鉄筋の拘束用金具
【課題】2本の鉄筋を効率よく拘束する金具を提供する。
【解決手段】断面C字状であって、開放部の間隔は鉄筋1本の外径とほぼ等しく、内部空間の寸法は鉄筋2本の外径の合計にほぼ等しい鋼製部材である結束リング4と、2本の鉄筋の間と結束リング4の間に挿入する鋼棒であるストッパ5とによって構成する。
【解決手段】断面C字状であって、開放部の間隔は鉄筋1本の外径とほぼ等しく、内部空間の寸法は鉄筋2本の外径の合計にほぼ等しい鋼製部材である結束リング4と、2本の鉄筋の間と結束リング4の間に挿入する鋼棒であるストッパ5とによって構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄筋の拘束用金具に関するものである。
【背景技術】
【0002】
鉄筋コンクリートの柱部材では、柱の軸方向鉄筋を、一定間隔で配置した帯鉄筋で囲み、軸方向鉄筋の座屈やコンクリートの横方向のひずみを防ぎせん断力を平均化するように配慮している。
コンクリート柱の補強に際しても、帯鉄筋やそれに相当する補強部材の取り付けが必要となるが、そのような帯鉄筋などの設置として従来は次のような構成が知られている。
<1> 主筋の周囲にスパイラル筋を巻き付けて補強する方法。
<2> 分割した鉄筋を柱の周囲に取り付け、溶接して閉合して補強する方法。
<3> 帯鉄筋の取り付けではないが、鉄筋を内蔵したプレキャスト板を巻き立てて補強する方法。
<4> 分割した鋼板で柱の周囲を取り囲み、溶接して閉合して補強する方法。
<5> 分割した鋼板を接着剤で取り付けて補強する方法。
<6> 繊維シートを接着剤で取り付けて補強する方法など。
【0003】
前記したような従来の補強方法は次のような問題点を備えている。
<1> スパイラル筋を巻き付ける方法は、高強度鉄筋を使用する必要があり、材料費が高価なものである。
<2> 分割した鉄筋で柱を取り囲む方法は、鉄筋の溶接作業、あるいは特殊な構成の機械式の継手での閉塞作業が必要であり、施工費、材料費とも高価であるという問題がある。
<3> その他の方法は、鉄筋の巻き立て以上に施工費、材料費が高価な方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第2926120号公報。
【特許文献2】特許第2926122号公報。
【特許文献3】特開2000−352111号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前記したような従来の補強方法問題を解決するために本発明の出願人は先行して特願2009−204687号(以下「先行発明」)を出願している。
この先行発明は、配筋用金具1と、隅部21を有する複数本の鉄筋2とにより構成する。
柱Aの周囲に配筋する場合には、柱Aの角に配筋用金具1の稜線11を突き合わせて配置する。したがって、稜線の裏側11aは、外向きに開放状態となる。
その前、あるいはその後に、場合によっては鉄筋2を多少押し広げながら、柱Aの周囲に配置し、その隅部21を、配筋用金具1の切り欠き12内に挿入する。
すると、鉄筋の隅部21が稜線の裏側11aに露出する。
そこで、稜線の裏側11aと、鉄筋の隅部21の曲線部分の内側との間の空間にピン3を挿入する。
柱Aの4角において、上記の作業を行うことによって、柱Aの周囲に、柱Aの表面と多少の間隔をあけて、鉄筋2を配置することができる。
配筋用金具1の切り欠き12の間隔は、目的とする帯鉄筋2の要求される強度に応じた間隔を与えてあるので、複数段の配筋が可能である。
上記の配筋後に、周囲にコンクリートやモルタルを吹き付け、あるいは打設して硬化させる。
【0006】
上記の先行発明は多くの利点を備えているが、状況によって次のような問題があることが分かった。
<1> 地震時に柱の上下が反対方向に水平移動した場合に、柱が膨張する可能性があるが、その場合に図6に示すように隅部21を有する複数本の鉄筋2の両端が広がるという現象が生じる。
<2> すると、図3に示すような断面がC字状の金具で拘束していても、一方の鉄筋が外側に押出す力が強いと金具が回転してその押出しを許容してしまう。
<3> その結果、最悪の場合にせっかくの補強コンクリートが破壊してしまうことになる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記のような課題を解決するために本発明の鉄筋の拘束用金具は、結束リングとストッパとより構成し、結束リングは、断面C字状であって、開放部の間隔は鉄筋1本の外径とほぼ等しく、内部空間の寸法は鉄筋2本の外径の合計にほぼ等しい鋼製部材であり、ストッパは2本の鉄筋の間と結束リングの間に挿入する棒状、板状の部材である拘束用金具である。
