プレキャスト床版及びその継手構造
【課題】連結鉄筋を突き合わせ添筋を介して接続する継手構造であっても接合端部間距離を増大せずに応力伝達が十分に果たせる継手構造を提供する。
【解決手段】プレキャスト床版1を隣接して設置し連結用鋼板3を突き合わせ連結鉄筋4を対向させる。連結用鋼板3に添接板9を載置しボルトナット10を挿通して締結し連結用鋼板3を接続する。連結鉄筋4と同一高さに添筋11を配置し、これら連結鉄筋4及び添筋11の上側にこれらと直交する交差鉄筋12を配置した後、接合部の間詰コンクリート13を充填する。連結鉄筋4と応力を伝達する添筋11を上側の交差鉄筋12と下側の連結用鋼板3で拘束することで薄い版構造であっても十分な強さの継手構造となる。
【解決手段】プレキャスト床版1を隣接して設置し連結用鋼板3を突き合わせ連結鉄筋4を対向させる。連結用鋼板3に添接板9を載置しボルトナット10を挿通して締結し連結用鋼板3を接続する。連結鉄筋4と同一高さに添筋11を配置し、これら連結鉄筋4及び添筋11の上側にこれらと直交する交差鉄筋12を配置した後、接合部の間詰コンクリート13を充填する。連結鉄筋4と応力を伝達する添筋11を上側の交差鉄筋12と下側の連結用鋼板3で拘束することで薄い版構造であっても十分な強さの継手構造となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、継手部に連結用鋼板と連結鉄筋を突設するプレキャスト床版及びこのようなプレキャスト床版同士を接続するための継手構造の改良に関するものである。
【背景技術】
【0002】
プレキャストコンクリート床版は、現場における型枠、鉄筋及びコンクリート打設等の工事を大幅に削減でき、コスト面のみならず安全面や工期短縮の点からも有利であるため、その適用範囲が広げられてきている。一方、プレキャスト床版は一般に工場などで作製され、その後現場に搬送されるため、運搬車輌等の関係から所定の大きさ、例えば製品幅は2.5m以内とする等の制限が付加されている場合が多い。
【0003】
従ってプレキャスト床版では継手部が増加することになるため、その構造が重要となる。従来のプレキャスト床版の継手構造は、接合端より突設する連結鉄筋を重ね合わせ、その後コンクリートを打設するのが一般的であったが、コンクリート床版の下面に鋼板を取り付け、この突設する鋼板を継手部の型枠として用いるプレキャスト床版も提案されていた。このようなプレキャスト床版としては、例えば下記に示すような技術が提案されていた。
【特許文献1】特許第2832522号公報
【0004】
特許文献1には、図18及び図19に示すように、鋼板103とコンクリート102を合成してなるプレキャスト床板101の継手構造が記載されている。この従来のプレキャスト床版101は、コンクリート床版102の下面全体に鋼板103が取り付けられており、継手部において、この鋼板103,103同士を突き合わせると共に連結鉄筋104,104を重ね継手で繋いでいた。
【0005】
継手部の鋼板103の下面には添接板109を設け、これらにジベルとしての役割をも果たす高力ボルト110を挿通してナットで締結し、この後連結鉄筋104に交差する鉄筋112を配設し、端部間のコンクリート113を打設して継手構造を形成していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、従来の鋼板とコンクリートを合成してなるプレキャスト床板101では、連結鉄筋104同士を直接重ね継手で繋いでいたため、図20に示すように連結鉄筋104のコンクリート床版102からの突出長さaが大きくなっていた。現状標準的に使用されているコンクリート標準示方書(社団法人土木学会編集)の規準によれば、鉄筋の基本重ね長さld(引張鉄筋の基本定着長)は最小でもld=20φであり、条件によっては更に長い重ね長さが採用されていた。
【0007】
従って従来のプレキャスト床版101では、運搬車輌を考慮して輸送幅を2.5mと限定する場合、鉄筋長L0がクリティカルとなり、パネル分割幅D0が大きく取れない問題点があった。即ちパネル分割幅D0は2.5mより略重ね継手の長さ分ld短くしなければならなかった。このため、継手部の個数が増大し、プレキャスト製品であるにも関わらず、工場打設範囲が少なくなり、現場での間詰部打設量が増える欠点があった。
【0008】
又連結鉄筋104同士を直接重ね継手で繋ぐ方式の場合、鉄筋同士が干渉すると敷設が困難となるため、鉄筋の干渉を考慮した設計が必要であり、その配筋作業も煩雑となった。又現場で重ね継手を成立させるためには、工場での仮組が必須であり原寸チェック作業等の負担が大変であった。
【0009】
