JP7105636B2 - 組立構造体、当該組立構造体の組立て方法、及び構造体 - Google Patents

Description

本発明は、建物を構成する硬化物の内部に配置される組立構造体、当該組立構造体の組立て方法、及び構造体に関する。

従来、建物の柱、梁、及び基礎等にコンクリートを採用する際には、例えば鉄筋等の補強材を内部に配置して鉄筋コンクリートを形成することで、強度を高めることが知られている。このような構成により、引張り応力に弱いコンクリートを補強することができるので、建物の耐久性を高めることができる。

このようにコンクリート内部に配置される補強用の構造体は、長尺棒状の鉄筋等の補強材を立体的な形状（鉄筋かご等）に組み上げて使用されるが、建設現場で全ての配筋作業を行うと、天候の影響を受けたり、作業者の習熟度により品質にバラツキが生じたりするだけでなく、建設現場での作業効率も低くなるという問題がある。そのため、工場等において、補強材をある程度まで立体的に組み上げて形成した構造体を建設現場に搬入して使用する方法が提案されている。

このようなコンクリート補強用の構造体として、例えば特許文献１には、基礎長手方向に間隔をおいて配置される複数本の縦筋と、基礎長手方向に延びる梁筋とを備えるコンクリート基礎の鉄筋ユニットが開示されている。この鉄筋ユニットには、基礎長手方向に引き出し可能な連結筋が予め取り付けられており、鉄筋ユニットを連結相手となる相手方鉄筋ユニットに近接した状態で配置し、連結筋を引き出して鉄筋ユニット間に掛け渡すように配置して、その連結筋をそれぞれの鉄筋ユニットに針金等で緊結して使用される。このような構成とすることで、鉄筋ユニット同士の連結作業を効率的に行うことができる。

また、特許文献２には、中空プレキャストコンクリート柱型枠の上端部に載置された梁主筋先組鉄筋籠と、梁主筋先組鉄筋籠を貫通するように挿入される複数本の先組柱主筋とを備えた柱梁主筋先組中空プレキャストコンクリート柱ユニットが開示されている。

特開平６－１４６３０１号公報 特開平１１－２４７２８８号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載の方法では、鉄筋ユニット同士を連結筋のみで連結しているため、最も負荷がかかる接合部に、弱点となり易い継手が生じてしまう。特に、接合部を重ね継手のみとしている場合には、引張られる方向に抜けやすく、また、引張力が作用した際に脆性的な破壊が生じる虞がある。

また、特許文献２記載の方法では、梁主筋先組鉄筋籠を貫通するように複数本の柱主筋が配置されている点で接合部の強度は優れているが、鉄筋ユニット（鉄筋かご）同士を接合する場合に比べて施工作業が複雑であり、作業効率という点において改善の余地があった。

それゆえ本発明は、施工効率を高めるとともに、接合部の構造性能を向上可能な構成を有する組立構造体、当該組立構造体の組立て方法、及び構造体を提供することを目的とする。

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、硬化物の内部に配置される組立構造体であって、
それぞれ複数本の補強材により形成された第１構造体及び第２構造体を備え、
前記第１構造体と前記第２構造体とが部分的に重なるように配置された状態で接合されることを特徴とするものである。

なお、本発明の組立構造体にあっては、前記第１構造体と前記第２構造体との接合部を補強するための接合部補強材が、少なくとも前記第１構造体と前記第２構造体とが重なる領域に配置されている態様とすることができる。

また、本発明の組立構造体にあっては、前記第１構造体は、前記第２構造体を挿入するための挿入空間を有しており、
前記第１構造体を構成する補強材は、前記挿入空間を避けるように配置されている態様とすることができる。

また、本発明の組立構造体にあっては、前記第１構造体と前記第２構造体との接合部を補強するための接合部補強材が、前記挿入空間を構成する前記第１構造体の補強材の欠損部を補うように 配置される態様とすることができる。

また、本発明の組立構造体にあっては、前記第１構造体と前記第２構造体とが略Ｔ字状に配置される態様とすることができる。

また、本発明の組立構造体にあっては、前記第２構造体の一方側の端部が、前記第１構造体に形成された前記挿入空間内に配置されており、
前記第１構造体の外側に配置された前記接合部補強材が、前記第２構造体の一方側の端部に接合される態様とすることができる。

また、本発明の組立構造体にあっては、前記第１構造体は、前記第２構造体を挿入するための挿入空間を有しており、
前記第１構造体は、前記挿入空間とは逆方向に開口し、他の構造体を挿入可能な他の挿入空間を有する態様とすることができる。

また、本発明の組立構造体にあっては、前記補強材は鉄筋であり、
前記第１構造体及び前記第２構造体は鉄筋かごである態様とすることができる。

また、本発明の構造体は、複数の補強材を組み上げて形成される構造体であって、
他の構造体を挿入可能な挿入空間を有し、
前記補強材は、前記挿入空間を避けるように配置されていることを特徴とするものである。

また、本発明の組立構造体の組立て方法は、硬化物の内部に配置される組立構造体の組立て方法であって、
それぞれ複数の補強材で構成された第１構造体と第２構造体とを部分的に重なるように配置する配置工程と、
部分的に重なるように配置された前記第１構造体と前記第２構造体の接合部を補強するように、接合部補強材を配置する接合部補強工程を含む、ことを特徴とするものである。

また、本発明の組立構造体の組立て方法にあっては、前記配置工程において、前記第１構造体に形成された挿入空間に前記第２構造体を挿入し、
前記接合部補強工程において、前記挿入空間を構成する前記第１構造体の補強材の欠損部を補うように前記接合部補強材を配置する態様とすることができる。