【発明の効果】
【0008】
本発明の鉄筋の拘束用金具は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
<1> 溶接作業を必要とせずに柱の周囲に、柱を包囲する状態で配筋をすることができるから、熟練工が不要であり、品質の信頼性も高い。
<2> 特別の継手や高強度鉄筋を使用せずに、配筋用金具に鉄筋の隅部を挿入するだけの簡単な作業で柱を包囲する状態で配筋をすることができるから、経済的であり、工期を短縮することができる。
<3> 地震時のコンクリートの膨張によって、隅部を有する鉄筋の端部においてそれが外側へ飛び出す方向への力が作用しても、ストッパの存在によって結束リングがコンクリート部材側へ押し返されてその回転が阻止され、鉄筋の飛び出しとそれによるコンクリート部分の損傷や剥離を阻止することができる。そのためにコンクリート柱や橋脚が破壊することがない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の拘束用金具の使用状態の説明図。
【図2】ストッパの機能の説明図。
【図3】ストッパが存在しない場合の比較説明図。
【図4】ストッパの他の実施例の説明図。
【図5】本発明の拘束用金具の他の実施例の説明図。
【図6】鉄筋が開いてしまう状態の説明図。
【図7】鉄筋と金具の配置の説明図。
【図8】鉄筋と金具の配置の説明図。
【図9】鉄筋と金具の配置の説明図。
【図10】配筋用金具の説明図。
【図11】配筋用金具の他の実施例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下図面を参照にしながら本発明の拘束用金具の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【0011】
まず本発明の拘束用金具の使用するための前提となる配筋構造について説明する。
【0012】
<1>前提条件。
本発明の配筋用金具1は、たとえば既成のコンクリート製の柱Aの耐震補強のために、その周囲を取り囲む状態で、帯鉄筋2を水平に、あるいは角度を付して巻き付ける場合に使用するものである。
ただし、既成柱Aの補強についての実施例は、本発明のイメージを分かりやすく説明するためのものであって、その他の各種の用途に使用することができる。
【0013】
<2>配筋用金具。
本発明の配筋用金具1は、鋼板を折り曲げた形状の部材である。
この配筋用金具1は、後述するような、隅部を備えた鉄筋の隅部21を挿入して柱Aの周りに固定するための金具である。
その際に、鉄筋は長い鉄筋と、短い鉄筋とを重ねた状態を呈するので、便宜上長い側の鉄筋を2Aとし、短い側の鉄筋を2Bとして説明する。(図7)
【0014】
<2−1>稜線。
この配筋用金具1を構成する鋼板は、平板ではなく、その一部に折り曲げ部を、山脈の稜線11の状態で備えている。
一本の稜線11を備えた形状としては、図10の実施例のように、断面がV字状、L字状の金具を利用することができる。
あるいは図11の実施例のように、断面がU字状、半円状のような、円弧状、弧状の金具を利用することができる。
あるいは断面が角柱のような、中空の矩形の金具も利用できる。
あるいは断面が中空の円柱状パイプを利用することもできる。
このように、1本の稜線11を備えた金具であれば、広く利用することができる。
この稜線11の谷折り側を、説明の便宜上、稜線の裏側11aと称する。
【0015】
<2−2>切り欠き。
この配筋用金具1には、その稜線11の方向に直交する方向に、所定の幅wと深さdを備えた切り欠き12が刻設してある。
この切り欠き12の幅wは、配筋する予定の隅部を有する鉄筋2の直径の2倍程度の幅を備えている。
この切り欠き12内に2本の鉄筋の隅部21を挿入できる必要があるから、その幅wは、2本の鉄筋2の直径の2倍以上であることが必要である。
またこの切り欠き12の深さdは、前記の鉄筋の隅部21を配筋用金具1の稜線の裏側11aへ露出させることができ、かつ稜線の裏側11aへ露出した隅部の内側、すなわち曲線状の隅部の内側にピン3を挿入できるだけの深さdを備えた配筋用金具1である。
この切り欠き12は1本に限らず、図の例のように複数本の切り欠き12を形成することができる。
【0016】
<2−3>ピン。
ピン3とは、鉄筋の隅部21を配筋用金具1に固定するために、その隅部21の内側へ挿入する棒状体である。
このピン3は、単なる鋼製の円柱体、あるいは円柱体の上部に直径の大きい頭部を形成した部材、あるいは円錐柱を使用することができる。
円錐柱や、水平断面を扇状に形成した場合には、クサビとして利用することができる。
【0017】
<2−4>位置決め片。