ところでプレキャスト床版の継手構造としては、連結鉄筋同士を直接重ね継手で繋ぐ方式の他、連結鉄筋同士を突き合わせ、これらに添筋を介して接続する方式も提案されていた。このようなプレキャスト床版の継手構造としては、例えば下記に示すような技術が提案されていた。
【特許文献2】実開平5−89701号公報
【0010】
特許文献2には、コンクリート端部より網状鉄筋を突設するプレキャスト床板の継手構造が記載されており、この従来のプレキャスト床版は、図21に示すように、連結する網状鉄筋205(主筋205a及び直交筋205b)の両側に対となる網状の添筋211(主筋211a及び直交筋211b)を対称に配置していた。
【0011】
ところが、応力伝達をする添筋211を軸力が作用する網状鉄筋205の外側に配置した場合、図22に示すように引張力Pが作用すると、打継面などのコンクリート213の表面からひび割れが発生し、連結する網状鉄筋205と応力を伝達する添筋211が離れる方向に分力が発生する。この時離れる方向に対する拘束鋼材が無いため、連結する網状鉄筋205と添筋211の間をひび割れが延伸し、結局両側の添筋部分が引張力を伝達できなくなり、破壊に至る恐れがあった。
【0012】
又連結鉄筋同士を突き合わせ、これらを添筋で接続する方式に現状規準の基本重ね長さldを夫々適用すると、間詰部の幅が40φ以上必要となり、プレキャスト床版としてのメリットが無くなる構造となってしまった。又重ね継手の代わりに溶接などにより接合する方法もあったが、コスト面や現場での施工状況を考慮すると実用的ではなかった。
【0013】
この発明は、従来のプレキャスト床版及びその継手構造が有する上記の問題点を解消すべくなされたものであり、鉄筋の突出長が小さく、パネル分割幅が大きく取れ、工場打設範囲を増大し現場での間詰部打設量を減少させるプレキャスト床版を提供することを目的としている。又連結鉄筋を突き合わせ、添筋を介して接続する継手構造であっても、接合端部間距離を増大せずに応力伝達が十分に果たせる継手構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記課題を解決するため、この発明のプレキャスト床版は、コンクリート床版の接合端下面には添接板取付用のボルト孔を穿設する連結用鋼板を突設し、その上部の接合端側面には連結鉄筋を突設するプレキャスト床版において、前記連結鉄筋の突設長は、φ=連結鉄筋の直径とするとき、少なくとも10φ以上であって、前記連結用鋼板の突設長さ以内であることを特徴とするものである。
【0015】
連結用鋼板は継手部の周辺のみでもよいし、コンクリート床版全体に貼り付けるものでもよい。コンクリートと鋼板は一体的に挙動するようジベル等のずれ止めを突設する。連結鉄筋は連結用鋼板と略同一長さの突出長とする。
【0016】
請求項2記載のプレキャスト床版の継手構造は、請求項1記載のプレキャスト床版同士を接合するため、対向する前記連結用鋼板及び前記連結鉄筋を夫々突き合わせ、各連結鉄筋との継手長さが少なくとも夫々10φ以上有すると共に各連結鉄筋と同一高さに配設する添筋と、同一平面に配置する前記連結鉄筋及び添筋の上面にあってこれらと直交する交差鉄筋により前記連結鉄筋を接続し、前記連結用鋼板は添接板とボルトを用いて接続し、対向する前記接合端の間にはコンクリートを打設してなることを特徴とするものである。
【0017】
プレキャスト床版同士を隣接して設置し、連結用鋼板を突き合わせ、連結鉄筋を対向させる。連結用鋼板はボルト孔を穿設する添接板を添接しボルトナットを締結して接続する。連結鉄筋と同一高さに応力伝達する添筋を配置し、これら連結鉄筋及び添筋の上側にこれらと直交する交差鉄筋を配置した後、接合部のコンクリートを充填する。
【発明の効果】
【0018】
この発明のプレキャスト床版は、連結鉄筋の突設長を連結用鋼板の突設長さ以内とするため、パネル分割幅を大きく取れる。その結果としてパネル分割数が減り、継手個数が減少する。又連結鉄筋の突設長を最小10φとするので、添筋を用いる継手構造であっても重ね継手の間詰部と大差が無くなり、相対的に現場での間詰コンクリート総量を減らすことができる。又工場でのパネル作製時に1型枠工当りの打設範囲を大きく取ることができる。
【0019】
請求項2記載のプレキャスト床版の継手構造は、連結鉄筋を突き合わせ、添筋を介して接続する継手構造であるため、基本的に鉄筋の干渉を考慮する必要がなくなり、原寸チェックをパネル単位で行なうことが出来る。施工誤差をある程度吸収できるため、工場での仮組を省略することができ、又各パネルの鉄筋同士が干渉しないため床版の敷設が容易になる。
【0020】
