JPH09209498A

JPH09209498A - 構造材及びその接合方法

Info

Publication number: JPH09209498A
Application number: JP29517196A
Authority: JP
Inventors: Takeshige Shimonohara; 武茂下ノ原
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1996-11-07
Publication date: 1997-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】技能労働者でなくてもコンクリート製品等の
梁と梁、梁と柱などの接合が簡単にでき、さらには拡張
の高い建造物も可能とした構造材を提供し、併せてその
接合方法も提供する。【解決手段】コンクリート又はこれに類する素材で作
製された中空管からなり、その内面に凹凸を有する２本
以上の構造材１０１，１０２，１１１，１１２，１２２
を向かい合わせた後、その構造材の中空部に充填材を注
入して固化させることで構造材の接合を行う。構造材の
中空部には必要に応じて鉄筋１０３，１１３，１２３等
を入れたり、鉄骨及び袋体１０６，１１５等を仕口枠１
００で固着してその中に充填材を入れる。また、仕口材
を介して２本以上の構造材を接合することも可能であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建造物の柱や梁を
構成する構造材に係り、詳しくはコンクリートやこれに
類する素材からなる構造材を接合する技術分野に関する
ものである。この構造材の用途としては、一般の建築物
を始めとして、橋梁、土留構造物、杭、電柱等の構造材
が挙げられる。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】一般に土木、建築の分
野における建造物は、主に木材、鉄筋コンクリート、鉄
骨等の材料で作られているが、築造に際しては現場での
手作業によるところが少なくない。特に、梁と梁、梁と
柱のような接合箇所は構造が複雑であり、また最も応力
が作用することから、充分な品質で仕上げようとすると
どうしても手作業が多くなる。中でも現場打ちコンクリ
ートの場合、この接合箇所の施工に際しては人手と技能
労働者を必要とする。しかしながら、最近では人手不足
と技能労働者の高齢化、さらには安価に仕上げるコスト
意識が原因して、粗雑に施工された建造物が多く見られ
る。一方、昨年１月の阪神大震災で報じられているよう
に、一昔前に作られた建物は当時は充分な技能労働者が
いたにもかかわらず、例えば神戸市では３〜４割の建造
物が施工ミスが一因で崩壊している。しかして、現在作
られている建造物は、その当時のレベル以下の技能労働
者によって作られているので質の低下は明らかである。

【０００３】また、上記のような質の低下に加え、最近
では建造物自体のデザインが簡素化されている。このた
め、中世のヨーロッパ建築に見られるような格調の高い
建造物が見られず、都市空間が殺風景になってきてい
る。このように建造物のデザインがよくないと、人々の
心に潤いと安らぎがなくなり、文化レベルが低下し、都
市の荒廃化が進むことは否めない。

【０００４】本発明の目的とするところは、技能労働者
でなくてもコンクリート製等の梁と梁、梁と柱などの接
合が簡単にでき、さらには格調の高い建造物も可能とし
た構造材を提供し、併せてその接合方法をも提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る構造材は、柱又は梁に使用する構造材
であって、コンクリート又はこれに類する素材で作製さ
れた中空管からなり、その内面に凹凸を有することを特
徴としている。そして、内面の凹凸がらせん状に形成さ
れていてもよく、さらには内面に中型枠が埋殺されてな
る形態であってもよい。また、外面に付帯物を取り付け
るための取付け部分が設けられたりデザイン上の凹凸が
設けられていてもよい。さらには、複数の中空管が束ね
た状態に一体化されているものや中空管の一部又は全部
が切り欠かれた形態の構造材を使用してもよい。また、
内面に補強板が付設されていてもよい。さらに、構造材
の表面に化粧材又は構造用補強材を一部分又は全面に使
用することもある。

【０００６】そして、本発明に係る接合方法は、前記の
如き構成の構造材を接合する方法であって、２本以上の
前記構造材の端部を向かい合わせた後、構造材の接合す
べき中空部に充填材を注入して固化させることを特徴と
する。または、端部付近に蓋部材を固定状態で取り付
け、この蓋部材を取り付けた少なくとも２本以上の前記
構造材の端部を向かい合わせた後、蓋部材で区画される
空間内に充填材を注入して固化させることで前記構造材
同士の接合を行うことを特徴とする。後者の接合方法で
は、周囲に弾性体を取り付けた構成の蓋材を使用すると
よい。

【０００７】また、本発明に係る別の接合方法は、前記
の如き構成の構造材を接合する方法であって、一方の構
造材の接合すべき端部付近に袋体を取り付けておき、こ
の構造材と他方の構造材の端部を向かい合わせた後、袋
体に充填材を注入して膨張させることにより前記構造材
同士の接合を行うことを特徴とする。また、この袋体の
設置の仕方として補強材の他方端又は蓋部材に袋体を固
着したり、膨張する袋体の先端を所定の位置で止めるた
めに蓋部材、補強材又は拘束材を介して袋体の延びを拘
束するのが好ましい。また、袋体の他方端に仕口枠を設
けるようにしてもよい。また、仕口材と接合すべき構造
材を接合する場合、この構造材と仕口材を突き合わせた
後、前記の接合方法のいずれかを利用して、充填材を充
填して接合するようにすればよい。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る構造材の一例
を示す斜視図である。この構造材１は、コンクリート又
はこれに類する材料（セラミックス等）で作製された中
空管からなり、図示の如くその内面に凹凸２が設けられ
ている。この構造材１は工場にて次のようして製造す
る。すなわち、図２に示すような伸び縮みするゴム製の
中型枠３を型枠の中に設置し、空気孔３ａから空気を入
れて膨張させた状態とし、構造材１の表面形状に対応す
る外型枠を中型枠３の外側に間隔を置いて設置した後、
両型枠の間にコンクリートを流し込み、そのコンクリー
トが硬化した後で、空気を抜いて中型枠３を抜き取ると
ともに外型枠を脱型する。これにより、中型枠３のひだ
３ｂに対応した形状の凹凸２を内面に有する構造材１が
作製される。なお、コンクリートを流し込む際に、鉄
筋、非鉄金属、有機質又は無機質の繊維（例えば、ナイ
ロン、アラミド、ガラス、炭素等の繊維）を入れて構造
材１を補強するのが好ましい。また、構造材１の外側面
には使用目的に応じてデザイン上の凹凸を施すようにし
てもよい。

