WO2016117384A1 - 構造物の製造方法、継手、継手付き棒材及び建設部材 - Google Patents

構造物の製造方法、継手、継手付き棒材及び建設部材 Download PDF

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joint
bar
construction member
shaft rod
resin
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晋一 塩屋
忠浩 石峯
亮介 河邊
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国立大学法人 鹿児島大学
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    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/38—Connections for building structures in general
    • E04B1/58—Connections for building structures in general of bar-shaped building elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/16—Auxiliary parts for reinforcements, e.g. connectors, spacers, stirrups
    • E04C5/18—Spacers of metal or substantially of metal
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/12—Mounting of reinforcing inserts; Prestressing

Definitions

  • the present invention relates to a structure manufacturing method, a joint, a bar with a joint, and a construction member.
  • the reinforcing bars inserted in the construction member are joined together by a joint (sleeve or pipe).
  • a joint there is a joint whose joint strength with a reinforcing bar is increased by forming a plurality of irregularities on the inner surface (see, for example, Patent Documents 1, 2, and 3).
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a manufacturing method, a joint, a bar with a joint, and a construction member, which can be easily manufactured, have a small size, light weight, and high joint strength. With the goal.
  • a method of manufacturing a structure according to the first aspect of the present invention includes: A tubular joint made of a fiber sheet impregnated with the cured resin is cured by fixing the resin sheet while winding the fiber sheet impregnated with the resin on a side surface of a shaft rod on which a plurality of irregularities are formed.
  • the second step Shortening the radius of the core rod and extracting the shaft rod; It is good as well.
  • the joint according to the second aspect of the present invention is A tubular joint including a fiber sheet wound in a tubular shape, impregnated with a cured resin, and having a plurality of irregularities formed on the inner surface.
  • the bar with a joint according to the third aspect of the present invention, A fiber sheet wound in a tubular shape, impregnated with a cured resin, and formed with a plurality of irregularities on the inner surface; A bending reinforcement rod inserted halfway through the fiber sheet; An adhesive layer made of an adhesive encapsulated between the bar and the fiber sheet; Is provided.
  • the construction member according to the fourth aspect of the present invention is: A bar with a joint of the present invention; In a state in which a joining bar for joining with another construction member can be inserted into an end of the jointed bar, a wooden or concrete member that fixes the bar with the joint, and Is provided.
  • the tubular joint is formed by a simple method of winding a fiber sheet impregnated with a resin around a shaft rod having a plurality of irregularities formed on the side surface and curing the resin. Moreover, since this joint is formed with the fiber sheet, it is small and lightweight. Further, since a plurality of irregularities are formed on the inner side surface of the joint, a high bonding force can be obtained between the bar inserted into the joint.
  • P. P. It is a figure which shows the state which wound the tape. It is a figure which shows the state which wound the fiber sheet which makes an axial direction the direction of a fiber around a shaft rod. It is a figure which shows the state which wound the fiber sheet which makes a circumferential direction the direction of a fiber around a shaft bar. It is a figure which shows the coupling wound around the axial resorcinol resin rod. It is a figure which shows the state which made the radius of the shaft bar small.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the state by which the joining bar was inserted in both construction members. It is a figure which shows a mode that an adhesive agent is inject
  • the joint 1 is a tubular joint member (sleeve) extending in one direction.
  • the joint 1 is a carbon fiber pipe made of carbon fiber reinforced plastic.
  • the joint 1 joins the bar 2 and the bar 3 together.
  • the bars 2 and 3 are, for example, deformed reinforcing bars.
  • the joint 1 is an annular joint.
  • the bars 2 and 3 are cylindrical bars.
  • the diameter of the inner tube of the joint 1 is about 2 to 3 mm larger than the radius of the bars 2 and 3.
  • the joint 1 joins the bar 2 and the bar 3 by inserting the bar 2 and the bar 3 into the inside of the pipe from both ends and further encapsulating the adhesive.
  • the joint 1 can be formed by a simple manufacturing method, is small and light, and gives a high joining force between the bar 2 and the bar 3.
  • the structure and manufacturing method will be described.
  • the joint 1 is composed of two fiber layers 1A and 1B.
  • the fiber layer 1A is formed by winding a carbon fiber sheet impregnated with resin in an annular shape and curing the resin.
  • the carbon fiber sheet is wound with the fiber direction as the axial direction of the joint 1. This fiber sheet is wound into, for example, four layers.
  • the fiber layer 1B is formed by winding a carbon fiber sheet impregnated with resin in an annular shape and curing the resin. This carbon fiber sheet is wound with the fiber direction as the circumferential direction of the joint 1. This fiber sheet is wound, for example, in 4 volumes.
  • an adhesive layer 4 formed by filling an adhesive is formed between the bar 2 and the joint 1 (fiber layer 1A).
  • the joint 1 and the bar 2 (or bar 3) are joined via the adhesive layer 4.
  • the bar 2 and the bar 3 are connected in the axial direction by a joint 1.
  • the joint 1 is composed of the fiber layers 1A and 1B, it is very small and lightweight. Further, since the fiber layer 1A and the fiber layer 1B have different fiber directions, the joint 1 can be strengthened against forces in all directions such as an axial tensile force and a compressive force. Can be improved.
  • a plurality of irregularities are formed on the innermost side of the fiber layer 1A, that is, on the inner side surface of the joint 1, as shown in a partially enlarged manner.
  • corrugation the contact area of the joint 1 and the contact bonding layer 4 can be raised, and the joining strength of the bar
  • the pulling force of the reinforcing bars 2 and 3 coming out of the joint 1 can be increased to a level at which the reinforcing bars 2 and 3 yield.
  • the unevenness of the inner wall surface of the joint 1 is also effective against compressive stress transmitted through the bars 2 and 3. That is, it is possible to dramatically increase the force at which compression yield occurs.
