特許第6906893号(P6906893)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(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】6906893
(24)【登録日】2021年7月2日
(45)【発行日】2021年7月21日
(54)【発明の名称】鉄筋の接合構造および鉄筋の接合方法
(51)【国際特許分類】
   E04C 5/18 20060101AFI20210708BHJP
   E04G 21/12 20060101ALI20210708BHJP
【FI】
   E04C5/18 102
   E04G21/12 105E
【請求項の数】2
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2015-226743(P2015-226743)
(22)【出願日】2015年11月19日
(65)【公開番号】特開2017-95901(P2017-95901A)
(43)【公開日】2017年6月1日
【審査請求日】2018年6月15日
【審判番号】不服2020-11197(P2020-11197/J1)
【審判請求日】2020年8月12日
(73)【特許権者】
【識別番号】000002299
【氏名又は名称】清水建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100161506
【弁理士】
【氏名又は名称】川渕 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(72)【発明者】
【氏名】石井 大吾
【合議体】
【審判長】 長井 真一
【審判官】 有家 秀郎
【審判官】 浦口 幸宏
(56)【参考文献】
【文献】 特開昭56−93976(JP,A)
【文献】 特開昭51−137061(JP,A)
【文献】 国際公開第2008/038410(WO,A1)
【文献】 実開昭49−54317(JP,U)
【文献】 特開昭61−126271(JP,A)
【文献】 特開平8−199735(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2014/0318704(US,A1)
【文献】 国際公開第2011/159049(WO,A2)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E04C5/00-5/20
E04G21/12
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
丸鋼と異形鉄筋とを接合する鉄筋の接合構造において、
前記丸鋼と前記異形鉄筋とが挿入される管体を有し、
前記丸鋼と前記異形鉄筋とは、前記管体の内部に重なって配置され、
前記管体は、前記丸鋼と前記異形鉄筋とが重なった部分にその外周を囲繞するようにして圧着されて、前記丸鋼と前記異形鉄筋とが直接圧着され、
前記異形鉄筋の節が前記丸鋼にめり込んで前記異形鉄筋と前記丸鋼とが直接接合されていることを特徴とする鉄筋の接合構造。
【請求項2】
既存RC壁に埋設された丸鋼に新たに異形鉄筋を接合する鉄筋の接合方法において、
前記既存RC壁のコンクリートを斫って前記丸鋼を露出させる斫り工程と、
前記丸鋼および前記異形鉄筋をそれぞれ管体に挿入して該管体の内部で重なるように配置させる鉄筋挿入工程と、
前記管体を前記丸鋼と前記異形鉄筋とが重なった部分にその外周を囲繞するようにして圧着し、前記丸鋼と前記異形鉄筋とを直接圧着させて、前記異形鉄筋の節を前記丸鋼にめり込ませて前記異形鉄筋と前記丸鋼とを直接接合する圧着工程と、を有することを特徴とする鉄筋の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄筋の接合構造および鉄筋の接合方法に関する。
【背景技術】
【0002】
建物の一部を使用したまま行う既存建物の耐震補強工事では、工事中の火災を防止するために溶接やサンダー掛けなどを行わない「火無し工法」が求められることが多い。既存RC壁の開口閉鎖補強工事を火無し工法で行う場合、既存RC壁のコンクリートを斫って既存RC壁の鉄筋を露出させ、この鉄筋に新設の鉄筋と接合する必要がある。
鉄筋を接合する継手として、重ね継手や機械式継手、グラウト式継手などが知られている(例えば、特許文献1乃至3参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平8−246604号公報
【特許文献2】特開平8−199735号公報
【特許文献3】特開2010−222888号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、既存RC壁の鉄筋が丸鋼である場合、新設の鉄筋との接合をフック付の重ね継手とする必要があるため、既存RC壁のコンクリートを開口部の縁部から外側に向かって500mm程度の広範囲で斫る必要がある。既存RC壁のコンクリートを斫る作業は、重労働である上、騒音、振動、粉塵が発生して周囲の環境へ悪影響を及ぼす虞があるため、コンクリートを斫る範囲を最小限に抑えることが望まれている。
鉄筋を機械式継手やグラウト式継手で接合する場合は、重ね継手で接合する場合と比べて接合部分(継手を設けるためのスペース)の寸法を抑えることができるため、既存RC壁のコンクリートを斫る範囲を小さくすることができる。しかしながら、いずれ継手も異形鉄筋を使用することで構造性能を確保することができるため、既存RC壁の鉄筋が丸鋼であると専用の特殊な部材を製作しなければならず適用が困難である。
【0005】
そこで、本発明は、接合部分(継手を設けるためのスペース)の寸法を抑えることができるとともに、構造性能を確保することができる鉄筋の接合構造および鉄筋の接合方法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】
【0006】
