特許 6220194 定着構造及び定着方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6220194

(24)【登録日】2017年10月6日

(45)【発行日】2017年10月25日

(54)【発明の名称】定着構造及び定着方法

(51)【国際特許分類】

   E04C 5/12 20060101AFI20171016BHJP

   E04B 1/58 20060101ALI20171016BHJP

   E04B 1/22 20060101ALI20171016BHJP

   E04G 21/12 20060101ALI20171016BHJP

【ＦＩ】

   E04C5/12

   E04B1/58 508A

   E04B1/22

   E04G21/12 104D

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-181543(P2013-181543)

(22)【出願日】2013年9月2日

(65)【公開番号】特開2015-48650(P2015-48650A)

(43)【公開日】2015年3月16日

【審査請求日】2016年5月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(72)【発明者】

【氏名】今井 和正

(72)【発明者】

【氏名】岡田 直子

(72)【発明者】

【氏名】小室 努

(72)【発明者】

【氏名】是永 健好

(72)【発明者】

【氏名】稲田 博文

【審査官】 西村 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２１４０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３９３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０７６５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４６６３９０７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｃ ５／１２

Ｅ０４Ｂ １／２２

Ｅ０４Ｂ １／５８

Ｅ０４Ｇ ２１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

定着具が設けられた鋼材と、
前記定着具と対向する定着部と、前記鋼材が挿通すると共に前記定着部に開口した孔と、を有するコンクリート部材と、
前記定着具と前記定着部との間に形成され、前記孔内と前記定着具の周囲との間を連通させる連通部と、
前記孔内、前記連通部、及び、前記定着具の周囲に充填される充填材と、を備え、
前記充填材の強度が前記コンクリート部材の部材コンクリートよりも高強度であることを特徴とする定着構造。

【請求項2】

前記定着具と前記定着部との間に介在するスペーサを備え、
前記スペーサは、
前記定着具と前記定着部との間に、前記連通部として隙間を形成し、
前記スペーサは、前記鋼材の周方向の複数個所に配設され、前記定着具または前記定着部に張り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の定着構造。

【請求項3】

緊張材をコンクリート部材に定着する定着方法であって、
前記緊張材には定着具が設けられ、
前記コンクリート部材は、前記定着具と対向する定着部と、前記鋼材が挿通すると共に前記定着部に開口した孔と、を有し、
前記定着方法は、
前記緊張材を前記孔に挿通する一方、前記定着具を前記定着部に対応する位置に配置する準備工程と、
前記緊張材に緊張力を導入する工程と、
前記孔内に前記充填材を注入する充填工程と、
前記充填材の強度発現後に、前記緊張材の緊張を解放する工程と、を含み、
前記準備工程では、前記定着具と前記定着部との間に、前記孔内と前記定着具の周囲との間を連通させる隙間を形成するスペーサを介在させ、
前記充填工程では、前記孔に注入した前記充填材を、前記隙間を介して前記定着具の周囲にも流動させて充填し、
前記充填材の強度が前記コンクリート部材の部材コンクリートよりも高強度であることを特徴とする定着方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はコンクリート部材に対する鋼材の定着技術に関する。

【背景技術】

【0002】

シース管を挿通する鉄筋等の鋼材のコンクリート部材に対する定着性を向上する方法として、鋼材端部に定着具を設けたものが知られている（例えば、特許文献１及び２）。定着具の配設部位としては、コンクリート部材端面に露出して配設するものやコンクリート部材端面に凹部を設けて凹部内に配設するものが知られている。鋼材や定着具の防錆のため、シース管内や定着具の周囲にはグラウト材に代表される充填材が充填される。定着具を凹部内に配設する場合は凹部に充填材が充填され、コンクリート部材端面に露出して配設する場合には定着具をキャップで囲包し、キャップ内に充填材が充填される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−９２３５４号公報

【特許文献2】特開２００５−２２０５９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

充填材の充填作業はシース管内に対する充填作業と、定着具周囲の充填作業との二度に分けて行う必要があり、手間とコストの要因となっている。更に、定着具周囲の充填度合が分りづらい場合があり、打継ぎ面に充填不足があると水の進入によって鋼材や定着具の防錆効果が低下する。