  • the joint 1 is provided with two through holes 10 through which the inside and the outside of the pipe are inserted.
  • the through hole 10 is formed in the vicinity of the ends of the bars 2 and 3.
  • the through hole 10 is provided in order to insert an adhesive into the pipe or to discharge the air in the pipe to the outside.
  • the joint 1 is used in a form incorporated in the construction member 100.
  • the construction member 100 is a wood-based square member made of laminated lumber or lumber.
  • the construction member 100 is provided with about six elongated holes 50 extending in the longitudinal direction.
  • the bar 2 deformed bar
  • the joint 1 is incorporated in the vicinity of both ends of the same slot 50.
  • the end of the bar 2 is inserted into the joint 1 halfway.
  • the joint 1 is fixed to the construction member 100 with the other end being able to insert a joining bar 3 for joining with another construction member 100, that is, with the long hole 50 opened to the outside. Yes.
  • the bar 2 is inserted into the joint 1 inserted into the construction member 100 up to the front side of the through hole 10 on the upper left side.
  • the bar 2 is fixed to the joint 1 through an adhesive layer 4 made of an adhesive.
  • the left side of the through hole 10, that is, the portion where the bar 2 is not inserted, remains hollow.
  • a core rod is created (step S1).
  • the core 6 is composed of a vinyl chloride circular pipe 7 and a long piece 8.
  • a part of the pipe 7 is cut along the axial direction (longitudinal direction), and the long piece 8 can be inserted into the cut portion.
  • the radius of the core rod 6 becomes a predetermined size.
  • the radius of the core rod 6 is greater than when the long piece 8 is inserted. Becomes smaller.
  • the side surface of the pipe 7 does not have adhesiveness with the resin impregnated in the fiber sheet.
  • the edge part of the core rod 6 of the side shown in figure is opened, the edge part of the core rod 6 of the side which is not shown in figure becomes a closed plane.
  • step S2 Tapes such as the tape 9 and the transparent tape 11 are wound around the core rod 6 (step S2).
  • the transparent tape 11 is spirally wound on the core bar 6 so as to overlap each other by about 5 mm.
  • the transparent tape 11 has an adhesive surface on the outside.
  • P.I. P. Tape 9 is wound.
  • P. The P tape 9 is bonded to the transparent tape 11.
  • P. P. The tape 9 is wound in a spiral shape so that the front and back do not overlap the side surface of the core rod 6.
  • On the surface of the tape 9 a plurality of irregularities are formed in a mesh shape.
  • the steps S1 and S2 are performed on the side surfaces of the core rod 6 whose radius can be adjusted. P. By winding the tape 9, this corresponds to the sixth step of generating the shaft 12.
  • the fiber layer 1A is formed (step S3).
  • the fiber layer 1 ⁇ / b> A is formed by winding a fiber sheet (resin impregnation) 2 ⁇ / b> A whose fiber direction is the axial direction around the side surface of the shaft 12.
  • the fiber layer 1B is formed (step S4).
  • the fiber layer 1B is formed by winding the fiber sheet (resin impregnation) 2B whose fiber direction is the circumferential direction on the fiber layer 1A.
  • step S5 the resin is cured by pressing from the outside (step S5).
  • steps S3, S4, and S5 cure the resin while fixing the fiber sheets 2A and 2B impregnated with the resin around the side surface of the shaft rod 12 on which a plurality of irregularities are formed. This corresponds to the first step of creating the tubular joint 1 composed of the fiber sheets 2A and 2B impregnated with the cured resin.
  • the radius of the shaft rod 12 (core rod 6) is adjusted so that the radius becomes smaller (step S6).
  • the long piece 8 is removed from the pipe 7 in the axial direction, and the radius of the shaft 12 (core rod 6) is reduced as shown in FIG. 7B.
  • the diameter of the shaft rod 12 is such a size that the shaft rod 12 can be extracted without resistance and the adhesive does not enter the gap between the shaft rod 12 and the joint 1.
  • P.I. When the P tape 9 is attached to the fiber layer 1A, the P.P. P tape 9 is peeled off from fiber layer 1A.
  • the tape 9 has low adhesion to the epoxy resin and is wound in a spiral shape, so that it can be easily peeled off. For this reason, the right and left halves of the shaft rod 12 in FIG. It is desirable to separate the P tape 9.
  • step S7 the shaft rod 12 is extracted halfway (step S7).
  • the shaft rod 12 is extracted to the left side. That is, in this embodiment, steps S6 and S7 correspond to the second step of extracting the shaft 12 from one end of the joint 1 halfway.
  • a through hole 10 is formed in the joint 1. Two through holes 10 are formed at the end of the shaft rod 12 and the back side of the portion where the shaft rod 12 is not inserted.
  • the bending-reinforcing bar 2 is inserted into the portion from which the shaft bar 12 is extracted (step S8).
  • the bar 2 is inserted from the right end where the shaft bar 12 is extracted.
  • an adhesive such as an epoxy resin is injected into the portion where the bending reinforcing bar 2 is inserted through the one through hole 10 and cured to form the adhesive layer 4 (step S9).
  • an adhesive layer 4 is formed between the bar 2 and the joint 1.
  • the joint 1 is sealed with an adhesive in a state where the bar 2 as the first bar for bending reinforcement is inserted from the other end of the joint 1. This corresponds to the third step of fixing the material 2 to the joint 1.
  • step S10 corresponds to the fourth step of completely extracting the shaft rod 12 from one end of the joint 1.
  • step S12 the joint 1 and the bar 2 are fixed to the flat groove.
  • the flat plate 20 has three grooves 21 formed in the longitudinal direction.
  • the joint 1 and the bar 2 are inserted into each groove 21, and an adhesive such as epoxy is filled in the groove 21, so that the joint 1 and the bar 2 are fixed.
