JP7373039B2 - 構造体の施工方法及び組立構造体の組立て方法 - Google Patents

Description

本発明は構造体及びその施工方法に関する。

複数の鉄筋等の補強材で構成された、コンクリート等の硬化物を補強するための構造体が知られている。このような構造体として、例えば特許文献１には、杭頭接合部のフーチングを構成する、鉄筋を角柱型の籠状に編んだ鉄筋籠が開示されている。ここで、杭頭接合部は、地中に埋設される杭の杭頭部と、当該杭によって支持される建築物の基礎と、を接合するための部位である。特許文献２には、構造体としての折り畳み可能な鉄筋ユニットが開示されている。

特開２００５－８２９９５号公報 実開平６－４４８５６号公報

特許文献１には、構造体としての鉄筋籠がどのように籠状に編まれているのか開示されていない。特許文献２に記載された構造体としての鉄筋ユニットは、折り畳み可能とするために、補強材としての主筋と側筋とが回動可能に連結されているが、これら主筋と側筋とに他の補強材を取り付けることは想定されていない。そのため、特許文献１、２に開示された構造体には、形状安定性の観点で改善の余地があった。

そこで本発明は、形状を安定させた構造体及びその施工方法を提供することを目的とする。

本発明の構造体は、硬化物を補強するための構造体であって、第１方向に延在する第１延在部と、第３方向に延在する第２延在部と、を有するフープ状の第１補強材と、前記第１延在部に取り付けられて第２方向に延在する第３延在部と、前記第３方向に延在する第４延在部と、を有するフープ状の第２補強材と、前記第２延在部と前記第４延在部とに取り付けられている第３補強材と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の構造体において、前記第３補強材は、前記第３方向に沿って見た場合に、前記第１補強材及び前記第２補強材の外側に取り付けられていることが好ましい。

また、本発明の構造体は、前記第１補強材を複数備え、前記第２補強材の前記第３延在部は、前記第２方向の異なる位置で前記複数の第１補強材の前記第１延在部それぞれに取り付けられていることが好ましい。

また、本発明の構造体において、前記第３補強材は、前記第３方向に沿って見た場合に、前記第１補強材及び前記第２補強材の周囲を包囲するフープ状であることが好ましい。

また、本発明の構造体において、前記第１方向、前記第２方向、及び前記第３方向のうちの少なくとも２方向は、互いに略直交することが好ましい。

本発明の構造体の施工方法は、硬化物を補強するための構造体の施工方法であって、異なる２方向に延在する第１延在部及び第２延在部を有する第１補強材と、異なる２方向に延在する第３延在部及び第４延在部を有する第２補強材と、を前記第１延在部に前記第３延在部を取り付けて一体化させたユニットを形成するユニット形成工程と、前記ユニットが、前記第２延在部と前記第４延在部とが同じ方向に延在し、かつ、前記第１延在部と前記第３延在部とが互いに異なる方向に延在する状態で、前記第２延在部及び前記第４延在部の周囲に第３補強材を取り付ける取り付け工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の構造体の施工方法は、前記ユニット形成工程において、前記第２延在部と前記第４延在部とが同一方向に延在し、かつ、前記第１延在部と前記第３延在部とが互いに回動可能となるように取り付けて前記ユニットを形成することが好ましい。

また、本発明の構造体の施工方法において、前記第３補強材はフープ筋であり、前記取り付け工程において、前記ユニットの周囲を全周に亘って包囲するように、前記第３補強材を取り付けることが好ましい。

本発明によると、形状を安定させた構造体及びその施工方法を提供できる。

第１の態様としての構造体を示す斜視図である。 図１の第１補強材のみを示す正面図である。 図１の第２補強材（その１）のみを示す側面図である。 図１の第２補強材（その２）のみを示す側面図である。 図１の構造体を示す上面図である。 図１の第３補強材の第１の変形例を示す上面図である。 図１の第３補強材の第２の変形例を示す上面図である。 図１の第３補強材の第３の変形例を示す上面図である。 図１の第１補強材及び図１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６Ａのユニットの折り畳み状態を示す上面図である。 第２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３の態様に係る組立構造体の正面図である。 図８の組立構造体の平面図である。 図８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１０Ａの第１構造体の平面図である。 図１０Ａ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。 組立構造体の変形例を示す図である。