本発明によれば、施工効率を高めるとともに、接合部の構造性能を向上可能な構成を有する組立構造体、当該組立構造体の組立て方法、及び構造体を提供することができる。

第１の態様に係る組立構造体の正面図である。 図１の組立構造体の平面図である。 図１の組立構造体における第１構造体を単独で示す正面図である。 図３Ａの第１構造体の平面図である。 図３Ａの第１構造体の側面図である。 組立構造体の変形例を示す斜視図である。 組立構造体の変形例を示す斜視図である。 組立構造体の変形例を示す斜視図である。 組立構造体の組立て方法の一例を示す図である。 本発明の組立構造体の変形例を示す図である。 第２の態様としての構造体を示す斜視図である。 図７の第１補強材のみを示す正面図である。 図７の第２補強材（その１）のみを示す側面図である。 図７の第２補強材（その２）のみを示す側面図である。 図７の構造体を示す上面図である。 図７の第３補強材の第１の変形例を示す上面図である。 図７の第３補強材の第２の変形例を示す上面図である。 図７の第３補強材の第３の変形例を示す上面図である。 図７の第１補強材及び図７の第２補強材で構成されるユニットの展開状態を示す上面図である。 図１２Ａのユニットの折り畳み状態を示す上面図である。 第３の態様としての施工方法を説明するフローチャートである。

［第１の態様］
以下、第１の態様に係る組立構造体、及びその組立て方法について、図１～６を参照しつつ説明する。

図１は、第１の態様に係る組立構造体１の正面図を示しており、図２は平面図を示している。なお、本態様の組立構造体１は、流動性のある材料を型枠等に流し込み、その後硬化させる、硬化物全般に適用可能である。具体的には、例えば、ＲＣ（Reinforced Concrete：鉄筋コンクリート）、ＳＲＣ（Steel Reinforced Concrete：鉄筋鉄骨コンクリート）、ＰＣａ（Precast concrete：プレキャストコンクリート）、ＰＣ（Prestressd Concrete：プレストレストコンクリート）などのコンクリート構造（コンクリート材料を用いた構造体）、並びに、モルタル、ＡＬＣ（軽量気泡コンクリート）、ガラス等も含まれる。また、本態様の組立構造体１は、例えば、柱梁接合部、基礎柱接合部、鉄骨造の柱脚と基礎フーチングの接合部などの接合部に適しているが、建物における適用箇所については特に限定されない。なお、本例では、鉄骨造の柱脚部の基礎コンクリートと基礎フーチングの接合部に適用可能な組立構造体１について説明する。すなわち、本例の組立構造体１は、基礎フーチング部に配置される第１構造体１０と、柱脚部の基礎コンクリートに配置される第２構造体２０とを備える。

図１に示す本例の組立構造体１は、部分的に重なるように配置された状態で接合される第１構造体１０と第２構造体２０とを備える。また、組立構造体１は、第１構造体１０と第２構造体２０との接合部を補強するための接合部補強材３０を備える。

第１構造体１０と第２構造体２０は、それぞれ複数本の長尺状の補強材（１１、１２、１３、２１、２２）により形成されている。本例の補強材（１１、１２、１３、２１、２２）は、鉄筋である。すなわち、第１構造体１０及び第２構造体２０は、所謂「鉄筋かご」であり、組立構造体１は、２つの鉄筋かごを組み合わせた鉄筋かご組立体を構成している。また、組立構造体１が内部に配置されたコンクリート構造が、鉄筋コンクリートとなる。なお、補強材（１１、１２、１３、２１、２２）としては、例えば異形鉄筋を用いることができるが、これに限られず、例えば、丸鋼、プレート（板状部材）、繊維補強材、竹など、コンクリートを補強することができる部材であれば特に限定されない。

ここで、図３Ａは、図１の組立構造体１における第１構造体１０を単独で示す正面図であり、図３Ｂは平面図であり、図３Ｃは側面図である。

第１構造体１０は、複数本の補強材（１１、１２、１３）を立体的に組み上げることで形成することができる。具体的に、第１構造体１０は、主筋１１と、スターラップ１２と、フープ筋１３とを有する。主筋１１、スターラップ１２及びフープ筋１３は、挿入空間Ｓを避けるように配置されている。

本例の第１構造体１０は、横長の直方体状に形成されており、その上面には、第２構造体２０を挿入するための挿入空間Ｓが形成されている。なお、第２構造体２０を挿入するための挿入空間Ｓの形状は特に限定されず、第１構造体１０と第２構造体２０とが部分的に重なるように配置可能であればよく、例えば、図１の形態に加えて、図４Ａ～図４Ｃに示す形態等も含むものである。本例の挿入空間Ｓは、第１構造体１０の上面に開口し、下面まで貫通せずに第１構造体１０の内部で終端する凹部で構成されている。また、第１構造体１０の下面には、他の構造体としての杭Ｐの上端部を挿入可能な杭用空間Ｋ（他の挿入空間）が左右両側に１箇所ずつ設けられている。杭用空間Ｋは第１構造体１０の下面に開口し、上面まで貫通せずに第１構造体１０の内部で終端する凹部で構成されている。なお、他の構造体は杭に限られず、他の挿入空間も杭用の空間に限られない。

主筋１１は、長尺棒状の直線状の鉄筋を４箇所で折り曲げて略Ｃ字状に形成し、鉄筋の両端が所定の間隔をあけて配置されるようにしたものである。このように略Ｃ字状に形成された主筋１１は、その両端の間に形成される欠損部１１ａを有しており、この欠損部１１ａが挿入空間Ｓを形成している。なお、主筋１１の欠損部１１ａは、略矩形の環状に形成した鉄筋の一部を所定の長さだけ切断することにより形成することも可能である。

図３Ｂ、３Ｃに示すように、本例の第１構造体１０においては、前後両側にそれぞれ３本の主筋１１が相互に間隔をあけて平行に配置されており、合計６本の主筋１１が設けられている。なお、前側の３本の主筋１１と後側の３本の主筋１１とは、杭用空間Ｋに対応する間隔をあけて配置されている。つまり、前側の３本の主筋１１と後側の３本の主筋１１との間に、杭の上端部を下方から挿入可能となっている。

スターラップ１２は、長尺棒状の鉄筋を長方形の環状（フープ状）に折り曲げて両端を接合することにより形成することができる。なお、本例のスターラップ１２は、主筋１１に内接するように配置されているが、主筋１１に外接するように配置されていてもよい。

本例では、第１構造体１０の長手方向（図３Ａ～３Ｃにおけるｘ方向）に沿って、８本のスターラップ１２が間隔をあけて配置されている。８本のスターラップ１２は、相互に平行に配置されている。また、スターラップ１２は、挿入空間Ｓを避ける位置に配置され、挿入空間Ｓの左右両側に４本ずつ配置されている。また、左右両側に位置する４本のスターラップ１２のうちの各１本には、杭用空間Ｋに対応する欠損部１２ａが形成されており、当該欠損部１２ａが杭用空間Ｋの入口を構成する。