  • the through hole 10 provided in the joint 1 (the through hole 10 on the side where the bar 2 is not provided) and the through hole 10 opened in the flat plate 20 are aligned, and their positions are adjusted.
  • the joint 1 is installed such that the two match. That is, in this embodiment, step S12 corresponds to the eighth step of forming the through hole 10 that passes through the inner surface of the joint 1 and the outer surface of the construction member 100 to which the joint 1 is fixed.
  • FIG. 3A shows the construction member 100 created in this way.
  • the joint 1 is inserted and fixed to both ends of the bar 2.
  • the groove part 21 becomes the long hole 50. That is, in this embodiment, in steps S12 and S13, the joint 1 and the bar 2 can be inserted in a state where one end of the joint 1 can be inserted into the bar 3 for joining to join the other construction member 100. This corresponds to the fifth step of fixing to the wooden construction member 100.
  • the construction member 100 is joined to another construction member 100 and used as a beam. As shown in FIG. 9, the two construction members 100 are joined through the joining bar 3.
  • the joining bar 3 is inserted into the joint 1 (step S14).
  • the joining bar 3 for joining with another construction member 100 is inserted into the long hole 50 of the construction member 100.
  • steps S ⁇ b> 14 and S ⁇ b> 15 correspond to the ninth step of inserting the bar 3 for joining with another construction member 100 from one end of the joint 1.
  • step S16 an adhesive is injected from the through hole 10 (step S16).
  • the adhesive injected from the through hole 10 of one construction member 100 flows through the joint 1 as indicated by an arrow, and a joining bar 3 is further inserted from the joint 1. It enters the slot 50 and reaches the other construction member 100.
  • the air that was present in the joint 1 and the long hole 50 escapes from the through hole 10 of the other construction member 100, and then is filled with an adhesive.
  • step S16 corresponds to a tenth step of injecting an adhesive from the through hole 10 to fix the joint 1 and the bar 3.
  • the joining state of the construction member 100 is not limited to that described above.
  • the joining rod 3 can be passed through the elongated hole 60 of the column member 101, and the two construction members 100 as beams can be joined via the column member 101. .
  • the tubular joint 1 is a simple method in which the fiber sheets 2A and 2B are wound around the shaft rod 12 having a plurality of irregularities formed on the side surface and the resin is cured. It is formed. Further, since the joint 1 is formed of the fiber sheets 2A and 2B, it is small and lightweight. Furthermore, since a plurality of irregularities are formed on the inner surface of the joint 1, a high bonding force can be obtained. That is, according to this embodiment, a plurality of projections and depressions are formed on the inner surface, and the joint 1 that is lightweight and has high joint strength can be manufactured by a simple method.
  • FIG. The inner surface of the joint 1 according to Embodiment 1 is the P. Reticulated irregularities were formed using tape 9. However, the present invention is not limited to this. The inner surface of the joint 1 may be formed with spiral irregularities.
  • a spiral thread groove is formed on the side surface of the shaft 12 as shown in FIG.
  • the unevenness formed on the inner surface of the joint 1 is along a spiral thread groove formed on the side surface of the shaft rod 12.
  • This shaft rod 12 also has non-adhesiveness to the resin impregnated in the fiber sheets 2A and 2B. In this way, the shaft rod 12 can be extracted from the joint 1 while rotating the shaft rod 12 along the thread groove.
  • the joint 1, the construction member 100, and the structure manufacturing method in this embodiment are the same as those in the above-described embodiment (see FIGS. 4 and 5).
  • steps S7 and S10 after the resin impregnated in the wound fiber sheets 2A and 2B is cured, the shaft rod 12 can be extracted from the joint 1 by rotating the shaft rod 12 along the thread groove. it can.
  • step S3 the shaft rod 12 having spiral irregularities formed on the surface is formed prior to the formation of the fiber layer 1A.
  • This generation step corresponds to a seventh step of forming a helical thread groove on the side surface of the shaft 12.
  • the shaft rod 12 according to this embodiment can be reused as it is even after one joint 1 is created. Therefore, it is possible to create a plurality of joints 1 with a single shaft rod 12. Thereby, the productivity of the joint 1 is improved.
  • the construction member 100 according to the above embodiment can be applied not only to a beam but also to a pillar material.
  • the construction member 100 can be joined to the reinforced concrete foundation 102 as a column base.
  • the bar 3 for joining is inserted and fixed to the construction member 100, and then the bar is inserted into the vertical hole 70 of the reinforced concrete foundation 102 filled with the non-shrink grout. 3 may be inserted to fix the construction member 100 on the reinforced concrete foundation 102.
  • the bar 3 after joining the bar 3 for insertion into the vertical hole 70 of the reinforced concrete foundation 102 and filling the non-shrink grout to fix the bar 3, the bar 3 May be inserted into the long hole 50 of the construction member 100 and the adhesive may be poured from the through hole 10. In this case, it is necessary to form the air vent hole 71 through which the long hole 50 and the outside are inserted in the construction member 100 and to discharge the air in the long hole 50 to the outside.
  • a plurality of irregularities are formed on the entire inner surface, but a plurality of irregularities may be formed on a part of the inner surface.
  • the number of joints 1 to be inserted into the construction member 100 is six pairs, but the present invention is not limited to this.
  • the number of pairs may be five or seven or more.
  • the number of joints 1 can be arbitrarily set depending on the mating partner.
  • the bars 2 and 3 are deformed bars, but other bars such as an aramid rod may be used.
  • a bar made of a material harder than a construction member may be used.
  • the joint 1 is formed using a carbon fiber sheet, but the joint 1 may be formed using another fiber sheet.
  • aramid fiber, Kevlar, Dyneema or the like may be used.