［第１の態様及び第２の態様］
以下、第１の態様及び第２の態様について、図１～図７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１の態様及び第２の態様において、第１方向Ｘと、第２方向Ｙと、第３方向Ｚとは、それぞれ互いに異なる方向である。図１等に示す例では、第１方向Ｘと、第２方向Ｙと、第３方向Ｚとは、それぞれ互いに略直交する。具体的に、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは略水平面内で互いに略直交し、第３方向Ｚは略水平面と直交する略鉛直方向である。

＜構造体１＞
図１は、第１の態様としての構造体１を示す斜視図である。構造体１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１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１に示すように、構造体１は、第１補強材１０と、第２補強材３０と、第３補強材５０と、を備える。本態様の構造体１は、第１補強材１０と、第２補強材３０と、第３補強材５０と、をそれぞれ複数備える。本態様の構造体１の第１補強材１０、第２補強材３０、及び第３補強材５０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１０、第２補強材３０、及び第３補強材５０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１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１０、第２補強材３０、及び第３補強材５０の図示を省略する。

図２は、１つの第１補強材１０のみを示す正面図である。ここで、第１の態様及び第２の態様において「正面図」とは、第２方向Ｙに沿って見た図を意味する。図１及び図２に示すように、第１補強材１０は、第１方向Ｘに延在する第１延在部１１と、第３方向Ｚに延在する第２延在部２１と、を有する。本態様の第１補強材１０は、構造体１の主筋を構成する。本態様の第１補強材１０は、途中で分岐することなく、第１延在部１１と第２延在部２１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１０は、図１に示すように、互いに並行しながら、第２方向Ｙ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１０は、構造体１の第２方向Ｙ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１０は、第３方向Ｚの一方側（図１、図２の上側）に位置する第１延在部１１が分断されていることにより、構造体１の第１方向Ｘ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３０は、構造体１の第１方向Ｘ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１とは別の構造体を、構造体１の第１方向Ｘ及び第２方向Ｙでの中央付近に、構造体１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１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１０は、フープ状である。ここで、第１補強材１０がフープ状であるとは、第１補強材１０が、第１方向Ｘと第３方向Ｚ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１０をフープ状とすることで、第１補強材１０の一体性が向上するため、構造体１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１０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１０のうちの少なくとも１つは、第１方向Ｘと第３方向Ｚ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１０をフープ筋とすることで、第１補強材１０の一体性がより向上するため、構造体１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３０は、図１に示すように、第２方向Ｙに延在する第３延在部３１と、第３方向Ｚに延在する第４延在部４１と、を有する。第３延在部３１は、第１補強材１０の第１延在部１１と交差する位置において、第１延在部１１に取り付けられている。具体的に、本態様の第２補強材３０の第３延在部３１は、第２方向Ｙの互いに異なる位置で、複数の第１補強材１０の第１延在部１１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１０の第１延在部１１は、第１方向Ｘの互いに異なる位置で、複数の第２補強材３０の第３延在部３１それぞれに取り付けられている。ここで、第１の態様及び第２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３０は、主筋である第１補強材１０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３０は、途中で分岐することなく、第３延在部３１と第４延在部４１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３０は、第１補強材１０よりも構造体１の内側に配置されている。本態様の複数の第２補強材３０は、図１に示すように、互いに並行しながら、第１方向Ｘでそれぞれ互いに異なる位置に配置されている。

