JP4852377B2 - 鉄筋継手用スリーブ、該スリーブを使用した継手および鉄筋構造体 - Google Patents

Description

本発明は鉄筋継手用スリーブ、そのスリーブを使用した継手および鉄筋構造体に係り、詳しくは、対向する鉄筋の突き合わせ部を覆い、一方端の外面に設けられた注入口から他方端の外面に設けられた排出口に向けてモルタルを圧入して固化させ、継手部位における連結が全強接合となるようにしたモルタル充填式鉄筋継手に関するものである。

建造物のコンクリート製柱や梁などは鉄筋によって補強されるが、その鉄筋コンクリート構造（ＲＣ造）に埋設される鉄筋は、建物の大きさに応じて継ぎ足される。例えば一つの梁の中に例えば５メートル長さの１６本の左右方向に延びる鉄筋がかご状に配置されるとすると、５メートルおきに１６本の鉄筋に他の１６本の鉄筋を継ぎ足し、これが順次繰り返えされる。例えば３０メートル長さの梁を形成させようとすると、１６×４＝６４回の鉄筋接合作業が必要となる。梁は幾つもあるから鉄筋の接合数は一つの建物でも相当な数となることは言うまでもない。

このように鉄筋を接合する場合、鉄筋として異形鉄筋やねじふし鉄筋が使用される。これらには外面に凹凸が与えられているとはいえ、機械加工ねじのような精密な螺合を到底達成するものではないので、接着のかたちで接合される。すなわち、鉄筋の突き合わせ部を筒状の鋳物材で覆い、一方端の外面に設けられた注入口から他方端の外面に設けられて充填を確認することができる排出口に向けてモルタルを圧入し、それを固化させることにより接合している。

スリーブの内面には内周突起が形成され、鉄筋外面には凹凸があるから、それらが多少噛みあうにしても、筒内に出入りの激しい空間を形成させることになる。そこに稠密に充填されたモルタルが硬化すれば、一方の鉄筋に作用した軸力を硬化したモルタルとスリーブを介して他方の鉄筋に伝達することができる。スリーブの内径が経験的な大きさに選定されることもあり、継手部では引張耐力が鉄筋のそれを下回らない全強接合が達成されるように処置しておくことができる。

具体的に述べると、スリーブの縦断面は例えば図８の（ａ）に示す形状であり、（ｂ）のようにスリーブ２１の中に鉄筋２２Ａ，２２Ｂが対向して配置される。両端にモルタル漏れ防止材２３Ａ，２３Ｂを取りつけ、（ａ）に示したバーガイド２４や（ｂ）に示した止めボルト２５で姿勢を水平に保った状態にし、モルタル２６が注入口２７から充填される。排出口２８から一部のモルタルを意図的に導出させた時点で、完全充填されたとみなして供給を停止し、固化を待つ。

図９はプレキャスト鉄筋コンクリート梁３１に埋設された鉄筋２２Ａ，２２Ｂをスリーブ２１によって接合する例で、上記の説明どおりの操作が順次行われる。このホリゾンタル工法の場合、コンクリート梁間は型枠（図示せず）で覆われ、その空間にコンクリートを爾後的に打設してスリーブを埋設し、連続した梁が形成される。図１０は、プレキャスト鉄筋コンクリート柱３２に埋設された鉄筋２２Ａ，２２Ｂをスリーブ２１によって接合する例である。モルタル２６はスリーブ内空間を上昇して充填されるが、図９の例と同じく鉄筋をスリーブに挿入してからモルタルを充填するので、ポストグラウト工法の例となっている。

柱や梁には引張力や圧縮力が作用するため、鉄筋も当然にその荷重を受ける。スリーブも荷重を一方の鉄筋から他方の鉄筋に伝えるように機能しなければならない。突き合わされた鉄筋に引張力を掛けたときスリーブはその荷重をどのようにして伝達するか、すなわちスリーブにおける荷重負担分布がどのステーションにおいても同じであるかどうかについては興味を惹くところであるが、すでに特開平８−２１８５５４号公報において、その分布の傾向が報告されている。

