JP2009249847A - 鉄筋連結構造および鉄筋連結用継手 - Google Patents

Abstract

【課題】 連結強度を確保しつつ軽量かつ安価な鉄筋連結構造を提供する。
【解決手段】
鉄筋連結構造は、筒状をなす継手１０と、継手１０に端部が挿入される第１鉄筋２０および第２鉄筋６と、継手１０に充填されるグラウト４０とを備えている。継手１０の一端部の内周には、小径をなす雌ねじ部１１ａが１〜２ピッチ分形成されている。第１鉄筋２０はねじ鉄筋からなり、その端部は、継手１０の雌ねじ部１１ａに螺合するとともに、この雌ねじ部１１ａから継手１０の中央に向かって突出している。この第１鉄筋２０の突出端部の外周面と継手１０の内周面との間には、グラウト４０を充填するための間隙Ｇが形成されている。第１鉄筋２０はねじ結合とグラウト付着によって継手１０に連結されている。第２鉄筋６はグラウト付着によって継手１０に連結されている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、２本の異形鉄筋をほぼ同軸をなして連結する構造、及びこの連結構造に用いられる継手に関する。

第１、第２の２本の異形鉄筋を連結する構造として、プレキャストコンクリート製柱（ＰＣ柱）を下方構成部材に接合する場合に用いられる連結構造がある。
ＰＣ柱は、複数の筒状継手と複数の第１鉄筋をコンクリートに埋め込むことにより構成されている。これら継手はコンクリートの下端部に配置され、その内部空間の上部には第１鉄筋の端部が入り込んでいる。継手下端の鉄筋挿入口はコンクリートの下端面に開口している。継手の上下端部には同方向を向く第１、第２の穴が形成されており、これら第１、第２の穴は、コンクリート壁面に開口する第１、第２通路にそれぞれ連なっている。

上記ＰＣ柱を下方構成部材に建て込む際には、下方構成部材から突出する第２鉄筋をＰＣ柱の継手の内部空間の下部に挿入するようにして、ＰＣ柱を下方構成部材に載せ、この状態で、上記第２通路からグラウトを注入することにより、継手にグラウトを充填するようになっている。
上記のようにして、ＰＣ柱の第１鉄筋と下方構成部材の第２鉄筋が、継手およびグラウトを介して連結されるようになっている。

特許文献１では、ＰＣ柱は次のようにして製造される。上記継手の一端部内周に環状のシール材が取り付けられており、上記第１鉄筋の一端部がこのシール材を挿通して継手の内部空間の半分まで入り込んだ状態で、上記コンクリートを打設する。
特許文献１のＰＣ柱の接合構造では、第１、第２鉄筋と継手はグラウト材の付着だけに依存して連結されている。

特許文献２に示すＰＣ柱の接合構造では、第１、第２の鉄筋はねじ鉄筋からなる。継手は上端部に小径の雌ねじ部を有し、この雌ねじ部に第１鉄筋の端部を螺合するようになっている。継手の下端部には上記雌ねじ部より径の大きな鉄筋挿入口が形成されており、第２鉄筋の上端部をこの鉄筋挿入口から挿入し、上記雌ねじ部の近傍まで入り込ませている。グラウト充填に関しては特許文献１と同様である。

他方、ＰＣ柱ではなく梁主筋同士を連結する場合には、特許文献３，４に開示されている連結構造が用いられる。詳述すると、継手の両端部内周にシール部材を装着する。次に、第１，第２鉄筋を、このシール部材を挿通するようにして、継手の内部空間に挿入する。継手の両端部周壁には上記シール材に隣接して互いに同方向を向く第１、第２の穴が形成されており、第１穴からグラウトを注入し、第２穴からグラウトを排出させ、この排出によりグラウト充填を確認するようになっている。
特開２００３−１１３６４４号公報 特開２００７−２３６２９号公報 特開平９−１４４２１３号公報 特開平９−１８９０９７号公報

特許文献１，３，４の鉄筋連結構造では、２本の鉄筋と継手の連結をグラウトにのみ依存するので、グラウトが充填される継手の内部空間を長くしてグラウトと鉄筋、継手との付着強度を確保する必要があり、その結果、継手が長く重くなり、コストの増大を招く。