【０００９】図３に示すような伸び縮みするゴム製の中
型枠４を使用した場合は、中型枠４の凹凸４ｂに対応し
た不連続な凹凸を内面に有する構造材が作製される。な
お、図中４ａは前記と同様な空気孔である。

【００１０】図４に示される構造材５は、中空管の内面
に設ける凹凸６がらせん状になったものである。この構
造材５は工場にて次のようにして製造する。すなわち、
構造材５の表面形状に対応する外型枠を設置し、その外
型枠の中に所定の間隔を置いてらせん状のパイプを入
れ、両型枠の間にコンクリートを流し込んだ後、そのコ
ンクリートが硬化する前の適当な時期にパイプを回して
抜き取ることで作製される。

【００１１】構造材の内面に設けられる凹凸は、適宜形
状の中型枠を使用して任意形状に形成することができ
る。図５〜図７にその例を示す。図５に示される構造材
５１では凹凸６１が連続する台形のらせんねじ溝になっ
ており、図６に示される構造材５２の凹凸６２は不連続
の台形の溝になっている。図７に示される構造材５３の
凹凸６３はベローの外形に相当するような断面が半円形
の溝と突条を組み合わせた形状になっている。

【００１２】なお、本発明の構造材は、上記のようなゴ
ム製の中型枠を使用する他に、機械的な方法で伸び縮み
する凸部を外側に備えた中型枠を使用しても製造が可能
である。或いは、焼却や腐蝕が可能な材料で形成した中
型枠を使用し、コンクリートが硬化した後で取り除くこ
とで作製することも可能であるし、場合によっては中型
枠を埋め殺して、その内面を凹凸として利用することも
できる。

【００１３】中型枠を埋め殺した構造材の一例を図８に
示す。この構造材５３１は台形状の凹凸を持った中型枠
６３１を中空管の内面に埋殺している。中型枠の形状は
図示のものに限らず、図４〜７に示す凹凸の如き波形の
形状でもよい。さらに、構造材の使用目的によっては中
型枠に図３のような凹凸４ｂを設けてもよい。この場
合、中型枠の外側に凹凸部材を設けて波形形状にして凹
凸を設ける方法と、中空枠をプレスすることで波形形状
にて凹凸を設ける方法とがある。中型枠及び凹凸部材と
しては、鉄、非鉄金属、樹脂、セメント、木質材、セラ
ミックス等の材質のものが使用でき、或いは炭素、ガラ
ス、ナイロン等の無機質又は有機質の繊維を板状にした
りセメント等に混入したものを利用してもよい。そし
て、中型枠に鉄等の強度のある材料を用いれば構造材の
強度が向上する。

【００１４】中型枠を埋め殺した構造材の別の例を図９
に示す。この図は構造材を切断状態で示した斜視図であ
り、埋殺した中型枠の形状が理解できるようにしたもの
である。この構造材５３２は複数の突起材６３２ａを内
側に固着した中型枠６３２を中空管の内面に埋殺してい
る。突起材６３２ａとしては棒状のものでもよいし、棒
状の先端を適宜形状にしてもよい。突起材６３２ａの材
質は中型枠６３２と同じでも異なっていてもよい。な
お、構造材の使用目的によっては中型枠を使用せずに、
突起材を直接中空管の内面に固着してもよい。

【００１５】中型枠を埋め殺した構造材のさらに別の例
を図１０に示す。この構造材５３３に埋め殺してある中
型枠６３３は縦棒と横棒を角筒状に編んだもので、適宜
の位置に中空管との付着を良くするためのアンカー６３
３ａを設けてある。縦棒と横棒の形状は任意で、材質は
前述した中型枠と同じである。また、構造材５３３の表
側にタイル等の化粧材或いは構造用の補強材として表面
材６３３ｂを付設してもよい。この表面材６３３ｂは中
型枠６３３と同じ材質の材料で、部分的又は全面に張っ
たり、外型枠として利用して埋殺したりしてもよい。こ
のような表面材は図１〜図１９に示す構造材に利用でき
る。なお、図９、図１０に示した中型枠をさらに波形状
やらせん状にしてもよい。

【００１６】また、構造材の凹凸は中空管の全体に設け
てもよいし、図１１に示す構造材５４のように、接合部
位となる端部付近にのみ凹凸６４を設けてもよい。全体
に凹凸を設けた構造材は、適宜の長さに切断して使用す
ることができる。

【００１７】また、本発明の構造材は、工場で製造する
際に、その外側に壁材、ドア、サッシ等の付帯物を取り
付けるための溝などの取り付け部分を形成した形態にす
ることができる。例えば、図１２に示される構造材５５
では、その外面に取り付け部分としてのあり溝６５が１
つ又は２つ以上設けられていて、パネル６６などを嵌入
できるようになっている。また、反対側には突起６５ａ
が設けられている。このように縦方向又は横方向（図示
せず）に必要に応じて、適宜の凹凸を構造材の表面に設
けることができる。さらに、構造材の外面に彫刻や模様
などの格調の高い形状を始めとして、種々の外観形状を
備えたものにすることができる。

【００１８】また、図１３及び図１４に示される構造材
５６，５７のように、中空管を複数束ねた状態に一体化
したものも利用することができる。さらに、図１５や図
１６に示されるような断面形状としてもよい。図１５に
示される構造材５７１は図１４の構造材５７において中
壁２ａを取り除いた形状である。図１６に示される構造
材５７２は図１５の構造材５７１において中壁２ｂを取
り除いた形状である。図１３〜１６に示すタイプの構造
材では、全ての内面に凹凸２を設ける必要はなく、使用
目的に応じて凹凸のない中空部があってもよい。さら
に、一部の中空部が中空ではなく、工場にてコンクリー
トを打設した中実構造であってもよい。