本発明者もスリーブにワイヤーストレインゲージを貼るなどして調査したところ、ほぼ同様の分布傾向を把握することができた。すなわち図１１の（ａ）に示すように、中央部位においては負担力が大きく、端部になるにつれて小さく、その変化は緩やかなＳ字を描くものであった。と言うことは、中央部位における応力度が許容されるものであれば、端部におけるスリーブ断面積は過剰に大きいことを意味する。すなわち、スリーブの各ステーションでの断面積を同一にしておかねばならない理由はなくなる。端部に近づくにつれてスリーブの断面積を小さくすれば、そこでの応力度を中央部位に合わせ、スリーブの荷重負担の平準化を図ることができる。

上記した特開平８−２１８５５４号公報においては、スリーブの外径を一定に保持しておき、内周突起部を除いて内径を端部に向かうにつれて大きくし、各ステーションにおける肉厚を段階的に薄くしている（先に述べた図８を参照）。これによって、スリーブは全体にわたって応力度が一定となり（図１１の（ｂ）を参照）、スリーブの断面積の無駄を排除することができる。

これはスリーブが鋳造成形されるときの溶鉄の消費を抑え、スリーブの軽量化は構造物各部に作用する荷重の軽減にも寄与し、鉄筋の小径化や使用量の節減を導く。なお、外径を一定にしているのは、例えば３０センチメートル長さのスリーブが存在するところで幾つものフープ筋を掛けることになっても、フープ筋の曲げ半径をスリーブのステーションごとに変更する手間を省く配慮による。このような例は、特開２００５−３３６８６７にも開示されている。

ところで、内径の拡大はスリーブ内の空間を大きくするから、モルタルの充填量が多くなり、その消費量を増す。また、充填操作の時間増大は使用スリーブ数を考慮すると無視することができない工数増加をもたらす。肉厚の変化で図１１（ａ）の現象を同図（ｂ）のように変更することは至難の技に近い。なぜなら、肉厚を周方向に一定としているために各ステーションで断面積を変化させ得る要素は肉厚だけとなり、肉厚の設定とその変化を微妙に違えることは容易でない。例えば断面積を直線的に減少させることはできても、上記したＳ字状の変化に応じた断面積変化を与えることは最早不可能であって、理屈は明解であってもその適用の実現は期待しがたい。
特開平８−２１８５５４号公報 特開２００５−３３６８６７

本発明は上記した問題に鑑みなされたもので、その目的は、いずれのステーションにおいてもフープ筋の曲げ半径にばらつきが出ないようにしたうえで、スリーブの各断面積に生じる応力度を可及的に同一となるようにすること、スリーブに充填されるモルタルの増加をきたさないようにすること、断面積の微妙な変化をスリーブ肉厚の変化だけに頼ることなく、可及的に正確な断面積とその変化を容易に与えられるようにすること、断面積の変化によってスリーブ成形に要する素材消費量の抑制とスリーブの重量軽減を可能にした鉄筋継手用スリーブを提供することである。併せて、そのスリーブを使用したモルタル充填式鉄筋継手や鉄筋構造体も提供しようとするものである。

本発明は、鉄筋の突き合わせ部を覆い、一方端の外面に設けられた注入口から他方端の外面に設けられた排出口に向けて充填材を圧入することができるようになっており、内周突起が形成された空間で充填材を固化させて対向する鉄筋を連結するとともに、継手部位における全強接合ができるようにした鉄筋継手用スリーブに適用される。その特徴とするところは、図１を参照して、一方の鉄筋２Ａの端部位が挿入されるスリーブ３の一方半部３Ａおよび他方の鉄筋２Ｂの端部位が挿入されるスリーブの他方半部３Ｂそれぞれのスリーブ内径Ｄ_3A，Ｄ_3Bは一定に保たれる。一方半部３Ａの外面には、スリーブ３の中央部位３ｃから一方端３ａに向けて幅が狭まるリブ９Ａが設けられるとともに、他方半部３Ｂの外面にもスリーブの中央部位から他方端３ｂに向けて幅が狭まるリブ９Ｂが設けられる。そのリブ９の頂部を取り囲む外接円９ｃ（図２の（ｃ）を参照）の直径は、スリーブ３の一方半部３Ａと他方半部３Ｂとが同一とされている。

スリーブ３の一方半部３Ａの内径Ｄ_3Aと他方半部３Ｂの内径Ｄ_3Bとは同一とされていたり（図１を参照）、違えられていたりする（図７を参照）。

図１に示すように、一方半部３Ａおよび他方半部３Ｂそれぞれのスリーブ３の肉厚ｔ₃ は、スリーブ３の中央部位３ｃから一方端３ａおよび他方端３ｂに向けて内周突起８の部分を除き漸減される。