フープ筋１３は、長尺棒状の鉄筋を長方形の環状（フープ状）に折り曲げて両端を接合することにより形成することができる。フープ筋１３は、主筋１１及びスターラップ１２を外側から取り囲むように配置されている。なお、本例のフープ筋１３は、主筋１１及びスターラップ１２に外接するように配置されているが、主筋１１及びスターラップ１２に内接するように配置されていてもよい。

第１構造体１０を構成する主筋１１、スターラップ１２及びフープ筋１３は、交差する部分において針金や結束バンド等の緊結部材により緊結されることで、立体的な形状を維持することができる。あるいは、第１構造体１０は、主筋１１、スターラップ１２及びフープ筋１３が交差する部分を溶接等により固定して形状を維持するようにしてもよい。

ここで、主筋１１は、図３Ａ～３Ｃに示すｚ軸方向に垂直となるように、つまり、ｘｙ平面に平行となるように配置されている。また、スターラップ１２は、ｘ軸方向に垂直となるように、つまり、ｙｚ平面に平行となるように配置されている。フープ筋１３は、ｙ軸方向に垂直となるように、つまり、ｘｚ平面に平行となるように配置されている。

なお、主筋１１、スターラップ１２及びフープ筋１３の形状及び相互の位置関係は図示例に限定されず、適宜変更可能である。例えば、主筋１１は、挿入空間Ｓを形成可能な位置に配置されていれば、欠損部１１ａを持たない閉じた環状となっていてもよい。また、スターラップ１２及びフープ筋１３は、強度の観点から、環状であることが好ましいが、必ずしも環状である必要はなく、欠損部を有していてもよい。また、主筋１１、スターラップ１２及びフープ筋１３の延在方向も、適宜変更可能である。例えば、主筋１１は、必ずしもｚ軸方向に垂直である必要はなく、つまりｘｙ平面に対して斜めに傾斜する方向に配置されていてもよい。また、複数の主筋１１が全て平行である必要もない。同様に、スターラップ１２及びフープ筋１３の位置関係、また、延在角度もそれぞれ適宜変更可能である。また、主筋１１、スターラップ１２及びフープ筋１３のうち、何れか１種類の補強材を除いた構成でもよい。すなわち、第１構造体１０は、例えばフープ筋１３を除いて主筋１１及びスターラップ１２のみで構成してもよいし、スターラップ１２を除いて主筋１１及びフープ筋１３のみで構成してもよい。

第２構造体２０は、複数本の補強材（２１、２２）を立体的に組み上げることで形成することができる。具体的に、第２構造体２０は図１、２に示すように、立上り筋２１と、フープ筋２２とを有する。また、第２構造体２０は、縦長の直方体状に形成されており、その下部が、第１構造体１０の挿入空間Ｓ内に配置されている。第１構造体１０と第２構造体２０とは、略Ｔ字状、すなわち、第１構造体１０の延在方向（長手方向）に第２構造体２０の軸方向が直行し、且つ、第１構造体１０を第２構造体２０が貫通しないように配置されている。

立上り筋２１は、長尺棒状の直線状の鉄筋の一方の端部をＵ字状に折り返して形成されている。立上り筋２１は、第２構造体２０の軸方向（図１の上下方向）に対して平行となるように、直線状に延在し、下端部がＵ字状に折り返されている。

本例においては、図２に示すように、第２構造体２０の正面側及び背面側にそれぞれ４本の立上り筋２１が配置されるとともに、左右両側に２本ずつ立上り筋２１が配置されている。

フープ筋２２は、複数本の立上り筋２１を外側から取り囲むように配置されている。フープ筋２２は、立上り筋２１に外接するように配置されているが、内接するように配置してもよい。また、本例においては、第２構造体２０の軸方向に沿って、複数本のフープ筋２２が間隔をあけて（最上部は間隔を空けずに）配置されている。

接合部補強材３０は、第１構造体１０と第２構造体２０との接合部を補強するための部材である。接合部補強材３０は、少なくとも第１構造体１０と第２構造体２０とが重なる領域に配置されている。

本例の接合部補強材３０は、長尺の直線状に延びる鉄筋である。接合部補強材３０は、挿入空間Ｓを構成する第１構造体１０の補強材（主筋１１）の欠損部１１ａを補うように配置されている。より具体的に、本例では、主筋１１に沿って隣接配置された前後２本ずつ、つまり４本の接合部補強材３０と、主筋１１から離れた位置（前後方向中央部）に配置された２本の接合部補強材３０とが設けられている。主筋１１に沿うように隣接配置された２本の接合部補強材３０は、欠損部１１ａの両側の主筋１１に架け渡されるように配置されている。６本の接合部補強材３０は、全て、第１構造体１０の上面を構成する平面上で、第１構造体１０の長手方向全体（全長）にわたって配置されている。６本の接合部補強材３０のうち、前後方向中央側に位置する４本の接合部補強材３０は、第１構造体１０の挿入空間Ｓに挿入配置された第２構造体２０を貫通するように配置される。このような構成とすることで、第２構造体２０に引張り方向の力（挿入空間Ｓから上方に引き抜かれる方向の力）が加わった際に接合部補強材３０が引抜力に対して抵抗する機構となる。これにより、接合部の靱性（粘り強さ）が向上するため、接合部の構造性能をより向上させることができる。接合部の構造性能とは、接合部の強度のみならず、粘り強さ、靱性等も含まれる。

また、接合部補強材３０は、第１構造体１０と第２構造体２０との接合部を補強するものであれば、その形状、材料、本数及びそれぞれの位置も特に限定されない。例えば、本例の接合部補強材３０の形状は全て一直線状であるが、屈曲部、湾曲部等を有する形状としてもよい。

なお、第１構造体１０及び第２構造体２０は、鉄筋等の補強材を立体的に、すなわち、少なくとも互いに交差する２平面に沿って補強材が配置されるように組み上げられているが、形状はこれに限定されない。