又添筋は連結鉄筋と同一高さに配設し、連結鉄筋及び添筋の上面には交差鉄筋を配設すると共に連結用鋼板を連結鉄筋の下面で接続する。これらの交差鉄筋及び連結用鋼板が連結鉄筋の軸直角方向の動きを拘束するので連結鉄筋の継手長さが10φと小さいものであっても応力伝達が十分に果たせる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
次にこの発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図1はプレキャスト床版の正面図、図2はプレキャスト床版の一部を省略した平面図、図3は図2のIII−III断面の一部を拡大した断面図である。プレキャスト床版1は、コンクリート床版2の接合端下面に連結用鋼板3を突設し、その上部の接合端側面には連結鉄筋4を突設する。連結鉄筋4は連結用鋼板3と略同一長さの突出長とする。このため、鉄筋長L0とパネル分割幅D0を等しく輸送幅2.5mにできる。
【0022】
プレキャスト床版1は、これを作製する際、継手方向に配設する主筋5と、直交筋6を組立て、添接板取付用のボルト孔3aを穿設する連結用鋼板3を接合端下面に配置し、接合端側面には図示しない型枠を立設し、コンクリート7を打設する。この時、主筋5の端部は型枠より突設して連結鉄筋4とする。連結用鋼板3には、ジベル8を適宜間隔で突設しコンクリート7との一体化を図る。連結鉄筋4の突設長は、少なくとも10φ以上であって、最大でも15φ以内とすることが望ましい。又連結用鋼板3の厚さは6mm以上が望ましい。
【0023】
次にプレキャスト床版の継手構造を図4、図5及び図6に基づき説明する。図4は継手構造の断面図、図5は継手部の平面図、図6は継手構造を作製する手順の説明図である。なお図6におけるa1〜e1は夫々継手部の断面図、a2〜e2は夫々継手部の平面図を示す。
【0024】
先ずプレキャスト床版1,1を隣接して設置し、連結用鋼板3,3を突き合わせ、連結鉄筋4,4を対向させる(図6(a1)(a2))。次に連結用鋼板3の上面に添接板9を載置し、ボルトナット10を挿通してこれを締結し連結用鋼板3,3を接続する(図6(b1)(b2))。
【0025】
連結鉄筋4と同一高さに応力伝達する添筋11を配置し(図6(c1)(c2))、これら連結鉄筋4及び添筋11の上側にこれらと直交する交差鉄筋12を配置した後(図6(d1)(d2))、接合部の間詰コンクリート13を充填する(図6(e1)(e2))。
【0026】
なお、連結用鋼板は継手部の周辺のみでもよいし、図7及び図8に示すようにコンクリート床版22の下面全体に貼り付ける構成でもよい。この場合には、連結用鋼板23の全面に亘りジベル8を突設する。
【実施例】
【0027】
添筋継手の性能を評価するため、薄い版構造における鉄筋継手の破壊性状を実験により確認した。試験体は図9及び図10に示す厚さH=120mmのコンクリート矩形板32であって、その内部にφ19mmの鉄筋34,34を対向して配置し、夫々の端部を板外に突設した。
【0028】
この対向する鉄筋34,34に同径の添筋41,41を同一高さで並べて配置した。添筋41と各鉄筋34のラップ長さは夫々10φとした。これら対向する鉄筋34及び添筋41の上面にその並び方向と直交する方向で逆U型の交差鉄筋42を配置した。
【0029】
更に交差鉄筋42と反対側のコンクリート矩形板32の片面に、対向する鉄筋34が突設する辺から内方に向かって幅d、厚さ6mmの鋼板33を部分的に貼り付けた。又鋼板を貼り付けないものも別に作製した。
【0030】
このように作製した試験体を用い、突設する対向鉄筋34に引張力Pを与えて、その破壊性状を確認した。ここで、軸力が作用する鉄筋継手に発生する応力を図11乃至図13に基づき説明する。図11は重ね継手における鉄筋の配置図、図12は重ね継手部の応力状態の説明図、図13は重ね継手部のひび割れ発生時の説明図である。
【0031】
鉄筋44,44を重ね継手で繋ぐ場合、現状標準的に使用されているコンクリート標準示方書(社団法人土木学会編集)の規準によれば、鉄筋の重ね合わせ長さは、下記の数式1で求められる引張鉄筋の基本定着長ldが適用されている。
【数1】
【0032】
この基本定着長は最小でもld=20φとされ、条件によっては更に長い重ね長さが採用されていた。鉄筋44に軸引張力Pが作用すると鉄筋44の重ね合わせ範囲ld間では、図12に示すように鉄筋44,44間で力を伝達するためリブ44aからリブ44bに対し斜め方向の力pが挟まれたコンクリート53に発生する。これにより鉄筋軸に対し直角方向の分力nが生ずることになる。
【0033】
この時、ldが小さく十分な重ね合わせ範囲がないと、各リブ44a,44b間で負担する応力が過大となり、斜め方向のひび割れ53aが生じ、鉄筋軸直角方向の分力nで鉄筋44,44同士が離れようとする状態になってしまう。