  • the resin impregnated in the carbon fiber sheet is an epoxy resin, but the present invention is not limited to this. Polyamide resins, phenol resins, and resorcinol resins may be used.
  • each of the fiber sheets 2A and 2B is wound four times, but is not limited thereto. 1 winding may be sufficient and 2 winding and 3 winding may be sufficient. Also, it may be 5 or more.
  • the construction member 100 is a wood-based member, but the present invention is not limited to this.
  • a concrete member such as precast concrete may be used.
  • This invention is suitable for use as a joint in a structure such as a building or a bridge.

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Abstract

　継手（１）（繊維層（１Ａ、１Ｂ））は、樹脂が含浸された繊維シートを、樹脂に対して非接着性を有する軸棒の側面に巻いた状態で樹脂を硬化させた後、軸棒を抜き出すことにより形成されている。継手（１）では、軸棒の側面の複数の凹凸に沿った凹凸が内壁面に形成されている。この継手（１）は、複数の凹凸が側面に形成された軸棒に繊維シートを巻いて樹脂を硬化させるという簡便な方法で形成される。また、この継手（１）は、繊維シートで形成されているので、小型で軽量である。さらに、この継手（１）の内側面には、複数の凹凸が形成されているので、高い接合力を得ることができる。

Description

構造物の製造方法、継手、継手付き棒材及び建設部材
　この発明は、構造物の製造方法、継手、継手付き棒材及び建設部材に関する。
　建築物を建築する際には、建設部材中に挿入されている鉄筋同士を継手（スリーブ又はパイプ）で接合することが行われている。このような継手の中には、内側面に複数の凹凸を形成することにより、鉄筋との接合強度を高めたものがある（例えば、特許文献１、２、３参照）。
特開平８－４９３５６号公報 特開平７－２７９３１４号公報 特開平６－１２９０５８号公報
　しかしながら、上記特許文献１等の継手を製造するためには、内側面に複数の凹凸を形成するための複雑な工程が必要になる。また、このような継手は、肉厚の厚いものしか製造することができない。
　この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡単に製造することができ、小型軽量かつ高い接合力を有する構造物の製造方法、継手、継手付き棒材及び建設部材を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、この発明の第１の観点に係る構造物の製造方法は、
　複数の凹凸が形成された軸棒の側面に、樹脂が含浸された繊維シートを巻いた状態で固定しながら前記樹脂を硬化させ、硬化した前記樹脂が含浸された繊維シートから成る管状の継手を作成する第１の工程と、
　前記継手の一端から前記軸棒を途中まで抜き出す第２の工程と、
　曲げ補強用の第１の棒材を前記継手の他端から挿入した状態で、前記継手に接着剤を封入して前記第１の棒材を前記継手に固定する第３の工程と、
　前記継手の一端から前記軸棒を完全に抜き出す第４の工程と、
　前記継手の一端が他の建設部材と接合するための接合棒材を挿入可能な状態で、前記継手及び前記第１の棒材を、木質系又はコンクリート製の建設部材に固定する第５の工程と、
　を含む。
　前記第１の工程に先だって、
　半径を調節可能な芯棒の側面に、複数の凹凸が網目状に形成され前記樹脂に対して非接着性を有するテープを巻くことにより、前記軸棒を生成する第６の工程を含み、
　前記第２の工程では、
　前記芯棒の半径を短くして、前記軸棒を抜き出す、
　こととしてもよい。
　前記第１の工程に先立って、
　前記軸棒の側面に、らせん状のねじ溝を形成する第７の工程を含み、
　前記第２の工程では、
　前記ねじ溝に沿って前記継手に対して前記軸棒を回転させながら前記軸棒を抜き出す、
　こととしてもよい。
　前記継手の内側面と前記継手が固定された建設部材の外面とを挿通する貫通穴を形成する第８の工程と、
　他の建設部材と接合するための第２の棒材を前記継手の一端から挿入する第９の工程と、
　前記貫通穴から接着剤を注入して、前記継手と前記第２の棒材とを固定する第１０の工程と、
　を含む、
　こととしてもよい。
　この発明の第２の観点に係る継手は、
　管状に巻かれ、硬化した樹脂が含浸され、内側面に複数の凹凸が形成された繊維シートを備える管状の継手である。
　この発明の第３の観点に係る継手付き棒材は、
　管状に巻かれ、硬化した樹脂が含浸され、内側面に複数の凹凸が形成された繊維シートと、
　前記繊維シートの途中まで挿入された曲げ補強用の棒材と、
　前記棒材と前記繊維シートとの間に封入された接着剤から成る接着層と、
　を備える。
　この発明の第４の観点に係る建設部材は、
　本発明の継手付き棒材と、
　前記継手付き棒材の端部に他の建設部材と接合するための接合棒材を挿入可能な状態で、前記継手付き棒材を固定する木質系又はコンクリート製の部材と、
　を備える。