第１構造体１０と第２構造体２０とは、部分的に重なるように配置されている。ここで、第１構造体１０と第２構造体２０とが「部分的に重なるように配置」されるとは、第１構造体１０及び第２構造体２０の少なくとも一方側に形成された孔部または凹部等の欠損部分に他方側が入り込むように配置されていることを意味する。例えば、図１の形態に加えて、図４Ａ～図４Ｃに示す形態とすることができる。

図４Ａの例は、第１構造体１０の一方側の側面に設けられた凹部（挿入空間Ｓ）に第２構造体２０の一部が入り込むように配置される場合を示している。図４Ｂの例は、第１構造体１０の中央部に形成された貫通孔（挿入空間Ｓ）に、第２構造体２０が貫通している場合を示している。また、図４Ｃの例は、第１構造体１０の中央部に形成された凹部（挿入空間Ｓ）に、第２構造体２０が貫通しないように挿入配置されている場合を示す。なお、第１構造体１０と第２構造体２０の両方に凹部（挿入空間Ｓ）が形成され、当該凹部同士を組み合わせるように第１構造体１０と第２構造体２０を組み合わせてもよい。

ここで、組立構造体１の組立て方法は、それぞれ複数の長尺状の補強材で構成された第１構造体１０と第２構造体２０とを部分的に重なるように配置する配置工程と、部分的に重なるように配置された第１構造体１０と第２構造体２０の接合部を補強するように、接合部補強材３０を配置する接合部補強工程を含む。

具体的に、組立構造体１を使用する際には、予め工場や現場ヤードなどの工場等において形成した第１構造体１０及び第２構造体２０を建設現場に搬入し、配置工程において、第１構造体１０の上方から挿入空間Ｓに第２構造体２０を挿入し、第１構造体１０と第２構造体２０とが部分的に重なるように配置する。そして、接合部補強工程において、第２構造体２０を貫通するように接合部補強材３０を配置する。また、必要に応じて緊結部材による緊結等により各部材同士を仮固定する。そして、組立てた組立構造体１をコンクリートの型枠内の所定の位置に配置し、型枠内にコンクリートを流し込んで固めることにより、鉄筋コンクリートとなる。なお、本例の場合、組立構造体１は、予め地面に埋設された杭Ｐの上端部を第１構造体１０の下面に形成された杭用空間Ｋに挿入するようにして配置する。

組立構造体１の組立て方法としては、建設現場に搬入した第１構造体１０と第２構造体２０とを組立ててから、コンクリートの型枠内の所定の位置に配置してもよいし、あるいは、図５に示すように、コンクリートの型枠内において、予め地面に埋設された杭Ｐの上端部を杭用空間Ｋに挿入するように第１構造体１０を上方から配置し、その後、第１構造体１０の挿入空間Ｓに第２構造体２０を上方から挿入するようにしてもよい。

このように、予め工場等において形成した第１構造体１０及び第２構造体２０を建設現場で組み立てることにより、建設現場での施工効率が向上する。また、複雑な作業が不要となるため、作業者の習熟度によるバラツキが生じ難く、組立構造体１の精度も高くなる。

また、第１の態様の組立構造体１にあっては、第１構造体１０と第２構造体２０とが、部分的に重なるように配置されているため、第１構造体１０と第２構造体２０とを近接位置もしくは隣接位置に配置して接合する場合に比べて、接合部の強度を向上させることができる。

また、第１構造体１０に挿入空間Ｓが形成されていることにより、第１構造体１０に対して第２構造体２０を配置する位置が外観上、判別し易く、また、コンクリートを流し込んで固定されるまでの位置ずれも生じ難い。

また、挿入空間Ｓを構成する第１構造体１０の補強材（主筋１１）の欠損部１１ａを補うように接合部補強材３０を配置することにより、挿入空間Ｓを設けたことによる第１構造体１０の強度の低下を抑制することができる。さらに、第２構造体２０を貫通するように接合部補強材３０を配置することで、第２構造体２０が第１構造体１０から引き抜かれた際に接合部補強材３０が引抜力に対して抵抗する機構となる。これにより、接合部の靱性（粘り強さ）が向上するため、接合部の構造性能をより向上させることができる。

ここで、例えば、図６に示すように、第２構造体２０の一方側の端部（図６の例では上端部２０ａ）が、第１構造体１０に形成された挿入空間Ｓ内に配置され、第２構造体２０が第１構造体１０を貫通しない場合、接合部補強材３０を第１構造体１０の外側から配置するとともに一部を第１構造体１０の内部に差し込み、第２構造体２０の上端部２０ａに接合するようにしてもよい。図６に示す接合部補強材３０は、逆Ｕ字状であり、その両側の腕部３０ａを第１構造体１０の上方から差し込み、第２構造体２０の上端部２０ａに接合している。このような構成とすることにより、第１構造体１０と第２構造体２０との接合部の強度をさらに高めることができる。なお、図６に示す形態は、例えば、建物の最上階における柱梁接合部に適用することができる。

［第２の態様及び第３の態様］
以下、第２の態様及び第３の態様について、図７～１３を参照して説明する。各図において共通の構成には、同一の符号を付している。第２の態様及び第３の態様において、第１方向Ｘ１と、第２方向Ｙ１と、第３方向Ｚ１とは、それぞれ互いに異なる方向である。図７等に示す例では、第１方向Ｘ１と、第２方向Ｙ１と、第３方向Ｚ１とは、それぞれ互いに略直交する。具体的に、第１方向Ｘ１及び第２方向Ｙ１は略水平面内で互いに略直交し、第３方向Ｚ１は略水平面と直交する略鉛直方向である。

＜構造体１００＞
図７は、第２の態様としての構造体１００を示す斜視図である。構造体１００は、コンクリート等の硬化物を補強するための、鉄筋籠等の構造体であり、上述の組立構造体１に適用可能である。ここで、硬化物は、流動状態から硬化状態に変異し得る材料であって、流動状態で型枠等の中に充填されると、所定時間経過後、特定の形状に硬化するものである。構造体１００によりコンクリート等の硬化物が補強されてなる構造物は、例えばＲＣ構造、ＳＲＣ構造、ＰＣａ構造、又はＰＣ構造等、コンクリート等の硬化物による構造物全般を含む。当該構造物が適用される部位は特に限定されないが、例えば杭頭接合部のフーチングが挙げられる。