図５に示すように、一方半部３Ａのスリーブの肉厚ｔ_3Aと他方半部３Ｂのスリーブの肉厚ｔ_3Bとは、内周突起部を除き同一とされる。スリーブ３の肉厚ｔ₃ は、スリーブの中央部位３ｃに発生する応力とスリーブの一方端３ａおよび他方端３ｂに作用する引張力とを考慮して得られる必要断面積を与える寸法としておくとよい。

リブ９は一方半部におけるものも他方半部におけるものも４本以上形成される（図２の（ｃ）を参照）。また、図５の（ｂ）に示したように、リブの側縁線９ａはコンケーブ状やコンベックス状の変化９ｍ，９ｎとしておくと都合のよいことが多い。

図６のように、スリーブ３の外面にはリブ９に交差するふし１１を設けてもよい。そのふし１１の頂部を取り囲む外接円１１ｃの直径は、リブ９の頂部を取り囲む外接円９ｃ（図２の（ｃ）を参照）の直径と同一にされる。

上記したいずれかのスリーブを使用して鉄筋継手１（図１を参照）が与えられ、また鉄筋構造体１２（図９を参照）が構築される。

本発明によれば、鉄筋の各対向端部が挿入されるスリーブの一方半部の内径は一定であり、他方半部の内径も一定とされているから、スリーブの端部における内部空間が中央部位に比べて拡大することはない。従って、充填材の注入量は、スリーブ内径と各半部に挿入される鉄筋の外径や形状とで決まる締結に必要な最小量としておくことができる。内径に変化を持たせてスリーブ肉厚を端部に向けて薄くした場合に比べれば、その充填材の使用量を減らすことができる。

スリーブの肉厚が一定であっても変化しているにしてもスリーブ外面にはリブが設けられるから円筒体としてのスリーブの補強がなされ、スリーブの肉厚を可及的に薄くすることができる。そのリブは中央部位から端部に向けて幅が狭められているので、スリーブの中央部位では断面積が大きく、端部に向かうにつれて各ステーションでの断面積を小さくできる。断面積の変更をスリーブの肉厚のみの変化で実現させることの難しさを、形状選定や成形容易なリブの幅変更処理に置き換えることにより解消することができる。

スリーブに作用する引張応力は中央部位で大きく端部に向かうにつれて小さくなる現象に鑑みれば、スリーブの各断面に発生する応力度が平準化される。スリーブの端部に向かうにつれて結果的に存在していた駄肉は排除されることになり、スリーブの軽量化が図られるとともに素材消費量の節減をもたらし、そのうえで継手部位における全強接合を実現して所望する耐力が付与されるようになる。

リブの頂部を取り囲む外接円の直径が同一とされていることにより、そのスリーブのいずれのステーションにフープ筋を掛けても同じ曲率半径の配筋となり、資材加工の複雑化の回避や工事の簡素化が図られる。

スリーブの一方半部の内径と他方半部の内径とを同一にしておくなら、一方半部のスリーブ肉厚分布が中央部位を境にして他方半部のスリーブ肉厚分布と対称となる。従って、同形状の鉄筋を連結する場合には充填材の回りも同じとなり、中央部位を境にしたいずれの半部においても同等の耐力を発揮させることができる。スリーブによる連結で強弱バランスの崩れることが少なくなり、継手として安定した機能を発揮させることができる。

スリーブの一方半部の内径と他方半部の内径とを異ならせておくなら、内径の大きい方の半部に挿入される鉄筋がスリーブに対して偏位していても、その芯ずれを許容して収容することができる。動かしがたいプレキャストコンクリートパネル等の埋設鉄筋を連結する場合に極めて都合がよい。柱などで使用する場合には、径の大きい鉄筋を細い鉄筋に連結することもでき、柱の最適設計が行いやすくなる。

一方半部および他方半部それぞれのスリーブの肉厚が、スリーブの中央部位から一方端および他方端に向けて内周突起部を除いて段階的もしくは連続的に漸減されていれば、スリーブ端部における断面積を小さくできる。スリーブに作用する引張応力または圧縮応力が中央部位から端部に向かって小さくなる現象に合わせて、スリーブの各断面に発生する応力度のますますの平準化を図ることができる。スリーブの一層の軽量化が図られるとともに素材消費量の減少も際立ったものとなる。