　この発明によれば、複数の凹凸が側面に形成された軸棒に樹脂が含浸された繊維シートを巻いて樹脂を硬化させるという簡便な方法で管状の継手が形成される。また、この継手は、繊維シートで形成されているので、小型で軽量である。さらに、この継手の内側面には、複数の凹凸が形成されているので、内部に挿入される棒材との間に高い接合力を得ることができる。
この発明の実施の形態１に係る継手及び棒材の外観を示す図である。 継手と棒材を長手方向から見た図である。 ２つの棒材が継手に接合された状態を示す図である。 長手方向から見た継手の断面図である。 長手方向に沿った継手の断面図である。 継手が組み込まれる建設部材を長手方向に延びる側面から見た断面図である。 建設部材を長手方向から見た図である。 建設部材に挿入された継手の一部を示す断面図である。 継手、建設部材及び構造物の製造方法のフローチャート（その１）である。 継手、建設部材及び構造物の製造方法のフローチャート（その２）である。 継手の製造に用いられる芯棒の斜視図である。 芯棒にＰ．Ｐ．テープを巻いた状態を示す図である。 軸方向を繊維の方向とする繊維シートを軸棒に巻いた状態を示す図である。 周方向を繊維の方向とする繊維シートを軸棒に巻いた状態を示す図である。 軸レゾルシノール樹脂棒に巻かれた継手を示す図である。 軸棒の半径を小さくした状態を示す図である。 軸棒が途中まで引き抜かれた様子を示す図である。 棒材が継手に挿入された様子を示す図である。 棒材と継手の間に接着層が形成された様子を示す図である。 軸棒が完全に引き抜かれた様子を示す図である。 継手及び棒材が平板の溝部に挿入され固定された様子を示す図である。 ２つ建設部材と、それらを接合する接合棒材とを示す斜視図である。 一方の建設部材に接合棒材が挿入された状態を示す図である。 両方の建設部材に接合棒材が挿入された状態を示す平面図である。 両方の建設部材に接合棒材が挿入された状態を示す斜視図である。 接合された建設部材に接着剤が注入される様子を示す図である。 柱を介して梁としての２つの建設部材を接合する様子（接合前）を示す図である。 柱を介して梁としての２つの建設部材を接合する様子（接合後）を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る継手の製造に用いられる軸棒及び継手の構成を示す斜視図である。 鉄筋コンクリート造基礎と建設部材とを接合する例（その１、接合前）を示す図である。 鉄筋コンクリート造基礎と建設部材とを接合する例（その１、接合後）を示す図である。 鉄筋コンクリート造基礎と建設部材とを接合する例（その２、接合前）を示す図である。 鉄筋コンクリート造基礎と建設部材とを接合する例（その２、接合後）を示す図である。
　以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
実施の形態１．
　図１Ａに示すように、継手１は、一方向に延びる管状の継手部材（スリーブ）である。継手１は、炭素繊維の強化プラスチックで構成される炭素繊維パイプ（Carbon Fiber Pipe）である。継手１は、棒材２と棒材３とを接合する。棒材２、３は、例えば異形鉄筋である。
　図１Ｂに示すように、継手１は、円環状の継手である。棒材２、３は、円柱状の棒材である。継手１の内管の直径は、棒材２、３の半径よりも２、３ｍｍ程度大きくなっている。
　図１Ｃに示すように、継手１は、両端から管の内側に棒材２及び棒材３を挿入して、さらに、接着剤を封入することにより、棒材２と棒材３とを接合する。継手１は、簡便な製法で形成することができ、小型軽量で、棒材２と棒材３との間に高い接合力を与える。以下、その構成及び製法について説明する。
　図２Ａ及び図２Ｂに示すように、継手１は、２つの繊維層１Ａ、１Ｂで構成されている。
　繊維層１Ａは、樹脂が含浸された炭素繊維シートが円環状に巻かれ樹脂が硬化することにより形成されている。この炭素繊維シートは、繊維の方向を、継手１の軸方向として巻かれている。この繊維シートは、例えば４層に巻かれている。
　繊維層１Ｂは、樹脂が含浸された炭素繊維シートが円環状に巻かれ樹脂が硬化することにより形成されている。この炭素繊維シートは、繊維の方向を、継手１の周方向として巻かれている。この繊維シートは、例えば４巻に巻かれている。
　図２Ａに示すように、棒材２と継手１（繊維層１Ａ）との間には、接着剤が充填されることにより形成された接着層４が形成されている。接着層４を介して、継手１と棒材２（あるいは棒材３）が接合されている。図２Ｂに示すように、棒材２と棒材３とは、継手１で軸方向に連結されている。
　継手１は、繊維層１Ａ、１Ｂで構成されているため、非常に小型で軽量である。また、繊維層１Ａと繊維層１Ｂとでは、繊維方向が異なるため、軸方向の引張力、圧縮力等、あらゆる方向の力に対して継手１を強くすることができるので、継手１の強度を向上することができる。
　図２Ａ及び図２Ｂに一部拡大して示すように、繊維層１Ａの最内側、すなわち継手１の内側面には、複数の凹凸が形成されている。この凹凸により、継手１と接着層４との接触面積を高め、挿入される棒材２、３の接合強度を飛躍的に高めることができる。例えば、凹凸の存在で、継手１から鉄筋の棒材２、３が抜ける引っ張り力を、鉄筋の棒材２、３が降伏するレベルの力にまで高めることができる。また、継手１の内壁面の凹凸は、棒材２、３を介して伝わる圧縮応力に対しても効果を発揮する。すなわち、圧縮降伏が発生する力を飛躍的に高めることができる。
　図２Ｂに示すように、継手１には、管の内側と外側とを挿通する貫通穴１０が２つ設けられている。貫通穴１０は、棒材２、３の端部付近に形成されている。貫通穴１０は、接着剤を管内に挿入したり、管内の空気を外に排出したりするために設けられている。