【0005】

本発明の目的は、充填材の充填作業の作業性及び定着具周囲への充填性を向上することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によれば、定着具が設けられた鋼材と、前記定着具と対向する定着部と、前記鋼材が挿通すると共に前記定着部に開口した孔と、を有するコンクリート部材と、前記定着具と前記定着部との間に形成され、前記孔内と前記定着具の周囲との間を連通させる連通部と、前記孔内、前記連通部、及び、前記定着具の周囲に充填される充填材と、を備え、前記充填材の強度が前記コンクリート部材の部材コンクリートよりも高強度であることを特徴とする定着構造が提供される。

【0007】

また、本発明によれば、緊張材をコンクリート部材に定着する定着方法であって、前記緊張材には定着具が設けられ、前記コンクリート部材は、前記定着具と対向する定着部と、前記鋼材が挿通すると共に前記定着部に開口した孔と、を有し、前記定着方法は、前記緊張材を前記孔に挿通する一方、前記定着具を前記定着部に対応する位置に配置する準備工程と、前記緊張材に緊張力を導入する工程と、前記孔内に前記充填材を注入する充填工程と、前記充填材の強度発現後に、前記緊張材の緊張を解放する工程と、を含み、前記準備工程では、前記定着具と前記定着部との間に、前記孔内と前記定着具の周囲との間を連通させる隙間を形成するスペーサを介在させ、前記充填工程では、前記孔に注入した前記充填材を、前記隙間を介して前記定着具の周囲にも流動させて充填し、前記充填材の強度が前記コンクリート部材の部材コンクリートよりも高強度であることを特徴とする定着方法が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、充填材の充填作業の作業性及び定着具周囲への充填性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る定着構造の説明図。

【図2】図１の定着構造の施工方法の説明図。

【図3】鋼材への緊張力の導入例を示す図。

【図4】別例の定着構造の説明図。

【図5】図４の定着構造において鋼材への緊張力の導入例を示す図。

【図6】（Ａ）及び（Ｂ）は連通部の他の形成例を示す図。

【図7】コンクリート部材の別例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜第１実施形態＞
図１は本発明の一実施形態に係る定着構造Ａの説明図であり、柱１と梁２との柱梁接合部１０に本発明を適用した例を模式的に示した図である。同図の例は、梁２の鋼材２１を柱梁接合部１０に定着する場合を例示しており、鋼材２１は梁２の主筋である。その余の鉄筋群については説明の便宜上、図示を省略している。

【0011】

鋼材２１は本実施形態の場合、ネジ節棒鋼の利用を想定しているがこれに限られるわけではない。鋼材２１の端部には定着具４が設けられている。定着具４は、本実施形態の場合、鋼材２１に螺着されるナット部４ａと、鋼材２１の径方向に突出する板部４ｂとを一体に備えた金具であるが、鋼材２１の径方向に突出して鋼材２１の定着性を向上できる構成のものであればどのような構成でもよい。例えば、ナット部４ａのみからなる金具でもよいし、また、鋼材２１に一体に形成されたものであってもよい。

【0012】

柱梁接合部１０は、コンクリート部材であって、本実施形態ではＰＣａ（プレキャスト）部材であり、柱１と一体的に製造されてもよいし、別体として製造されてもよい。柱梁接合部１０は、目地部３を介して梁２が接合される端面１ｂとその反対側の端面１ａとを有すると共に、孔１１と凹部１２とを有する。凹部１２は端面１ａに形成されており、その底部１２ａは定着具４と対向する定着部を構成している。凹部１２は、本実施形態の場合、型枠により形成されたものを想定しているが、大径のシース管等を埋設することで形成してもよい。

【0013】

孔１１は、本実施形態の場合、シース管１１ａを柱梁接合部１０の部材コンクリートに埋設することにより、シース管１１ａの内部空間によって形成されている。シース管１１ａは例えばスパイラルシース管である。孔１１はその一方端部が端面１ｂに開口すると共に、他方端部が底部１２ａに開口しており、梁２の軸方向に柱梁接合部１０を貫通している。

【0014】

孔１１には鋼材２１が挿通されている。定着具４は凹部１２内に配置され、その板部４ｂが底面１２ａに対向している。板部４ｂと底面１２ａとは全面が接触しておらず、これらの間には連通部６が形成されている。本実施形態の場合、連通部６は板部４ｂと底面１２ａとの間にスペーサ５を介在させることで形成されている。スペーサ５は例えばモルタルブロックであるがどのようなものでもよい。スペーサ５は、例えば、板部４ｂ又は底面１２ａのいずれか一方に事前に張り付けておくことで施工性を向上でき、また、板部４ｂ又は底面１２ａに一体的に形成されたものでもよい。