特許文献２では、第１鉄筋と継手がねじ結合により連結され、第２鉄筋だけが継手とグラウトを介して連結されるため、特許文献１等に比べて継手の長さを短くできる。しかし、上記第１鉄筋と継手とはねじ結合だけで連結するため、ねじ結合を強固にすることが求められる。そのため、雌ねじ部のピッチ数を多くする必要があり、またロックナットによる締め付けや雌ねじ部と第１鉄筋との間への充填材の注入等が必要であり、特許文献１に比べてコスト低減を図ることができない。

また、特許文献２では、上記第１，第２穴をＰＣ柱壁面に向ける必要がある。しかし、第１鉄筋と継手は上記のように固定されており、ＰＣ柱製造工程においてコンクリート打設前に継手の角度調節をすることができず、第１，第２穴の位置調節ができないので不便である。また、第１鉄筋と継手がコンクリート打設前に固定されていない場合でも、継手の角度調節をすると、継手の雌ねじ部と第１鉄筋との螺合長さが変化し、連結強度に悪影響を与えてしまう。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、筒状をなす継手と、この継手に端部が挿入されて互いに略同軸をなす第１，第２の２本の鉄筋と、継手の内部空間に充填されたグラウトとを備え、上記２本の鉄筋を、上記継手およびグラウトを介して連結するようにした鉄筋連結構造において、上記継手の少なくとも一端部の内周には、小径をなす雌ねじ部が形成され、さらに上記継手の一端部周壁には上記雌ねじ部より継手の中央寄りに、グラウトの注入または排出に提供される第１穴が形成され、上記継手の他端部周壁には上記グラウトの注入または排出に提供される第２穴が形成され、上記第１鉄筋はねじ鉄筋からなり、その端部は、上記継手の雌ねじ部に螺合するとともにこの雌ねじ部から継手の中央に向かって突出し、この第１鉄筋の突出端部の外周面と継手の内周面との間には、グラウトを充填するための間隙が形成され、上記第１穴がこの第１鉄筋の突出端部の外周面に対峙し、上記第２穴が上記第２鉄筋の端部外周面に対峙することを特徴とする。

上記構成によれば、少なくとも第１鉄筋はねじ結合とグラウト付着の２つの手段で継手に連結されるので、グラウトだけで第１、第２鉄筋を連結する場合に比べて、継手の長さを短くすることができ、軽量化、コスト低減を図ることができる。また、ねじ結合だけの場合に比べて、ねじ結合での強固な連結を必要とせず雌ねじ部のピッチ数を少なくすることができるので、コスト低減を図ることができる。さらに、継手の角度を調節しても雌ねじ部と第１鉄筋との螺合長さは変わらず、連結強度に悪影響を与えることはない。

好ましくは、上記雌ねじ部が、１ピッチ分以上、２ピッチ分以下の範囲で形成されている。１ピッチ以上あれば継手の雌ねじ部と第１鉄筋の螺合を確保でき、２ピッチ以下であれば、雌ねじ部のピッチ数の削減効果を享受できる。

好ましくは、上記第１穴が上記雌ねじ部に隣接して形成され、上記継手の他端部には、上記雌ねじ部より径の大きな鉄筋挿入口が形成され、上記第１鉄筋の継手に対する挿入長さが上記第２鉄筋の継手に対する挿入長さより短い。
この構成によれば、特にＰＣ柱の建て込みに好適である。

好ましくは、上記継手の両端部の内周には、継手の他の部位より小径をなす雌ねじ部が形成され、上記第１、第２鉄筋がともにねじ鉄筋からなり、上記雌ねじ部に螺合されており、これら雌ねじ部にそれぞれ隣接して上記第１，第２穴が形成され、第１穴がグラウト注入のために提供され、第２穴がグラウト排出のために提供される。
この構成によれば、第１、第２鉄筋ともねじ結合とグラウト付着を介して継手に連結するため、継手をさらに短くし、軽量化、コスト低減を図ることができる。この構成は、例えば梁主筋等の水平に延びる鉄筋の連結に好適である。

好ましくは、上記継手の周壁には第１鉄筋、第２鉄筋に対応してボルトがねじ込まれており、このボルトの先端が第１、第２鉄筋の外周面を押し付けている。これによれば、鉄筋連結強度をさらに高めることができる。