【００１９】本発明の中空管からなる構造材は、両端以
外で完全に閉鎖された中空形状にのみ限定されるもので
はない。図１７（ａ）〜（ｃ）に例示されるように、建
造材の一部又は全長に渡って１ヶ所又は２ヶ所以上に形
成された切除部５８１を有する構造材５８ａ，５８ｂ，
５８ｃも含まれるものである。中空部には適宜の凹凸２
が設けられている。なお、切除部５８１の巾と内空巾５
８２のサイズは構造材の使用目的と凹凸２の形状によっ
て左右されるが、好ましくは内空巾５８２より切除部５
８１の巾の小さい方が隣接する構造材との接合状態が確
実になる。

【００２０】図１８に構造材の別の例を示す。この構造
材５９はＵ字型であり、その内面には対応する中型枠６
９が固着されている。この中型枠６９はコンクリート打
設時に埋殺されたものである。中型枠６９には打抜きに
より突起部分６９ａが形成されている。打抜き後の孔６
９ｂはサイズによってはコンクリートが流出するので、
必要に応じて適宜の手段で塞いでおくようにする。この
打抜きにより突起部分を形成する中型枠は図８〜１０の
タイプの構造材にも使用できる。また、図８，９，１０
に示すタイプの中型枠６３１，６３２，６３３、図１８
に示すタイプの中型枠６９はそれぞれ図１７（ａ）〜
（ｃ）のタイプの構造材に利用できることは言うまでも
ない。

【００２１】以上に種々のタイプの構造材を例に挙げた
が、これら構造材はその形状や使用目的によっては補強
する必要がある。図１９にこのような補強を施した構造
材の一例を示す。この構造材５９１では中空管の内部の
適宜の位置に補強部５９１ａを設けてある。そして、補
強部５９１ａはその腹部に１つ又は複数の開口５９１ｂ
を有していてもよい。この補強部５９１ａは中空管と一
体でもよいし、同質又は別材質のものを嵌め込んで形成
してもよい。２つの補強部５９１ａの間の空間には型枠
６９１を埋殺してもよい。或いは、焼却や腐蝕が可能な
材料で形成した中型枠を使用し、コンクリートが硬化し
た後で取り除くようにしてもよい。或いは、前述した如
き空気で膨らましたゴム製の中型枠を使用し、コンクリ
ートが硬化した後で開口５９１ｂから取り出すようにし
てもよい。なお、このような補強部は前記した何れのタ
イプの構造材でも設けることができる。

【００２２】以下、上記の如き構造材の接合方法につい
て説明する。

【００２３】図２０に示される実施例では、２つの構造
材１１，１２の接合すべき端面同士を合わせた後、充填
口１２ａから充填材Ａを注入する。この場合、充填材Ａ
は各構造材１１，１２の中空部全体に充填する。また、
必要により仮止め部材１３を用いて仮止めする。図２１
に示される実施例では、各構造材１１，１２の接合すべ
き端部付近に蓋部材１４をその周囲の弾性部材１４ａを
介してそれぞれ取り付け、さらに一方の構造材１２にフ
ープ筋を有する補強材１５を挿入してスペーサー１６等
により固定しておき、端面同士を合わせてから、蓋部材
１４で区画される空間内に充填口１２ａから充填材Ａを
注入する。構造材の中空部が小さいか、蓋部材１４を奥
深く設置する場合には、図２２に示されるように、補助
棒１７を利用する。この補助棒１７は一方の蓋部材１４
に固定する。

【００２４】図２３に示される実施例は、凹凸６がらせ
ん溝で形成された２つの構造材１１，１２を接合する場
合である。この例での蓋部材１８の中央部は、接合され
る各構造材１１，１２の端部側に膨らんだ球面となって
おり、弾性部材１８ａの外周に未硬化時に潤滑性を有す
る接着剤を塗布した後、凹凸６に沿わせて所定位置まで
ねじ込む。接着剤の硬化後、構造材１１，１２の端面同
士を合わせてから、充填材Ａを注入すると、その時の圧
力により蓋部材１８の中央部はその円周が拡げられて、
弾性部材１８ａは凹凸６に密着する。したがって、充填
材Ａが弾性部材１８ａと凹凸６との隙間から漏れること
がない。

【００２５】図２１〜２３において充填材Ａを注入する
空間の空気が接合の隙間から逃げない場合は、蓋部材１
８又は構造材１１，１２に適宜の大きさの排気孔を設け
るようにし、さらにその排気孔には充填材Ａが漏れない
ように逆止弁を設けるか後述のフィルター８５を設ける
ようにするとよい。

【００２６】上記した接合方法を用いて、この発明の構
造材で仕口を構築する例を、図２４に基づいて順を追っ
て説明する。

【００２７】まず、ベースプレート２１を基礎コンクリ
ート中に埋設されたアンカー２２に固定する。必要に応
じて補強材１５をベースプレート２１に溶接したのち、
構造材からなる下柱２３を所定の位置に建て込み仮止め
する。その後、下柱２３に充填口２４が設けられている
時はその孔から、充填口が設けられていない場合は下柱
２３の上部開口部から、所定量の充填材Ａを注入して下
柱２３をベースプレート２１に固定する。また別の方法
として、ベースプレート２１及びアンカー２２を設けな
いで、補強材１５を直接基礎コンクリートに埋設しても
よい。次いで、下柱２３の上部開口部から、補助棒２５
の一端に取り付けられた蓋部材２６を内部に嵌入する。
この例では、蓋部材２６の周囲にばね２７等が付設され
ていて凹凸６との隙間が狭くなっており、その弾性で蓋
部材２６を支えるようになっているが、充填材Ａの重み
により蓋部材２６が下降する恐れのある時は、補助棒２
５の上端を適宜の方法で保持すればよい。