一方半部のスリーブの肉厚と他方半部のスリーブの肉厚とを、内周突起部を除いて同一としておくなら、リブのみで各ステーションにおける応力度を同一としたスリーブを可能にする断面積を与えやすくなる。リブの高さと幅の選定に集約して限界設計ができ、スリーブ端部に引張応力が小さくなる傾向のあるスリーブ・鉄筋組合せ構造の極めて経済的な設計が推進される。

一方半部のスリーブの肉厚と他方半部のスリーブの肉厚とを内周突起部を除いて同一としておいたうえで、スリーブの肉厚がスリーブの中央部位に発生する応力とスリーブの一方端および他方端に作用する引張力とを考慮して得られる必要断面積を与える寸法となっていれば、スリーブに最小の肉厚を与えることが可能となる。

一方半部においても他方半部においてもリブを４本以上形成させることにすれば、リブがスリーブ周囲の多くの部分を取り巻くことになり、リブの高さを抑えた状態で断面積を変化させやすくなる。リブ外接円が小さくなればスリーブの嵩張りは小さく、多数の鉄筋による補強が必要な場合でも配筋が容易となる。

リブの幅を与える側縁線をコンケーブ状やコンベックス状とすれば、リブ幅は各ステーションの必要断面積に応じて調整しやすくなる。これによって各ステーションでの応力度の均一性が図られ、耐力にばらつきの少ないスリーブとすることができる。

リブに交差するふしをスリーブの外面に設けておけば、スリーブの周方向断面の剛性が高まり、スリーブの捩れ剛性の増強に寄与させることができる。

ふしの頂部を取り囲む外接円の直径がリブの頂部を取り囲む外接円の直径と同一になっていれば、スリーブにフープ筋を掛ける場合のフープ筋曲げ半径の同一性が保たれ、鉄筋加工の複雑化や現場工事での配筋作業の負担軽減が図られる。

以上述べたいずれのスリーブによるも、そのスリーブとゴムパッキンやナット等のモルタル漏出防止材もしくはプラグを使用して鉄筋継手を形成すれば、その所望耐力を備えた継手作用を発揮しつつもスリーブの成形に必要な素材消費量の節減も促される。

いずれのスリーブによってもそのスリーブを使用して鉄筋構造体を構築するなら、スリーブの重量軽減と充填材の節減による構造体の低廉化が進み、これにコンクリートを打設して柱や梁を形成すれば、建築物の重量増加抑制やコスト節減が図られることになる。

以下に、本発明に係る鉄筋継手用スリーブ、そのスリーブを使用した継手および鉄筋構造体を、その実施の形態を表した図面を参照して詳細に説明する。図１は、モルタル充填式鉄筋継手１を使用して、対向する二つの鉄筋２Ａ，２Ｂを連結している様子を示した縦断面図および外形図である。これは鋳鉄製のスリーブ３とモルタル漏出防止用のシール材４Ａ，４Ｂとで構成されており、少なくとも一方の鉄筋、例えば鉄筋２Ａは動かし得ない状態にあるとする。

そのスリーブ３はねじふし鉄筋２Ａ，２Ｂの突き合わせ部を覆い、一方端の外面には充填材としてのモルタル５を圧入する注入口６が、他方端の外面には排出口７が設けられている。モルタル５はスリーブ３に充填されればよいが、空気層を残すことなく完全に充填されていることを確認できるようにするため上記した排出口７が設けられる。その注入口６と排出口７とは、工事の作業性を考慮して一般的には同じ方向に開口されるが、モルタルの一部を導出させるための排出口７の口径は通常注入口６のそれより小さくされ、モルタルの素通り防止や充填モルタルの稠密化を促進できるように配慮される。

スリーブ３の内部は周壁に幾つもの環状突起８が形成された空間となっており、モルタル５を硬化させて対向する鉄筋２Ａ，２Ｂを連結するとともに、スリーブ３が形成する継手部位における全強接合ができるように、すなわち引張耐力が鉄筋自体のそれを下回ることのないように工夫されている。もう少し述べれば、鉄筋２Ａ，２Ｂはねじふしであれ異形であれ外面に凹凸部２ｍ，２ｎが形成されるが、これと内周突起８とで変化に富んだ迷路を形成し、そこで固化するモルタル５の接着表面積の増大を図るとともに軸方向のずれを阻んで連結力を高めるようにしている。

