せん断補強筋及びせん断補強筋の作製方法
【課題】十分な強度を有し、かつ重量を軽量化するとともに容易に作製することができるせん断補強筋を提供する。
【解決手段】せん断補強筋１は、銑鉄や鋼を使用して鋳造法や鍛造法あるいは機械加工により形成され、プレート部４と円柱状のボス５を有する係止部材２のボス５の先端部に棒鋼３をフラッシュ溶接により、少ない溶接入熱で係止部材２に棒鋼３を接合する。また、係止部材２のボス５の先端部に棒鋼３を接合して、せん断補強筋１の強度を高めることとともに軽量化する。
【解決手段】せん断補強筋１は、銑鉄や鋼を使用して鋳造法や鍛造法あるいは機械加工により形成され、プレート部４と円柱状のボス５を有する係止部材２のボス５の先端部に棒鋼３をフラッシュ溶接により、少ない溶接入熱で係止部材２に棒鋼３を接合する。また、係止部材２のボス５の先端部に棒鋼３を接合して、せん断補強筋１の強度を高めることとともに軽量化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば構造物の耐震性能を高めるために主筋又は配力筋間を連結するせん断補強筋及びせん断補強筋の作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート構造の構造物などの内部に配置される鉄筋は、軸方向力又は曲げモーメントを負担する主筋と、主筋と直角方向に配置し、主筋の位置を確保し、直角方向へも応力を伝える配力筋と、主筋間や配力筋間を連結するせん断補強筋などから構成している。このせん断補強筋として、例えば特許文献１や特許文献２等に種々のせん断補強筋が開示されている。特許文献１に示されたせん断補強筋は、一端部には主筋等に引っ掛ける半円形のフック部を有し、他端部にはねじ部を有する鋼棒と、鋼棒のねじ部に着脱自在な係止板を有し、フック部を相対する２本の主筋のうち一方の主筋に引っ掛けて鋼棒を主筋間に配置し、鋼棒のねじ部に平鋼からなる係止板をナットで固定してせん断補強筋を主筋間に取付けるようにしている。また、フック部の代わりにねじ部を設け、鋼棒の両端のねじ部に係止板をナットで固定するせん断補強鋼も開示されている。
【０００３】
また、特許文献２に示されたせん断補強筋は、前記鋼棒の両端のねじ部にナットで固定する係止板の代わりに、鋼棒の先端を例えば高周波誘導加熱で加熱して熱間据込加工を施して軸線方向に圧縮して外径を拡径して係止部を形成している。
【０００４】
特許文献１に示すように、せん断補強筋を主筋等の間に取り付けるとき、係止板を鋼棒にナットで固定していると、係止板の固定作業が容易でなく、多くの作業時間を要し、現場の施工効率が低下するという短所がある。
【０００５】
また、特許文献２に示すように、鋼棒の先端を高周波指導加熱で加熱して熱間据込加工を施して係止部を形成していると、多数のせん断補強筋を短時間で作成することは困難であり、せん断補強筋の単価が高くなってしまうという短所がある。
【０００６】
これらの短所に対処するために、係止板を高速回転しながら、棒鋼と係止板を摩擦接合により接合したり、係止板に棒鋼を溶接により一体化してせん断補強筋を作製する方法も使用されている。
【特許文献１】特開平１０−１９６１２０号公報
【特許文献２】特開２０００−２５７２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記のように平鋼からなる係止板に棒鋼を直接接合したとき、図６に示すように、係止板２０と棒鋼２１の接合部にバリ２２が生じる。このバリ２２を除去することは容易でなく、バリ２２の除去作業に多くの時間を要する。また、作製したせん断補強筋２３で主筋間や配力筋間を連結したとき、係止板２０の棒鋼２１と接合した部分２４に応力が集中し、係止板２０が破損する可能性がある。このため係止板２０を厚くして十分に強度を持たせる必要があるが、係止板２０を厚くすると、せん断補強筋２３の重量が大きくなり、作業性が悪くなるという短所がある。
【０００８】
この発明は、このような短所を改善し、十分な強度を有し、かつ重量を軽量化するとともに容易に作製することができるせん断補強筋及びせん断補強筋の作製方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のせん断補強筋は、係止部材と、係止部材に接合された棒鋼とを有し、前記係止部材は、プレート部と円柱状のボスを有し、銑鉄や鋼を使用して鋳造法や鍛造法あるいは機械加工により形成され、前記棒鋼は前記係止部材のボスの先端部にフラッシュ溶接により接合されたことを特徴とする。
