部８０ｃから上下方向に延びている凹状の開口部を形成してもよい。

本実施形態の接合構造１では、図２に示すように、筒状部材８０が接合空間４内に配置されているが、図３（ａ）に示す参考例では、筒状部材８０をコンクリート部材２内に入り込ませている。
この構成では、筒状部材８０の前面を接合端面２ａに露出させており、開口部８２が接合端面２ａに開口している。このように、筒状部材８０の少なくとも一部をコンクリート部材２内に入り込ませると、接合空間４をより小さくすることができる。

なお、他の参考例としては、プレキャスト部材３の第二主筋３０に筒状部材８０が接合されている場合には、筒状部材８０をプレキャスト部材３内に入り込ませる。
さらに、他の参考例としては、図３（ｂ）に示すように、第一主筋２０に接合させた筒状部材８０は、他のコンクリート部材２に入り込ませ、第二主筋３０に接合させた筒状部材８０は、プレキャスト部材３に入り込ませてもよい。

本実施形態の接合構造１では、図２に示すように、プレキャスト部材３の接合端面３ａと、コンクリート部材２の接合端面２ａとが間隔を空けて配置されている。しかしながら、図３（ａ）および（ｂ）に示す接合構造１の参考例において、プレキャスト部材３の接合端面３ａと、コンクリート部材２の接合端面２ａとを接着材によって密着させた場合には、両接合端面２ａ，３ａの間に配置された筒状部材８０内の空間にグラウトＧを充填することになる。

本実施形態の筒状部材８０は、図２に示すように、角筒状に形成されているが、その形状は限定されるものではない。例えば、図４（ａ）に示すように、筒状部材８０を平面視で三角形の筒状に形成してもよい。さらに、図４（ｂ）に示すように、筒状部材８０を円筒状に形成してもよい。

本実施形態のプレート７０は、図１（ｂ）に示すように、円形に形成されているが、プレート７０の形状は限定されるものではなく、例えば、多角形、長円形、楕円形などの形状に形成することもできる。

１ 接合構造
２ コンクリート部材
２ａ 接合端面
３ プレキャスト部材
３ａ 接合端面
４ 接合空間
２０ 第一主筋
３０ 第二主筋
７０ プレート
７０ａ 前面
８０ 筒状部材
８０ａ 後面
８０ｂ 上側の開口縁部
８０ｃ 下側の開口縁部
８１ 前壁
８２ 開口部
Ｇ グラウト（充填材）

Claims (1)

1. プレキャスト部材を他のコンクリート部材に接合するための接合構造であって、
   前記プレキャスト部材の接合端面と、前記他のコンクリート部材の接合端面との間に充填材が充填されており、
   前記プレキャスト部材および前記他のコンクリート部材の両主筋において、
   一方の前記主筋の先端部にプレートが接合されるとともに、
   他方の前記主筋の先端部に筒状部材の外面の中央部が接合されており、
   前記筒状部材の周壁部には、開口縁部から延びている開口部が形成され、
   前記開口部に一方の前記主筋が挿通され、前記プレートが前記筒状部材内に配置されており、
   前記筒状部材は、前記プレキャスト部材の接合端面と、前記他のコンクリート部材の接合端面との間に配置されていることを特徴とするプレキャスト部材の接合構造。

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