さらに本発明は、筒状をなす鉄筋連結用継手であって、一端部内周に１ピッチ分以上、２ピッチ分以下の雌ねじ部が形成され、この雌ねじ部の内径は他の部位の内径より小さく、他端部に上記雌ねじ部より径の大きな鉄筋挿入口が形成され、上記雌ねじ部に隣接する一端部周壁にグラウトを注入または排出するための第１穴が形成され、他端部周壁にグラウトを注入または排出するための第２穴が形成されていることを特徴とする。
この継手を用いたプレキャストコンクリート製柱では、継手が上記雌ねじ部を上にしてコンクリートの下端部に埋め込まれ、継手の鉄筋挿入口が上記コンクリートの下端面に開口し、上記第１，第２の穴が同方向を向き、これら第１、第２の穴に、コンクリート壁面に開口する第１、第２通路がそれぞれ連なっている。

さらに本発明は、筒状をなす鉄筋連結用継手であって、両端部内周に１ピッチ分以上、２ピッチ分以下の雌ねじ部が形成され、これら雌ねじ部の内径は他の部位の内径より小さく、これら雌ねじ部に隣接する周壁にはグラウトを注入するための第１穴とグラウトを排出するための第２穴が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、軽量化、コスト低減を図ることができる鉄筋連結構造および鉄筋連結用継手を提供することができる。

以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図４を参照しながら説明する。
図１、図２は、本実施形態で用いられる略円筒形状（筒形状）の継手１０を示す。この継手１０の一端部は、その端面から所定長さにわたって小径をなし、この小径部１１の内周に雌ねじ部１１ａが形成されている。この雌ねじ部１１ａは継手１０の軸線と同軸をなし、完全なねじ山断面を有する部分が１ピッチ分〜２ピッチ分の範囲で形成されている。

上記雌ねじ部１１ａの内径は、継手１０の他の部位の内径より小さい。継手１０は、上記雌ねじ部１１ａと反対側の他端において、雌ねじ部１１ａより径の大きな鉄筋挿入口１２を有している。

上記継手１０の一端部周壁には、雌ねじ部１１に隣接し、雌ねじ部１１より継手１１の中央寄りに、凸部１３が形成されている。この凸部１３は継手１０の外周面から径方向、外方向に突出しており、この凸部１３に第１穴１３ａが形成されている。

上記継手１０の他端部（小径部１１と反対側の端部）の周壁には、継手１０の他端面から少し隔てた位置において、凸部１４が形成されている。この凸部１４は、継手１０の外周面から径方向、外方向に突出しており、この凸部１４に第２穴１４ａが形成されている。この第２穴１４ａは第１穴１３ａと同方向を向き、周方向位置が一致している。すなわち、継手１０の軸方向から見た時、第１穴１３ａと第２穴１４ａは重なっている。

上記継手１０の内周には、その軸方向中心より雌ねじ部１１ａへ所定距離偏倚した位置に、径方向、内方向に突出するストッパ１５が形成されている。本実施形態ではストッパ１５は径方向に対峙して一対形成されている。

上記継手１０の内部空間において、上記ストッパ１５と継手１０の一端面（雌ねじ部１１ａ側の端面）との間が、後述する第１鉄筋２０が挿入される第１空間部Ｓ１として提供され、上記ストッパ１５と継手１０の他端面（鉄筋挿入口１２側の端面）との間が、後述する第２鉄筋６を挿入するための第２空間部Ｓ２として提供される。第１空間部Ｓ１は第２空間部Ｓ２より短い。

上記継手１０の雌ねじ部１１ａを除く部位では、上記ストッパ１５を形成した箇所を含む所定領域で内径が最小であり、その両側に向かって増大している（周壁の肉が薄くなっている）。上記第１空間部Ｓ１において、上記継手１０の薄肉部の内周には複数の環状のリブ１６が軸方向に間隔をおいて形成されている。同様に、上記第２空間部Ｓ２において、上記継手１０の薄肉部の内周にも複数の環状のリブ１７が軸方向に間隔をおいて形成されている。

