(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前記した従来の鉄筋の頭部は、先端部から基端部に向かうにつれて拡径された円錐台形状に形成されている。このような頭部の形状では、コンクリートの押圧力が鉄筋の先端側から基端側に向けて作用したときに頭部の抵抗力が低いため、コンクリートに対する定着力が低いという問題がある。
【0005】
本発明は、前記した問題を解決し、コンクリートに対する定着力を高めることができる鉄筋を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決するため、本発明は、鉄筋であって、軸部と、前記軸部の端部に鍛造された頭部と、を備えている。前記頭部の先端部には、前記軸部の軸線方向を法線方向とする先端面が形成され、前記頭部の基端部は、前記軸部よりも前記軸部の径方向に突出している。前記頭部の基端部の外周部には、板状のフランジ部が形成されている。
前記先端面は、前記軸部と同心位置に配置されている。前記先端面の外縁部は、前記頭部の基端面と前記軸部の外周面との隅部よりも前記軸部の径方向の外側に配置されている。前記隅部に沿って凹部が形成されている。
【0007】
本発明の鉄筋では、コンクリートの押圧力が鉄筋の先端側から基端側に向けて作用したときに、その押圧力を頭部の先端面およびフランジ部で受けることができる。また、コンクリートの押圧力が鉄筋の基端側から先端側に向けて作用したときには、その押圧力を頭部の基端部およびフランジ部で受けることができる。
これにより、本発明の鉄筋では、コンクリートの押圧力に対して、頭部の抵抗力を高めることができる。したがって、本発明の鉄筋は、コンクリートに対して頭部を確実に係合させることができるため、コンクリートに対する鉄筋の定着力を高めることができる。
【0008】
前記したように、本発明の鉄筋では、頭部にフランジ部を形成することで、コンクリートに対する定着力を高めている。したがって、頭部にフランジ部を形成しない構成に比べて、頭部の容積を低減することができる。これにより、軸部の端部を鍛造して頭部を成形するときに、頭部の金属繊維(鍛流線)が切断されないように、軸部の端部の変形量を抑えることができる。
【0009】
前記した鉄筋
では、前記先端面を前記軸部と同心位置に配置し、前記先端面の外縁部は、前記頭部の基端面と前記軸部の外周面との隅部よりも前記軸部の径方向の外側に配置
している。
この構成では、頭部の基端面と軸部の外周面との隅部から先端面までの厚さが、軸部の軸方向における頭部の厚さの最大値と同じになるため、コンクリートから鉄筋に引張力が作用したときの頭部のせん断強度を高めることができる。
【0010】
前記した鉄筋
のように前記隅部に沿って凹部を形成すると、コンクリートの押圧力が鉄筋の基端側から先端側に向けて作用したときに、フランジ部と軸部の外周面との隅部に応力が集中し難いため、頭部と軸部との連結部の疲労耐久性を高めることができる。
【0011】
前記した鉄筋において、前記頭部には、前記軸部の軸方向に平行した平面を形成することが好ましい。さらに、前記軸部の軸心から前記平面までの距離は、前記軸部の直径の0.5倍から0.7倍の間であることが好ましい。
【0012】
前記した鉄筋を鉄筋コンクリート構造物に配筋するときに、頭部の平面を構造物の外面に向けて配置すると、頭部の平面におけるかぶり厚さがかぶり厚さの規定の対象となる。そして、頭部の平面におけるかぶり厚さは、軸部のかぶり厚さと略同じ大きさになる。
これにより、鉄筋全体のかぶり厚さを抑えて構造物を軽量化することができる。本発明の鉄筋を床版に適用した場合には、床版の強度を高めつつ、重量を既設床版と同等に抑えることができる。さらに、設計基準(道路橋示方書)の最小床版厚さに抑えることができる。
【0013】
前記した鉄筋において、前記頭部の外面に線状に延びている突起部を突出させた場合には、頭部の表面積を増やすことができるため、コンクリートに対する鉄筋の定着力を高めることができる。
【0014】
前記した鉄筋が前記軸部の外周面にリブが形成された異形鉄筋である場合には、コンクリートに対する鉄筋の定着力をより高めることができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明の鉄筋では、頭部に先端面およびフランジ部が形成されているため、コンクリートに対する定着力を高めることができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の
参考例および実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、