図１に示すように、本態様の複数の第２補強材３０は、第２補強材３０ａと、第２補強材３０ｂとを含む。図３Ａは、第２補強材３０ａのみを示す側面図である。図３Ｂは、第２補強材３０ｂのみを示す側面図である。ここで、第１の態様及び第２の態様において「側面図」とは、第１方向Ｘに沿って見た図を意味する。

図３Ａに示すように、本態様の第２補強材３０ａは、第２方向Ｙと第３方向Ｚ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３Ａに示す例では、第２補強材３０ａは、第３延在部３１と第４延在部４１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３０ａをフープ筋とすることで、第２補強材３０ａの一体性がより向上するため、構造体１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３Ｂに示すように、本態様の第２補強材３０ｂは、第３方向Ｚの一方側（図１、図３Ｂの下側）に位置する第３延在部３１が分断されており、構造体１の第２方向Ｙでの中央付近に不存在の領域を形成している。また、図１に示すように、第２補強材３０ｂは、構造体１の第１方向Ｘでの両端近傍で、第２補強材３０ａに第１方向Ｘ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１が杭頭接合部のフーチングを構成する場合、第２補強材３０ｂ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３０は、フープ状である。ここで、第２補強材３０がフープ状であるとは、第２補強材３０が、第２方向Ｙと第３方向Ｚ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３０をフープ状とすることで、第２補強材３０の一体性が向上するため、構造体１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３０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１に示すように、第３補強材５０は、第１補強材１０の第２延在部２１と、第２補強材３０の第４延在部４１とに取り付けられている。このように、本態様の構造体１は、第１補強材１０と第２補強材３０とが互いに取り付けられている第１方向Ｘと第２方向Ｙとを含む平面とは第３方向Ｚに異なる位置で、第１補強材１０及び第２補強材３０に取り付けられた第３補強材５０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１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５０は、第２方向Ｙに延在する第５延在部５１と、第１方向Ｘに延在する第６延在部６１と、を有する。第５延在部５１は、第１補強材１０の第２延在部２１と交差する位置において、第２延在部２１に取り付けられている。第６延在部６１は、第２補強材３０の第４延在部４１と交差する位置において、第４延在部４１に取り付けられている。具体的に、本態様の第３補強材５０の第５延在部５１は、第２方向Ｙの互いに異なる位置で、複数の第１補強材１０の第２延在部２１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５０の第６延在部６１は、第１方向Ｘの互いに異なる位置で、複数の第２補強材３０の第４延在部４１それぞれに取り付けられている。

本態様の第３補強材５０は、途中で分岐することなく、第５延在部５１と第６延在部６１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５０は、図１に示すように、互いに並行しながら、第３方向Ｚでそれぞれ互いに異なる位置に配置されている。

図４は、構造体１を示す上面図である。ここで、第１の態様及び第２の態様において「上面図」とは、第３方向Ｚに沿って見た図を意味する。図４に示すように、本態様の第３補強材５０は、第３方向Ｚに沿って見た場合に、第１補強材１０及び第２補強材３０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５０は、第３方向Ｚに沿って見た場合に、第１補強材１０及び第２補強材３０の周囲を包囲するフープ状である。ここで、第３補強材５０がフープ状であるとは、第３補強材５０が、第１方向Ｘと第２方向Ｙ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５０は、第１方向Ｘと第２方向Ｙとを含む平面内で、第１補強材１０及び第２補強材３０の周囲全周に亘って位置するフープ筋である。図４に示す例では、第３補強材５０は、第５延在部５１と第６延在部６１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５０は、フープ筋でなくてもよい。また、第３補強材５０は、フープ状でなくてもよい。ただし、第３補強材５０がフープ状であれば、第３補強材５０の一体性がより向上するため、構造体１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５０がフープ筋であれば、第３補強材５０の一体性がより一層向上するため、構造体１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５０を所定の寸法に従ったフープ筋とすれば、構造体１の第１方向Ｘと第２方向Ｙ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１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５Ａは、第３補強材５０の第１の変形例としての第３補強材５０ａを示す上面図である。図５Ａに示すように、第１の変形例としての第３補強材５０ａは、１つの第５延在部５１と、１つの第６延在部６１とを有するＬ字筋である。このような第３補強材５０ａを、第１補強材１０（図４等参照）及び第２補強材３０（図４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１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１０及び第２補強材３０も、上述の第３補強材５０ａ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５Ｂは、第３補強材５０の第２の変形例としての第３補強材５０ｂを示す上面図である。図５Ｂに示すように、第２の変形例としての第３補強材５０ｂは、１つの第６延在部６１と、当該第６延在部６１の両端それぞれから第２方向Ｙの一方側に延在した第５延在部５１と、を有する。２つの第５延在部５１のうちの一方は他方よりも短い。このような第３補強材５０ｂを、第１補強材１０（図４等参照）及び第２補強材３０（図４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５０ｂの短い第５延在部５１と、他方の第３補強材５０ｂの長い第５延在部５１とが、第２方向Ｙに沿う一部で第１方向Ｘに重なる重なり部５２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５０ｂの一体性を上述の第３補強材５０ａよりも向上させることができる。第１補強材１０及び第２補強材３０も、上述の第３補強材５０ｂと同様に、重ね継手を有するフープ筋としてもよい。