図３はプレキャストコンクリート製の柱１（以下、ＰＣ柱と称す）を示す。このＰＣ柱１は、例えば断面が四角形をなすコンクリート３０内に、複数のねじ鉄筋からなる主筋としての第１鉄筋２０と、前述した形状をなす複数の継手１０とを埋め込むことにより、構成されている。

上記ＰＣ柱１の製造について簡単に説明する。複数の第１鉄筋２０とそれを取り巻くフープ筋（図示しない）とで、鉄筋籠を構築し、それと相前後して第１鉄筋２０の一端部に上記継手１０を取り付ける。すなわち、継手１０の雌ねじ部１１ａに第１鉄筋２０の一端部を螺合させ、その端面が上記ストッパ１５に当たるまで又はその近傍位置に至るまでねじ込む。その結果、第１鉄筋２０の一端部は継手１０の内部空間のうち第１空間部Ｓ１に入り込む。

第１鉄筋２０において上記雌ねじ部１１ａから継手１０の中央に向かって（ストッパ１５に向かって）突出した端部と継手１０の内周との間には、後述するグラウト４０が充填される間隙Ｇが形成される。雌ねじ部１１ａに隣接した第１穴１３ａは第１鉄筋２０の突出端部の外周面に対峙する。

さらに上記継手１０の第１穴１３ａおよび第２穴１４ａにパイプ３１，３２の一端部を差し込んだ状態で、コンクリート３０を打設する。この際、継手１０の鉄筋挿入口１２およびパイプ３１，３２の他端開口は、型枠装置（図示しない）によって塞がれている。

上記第１鉄筋２０と継手１０の雌ねじ部１１ａとはピッチ数は少ないものの螺合関係を有しているので、特にシールをしなくても両者の間からコンクリート３０が継手１０内に入り込むことはない。

上記ＰＣ柱１を建て込む際には、ＰＣ柱１を鉛直に吊り下げる。この状態で、継手１０と第１鉄筋２０は鉛直をなし、コンクリート３０の壁面から所定距離隔てて内側に配置されている。第１鉄筋２０の下端は、コンクリート３０の下端面３０ａから所定距離奥に位置している。図示しないが、第１鉄筋２０の上端部はコンクリート３０の上端面から突出している。

継手１０の鉄筋挿入口１２は、コンクリート３０の下端面３０ａに開口している。パイプ３１，３２の内部空間はそれぞれグラウトが通る第１通路３１ａ，第２通路３２ａとして提供され、ＰＣ柱１の壁面に開口している。継手１０の内部空間は継手１０の鉄筋挿入口１２および第１通路３１ａ，第２通路３２ａを介して外部と連なっている。

図４に示すように、上記ＰＣ柱１は下方構成部材２に接合される。この下方構成部材２は、例えば図示しない下階のＰＣ柱と梁の仕口部に打設されたコンクリート５からなり、下部ＰＣ柱の主筋としての第２鉄筋６の上端部がこのコンクリート５の上面５ａから突出している。この第２鉄筋６はねじ鉄筋または他の異形鉄筋からなる。

ＰＣ柱１の接合作業について順を追って説明する。まず、下方構成部材２のコンクリート５の上面５ａにレベル（目地幅）設定用のスペーサ（図示しない）を置く。次に、ＰＣ柱１を吊り下げてこのスペーサに載せる。この際、下方構成部材２の第２鉄筋６の上端部が、ＰＣ柱１の継手１０の内部空間の第２空間部Ｓ２に収容され、ＰＣ柱１の第１鉄筋２０の下端部と僅かな間隙を介してほぼ一直線上に対峙する。上記スペーサにより、ＰＣ柱１の下端面３０ａと下方構成部材２の上端面５ａとの間に高さ２ｃｍ程度の目地空間７が形成される。

次に、上記目地空間７の周縁部を塞ぐように型枠８を設ける。次に、特定の１つの継手１０の第２通路３２ａにノズルを差し込んでグラウト４０を注入する。このグラウト４０は目地空間７を満たした後、継手１０の第２空間部Ｓ２を満たし、さらにその上の第１空間部Ｓ１における間隙Ｇを満たした後、排出口３１ａを通り、第１通路３１ａから外部に漏れ出る。なお、他の継手１０では最初に第２通路３２ａからグラウト４０が漏れ出るので、栓をする。全ての継手１０の第１通路３１ａからグラウト４０が漏れたことを確認した後でグラウト注入作業を終了する。