各参考例および実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
【0018】
[
第一参考例]
第一参考例の鉄筋1Aは、
図1に示すように、鋼製の異形鉄筋である。鉄筋1Aは、軸部10と、軸部10の先端部に形成された頭部20と、を備えている。
【0019】
軸部10は、円形断面の棒状部材の外周面に格子状のリブ11を形成したものである。このように、軸部10の外周面には、リブ11によって凹凸が形成されている。
【0020】
軸部10の先端部には、
図2(a)に示すように、頭部20が形成されている。頭部20は、軸部10の先端部を鍛造によって加工した部位である。つまり、軸部10と頭部20とは一体の部材である。
【0021】
頭部20は、軸部10よりも拡径されている。第一実地形態では、頭部20全体が軸部10よりも軸部10の径方向に突出している。
第一参考例の頭部20は、先端側から基端側に向かうにつれて拡径された円錐台形状に形成されている(
図1参照)。頭部20の外周面の開き角度は、約50度から60度の間に設定することが好ましい。
軸部10の軸方向における頭部20の厚さL1は、軸部10の直径D1の1.0倍から1.2倍の間に設定することが好ましい。
【0022】
頭部20の先端面21は、
図2(b)に示すように、軸部10の軸線方向を法線方向とする円形の平面である。先端面21は、軸部10と同心位置に配置されている。
先端面21の直径D2は、軸部10の直径D1の1.0倍から1.3倍の間に設定することが好ましい。
第一参考例では、先端面21の外縁部が軸部10の外周面よりも軸部10の径方向の外側に配置されている。
【0023】
頭部20の基端面22は、
図2(a)および(c)に示すように、軸線方向を法線方向とする円形の平面である。基端面22の中心部に軸部10が連結されている。
第一参考例では、
図2(c)に示すように、基端面22の直径D3は、軸部10の直径D1の1.6倍から2.0倍の間に設定することが好ましい。基端面22の外縁部は軸部10の外周面よりも軸部10の径方向の外側に配置されている。
【0024】
先端面21の外周縁部は、
図2(a)に示すように、頭部20の基端面22と軸部10の外周面との隅部23よりも外側に配置されている。
隅部23は曲面に形成されている。そして、半径1.0mmから3.0mmの間の曲面に形成することが好ましい。
【0025】
頭部20の基端部の外周部には、
図1に示すように、軸部10の径方向に突出した板状のフランジ部24が形成されている。
フランジ部24は、頭部20の基端部の外周全体に形成されたリング状の部位である。
図2(a)に示すように、フランジ部24の先端面および基端面は、軸部10の軸方向を法線方向とする平面である。
【0026】
図2(b)に示すように、フランジ部24の外径D4は、軸部10の直径D1の2.1倍から2.5倍の間に設定することが好ましい。軸部10の径方向におけるフランジ部24の幅(フランジ部24の突出量)は、軸部10の直径D1の0.2倍から0.4倍の間に設定することが好ましい。
また、
図2(a)に示すように、軸部10の軸方向におけるフランジ部24の厚さL2は、軸部10の直径D1の0.2倍から0.6倍に設定することが好ましい。
【0027】
第一参考例の頭部20の外面には、先端部から基端部に向けて線状に延びている突起部25が突出している。突起部25は、軸断面が矩形に形成された細長い部位である。
突起部25は、
図2(b)に示すように、先端面21の中心点を通って径方向に直線状に延びている。さらに、突起部25は、先端面21の外周縁部から頭部20の両側に延びている。突起部25は、
図2(a)に示すように、頭部20の外周面およびフランジ部24の先端面に亘って形成されている。突起部25の突出量は、0.5mmから2.0mmの間に設定することが好ましい。
【0028】
次に、
第一参考例の鉄筋1Aを用いた床版110の連結構造について説明する。
第一参考例では、
図3に示すように、RC床版を有する橋梁の上部工100に敷設された床版110同士を連結するための連結構造について説明する。
隣り合う床版110,110は間隔を空けて橋桁に載置されている。これにより、隣り合う床版110,110の間に空間200が形成されている。
【0029】
床版110は、鉄筋コンクリート製のプレキャスト部材であり、床版110の内部に
第一参考例の鉄筋1Aが配筋されている。また、床版110の端面から鉄筋1Aの先端側の部位が水平方向に突出している。
また、一方の床版110から突出した鉄筋1Aの上側に他の鉄筋2が配置されるとともに、他方の床版110から突出した鉄筋1Aの下側に他の鉄筋2が配置されている。
【0030】