上記の配筋用金具1には、稜線11の部分に、稜線11から外側へ向けて突設した位置決め片13を取り付ける。(図10)
この位置決め片13は、たとえばアングルピースのようなL字状の金具である。
この位置決め片13は、その1片が補強対象のたとえば柱Aの表面に接することによって、配筋用金具1の位置がずれない程度の目的に使用する。
したがってこの位置決め片13で、配筋用金具1を柱Aに固定することもできるが、固定せずに表面に接触させるだけでもその用途を達成できる。
【0018】
<3>鉄筋。
本発明の対象とする鉄筋2は、柱Aの主筋の周囲に位置する帯鉄筋2であるが、完全な矩形に加工したものではなく、矩形を複数に分割した形状を呈する。
その場合に、隣り合う鉄筋2には重ね代が必要であるから、本発明の配筋の対象とする鉄筋2は、両端部や複数個所に直角方向に折り曲げた曲線状の隅部21を形成してある。
本来、矩形である鉄筋2を複数本に分割した形状の例を、図に示すが、このような形状に限らず、隅部21を形成した鉄筋2なら本発明の配筋用金具1を使用して配筋の対象として扱うことができる。
【0019】
<4>配筋作業。
本発明の配筋構造は、前記の配筋用金具1と、隅部21を有する複数本の鉄筋2とにより構成する。
柱Aの周囲に配筋する場合には、柱Aの角に配筋用金具1の稜線11を突き合わせて配置する。したがって、稜線の裏側11aは、外向きに開放状態となる。
その前、あるいはその後に、場合によっては鉄筋2を多少押し広げながら、柱Aの周囲に配置し、その隅部21を、配筋用金具1の切り欠き12内に挿入する。
すると、鉄筋の隅部21が稜線の裏側11aに露出する。
そこで、稜線の裏側11aと、鉄筋の隅部21の曲線部分の内側との間の空間にピン3を挿入する。
柱Aの4角において、上記の作業を行うことによって、柱Aの周囲に、柱Aの表面と多少の間隔をあけて、鉄筋2を配置することができる。
配筋用金具1の切り欠き12の間隔は、目的とする帯鉄筋2の要求される強度に応じた間隔を与えてあるので、複数段の配筋が可能である。
ただしこの状態のままでは、柱Aの角と配筋用金具1の稜線11とは、凸状のV字とV字の鋭角部を突き合わせた状態であるから、位置関係は不安定である。
しかし配筋用金具1の稜線11の外側には位置決め片13が突設しているので、配筋用金具1の位置のずれを阻止することができる。
位置決め片13を接着剤やボルトで柱Aに固定することもできる。
【0020】
<5> 拘束用金具。
本発明の拘束用金具は、結束リング4とストッパ5とによって構成する。
【0021】
<6>結束リング。(図1)
上記の工程で配筋が終了した後、上下で二重に重なった長い方の鉄筋2A、短い方の鉄筋2Bを一体となるように拘束する。
そのために断面C字、もしくはコ字状の結束リング4を使用する。
結束リング4の開放部41は、鉄筋1本の直径より多少大きい程度の寸法で開放する。
結束リング4の内部の空間は、鉄筋2本を並べることができるだけの寸法を備えている。
この結束リング4は、その内部の空間に2本の鉄筋2A、2Bを位置させ、結束リング4の開放部41が柱の外側を向くように位置させて鉄筋2Aと鉄筋2Bの重なり部に配置する。
その後、専用のかしめ具で外周から圧縮して断面を縮小させて2本の鉄筋を外側から拘束することができる。実施例の図では外側から上下に圧着させている状態を示す。
【0022】
<7>拘束時の問題。
地震時に柱Aの上下に逆方向の移動が生じたときに、コンクリートが膨張すると、図6に示すように短い方の鉄筋2Bの端部に対して外側に飛び出す方向の力が作用する。
その際の鉄筋2と結束リング4の作用を検討すると図3に示す通りである。 すなわち、長い方の鉄筋2Aは回転せず、かつその位置もほぼ固定されている。
一方、短い方の鉄筋2Bが、柱Aから離れる方向への力を受けると、結束リング4により鉄筋2Aと鉄筋2Bの間の距離は固定されているため、鉄筋2Bはそれ自体は回転せずに、鉄筋2Aを中心として斜め外側に横滑りすることになる。
その際に鉄筋2A・2B間と、鉄筋外側とリング内側間とに横滑りが生じている。
そのため鉄筋2Aを中心に結束リング4が回転してしまうこととなり、鉄筋2Bを所定の位置に拘束することが困難となる。
発明者は、この鉄筋2A・2B間の横滑り、鉄筋外側とリング内側間の横滑りを阻止することで、鉄筋2Bを所定の位置に拘束できることを発見した。
【0023】
<8>ストッパの機能。
上記のような鉄筋2Bの飛び出しの問題を解決するために、上下の鉄筋2A、2Bとの間で、かつ柱A側にストッパ5を挿入する。(図2)
ストッパ5は、例えば図1の実施例で示すように、断面矩形の単純な鋼棒である。
この実施例ではストッパ5は全体にコ字状を呈するが、本来機能するのは鉄筋2間の柱A側に挿入する挿入鋼棒51であり、開放側に挿入する補助鋼棒52はストッパ5が落下しないように位置を維持するためのものである。