このようなスリーブ３に対して、図１の例においては、以下の配慮が施される。それはまず（ａ）を見れば分かるように、スリーブ３の内径を一方半部３ＡでＤ_3Aとし、他方半部３ＢでＤ_3Bとして、それぞれを一定に保たせ、かつ両半部の内径Ｄ_3A，Ｄ_3Bを同一にしていることである。そのスリーブ３の肉厚ｔ₃ は、スリーブの中央部位３ｃから一方端３ａおよび他方端３ｂに向けて内周突起部分を除き漸減されている。そして、（ｂ）に示すように、中央部位３ｃから端部に向けて幅が狭まるリブ９Ａ，９Ｂが、一方半部３Ａおよび他方半部３Ｂの周囲に一定の間隔をあけて各４本設けられる。そのリブ９の頂部９ｔを取り囲む外接円９ｃ（図２の（ｃ）を参照）の直径Ｄ_9A，Ｄ_9Bは、スリーブの一方半部３Ａと他方半部３Ｂとで同一という構成になっている。

以下にもう少し詳しく述べる。図１の（ａ）に示すように、一方のねじふし鉄筋２Ａの端部位が挿入されるスリーブ３の一方半部３Ａ、および他方のねじふし鉄筋２Ｂの端部位が挿入されるスリーブ３の他方半部３Ｂのそれぞれのスリーブ内径Ｄ_3A，Ｄ_3Bは一定であって、しかも一方半部３Ａの内径と他方半部３Ｂの内径とは同一とされている結果、後述するが、一方半部のスリーブ肉厚ｔ_3Aとその変化は他方半部のスリーブの肉厚ｔ_3Bとその変化に同じとなっている。

このように各半部の内径が一定になっていると、スリーブ３の端部における内部空間が中央部位３ｃのそれに比べて拡大することはない。従って、内径に変化を持たせてスリーブ肉厚を端部に向けて薄くした場合（例えば図８を参照）に比べれば、そのモルタル５の使用量を減らせることになる。モルタル５の注入量は、スリーブ内径と各半部に挿入される鉄筋の外径や形状とで決まる締結に必要な最小量もしくはそれに近い量としておくことができる。

上記のように両半部３Ａ，３Ｂの内径Ｄ_3A，Ｄ_3Bが同じであるから、一方半部３Ａのスリーブ肉厚分布が中央部位を境にして他方半部３Ｂのスリーブ肉厚分布と対称になる。それゆえ、図１の（ａ）のように同形状の鉄筋を連結する場合にはモルタル５の回り量もほとんど同じとなり、中央部位３ｃを境にしたいずれの半部３Ａ，３Ｂにおいても同等のせん断耐力が発揮されるようになる。スリーブ３による連結で強弱バランスを崩すことが少なくなるから、鉄筋継手として引張力や圧縮力に対して安定した機能を発揮させることができる。

このようなスリーブ肉厚分布の対称性は、スリーブ３の中央部位３ｃから一方端３ａおよび他方端３ｂに向けて内周突起８の存在する部分を除き段階的に漸減させることによっても達成できる。スリーブ３の各ステーションにおける断面積を端部に向けて逐次小さくできることになるが、その様子は、長手方向を意図的に縮めて描いた図２においてよく把握することができる。段階的に肉厚ｔ₃ を薄くするにおいて内周突起部８，８の間では一定にしつつも隣の内周突起間に移るところで薄くするというようにしておくとよい。厚みの変わる箇所では応力の変化が大なり小なり生じることになるが、内周突起８がその箇所を補強するようにも作用して都合がよい。

スリーブに作用する引張応力はすでに述べた図１１の（ａ）のごとく中央部位で大きく端部に向かうにつれて小さくなるが、その現象に合わせての断面積の漸減は、スリーブの各ステーション断面に発生する応力度を同図（ｂ）のように平準化させる。スリーブの端部に向かうにつれて結果的に存在していた駄肉は排除されることになり、スリーブの軽量化が図られるとともに素材消費量の節減がもたらされる。それにもかかわらず、継手部位における全強接合を実現して所望する耐力が付与できるようにしておくことができる。