このようにして、空間200に鉄筋1Aを配筋した後に、空間200にコンクリートCを打設して、鉄筋1AをコンクリートCに埋設する。
そして、床版110の鉄筋1AがコンクリートCに定着することで、隣り合う床版110,110がコンクリートCを介して連結される。
【0031】
以上のような
第一参考例の鉄筋1Aでは、
図3に示すように、コンクリートCの押圧力が鉄筋1Aの先端側から基端側に向けて作用したときに、その押圧力を頭部20の先端面21およびフランジ部24で受けることができる。
また、
第一参考例の鉄筋1Aでは、コンクリートCの押圧力が鉄筋1Aの基端側から先端側に向けて作用したときには、その押圧力を頭部20の基端面22およびフランジ部24で受けることができる。
また、
第一参考例の鉄筋1Aでは、軸部10の外周面に形成されたリブ11がコンクリートCに係合する。
これにより、
第一参考例の鉄筋1Aでは、コンクリートCの押圧力に対して、頭部20の抵抗力を高めることができる。したがって、
第一参考例の鉄筋1Aは、コンクリートCに対して確実に係合させることができるため、コンクリートCに対する定着力を高めることができる。
【0032】
第一参考例の鉄筋1Aでは、頭部20が他の鉄筋2側に突出しているため、仮に鉄筋1AがコンクリートC内で移動したときでも、頭部20が他の鉄筋2に引っ掛かることで、鉄筋1Aのずれを抑えることができる。
【0033】
第一参考例の鉄筋1Aでは、頭部20の基端面22と軸部10の外周面との隅部23から先端面21までの厚さが、軸部10の軸方向における頭部20の厚さの最大値と同じになる。これにより、コンクリートCから鉄筋1Aに引張力が作用したときの頭部20のせん断強度を高めることができる。
【0034】
第一参考例の鉄筋1Aでは、頭部20の基端面22と軸部10の外周面との隅部23が曲面に形成されている。そのため、コンクリートCの押圧力が鉄筋1Aの基端側から先端側に向けて作用したときに、頭部20の基端面22と軸部10の外周面との隅部23に応力が集中し難い。これにより、頭部20と軸部10との連結部の疲労耐久性を高めることができる。
【0035】
第一参考例の鉄筋1Aでは、頭部20の外面に形成された突起部25によって頭部20の表面積を増やすことができるため、コンクリートCに対する定着力を高めることができる。
【0036】
第一参考例の鉄筋1Aでは、頭部20にフランジ部24を形成することで、コンクリートCに対する定着力を高めている。したがって、頭部20にフランジ部24を形成しない構成に比べて、頭部20の容積を低減することができる。これにより、軸部10の端部を鍛造して頭部20を成形するときに、頭部20の金属繊維(鍛流線)が切断されないように、軸部10の端部の変形量を抑えることができる。
【0037】
以上、本発明の
第一参考例について説明したが、本発明は前記
第一参考例に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
第一参考例では、
図1に示すように、頭部20の全周にフランジ部24が形成されているが、頭部20の外周部の一部にフランジ部24を形成してもよい。また、頭部20の外周部に複数のフランジ部24を形成してもよい。
【0038】
第一参考例では、頭部20の先端面21、外周面およびフランジ部24の先端面に突起部25が形成されているが、頭部20の外面において、突起部25を形成する領域は限定されるものではない。例えば、頭部20の先端面21のみに突起部25を形成してもよい。また、頭部20の外面に突起部25を形成しなくてもよい。
【0039】
第一参考例では、
図1に示すように、軸部10の外周面にリブ11が形成されているが、軸部10の外周面にリブ11を形成しなくてもよい。つまり、軸部10が丸棒によって形成されていてもよい。
【0040】
第一参考例では、
図3に示すように、床版110,110同士の連結構造について説明しているが、本発明の鉄筋を適用可能な構造物は限定されるものではなく、各種の鉄筋コンクリート構造物に適用することができる。
第一参考例では、上部工100の延長方向に鉄筋1Aが配筋されているが、上部工100の幅方向に鉄筋1Aを配筋し、上部工100の幅方向に並設された床版同士を連結してもよい。さらに、鉄筋1Aの向きや位置など配筋構造についても限定されるものではない。例えば、他の鉄筋2の上側に鉄筋1Aを配置してもよい。
【0041】
[
第二参考例]
次に、
第二参考例の鉄筋1Bについて説明する。
第二参考例の鉄筋1Bは、
図4(a)に示すように、前記
第一参考例の鉄筋1A(
図1参照)と略同様の構成であり、頭部20の形状が異なっている。
【0042】