図７に示すように、構造体１００は、第１補強材１１０と、第２補強材１３０と、第３補強材１５０と、を備える。本態様の構造体１００は、第１補強材１１０と、第２補強材１３０と、第３補強材１５０と、をそれぞれ複数備える。本態様の構造体１００の第１補強材１１０、第２補強材１３０、及び第３補強材１５０は、仮想上の略直方体の表面に沿って位置している。第１補強材１１０、第２補強材１３０、及び第３補強材１５０は、それぞれ、硬化物を補強するための補強材であれば特に限定されず、例えば、異形鉄筋、丸鋼、プレート等の鉄筋、繊維補強材、又は竹等であってもよい。図７では、当該略直方体の紙面奥側の３面に位置する第１補強材１１０、第２補強材１３０、及び第３補強材１５０の図示を省略する。

図８は、１つの第１補強材１１０のみを示す正面図である。ここで、第２の態様及び第３の態様において「正面図」とは、第２方向Ｙ１に沿って見た図を意味する。図７及び図８に示すように、第１補強材１１０は、第１方向Ｘ１に延在する第１延在部１１１と、第３方向Ｚ１に延在する第２延在部１２１と、を有する。本態様の第１補強材１１０は、構造体１００の主筋を構成する。本態様の第１補強材１１０は、途中で分岐することなく、第１延在部１１１と第２延在部１２１とが一体に連なって形成されている。本態様の複数の第１補強材１１０は、図７に示すように、互いに並行しながら、第２方向Ｙ１でそれぞれ互いに異なる位置に配置されている。

本態様の複数の第１補強材１１０は、構造体１００の第２方向Ｙ１での中央付近には配置されていない。また、本態様の第１補強材１１０は、第３方向Ｚ１の一方側（図７、図８の上側）に位置する第１延在部１１１が分断されていることにより、構造体１００の第１方向Ｘ１での中央付近に不存在の領域を形成している。さらに、本態様の複数の第２補強材１３０は、構造体１００の第１方向Ｘ１での中央付近には配置されていない。このような構成により、構造体１００とは別の構造体を、構造体１００の第１方向Ｘ１及び第２方向Ｙ１での中央付近に、構造体１００に重畳させて配置することができる。当該別の構造体は、例えば構造体１００が杭頭接合部のフーチングを構成する場合、例えば当該フーチングを柱に連接するための鉄筋籠等の構造体である。

本態様の複数の第１補強材１１０は、フープ状である。ここで、第１補強材１１０がフープ状であるとは、第１補強材１１０が、第１方向Ｘ１と第３方向Ｚ１とを含む平面内で、上述の仮想上の略直方体の表面に沿う周囲全周のうち、４分の３以上の長さに亘って配置されている、又は、上述の仮想上の略直方体の表面に沿う４辺中３辺以上に亘って配置されていることを意味する。第１補強材１１０をフープ状とすることで、第１補強材１１０の一体性が向上するため、構造体１００の施工上の安定性を向上させることができる。フープ状の態様の詳細については後述する。複数の第１補強材１１０は、全てがフープ状であることには限定されず、例えば１０本中８本がフープ状であり、残りの２本がフープ状でなくてもよい。

本態様の複数の第１補強材１１０のうちの少なくとも１つは、第１方向Ｘ１と第３方向Ｚ１とを含む平面内で全周に亘って位置するフープ筋であってもよい。第１補強材１１０をフープ筋とすることで、第１補強材１１０の一体性がより向上するため、構造体１００により硬化物が補強されてなる構造物の強度をより向上させることができる。具体的に、当該構造物に対する圧縮力、引張力、それらを組み合わせた曲げモーメント、せん断力等に対する強度を向上させることができる。

第２補強材１３０は、図７に示すように、第２方向Ｙ１に延在する第３延在部１３１と、第３方向Ｚ１に延在する第４延在部１４１と、を有する。第３延在部１３１は、第１補強材１１０の第１延在部１１１と交差する位置において、第１延在部１１１に取り付けられている。具体的に、本態様の第２補強材１３０の第３延在部１３１は、第２方向Ｙ１の互いに異なる位置で、複数の第１補強材１１０の第１延在部１１１それぞれに取り付けられている。また、本態様の第１補強材１１０の第１延在部１１１は、第１方向Ｘ１の互いに異なる位置で、複数の第２補強材１３０の第３延在部１３１それぞれに取り付けられている。ここで、第２の態様及び第３の態様において、一方の部材が他方の部材に「取り付けられる」とは、一方の部材と他方の部材とが、硬化物の打設時、吊り上げ時、及び搬送時等の施工作業時に、一体化された状態を維持する程度に固定されることを含む。具体的に、結束筋、溶接、クリップ等によって固定される。

本態様の第２補強材１３０は、主筋である第１補強材１１０のせん断応力の抑制等のためのスターラップ（ＳＴＰ）を構成する。本態様の第２補強材１３０は、途中で分岐することなく、第３延在部１３１と第４延在部１４１とが一体に連なって形成されている。本態様の第２補強材１３０は、第１補強材１１０よりも構造体１００の内側に配置されている。本態様の複数の第２補強材１３０は、図７に示すように、互いに並行しながら、第１方向Ｘ１でそれぞれ互いに異なる位置に配置されている。

図７に示すように、本態様の複数の第２補強材１３０は、第２補強材１３０ａと、第２補強材１３０ｂとを含む。図９Ａは、第２補強材１３０ａのみを示す側面図である。図９Ｂは、第２補強材１３０ｂのみを示す側面図である。ここで、第２の態様及び第３の態様において「側面図」とは、第１方向Ｘ１に沿って見た図を意味する。

図９Ａに示すように、本態様の第２補強材１３０ａは、第２方向Ｙ１と第３方向Ｚ１とを含む平面内で全周に亘って位置するフープ筋である。図９Ａに示す例では、第２補強材１３０ａは、第３延在部１３１と第４延在部１４１とで矩形状をなすように形成され、端部同士が溶接等で一体化されている。第２補強材１３０ａをフープ筋とすることで、第２補強材１３０ａの一体性がより向上するため、構造体１００により硬化物が補強されてなる構造物の強度をより向上させることができる。