　図３Ａに示すように、継手１は、建設部材１００に組み込まれた形で使用される。建設部材１００は、集成材又は製材から成る木質系の角材である。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、建設部材１００には、その長手方向に延びる長穴５０が６つほど設けられている。各長穴５０には、建設部材１００の曲げ補強用の棒材２（異形鉄筋）が挿入されている。継手１は、同じ長穴５０の両端部付近に組み込まれている。継手１には、棒材２の端部が途中まで挿入されている。継手１は、他端が他の建設部材１００と接合するための接合用の棒材３を挿入可能な状態で、すなわち長穴５０が外部に開放された状態で、建設部材１００に固定されている。
　図３Ｃに示すように、建設部材１００に挿入された継手１の内部には、左上側の貫通穴１０の手前まで、棒材２が挿入されている。棒材２は、接着剤による接着層４を介して継手１と固定されている。継手１では、貫通穴１０より左側、すなわち棒材２が挿入されていない部分では、中空のままとなっている。
　次に、この発明の実施の形態に係る継手１の製造方法、建設部材１００の製造方法及び建設部材１００を用いた構造物の製造方法について説明する。図４、図５には、これらの製造方法の流れが示されている。
　図４に示すように、まず、芯棒が作成される（ステップＳ１）。図６Ａに示すように、芯棒６は、塩化ビニルの円管状のパイプ７と、長片８とで構成されている。パイプ７の一部は、軸方向（長手方向）に沿って切断されており、その切断箇所に長片８が挿入可能となっている。パイプ７に長片８を挿入すると、芯棒６の半径は所定の大きさとなり、パイプ７から長片８を退避させると、芯棒６の半径は、長片８が挿入されているときよりも小さくなる。パイプ７の側面は、繊維シートに含浸されている樹脂と接着性を有しない。なお、図示されている側の芯棒６の端部は、開口されているが、図示しない側の芯棒６の端部は、閉じられた平面となっている。
　続いて、図６Ｂに示すように、Ｐ．Ｐ．テープ９及び透明テープ１１等のテープを芯棒６に巻く（ステップＳ２）。まず、透明テープ１１が芯棒６に１巻きごとに５ｍｍ程度重なり合うようにらせん状に巻かれる。透明テープ１１は、外側が接着面となっている。透明テープ１１の上にＰ．Ｐ．テープ９が巻かれる。Ｐ．Ｐテープ９は、透明テープ１１に接着された状態となっている。Ｐ．Ｐ．テープ９は、芯棒６の側面に前後が重ならないようにらせん状に巻かれる。Ｐ．Ｐ．テープ９の表面には、複数の凹凸が網目状に形成されている。この実施の形態では、ステップＳ１、Ｓ２が、半径を調節可能な芯棒６の側面に、複数の凹凸が網目状に形成され樹脂に対して非接着性を有するＰ．Ｐ．テープ９を巻くことにより、軸棒１２を生成する第６の工程に対応する。
　続いて、繊維層１Ａを形成する（ステップＳ３）。ここで、図６Ｃに示すように、繊維方向が軸方向の繊維シート（樹脂含浸）２Ａを軸棒１２の側面に巻くことにより、繊維層１Ａが形成される。
　続いて、繊維層１Ｂを形成する（ステップＳ４）。ここで、図６Ｄに示すように、繊維方向が周方向の繊維シート（樹脂含浸）２Ｂを繊維層１Ａの上に巻くことにより、繊維層１Ｂが形成される。
　続いて、外側からプレスをかけて樹脂を硬化させる（ステップＳ５）。これにより、図７Ａに示すように、軸棒１２の周りに巻回された２つの繊維層１Ａ、１Ｂから成る継手１が形成される。この実施の形態では、ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５が、複数の凹凸が形成された軸棒１２の側面に、樹脂が含浸された繊維シート２Ａ、２Ｂを巻いた状態で固定しながら樹脂を硬化させ、硬化した樹脂が含浸された繊維シート２Ａ、２Ｂから成る管状の継手１を作成する第１の工程に対応する。
　続いて、半径が小さくなるように軸棒１２（芯棒６）の半径を調整する（ステップＳ６）。ここでは、パイプ７から長片８を軸方向に抜いて、図７Ｂに示すように、軸棒１２（芯棒６）の半径を小さくする。軸棒１２の径は、軸棒１２を抵抗なく抜き出すことができ、かつ、接着剤が軸棒１２と継手１の隙間に入り込まない程度の大きさとなる。パイプ７の背割り部分には、Ｐ．Ｐ．テープ９等がまかれているので、パイプ内に後述する接着剤が流れ込まないようになっている。ここで、Ｐ．Ｐテープ９が、繊維層１Ａに貼り付いている場合には、軸棒１２が抜かれた部分のＰ．Ｐテープ９を繊維層１Ａから剥がすようにする。Ｐ．Ｐ．テープ９は、エポキシ樹脂との間の接着性が低く、らせん状に巻かれているため、容易に剥がすことができる。このため、図７Ａの軸棒１２の右半分と左半分とで、芯棒６に巻くＰ．Ｐテープ９を分けておくのが望ましい。
　続いて、軸棒１２を途中まで抜き出す（ステップＳ７）。ここでは、図７Ｃに示すように、軸棒１２が左側に抜き出される。すなわちこの実施の形態では、ステップＳ６、Ｓ７が、継手１の一端から軸棒１２を途中まで抜き出す第２の工程に対応する。なお、ここで、継手１に貫通穴１０が形成される。貫通穴１０は、軸棒１２の端部と、軸棒１２が挿入されていない部分の奥側とに２カ所形成される。
　続いて、図５に示すように、軸棒１２を抜き出した部分に、曲げ補強の棒材２を挿入する（ステップＳ８）。ここでは、図７Ｄに示すように、軸棒１２を抜き出した右側の端部から棒材２が挿入される。
　続いて、曲げ補強の棒材２を挿入した部分に、エポキシ樹脂等の接着剤を一方の貫通穴１０を介して注入して硬化させ、接着層４を形成する（ステップＳ９）。図７Ｅに示すように、棒材２と継手１との間に接着層４が形成される。これにより、棒材２が継手１に固定される。すなわち、この実施の形態では、ステップＳ８、Ｓ９が、曲げ補強用の第１の棒材としての棒材２を継手１の他端から挿入した状態で、継手１に接着剤を封入して棒材２を継手１に固定する第３の工程に対応する。
　続いて、軸棒１２を継手１の端部から完全に抜き出す（ステップＳ１０）。これにより、図７Ｆに示すように、継手１内に棒材２が挿入されていない空間が形成される。すなわちこの実施の形態では、ステップＳ１０が、継手１の一端から軸棒１２を完全に抜き出す第４の工程に対応する。