【００２８】次に、構造材からなる梁３０を、必要に応
じて仮止め材３１などを用いて、下柱２３上の両側に設
置する。この時、連結棒３２の両端にそれぞれ配置され
た蓋部材３３を両側の梁３０，３０の内部に挿入する必
要があるが、反対側の梁３０の設置の際に邪魔にならな
いように、一方の側の梁３０の内部に奥深く挿入した
後、反対側の梁３０を設置し、蓋部材３３をそれぞれ所
定の位置に戻すようにするとよい。また、蓋部材３３を
工場又は現場にて設置し、必要に応じ図２１で説明した
ように補強材１５を取り付けてもよい。最後に、上柱３
５を設置した後、蓋部材２６，３３，３３で区画された
空間内に、充填口３６から充填材Ａを注入して固化さ
せ、構造材からなる各柱２３，３５及び各梁３０，３０
を接合する。なお、梁３０は必要に応じて三方若しくは
四方以上に設置してもよいし、斜め方向に設置してもよ
い。

【００２９】上記の例では上柱３５に蓋部材を使用して
いない。これは、充填口３６が所定の充填範囲の上部に
設けられているので、重力により充填材Ａが充満される
ためである。しかし、充填口３６の上方に蓋部材を固定
状態で取り付け、所定の圧力で充填材Ａを注入すると、
固化後の充填材Ａの強度を高めることができるので好ま
しい方法である。また、梁３０を設置する前に下柱２３
の上部空間に充填材Ａを充填しておいてもよい。

【００３０】以上に説明した実施例において、蓋部材を
構造材に固定状態で取り付ける方法として、蓋部材の周
囲に取り付けられる弾性部材を、内部を中空とした車両
のタイヤ状とし、蓋部材を所定の位置に設置した後、タ
イヤ内部に圧縮空気を送って膨張させ、弾性部材を構造
材の凹凸に密着させてもよい。

【００３１】図２５は、蓋部材を構造材内部に固定状態
で取り付ける別の方法を説明する断面図である。この例
では蓋部材４０は板材４１の周囲に設けられたリム枠４
２にリング状の袋体４３が取り付けられていて、そのリ
ム枠４２には注入パイプ４４が繋がっている。補助棒１
７を使って構造材１内の所定位置にまで蓋部材４０を挿
入したのち、注入パイプ４４から袋体４３内に充填材Ｂ
を注入すると、袋体４３が膨張して構造材１の凹凸６と
係合する。そして充填材Ｂが固化すると蓋部材４０は固
定状態となる。この方法は凹凸６が複雑な形状であって
も、蓋部材４０を構造材１内部に密着させ固定すること
ができる。このとき充填材Ｂを、補助棒１７及び板材４
１の内部を通って、リム枠４２から袋体４３に注入する
方法も採用可能である。

【００３２】このようにして、蓋部材４０を構造材１内
に固定状態で取り付け、前記の方法で２本以上の構造材
の端部同士を突き合わせたのち、蓋部材４０で区画され
た空間に充填材Ａを注入固化させることで構造材同士を
接合する。

【００３３】袋体４３はゴム、セラミックス、ナイロ
ン、アラミド、炭素、ガラス繊維等の有機質又は無機質
の材料から形成された織布又は不織布であり、有機高分
子材料でコーティングされている場合もある。この袋体
４３は例えば図２６，図２７に示されるようにしてリム
枠４２に取り付けられる。リム枠４２の先端は、図２６
に示したように二つに開くことができ、さらに中空にな
っており、図２７に示す如く袋体４３の端部で芯材４６
を包むように合わせて、リム枠４２の中空部４５の中に
挿入し、ビス４７で両者を固着させる。芯材４６を中空
部４５に挿入するとき、リム枠４２の材質によって中空
部４５の弾性的な開きが悪い場合はリム枠を４２ａの点
線のように細くすればよい。このようなリム枠４２を隣
接して設ける場合は、図２８に示したようにリム枠４８
にあり溝、ありほぞを備えた角材部分を付加すればよ
く、さらに必要に応じて角材部分のみを複数個組み合わ
せて、枠間隔の調節のために利用することができる。リ
ム枠４２の材質は鉄、非鉄金属、樹脂、セラミックス等
の材料、炭素繊維、アラミド繊維等の無機質及び有機質
繊維を固めて作ったもの等が利用される。

【００３４】以上説明した実施例の蓋部材を使用する構
造材同士の接合方法では、蓋部材をそれぞれの構造材内
部に固定状態で取り付ける必要があったが、次に片側に
のみ蓋部材を取り付ける実施例について述べる。

【００３５】図２９は、接合すべき端部付近に袋体７３
を収縮状態で取り付けた構造材７１を示す断面図であ
る。袋体７３は前後から板材７４，７５で挟まれて係止
部材８３，８４又は接着テープ８３ａにより収縮状態が
保たれており、この袋体７３の中には板材７４，７５に
取り付けられた、チェーン、ワイヤ、ロープ等の屈曲可
能な紐材等の拘束材７７が縮んだ状態で収納されてい
る。袋体７３の中部は後側の板材７５に固定された注入
パイプ７８に繋がっている。注入パイプ７８にはもう一
本の注入パイプ７９が並設されており、この注入パイプ
７９は板材７５の周囲に設けられたリング状の袋体８０
に繋がっている。そして、前側の板材７４及び後側の板
材７５の数カ所に設けられたスペーサー８１，８２によ
り袋体７３が中空部の中央に保持されている。