【0034】
重ね継手で繋ぐ鉄筋が横方向鉄筋で補強されている場合、同規準によれば鉄筋の必要定着長l0は、下記の数式2で求められるとされている。
【数2】
【0035】
ところで、これらの規定は一般に鉄筋のかぶりが大きい躯体構造を主眼に置いた規定で、薄い版構造では適用されていない。特に数式2は、煩雑かつ適用できる構造条件が不明確であるという理由で一般には使用されていなかった。但し、この式で計算すると重ね長さは20φより短く、10〜15φとなることが判明している。
【0036】
実験は、薄い版構造であっても数式2が適用可能であることを実証するために行なったものである。
【0037】
図14及び図15に鋼板33を結合したコンクリート矩形板32のひび割れ状況を示す。ひび割れは交差鉄筋42が有る面(上面)から発生し、破壊荷重は82kNであった。
【0038】
次に鋼板を貼り付けていないコンクリート矩形板32のひび割れ状況を図16及び図17に示す。ひび割れは横方向の拘束物である交差鉄筋42が無い面(下面)から発生し、その破壊荷重は64kNであった。この破壊荷重は鉄筋が降伏する荷重よりも低いものであった。
【0039】
一方、鋼板を結合したコンクリート矩形板の破壊荷重82kNは、64kNの約1.3倍であり、鉄筋が降伏するのと同程度であった。このように鉄筋が降伏する荷重まで継手が壊れないということは、継手が弱点とならないことを実証したものである。
【0040】
連結する鉄筋と応力を伝達する添筋の両側(上面・下面)に横方向の拘束鋼材(交差鉄筋と鋼板)が無ければ、版状の構造物では鉄筋継手の十分な連結耐力が得られない。一方、連結する鉄筋と応力を伝達する添筋を上側の交差鉄筋と下側の鋼板で挟み込めば薄い版構造であっても十分な強さの継手に出来ることを実証した。
【0041】
これによりプレキャストの特徴を生かしつつ、継手部の充填コンクリートを減らしても、コンクリートが割れる恐れのないプレキャスト床版の継手構造が実証された。
【産業上の利用可能性】
【0042】
この発明の継手構造は、プレキャスト床版のみならず、プレキャスト梁など広くプレキャストコンクリート同士を接合する継手部分に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】プレキャスト床版の正面図である。
【図2】プレキャスト床版の一部を省略した平面図である。
【図3】図2のIII−III断面の一部を拡大した断面図である。
【図4】継手構造の断面図である。
【図5】継手部の平面図である。
【図6】継手構造を作製する手順の説明図である。
【図7】別の実施形態のプレキャスト床版の断面図である。
【図8】別の実施形態のプレキャスト床版の平面図である。
【図9】試験体の平面図である。
【図10】図9のX−X断面を示す断面図である。
【図11】重ね継手における鉄筋の配置図である。
【図12】重ね継手部の応力状態の説明図である。
【図13】重ね継手部のひび割れ発生時の説明図である。
【図14】鋼板を貼付した試験体の上面からの斜視図である。
【図15】鋼板を貼付した試験体の下面からの斜視図である。
【図16】鋼板をしない試験体の上面からの斜視図である。
【図17】鋼板をしない試験体の下面からの斜視図である。
【図18】従来のプレキャスト床版の断面図である。
【図19】従来のプレキャスト床版の平面図である。
【図20】従来のプレキャスト床版の正面図である。
【図21】従来の添筋継手構造の断面図である。
【図22】従来の添筋継手構造における破壊状況の説明図である。
【符号の説明】
【0044】
1 プレキャスト床版
2 コンクリート床版
3 連結用鋼板
4 連結鉄筋
5 主筋
7 コンクリート
8 ジベル
9 添接板
10 ボルトナット
11 添筋
12 交差鉄筋
13 間詰コンクリート
【技術分野】
【0001】
この発明は、継手部に連結用鋼板と連結鉄筋を突設するプレキャスト床版及びこのようなプレキャスト床版同士を接続するための継手構造の改良に関するものである。
【背景技術】
【0002】
プレキャストコンクリート床版は、現場における型枠、鉄筋及びコンクリート打設等の工事を大幅に削減でき、コスト面のみならず安全面や工期短縮の点からも有利であるため、その適用範囲が広げられてきている。一方、プレキャスト床版は一般に工場などで作製され、その後現場に搬送されるため、運搬車輌等の関係から所定の大きさ、例えば製品幅は2.5m以内とする等の制限が付加されている場合が多い。
【0003】