【００１０】
前記係止部材のボスは、接合する棒鋼とほぼ同じ外径を有することが望ましい。
【００１１】
また、前記係止部材のプレート部は、長手方向の一方の端部が先細に形成され、長手方向の中心より他方の端部側にボスが設けられている。
【００１２】
さらに、前記係止部材のプレート部を、直方体形状に形成したり、円板状又は楕円板状に形成しての良い。
【００１３】
この発明のせん断補強筋の作製方法は、プレート部と、該プレート部に設けられた円柱状のボスを有する係止部材の、ボスの先端に棒鋼をフラッシュ溶接により接合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明のせん断補強筋は、銑鉄や鋼を使用して鋳造法や鍛造法あるいは機械加工により形成され、プレート部と円柱状のボスを有する係止部材のボスの先端部に棒鋼をフラッシュ溶接により接合したから、少ない溶接入熱で係止部材に棒鋼を接合でき、せん断補強筋を小型の溶接電源を使用して短時間で作製することができる。
【００１５】
また、係止部材のボスの先端部に棒鋼を接合するから、せん断補強筋の強度を高めることができるとともに軽量化を図ることができる。
【００１６】
さらに、係止部材のボスを、接合する棒鋼とほぼ同じ外径にすることにより、棒鋼を接合したときに生じるバリを容易に除去することができ、品質の良いせん断補強筋を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１はこの発明のせん断補強筋の構成図である。図に示すようにせん断補強筋１は、係止部材２と、係止部材２に接合された棒鋼３とを有する。係止部材２は、銑鉄や鋼を使用して鋳造法や鍛造法あるいは機械加工により形成され、図２の斜視図に示すように、プレート部４と円柱状のボス５を有する。プレート部４は、長手方向の一方の端部４ａが半円形で先細に形成され、長手方向の中心より他方の端部４側にボス５が設けられている。ボス５は接合する棒鋼３とほぼ同じ外径を有する。棒鋼３は係止部材２のボス５の先端部にフラッシュ溶接により接合されている。
【００１８】
このせん断補強筋１の係止部材２と棒鋼３を接合してせん断補強筋１を作製するときは、図３の工程図（ａ）に示すように、係止部材２を溶接装置の固定クランプ６で保持し、棒鋼３を溶接装置の可動クランプ７で保持し、棒鋼３の先端部を係止部材２のボス５と対向させて配置する。そして可動クランプ７を固定クランプ６側に前進させ、可動クランプ７で保持した棒鋼３の先端部を固定クランプ６で保持している係止部材２のボス５に軽く接触させる。この状態で溶接電源８から固定クランプ６に設けた固定電極９と可動クランプ７に設けた可動電極１０に電圧を印加し、棒鋼３の先端部と係止部材２のボス５の接続部に大電流を流して集中的に加熱する。この加熱により接触部が溶融して火花となって飛び散り、その接触が断たれると、さらに可動クランプ７を前進させ、棒鋼３の先端部と係止部材２のボス５の間で接触と火花飛散を繰り返して接触部を加熱する。この加熱により棒鋼３と係止部材２のボス５の接触部の温度が適温に達したとき、可動クランプ７を急激に前進させ、棒鋼３と係止部材２のボス５の接触部に対して急激に圧力を加えてすえ込み（アプセット）により、図３（ｂ）に示すように、係止部材２のボス５に棒鋼４を圧接する。
【００１９】
棒鋼３と係止部材２のボス５を圧接した後、固定クランプ６により係止部材２のクランプを解除し、可動クランプ７による棒鋼３のクランプを解除して接合した棒鋼３と係止部材２を取り外す。
【００２０】
このようにして接合した係止部材２のボス５と棒鋼３の接合部には、図３（ｂ）に示すように、バリ１１が形成される。このバリ１１を除去して、図３（ｃ）に示すように、せん断補強筋１を作製する。このバリ１１を除去するとき、ボス５と棒鋼３がほぼ同じ外径で形成されているから、押し抜きにより簡単にバリ１１を除去することができる。したがって主筋等の連結部にバリ１１が残ることはなく、主筋等に安定して連結することができる。
【００２１】
また、係止部材２のボス５に棒鋼３を接合して作製したせん断補強筋１と、平鋼の係止板に棒鋼３と同じ外径の棒鋼を直接接合して作製したせん断補強筋の溶接入熱に対する引張強度の変化を調べた結果を図４に示す。図４に示すように、所定の強度を確保するために必要な溶接入熱は、係止部材２のボス５に棒鋼３を接合した場合は、平鋼の係止板に棒鋼を直接接合した場合と比べてほぼ１／４の溶接入熱となり、小型の溶接電源８を使用して短時間で接合することができ、機械的特性に優れた溶接継手を得ることができた。