【００３６】図３０は、この構造材７１ともう一方の構
造材７２の接合状態を示す断面図である。接合するに
は、両方の構造材７１，７２の端部同士を突き合わせた
後、注入パイプ７９からリング状の袋体８０に充填材Ｂ
を注入して膨張させ、後側の板材７５を固定状態とし、
次いで注入パイプ７８から袋体７３に充填材Ａを注入し
て膨張させる。これにより、袋体７３は向かい合う構造
材７２の中に延びていくのと同時に中空部内面の凹凸に
係合し、袋体７３内に充填された充填材Ａが固化して図
示の如く接合状態となる。そして、前側の板材７４に
は、空気は通過するが充填材Ａは通さないフィルター８
５が設けられており、袋体７３内に充填材Ａを圧入する
とき、袋体７３中に残存する空気を放出させ、空洞が生
じるのを防いでいる。また、充填材Ａの注入時に充填圧
によって係止部材８３，８４又は接着テープ８３ａは外
れる。なお、構造材７１の内面の凹凸の形状は任意であ
る。したがって、凹凸の形状によっては、板材７４部分
を厚めにしてあれば、板材７４及び拘束材７７は必要な
い場合もある。板材７４を厚めにしなくても前記の図２
１〜図２３の蓋部材１４等を併せて使用すると構造材の
延長方向に袋体が延びるのを拘束できる。

【００３７】前記のように一つの袋体を用い、その中に
充填材を注入固化させて構造材を接合する方法は、例え
ば下柱と上柱との接合点に梁を設ける場合など、仕口が
複雑になると、袋体の接合、袋体の保持などの点におい
て厄介な作業となる。そのような場合は、図３１に示す
ような仕口枠９０を用いて袋体を接合するとよい。仕口
枠９０は１個又は２個以上の枠体９１からなり、その取
付角度は任意であり、構造材の接合点の数と角度により
適宜の形状を採る各枠体９１に図２６及び図２７に示し
たような方法で袋体を取り付けるものである。枠体９１
を用いる代わりに、図２８に示した角材付きリム枠４８
を、図３２に示したように、そのあり溝、ありほぞを利
用して連結し、組み立てて仕口枠９０としてもよい。

【００３８】そのような仕口枠を利用して３本以上の構
造材を接合する方法を次に説明する。図３３に示される
仕口は、下柱と上柱との間に４方向の梁が接合される場
合であり、図３３のＡ−Ａ断面の要部を図３４に、図３
４に充填材を充填した場合を図３５に下半分を示した。
下柱の構造材１０１の上端に仕口枠１００を設置し、そ
の仕口枠１００内におさまるように柱主筋１０３、梁主
筋１１３，１２３を配設する。仕口枠１００は梁主筋等
がある場合は主筋に、ない場合は構造材にスペーサー１
６等によって保持する。このときそれらの主筋は、スタ
ーラップ筋１０４，１１４，１２４で補強されている。
次に、仕口枠１００のそれぞれの開口面に袋体１０５，
１０６，１１５，１１６，１２５の一端を取り付ける。
そしてそれら袋体を収縮した状態で主筋に沿わせ、その
他端を主筋の末端に取り付けられたナット１０６ａによ
って袋体を挟持すると、袋体が構造材の延長方向に移動
するのを阻止できる。このようにすると袋体が蓋部材１
３５の役割をなす。ナット１０６ａは梁主筋１２３に固
着された固着板１０６ｂに螺合する。そののち梁の構造
材１１１，１１２，１２１，１２２を下柱の構造材１０
１上に仮止め部材１３１を用いて仮止めしたのち、さら
にそれらの梁の構造材１１１，１１２，１２１，１２２
上に構造材１０２を設置し、仮止め材１３１を用いて上
柱の構造材１０２を仮止めする。

【００３９】そこで充填パイプが袋体及び枠体を貫いて
充填口１３０に設置してありその充填口１３０から充填
材Ａを注入すると、各袋体１０５，１０６，１１５，１
１６，１２５が膨張して各構造材の凹凸に密着する。充
填材Ａが固化すると各構造材は一体に接合される。な
お、充填材Ａに膨張性の材料を追加しておくと袋体内部
の圧力が高まるので、構造材の凹凸に対する圧着力が増
す。図３３〜図３５においては下柱１０１には袋体は利
用していなくて上柱１０２に袋体を利用している。前述
したように、柱と梁の接合は構造材の中に補強材及び袋
体を必要により入れたり入れなかったり、またそのいず
れかを組み合わせたり、その構造材の目的によって適宜
の方法を選択できる。なお、図３５において仕口枠１０
０ａは、図３２のように角材付きリム枠４８を２個重ね
合わせて使用した例を示している。さらに仕口枠１００
ａのあり溝と突起に、必要に応じて適宜の大きさの孔を
設けた仕切板１６ａの端縁が四辺に沿って嵌着してい
る。これは仕口枠１００ａの強度を高め、各梁ごとに充
填材を充填できる。

【００４０】図３６は梁と柱の接合部分、即ち仕口部分
に使用する補強材の斜視図である。図３３〜図３５にお
いては補強材は柱主筋１０３と梁主筋１１３，１２３、
これに取り付けられるスターラップ筋１０４等であっ
た。構造材の断面積が大きくなったり、構造材の仕口の
強度を増すために鉄骨３９ａを使用する場合もある。図
３６は補強材に鉄骨を使用した場合である。鉄骨の補強
材３９に仕口枠１００を必要により取り付ける場合は点
線のように設置すればよく、また直接に袋体の他端部を
鉄骨又は鉄筋に取り付けてもよい。補強材３９に前述の
図３３の柱主筋１０３と梁主筋１１３等を併せて使用す
ることも可能である。さらに補強材の形状は矩形、円形
及びＬ字形を使用したり、さらにその材料に凹凸が必要
により設けられていてもよい。材質は鉄に限らず、非鉄
金属、コンクリート、セラミックス及び炭素、ナイロン
等の無機質、有機質の繊維を束ねた形状にしてもよい。

【００４１】複数の柱の構造材を建て込んで、図３３の
仕口の補強材を設置した後、梁の構造材を設置する際、
適宜梁主筋１１３等を移動させながら梁の構造材１１１
等を設置できない場合や、図３６の鉄骨の補強材３９を
使用する場合は図３７に示される構造材を使用すればよ
い。

