JP2006322273A - 接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 重ね継手方式による梁主筋の接続について、継手耐力向上と重ね長さの短縮化を簡便な施工で実現すること。
【解決手段】 梁主筋間を接続する接続構造において、接続区間におけるあばら筋の配筋ピッチを、非接続区間のあばら筋の配筋ピッチの２／３以下とすることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、梁主筋間を接続する技術に関するものである。

ＲＣ又はＳＲＣ構造物において、梁主筋の接続方法は、一般に、機械式継手を用いたもの、溶接又は圧接によるもの、或いは、重ね継手を用いたもの、に大別される。機械式継手を用いたものは、接続される梁主筋の端部間にスリーブ継手やカプラーを設けて両者を接続するものである。スリーブ継手やカプラーは、一般に梁主筋の鉄筋径よりかなり太くなることから、必要なかぶり厚はスリーブ継手やカプラーの太さで決まり、接続部位以外の主筋との関係では必要以上にかぶり厚が大きくなる問題がある。また、スリーブ継手やカプラーは必ずしも安価ではなく、経済的でないことに加えて、接続される主筋間の位置合わせが厳格に要求されるという問題もある。

溶接或いは圧接によるものは全般的な問題点として雨天時には実施できないという問題がある。また、梁主筋として一般的に使用されている鋼種はＳＤ４９０級以下であり、通常は圧接が主として行われ、ＰＣａ部材間の梁主筋の溶接にはエンクローズ溶接が行われることが多い。エンクローズ溶接では、梁主筋の相対的なずれが3ｍｍ以下等となっているように、主筋の位置を高精度に管理する必要があり、また、溶接により梁主筋に収縮ひずみが発生するという固有の問題点がある。なお、高強度鉄筋、例えば、ＳＤ６８５級の鋼種のものを溶接により接続する場合は、フラッシュバット溶接法が採用されるが、溶接機が大型となることからタワークレーンが必須となると共に、フラッシュバット溶接法は鉄筋をその長手方向に動かしながら溶接するので、ＰＣａ部材の梁主筋のように位置が事実上固定されている梁主筋の接続には適用できない。

これらの接続方法に対して、重ね継手によるものは施工的に簡便で安価であるという長所を有しており多用されている。重ね継手には、互いの梁主筋を重ね合わせる方式（相互重ね継手方式と称する。）と、互いの梁主筋に別の鉄筋等を添筋として重ね合わせることで、梁主筋間を略同軸上で接続する方式（添筋重ね継手方式と称する。）が存在する。また、相互重ね継手方式には接続される梁主筋を左右方向に重ねる横重ね継手方式と、上下方向に重ねる縦重ね継手方式とが存在する。

鉄筋コンクリート造建物の梁は、主に、コンクリート、梁主筋、梁主筋の外周を取り巻くように配設されるあばら筋と、から構成される。あばら筋は梁主筋の位置を所定の位置に保持するために不可欠であると共に、大地震時に梁に発生する畏れのある、せん断破壊等を防止するために配筋される。せん断破壊等を防止するために必要なあばら筋の配筋量は構造計算によって定められるが、一般には直径１０ｍｍ或いは１３ｍｍの鉄筋が梁では２００ｍｍ程度のピッチで配筋される。

梁主筋の接続方法として重ね継手方式を採用した場合、梁主筋間の重ね長さ、或いは、添筋と梁主筋との重ね長さは、各種基準によると鉄筋径（梁主筋径又は添筋径のいずれか細い方）の３０倍程度とすることが推奨されている。ここで、この重ね長さが長くなると、特にＰＣａ部材により梁を構成する場合、コンクリートの現場打ち部分が多くなり、現場打ちする部分のコンクリート型枠を本格的に組む必要があり、コンクリートの現場打ちを低減できるというＰＣａ部材を用いた利点が薄れる。

そこで、重ね継手の継手耐力向上や重ね長さを短くするために、スパイラル筋補強が行われる場合がある。スパイラル筋補強は、例えば、相互重ね継手方式の場合であれば、接続される梁主筋の重なり区間に渡って一様に、２本の梁主筋回りに鉄筋をこれらを束ねるように螺旋状に巻き回す補強方法である。また、添筋重ね継手方式の場合であれば、添筋と梁主筋との重なり区間に渡って一様に、梁主筋及び添筋回りに鉄筋を螺旋状に巻き回す補強方法である。スパイラル筋補強以外の補強方法としては、例えば、特許文献１のようにコ字状の補強筋を設けることも提案されている。