ところで、スリーブ３には、図１の（ｂ）に示すように、一方半部３Ａの外面に中央部位３ｃから一方端に向けて幅が狭まるリブ９Ａが設けられる。他方半部３Ｂの外面にも、スリーブの中央部位から他方端に向けて幅が狭まるリブ９Ｂが設けられる。スリーブの肉厚が一定であっても変化していてもスリーブ外面にはリブ９が設けられるので円筒体としてのスリーブの補強がなされ、スリーブの肉厚を可及的に薄くすることができる。そのリブは中央部位から端部に向けて幅が狭められているから、スリーブの中央部位では総断面積が大きく、端部に向かうにつれて各ステーションでの断面積を小さくする。リブ９の幅変更は設計上も製作上からも容易であって所定断面積の付与や微妙な漸変を可能にするゆえ、断面積の変更をスリーブの肉厚変化のみに頼って実現しようとする場合（例えば図８の場合）の難しさから解放されることになる。

そのリブの形状・大きさ・数は両半部で同じにしておかなければならないというものでないが、図２の（ｂ）に示すように、一方半部におけるリブ９も他方半部におけるものも４本以上形成しておくとよい。一方半部においても他方半部においてもリブを４本またはそれ以上形成しておけば、リブがスリーブ周囲の多くの部分を取り巻くことになり、リブの高さを抑えた状態で各部断面積を変化させやすくなる。リブ外接円９ｃ（図２の（ｃ）を参照）が小さくなればスリーブの嵩張りも小さくなり、多数の鉄筋による補強が必要な構造でも配筋が容易となることは言うまでもない。

そのリブ９の頂部を取り囲む外接円９ｃの直径Ｄ_9A，Ｄ_9Bは、図２の（ａ）に示すようにスリーブの一方半部３Ａと他方半部３Ｂとで同一とされる。これによって、そのスリーブ３のいかなるステーションにフープ筋（図示せず）を掛けても同じ曲率半径の曲げを持たせた配筋とすることができ、鉄筋加工の複雑化の回避や工事の簡素化が図られる。

以上述べたいずれのスリーブによるも、そのスリーブとゴムパッキンやナット等のモルタル漏出防止用シール材もしくはプラグを使用して鉄筋継手を形成すれば、所望耐力を備えた継手作用を発揮させることができるにもかかわらず、スリーブ３の成形に必要な素材消費量の節減を図ることができる。

背景技術の項で説明した図９や図１０のような作業を行うにおいて、従前のスリーブと何ら変わりのない工程で鉄筋構造体を構築することができる。なお、使用される鉄筋は、図３の（ａ）のようにねじふし鉄筋２Ａと異形鉄筋２Ｃであったり、（ｂ）のように異形鉄筋２Ｃ，２Ｄの突き合わせとすることも差し支えないが、スリーブ３の軽量化は構造物各部に作用する荷重の軽減にも寄与し、各鉄筋の小径化や使用量の節減を導く。

図４は、スリーブ３の肉厚ｔ₃ がスリーブの中央部位３ｃから一方端３ａおよび他方端３ｂに向けて、内周突起部８を除いて連続的に漸減されている例である。段階的に減らされている図１などの例と大差はないが、図４の（ｂ）ではリブ９の幅の狭まり方が大きくなっている。すなわち、側縁線９ａの傾斜が大きくされており、肉厚の変化とリブ幅の大きい変化で図１１の（ｂ）のように応力一定の理想に近づけやすくする。中央部位３ｃにおけるリブ９の幅を大きくする場合にはリブの外接円９ｃを小さくすることができることにもなり、その場合には上記したごとくスリーブ３の嵩張りを小さくし、軽量化も図られる。

図５の（ａ）は、一方半部３Ａのスリーブの肉厚ｔ_3Aと他方半部３Ｂのスリーブの肉厚ｔ_3Bが、内周突起８の存在する部分を除いて同一とされている例である。この場合、リブ９のみで各ステーションにおける応力度をほぼ同一としたスリーブを可能にする断面積を与えやすくなる。リブの高さと幅の選定に集約した限界設計ができると、スリーブ端部で引張応力が小さくなる傾向のあるスリーブ・鉄筋組合せ構造を極めて経済的にデザインできるようになる。