このストッパ5の機能を図2において説明する。
このストッパ5を上下の鉄筋2A、2Bの間に介在させ、結束リング4を締め付けると、結束リング4と鉄筋2A、2Bとストッパ5が噛み合って全体が力学的に一体となる。
つまり結束リングの中央内側部と鉄筋の横節部にストッパの角部が相互に引っ掛かり合う状態を呈する。
鉄筋2Bに外側へ向けた飛び出し力が働いた場合には、動かない鉄筋2A内に対抗する時計回りの反力を生み出すこととなり、ストッパ5を柱A方向へ押し返す力となる。
この鉄筋2Aに支持された反力により、鉄筋2Bの外側へ向けた飛び出し力が打ち消され、柱A方向への力が結束リング4を柱A側へ押し返すので、結束リング4は回転することがない。
その結果、短い鉄筋2Bの飛び出しを拘束することができることになる。
【0024】
<9>ストッパの他の例。
以上の説明のとおり、結束リング4と鉄筋2A、2Bとストッパ5が噛み合って全体が力学的に一体となるものであれば断面形状は問わない。
したがって、図1の実施例のように棒状のものに限らず、例えば図4に示すようにストッパ5として板状の滑止板53を採用することもできる。
この滑止板53は、板体の表面に多数の波状の凹凸を形成した、鋼製の板状の部材である。
この凹部の溝の方向、すなわち凸部の峰の方向は、拘束する対象の鉄筋の軸方向と平行に形成する。
あるいは鉄筋2A、2B間に防滑性の材料を挟み込んだり、鉄筋2A、2B間の位置を保持するアレイ状の材料を挟み込むことによっても、鉄筋2A、2B間の移動や滑りを止めるだけでも同様の効果は得ることができる。
【0025】
<10>コンクリート等の吹き付け。
上記の配筋が、柱Aの補強のためであれば、配筋後の周囲にコンクリートやモルタルを吹き付け、あるいは打設する。
その場合に、配筋用金具1を被覆する状態でコンクリートやモルタルを吹き付け、あるいは打設して硬化させる。
なお、上記の実施例は既成の高架橋柱や橋脚、建築物の柱などの耐震補強の場合の説明であるが、新築の柱の帯鉄筋の配置などにも、本発明の配筋用金具1や配筋構造を利用することができる。
【0026】
<10>他の実施例。(図5)
ストッパ5を使用せず、C字状の結束リング4の内面に凹凸を形成することによって、結束リング4の回転を阻止することができる。これは鉄筋外側とリング内側間での横滑りを阻止しようとする実施例である。
鉄筋2には、断面に平行に環状の節が形成してあるが、さらに軸方向に平行に2本の縦節22が形成してある。
この縦節22を結束リング4の内面の凸部42に係合させることによって、
結束リング4と鉄筋2A、2Bが噛み合って力学的に一体となる。
すなわち、結束リングの内側の凸部、鉄筋の縦節部が相互に引っ掛かり合って力学的に一体となるものである。
このように拘束した状態で、鉄筋2Bに外側へ向けた飛び出し力が働いた場合には、動かない鉄筋2A内に対抗する時計回りの反力を、結束リング4を介して生み出すこととなる。
その結果、結束リング4を柱A方向へ押し返す力となる。
このようにして、鉄筋2Aに支持された反力により、鉄筋2Bの外側へ向けた飛び出し力が打ち消されるので、結束リング4は回転することがない。
このようにして鉄筋2Bの飛び出しを拘束することができることになる。
なお、図の実施例では凸部42を上下に2個所に設置した場合を説明したが、リング内側の鉄筋に接する部分を多数の凹凸を形成し、この凹凸を鉄筋に食い込ませるようにするなど、防滑性能を持たせた構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【0027】
1:配筋用金具
11:稜線
12:切り欠き
13:位置決め片
2:鉄筋
2A:長い方の鉄筋
2B:短い方の鉄筋
21:鉄筋の隅部
3:ピン
4:結束リング
5:ストッパ
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄筋の拘束用金具に関するものである。
【背景技術】
【0002】
鉄筋コンクリートの柱部材では、柱の軸方向鉄筋を、一定間隔で配置した帯鉄筋で囲み、軸方向鉄筋の座屈やコンクリートの横方向のひずみを防ぎせん断力を平均化するように配慮している。
コンクリート柱の補強に際しても、帯鉄筋やそれに相当する補強部材の取り付けが必要となるが、そのような帯鉄筋などの設置として従来は次のような構成が知られている。
<1> 主筋の周囲にスパイラル筋を巻き付けて補強する方法。
<2> 分割した鉄筋を柱の周囲に取り付け、溶接して閉合して補強する方法。
<3> 帯鉄筋の取り付けではないが、鉄筋を内蔵したプレキャスト板を巻き立てて補強する方法。
<4> 分割した鋼板で柱の周囲を取り囲み、溶接して閉合して補強する方法。