特開昭６３−１０３１５２号公報

しかし、スパイラル筋補強によれば、スパイラル筋が部分的にあばら筋と干渉して施工が煩雑になるという施工上の問題を有すると共に、スパイラル筋とあばら筋とが干渉しない部位においては、スパイラル筋があばら筋の配設領域よりも外方に飛び出してコンクリートのかぶり厚に影響を与え、スパイラル筋の配設領域を考慮してコンクリートのかぶり厚を必要以上に大きくとる必要が生じ得る。また、コ字状の補強筋等を設ける補強方法では、あばら筋と干渉しないように補強筋を配設することにより、あばら筋との干渉は回避できるが、補強筋を施工する手間が増えるため、やはり施工が煩雑になる。

本発明はこのような課題を鑑みてなされたものであり、重ね継手方式による梁主筋の接続について、継手耐力向上と重ね長さの短縮化を簡便な施工で実現することにある。

本発明によれば、梁主筋間を接続する接続構造において、接続区間におけるあばら筋の配筋ピッチを、非接続区間のあばら筋の配筋ピッチの２／３以下とすることを特徴とする接続構造が提供される。

この接続構造によれば、前記接続区間においてあばら筋の配筋量が増加し、あばら筋が継手周辺のコンクリートを拘束する効果が大きくなり、鉄筋とコンクリートとの付着が向上する。このため、継手耐力向上と重ね長さの短縮化が図れる。また、梁の構成要素として本来的に必要とされるあばら筋の配筋ピッチを前記接続区間において２／３以下（望ましくは１／２以下）とするだけなので、施工上の煩雑さは最小限に抑えられ、簡便な施工で実現できる。

本発明は、相互重ね継手方式の梁主筋の接続に適用でき、この場合、前記接続区間は、前記梁主筋が相互に重ね合わされる区間である。また、添筋重ね継手方式の梁主筋の接続にも適用でき、この場合、前記接続区間は、前記添筋と前記梁主筋とが重ね合わされる区間である。

また、本発明においては、前記接続区間において、一部の前記梁主筋を包含するように当該梁主筋回りに巻き回されるループ状の拘束筋を備え、前記接続区間における前記あばら筋及び前記拘束筋の配筋ピッチを、前記非接続区間の前記あばら筋の配筋ピッチの２／３以下とすることもできる。

この構成によれば、前記接続区間において前記あばら筋に加えて前記拘束筋を設けたことにより、継手周辺のコンクリートを拘束する効果が大きくなり、鉄筋とコンクリートとの付着が向上する。とりわけ、前記拘束筋は、より小さなコンクリート断面を拘束するのでその拘束効果が高められる。このため、継手耐力向上と重ね長さの短縮化をより一層図れる。また、前記拘束筋は、一部の前記梁主筋を包含するように当該梁主筋回りに巻き回されるだけなので、施工上の煩雑さは最小限に抑えられ、簡便な施工で実現できる。

以上述べた通り、本発明によれば、重ね継手方式による梁主筋の接続について、継手耐力向上と重ね長さの短縮化を簡便な施工で実現することができる。

＜第１実施形態＞
図１は本発明の一実施形態に係る接続構造の適用例を示す図である。同図の例は、柱１間に梁２が架設されており梁２の上部が床スラブを構成する、ＲＣ構造物に本発明の一実施形態に係る接続構造を適用した場合を想定している。尤も、本発明はＲＣ構造物のみならずＳＲＣ構造物にも適用可能である。図１の例において、梁２のうち、床スラブと一体化される上部はコンクリートを後打ちすることにより形成し、中部から下部はＰＣａ部材１１ａ及び１１ｂ（以下、総称するときはＰＣａ部材１１という。）が用いられ、これらは以下に述べる接続構造にて接続される。