【００２２】
前記説明では、係止部材２として、長手方向の一方の端部４ａが半円形で先細に形成されたプレート部４と円柱状のボス５を有する場合について説明したが、図５（ａ）に示すように、直方体に形成されたプレート部４１にボス５を有する係止部材２ａや、図５（ｂ）に示すように、円板又は楕円板に形成されたプレート部４２にボス５を有する係止部材２ｂを使用しても、機械的特性に優れたせん断補強筋を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明のせん断補強筋の構成図である。
【図２】せん断補強筋の係止部材の構成を示す斜視図である。
【図３】せん断補強筋の作製方法を示す工程図である。
【図４】せん断補強筋の溶接入熱に対する引張強度の変化特性図である。
【図５】せん断補強筋の他の係止部材の構成を示す斜視図である。
【図６】従来のせん断補強筋の構成図である。
【符号の説明】
【００２４】
１；せん断補強筋、２；係止部材、３；棒鋼、４；プレート部、５；ボス、
６；固定クランプ、７；可動クランプ、８；溶接電源、９；固定電極、
１０；可動電極、１１；バリ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば構造物の耐震性能を高めるために主筋又は配力筋間を連結するせん断補強筋及びせん断補強筋の作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート構造の構造物などの内部に配置される鉄筋は、軸方向力又は曲げモーメントを負担する主筋と、主筋と直角方向に配置し、主筋の位置を確保し、直角方向へも応力を伝える配力筋と、主筋間や配力筋間を連結するせん断補強筋などから構成している。このせん断補強筋として、例えば特許文献１や特許文献２等に種々のせん断補強筋が開示されている。特許文献１に示されたせん断補強筋は、一端部には主筋等に引っ掛ける半円形のフック部を有し、他端部にはねじ部を有する鋼棒と、鋼棒のねじ部に着脱自在な係止板を有し、フック部を相対する２本の主筋のうち一方の主筋に引っ掛けて鋼棒を主筋間に配置し、鋼棒のねじ部に平鋼からなる係止板をナットで固定してせん断補強筋を主筋間に取付けるようにしている。また、フック部の代わりにねじ部を設け、鋼棒の両端のねじ部に係止板をナットで固定するせん断補強鋼も開示されている。
【０００３】
また、特許文献２に示されたせん断補強筋は、前記鋼棒の両端のねじ部にナットで固定する係止板の代わりに、鋼棒の先端を例えば高周波誘導加熱で加熱して熱間据込加工を施して軸線方向に圧縮して外径を拡径して係止部を形成している。
【０００４】
特許文献１に示すように、せん断補強筋を主筋等の間に取り付けるとき、係止板を鋼棒にナットで固定していると、係止板の固定作業が容易でなく、多くの作業時間を要し、現場の施工効率が低下するという短所がある。
【０００５】
また、特許文献２に示すように、鋼棒の先端を高周波指導加熱で加熱して熱間据込加工を施して係止部を形成していると、多数のせん断補強筋を短時間で作成することは困難であり、せん断補強筋の単価が高くなってしまうという短所がある。
【０００６】
これらの短所に対処するために、係止板を高速回転しながら、棒鋼と係止板を摩擦接合により接合したり、係止板に棒鋼を溶接により一体化してせん断補強筋を作製する方法も使用されている。
【特許文献１】特開平１０−１９６１２０号公報
【特許文献２】特開２０００−２５７２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記のように平鋼からなる係止板に棒鋼を直接接合したとき、図６に示すように、係止板２０と棒鋼２１の接合部にバリ２２が生じる。このバリ２２を除去することは容易でなく、バリ２２の除去作業に多くの時間を要する。また、作製したせん断補強筋２３で主筋間や配力筋間を連結したとき、係止板２０の棒鋼２１と接合した部分２４に応力が集中し、係止板２０が破損する可能性がある。このため係止板２０を厚くして十分に強度を持たせる必要があるが、係止板２０を厚くすると、せん断補強筋２３の重量が大きくなり、作業性が悪くなるという短所がある。
【０００８】