従ってプレキャスト床版では継手部が増加することになるため、その構造が重要となる。従来のプレキャスト床版の継手構造は、接合端より突設する連結鉄筋を重ね合わせ、その後コンクリートを打設するのが一般的であったが、コンクリート床版の下面に鋼板を取り付け、この突設する鋼板を継手部の型枠として用いるプレキャスト床版も提案されていた。このようなプレキャスト床版としては、例えば下記に示すような技術が提案されていた。
【特許文献1】特許第2832522号公報
【0004】
特許文献1には、図18及び図19に示すように、鋼板103とコンクリート102を合成してなるプレキャスト床板101の継手構造が記載されている。この従来のプレキャスト床版101は、コンクリート床版102の下面全体に鋼板103が取り付けられており、継手部において、この鋼板103,103同士を突き合わせると共に連結鉄筋104,104を重ね継手で繋いでいた。
【0005】
継手部の鋼板103の下面には添接板109を設け、これらにジベルとしての役割をも果たす高力ボルト110を挿通してナットで締結し、この後連結鉄筋104に交差する鉄筋112を配設し、端部間のコンクリート113を打設して継手構造を形成していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、従来の鋼板とコンクリートを合成してなるプレキャスト床板101では、連結鉄筋104同士を直接重ね継手で繋いでいたため、図20に示すように連結鉄筋104のコンクリート床版102からの突出長さaが大きくなっていた。現状標準的に使用されているコンクリート標準示方書(社団法人土木学会編集)の規準によれば、鉄筋の基本重ね長さld(引張鉄筋の基本定着長)は最小でもld=20φであり、条件によっては更に長い重ね長さが採用されていた。
【0007】
従って従来のプレキャスト床版101では、運搬車輌を考慮して輸送幅を2.5mと限定する場合、鉄筋長L0がクリティカルとなり、パネル分割幅D0が大きく取れない問題点があった。即ちパネル分割幅D0は2.5mより略重ね継手の長さ分ld短くしなければならなかった。このため、継手部の個数が増大し、プレキャスト製品であるにも関わらず、工場打設範囲が少なくなり、現場での間詰部打設量が増える欠点があった。
【0008】
又連結鉄筋104同士を直接重ね継手で繋ぐ方式の場合、鉄筋同士が干渉すると敷設が困難となるため、鉄筋の干渉を考慮した設計が必要であり、その配筋作業も煩雑となった。又現場で重ね継手を成立させるためには、工場での仮組が必須であり原寸チェック作業等の負担が大変であった。
【0009】
ところでプレキャスト床版の継手構造としては、連結鉄筋同士を直接重ね継手で繋ぐ方式の他、連結鉄筋同士を突き合わせ、これらに添筋を介して接続する方式も提案されていた。このようなプレキャスト床版の継手構造としては、例えば下記に示すような技術が提案されていた。
【特許文献2】実開平5−89701号公報
【0010】
特許文献2には、コンクリート端部より網状鉄筋を突設するプレキャスト床板の継手構造が記載されており、この従来のプレキャスト床版は、図21に示すように、連結する網状鉄筋205(主筋205a及び直交筋205b)の両側に対となる網状の添筋211(主筋211a及び直交筋211b)を対称に配置していた。
【0011】
ところが、応力伝達をする添筋211を軸力が作用する網状鉄筋205の外側に配置した場合、図22に示すように引張力Pが作用すると、打継面などのコンクリート213の表面からひび割れが発生し、連結する網状鉄筋205と応力を伝達する添筋211が離れる方向に分力が発生する。この時離れる方向に対する拘束鋼材が無いため、連結する網状鉄筋205と添筋211の間をひび割れが延伸し、結局両側の添筋部分が引張力を伝達できなくなり、破壊に至る恐れがあった。
【0012】
又連結鉄筋同士を突き合わせ、これらを添筋で接続する方式に現状規準の基本重ね長さldを夫々適用すると、間詰部の幅が40φ以上必要となり、プレキャスト床版としてのメリットが無くなる構造となってしまった。又重ね継手の代わりに溶接などにより接合する方法もあったが、コスト面や現場での施工状況を考慮すると実用的ではなかった。
【0013】
この発明は、従来のプレキャスト床版及びその継手構造が有する上記の問題点を解消すべくなされたものであり、鉄筋の突出長が小さく、パネル分割幅が大きく取れ、工場打設範囲を増大し現場での間詰部打設量を減少させるプレキャスト床版を提供することを目的としている。又連結鉄筋を突き合わせ、添筋を介して接続する継手構造であっても、接合端部間距離を増大せずに応力伝達が十分に果たせる継手構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記課題を解決するため、この発明のプレキャスト床版は、コンクリート床版の接合端下面には添接板取付用のボルト孔を穿設する連結用鋼板を突設し、その上部の接合端側面には連結鉄筋を突設するプレキャスト床版において、前記連結鉄筋の突設長は、φ=連結鉄筋の直径とするとき、少なくとも10φ以上であって、前記連結用鋼板の突設長さ以内であることを特徴とするものである。