<5> 分割した鋼板を接着剤で取り付けて補強する方法。
<6> 繊維シートを接着剤で取り付けて補強する方法など。
【0003】
前記したような従来の補強方法は次のような問題点を備えている。
<1> スパイラル筋を巻き付ける方法は、高強度鉄筋を使用する必要があり、材料費が高価なものである。
<2> 分割した鉄筋で柱を取り囲む方法は、鉄筋の溶接作業、あるいは特殊な構成の機械式の継手での閉塞作業が必要であり、施工費、材料費とも高価であるという問題がある。
<3> その他の方法は、鉄筋の巻き立て以上に施工費、材料費が高価な方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第2926120号公報。
【特許文献2】特許第2926122号公報。
【特許文献3】特開2000−352111号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前記したような従来の補強方法問題を解決するために本発明の出願人は先行して特願2009−204687号(以下「先行発明」)を出願している。
この先行発明は、配筋用金具1と、隅部21を有する複数本の鉄筋2とにより構成する。
柱Aの周囲に配筋する場合には、柱Aの角に配筋用金具1の稜線11を突き合わせて配置する。したがって、稜線の裏側11aは、外向きに開放状態となる。
その前、あるいはその後に、場合によっては鉄筋2を多少押し広げながら、柱Aの周囲に配置し、その隅部21を、配筋用金具1の切り欠き12内に挿入する。
すると、鉄筋の隅部21が稜線の裏側11aに露出する。
そこで、稜線の裏側11aと、鉄筋の隅部21の曲線部分の内側との間の空間にピン3を挿入する。
柱Aの4角において、上記の作業を行うことによって、柱Aの周囲に、柱Aの表面と多少の間隔をあけて、鉄筋2を配置することができる。
配筋用金具1の切り欠き12の間隔は、目的とする帯鉄筋2の要求される強度に応じた間隔を与えてあるので、複数段の配筋が可能である。
上記の配筋後に、周囲にコンクリートやモルタルを吹き付け、あるいは打設して硬化させる。
【0006】
上記の先行発明は多くの利点を備えているが、状況によって次のような問題があることが分かった。
<1> 地震時に柱の上下が反対方向に水平移動した場合に、柱が膨張する可能性があるが、その場合に図6に示すように隅部21を有する複数本の鉄筋2の両端が広がるという現象が生じる。
<2> すると、図3に示すような断面がC字状の金具で拘束していても、一方の鉄筋が外側に押出す力が強いと金具が回転してその押出しを許容してしまう。
<3> その結果、最悪の場合にせっかくの補強コンクリートが破壊してしまうことになる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記のような課題を解決するために本発明の鉄筋の拘束用金具は、結束リングとストッパとより構成し、結束リングは、断面C字状であって、開放部の間隔は鉄筋1本の外径とほぼ等しく、内部空間の寸法は鉄筋2本の外径の合計にほぼ等しい鋼製部材であり、ストッパは2本の鉄筋の間と結束リングの間に挿入する棒状、板状の部材である拘束用金具である。
【発明の効果】
【0008】
本発明の鉄筋の拘束用金具は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
<1> 溶接作業を必要とせずに柱の周囲に、柱を包囲する状態で配筋をすることができるから、熟練工が不要であり、品質の信頼性も高い。
<2> 特別の継手や高強度鉄筋を使用せずに、配筋用金具に鉄筋の隅部を挿入するだけの簡単な作業で柱を包囲する状態で配筋をすることができるから、経済的であり、工期を短縮することができる。
<3> 地震時のコンクリートの膨張によって、隅部を有する鉄筋の端部においてそれが外側へ飛び出す方向への力が作用しても、ストッパの存在によって結束リングがコンクリート部材側へ押し返されてその回転が阻止され、鉄筋の飛び出しとそれによるコンクリート部分の損傷や剥離を阻止することができる。そのためにコンクリート柱や橋脚が破壊することがない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の拘束用金具の使用状態の説明図。
【図2】ストッパの機能の説明図。
【図3】ストッパが存在しない場合の比較説明図。
【図4】ストッパの他の実施例の説明図。
【図5】本発明の拘束用金具の他の実施例の説明図。
【図6】鉄筋が開いてしまう状態の説明図。
【図7】鉄筋と金具の配置の説明図。
【図8】鉄筋と金具の配置の説明図。
【図9】鉄筋と金具の配置の説明図。
【図10】配筋用金具の説明図。