図９Ｂに示すように、本態様の第２補強材１３０ｂは、第３方向Ｚ１の一方側（図７、図９Ｂの下側）に位置する第３延在部１３１が分断されており、構造体１００の第２方向Ｙ１での中央付近に不存在の領域を形成している。また、図７に示すように、第２補強材１３０ｂは、構造体１００の第１方向Ｘ１での両端近傍で、第２補強材１３０ａに第１方向Ｘ１の両側を挟まれるように配置されている。このような構成により、例えば構造体１００が杭頭接合部のフーチングを構成する場合、第２補強材１３０ｂの当該不存在の領域に杭を配置することができる。

本態様の複数の第２補強材１３０は、フープ状である。ここで、第２補強材１３０がフープ状であるとは、第２補強材１３０が、第２方向Ｙ１と第３方向Ｚ１とを含む平面内で、上述の仮想上の略直方体の表面に沿う周囲全周のうち、４分の３以上の長さに亘って配置されている、又は、上述の仮想上の略直方体の表面に沿う４辺中３辺以上に亘って配置されていることを意味する。第２補強材１３０をフープ状とすることで、第２補強材１３０の一体性が向上するため、構造体１００の施工上の安定性を向上させることができる。フープ状の態様の詳細については後述する。複数の第２補強材１３０は、全てがフープ状であることには限定されず、例えば１０本中８本がフープ状であり、残りの２本がフープ状でなくてもよい。

図７に示すように、第３補強材１５０は、第１補強材１１０の第２延在部１２１と、第２補強材１３０の第４延在部１４１とに取り付けられている。このように、本態様の構造体１００は、第１補強材１１０と第２補強材１３０とが互いに取り付けられている第１方向Ｘ１と第２方向Ｙ１とを含む平面とは第３方向Ｚ１に異なる位置で、第１補強材１１０及び第２補強材１３０に取り付けられた第３補強材１５０を備えるので、形状を安定させることができる。これにより、例えば構造体１００をクレーン等で吊り上げることが可能となる。

詳細には、本態様の第３補強材１５０は、第２方向Ｙ１に延在する第５延在部１５１と、第１方向Ｘ１に延在する第６延在部１６１と、を有する。第５延在部１５１は、第１補強材１１０の第２延在部１２１と交差する位置において、第２延在部１２１に取り付けられている。第６延在部１６１は、第２補強材１３０の第４延在部１４１と交差する位置において、第４延在部１４１に取り付けられている。具体的に、本態様の第３補強材１５０の第５延在部１５１は、第２方向Ｙ１の互いに異なる位置で、複数の第１補強材１１０の第２延在部１２１それぞれに取り付けられている。また、本態様の第３補強材１５０の第６延在部１６１は、第１方向Ｘ１の互いに異なる位置で、複数の第２補強材１３０の第４延在部１４１それぞれに取り付けられている。

本態様の第３補強材１５０は、途中で分岐することなく、第５延在部１５１と第６延在部１６１とが一体に連なって形成されている。本態様の複数の第３補強材１５０は、図７に示すように、互いに並行しながら、第３方向Ｚ１でそれぞれ互いに異なる位置に配置されている。

図１０は、構造体１００を示す上面図である。ここで、第２の態様及び第３の態様において「上面図」とは、第３方向Ｚ１に沿って見た図を意味する。図１０に示すように、本態様の第３補強材１５０は、第３方向Ｚ１に沿って見た場合に、第１補強材１１０及び第２補強材１３０の外側に取り付けられている。具体的に、本態様の第３補強材１５０は、第３方向Ｚ１に沿って見た場合に、第１補強材１１０及び第２補強材１３０の周囲を包囲するフープ状である。ここで、第３補強材１５０がフープ状であるとは、第３補強材１５０が、第１方向Ｘ１と第２方向Ｙ１とを含む平面内で、上述の仮想上の略直方体の表面に沿う周囲全周のうち、４分の３以上の長さに亘って配置されている、又は、上述の仮想上の略直方体の表面に沿う４辺中３辺以上に亘って配置されていることを意味する。より具体的に、本態様の第３補強材１５０は、第１方向Ｘ１と第２方向Ｙ１とを含む平面内で、第１補強材１１０及び第２補強材１３０の周囲全周に亘って位置するフープ筋である。図１０に示す例では、第３補強材１５０は、第５延在部１５１と第６延在部１６１とで矩形状をなすように形成され、端部同士が溶接等で一体化されている。

第３補強材１５０は、フープ筋でなくてもよい。また、第３補強材１５０は、フープ状でなくてもよい。ただし、第３補強材１５０がフープ状であれば、第３補強材１５０の一体性がより向上するため、構造体１００の施工上の安定性を向上させることができる。また、第３補強材１５０がフープ筋であれば、第３補強材１５０の一体性がより一層向上するため、構造体１００により硬化物が補強されてなる構造物の強度をより向上させることができる。さらに、第３補強材１５０を所定の寸法に従ったフープ筋とすれば、構造体１００の第１方向Ｘ１と第２方向Ｙ１とを含む平面内での寸法精度を向上させることができるので、例えば構造体１００を別の構造体と接合する際などに、寸法誤差の少ない施工を可能とすることができる。

図１１Ａは、第３補強材１５０の第１の変形例としての第３補強材１５０ａを示す上面図である。図１１Ａに示すように、第１の変形例としての第３補強材１５０ａは、１つの第５延在部１５１と、１つの第６延在部１６１とを有するＬ字筋である。このような第３補強材１５０ａを、第１補強材１１０（図１０等参照）及び第２補強材１３０（図１０等参照）の周囲を包囲するように２つ配置することで、全体としてフープ状に配置することができる。このような構成により、上述の通り、構造体１００の施工上の安定性を向上させることができる。第１補強材１１０及び第２補強材１３０も、上述の第３補強材１５０ａと同様に、２つのＬ字筋を配置して全体としてフープ状とした構成であってもよい。