図５Ｃは、第３補強材５０の第３の変形例としての第３補強材５０ｃを示す上面図である。図５Ｃに示すように、第３の変形例としての第３補強材５０ｃは、第５延在部５１と第６延在部６１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５０ｃの１つの角部には、フックにより定着したフック定着部５３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５０ｃを、フック定着部５３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５０ｂよりも一体性を向上させることができる。第１補強材１０及び第２補強材３０も、上述の第３補強材５０ｃ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１に示した本態様の第１補強材１０及び第２補強材３０は、第２延在部２１と第４延在部４１とが第３方向Ｚに延在した状態を維持しつつ、第１延在部１１と第３延在部３１とが互いに回動可能に取り付けられている。第１延在部１１及び第３延在部３１は、例えば、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙが略直交する状態から、第１方向Ｘが第２方向Ｙ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１０及び第２補強材３０は、ユニット７０（図６Ａ、図６Ｂ参照）を構成する。

図６Ａは、第１補強材１０及び第２補強材３０で構成されるユニット７０の展開状態を示す上面図である。図６Ｂは、ユニット７０の折り畳み状態を示す上面図である。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、ユニット７０は、第１補強材１０の第１延在部１１と、第２補強材３０の第３延在部３１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Ｘと第２方向Ｙ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６Ａに示す展開状態のユニット７０は、上述した構造体１における第１補強材１０及び第２補強材３０と同様の形状であり、第１補強材１０の第１延在部１１が第１方向Ｘに延在し、かつ、第２補強材３０の第３延在部３１が第２方向Ｙに延在している。図６Ｂに示す折り畳み状態のユニット７０は、展開状態のユニット７０から、第２補強材３０の第３延在部３１を第１補強材１０の第１延在部１１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７０は、展開状態よりも折り畳み状態の方が、第３方向Ｚに沿う全長は変化せずに、第１方向Ｘと第２方向Ｙ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７０を運搬する際の積載効率が向上する。