この発明は、このような短所を改善し、十分な強度を有し、かつ重量を軽量化するとともに容易に作製することができるせん断補強筋及びせん断補強筋の作製方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のせん断補強筋は、係止部材と、係止部材に接合された棒鋼とを有し、前記係止部材は、プレート部と円柱状のボスを有し、銑鉄や鋼を使用して鋳造法や鍛造法あるいは機械加工により形成され、前記棒鋼は前記係止部材のボスの先端部にフラッシュ溶接により接合されたことを特徴とする。
【００１０】
前記係止部材のボスは、接合する棒鋼とほぼ同じ外径を有することが望ましい。
【００１１】
また、前記係止部材のプレート部は、長手方向の一方の端部が先細に形成され、長手方向の中心より他方の端部側にボスが設けられている。
【００１２】
さらに、前記係止部材のプレート部を、直方体形状に形成したり、円板状又は楕円板状に形成しての良い。
【００１３】
この発明のせん断補強筋の作製方法は、プレート部と、該プレート部に設けられた円柱状のボスを有する係止部材の、ボスの先端に棒鋼をフラッシュ溶接により接合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明のせん断補強筋は、銑鉄や鋼を使用して鋳造法や鍛造法あるいは機械加工により形成され、プレート部と円柱状のボスを有する係止部材のボスの先端部に棒鋼をフラッシュ溶接により接合したから、少ない溶接入熱で係止部材に棒鋼を接合でき、せん断補強筋を小型の溶接電源を使用して短時間で作製することができる。
【００１５】
また、係止部材のボスの先端部に棒鋼を接合するから、せん断補強筋の強度を高めることができるとともに軽量化を図ることができる。
【００１６】
さらに、係止部材のボスを、接合する棒鋼とほぼ同じ外径にすることにより、棒鋼を接合したときに生じるバリを容易に除去することができ、品質の良いせん断補強筋を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１はこの発明のせん断補強筋の構成図である。図に示すようにせん断補強筋１は、係止部材２と、係止部材２に接合された棒鋼３とを有する。係止部材２は、銑鉄や鋼を使用して鋳造法や鍛造法あるいは機械加工により形成され、図２の斜視図に示すように、プレート部４と円柱状のボス５を有する。プレート部４は、長手方向の一方の端部４ａが半円形で先細に形成され、長手方向の中心より他方の端部４側にボス５が設けられている。ボス５は接合する棒鋼３とほぼ同じ外径を有する。棒鋼３は係止部材２のボス５の先端部にフラッシュ溶接により接合されている。
【００１８】
このせん断補強筋１の係止部材２と棒鋼３を接合してせん断補強筋１を作製するときは、図３の工程図（ａ）に示すように、係止部材２を溶接装置の固定クランプ６で保持し、棒鋼３を溶接装置の可動クランプ７で保持し、棒鋼３の先端部を係止部材２のボス５と対向させて配置する。そして可動クランプ７を固定クランプ６側に前進させ、可動クランプ７で保持した棒鋼３の先端部を固定クランプ６で保持している係止部材２のボス５に軽く接触させる。この状態で溶接電源８から固定クランプ６に設けた固定電極９と可動クランプ７に設けた可動電極１０に電圧を印加し、棒鋼３の先端部と係止部材２のボス５の接続部に大電流を流して集中的に加熱する。この加熱により接触部が溶融して火花となって飛び散り、その接触が断たれると、さらに可動クランプ７を前進させ、棒鋼３の先端部と係止部材２のボス５の間で接触と火花飛散を繰り返して接触部を加熱する。この加熱により棒鋼３と係止部材２のボス５の接触部の温度が適温に達したとき、可動クランプ７を急激に前進させ、棒鋼３と係止部材２のボス５の接触部に対して急激に圧力を加えてすえ込み（アプセット）により、図３（ｂ）に示すように、係止部材２のボス５に棒鋼４を圧接する。
【００１９】
棒鋼３と係止部材２のボス５を圧接した後、固定クランプ６により係止部材２のクランプを解除し、可動クランプ７による棒鋼３のクランプを解除して接合した棒鋼３と係止部材２を取り外す。
【００２０】
このようにして接合した係止部材２のボス５と棒鋼３の接合部には、図３（ｂ）に示すように、バリ１１が形成される。このバリ１１を除去して、図３（ｃ）に示すように、せん断補強筋１を作製する。このバリ１１を除去するとき、ボス５と棒鋼３がほぼ同じ外径で形成されているから、押し抜きにより簡単にバリ１１を除去することができる。したがって主筋等の連結部にバリ１１が残ることはなく、主筋等に安定して連結することができる。
【００２１】