上述したようにして、ＰＣ柱１の第１鉄筋２０と下方構成部材２の第２鉄筋６が継手１０およびグラウト４０を介して連結され、ひいてはＰＣ柱１と下方構成部材２の接合がなされる。

上記第１鉄筋２０と第２鉄筋６の連結構造において、第１鉄筋２０はねじ結合とグラウト付着の２つの手段で継手１０に連結されるので、グラウト４０だけで連結する場合に比べて、第１空間部Ｓ１の長さを短くすることができ、これにより継手１０の軽量化、コスト低減を図ることができる。
また、ＰＣ柱１の製造工程において、第１穴１３ａと第２穴１４ａの位置合わせのために継手１０の角度を調節しても、雌ねじ部１１ａと第１鉄筋２０との螺合長さは変わらず、連結強度に悪影響を与えることはない。

上記ＰＣ柱１は上下逆にして建て込まれる場合もある。この場合、継手１０がＰＣ柱１の上端部に位置し、上階のＰＣ柱から延びる第２鉄筋を収容してグラウトの充填を行う。この場合、特定の継手１０の第１穴１３ａがグラウト注入のための穴として提供される。

以下、本発明の他の実施形態について説明する。これら実施形態において先行する実施形態に対応する構成部には同番号を付してその詳細な説明を省略する。
図５に示す第２実施形態は、梁主筋としての第１鉄筋５１と第２鉄筋５２を継手１０Ａとグラウト（図示しない）を用いて連結する構造である。これら鉄筋５１，５２はねじ鉄筋からなる。

継手１０Ａは、その両端部が小径部１１をなし、この小径部１１の内周に雌ねじ部１１ａが形成されている。この雌ねじ部１１ａのピッチ数は第１実施形態と同様に１〜２である。継手１０Ａの他の部位の内径は雌ねじ部１１の内径より大きい。

継手１０Ａの両端部周壁には、雌ねじ部１１ａに隣接して第１穴１３ａと第２穴１４ａが形成されている。継手１０Ａの内部空間において、鉄筋５１，５２の端部を収容するための空間部Ｓ１’，Ｓ２’は等しい長さを有している。

上記第２実施形態では、第１鉄筋５１と第２鉄筋５２の端部を、継手１０の両端部の雌ねじ部１１ａにそれぞれねじ込み、継手１０の中央近傍まで入り込ませ、その端面同士を狭い間隔をおいて対峙させる。この状態で、第１穴１３ａからグラウトを注入し、第２穴１４ａから排出されるのを確認して、注入作業を終了する。その結果、継手１０Ａの内部空間にグラウトが充填される。なお、鉄筋５１が継手１０の両端部でねじ結合されているので、継手１０の両端からのグラウトの漏れを防止ないしは最小限に抑えることができる。

上記第２実施形態では、第１鉄筋５１、第２鉄筋５２とも、ねじ結合とグラウト付着を介して継手１０Ａに連結するため、グラウトだけで連結する場合に比べて継手１０Ａを短くし、軽量化、コスト低減を図ることができる。

図６に示す第３実施形態は、第２実施形態の継手１０Ａにボルト６０を付加したものである。このボルト６０は継手１０Ａの中央から離れた左右２箇所において継手１０Ａの周壁にねじ込まれている。このボルト６０の周方向位置は穴１３ａ，１４ａと一致する。これらボルト６０を対応する鉄筋５１，５２の端部外周面に押し付けることにより、鉄筋５１，５２の連結強度を高めることができる。なお、継手１０ａの内周には上記ボルト６０と径方向に対峙する位置に、鉄筋５１，５２を受けるための受け凸部１９が形成されている。

本発明は上記実施形態に制約されず、種々の態様を採用可能である。
例えば、図５、図６の実施形態において、継手の一端部に雌ねじ部を形成し、他端部は雌ねじ部より大径の装着口にし、この装着口にしてシール材を装着してもよい。この場合、一方の鉄筋はねじ結合とグラウト付着の両方によって継手に連結されるが、他方の鉄筋はグラウト付着のみで継手に連結される。