　続いて、継手１と棒材２とを、平板の溝部に固定する（ステップＳ１２）。図８に示すように、平板２０には、長手方向に３つの溝部２１が形成されている。各溝部２１に、継手１と棒材２が挿入され、エポキシ等の接着剤が溝部２１に充填されて、継手１と棒材２とが固定される。なお、ここでは、継手１に設けられた貫通穴１０（棒材２が設けられていない側の貫通穴１０）と、平板２０に開けられた貫通穴１０とを位置合わせして、それらの位置が一致するように、継手１が設置される。すなわち、この実施の形態では、ステップＳ１２が、継手１の内側面と継手１が固定された建設部材１００の外面とを挿通する貫通穴１０を形成する第８の工程に対応する。
　続いて、溝部２１も接着剤を充填して塞ぎ、接着剤が硬化後、平板２０を成形する。続いて、集成材又は製材に平板２０が貼り付けられることにより、建設部材１００が作成される（ステップＳ１３）。図３Ａには、このようにして作成された建設部材１００が示されている。図３Ａに示すように、棒材２の両端に継手１が挿入され、固定されている。これにより、溝部２１が長穴５０となる。すなわち、この実施の形態では、ステップＳ１２、Ｓ１３が、継手１の一端が他の建設部材１００と接合するための接合用の棒材３を挿入可能な状態で、継手１及び棒材２を、木質系の建設部材１００に固定する第５の工程に対応する。
　建設部材１００は、他の建設部材１００と接合されて、梁として用いられる。図９に示すように、２つの建設部材１００が接合用の棒材３を介して接合される。
　図５に戻り、接合用の棒材３を継手１に挿入する（ステップＳ１４）。ここで、図１０に示すように他の建設部材１００と接合するための接合用の棒材３が、建設部材１００の長穴５０に挿入される。
　続いて、他の建設部材１００にも接合用の棒材３を挿入する（ステップＳ１５）。このようにして、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、２つの建設部材１００が棒材３を介して連結される。すなわち、この実施の形態では、ステップＳ１４、Ｓ１５が、他の建設部材１００と接合するための棒材３を継手１の一端から挿入する第９の工程に対応する。
　続いて、貫通穴１０より、接着剤を注入する（ステップＳ１６）。図１２に示すように、一方の建設部材１００の貫通穴１０から注入された接着剤は、矢印で示すように、継手１の中を流れ、継手１から、さらに接合用の棒材３が挿入された長穴５０に入り込み、他の建設部材１００まで達する。継手１及び長穴５０の中に存在していた空気は、他の建設部材１００の貫通穴１０から抜け、その後に接着剤が充填される。継手１及び長穴５０に充填された接着剤が硬化すると、２つの建設部材１００の接合が完了する。この実施の形態では、ステップＳ１６が、貫通穴１０から接着剤を注入して、継手１と棒材３とを固定する第１０の工程に対応する。
　ところで、建設部材１００の接合状態は上述したものには限られない。例えば、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、柱材１０１の長穴６０に接合用の棒材３を通し、柱材１０１を介して、梁としての２つの建設部材１００を接合することもできる。
　以上詳細に説明したように、この実施の形態に係る管状の継手１は、複数の凹凸が側面に形成された軸棒１２に繊維シート２Ａ、２Ｂを巻いて樹脂を硬化させるという簡便な方法で形成される。また、この継手１は、繊維シート２Ａ、２Ｂで形成されているので、小型で軽量である。さらに、この継手１の内側面には、複数の凹凸が形成されているので、高い接合力を得ることができる。すなわちこの実施の形態によれば、複数の凹凸が内側面に形成され、軽量かつ接合耐力の高い継手１を簡便な方法で製造することができる。
実施の形態２．
　上記実施の形態１に係る継手１の内側面は、Ｐ．Ｐ．テープ９を用いて網目状の凹凸を形成した。しかしながら、本発明はこれには限られない。継手１の内側面は、らせん状の凹凸で形成されていてもよい。
　図１４において、継手１を一部破砕して示すように、この実施の形態では、軸棒１２の側面に、らせん状のねじ溝が形成されている。継手１の内側面に形成される凹凸は、この軸棒１２の側面に形成されたらせん状のねじ溝に沿ったものとなる。この軸棒１２も、繊維シート２Ａ、２Ｂに含浸される樹脂に対して、非接着性を有する。このようにすれば、ねじ溝に沿って軸棒１２を回転させながら軸棒１２を継手１から抜き出すことができる。
　この実施の形態における継手１、建設部材１００及び構造物の製造方法は、上記実施の形態（図４、図５参照）と同じである。ステップＳ７、Ｓ１０では、巻かれた繊維シート２Ａ、２Ｂに含浸した樹脂を硬化させた後に、ねじ溝に沿って軸棒１２を回転させるようにすれば、軸棒１２を継手１から抜き出すことができる。
　このように、この実施の形態では、継手１の内側面には、軸棒１２のねじ溝に沿ったらせん状の凹凸が形成される。この凹凸により、挿入される棒材２と棒材３との接合力が向上する。この実施の形態では、図４のステップＳ１、Ｓ２の代わりに、繊維層１Ａの形成（ステップＳ３）に先だって、表面にらせん状の凹凸が形成された軸棒１２を生成する。この生成工程が、軸棒１２の側面に、らせん状のねじ溝を形成する第７の工程に対応する。
　この実施の形態に係る軸棒１２は、継手１を一本作成した後も、そのまま再利用が可能である。したがって、１本の軸棒１２で、複数の継手１を作成することが可能である。これにより、継手１の生産性が向上する。
