説明

鉄筋コンクリート柱構造

【課題】 鉄筋コンクリート柱主筋の座屈および破断を防止し、鉄筋コンクリート柱の耐荷力および変形性能を維持することができる鉄筋コンクリート柱構造を提供する。
【解決手段】 円筒または角柱状の中空スリーブ3の一方の端部3aに設けられた開口部3cから第一主筋1が挿入され、スリーブ3の他方の端部3bは閉塞されて第二主筋2が溶接されている。また、スリーブ内3dに挿入された第一主筋1の端部には拡径部1aが形成されるとともに、開口部3cは拡径部1aよりも小さな径とされ、第一主筋1がスリーブ3から抜け出ないようになっている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄筋コンクリート柱構造に関し、特に、主筋の座屈および破断の防止を主眼とする鉄筋コンクリート柱構造に関する。
【背景技術】
【0002】
鉄筋コンクリート柱の主な破壊パターンは、主筋の座屈による被りコンクリートの剥落と、低サイクル(繰返し数が10サイクル以下)疲労による主筋の破断であり、鉄筋コンクリート柱の耐荷力および変形性能は、これらの現象により著しく低下する。これに対して、特許文献1には、形鋼が装着された鋼板を既設の鉄筋コンクリート柱の外周面に巻立てるとともに、前記形鋼と鉄筋コンクリート柱が立設されるフーチングとを複数のアンカー筋で連結し、アンカー筋に引張力が作用する場合のみアンカー筋と形鋼とを係合させる鉄筋コンクリート柱の耐震補強構造に関する発明が開示されている。
【特許文献1】特開平11−280267号公報 (第2−3頁、第1図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、特許文献1に記載の発明では、アンカー筋の座屈は防止できるが、鉄筋コンクリート柱の主筋の座屈や低サイクル疲労による主筋の破断は防止することができない。即ち、特許文献1に記載の発明を実施したとしても、鉄筋コンクリート柱の耐荷力および変形性能の低下は免れない。また、特許文献1に記載の発明は、既設の鉄筋コンクリート柱の耐震補強を目的としており、コストと手間を考えると、新設の鉄筋コンクリート柱には適用できないものである。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、鉄筋コンクリート柱主筋の座屈および破断を防止し、鉄筋コンクリート柱の耐荷力および変形性能を維持することができる鉄筋コンクリート柱構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記目的を達成するため、本発明に係る鉄筋コンクリート柱構造では、鉄筋コンクリート柱内に連設される第一主筋と第二主筋がスリーブを介して連結されてなる鉄筋コンクリート柱構造であって、端部に拡径部を有する前記第一主筋が前記スリーブの一方の開口部から前記スリーブ内に挿入されるとともに、当該開口部は前記第一主筋の拡径部より小さな径に縮径されており、前記スリーブの他方の開口部は閉塞されて前記第二主筋が固着されていることを特徴とする。
本発明では、鉄筋コンクリート柱内に連設される第一主筋と第二主筋がスリーブを介して連結されているが、第一主筋はスリーブ内を移動することができる。これにより、圧縮力が第一主筋および第二主筋に作用した場合、第一主筋はスリーブ内を第二主筋側へ移動し座屈することがない。一方、第一主筋の端部には拡径部が形成されるとともに、スリーブの開口部は第一主筋の拡径部より小さな径に縮径され、第一主筋がスリーブから抜け出ないようになっている。これにより、引張力が第一主筋および第二主筋に作用した場合、第一主筋の拡径部が第一主筋側のスリーブ端部に当接し、第一主筋および第二主筋は引張力に対して抵抗する。また、第一主筋および第二主筋が繰返し荷重を受けた際には、第一主筋がスリーブ内を往復するだけなので、第一主筋および第二主筋の疲労破断を防止することができる。その結果、鉄筋コンクリート柱の耐荷力および変形性能を維持することができる。
【0005】
また、本発明に係る鉄筋コンクリート柱構造では、前記スリーブ内には、前記第一主筋の材軸方向に弾性変形する弾性部材が装填されていてもよい。
本発明では、コンクリートが圧縮力を負担するが、第一主筋の材軸方向に弾性変形する弾性部材をスリーブ内に装填することにより、弾性部材に圧縮力の一部を負担させることができる。
【0006】
また、本発明に係る鉄筋コンクリート柱構造では、鉄筋コンクリート柱内に連設される第一主筋と第二主筋がクサビ装置を介して連結されてなる鉄筋コンクリート柱構造であって、前記クサビ装置は、基端部が前記第一主筋に固着され、先端部に向けて径が漸増するテーパー状の雄型部材と、基端部が前記第二主筋に固着され、前記雄型部材に嵌合する凹陥部を有する雌型部材とからなることを特徴とする。