【0015】
連結用鋼板は継手部の周辺のみでもよいし、コンクリート床版全体に貼り付けるものでもよい。コンクリートと鋼板は一体的に挙動するようジベル等のずれ止めを突設する。連結鉄筋は連結用鋼板と略同一長さの突出長とする。
【0016】
請求項2記載のプレキャスト床版の継手構造は、請求項1記載のプレキャスト床版同士を接合するため、対向する前記連結用鋼板及び前記連結鉄筋を夫々突き合わせ、各連結鉄筋との継手長さが少なくとも夫々10φ以上有すると共に各連結鉄筋と同一高さに配設する添筋と、同一平面に配置する前記連結鉄筋及び添筋の上面にあってこれらと直交する交差鉄筋により前記連結鉄筋を接続し、前記連結用鋼板は添接板とボルトを用いて接続し、対向する前記接合端の間にはコンクリートを打設してなることを特徴とするものである。
【0017】
プレキャスト床版同士を隣接して設置し、連結用鋼板を突き合わせ、連結鉄筋を対向させる。連結用鋼板はボルト孔を穿設する添接板を添接しボルトナットを締結して接続する。連結鉄筋と同一高さに応力伝達する添筋を配置し、これら連結鉄筋及び添筋の上側にこれらと直交する交差鉄筋を配置した後、接合部のコンクリートを充填する。
【発明の効果】
【0018】
この発明のプレキャスト床版は、連結鉄筋の突設長を連結用鋼板の突設長さ以内とするため、パネル分割幅を大きく取れる。その結果としてパネル分割数が減り、継手個数が減少する。又連結鉄筋の突設長を最小10φとするので、添筋を用いる継手構造であっても重ね継手の間詰部と大差が無くなり、相対的に現場での間詰コンクリート総量を減らすことができる。又工場でのパネル作製時に1型枠工当りの打設範囲を大きく取ることができる。
【0019】
請求項2記載のプレキャスト床版の継手構造は、連結鉄筋を突き合わせ、添筋を介して接続する継手構造であるため、基本的に鉄筋の干渉を考慮する必要がなくなり、原寸チェックをパネル単位で行なうことが出来る。施工誤差をある程度吸収できるため、工場での仮組を省略することができ、又各パネルの鉄筋同士が干渉しないため床版の敷設が容易になる。
【0020】
又添筋は連結鉄筋と同一高さに配設し、連結鉄筋及び添筋の上面には交差鉄筋を配設すると共に連結用鋼板を連結鉄筋の下面で接続する。これらの交差鉄筋及び連結用鋼板が連結鉄筋の軸直角方向の動きを拘束するので連結鉄筋の継手長さが10φと小さいものであっても応力伝達が十分に果たせる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
次にこの発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図1はプレキャスト床版の正面図、図2はプレキャスト床版の一部を省略した平面図、図3は図2のIII−III断面の一部を拡大した断面図である。プレキャスト床版1は、コンクリート床版2の接合端下面に連結用鋼板3を突設し、その上部の接合端側面には連結鉄筋4を突設する。連結鉄筋4は連結用鋼板3と略同一長さの突出長とする。このため、鉄筋長L0とパネル分割幅D0を等しく輸送幅2.5mにできる。
【0022】
プレキャスト床版1は、これを作製する際、継手方向に配設する主筋5と、直交筋6を組立て、添接板取付用のボルト孔3aを穿設する連結用鋼板3を接合端下面に配置し、接合端側面には図示しない型枠を立設し、コンクリート7を打設する。この時、主筋5の端部は型枠より突設して連結鉄筋4とする。連結用鋼板3には、ジベル8を適宜間隔で突設しコンクリート7との一体化を図る。連結鉄筋4の突設長は、少なくとも10φ以上であって、最大でも15φ以内とすることが望ましい。又連結用鋼板3の厚さは6mm以上が望ましい。
【0023】
次にプレキャスト床版の継手構造を図4、図5及び図6に基づき説明する。図4は継手構造の断面図、図5は継手部の平面図、図6は継手構造を作製する手順の説明図である。なお図6におけるa1〜e1は夫々継手部の断面図、a2〜e2は夫々継手部の平面図を示す。
【0024】
先ずプレキャスト床版1,1を隣接して設置し、連結用鋼板3,3を突き合わせ、連結鉄筋4,4を対向させる(図6(a1)(a2))。次に連結用鋼板3の上面に添接板9を載置し、ボルトナット10を挿通してこれを締結し連結用鋼板3,3を接続する(図6(b1)(b2))。
【0025】