また、係止部材２のボス５に棒鋼３を接合して作製したせん断補強筋１と、平鋼の係止板に棒鋼３と同じ外径の棒鋼を直接接合して作製したせん断補強筋の溶接入熱に対する引張強度の変化を調べた結果を図４に示す。図４に示すように、所定の強度を確保するために必要な溶接入熱は、係止部材２のボス５に棒鋼３を接合した場合は、平鋼の係止板に棒鋼を直接接合した場合と比べてほぼ１／４の溶接入熱となり、小型の溶接電源８を使用して短時間で接合することができ、機械的特性に優れた溶接継手を得ることができた。
【００２２】
前記説明では、係止部材２として、長手方向の一方の端部４ａが半円形で先細に形成されたプレート部４と円柱状のボス５を有する場合について説明したが、図５（ａ）に示すように、直方体に形成されたプレート部４１にボス５を有する係止部材２ａや、図５（ｂ）に示すように、円板又は楕円板に形成されたプレート部４２にボス５を有する係止部材２ｂを使用しても、機械的特性に優れたせん断補強筋を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明のせん断補強筋の構成図である。
【図２】せん断補強筋の係止部材の構成を示す斜視図である。
【図３】せん断補強筋の作製方法を示す工程図である。
【図４】せん断補強筋の溶接入熱に対する引張強度の変化特性図である。
【図５】せん断補強筋の他の係止部材の構成を示す斜視図である。
【図６】従来のせん断補強筋の構成図である。
【符号の説明】
【００２４】
１；せん断補強筋、２；係止部材、３；棒鋼、４；プレート部、５；ボス、
６；固定クランプ、７；可動クランプ、８；溶接電源、９；固定電極、
１０；可動電極、１１；バリ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
係止部材と、係止部材に接合された棒鋼とを有し、
前記係止部材は、プレート部と円柱状のボスを有し、
前記棒鋼は前記係止部材のボスの先端部にフラッシュ溶接により接合されたことを特徴とするせん断補強筋。
【請求項２】
前記係止部材のボスは、接合する棒鋼とほぼ同じ外径を有する請求項１記載のせん断補強筋。
【請求項３】
前記係止部材のプレート部は、長手方向の一方の端部が先細に形成され、長手方向の中心より他方の端部側にボスが設けられている請求項１又は２記載のせん断補強筋。
【請求項４】
前記係止部材のプレート部は、直方体形状に形成された請求項１又は２記載のせん断補強筋。
【請求項５】
前記係止部材のプレート部は、円板状又は楕円板状に形成された請求項１又は２記載のせん断補強筋。
【請求項６】
プレート部と、該プレート部に設けられた円柱状のボスを有する係止部材の、ボスの先端に棒鋼をフラッシュ溶接により接合することを特徴とするせん断補強筋の作製方法。
【請求項１】
係止部材と、係止部材に接合された棒鋼とを有し、
前記係止部材は、プレート部と円柱状のボスを有し、
前記棒鋼は前記係止部材のボスの先端部にフラッシュ溶接により接合されたことを特徴とするせん断補強筋。
【請求項２】
前記係止部材のボスは、接合する棒鋼とほぼ同じ外径を有する請求項１記載のせん断補強筋。
【請求項３】
前記係止部材のプレート部は、長手方向の一方の端部が先細に形成され、長手方向の中心より他方の端部側にボスが設けられている請求項１又は２記載のせん断補強筋。
【請求項４】
前記係止部材のプレート部は、直方体形状に形成された請求項１又は２記載のせん断補強筋。
【請求項５】
前記係止部材のプレート部は、円板状又は楕円板状に形成された請求項１又は２記載のせん断補強筋。
【請求項６】
プレート部と、該プレート部に設けられた円柱状のボスを有する係止部材の、ボスの先端に棒鋼をフラッシュ溶接により接合することを特徴とするせん断補強筋の作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１２４９２３（Ｐ２００６−１２４９２３Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１０５３６（Ｐ２００４−３１０５３６）
【出願日】平成１６年１０月２６日（２００４．１０．２６）
【出願人】（０００２３１１３２）ＪＦＥ工建株式会社 (54)
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２６日（２００４．１０．２６）
【出願人】（０００２３１１３２）ＪＦＥ工建株式会社 (54)
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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