＜施工方法＞
図７は、第２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１の施工方法を説明する。図７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７０を形成する工程である。具体的に、まず、第１補強材１０と、第２補強材３０と、を用意する。第１補強材１０は、異なる２方向に延在する第１延在部１１及び第２延在部２１を有する。第２補強材３０は、異なる２方向に延在する第３延在部３１及び第４延在部４１を有する。次に、第１補強材１０の第１延在部１１に、第２補強材３０の第３延在部３１を取り付けて一体化させることで、ユニット７０を形成する。詳細には、第１補強材１０の第２延在部２１と、第２補強材３０の第４延在部４１と、が同一方向に延在し、かつ、第１補強材１０の第１延在部１１と、第２補強材３０の第３延在部３１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７０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７０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７０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７０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７０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７０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７０を、クレーン等で吊り上げて取り出し、第２補強材３０を第１補強材１０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７０を、第１補強材１０の第２延在部２１と第２補強材３０の第４延在部４１とが同じ方向（例えば第３方向Ｚ）に延在し、かつ、第１補強材１０の第１延在部１１と第２補強材３０の第３延在部３１とが互いに異なる方向（例えば第１方向Ｘ及び第２方向Ｙ）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７０に対して、第３補強材５０を取り付ける工程である。具体的に、展開状態のユニット７０に対して、第１補強材１０の第２延在部２１及び第２補強材３０の第４延在部４１の周囲に、第３補強材５０を取り付ける。より具体的に、第１補強材１０の第２延在部２１に第３補強材５０の第５延在部５１を交差させた状態で外側から取り付け、かつ、第２補強材３０の第４延在部４１に第３補強材５０の第６延在部６１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５０によって展開状態で保持されたユニット７０と、第３補強材５０と、を有する構造体１が施工される。

取り付け工程Ｓ３において、第３補強材５０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５０を、ユニット７０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１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５０を所定の寸法に従ったフープ筋とすれば、構造体１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１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１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。

［第３の態様］
以下、第３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８～図１３を参照しつつ説明する。

図８は、本態様に係る組立構造体１０１の正面図を示しており、図９は平面図を示している。なお、本態様の組立構造体１０１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１０１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１０１について説明する。すなわち、本例の組立構造体１０１は、基礎フーチング部に配置される第１構造体１１０と、柱脚部の基礎コンクリートに配置される第２構造体１２０とを備える。

図８に示す本例の組立構造体１０１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１１０と第２構造体１２０とを備える。また、組立構造体１０１は、第１構造体１１０と第２構造体１２０との接合部を補強するための接合部補強材１３０を備える。

第１構造体１１０と第２構造体１２０は、それぞれ複数本の長尺状の補強材（１１１、１１２、１１３、１２１、１２２）により形成されている。本例の補強材（１１１、１１２、１１３、１２１、１２２）は、鉄筋である。すなわち、第１構造体１１０及び第２構造体１２０は、所謂「鉄筋かご」であり、組立構造体１０１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１０１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（１１１、１１２、１１３、１２１、１２２）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１０Ａは、図８の組立構造体１０１における第１構造体１１０を単独で示す正面図であり、図１０Ｂは平面図であり、図１０Ｃは側面図である。

第１構造体１１０は、複数本の補強材（１１１、１１２、１１３）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１１０は、主筋１１１と、スターラップ１１２と、フープ筋１１３とを有する。主筋１１１、スターラップ１１２及びフープ筋１１３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１１０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１２０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１２０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１１０と第２構造体１２０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８の形態に加えて、図１１Ａ～図１１Ｃ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１１０の上面に開口し、下面まで貫通せずに第１構造体１１０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１１０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１１０の下面に開口し、上面まで貫通せずに第１構造体１１０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１１１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１１１は、その両端の間に形成される欠損部１１１ａを有しており、この欠損部１１１ａが挿入空間Ｓを形成している。なお、主筋１１１の欠損部１１１ａ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１０Ｂ、３Ｃに示すように、本例の第１構造体１１０においては、前後両側にそれぞれ３本の主筋１１１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１１１が設けられている。なお、前側の３本の主筋１１１と後側の３本の主筋１１１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１１１と後側の３本の主筋１１１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１１２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１１２は、主筋１１１に内接するように配置されているが、主筋１１１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１１０の長手方向（図１０Ａ～３Ｃにおけるｘ方向）に沿って、８本のスターラップ１１２が間隔をあけて配置されている。８本のスターラップ１１２は、相互に平行に配置されている。また、スターラップ１１２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１１２のうちの各１本には、杭用空間Ｋに対応する欠損部１１２ａが形成されており、当該欠損部１１２ａが杭用空間Ｋの入口を構成する。