このようにスリーブ３の肉厚ｔ₃ を一定とした場合、スリーブの中央部位に発生する応力とスリーブの一方端および他方端に作用する引張力とを考慮して得られる必要断面積を与える最小の寸法をスリーブの肉厚とすることができる。これによってスリーブ３の軽量化が一段と進められる。このような場合に限らないが、リブ幅を必要断面積に応じて調整することが容易となることは言うまでもなく、図５の（ｂ）のごとく、側縁線９ａにコンケーブ状やコンベックス状の変形９ｍ，９ｎを課すことになっても、その断面積調整は肉厚の変化だけで対応させる場合に比べて格段に製作が容易となる。各ステーションでの応力度の均一性実現が高い精度で図られれば、耐力にばらつきの少ないスリーブを得ることができる。

図６は、リブ９が延びる方向に対して直角に交差するふし１１が、スリーブ３の外面に設けられている例である。スリーブ３の周方向断面の剛性が高まり、スリーブの捩れ剛性を増強しておくことができる。そのふし１１の頂部を取り囲む外接円１１ｃの直径を、リブ９の頂部を取り囲む外接円９ｃの直径と同一にしておけば、スリーブにフープ筋を掛ける場合のフープ筋曲げ半径の同一性が保たれる。鉄筋加工の複雑化や現場工事での配筋作業の負担軽減が図られることは前述した場合と同様である。ちなみに、ふし１１はリブ９が延びる方向に対して直角に交差する場合に限らず、傾斜したり螺旋状としておいてもよい。

図７は、スリーブ３の各半部３Ａ，３Ｂの内径を違えた例である。この場合、他方半部３Ｂのスリーブ肉厚ｔ_3Bは一方半部３Ａのスリーブ肉厚ｔ_3Aよりも薄くされ、スリーブの内部空間が大きく与えられている。このようにスリーブの一方半部の内径と他方半部の内径とを異ならせておけば、内径の大きい方の半部に挿入される鉄筋がスリーブに対して偏位していても、その芯ずれを許容して収めることができる。

例えば一方半部には動かしがたいプレキャストコンクリートパネル等から出た鉄筋があり、他方半部の鉄筋も動かしがたい場合の埋設鉄筋を連結する場合に極めて都合がよい。すなわち、プレキャスト鉄筋コンクリートのような固定された鉄筋や先組み鉄筋などの継手で施工誤差が吸収でき、芯合わせが不要なスリーブとなる。これらは図９や図１０の場合にも重宝する。

ところで、拘束状態にない鉄筋を連結する場合には、太い鉄筋を挿入するということもできる。柱などで使用する場合、径の大きい鉄筋を細い鉄筋に連結するといったことになり、柱の最適設計の自由度を高くする。ちなみに、リブの外接円の直径はスリーブ全体にわたって同じであり、スリーブ内径も各半部において一定とされていることに変わりがない。

以上幾つかの例を挙げて詳細に説明してきたが、そのスリーブを使用すれば、例えば図９に示した鉄筋構造体１２を築き上げることができるわけで、その場合、スリーブの重量軽減と充填材の節減による構造体の低廉化が推進され、これにコンクリートを打設して柱や梁を形成すれば、建築物の重量増加抑制やコスト節減が図られることになる。

いずれも、各ステーションにおいてフープ筋の曲げ半径にばらつきを出させず、スリーブの各断面積に生じる応力度を可及的に同一とする断面積が付与され、スリーブに充填されるモルタルの増加をきたさないようにしておくことができる。断面積の微妙な変化はスリーブ肉厚の変化だけに頼らず、リブ幅の選定によって可及的に正確な断面積の付与と微妙な変化を容易に施すことができる。断面積の漸減は、スリーブの製作に要する素材消費量の抑制とスリーブ自体の重量軽減、ひいては構築物の安定性の向上にも寄与することとなる。