図２（ａ）は本発明の第１実施形態の接続構造の構造図、図２（ｂ）は図２（ａ）の主筋接続部の断面構造図である。この接続構造は、２つのＰＣａ部材１１ａ及び１１ｂをその梁主筋１２ａ及び１２ｂ（以下、総称するときは梁主筋１２という。）の軸方向に接続するものであり、各々のＰＣａ部材１１ａ及び１１ｂから突出した各梁主筋１２ａ及び１２ｂ、並びに、床スラブ側の各梁主筋１５ａ及び１５ｂ（以下、総称するときは梁主筋１５という。）を、それぞれ左右方向に重ねて接続する主筋接続部１０と、ＰＣａ部材１１ａ及び１１ｂ間の空隙に後打ちされ、主筋接続部１０が埋設されるコンクリート部１３と、を備える。

梁主筋１２は梁２の下端面側において略水平かつ略平行に複数本配設され、また、梁主筋１５は梁２の上端面側において略水平かつ略平行に複数本配設されている。

施工にあたっては、梁主筋１２ａ及び１２ｂの接続作業並びに梁主筋１５ａ及び１５ｂの接続作業を経てコンクリート部１３のコンクリートの打設作業を行う。各梁主筋１２ａと１２ｂ、並びに、各梁主筋１５ａと１５ｂは、図２（ｂ）に示すように左右方向に隣接するように配置されて重ね合わされる。本実施形態ではこのように横重ね継手方式を採用しているが、各梁主筋１２ａと１２ｂ並びに各梁主筋１５ａと１５ｂを上下方向に重ねる縦重ね継手方式としてもよい。

梁主筋１２と梁主筋１５とにはあばら筋１４が複数箇所において配設されている。あばら筋１４は全ての梁主筋１２及び１５を包含するようにこれらの回りにループ状に巻き回されて配設されている。あばら筋１４は梁主筋１２ａと１２ｂ並びに梁主筋１５ａと１５ｂが重なり合う接続区間Ｓ１においてはＰ２の配筋ピッチで、そうでない区間（非接続区間）においてはＰ１の配筋ピッチで、配筋されている。本実施形態の場合、配筋ピッチＰ２≒配筋ピッチＰ１／２としている。

このため、接続区間Ｓ１においてあばら筋の配筋量が増加し、あばら筋１４が継手周辺のコンクリートを拘束する効果が大きくなり、梁主筋１２及び１５とコンクリート部１３のコンクリートとの付着力が向上する。付着力の向上により、継手耐力向上と重ね長さの短縮化が図れる。また、梁２の構成要素として本来的に必要とされるあばら筋１４の配筋ピッチを接続区間Ｓ１において短くするだけなので、施工上の煩雑さは最小限に抑えられ、簡便な施工で実現できる。なお、本実施形態では配筋ピッチＰ２≒配筋ピッチＰ１／２としているが、配筋ピッチＰ２≦配筋ピッチＰ１×２／３であれば、継手耐力向上と重ね長さの短縮化に十分な効果が得られる。

勿論、さらに配筋ピッチを短くすれば、より継手耐力の向上と重ね長さの短縮化が図れることはいうまでもない。但し、あばら筋１４の配筋量が増えればそれだけ施工手数も増えるので、望ましくは、配筋ピッチＰ１／３≦配筋ピッチＰ２≦配筋ピッチＰ１／２である。

＜第２実施形態＞
上記第１実施形態では横重ね継手方式を採用したが、本発明は添筋重ね継手方式にも適用可能である。図３（ａ）は本発明の第２実施形態の接続構造の構造図、図３（ｂ）は図３（ａ）の主筋接続部の断面構造図であり、本発明を添筋重ね継手方式に適用した例を示す。この第２実施形態の接続構造では、主筋接続部１０において、各々のＰＣａ部材１１ａ及び１１ｂから突出し、互いに向かい合う各梁主筋１２ａ及び１２ｂ間、並びに、床スラブ側の各梁主筋１５ａ及び１５ｂ間が略同軸上に接続される。