フープ筋１１３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１１３は、主筋１１１及びスターラップ１１２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１１３は、主筋１１１及びスターラップ１１２に外接するように配置されているが、主筋１１１及びスターラップ１１２に内接するように配置されていてもよい。

第１構造体１１０を構成する主筋１１１、スターラップ１１２及びフープ筋１１３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１１０は、主筋１１１、スターラップ１１２及びフープ筋１１３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１１１は、図１０Ａ～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１１２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１１３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１１１、スターラップ１１２及びフープ筋１１３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１１１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１１１ａ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１１２及びフープ筋１１３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１１１、スターラップ１１２及びフープ筋１１３の延在方向も、適宜変更可能である。例えば、主筋１１１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１１１が全て平行である必要もない。同様に、スターラップ１１２及びフープ筋１１３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１１１、スターラップ１１２及びフープ筋１１３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１１０は、例えばフープ筋１１３を除いて主筋１１１及びスターラップ１１２のみで構成してもよいし、スターラップ１１２を除いて主筋１１１及びフープ筋１１３のみで構成してもよい。

第２構造体１２０は、複数本の補強材（１２１、１２２）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１２０は図８、図９に示すように、立上り筋１２１と、フープ筋１２２とを有する。また、第２構造体１２０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１１０の挿入空間Ｓ内に配置されている。第１構造体１１０と第２構造体１２０とは、略Ｔ字状、すなわち、第１構造体１１０の延在方向（長手方向）に第２構造体１２０の軸方向が直行し、且つ、第１構造体１１０を第２構造体１２０が貫通しないように配置されている。

立上り筋１２１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１２１は、第２構造体１２０の軸方向（図８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９に示すように、第２構造体１２０の正面側及び背面側にそれぞれ４本の立上り筋１２１が配置されるとともに、左右両側に２本ずつ立上り筋１２１が配置されている。

フープ筋１２２は、複数本の立上り筋１２１を外側から取り囲むように配置されている。フープ筋１２２は、立上り筋１２１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１２０の軸方向に沿って、複数本のフープ筋１２２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１３０は、第１構造体１１０と第２構造体１２０との接合部を補強するための部材である。接合部補強材１３０は、少なくとも第１構造体１１０と第２構造体１２０とが重なる領域に配置されている。

本例の接合部補強材１３０は、長尺の直線状に延びる鉄筋である。接合部補強材１３０は、挿入空間Ｓを構成する第１構造体１１０の補強材（主筋１１１）の欠損部１１１ａ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１１１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１３０と、主筋１１１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１３０とが設けられている。主筋１１１に沿うように隣接配置された２本の接合部補強材１３０は、欠損部１１１ａの両側の主筋１１１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１３０は、全て、第１構造体１１０の上面を構成する平面上で、第１構造体１１０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１３０のうち、前後方向中央側に位置する４本の接合部補強材１３０は、第１構造体１１０の挿入空間Ｓに挿入配置された第２構造体１２０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１２０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１３０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１３０は、第１構造体１１０と第２構造体１２０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１３０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１１０及び第２構造体１２０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１１０と第２構造体１２０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１１０と第２構造体１２０とが「部分的に重なるように配置」されるとは、第１構造体１１０及び第２構造体１２０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８の形態に加えて、図１１Ａ～図１１Ｃに示す形態とすることができる。

図１１Ａの例は、第１構造体１１０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１２０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１１Ｂの例は、第１構造体１１０の中央部に形成された貫通孔（挿入空間Ｓ）に、第２構造体１２０が貫通している場合を示している。また、図１１Ｃの例は、第１構造体１１０の中央部に形成された凹部（挿入空間Ｓ）に、第２構造体１２０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１１０と第２構造体１２０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１１０と第２構造体１２０を組み合わせてもよい。