図１１Ｂは、第３補強材１５０の第２の変形例としての第３補強材１５０ｂを示す上面図である。図１１Ｂに示すように、第２の変形例としての第３補強材１５０ｂは、１つの第６延在部１６１と、当該第６延在部１６１の両端それぞれから第２方向Ｙ１の一方側に延在した第５延在部１５１と、を有する。２つの第５延在部１５１のうちの一方は他方よりも短い。このような第３補強材１５０ｂを、第１補強材１１０（図１０等参照）及び第２補強材１３０（図１０等参照）の周囲を包囲するように２つ配置することで、全体としてフープ状に配置することができる。このとき、一方の第３補強材１５０ｂの短い第５延在部１５１と、他方の第３補強材１５０ｂの長い第５延在部１５１とが、第２方向Ｙ１に沿う一部で第１方向Ｘ１に重なる重なり部１５２を形成するように配置することで、重ね継手を有するフープ筋として、２つの第３補強材１５０ｂの一体性を上述の第３補強材１５０ａよりも向上させることができる。第１補強材１１０及び第２補強材１３０も、上述の第３補強材１５０ｂと同様に、重ね継手を有するフープ筋としてもよい。

図１１Ｃは、第３補強材１５０の第３の変形例としての第３補強材１５０ｃを示す上面図である。図１１Ｃに示すように、第３の変形例としての第３補強材１５０ｃは、第５延在部１５１と第６延在部１６１とで矩形状をなすフープ筋として形成されている。矩形状の第３補強材１５０ｃの１つの角部には、フックにより定着したフック定着部１５３が形成されている。このように、１つの矩形状に形成した第３補強材１５０ｃを、フック定着部１５３によって定着させたフープ筋とすることで、上述の第３補強材１５０ｂよりも一体性を向上させることができる。第１補強材１１０及び第２補強材１３０も、上述の第３補強材１５０ｃと同様に、フック定着部によって定着させたフープ筋としてもよい。

図７に示した本態様の第１補強材１１０及び第２補強材１３０は、第２延在部１２１と第４延在部１４１とが第３方向Ｚ１に延在した状態を維持しつつ、第１延在部１１１と第３延在部１３１とが互いに回動可能に取り付けられている。第１延在部１１１及び第３延在部１３１は、例えば、第１方向Ｘ１及び第２方向Ｙ１が略直交する状態から、第１方向Ｘ１が第２方向Ｙ１に沿って（例えば３０°以下の角度で交差して）延在する状態まで、互いに回動可能である。このように、第１補強材１１０及び第２補強材１３０は、ユニット１７０（図１２Ａ、図１２Ｂ参照）を構成する。

図１２Ａは、第１補強材１１０及び第２補強材１３０で構成されるユニット１７０の展開状態を示す上面図である。図１２Ｂは、ユニット１７０の折り畳み状態を示す上面図である。図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、ユニット１７０は、第１補強材１１０の第１延在部１１１と、第２補強材１３０の第３延在部１３１と、が互いに交差する位置で、例えば、番線等の線材により回動可能な程度に緩く結束されることで、第１方向Ｘ１と第２方向Ｙ１とを含む平面に沿って回動可能に構成されている。具体的に、図１２Ａに示す展開状態のユニット１７０は、上述した構造体１００における第１補強材１１０及び第２補強材１３０と同様の形状であり、第１補強材１１０の第１延在部１１１が第１方向Ｘ１に延在し、かつ、第２補強材１３０の第３延在部１３１が第２方向Ｙ１に延在している。図１２Ｂに示す折り畳み状態のユニット１７０は、展開状態のユニット１７０から、第２補強材１３０の第３延在部１３１を第１補強材１１０の第１延在部１１１に対して右回りに回動させた状態である。このように、ユニット１７０は、展開状態よりも折り畳み状態の方が、第３方向Ｚ１に沿う全長は変化せずに、第１方向Ｘ１と第２方向Ｙ１とを含む平面内での面積を小さくすることができるので、全体としての体積を小さくすることができる。これにより、ユニット１７０を運搬する際の積載効率が向上する。

＜施工方法＞
図１３は、第３の態様としての施工方法を説明するフローチャートである。本施工方法は、コンクリート等の硬化物を補強するための構造体の施工方法であり、一例として上述の構造体１００の施工方法を説明する。図１３に示すように、本施工方法は、ユニット形成工程Ｓ１と、ユニット展開工程Ｓ２と、取り付け工程Ｓ３と、を含む。

ユニット形成工程Ｓ１は、上述のユニット１７０を形成する工程である。具体的に、まず、第１補強材１１０と、第２補強材１３０と、を用意する。第１補強材１１０は、異なる２方向に延在する第１延在部１１１及び第２延在部１２１を有する。第２補強材１３０は、異なる２方向に延在する第３延在部１３１及び第４延在部１４１を有する。次に、第１補強材１１０の第１延在部１１１に、第２補強材１３０の第３延在部１３１を取り付けて一体化させることで、ユニット１７０を形成する。詳細には、第１補強材１１０の第２延在部１２１と、第２補強材１３０の第４延在部１４１と、が同一方向に延在し、かつ、第１補強材１１０の第１延在部１１１と、第２補強材１３０の第３延在部１３１と、が互いに回動可能となるように取り付けることで、ユニット１７０を形成する。ユニット形成工程Ｓ１は、通常、施工現場に運搬する前に実行されるが、施工現場で実行されてもよい。

ユニット形成工程Ｓ１の後、工場などからトラック等により施工現場に運搬する場合、ユニット１７０を折り畳み状態で積載して運搬することが好ましい。これにより、ユニット１７０の体積を展開状態よりも小さくすることができるので、ユニット１７０を積載するための容積を小さくすることができる。よって、ユニット１７０を運搬する際の積載効率が向上する。

ユニット展開工程Ｓ２は、ユニット１７０を展開状態に遷移させる工程である。具体的に、施工現場に運搬された折り畳み状態のユニット１７０を、クレーン等で吊り上げて取り出し、第２補強材１３０を第１補強材１１０に対して回動させることで、展開状態に遷移させる。すなわち、ユニット１７０を、第１補強材１１０の第２延在部１２１と第２補強材１３０の第４延在部１４１とが同じ方向（例えば第３方向Ｚ１）に延在し、かつ、第１補強材１１０の第１延在部１１１と第２補強材１３０の第３延在部１３１とが互いに異なる方向（例えば第１方向Ｘ１及び第２方向Ｙ１）に延在する状態に遷移させる。