連結鉄筋4と同一高さに応力伝達する添筋11を配置し(図6(c1)(c2))、これら連結鉄筋4及び添筋11の上側にこれらと直交する交差鉄筋12を配置した後(図6(d1)(d2))、接合部の間詰コンクリート13を充填する(図6(e1)(e2))。
【0026】
なお、連結用鋼板は継手部の周辺のみでもよいし、図7及び図8に示すようにコンクリート床版22の下面全体に貼り付ける構成でもよい。この場合には、連結用鋼板23の全面に亘りジベル8を突設する。
【実施例】
【0027】
添筋継手の性能を評価するため、薄い版構造における鉄筋継手の破壊性状を実験により確認した。試験体は図9及び図10に示す厚さH=120mmのコンクリート矩形板32であって、その内部にφ19mmの鉄筋34,34を対向して配置し、夫々の端部を板外に突設した。
【0028】
この対向する鉄筋34,34に同径の添筋41,41を同一高さで並べて配置した。添筋41と各鉄筋34のラップ長さは夫々10φとした。これら対向する鉄筋34及び添筋41の上面にその並び方向と直交する方向で逆U型の交差鉄筋42を配置した。
【0029】
更に交差鉄筋42と反対側のコンクリート矩形板32の片面に、対向する鉄筋34が突設する辺から内方に向かって幅d、厚さ6mmの鋼板33を部分的に貼り付けた。又鋼板を貼り付けないものも別に作製した。
【0030】
このように作製した試験体を用い、突設する対向鉄筋34に引張力Pを与えて、その破壊性状を確認した。ここで、軸力が作用する鉄筋継手に発生する応力を図11乃至図13に基づき説明する。図11は重ね継手における鉄筋の配置図、図12は重ね継手部の応力状態の説明図、図13は重ね継手部のひび割れ発生時の説明図である。
【0031】
鉄筋44,44を重ね継手で繋ぐ場合、現状標準的に使用されているコンクリート標準示方書(社団法人土木学会編集)の規準によれば、鉄筋の重ね合わせ長さは、下記の数式1で求められる引張鉄筋の基本定着長ldが適用されている。
【数1】
【0032】
この基本定着長は最小でもld=20φとされ、条件によっては更に長い重ね長さが採用されていた。鉄筋44に軸引張力Pが作用すると鉄筋44の重ね合わせ範囲ld間では、図12に示すように鉄筋44,44間で力を伝達するためリブ44aからリブ44bに対し斜め方向の力pが挟まれたコンクリート53に発生する。これにより鉄筋軸に対し直角方向の分力nが生ずることになる。
【0033】
この時、ldが小さく十分な重ね合わせ範囲がないと、各リブ44a,44b間で負担する応力が過大となり、斜め方向のひび割れ53aが生じ、鉄筋軸直角方向の分力nで鉄筋44,44同士が離れようとする状態になってしまう。
【0034】
重ね継手で繋ぐ鉄筋が横方向鉄筋で補強されている場合、同規準によれば鉄筋の必要定着長l0は、下記の数式2で求められるとされている。
【数2】
【0035】
ところで、これらの規定は一般に鉄筋のかぶりが大きい躯体構造を主眼に置いた規定で、薄い版構造では適用されていない。特に数式2は、煩雑かつ適用できる構造条件が不明確であるという理由で一般には使用されていなかった。但し、この式で計算すると重ね長さは20φより短く、10〜15φとなることが判明している。
【0036】
実験は、薄い版構造であっても数式2が適用可能であることを実証するために行なったものである。
【0037】
図14及び図15に鋼板33を結合したコンクリート矩形板32のひび割れ状況を示す。ひび割れは交差鉄筋42が有る面(上面)から発生し、破壊荷重は82kNであった。
【0038】
次に鋼板を貼り付けていないコンクリート矩形板32のひび割れ状況を図16及び図17に示す。ひび割れは横方向の拘束物である交差鉄筋42が無い面(下面)から発生し、その破壊荷重は64kNであった。この破壊荷重は鉄筋が降伏する荷重よりも低いものであった。
【0039】
一方、鋼板を結合したコンクリート矩形板の破壊荷重82kNは、64kNの約1.3倍であり、鉄筋が降伏するのと同程度であった。このように鉄筋が降伏する荷重まで継手が壊れないということは、継手が弱点とならないことを実証したものである。
【0040】
連結する鉄筋と応力を伝達する添筋の両側(上面・下面)に横方向の拘束鋼材(交差鉄筋と鋼板)が無ければ、版状の構造物では鉄筋継手の十分な連結耐力が得られない。一方、連結する鉄筋と応力を伝達する添筋を上側の交差鉄筋と下側の鋼板で挟み込めば薄い版構造であっても十分な強さの継手に出来ることを実証した。
【0041】
これによりプレキャストの特徴を生かしつつ、継手部の充填コンクリートを減らしても、コンクリートが割れる恐れのないプレキャスト床版の継手構造が実証された。
【産業上の利用可能性】
【0042】