【0015】

スペーサ５は、鋼材２１の周方向の複数個所（例えば２か所）に配設され、板部４ｂと底面１２ａとの間を５ｍｍ〜２０ｍｍ離間させるものが好ましい。連通部６は孔１１内と定着具４の周囲の空間（つまり凹部１２の内部空間）を連通させている。

【0016】

孔１１内、連通部６、及び、定着具４の周囲の空間には充填材７が充填されており、鋼材２１の端面も充填材７で覆われている。充填材７としては、例えば、各種のグラウト材が適用でき、普通強度から超高強度、セメントペースト系やモルタル系等、設計条件や性能条件等に応じて適宜使い分けることができる。充填材７の強度が柱梁接合部１０の部材コンクリートの強度よりも高い場合、定着具４としてより小さなものを利用できる。

【0017】

係る構成からなる充填構造Ａでは、連通部６を介して孔１１内と定着具４の周囲の空間とが連通しているため、充填材７の充填作業を１回で行うことが可能である。また、連通部６を介して充填材７を流動させることで板部４ｂと底面１２ａとの間の充填材７の充填性を向上することができる。以下、定着構造Ａの施工方法（定着方法）について図２を参照して説明する。

【0018】

状態ＳＴ１は、充填材７が未充填である準備状態を示している。この準備状態は、鋼材２１を孔１１に挿通する一方、定着具４を、定着部である底面１２ａに対応する位置（つまり凹部１２内）に配置することにより実現される（準備工程）。

【0019】

次に、状態ＳＴ２に示すように凹部１２を塞ぐ型枠８を設置する。型枠８には充填材７の排出口８ａが形成されている。型枠８を設置した後、状態ＳＴ２に示すように孔１１内に充填材７を注入する（充填工程）。孔１１への充填材７の注入は、例えば、柱梁接合部１０に孔１１と連通して端面１ａ或いは端面１ｂに開口する注入孔を形成しておき、該注入孔を利用して注入することができる。また、目地部３への充填材の注入と同時に行うことも可能である。

【0020】

孔１１への充填材７の注入が進み、孔１１内の充填が完了すると、充填材７は状態ＳＴ３に示すように連通部６を介して凹部１２内に流動する。これにより定着具４の周囲に充填材７が流動していくことになる。このとき、充填材７は連通部６を通るので、板部４ｂと底面１２ａとの間の充填材７の充填を、より確かなものとする。

【0021】

凹部１２内の充填材７の充填が完了すると、排出口８ａから充填材７が漏出する。これにより、充填材７の充填が完了したことを確認することができる。このように本実施形態では、孔１１内と定着具４の周囲の空間に対する充填材７の充填作業を１回で行うことが可能であり、また、板部４ｂと底面１２ａとの間の充填材７の充填性を向上することができる。また、板部４ｂと底面１２ａとの間に充填材７が充填されることから、底面１２ａを事前に平滑に仕上げる必要もない。

【0022】

＜第２実施形態＞
鋼材２１は緊張力が導入される緊張材であってもよい。例えば、梁２と柱梁接合部１０とを圧着工法により接合する場合の緊張材として鋼材２１を利用する場合である。図３は鋼材２１への緊張力の導入例を示している。

【0023】

状態ＳＴ１１は、充填材７が未充填の状態であって、鋼材２１をジャッキ１０２で引っ張って緊張力を導入している状態を示す。ジャッキ１０２は、支圧板１００及びジャッキチェア１０１を介して端面１ａに配設される。本実施形態の場合、支圧板１００は、上述した型枠８を兼用したものを想定している。鋼材２１は端面１ａの外部まで延設され、その端部はカプラ１０３によりジャッキ１０２に接続されている。カプラ１０３と支圧板１００との間において、鋼材２１にはナット１０４が螺着されている。なお、支圧板１００には鋼材２１が挿通する孔が形成されている。

【0024】

ジャッキ１０２を作動し、鋼材２１を引っ張ることで、鋼材２１に緊張力を導入することができる。この緊張状態を維持するため、ナット１０４を締め付けて支圧板１００に密着させる。これにより、状態ＳＴ１２に示すようにジャッキ１０２等を一旦取り外して別の作業に利用することが可能となる。無論、ジャッキ１０２等をそのまま設置した状態としてもよい。