　上記実施の形態に係る建設部材１００は、梁だけでなく、柱材にも適用可能である。例えば、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、建設部材１００を柱脚として鉄筋コンクリート造基礎１０２に接合することができる。この場合、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、まず、建設部材１００に接合用の棒材３を挿入、固定してから、無収縮グラウトが充填された鉄筋コンクリート造基礎１０２の縦穴７０に棒材３を挿入して建設部材１００を鉄筋コンクリート造基礎１０２の上に固定してもよい。
　また、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、鉄筋コンクリート造基礎１０２の縦穴７０に接合用の棒材３を挿入して無収縮グラウトを充填して棒材３を固定してから、その棒材３を建設部材１００の長穴５０に挿入し、接着剤を貫通穴１０から流し込んでもよい。この場合には、建設部材１００に長穴５０と外部とを挿通する空気抜き穴７１を形成し、長穴５０の空気を外部に排出する必要がある。
　上記実施の形態では、内側面の全面に複数の凹凸を形成したが、内側面の一部に複数の凹凸を形成するようにしてもよい。
　また、上記実施の形態では、建設部材１００に挿入する継手１の数を６対としたが、これには限られない。一対から５対であってもよいし、７対以上でもよい。継手１の数は接合する相手によって、任意に設定することができる。
　上記実施の形態では、棒材２、３を異形鉄筋としたが、アラミドロッド等の他の棒材であってもよい。要は、建設部材よりも堅い材料から成る棒材であればよい。
　上記実施の形態では、炭素繊維シートを用いて継手１を形成したが、他の繊維シートを用いて継手１を形成するようにしてもよい。例えば、アラミド繊維、ケブラー、ダイニーマ等を用いるようにしてもよい。
　上記実施の形態では、炭素繊維シートに含浸させる樹脂をエポキシ系樹脂としたが、本発明はこれには限られない。ポリアミド系樹脂、フェノール系樹脂、レゾルシノール樹脂を用いてもよい。
　上記実施の形態では、各繊維シート２Ａ、２Ｂをそれぞれ４巻きとしたが、これには限られない。１巻きでもよいし、２巻き、３巻きでもよい。また、５巻き以上でもよい。
　上記実施の形態では、建設部材１００を木質系の部材としたが、本発明はこれには限られない。例えば、コンクリート製の部材、例えばプレキャスコンクリートであってもよい。
　この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
　なお、本願については、２０１５年１月１９日に出願された日本国特許出願２０１５－７５７６号を基礎とする優先権を主張し、本明細書中に日本国特許出願２０１５－７５７６号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
　この発明は、建築物又は橋などの構造物内の継手として用いられるのに適している。
１　継手、１Ａ、１Ｂ　繊維層、２、３　棒材、２Ａ、２Ｂ　繊維シート、４　接着層、６　芯棒、７　パイプ、８　長片、９　Ｐ．Ｐ．（ポリプロピレン）テープ、１０　貫通穴、１１　透明テープ、１２　軸棒、２０　平板、２１　溝部、５０、６０　長穴、７０　縦穴、７１　空気抜き穴、１００　建設部材、１０１　柱材、１０２　鉄筋コンクリート造基礎

Claims (7)

  1. 　複数の凹凸が形成された軸棒の側面に、樹脂が含浸された繊維シートを巻いた状態で固定しながら前記樹脂を硬化させ、硬化した前記樹脂が含浸された繊維シートから成る管状の継手を作成する第１の工程と、
    　前記継手の一端から前記軸棒を途中まで抜き出す第２の工程と、
    　曲げ補強用の第１の棒材を前記継手の他端から挿入した状態で、前記継手に接着剤を封入して前記第１の棒材を前記継手に固定する第３の工程と、
    　前記継手の一端から前記軸棒を完全に抜き出す第４の工程と、
    　前記継手の一端が他の建設部材と接合するための接合棒材を挿入可能な状態で、前記継手及び前記第１の棒材を、木質系又はコンクリート製の建設部材に固定する第５の工程と、
    　を含む構造物の製造方法。
  2. 　前記第１の工程に先だって、
    　半径を調節可能な芯棒の側面に、複数の凹凸が網目状に形成され前記樹脂に対して非接着性を有するテープを巻くことにより、前記軸棒を生成する第６の工程を含み、
    　前記第２の工程では、
    　前記芯棒の半径を短くして、前記軸棒を抜き出す、
    　請求項１に記載の構造物の製造方法。
  3. 　前記第１の工程に先立って、
    　前記軸棒の側面に、らせん状のねじ溝を形成する第７の工程を含み、
    　前記第２の工程では、
    　前記ねじ溝に沿って前記継手に対して前記軸棒を回転させながら前記軸棒を抜き出す、
    　請求項１に記載の構造物の製造方法。
  4. 　前記継手の内側面と前記継手が固定された建設部材の外面とを挿通する貫通穴を形成する第８の工程と、
    　他の建設部材と接合するための第２の棒材を前記継手の一端から挿入する第９の工程と、
    　前記貫通穴から接着剤を注入して、前記継手と前記第２の棒材とを固定する第１０の工程と、
    　を含む請求項１から３のいずれか一項に記載の構造物の製造方法。
  5. 　管状に巻かれ、硬化した樹脂が含浸され、内側面に複数の凹凸が形成された繊維シートを備える管状の継手。
  6. 　管状に巻かれ、硬化した樹脂が含浸され、内側面に複数の凹凸が形成された繊維シートと、
    　前記繊維シートの途中まで挿入された曲げ補強用の棒材と、
    　前記棒材と前記繊維シートとの間に封入された接着剤から成る接着層と、
    　を備える継手付き棒材。
  7. 　請求項６に記載の継手付き棒材と、
    　前記継手付き棒材の端部に他の建設部材と接合するための接合棒材を挿入可能な状態で、前記継手付き棒材を固定する木質系又はコンクリート製の部材と、
    　を備える建設部材。
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