この発明の継手構造は、プレキャスト床版のみならず、プレキャスト梁など広くプレキャストコンクリート同士を接合する継手部分に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】プレキャスト床版の正面図である。
【図2】プレキャスト床版の一部を省略した平面図である。
【図3】図2のIII−III断面の一部を拡大した断面図である。
【図4】継手構造の断面図である。
【図5】継手部の平面図である。
【図6】継手構造を作製する手順の説明図である。
【図7】別の実施形態のプレキャスト床版の断面図である。
【図8】別の実施形態のプレキャスト床版の平面図である。
【図9】試験体の平面図である。
【図10】図9のX−X断面を示す断面図である。
【図11】重ね継手における鉄筋の配置図である。
【図12】重ね継手部の応力状態の説明図である。
【図13】重ね継手部のひび割れ発生時の説明図である。
【図14】鋼板を貼付した試験体の上面からの斜視図である。
【図15】鋼板を貼付した試験体の下面からの斜視図である。
【図16】鋼板をしない試験体の上面からの斜視図である。
【図17】鋼板をしない試験体の下面からの斜視図である。
【図18】従来のプレキャスト床版の断面図である。
【図19】従来のプレキャスト床版の平面図である。
【図20】従来のプレキャスト床版の正面図である。
【図21】従来の添筋継手構造の断面図である。
【図22】従来の添筋継手構造における破壊状況の説明図である。
【符号の説明】
【0044】
1 プレキャスト床版
2 コンクリート床版
3 連結用鋼板
4 連結鉄筋
5 主筋
7 コンクリート
8 ジベル
9 添接板
10 ボルトナット
11 添筋
12 交差鉄筋
13 間詰コンクリート
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンクリート床版の接合端下面には添接板取付用のボルト孔を穿設する連結用鋼板を突設し、その上部の接合端側面には連結鉄筋を突設するプレキャスト床版において、前記連結鉄筋の突設長は、φ=連結鉄筋の直径とするとき、少なくとも10φ以上であって、前記連結用鋼板の突設長さ以内であることを特徴とするプレキャスト床版。
【請求項2】
請求項1記載のプレキャスト床版同士を接合するため、対向する前記連結用鋼板及び前記連結鉄筋を夫々突き合わせ、各連結鉄筋との継手長さが少なくとも夫々10φ以上有すると共に各連結鉄筋と同一高さに配設する添筋と、同一平面に配置する前記連結鉄筋及び添筋の上面にあってこれらと直交する交差鉄筋により前記連結鉄筋を接続し、前記連結用鋼板は添接板とボルトを用いて接続し、対向する前記接合端の間にはコンクリートを打設してなることを特徴とするプレキャスト床版の継手構造。
【請求項1】
コンクリート床版の接合端下面には添接板取付用のボルト孔を穿設する連結用鋼板を突設し、その上部の接合端側面には連結鉄筋を突設するプレキャスト床版において、前記連結鉄筋の突設長は、φ=連結鉄筋の直径とするとき、少なくとも10φ以上であって、前記連結用鋼板の突設長さ以内であることを特徴とするプレキャスト床版。
【請求項2】
請求項1記載のプレキャスト床版同士を接合するため、対向する前記連結用鋼板及び前記連結鉄筋を夫々突き合わせ、各連結鉄筋との継手長さが少なくとも夫々10φ以上有すると共に各連結鉄筋と同一高さに配設する添筋と、同一平面に配置する前記連結鉄筋及び添筋の上面にあってこれらと直交する交差鉄筋により前記連結鉄筋を接続し、前記連結用鋼板は添接板とボルトを用いて接続し、対向する前記接合端の間にはコンクリートを打設してなることを特徴とするプレキャスト床版の継手構造。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【公開番号】特開2007−162341(P2007−162341A)
【公開日】平成19年6月28日(2007.6.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−360196(P2005−360196)
【出願日】平成17年12月14日(2005.12.14)
【出願人】(000200367)川田工業株式会社 (41)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年6月28日(2007.6.28)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年12月14日(2005.12.14)
【出願人】(000200367)川田工業株式会社 (41)
【Fターム(参考)】
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