本発明に係るモルタル充填式鉄筋継手であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は外形図。 （ａ）はスリーブを軸方向に縮めて描いた縦断面図、（ｂ）はII−II線矢視断面図、（ｃ）はII−II線矢視端面図、（ｄ）はIII −III 線矢視断面図。 ねじふし鉄筋と異形鉄筋とを接合したり、異形鉄筋だけで接合した場合の縦断面図。 （ａ）は肉厚を中央部位から連続的に漸減させたスリーブの縦断面図、（ｂ）は広幅なリブが形成されているスリーブの外形図。（ｃ）は端面からの矢視図。 （ａ）は肉厚を全体にわたって一定としたスリーブの縦断面図、（ｂ）はリブの側縁線を非直線とした場合の外形図。 段階的に漸減させた肉厚を持つスリーブにふしを与えた場合の縦断面図および外形図。 （ａ）は各半部における内径は一定であるがその大きさを異ならせたスリーブの縦断面図、（ｂ）は芯の一致しない鉄筋を連結している様子を示す縦断面図。 （ａ）は内径が端部になるにつれて大きくなっている従来技術のスリーブの縦断面図。（ｂ）は鉄筋をスリーブ内で突き合わせ、モルタルを充填するまでの手順を説明する縦断面図。 梁などのホリゾンタル工法でポストグラウトしている作業図ならびにスリーブによって構築された鉄筋構造体の正面図。 ポストグラウト工法によって柱を構築する場合の鉄筋の連結要領を説明した断面図。 （ａ）はスリーブの肉厚を一定とした場合の各ステーションに作用する応力の分布図、（ｂ）はスリーブの肉厚に変化を持たせて各ステーションに発生する応力を可及的に同一となるよう調整した場合の応力の分布図。

符号の説明

１…モルタル充填式鉄筋継手、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ…鉄筋、３…スリーブ、３Ａ…一方半部、３Ｂ…他方半部、３ａ…一方端、３ｂ…他方端、３ｃ…中央部位、４Ａ，４Ｂ…シール材、５…モルタル（充填材）、６…注入口、７…排出口、８…突起、９，９Ａ，９Ｂ…リブ、９ａ…側縁線、９ｃ…外接円、９ｍ…コンケーブ、９ｎ…コンベックス、９ｔ…頂部、１１…ふし、１１ｃ…外接円、１２…鉄筋構造体、Ｄ_3A，Ｄ_3B…スリーブの各半部の内径、Ｄ_9A，Ｄ_9B…リブ外接円の直径、ｔ₃ ，ｔ_3A，ｔ_3B…スリーブの肉厚。

Claims (12)

1. 鉄筋の突き合わせ部を覆い、一方端の外面に設けられた注入口から他方端の外面に設けられた排出口に向けて充填材を圧入することができるようになっており、内周突起が形成された空間で前記充填材を固化させて対向する鉄筋を連結するとともに、継手部位における全強接合ができるようにした鉄筋継手用スリーブにおいて、
   一方の鉄筋の端部位が挿入されるスリーブの一方半部および他方の鉄筋の端部位が挿入されるスリーブの他方半部それぞれのスリーブ内径は一定に保たれ、
   前記一方半部の外面には、スリーブの中央部位から一方端に向けて幅が狭まるリブが設けられるとともに、他方半部の外面にも、スリーブの中央部位から他方端に向けて幅が狭まるリブが設けられ、
   該リブの頂部を取り囲む外接円の直径は、スリーブの一方半部と他方半部とが同一とされていることを特徴とする鉄筋継手用スリーブ。
2. 前記スリーブの一方半部の内径と他方半部の内径とは同一とされていることを特徴とする請求項１に記載された鉄筋継手用スリーブ。
3. 前記スリーブのいずれかの半部の内径は他の半部の内径より大きくされていることを特徴とする請求項１に記載された鉄筋継手用スリーブ。
4. 前記一方半部および他方半部それぞれのスリーブの肉厚は、スリーブの中央部位から一方端および他方端に向けて前記内周突起部を除き漸減されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項記載された鉄筋継手用スリーブ。
5. 前記一方半部のスリーブの肉厚と他方半部のスリーブの肉厚とは、前記内周突起部を除き同一とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された鉄筋継手用スリーブ。
6. スリーブの肉厚は、スリーブの中央部位に発生する応力とスリーブの一方端および他方端に作用する引張力とを考慮して得られる必要断面積を与える寸法となっていることを特徴とする請求項５に記載された鉄筋継手用スリーブ。
7. 前記リブは一方半部におけるものも、他方半部におけるものも４本以上形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載された鉄筋継手用スリーブ。
8. 前記リブの側縁線はコンケーブ状やコンベックス状をしていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載された鉄筋継手用スリーブ。
9. 前記スリーブの外面にはリブに交差するふしが設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載された鉄筋継手用スリーブ。
10. 前記ふしの頂部を取り囲む外接円の直径は、前記リブの頂部を取り囲む外接円の直径と同一にされていることを特徴とする請求項９に記載された鉄筋継手用スリーブ。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載されたスリーブを使用したことを特徴とする鉄筋継手。
12. 請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載されたスリーブを使用して構築されたことを特徴とする鉄筋構造体。