【0025】

鋼材２１に緊張力を導入すると、その伸び出しに伴って定着具４の位置が端面１ａ側に移動する場合がある。状態ＳＴ１２はスペーサ５が定着具４に張り付けられた場合に、定着具４が端面１ａ側に移動した状態を示しており、スペーサ５が凹部１２の底面１２ａからわずかに浮いた態様を示している。スペーサ５がこのように底面１２ａから浮いていても、スペーサ５には荷重の伝達を期待していないので何ら問題はない。

【0026】

次に、孔１１内に充填材７を注入し、状態ＳＴ１３に示すように孔１１内及び凹部１２内に充填材７を充填する。このとき、上記第１実施形態で説明したとおり、充填材７は連通部６を介して凹部１２内に流動するので充填作業を１回とすることが可能である。

【0027】

充填材７の強度が発現すると、鋼材２１の緊張を解放する作業に移る。まず、状態ＳＴ１４に示すように、ジャッキチェア１０１、ジャッキ１０２を再設置し、ジャッキ１０２と鋼材２１の端部をカプラ１０３で接続する。そして、ジャッキ１０２を作動し、鋼材２１の端部を再び引っ張る。続いてナット１０４を緩めてジャッキ１０２側へ移動させ、ジャッキ１０２による引っ張り荷重が０になるまで、徐々に低下させる。これにより、鋼材２１の定着（受け替え）が完了し、鋼材２１の緊張力は充填材７との付着力および定着具の支圧力により柱梁接合部１０の部材コンクリートに伝達される。

【0028】

その後、状態ＳＴ１５に示すようにジャッキ１０２等が撤去される。柱梁接合部１０の端面１ａから外部に延出した鋼材２１の端部を適宜切断して防錆処理等を施すことにより、作業が完了する。

【0029】

＜第３実施形態＞
上記第１及び第２実施形態では、凹部１２の底面１２ａを定着部として、定着具４が柱梁接合部１０内に配置される構成としたが、外部に配置される構成としてもよい。図４はその一例を示す図であり、端面１ａを定着部とした定着構造Ｂ及びその施工方法の説明図である。状態ＳＴ２１は充填材７が未充填の準備状態を示している。定着構造Ｂは、定着構造Ａと同様の構成であるが、凹部１２がなく、定着具４が柱梁接合部１０の外部に位置しており、端面１ａが定着部とされている点と、定着具４を覆うキャップ８が設けられている点で主に異なっている。

【0030】

凹部１２が無いため、孔１１は端面１ａに開口しており、スペーサ５は端面１ａと定着具４の板部４ｂとの間に介在している。連通部６は孔１１とキャップ８の内部空間とを連通させるものとなっている。状態ＳＴ２１の準備状態は、鋼材２１を孔１１に挿通する一方、定着具４を、定着部である端面１ａに対応する位置（つまり端面１ａの外方。キャップ８内。）に配置することにより実現される（準備工程）。

【0031】

次に、状態ＳＴ２２に示すように孔１１内に充填材７を注入する（充填工程）。孔１１への充填材７の注入が進み、孔１１内の充填が完了すると、充填材７は連通部６を介してキャップ８内に流動する。これにより定着具４の周囲に充填材７が流動していくことになる。このとき、充填材７は連通部６を通るので、板部４ｂと端面１ａとの間の充填材７の充填を、より確かなものとする。

【0032】

孔１１内及びキャップ８内への充填材７の充填が完了すると作業が終了する。キャップ８に排出口（不図示）を設けておくことで、充填材７の充填が完了したことを確認することが可能である。

【0033】

本実施形態においても、孔１１内と定着具４の周囲の空間に対する充填材７の充填作業を１回で行うことが可能であり、また、板部４ｂと底面１２ａとの間の充填材７の充填性を向上することができる。また、板部４ｂと端面１ａとの間に充填材７が充填されることから、底面１２ａを事前に平滑に仕上げる必要もない。

【0034】

なお、本実施形態の定着構造Ｂの構造においても、上記第２実施形態のように、鋼材２１を緊張材とすることが可能である。図５はその説明図である。

【0035】

状態ＳＴ３１は、充填材７が未充填の状態であって、鋼材２１をジャッキ１０２で引っ張って緊張力を導入している状態を示す。ジャッキ１０２は、ジャッキチェア１０１Ａ及び１０１Ｂを介して端面１ａに配設される。ジャッキチェア１０１Ａは支圧板として機能するものであり、キャップ８を避けて端面１ａに当接するように筒型をなしている。キャップ８には鋼材２１が挿通する孔が設けられ、鋼材２１はキャップ８の外部まで延設される。鋼材２１の端部はカプラ１０３によりジャッキ１０２に接続されている。カプラ１０３とジャッキチェア１０１Ａとの間において、鋼材２１にはナット１０４が螺着されている。なお、ジャッキチェア１０１Ａには鋼材２１が挿通する孔が形成されている。