【図11】配筋用金具の他の実施例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下図面を参照にしながら本発明の拘束用金具の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【0011】
まず本発明の拘束用金具の使用するための前提となる配筋構造について説明する。
【0012】
<1>前提条件。
本発明の配筋用金具1は、たとえば既成のコンクリート製の柱Aの耐震補強のために、その周囲を取り囲む状態で、帯鉄筋2を水平に、あるいは角度を付して巻き付ける場合に使用するものである。
ただし、既成柱Aの補強についての実施例は、本発明のイメージを分かりやすく説明するためのものであって、その他の各種の用途に使用することができる。
【0013】
<2>配筋用金具。
本発明の配筋用金具1は、鋼板を折り曲げた形状の部材である。
この配筋用金具1は、後述するような、隅部を備えた鉄筋の隅部21を挿入して柱Aの周りに固定するための金具である。
その際に、鉄筋は長い鉄筋と、短い鉄筋とを重ねた状態を呈するので、便宜上長い側の鉄筋を2Aとし、短い側の鉄筋を2Bとして説明する。(図7)
【0014】
<2−1>稜線。
この配筋用金具1を構成する鋼板は、平板ではなく、その一部に折り曲げ部を、山脈の稜線11の状態で備えている。
一本の稜線11を備えた形状としては、図10の実施例のように、断面がV字状、L字状の金具を利用することができる。
あるいは図11の実施例のように、断面がU字状、半円状のような、円弧状、弧状の金具を利用することができる。
あるいは断面が角柱のような、中空の矩形の金具も利用できる。
あるいは断面が中空の円柱状パイプを利用することもできる。
このように、1本の稜線11を備えた金具であれば、広く利用することができる。
この稜線11の谷折り側を、説明の便宜上、稜線の裏側11aと称する。
【0015】
<2−2>切り欠き。
この配筋用金具1には、その稜線11の方向に直交する方向に、所定の幅wと深さdを備えた切り欠き12が刻設してある。
この切り欠き12の幅wは、配筋する予定の隅部を有する鉄筋2の直径の2倍程度の幅を備えている。
この切り欠き12内に2本の鉄筋の隅部21を挿入できる必要があるから、その幅wは、2本の鉄筋2の直径の2倍以上であることが必要である。
またこの切り欠き12の深さdは、前記の鉄筋の隅部21を配筋用金具1の稜線の裏側11aへ露出させることができ、かつ稜線の裏側11aへ露出した隅部の内側、すなわち曲線状の隅部の内側にピン3を挿入できるだけの深さdを備えた配筋用金具1である。
この切り欠き12は1本に限らず、図の例のように複数本の切り欠き12を形成することができる。
【0016】
<2−3>ピン。
ピン3とは、鉄筋の隅部21を配筋用金具1に固定するために、その隅部21の内側へ挿入する棒状体である。
このピン3は、単なる鋼製の円柱体、あるいは円柱体の上部に直径の大きい頭部を形成した部材、あるいは円錐柱を使用することができる。
円錐柱や、水平断面を扇状に形成した場合には、クサビとして利用することができる。
【0017】
<2−4>位置決め片。
上記の配筋用金具1には、稜線11の部分に、稜線11から外側へ向けて突設した位置決め片13を取り付ける。(図10)
この位置決め片13は、たとえばアングルピースのようなL字状の金具である。
この位置決め片13は、その1片が補強対象のたとえば柱Aの表面に接することによって、配筋用金具1の位置がずれない程度の目的に使用する。
したがってこの位置決め片13で、配筋用金具1を柱Aに固定することもできるが、固定せずに表面に接触させるだけでもその用途を達成できる。
【0018】
<3>鉄筋。
本発明の対象とする鉄筋2は、柱Aの主筋の周囲に位置する帯鉄筋2であるが、完全な矩形に加工したものではなく、矩形を複数に分割した形状を呈する。
その場合に、隣り合う鉄筋2には重ね代が必要であるから、本発明の配筋の対象とする鉄筋2は、両端部や複数個所に直角方向に折り曲げた曲線状の隅部21を形成してある。
本来、矩形である鉄筋2を複数本に分割した形状の例を、図に示すが、このような形状に限らず、隅部21を形成した鉄筋2なら本発明の配筋用金具1を使用して配筋の対象として扱うことができる。
【0019】
<4>配筋作業。
本発明の配筋構造は、前記の配筋用金具1と、隅部21を有する複数本の鉄筋2とにより構成する。
柱Aの周囲に配筋する場合には、柱Aの角に配筋用金具1の稜線11を突き合わせて配置する。したがって、稜線の裏側11aは、外向きに開放状態となる。
その前、あるいはその後に、場合によっては鉄筋2を多少押し広げながら、柱Aの周囲に配置し、その隅部21を、配筋用金具1の切り欠き12内に挿入する。