本発明では、鉄筋コンクリート柱内に連設される第一主筋と第二主筋が、先端部に向けて径が漸増するテーパー状の雄型部材と、当該雄型部材に嵌合する凹陥部を有する雌型部材とからなるクサビ装置を介して連結されている。これにより、雄型部材は雌型部材の凹陥部内を第二主筋側(凹陥部の径が増大する方向)へ抵抗なく移動することができるが、第一主筋側(凹陥部の径が減少する方向)へ移動する場合は抵抗力が徐々に増大する。そのため、圧縮力が第一主筋および第二主筋に作用した場合は、第一主筋は雌型部材の凹陥部内を第二主筋側へ移動し座屈することがなく、引張力が第一主筋および第二主筋に作用した場合は、第一主筋および第二主筋は引張力に対して抵抗する。また、第一主筋および第二主筋が繰返し荷重を受けた際には、雄型部材が雌型部材の凹陥部内を往復するだけなので、第一主筋および第二主筋の疲労破断を防止することができる。その結果、鉄筋コンクリート柱の耐荷力および変形性能を維持することができる。
【0007】
また、本発明に係る鉄筋コンクリート柱構造では、前記雌型部材の凹陥部には、前記第一主筋の材軸方向に弾性変形する弾性部材が装填されていてもよい。
本発明では、第一主筋の材軸方向に弾性変形する弾性部材を雌型部材の凹陥部に装填することにより、弾性部材に圧縮力の一部を負担させることができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明では、端部に拡径部を有する第一主筋がスリーブの一方の開口部からスリーブ内に挿入されるとともに、当該開口部は第一主筋の拡径部より小さな径に縮径され、スリーブの他方の開口部は閉塞されて第二主筋が固着されているので、鉄筋コンクリート柱主筋の座屈および破断が防止され、鉄筋コンクリート柱の耐荷力および変形性能が維持される。
また、本発明では、鉄筋コンクリート柱内に連設される第一主筋と第二主筋が、先端部に向けて径が漸増するテーパー状の雄型部材と当該雄型部材に嵌合する凹陥部を有する雌型部材とからなるクサビ装置を介して連結されているので、鉄筋コンクリート柱主筋の座屈および破断が防止され、鉄筋コンクリート柱の耐荷力および変形性能が維持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明に係る鉄筋コンクリート柱構造の実施形態について図面に基いて説明する。本発明に係る鉄筋コンクリート柱構造では、鉄筋コンクリート柱内の主筋を、通し鉄筋とせず、連設された主筋をスリーブまたはクサビ装置を介して連結することにより、引張力に対してのみ主筋が抵抗するものである。そこで、以下の実施形態では、主筋の継手部分を中心に説明する。
【0010】
図1は、本発明に係る鉄筋コンクリート柱構造の第一の実施形態を示す概略図であり、(a)は引張力作用時、(b)は圧縮力作用時である。
図1に示すように、本実施形態では、円筒または角柱状の中空スリーブ3の一方の端部3aに設けられた開口部3cから第一主筋1が挿入され、スリーブ3の他方の端部3bは閉塞されて第二主筋2が溶接されている。
また、スリーブ内3dに挿入された第一主筋1の端部には拡径部1aが形成されるとともに、開口部3cは拡径部1aよりも小さな径とされ、第一主筋1がスリーブ3から抜け出ないようになっている。
【0011】
本実施形態による鉄筋コンクリート柱構造では、鉄筋コンクリート柱内に連設される第一主筋1と第二主筋2がスリーブ3を介して連結されているが、第一主筋1はスリーブ内3dを移動することができる。これにより、圧縮力が第一主筋1および第二主筋2に作用した場合、第一主筋1はスリーブ内3dを第二主筋2側の端部3bへ移動し座屈することがない。一方、第一主筋1の端部には拡径部1aが形成されるとともに、スリーブ3の開口部3aは第一主筋1の拡径部1aより小さな径に縮径され、第一主筋1がスリーブ3から抜け出ないようになっている。これにより、引張力が第一主筋1および第二主筋2に作用した場合、第一主筋1の拡径部1aが第一主筋1側のスリーブ端部3aに当接し、第一主筋1および第二主筋2は引張力に対して抵抗する。また、第一主筋1および第二主筋2が繰返し荷重を受けた際には、第一主筋1がスリーブ3内を往復するだけなので、第一主筋1および第二主筋2の疲労破断を防止することができる。その結果、鉄筋コンクリート柱の耐荷力および変形性能を維持することができる。
【0012】
図2は、本発明に係る鉄筋コンクリート柱構造の第二の実施形態を示す概略図である。
図2に示すように、本実施形態では、第一の実施形態に加えて、第一主筋1の拡径部1aと第二主筋2側のスリーブ端部3bとの間に、第一主筋1の材軸方向に弾性変形するバネ(弾性部材)4が介装されている。
【0013】
本実施形態による鉄筋コンクリート柱構造では、第一の実施形態の作用効果に加えて、第一主筋1の材軸方向に弾性変形するバネ4を第一主筋1の拡径部1aと第二主筋2側のスリーブ端部3b間に介装することにより、バネ4に圧縮力の一部を負担させることができる。
【0014】
図3は、本発明に係る鉄筋コンクリート柱構造の第三の実施形態を示す概略図であり、(a)は引張力作用時、(b)は圧縮力作用時である。
図3に示すように、本実施形態では、第一主筋11と第二主筋12がクサビ装置5を介して連結されている。クサビ装置5は、先端部6aに向けて径が漸増するテーパー状の雄型部材6と、先端部8aに向けて径が漸減するテーパー状の凹陥部8を有する雌型部材7とを備え、雄型部材6は雌型部材7の凹陥部8に嵌合されている。