【0036】

ジャッキ１０２を作動し、鋼材２１を引っ張ることで、鋼材２１に緊張力を導入することができる。この緊張状態を維持するため、ナット１０４を締め付けてジャッキチェア１０１Ａに密着させる。これにより、ジャッキ１０２等を一旦取り外して別の作業に利用することが可能となる。無論、ジャッキ１０２等をそのまま設置した状態としてもよい。

【0037】

次に、孔１１内に充填材７を注入し、状態ＳＴ３２に示すように孔１１内及びキャップ８内に充填材７を充填する。このとき、上記のとおり、充填材７は連通部６を介してキャップ８内に流動するので充填作業を１回とすることが可能である。

【0038】

充填材７の強度が発現すると、鋼材２１の緊張を解放する作業に移る。まず、状態ＳＴ３３に示すように、ジャッキチェア１０１Ｂ、ジャッキ１０２を再設置し、ジャッキ１０２と鋼材２１の端部をカプラ１０３で接続する。そして、ジャッキ１０２を作動し、鋼材２１の端部を再び引っ張る。続いてナット１０４を緩めてジャッキ１０２側へ移動させ、ジャッキ１０２による引っ張り荷重が０になるまで、徐々に低下させる。これにより、鋼材２１の定着（受け替え）が完了し、鋼材２１の緊張力は充填材７との付着力および定着具の支圧力により柱梁接合部１０の部材コンクリートに伝達される。

【0039】

その後、状態ＳＴ３４に示すようにジャッキ１０２等が撤去される。キャップ８から外部に延出した鋼材２１の端部を適宜切断して防錆処理等を施すことにより、作業が完了する。

【0040】

＜第４実施形態＞
上記第１乃至第３実施形態では、連通部６の形成のためにスペーサ５を設けたが、他の手法により連通部６を形成することもである。図６（Ａ）及び（Ｂ）はその一例を示し、いずれも上記第１及び第２実施形態の定着構造Ａへの適用を想定しているが、上記第３実施形態の定着構造Ｂへの適用ももちろん可能である。

【0041】

図６（Ａ）の例は、スペーサ５に代えて、底面１２ａに部分的に溝１２ｂを形成し、溝１２ｂ内を連通部６としたものであり、充填材７は未充填の状態を示している。溝１２ｂは、孔１１に開口すると共に、底面１２ａの板部４ｂよりも外方へ延設されており、凹部１２と孔１１とを連通させている。充填材７を孔１１内に注入すると、同図の矢印で示すように溝１２ｂ内を通過して凹部１２へ充填材７が流動する。

【0042】

図６（Ｂ）の例は、図６（Ａ）の例とは逆に、定着具４に部分的に溝４ｂ’を形成し、溝４ｂ’内を連通部６としたものであり、充填材７は未充填の状態を示している。溝４ｂ’は、孔１１に開口すると共に、板部４ｂ’の外方端へ延設されており、凹部１２と孔１１とを連通させている。充填材７を孔１１内に注入すると、同図の矢印で示すように溝４ｂ’内を通過して凹部１２へ充填材７が流動する。

【0043】

＜第５実施形態＞
上記第１乃至第４実施形態では、柱梁接合部１０における鋼材２１の定着に本発明を適用した例について説明したが、本発明は他の部位や他のコンクリート部材に適用することも可能である。例えば、ポストテンション方式でプレストレスが導入されたＰＣ部材（プレストレストコンクリート部材）における緊張材の定着に適用することができる。図７はその一例を示す。

【0044】

同図のコンクリート部材１０’は鋼材２１を緊張材としたＰＣ梁部材を想定している。鋼材２１は、シース管１１ａにより形成される孔１１を挿通してコンクリート部材１０’の長手方向両端部間に渡って延設されており、鋼材２１の両端部にはそれぞれ定着具４が設けられている。その定着構造は上記第１及び第２実施形態の定着構造Ａと同様であり、凹部１２に定着具４を配置してスペーサ５によって連通部６を形成し、凹部１２と孔１１とを連通させている。定着材７は凹部１２及び孔１１に充填されている。なお、定着構造としては上記第３実施形態の定着構造Ｂも採用可能であり、また、連通部６の形成にあたっては上記第４実施形態の形成例も採用可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】