主筋接続部１０は、各々の梁主筋１２ａ及び１２ｂ間、並びに、各々の梁主筋１５ａ及び１５ｂ間に跨ってこれらに重ね合わせて配設される添筋１６を備える。添筋１６は、例えば、異形鉄筋や丸鋼からなり、そのいずれも採用することができるが、丸鋼は付着強度が低く、異形鉄筋と比較して重ね長さを長くする必要があることから異形鉄筋が望ましい。また、図３（ｂ）に示すように、本実施形態では添筋１６が梁主筋１２及び１５に対してそれぞれ上下方向に重ね合わされているがこれに限られず、左右方向或いは斜め方向に重ねあわされてもよい。

本実施形態においても、梁主筋１２と梁主筋１５とにはあばら筋１４が複数箇所において配設されている。あばら筋１４は全ての梁主筋１２及び１５を包含するようにこれらの回りにループ状に巻き回されて配設されている。あばら筋１４は梁主筋１２と添筋１６並びに梁主筋１５と添筋１６が重なり合う接続区間Ｓ２においてはＰ２の配筋ピッチで、そうでない区間（非接続区間）においてはＰ１の配筋ピッチで、配筋されている。本実施形態の場合、配筋ピッチＰ２≒配筋ピッチＰ１／２としている。

このため、接続区間Ｓ２においてあばら筋の配筋量が増加し、あばら筋１４が継手周辺のコンクリートを拘束する効果が大きくなり、主筋１２及び１５並びに添筋１６とコンクリート部１３のコンクリートとの付着力が向上する。付着力の向上により、継手耐力向上と重ね長さの短縮化が図れる。また、梁２の構成要素として本来的に必要とされるあばら筋１４の配筋ピッチを接続区間Ｓ２において短くするだけなので、施工上の煩雑さは最小限に抑えられ、簡便な施工で実現できる。なお、本実施形態では配筋ピッチＰ２≒配筋ピッチＰ１／２としているが、配筋ピッチＰ２≦配筋ピッチＰ１×２／３であれば、継手耐力向上と重ね長さの短縮化に十分な効果が得られる。

勿論、さらに配筋ピッチを短くすれば、より継手耐力の向上と重ね長さの短縮化が図れることはいうまでもない。但し、あばら筋１４の配筋量が増えればそれだけ施工手数も増えるので、望ましくは、配筋ピッチＰ１／３≦配筋ピッチＰ２≦配筋ピッチＰ１／２である。

＜第３実施形態＞
上記各実施形態ではいずれも同じ形態のあばら筋１４を接続区間Ｓ１、Ｓ２で増量したが、あばら筋とは異なる形態の鉄筋を増量してもよい。図４（ａ）は本発明の第３実施形態の接続構造の構造図、図４（ｂ）は図４（ａ）の主筋接続部の断面構造図であり、上記第１実施形態の接続区間Ｓ１において拘束筋１４１を配筋したものである。無論、上記第２実施形態においても同様の構成が採用できる。

あばら筋１４が全ての梁主筋１２及び１５を包含するようにこれらに巻き回されているのに対し、拘束筋１４１は一部の梁主筋を包含するように当該梁主筋回りにループ状に巻きまわされており、本実施形態では上方の梁主筋１２と、下方の梁主筋１５と、に分けてそれぞれ巻きまわされている。拘束筋１４１は梁主筋１５と位置保持筋１４１ａ、又は、梁主筋１２と位置保持筋１４１ａの外周を取り巻くように配設されている。位置保持筋１４１ａは例えばあばら筋１４に結束固定される。

本実施形態では、接続区間Ｓ１及び非接続区間を問わず、あばら筋１４の配筋ピッチはＰ１としているが、接続区間Ｓ１においては拘束筋１４１が含まれ、拘束筋１４１を含めた配筋ピッチはＰ２となっている。そして、配筋ピッチＰ２≒配筋ピッチＰ１／２としている。

このため、接続区間Ｓ１においてコンクリートを拘束する鉄筋の配筋量が増加し、あばら筋１４及び拘束筋１４１による継手周辺のコンクリートを拘束する効果が大きくなり、梁主筋１２及び１５とコンクリート部１３のコンクリートとの付着力が向上する。とりわけ、拘束筋１４１は、あばら筋１４よりも、より小さなコンクリート断面を拘束するのでその拘束効果が高められる。付着力の向上により、継手耐力向上と重ね長さの短縮化が図れる。