取り付け工程Ｓ３は、展開状態のユニット１７０に対して、第３補強材１５０を取り付ける工程である。具体的に、展開状態のユニット１７０に対して、第１補強材１１０の第２延在部１２１及び第２補強材１３０の第４延在部１４１の周囲に、第３補強材１５０を取り付ける。より具体的に、第１補強材１１０の第２延在部１２１に第３補強材１５０の第５延在部１５１を交差させた状態で外側から取り付け、かつ、第２補強材１３０の第４延在部１４１に第３補強材１５０の第６延在部１６１を交差させた状態で外側から取り付ける。これにより、第３補強材１５０によって展開状態で保持されたユニット１７０と、第３補強材１５０と、を有する構造体１００が施工される。

取り付け工程Ｓ３において、第３補強材１５０はフープ筋であることが好ましい。具体的に、フープ筋である第３補強材１５０を、ユニット１７０の周囲を全周に亘って包囲するように取り付けることが好ましい。これにより、構造体１００により硬化物が補強されてなる構造物の強度をより一層向上させることができる。また、第３補強材１５０を所定の寸法に従ったフープ筋とすれば、構造体１００の寸法精度を向上させることができるので、例えば構造体１００を別の構造体と接合する際などに、寸法誤差の少ない施工を可能とすることができる。さらに、構造体１００をクレーン等で吊り上げた際の形状を安定させることができる。

本発明は、上述した各態様で特定された構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、第１の態様における第１構造体１０及び第２構造体２０は直方体状に限らず、円柱状等であってもよい。また、第１構造体１０及び第２構造体２０は立体的な形状に限らず、平面（２次元）的な形状であってもよい。この場合、例えば壁用の補強鉄筋などに適用可能である。また、１つの第１構造体１０に対して複数の第２構造体２０を組み合わせるようにしてもよいし、逆に、複数の第１構造体１０に対して１つの第２構造体２０を組み合わせるようにしてもよい。

また、第２の態様及び第３の態様における、第１方向Ｘ１と、第２方向Ｙ１と、第３方向Ｚ１とは、それぞれ互いに略直交するとして説明したが、それぞれ互いに異なる方向であればよい。また、第１方向Ｘ１及び第２方向Ｙ１は略水平方向であり、第３方向Ｚ１は略鉛直方向であるとして説明したが、第１方向Ｘ１、第２方向Ｙ１、及び第３方向Ｚ１の向きは特に限定されない。

また、第２の態様及び第３の態様では、第１補強材１１０及び第２補強材１３０がフープ状であるとして説明したが、第１補強材１１０及び第２補強材１３０の少なくともいずれか一方は、必ずしもフープ状でなくてもよい。ただし、第１補強材１１０及び第２補強材１３０がフープ状であれば、構造体１００の一体性がより向上するため、構造体１００の施工上の安定性を向上させることができる。

１：組立構造体
１０：第１構造体（鉄筋かご）
１１：主筋（補強材）
１１ａ：欠損部
１２：スターラップ（補強材）
１２ａ：欠損部
１３：フープ筋（補強材）
２０：第２構造体
２１：立上り筋（補強材）
２２：フープ筋（補強材）
３０：接合部補強材
Ｋ：杭用空間（凹部）
Ｓ：挿入空間
１００：構造体
１１０：第１補強材
１１１：第１延在部
１２１：第２延在部
１３０、１３０ａ、１３０ｂ：第２補強材
１３１：第３延在部
１４１：第４延在部
１５０、１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ：第３補強材
１５１：第５延在部
１５２：重なり部
１５３：フック定着部
１６１：第６延在部
１７０：ユニット
Ｘ１：第１方向
Ｙ１：第２方向
Ｚ１：第３方向

Claims (11)

1. 硬化物の内部に配置される組立構造体であって、
   それぞれ複数本の補強材により形成された第１構造体及び第２構造体を備え、
   前記第１構造体と前記第２構造体とが部分的に重なるように配置された状態で接合され、
   前記第１構造体は、前記第２構造体を挿入するための挿入空間を有しており、
   前記第１構造体は、前記挿入空間とは逆方向に開口し、他の構造体を挿入可能な他の挿入空間を有することを特徴とする組立構造体。
2. 前記第１構造体と前記第２構造体との接合部を補強するための接合部補強材が、少なくとも前記第１構造体と前記第２構造体とが重なる領域に配置されている、請求項１に記載の組立構造体。
3. 前記第１構造体を構成する補強材は、前記挿入空間を避けるように配置されている、請求項１または２に記載の組立構造体。
4. 前記第１構造体と前記第２構造体との接合部を補強するための接合部補強材が、前記挿入空間を構成する前記第１構造体の補強材の欠損部を補うように配置される、請求項３に記載の組立構造体。
5. 前記第１構造体と前記第２構造体とが略Ｔ字状に配置される、請求項１～４の何れか一項に記載の組立構造体。
6. 前記第２構造体の一方側の端部が、前記第１構造体に形成された前記挿入空間内に配置されており、
   前記第１構造体の外側から配置された前記接合部補強材の一部が前記第１構造体の内部に差し込まれ、前記第２構造体の一方側の端部に接合される、請求項２に記載の組立構造体。
7. 前記補強材は鉄筋であり、
   前記第１構造体及び前記第２構造体は鉄筋かごである、請求項１～６の何れか一項に記載の組立構造体。
8. 複数の補強材を組み上げて形成され、硬化物の内部に配置される構造体であって、
   他の構造体を挿入可能な挿入空間を有し、
   前記補強材は、前記挿入空間を避けるように配置されており、
   前記挿入空間とは逆方向に開口し、更に他の構造体を挿入可能な他の挿入空間を有することを特徴とする構造体。
9. 硬化物の内部に配置される組立構造体の組立て方法であって、
   それぞれ複数の補強材で構成された第１構造体と第２構造体とを部分的に重なるように配置する配置工程を含み、
   前記配置工程において、
   前記第１構造体に形成された挿入空間に前記第２構造体を挿入し、
   前記第１構造体に形成されており、前記挿入空間とは逆方向に開口する他の挿入空間に、他の構造体を挿入することを特徴とする組立構造体の組立て方法。
10. 部分的に重なるように配置された前記第１構造体と前記第２構造体の接合部を補強するように、接合部補強材を配置する接合部補強工程を更に含む、請求項９に記載の組立構造体の組立て方法。
11. 前記接合部補強工程において、前記挿入空間を構成する前記第１構造体の補強材の欠損部を補うように前記接合部補強材を配置する、請求項１０に記載の組立構造体の組立て方法。

Images