本発明の第１実施形態をなす鉄筋連結構造に用いられる継手の縦断面図である。 （Ａ）は図１においてＡ方向から見た正面図であり、（Ｂ）は図１においてＢ−Ｂ線に沿う横断面図である。 同継手とこの継手の一端部に連結された第１鉄筋とを含むプレキャストコンクリート柱の要部断面図である。 同プレキャストコンクリート柱を下方構成部材の上面に接合した状態を示す要部拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る鉄筋連結構造の縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係る鉄筋連結構造の縦断面図である。

符号の説明

１ プレキャストコンクリート柱
２ 下方構成部材
６ 第２鉄筋
１０，１０Ａ 継手
１１ａ 雌ねじ部
１２ 鉄筋挿入口
１３ａ 第１穴
１４ａ 第２穴
２０ 第１鉄筋
４０ グラウト
５１ 第１鉄筋
５２ 第２鉄筋
６０ ボルト

Claims (7)

1. 筒状をなす継手と、この継手に端部が挿入されて互いに略同軸をなす第１，第２の２本の鉄筋と、継手の内部空間に充填されたグラウトとを備え、上記２本の鉄筋を、上記継手およびグラウトを介して連結するようにした鉄筋連結構造において、
   上記継手の少なくとも一端部の内周には、小径をなす雌ねじ部が形成され、さらに上記継手の一端部周壁には上記雌ねじ部より継手の中央寄りに、グラウトの注入または排出に提供される第１穴が形成され、上記継手の他端部周壁には上記グラウトの注入または排出に提供される第２穴が形成され、
   上記第１鉄筋はねじ鉄筋からなり、その端部は、上記継手の雌ねじ部に螺合するとともにこの雌ねじ部から継手の中央に向かって突出し、この第１鉄筋の突出端部の外周面と継手の内周面との間には、グラウトを充填するための間隙が形成され、上記第１穴がこの第１鉄筋の突出端部の外周面に対峙し、上記第２穴が上記第２鉄筋の端部外周面に対峙することを特徴とする鉄筋連結構造。
2. 上記雌ねじ部が、１ピッチ分以上、２ピッチ分以下の範囲で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋連結構造。
3. 上記第１穴が上記雌ねじ部に隣接して形成され、上記継手の他端部には、上記雌ねじ部より径の大きな鉄筋挿入口が形成され、上記第１鉄筋の継手に対する挿入長さが上記第２鉄筋の継手に対する挿入長さより短いことを特徴とする請求項１または２に記載の鉄筋連結構造。
4. 上記継手の両端部の内周には、継手の他の部位より小径をなす雌ねじ部が形成され、上記第１、第２鉄筋がともにねじ鉄筋からなり、上記雌ねじ部に螺合されており、
   これら雌ねじ部にそれぞれ隣接して上記第１，第２穴が形成され、第１穴がグラウト注入のために提供され、第２穴がグラウト排出のために提供されることを特徴とする請求項１または２に記載の鉄筋連結構造。
5. 上記継手の周壁には第１鉄筋、第２鉄筋に対応してボルトがねじ込まれており、このボルトの先端が第１、第２鉄筋の外周面を押し付けていることを特徴とする請求項４に記載の鉄筋連結構造。
6. 筒状をなす鉄筋連結用継手であって、一端部内周に１ピッチ分以上、２ピッチ分以下の雌ねじ部が形成され、この雌ねじ部の内径は他の部位の内径より小さく、他端部に上記雌ねじ部より径の大きな鉄筋挿入口が形成され、上記雌ねじ部に隣接する一端部周壁にグラウトを注入または排出するための第１穴が形成され、他端部周壁にグラウトを注入または排出するための第２穴が形成されていることを特徴とする鉄筋連結用継手。
7. 筒状をなす鉄筋連結用継手であって、両端部内周に１ピッチ分以上、２ピッチ分以下の雌ねじ部が形成され、これら雌ねじ部の内径は他の部位の内径より小さく、これら雌ねじ部に隣接する周壁にはグラウトを注入するための第１穴とグラウトを排出するための第２穴が形成されていることを特徴とする鉄筋連結用継手。

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