ここで、組立構造体１０１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１１０と第２構造体１２０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１１０と第２構造体１２０の接合部を補強するように、接合部補強材１３０を配置する接合部補強工程を含む。

具体的に、組立構造体１０１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１１０及び第２構造体１２０を建設現場に搬入し、配置工程において、第１構造体１１０の上方から挿入空間Ｓに第２構造体１２０を挿入し、第１構造体１１０と第２構造体１２０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１２０を貫通するように接合部補強材１３０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１０１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１０１は、予め地面に埋設された杭Ｐの上端部を第１構造体１１０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１０１の組立て方法としては、建設現場に搬入した第１構造体１１０と第２構造体１２０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１２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１１０を上方から配置し、その後、第１構造体１１０の挿入空間Ｓに第２構造体１２０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１１０及び第２構造体１２０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１０１の精度も高くなる。

また、本態様の組立構造体１０１にあっては、第１構造体１１０と第２構造体１２０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１１０と第２構造体１２０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１１０に挿入空間Ｓが形成されていることにより、第１構造体１１０に対して第２構造体１２０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１１０の補強材（主筋１１１）の欠損部１１１ａを補うように接合部補強材１３０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１１０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１２０を貫通するように接合部補強材１３０を配置することで、第２構造体１２０が第１構造体１１０から引き抜かれた際に接合部補強材１３０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１３に示すように、第２構造体１２０の一方側の端部（図１３の例では上端部１２０ａ）が、第１構造体１１０に形成された挿入空間Ｓ内に配置され、第２構造体１２０が第１構造体１１０を貫通しない場合、接合部補強材１３０を第１構造体１１０の外側から配置するとともに一部を第１構造体１１０の内部に差し込み、第２構造体１２０の上端部１２０ａに接合するようにしてもよい。図１３に示す接合部補強材１３０は、逆Ｕ字状であり、その両側の腕部１３０ａを第１構造体１１０の上方から差し込み、第２構造体１２０の上端部１２０ａ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１１０と第２構造体１２０との接合部の強度をさらに高めることができる。なお、図１３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。

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の態様及び第２の態様における、第１方向Ｘと、第２方向Ｙと、第３方向Ｚ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Ｘ及び第２方向Ｙは略水平方向であり、第３方向Ｚは略鉛直方向であるとして説明したが、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び第３方向Ｚの向きは特に限定されない。

また、例えば、第３の態様における、第１構造体１１０及び第２構造体１２０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１１０及び第２構造体１２０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１１０に対して複数の第２構造体１２０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１１０に対して１つの第２構造体１２０を組み合わせるようにしてもよい。

また、上述した第１の態様及び第２の態様では、第１補強材１０及び第２補強材３０がフープ状であるとして説明したが、第１補強材１０及び第２補強材３０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１０及び第２補強材３０がフープ状であれば、構造体１の一体性がより向上するため、構造体１の施工上の安定性を向上させることができる。

本発明は構造体及びその施工方法に関する。

１：構造体
１０：第１補強材
１１：第１延在部
２１：第２延在部
３０、３０ａ、３０ｂ：第２補強材
３１：第３延在部
４１：第４延在部
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ：第３補強材
５１：第５延在部
５２：重なり部
５３：フック定着部
６１：第６延在部
７０：ユニット
１０１：組立構造体
１１０：第１構造体（鉄筋かご）
１１１：主筋（補強材）
１１１ａ：欠損部
１１２：スターラップ（補強材）
１１２ａ：欠損部
１１３：フープ筋（補強材）
１２０：第２構造体
１２１：立上り筋（補強材）
１２２：フープ筋（補強材）
１３０：接合部補強材
Ｋ：杭用空間（凹部）
Ｓ：挿入空間
Ｘ：第１方向
Ｙ：第２方向
Ｚ：第３方向

Claims (8)