【００４２】図３７（ａ）は中空管の一部が切り欠かれ
た構造材１５０の斜視図、図３７（ｂ）は２重の中空管
が２ヶ所切り欠かれた構造材１５２の斜視図である。各
構造材の切欠１５１，１５３の長さの範囲は、上記の補
強材の一部のみでもよく、また目的に応じて全長に渡っ
ていてもよい。仕口に充填材を注入した時に充填材が流
出する場合は必要なところだけ型枠１５１ａを当てると
よい。袋体を使用する場合は目的及び構造材の形状に応
じて型枠１５１ａを使用してもよく、使用しなくてもよ
い。補強材に取り付ける場合、構造材の切欠１５１，１
５３の位置は上下、左右のいずれにあってもよく、これ
は構造材の使用目的によって決定するとよい。このよう
な構造材１５０，１５２を使用すると梁の建込が容易で
ある。

【００４３】構造材を使用する場所が構造的に応力の作
用する場所である場合や、或いは切欠１５１，１５３を
設けた構造材を使用したくない場合は図３８に示す構造
を採用するとよい。図３８は仕口部分の仕口枠が柱と梁
の交点位置にある場合の斜視図を示す。図３８において
は、図３１の仕口枠９０に袋体が取り付けられた仕口枠
１００を鉄骨９９の仕口の位置に適宜の方法で固着し設
置している。

【００４４】袋体１１５、１２５は折り畳んで仕口枠１
００に収納され接着テープ８３ａにて仮止めされてい
る。蓋部材１３５には図２９で説明したように拘束材７
７がボルト１０６ａで固定されている。反対側は仕口枠
１００に取り付けられられた板材７５にボルト１０６ａ
等で固着されているか、直接仕口枠１００に取り付けら
れたり、又は直接鉄骨９９にボルト１０６ａ等で固着さ
れたりしている。

【００４５】図３３に示した仕口の場合にも図３８の接
合方法を利用することができる。下柱１０１の適宜の位
置に蓋部材１３５等を設置した後、鉄骨９９を下柱１０
１の中空部に建て込み、必要に応じて充填材を充填す
る。次いで、仕口枠１００の位置に梁１１１等を設置し
た後、上柱１０２を設置する。充填孔１３０より充填パ
イプが袋体及び枠体を貫いて配設されており、ここから
充填材Ａを注入する。上柱１０２には必要に応じて蓋部
材が設けてあり、充填圧によって接着テープ８３ａが剥
がれ袋体が開いて充填される。梁に蓋部材が設けてある
ときは、袋体の蓋部材１３５と拘束材７７は不要とな
る。この結合方法を利用すると切欠１５１等は不要とな
る。

【００４６】図３９は別の仕口部分の取付け斜視図を示
す。同図では下柱１０１ａの梁接合位置に梁と対応する
形状の切欠１５ｂが付いており、その下端に張出板１５
ａが必要に応じて設けてある。この張出板１５ａは梁に
作用する荷重を支えるとともに、切欠１５６等を設けて
ある場合はその型枠代わりとなる。図３９では鉄筋によ
る補強材１５が設けてある。即ち、鉄骨のウェブ面に鉄
筋が貫通できる径の孔を適宜の間隔で所定数だけ開けて
あり、鉄骨を建て込んだ後、その孔に鉄筋を挿入するも
のである。鉄骨のフランジ面には図３８の仕口枠１００
が適宜の方法で取り付けられている。したがって、梁の
仕口においても鉄筋と袋体を併せて使用することができ
る。梁１５０と梁１５０ａを各々設置して仮止めした
後、下柱１０１ａに上柱の構造材を載せて仮止めし、充
填材を充填孔より注入する。この接合方法では柱の切欠
１５ｂに梁１５０等を嵌入させることで強固な仕口が形
成できる。

【００４７】図４０と図４１に示される仕口は、中世ヨ
ーロッパ風の格調の高い建造物を構築するために用いら
れるものである。図４０（ａ）は仕口外観の斜視図であ
り、図４０（ｂ）は上柱１６２と３本の梁１６３を取り
除いた状態で示す仕口の斜視図、図４１は図４０（ｂ）
の垂直断面図である。

【００４８】仕口材１６０は、コンクリート、陶器、セ
ラミック、鉄、非鉄金属及び炭素又はアラミド等の無機
質や有機質の繊維を固めたものから作られたり、或いは
自然石を加工して作られる。仕口材１６０には、その上
下面に下柱の構造材１６１及び上柱の構造材１６２の縁
端を受け入れる溝１６８が、側面に梁の構造材１６３を
受け入れる溝１６５が梁の数に応じて所定位置に設けら
れている。また仕口材１６０の上下方向には柱主筋１６
６が突出した状態で埋設されており、左右方向に埋設さ
れた梁主筋１６９の縁端面には枠体１６７が適宜の方法
で埋め込まれている。

【００４９】この仕口を形成するに際しては、まず仕口
材１６０の溝１６８部分を下柱の構造材１６１の上端に
嵌入設置し、この構造材１６１の中空部に充填口１６１
ａより充填材を圧入して両者を連結する。次に梁の構造
材１６３をそれぞれの溝１６５に挿入し、袋体１７１内
部に注入口１６３ａより充填材Ａを圧入して固化させ
る。最後に仕口材１６０の上部の溝１６８に上柱の構造
材１６２を嵌入し、構造材１６２の中空部の下部に充填
材Ａを注入し、固化させると仕口が完成する。

【００５０】図４２は別の仕口ブロックによる構造材の
接合を示すもので、（ａ）は仕口材付近の斜視図、
（ｂ）は（ａ）の垂直断面図である。

【００５１】前述した図４０の仕口材が中実であるのに
対し、図４２の仕口材２００は中空であり、その接合方
法は前述の図３９と類似している。仕口材２００には上
下方向に貫通する縦貫通孔２０６が設けられ、その内面
には必要に応じて凹凸が設けられている。また、横方向
に梁の数だけ横孔２０５が設けられ、横孔２０５の内面
には必要に応じて凹凸が設けられ、この横孔２０５は縦
貫通孔２０６と連通している。