すると、鉄筋の隅部21が稜線の裏側11aに露出する。
そこで、稜線の裏側11aと、鉄筋の隅部21の曲線部分の内側との間の空間にピン3を挿入する。
柱Aの4角において、上記の作業を行うことによって、柱Aの周囲に、柱Aの表面と多少の間隔をあけて、鉄筋2を配置することができる。
配筋用金具1の切り欠き12の間隔は、目的とする帯鉄筋2の要求される強度に応じた間隔を与えてあるので、複数段の配筋が可能である。
ただしこの状態のままでは、柱Aの角と配筋用金具1の稜線11とは、凸状のV字とV字の鋭角部を突き合わせた状態であるから、位置関係は不安定である。
しかし配筋用金具1の稜線11の外側には位置決め片13が突設しているので、配筋用金具1の位置のずれを阻止することができる。
位置決め片13を接着剤やボルトで柱Aに固定することもできる。
【0020】
<5> 拘束用金具。
本発明の拘束用金具は、結束リング4とストッパ5とによって構成する。
【0021】
<6>結束リング。(図1)
上記の工程で配筋が終了した後、上下で二重に重なった長い方の鉄筋2A、短い方の鉄筋2Bを一体となるように拘束する。
そのために断面C字、もしくはコ字状の結束リング4を使用する。
結束リング4の開放部41は、鉄筋1本の直径より多少大きい程度の寸法で開放する。
結束リング4の内部の空間は、鉄筋2本を並べることができるだけの寸法を備えている。
この結束リング4は、その内部の空間に2本の鉄筋2A、2Bを位置させ、結束リング4の開放部41が柱の外側を向くように位置させて鉄筋2Aと鉄筋2Bの重なり部に配置する。
その後、専用のかしめ具で外周から圧縮して断面を縮小させて2本の鉄筋を外側から拘束することができる。実施例の図では外側から上下に圧着させている状態を示す。
【0022】
<7>拘束時の問題。
地震時に柱Aの上下に逆方向の移動が生じたときに、コンクリートが膨張すると、図6に示すように短い方の鉄筋2Bの端部に対して外側に飛び出す方向の力が作用する。
その際の鉄筋2と結束リング4の作用を検討すると図3に示す通りである。 すなわち、長い方の鉄筋2Aは回転せず、かつその位置もほぼ固定されている。
一方、短い方の鉄筋2Bが、柱Aから離れる方向への力を受けると、結束リング4により鉄筋2Aと鉄筋2Bの間の距離は固定されているため、鉄筋2Bはそれ自体は回転せずに、鉄筋2Aを中心として斜め外側に横滑りすることになる。
その際に鉄筋2A・2B間と、鉄筋外側とリング内側間とに横滑りが生じている。
そのため鉄筋2Aを中心に結束リング4が回転してしまうこととなり、鉄筋2Bを所定の位置に拘束することが困難となる。
発明者は、この鉄筋2A・2B間の横滑り、鉄筋外側とリング内側間の横滑りを阻止することで、鉄筋2Bを所定の位置に拘束できることを発見した。
【0023】
<8>ストッパの機能。
上記のような鉄筋2Bの飛び出しの問題を解決するために、上下の鉄筋2A、2Bとの間で、かつ柱A側にストッパ5を挿入する。(図2)
ストッパ5は、例えば図1の実施例で示すように、断面矩形の単純な鋼棒である。
この実施例ではストッパ5は全体にコ字状を呈するが、本来機能するのは鉄筋2間の柱A側に挿入する挿入鋼棒51であり、開放側に挿入する補助鋼棒52はストッパ5が落下しないように位置を維持するためのものである。
このストッパ5の機能を図2において説明する。
このストッパ5を上下の鉄筋2A、2Bの間に介在させ、結束リング4を締め付けると、結束リング4と鉄筋2A、2Bとストッパ5が噛み合って全体が力学的に一体となる。
つまり結束リングの中央内側部と鉄筋の横節部にストッパの角部が相互に引っ掛かり合う状態を呈する。
鉄筋2Bに外側へ向けた飛び出し力が働いた場合には、動かない鉄筋2A内に対抗する時計回りの反力を生み出すこととなり、ストッパ5を柱A方向へ押し返す力となる。
この鉄筋2Aに支持された反力により、鉄筋2Bの外側へ向けた飛び出し力が打ち消され、柱A方向への力が結束リング4を柱A側へ押し返すので、結束リング4は回転することがない。
その結果、短い鉄筋2Bの飛び出しを拘束することができることになる。
【0024】
<9>ストッパの他の例。
以上の説明のとおり、結束リング4と鉄筋2A、2Bとストッパ5が噛み合って全体が力学的に一体となるものであれば断面形状は問わない。
したがって、図1の実施例のように棒状のものに限らず、例えば図4に示すようにストッパ5として板状の滑止板53を採用することもできる。
この滑止板53は、板体の表面に多数の波状の凹凸を形成した、鋼製の板状の部材である。
この凹部の溝の方向、すなわち凸部の峰の方向は、拘束する対象の鉄筋の軸方向と平行に形成する。