1. 硬化物を補強するための構造体の施工方法であって、
   異なる２方向に延在する第１延在部及び第２延在部を有する第１補強材と、異なる２方向に延在する第３延在部及び第４延在部を有する第２補強材と、を前記第１延在部に前記第３延在部を取り付けて一体化させたユニットを形成するユニット形成工程であって、前記第２延在部と前記第４延在部とが同じ方向に延在した状態を維持しつつ、前記第１延在部と前記第３延在部とが、互いに交差する位置で、所定の平面に沿って、互いに回動可能となるように取り付けて前記ユニットを形成する、ユニット形成工程と、
   前記第１延在部と前記第３延在部とを互いに回動させて、折り畳み状態にあった前記ユニットを、前記第２延在部と前記第４延在部とが同じ方向に延在し、かつ、前記第１延在部と前記第３延在部とが互いに異なる方向に延在する展開状態に遷移させるユニット展開工程と、
   前記展開状態で、前記第２延在部及び前記第４延在部の周囲に、前記ユニットの周囲を全周に亘って包囲するように、フープ筋である第３補強材を取り付けて前記ユニットを前記展開状態で保持させる取り付け工程と、
   を含む構造体の施工方法。
2. 前記第１補強材はフープ状であり、前記ユニットは、前記第１補強材を複数備え、
   前記ユニット形成工程において、
   少なくとも１つの前記第１補強材の前記第１延在部の一部が分断されていることにより、前記第１延在部の延在方向である第１方向において前記第１補強材が存在しない第１分断領域を形成し、
   前記第２補強材を、前記第１方向において前記第１分断領域を避けるように配置して、前記第２補強材の前記第３延在部を、前記第３延在部の延在方向である第２方向の異なる位置で複数の前記第１補強材の前記第１延在部のそれぞれに取り付けて前記ユニットを形成する、請求項１に記載の構造体の施工方法。
3. 前記第２補強材はフープ状であり、前記ユニットは、前記第２補強材を複数備え、
   前記ユニット形成工程において、
   少なくとも１つの前記第２補強材の前記第３延在部の一部が分断されていることにより、前記第２方向において前記第２補強材が存在しない第２分断領域を形成し、
   前記第１補強材を、前記第２方向において前記第２分断領域を避けるように配置して、前記第１補強材の前記第１延在部を、前記第１方向の異なる位置で複数の前記第２補強材の前記第３延在部のそれぞれに取り付けて前記ユニットを形成する、請求項２に記載の構造体の施工方法。
4. 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して、組立構造体を組立てる組立て方法であって、
   請求項２又は３に記載の構造体の施工方法によって、前記第１構造体を施工する施工工程と、
   前記第１構造体における前記第１分断領域に、前記第２構造体の少なくとも一部が位置するように、前記第１構造体と前記第２構造体とを配置する配置工程と、を含む、組立構造体の組立て方法。
5. 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と共に、前記第１構造体と第３構造体とを部分的に重なるように配置して、組立構造体を組立てる組立て方法であって、
   請求項３に記載の構造体の施工方法によって、前記第１構造体を施工する施工工程と、
   前記第１構造体における前記第１分断領域に、前記第２構造体の少なくとも一部が位置するように、前記第１構造体と前記第２構造体とを配置すると共に、前記第１構造体における前記第２分断領域に、前記第３構造体の少なくとも一部が位置するように、前記第１構造体と前記第３構造体とを配置する配置工程と、を含む、組立構造体の組立て方法。
6. 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構造体と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、請求項４又は５に記載の組立構造体の組立て方法。
7. 前記接合部補強工程において、前記接合部補強材を、前記第１分断領域に部分的に配置された前記第２構造体を貫通するように、配置する、請求項６に記載の組立構造体の組立て方法。
8. 前記接合部補強工程において、前記接合部補強材を前記第１構造体の外側から配置するとともに前記接合部補強材の一部を前記第１構造体の内部に差し込み、前記第２構造体の一端に接合する、請求項６に記載の組立構造体の組立て方法。

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