【００５２】施工方法としては、前述と同様に建て込ま
れた下柱２０１に仕口材２００が載置される。図では仕
口材２００の下面と下柱２０１の上端面が接している
が、上柱２０２のように受入れ溝２０４を設けることも
可能である。次に梁２０３を横孔２０５に嵌入する。そ
の後、上柱２０２を受入れ溝２０４に建て込み設置後、
充填孔２０９より充填材を注入する。前述のように、補
強材１６６等を入れるか、仕口枠１００等を設けるか、
又は蓋部材１４等を設けるかは構造材の使用目的に応じ
て適宜選択すればよい。なお、梁を仕口に建て込むとき
の処理の仕方は図３３、図３９の接合方法を利用した
り、図４０の溝１６５を横方向にしたりして利用するこ
ともできる。

【００５３】本発明で使用される仕口材は図４０と図４
２を折衷した形態の仕口材をも含まれるものである。図
４３（ａ）はそのような仕口材の垂直断面図、（ｂ）は
別の仕口材の垂直断面図である。

【００５４】図４３（ａ）に示される仕口材２１０は、
その中央に必要に応じて凹凸を有する上下方向に貫通し
た縦貫通孔２１８が設けられている。仕口材２１０の下
方向の設置孔２１５を下柱２１１の柱頭に建て込み、必
要に応じて仮止めする。仕口材２１０には梁の仕口枠２
１６が各々に埋め込まれ、前記図４０と同様に受入れ溝
２１７が各々設けられており、この仕口材２１０に梁２
１３を必要な数だけ設置した後、縦貫通孔２１８に設け
られた充填孔２１８ａより各々充填材を注入する。その
後、柱の設置孔２１４に上柱２１２を建て込み、上柱の
充填孔より充填材を注入する。

【００５５】図４３（ｂ）に示される仕口材２２０は図
４３（ａ）のものと異なり、横方向に貫通孔２２８が設
けられている。また、上下に各々鉄筋２２７が埋め込ま
れている。まず下柱２２１の柱頭に仕口材２２０の設置
孔２２５を載置し、充填孔２２５ａより充填材を注入す
る。次に仕口材２２０の梁設置台２２６に梁２２３を各
々設置し、上柱２２２の設置孔２２４に設けられた充填
孔２２６ａより充填材Ａを注入する。最後に上柱２２２
の設置孔２２４に上柱２２２を設置し充填材Ａを注入す
る。

【００５６】以上、図１〜図４３により構造材の種類と
その接合方法について実施例を詳述したが、本発明は上
述の実施例のみに限定されるものではなく、説明した具
体的構成を適宜組み合わせたり、特許請求の範囲に記載
の事項の範囲内で種々のその細部の具体的構成を変更し
たりして実施可能であることは言うまでもない。

【００５７】例えば、図３９の張出板１５ａ、補強材１
５、仕口枠１００、柱の切欠１５ｂや図４０の梁の溝１
６５、柱の溝１６８を斜めにすると傾斜のある梁及び柱
の建造物を作ることができる。

【００５８】

【発明の効果】本発明の構造材は、コンクリート又はこ
れに類する素材で作製された中空管からなり、その内面
に凹凸を有しているので、構造材の端部同士を突き合わ
せた状態で固化性の充填材を充填することにより、この
構造材の凹凸を利用して接合することができる。また、
膨張性の充填材を適宜その目的に応じて採用することに
より、確実に構造材を接合することができる。しかし
て、現場での作業が簡単で単純なため、技能を有しない
労働者でも容易に作業することができる。また、任意形
状の構造材を使用できるので築造物の経済性とデザイン
の多様化を図ることができる。

【００５９】構造材が築造された場合、その接合部分に
応力が作用する。この時、構造材の凹凸部と充填材の凹
凸部に縁端応力が発生するが、その縁端応力の程度に応
じて、構造材の内面に凹凸を有する中型枠を埋め込んだ
り、構造材の接合部分に補強材を入れたり、袋体を入れ
たり、また充填材にガラス、炭素、アラミド等の繊維を
入れたりすることで対処できるので、目的に応じて、構
造材の表面に表面材を張ったり又補強処理を行うことが
できる。従って、複雑な仕口の構造にも対応できる。さ
らに、構造物の目的に応じて普通の仕口材を使ったり、
格調高い仕口材を使用したりできるので、施工が簡単で
豊富なデザインが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る構造材の一例を示す斜視図であ
る。