第二参考例の鉄筋1Bでは、頭部20に平面27が形成されている。平面27は、
図4(b)に示すように、軸部10の軸方向に直交する方向を法線方向としている。
【0043】
鉄筋1Bでは、軸部10の軸心(軸線)から平面27までの距離L3(軸部10の径方向の距離)は、軸部10の半径と略同じ大きさである。
なお、軸部10の軸心から平面27までの軸部10の径方向の距離L3は、軸部10の直径の0.5倍から0.7倍の間に設定することが好ましい。このようにすると、頭部20を鍛造したときの製造誤差の範囲内に収めることができる。
【0044】
また、軸部10の軸心から平面27までの距離L3を、軸部10の直径D1の0.5倍以上)に設定することで、頭部20の定着力を十分に確保するとともに、頭部20の強度が低下するのを防ぐことができる。
また、軸部10の軸心から平面27までの距離L3を、軸部10の直径D1の0.7倍以下に設定することで、平面27が軸部10の外周面よりも大きく外側に配置されるのを防ぐことができる。
【0045】
第二参考例の鉄筋1Bを用いた床版110の連結構造では、
図5に示すように、鉄筋1Bの頭部20の平面27がコンクリートCの上面または下面に向けて配置されている。 また、一方の床版110から突出した鉄筋1Aと、他方の床版110から突出した鉄筋1Aとの間に他の鉄筋2が配置されている。
このようにすると、頭部20の平面27におけるかぶり厚さT1が、鉄筋1B全体のかぶり厚さの規定の対象となる。
そして、頭部20の平面27におけるかぶり厚さは、軸部10のかぶり厚さT2と略同じ大きさになる。したがって、鉄筋1B全体のかぶり厚さを抑えることができるため、上部工100を軽量化することができる。
【0046】
以上、本発明の
第二参考例について説明したが、本発明は前記
第二参考例に限定されることなく、前記
第一参考例と同様に、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
【0047】
[
第三参考例]
次に、
第三参考例の鉄筋1Cについて説明する。
第三参考例の鉄筋1Cは、
図6(a)に示すように、前記
第二参考例の鉄筋1B(
図4(a)参照)と略同様の構成であり、頭部20の形状が異なっている。
第三参考例の鉄筋1Cでは、頭部20に二つの平面27,27が形成されている。
第三参考例において、頭部20に形成された二つの平面27,27は、
図6(b)に示すように、頭部20の中心を挟んで略平行に形成されている。
【0048】
また、
第三参考例では、
図6(c)に示すように、先端面21は正面視で矩形に形成されている。このように、先端面21を矩形に形成した場合には、頭部20の軸断面積を大きくしてせん断強度を大きくすることができる。
【0049】
以上、本発明の
第三参考例について説明したが、本発明は前記
第三参考例に限定されることなく、前記
第二参考例と同様に、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
【0050】
[
本実施形態]
次に、
本実施形態の鉄筋1Dについて説明する。
本実施形態の鉄筋1Dは、
図7(a)に示すように、前記
第一参考例の鉄筋1A(
図1参照)と略同様の構成であり、頭部20の形状が異なっている。
本実施形態の鉄筋1Dでは、頭部20と軸部10との連結部に凹部28が形成されている。
【0051】
本実施形態では、頭部20の基端面22と、軸部10の外周面との隅部23に沿って凹部28が形成されている。
凹部28は、
図7(b)に示すように、基端面22を軸部10の外周縁部に沿って窪ませた部位である。凹部28の底面は曲面に形成されている。
【0052】
本実施形態では、軸部10の先端部に頭部20を鍛造するときに、基端面22に凹部28を形成している。
なお、基端面22に凹部28を形成する方法は限定されるものではないが、鍛造時に凹部28を形成した場合には、頭部20の金属繊維(鍛流線)が切断されないため、頭部20の強度を保つことができる。
【0053】
以上、本発明の
実施形態について説明したが、本発明は前記
実施形態に限定されることなく、前記
第一参考例と同様に、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態では、
図7(a)に示すように、凹部28が軸部10の外周面に沿って円弧状に連続して形成されているが、凹部28の幅や深さは限定されるものではない。また、凹部28を断続的に形成してもよい。
また、
本実施形態の凹部28は、
図7(b)に示すように、底面が曲面に形成されているが、凹部28の形状は限定されるものではなく、断面が四角形や三角形でもよい。また、凹部28の底面は、複数の曲率の曲面を連続させた曲面でもよい。