なお、本実施形態においても配筋ピッチＰ２≒配筋ピッチＰ１／２としているが、配筋ピッチＰ２≦配筋ピッチＰ１×２／３であれば、継手耐力向上と重ね長さの短縮化に十分な効果が得られる。

勿論、配筋ピッチをさらに短くすれば、より継手耐力の向上と重ね長さの短縮化が図れることはいうまでもなく、また、拘束筋１４１の配筋が増えればそれだけ施工手数も増えるので、望ましくは、配筋ピッチＰ１／３≦配筋ピッチＰ２≦配筋ピッチＰ１／２である。

また、本実施形態では接続区間Ｓ１においてあばら筋１４と拘束筋１４１とが交互に配設されているが、あばら筋１４間に複数の拘束筋１４１を配設することもできる。

拘束筋１４１が拘束するコンクリートの断面積がより小さくなればそれだけ拘束効果も高められる。従って、拘束筋１４１の上下の幅（梁主筋１２又は１５と、位置保持筋１４１ａとの距離）はより小さい方が望ましい。また、本実施形態では、梁主筋１２と梁主筋１５とに分けて、梁２の断面毎に上下に２つの拘束筋１４１を配設しているが、更に、細分化して梁２の断面毎に３つ以上の拘束筋１４１を配設してもよい。

これらの条件は、例えば、本実施形態のようにＰＣａ部材を用いる場合であれば、ＰＣａ部材のセットと相互位置合わせ作業の作業性等を考慮して決定することができるが、拘束筋１４１の施工の利便性を考慮すると、本実施形態のように梁主筋１２と梁主筋１５とに分けて、梁２の断面毎に上下に２つの拘束筋１４１を配設する態様が好適である。

＜他の実施形態＞
上記各実施形態ではＰＣａ部材を用いた梁について説明したが、ＰＣａ部材を用いない梁（コンクリートを全て現場打ちとする梁）についても上記接続構造は適用できる。更に、各梁主筋間の各突き合わせ位置を梁の全長方向に互いにずらして、例えば、千鳥状とすることもできる。これは、梁が大スパンの場合等、梁に作用する常時荷重が大きい場合、各突き合わせ位置を同列とすると、その部分に大きなひび割れが集中して発生する可能性があるためである。

本発明の一実施形態に係る接続構造の適用例を示す図である。 （ａ）は本発明の第１実施形態の接続構造の構造図、（ｂ）は図２（ａ）の主筋接続部の断面構造図である。 （ａ）は本発明の第２実施形態の接続構造の構造図、（ｂ）は図３（ａ）の主筋接続部の断面構造図である。 （ａ）は本発明の第３実施形態の接続構造の構造図、（ｂ）は図４（ａ）の主筋接続部の断面構造図である。

符号の説明

Ｓ１、Ｓ２ 接続区間
２ 梁
１０ 主筋接続部
１１ａ、１１ｂ ＰＣａ部材
１２ａ、１２ｂ、１５ａ、１５ｂ 梁主筋
１３ コンクリート部
１４ あばら筋
１６ 添筋
１４１ 拘束筋

Claims (4)

1. 梁主筋間を接続する接続構造において、
   接続区間におけるあばら筋の配筋ピッチを、非接続区間のあばら筋の配筋ピッチの２／３以下とすることを特徴とする接続構造。
2. 前記接続構造が、接続される前記梁主筋を相互に重ね合わせる相互重ね継手方式の接続構造であり、
   前記接続区間は、前記梁主筋が相互に重ね合わされる区間であることを特徴とする請求項１に記載の接続構造。
3. 前記接続構造が、接続される前記梁主筋を互いに向かい合わせて略同軸上に配置し、前記梁主筋間に跨ってこれらに重ね合わせて添筋を配設する添筋重ね継手方式の接続構造であり、
   前記接続区間は、前記添筋と前記梁主筋とが重ね合わされる区間であることを特徴とする請求項１に記載の接続構造。
4. 前記接続区間において、一部の前記梁主筋を包含するように当該梁主筋回りに巻き回されるループ状の拘束筋を備え、
   前記接続区間における前記あばら筋及び前記拘束筋の配筋ピッチを、前記非接続区間の前記あばら筋の配筋ピッチの２／３以下とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の接続構造。

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