【図２】図１の構造材を製造する際に使用される中型枠
の例を示す斜視図である。

【図３】中型枠の別の例を示す斜視図である。

【図４】構造材の別の例を示す断面図である。

【図５】構造材の別の例を示す断面図である。

【図６】構造材の別の例を示す断面図である。

【図７】構造材の別の例を示す断面図である。

【図８】中型枠を埋め殺した構造材の一例を示す断面図
である。

【図９】中型枠を埋め殺した構造材の別の例を示す破断
斜視図である。

【図１０】中型枠と表面材を埋め殺した構造材の別の例
を示す断面図である。

【図１１】構造材の別の例を示す断面図である。

【図１２】構造材の外側に付帯物を取り付けるための取
付け部材が設けられている一例を示す斜視図である。

【図１３】中空管を複数束ねた構造材の一例を示す斜視
図である。

【図１４】中空管を複数束ねた構造材の他の例を示す断
面図である。

【図１５】図１４に示す構造材の変形例を示す断面図で
ある。

【図１６】図１５に示す構造材の変形例を示す断面図で
ある。

【図１７】構造材の別の例を示す断面図である。

【図１８】構造材の別の例を示す断面図である。

【図１９】補強を施した構造材の一例を示す断面図であ
る。

【図２０】構造材の接合方法の一例を説明するための断
面図である。

【図２１】構造材の接合方法の他の例を説明するための
断面図である。

【図２２】構造材の接合方法の他の例を説明するための
断面図である。

【図２３】構造材の接合方法の他の例を説明するための
断面図である。

【図２４】仕口における構造材の接合方法を説明するた
めの断面図である。

【図２５】蓋部材の一例を示す断面図である。

【図２６】袋体を取り付けるリム枠の一例を示す断面図
である。

【図２７】リム枠に取り付ける袋体と芯棒を示す斜視図
である。

【図２８】袋体を取り付けるリム枠の別の例を示す断面
図である。

【図２９】袋体を取り付けた構造材を示す断面図であ
る。

【図３０】図２９の構造材を使用した接合状態を示す断
面図である。

【図３１】仕口枠の一例を示す斜視図である。

【図３２】仕口枠の袋体を取り付ける部分の一例を示す
断面図である。

【図３３】仕口における構造材の接合方法を説明するた
めの一部破断斜視図である。

【図３４】図３３のＡ−Ａ断面図である。

【図３５】図３３に充填材を充填した場合を示す断面図
である。

【図３６】仕口に使用する補強材の斜視図である。

【図３７】中空管の一部を切り欠いた構造材の例をそれ
ぞれ示す斜視図である。

【図３８】仕口部分における補強材を示す斜視図であ
る。

【図３９】別の仕口部分を説明するための組立斜視図で
ある。

【図４０】仕口材の例をそれぞれ示す斜視図である。

【図４１】図４０（ｂ）の垂直断面図である。

【図４２】仕口材の別の例を示す斜視図及び垂直断面図
である。

【図４３】仕口材の別の例をそれぞれ示す垂直断面図で
ある。

【符号の説明】

１構造材１１，１２構造材１４蓋部材１４ａ弾性部材１５補強材１７補助棒１８蓋部材１８ａ弾性部材２凹凸２３構造材２６蓋部材３０，３５構造材３３蓋部材４０蓋部材４３袋体５，５１〜５３，５３１〜５３３，５４〜５７，５７
１，５７２，５８ａ〜５８ｃ，５９，５９１構造材６，６１〜６４凹凸６３１〜６３３，６９，６９１中型枠６３３ｂ表面材７１，７２構造材７３袋体８０袋体１０１，１０１ａ，１０２構造材１０５，１０６袋体１１１，１１２構造材１１５，１１６袋体１２１，１２２構造材１２５袋体１３５蓋部材１５０，１５０ａ構造材１５２構造材１６０仕口材１６１，１６２，１６３構造材２００仕口材２０１，２０２，２０３構造材２１０仕口材２１１，２１２，２１３構造材２２０仕口材２２１，２２２，２２３構造材Ａ充填材Ｂ充填材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】柱又は梁に使用する構造材であって、コ
ンクリート又はこれに類する素材で作製された中空管か
らなり、その内面に凹凸を有することを特徴とする構造
材。
【請求項２】内面の凹凸がらせん状である請求項１に
記載の構造材。
【請求項３】内面に中型枠が埋殺されてなる請求項１
又は２に記載の構造材。
【請求項４】外側に付帯物を取り付けるための取付け
部分又はデザイン上の凹凸が設けられている請求項１〜
３のいずれかに記載の構造材。
【請求項５】複数の中空管が束ねた状態に一体化され
ている請求項１〜４のいずれかに記載の構造材。
【請求項６】中空管の一部又は全部が切り欠かれてい
る請求項１〜５のいずれかに記載の構造材。
【請求項７】内面に補強板が付設されている請求項１
〜６のいずれかに記載の構造材。
【請求項８】中空管の表面の一部又は全部に表面材が
付設されている請求項１〜７のいずれかに記載の構造
材。
【請求項９】コンクリート又はこれに類する素材で作
製された中空管からなり、その内面に凹凸を有してなる
構造材を接合する方法であって、２本以上の前記構造材
の端部を向かい合わせた後、構造材の中に充填材を注入
して固化させることで前記構造材同士の接合を行うこと
を特徴とする構造材の接合方法。
【請求項１０】コンクリート又はこれに類する素材で
作製された中空管からなり、その内面に凹凸を有してな
る構造材を接合する方法であって、構造材の接合すべき
端部付近に蓋部材を固定状態で取り付け、この蓋部材を
取り付けた少なくとも２本以上の前記構造材の端部を向
かい合わせた後、蓋部材で区画される空間内に充填材を
注入して固化させることで前記構造材同士の接合を行う
ことを特徴とする構造材の接合方法。
【請求項１１】コンクリート又はこれに類する素材で
作製された中空管からなり、その内面に凹凸を有してな
る構造材を接合する方法であって、一方の構造材の接合
すべき端部付近に袋体を取り付けておき、この構造材と
他方の構造材の端部を向かい合わせた後、袋体に充填材
を注入して膨張させることにより前記構造材同士の接合
を行うことを特徴とする構造材の接合方法。
【請求項１２】構造材の接合部分の中に補強材を入れ
たことを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の
構造材の接合方法。
【請求項１３】袋体の他方端を補強材又は蓋部材に固
着させたことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか
に記載の構造材の接合方法。
【請求項１４】一方の構造材の接合すべき端部付近に
袋体を取り付けておき、この構造材と他方の構造材を端
部で突き合わせた後、袋体に充填材を注入して膨張させ
る際、袋体の先端が一定以上構造材の延長方向に延びな
いように、蓋部材、補強材又は拘束材を介して、袋体の
延びを拘束したことを特徴とする請求項１０〜１３のい
ずれかに記載の構造材の接合方法。
【請求項１５】一方の構造材の接合すべき端部付近に
袋体を取り付ける際、袋体の一方の端部が仕口枠に固着
されていることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれ
かに記載の構造材の接合方法。
【請求項１６】仕口材と接合すべき構造材を接合する
に際して、請求項９〜１５のいずれかの方法により形成
される接合部分を介して接合することを特徴とする構造
材の接合方法。