また、雄型部材6の基端部6bには第一主筋11が固着され、雌型部材7の基端部7bには第二主筋12が固着されている。
【0015】
本実施形態による鉄筋コンクリート柱構造では、鉄筋コンクリート柱内に連設される第一主筋11と第二主筋12が、先端部6aに向けて径が漸増するテーパー状の雄型部材6と、雄型部材6に嵌合する凹陥部8を有する雌型部材7とからなるクサビ装置5を介して連結されている。これにより、雄型部材6は雌型部材7の凹陥部8内を第二主筋12側(凹陥部8の径が増大する方向)へ抵抗なく移動することができるが、第一主筋11側(凹陥部8の径が減少する方向)へ移動する場合は抵抗力が徐々に増大する。そのため、圧縮力が第一主筋11および第二主筋12に作用した場合は、第一主筋11は雌型部材7の凹陥部8内を第二主筋12側へ移動し座屈することがなく、引張力が第一主筋11および第二主筋12に作用した場合は、第一主筋11および第二主筋12は引張力に対して抵抗する。また、第一主筋11および第二主筋12が繰返し荷重を受けた際には、雄型部材6が雌型部材7の凹陥部8内を往復するだけなので、第一主筋11および第二主筋12の疲労破断を防止することができる。その結果、鉄筋コンクリート柱の耐荷力および変形性能を維持することができる。
【0016】
図4は、本発明に係る鉄筋コンクリート柱構造の第四の実施形態を示す概略図である。
図4に示すように、本実施形態では、第三の実施形態に加えて、雌型部材7の凹陥部8内(雄型部材6の先端部6aと雌型部材7の底部7cとの間)に、第一主筋11の材軸方向に弾性変形するバネ(弾性部材)14が介装されている。
【0017】
本実施形態による鉄筋コンクリート柱構造では、第三の実施形態の作用効果に加えて、第一主筋11の材軸方向に弾性変形するバネ14を雄型部材6の先端部6aと雌型部材7の底部7cとの間に介装することにより、バネ14に圧縮力の一部を負担させることができる。
【0018】
以上、本発明に係る主筋の継手構造の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、第一主筋の拡径部と第二主筋側のスリーブ端部との間にバネが介装されているが、第一主筋の拡径部と第一主筋側のスリーブ端部との間にバネを装着してもよい。また、上記の実施形態では、弾性部材としてバネを使用したが、ゴムなど他の弾性部材を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明に係る鉄筋コンクリート柱構造の第一の実施形態を示す概略図であり、(a)は引張力作用時、(b)は圧縮力作用時である。
【図2】本発明に係る鉄筋コンクリート柱構造の第二の実施形態を示す概略図である。
【図3】本発明に係る鉄筋コンクリート柱構造の第三の実施形態を示す概略図であり、(a)は引張力作用時、(b)は圧縮力作用時である。
【図4】本発明に係る鉄筋コンクリート柱構造の第四の実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【0020】
1 第一主筋
2 第二主筋
3 スリーブ
4 バネ(弾性部材)
5 クサビ装置
6 雄型部材
7 雌型部材
8 凹陥部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉄筋コンクリート柱内に連設される第一主筋と第二主筋がスリーブを介して連結されてなる鉄筋コンクリート柱構造であって、
端部に拡径部を有する前記第一主筋が前記スリーブの一方の開口部から前記スリーブ内に挿入されるとともに、当該開口部は前記第一主筋の拡径部より小さな径に縮径されており、
前記スリーブの他方の開口部は閉塞されて前記第二主筋が固着されていることを特徴とする鉄筋コンクリート柱構造。
【請求項2】
前記スリーブ内には、前記第一主筋の材軸方向に弾性変形する弾性部材が装填されていることを特徴とする請求項1に記載の鉄筋コンクリート柱構造。
【請求項3】
鉄筋コンクリート柱内に連設される第一主筋と第二主筋がクサビ装置を介して連結されてなる鉄筋コンクリート柱構造であって、
前記クサビ装置は、基端部が前記第一主筋に固着され、先端部に向けて径が漸増するテーパー状の雄型部材と、基端部が前記第二主筋に固着され、前記雄型部材に嵌合する凹陥部を有する雌型部材とからなることを特徴とする鉄筋コンクリート柱構造。
【請求項4】
前記雌型部材の凹陥部には、前記第一主筋の材軸方向に弾性変形する弾性部材が装填されていることを特徴とする請求項3に記載の鉄筋コンクリート柱構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2006−9502(P2006−9502A)
【公開日】平成18年1月12日(2006.1.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−191272(P2004−191272)
【出願日】平成16年6月29日(2004.6.29)
【出願人】(000002299)清水建設株式会社 (2,433)
【Fターム(参考)】