あるいは鉄筋2A、2B間に防滑性の材料を挟み込んだり、鉄筋2A、2B間の位置を保持するアレイ状の材料を挟み込むことによっても、鉄筋2A、2B間の移動や滑りを止めるだけでも同様の効果は得ることができる。
【0025】
<10>コンクリート等の吹き付け。
上記の配筋が、柱Aの補強のためであれば、配筋後の周囲にコンクリートやモルタルを吹き付け、あるいは打設する。
その場合に、配筋用金具1を被覆する状態でコンクリートやモルタルを吹き付け、あるいは打設して硬化させる。
なお、上記の実施例は既成の高架橋柱や橋脚、建築物の柱などの耐震補強の場合の説明であるが、新築の柱の帯鉄筋の配置などにも、本発明の配筋用金具1や配筋構造を利用することができる。
【0026】
<10>他の実施例。(図5)
ストッパ5を使用せず、C字状の結束リング4の内面に凹凸を形成することによって、結束リング4の回転を阻止することができる。これは鉄筋外側とリング内側間での横滑りを阻止しようとする実施例である。
鉄筋2には、断面に平行に環状の節が形成してあるが、さらに軸方向に平行に2本の縦節22が形成してある。
この縦節22を結束リング4の内面の凸部42に係合させることによって、
結束リング4と鉄筋2A、2Bが噛み合って力学的に一体となる。
すなわち、結束リングの内側の凸部、鉄筋の縦節部が相互に引っ掛かり合って力学的に一体となるものである。
このように拘束した状態で、鉄筋2Bに外側へ向けた飛び出し力が働いた場合には、動かない鉄筋2A内に対抗する時計回りの反力を、結束リング4を介して生み出すこととなる。
その結果、結束リング4を柱A方向へ押し返す力となる。
このようにして、鉄筋2Aに支持された反力により、鉄筋2Bの外側へ向けた飛び出し力が打ち消されるので、結束リング4は回転することがない。
このようにして鉄筋2Bの飛び出しを拘束することができることになる。
なお、図の実施例では凸部42を上下に2個所に設置した場合を説明したが、リング内側の鉄筋に接する部分を多数の凹凸を形成し、この凹凸を鉄筋に食い込ませるようにするなど、防滑性能を持たせた構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【0027】
1:配筋用金具
11:稜線
12:切り欠き
13:位置決め片
2:鉄筋
2A:長い方の鉄筋
2B:短い方の鉄筋
21:鉄筋の隅部
3:ピン
4:結束リング
5:ストッパ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
結束リングとストッパとより構成し、
前記の結束リングは、断面C字状であって、開放部の間隔は鉄筋1本の外径とほぼ等しく、内部空間の寸法は鉄筋2本の外径の合計にほぼ等しい鋼製部材であり、
前記のストッパは2本の鉄筋の間と結束リングの間に挿入する鋼材の棒や板である、
拘束用金具。
【請求項2】
請求項1記載の拘束用金具であって、
ストッパは平面形状がコ字状の鋼製の棒状材によって構成した、
拘束用金具。
【請求項3】
請求項1記載の拘束用金具であって、
ストッパは表面に凹凸を形成した鋼製の板材によって構成した、
拘束用金具。
【請求項1】
結束リングとストッパとより構成し、
前記の結束リングは、断面C字状であって、開放部の間隔は鉄筋1本の外径とほぼ等しく、内部空間の寸法は鉄筋2本の外径の合計にほぼ等しい鋼製部材であり、
前記のストッパは2本の鉄筋の間と結束リングの間に挿入する鋼材の棒や板である、
拘束用金具。
【請求項2】
請求項1記載の拘束用金具であって、
ストッパは平面形状がコ字状の鋼製の棒状材によって構成した、
拘束用金具。
【請求項3】
請求項1記載の拘束用金具であって、
ストッパは表面に凹凸を形成した鋼製の板材によって構成した、
拘束用金具。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2012−26092(P2012−26092A)
【公開日】平成24年2月9日(2012.2.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−162962(P2010−162962)
【出願日】平成22年7月20日(2010.7.20)
【出願人】(303056368)東急建設株式会社 (225)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年2月9日(2012.2.9)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年7月20日(2010.7.20)
【出願人】(303056368)東急建設株式会社 (225)
【Fターム(参考)】
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