上記目的を達成するため、丸鋼と異形鉄筋とを接合する鉄筋の接合構造において、前記丸鋼と前記異形鉄筋とが挿入される管体を有し、前記丸鋼と前記異形鉄筋とは、前記管体の内部に重なって配置され、前記管体は、前記丸鋼と前記異形鉄筋とが重なった部分にその外周を囲繞するようにして圧着されて、前記丸鋼と前記異形鉄筋とが直接圧着され、前記異形鉄筋の節が前記丸鋼にめり込んで前記異形鉄筋と前記丸鋼とが直接接合されていることを特徴とする。
【0007】
また、本発明に係る鉄筋の接合方法では、既存RC壁に埋設された丸鋼に新たに異形鉄筋を接合する鉄筋の接合方法において、前記既存RC壁のコンクリートを斫って前記丸鋼を露出させる斫り工程と、前記丸鋼および前記異形鉄筋をそれぞれ管体に挿入して該管体の内部で重なるように配置させる鉄筋挿入工程と、前記管体を前記丸鋼と前記異形鉄筋とが重なった部分にその外周を囲繞するようにして圧着し、前記丸鋼と前記異形鉄筋とを直接圧着させて、前記異形鉄筋の節を前記丸鋼にめり込ませて前記異形鉄筋と前記丸鋼とを直接接合する圧着工程と、を有することを特徴とする。
【0008】
本発明では、管体の内部に丸鋼と異形鉄筋とが重なるように配置され、管体が丸鋼と異形鉄筋とが重なる部分にその外周を囲繞するようにして圧着されている。これにより、丸鋼と異形鉄筋とを管体の丸鋼および異形鉄筋への圧着によって接合することができる。
また、管体の丸鋼および異形鉄筋への圧着によって異形鉄筋の節が丸鋼にめり込むため、丸鋼と異形鉄筋とがかみ合った状態となり、丸鋼と異形鉄筋とを確実に接合することができる。このように、特殊部材を用いなくても、鉄筋の接合構造の構造性能(耐力、剛性、靱性など)を確保することができる
また、本発明では、管体の内部に挿入された丸鋼および異形鉄筋に管体を圧着することで丸鋼と異形鉄筋とが接合されるため、丸鋼と異形鉄筋とをフック付の重ね継手で接合する場合と比べて、接合部分(継手を設けるためのスペース)の寸法を抑えることができる。これにより、既存RC壁に埋設された丸鋼に新たに異形鉄筋を接合する場合は、既存RC壁のコンクリートを斫る範囲を抑えることができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、接合部分の寸法を抑えることができるとともに、構造性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明の第1実施形態による既存RC壁を示す図である。
図2】(a)は本発明の第1実施形態による鉄筋の接合構造の正面図、(b)は(a)のA−A線断面図、(c)は(b)のB−B線断面図である。
図3】(a)は圧着される前の丸鋼、異形鉄筋および管体と圧着工具を示す図で、(a)は圧着された丸鋼、異形鉄筋および管体と圧着工具を示す図である。
図4】(a)は本発明の第2実施形態による鉄筋の接合構造の正面図、(b)は(a)のC−C線断面図、(c)は(b)のD−D線断面図である。
図5】丸鋼の先端部分と異形鋼線とを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態による鉄筋の接合構造および鉄筋の接合方法について、図1乃至図3に基づいて説明する。
本実施形態による鉄筋の接合構造は、図1に示すような既存RC壁2に形成された開口部21を閉鎖して既存RC壁2を補強する工事において、既存RC壁2に埋設された丸鋼3A(3)に、開口部21の内部に新たに設けられる異形鉄筋4(図2参照)を接合する構造である。
本実施形態による鉄筋の接合構造では、既存RC壁2のコンクリート22を開口部21の縁部から外側に向かう所定の範囲23で斫り、丸鋼3Aの先端部分31(図2参照)を露出させて、丸鋼3Aの先端部分31に異形鉄筋4を接合している。
図2に示すように、本実施形態による鉄筋の接合構造1Aは、丸鋼3Aと、異形鉄筋4と、内部に丸鋼3および異形鉄筋4が挿入されて丸鋼3Aおよび異形鉄筋4と圧着される管体5A(5)と、を有している。
丸鋼3Aには、例えば呼び名が9φなどの丸鋼が用いられている。
異形鉄筋4には、例えば、呼び名がD10などの異形鉄筋が用いられている。
【0015】
管体5Aには、長さが80mm程の例えばSTPG370の圧力配管用炭素鋼管などが用いられている。管体5Aの内部には、軸方向の一方側から丸鋼3Aの先端部分31が挿入され、軸方向の他方側から異形鉄筋4の先端部分41が挿入されている。管体5Aの内部に挿入された丸鋼3Aの先端部分31と異形鉄筋4の先端部分41とは、それぞれの軸線が平行で重なった状態となっている。
図3(a)に示すように、管体5Aは、製造時には円筒状に形成されており、図3(b)に示すように、丸鋼3Aの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41に圧着される際に変形している。
【0016】
本実施形態では、管体5Aの丸鋼3Aの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41への圧着は、管体5Aを軸線に直交する方向から挟むように押圧可能な六角圧縮ダイス11を有する圧着工具を用いて行われる。
このような圧着工具で押圧されることにより、管体5Aは、その内部のうちの丸鋼3Aの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41が配置されていない空部が潰されるように変形し、重なった状態の丸鋼3Aの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41にこれらの外周を囲繞するようにして圧着されている。
【0017】
管体5Aが重なった状態の丸鋼3Aの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41にこれらの外周を囲繞するように圧着されることにより、丸鋼3Aの先端部分31と異形鉄筋4の先端部分41とは互いに近づくように圧着され、異形鉄筋4の節42が丸鋼3Aにめり込んでかみ合った状態となっている。本実施形態では、異形鉄筋4の節42は、管体5Aにもめり込んでいる。
このように管体5Aが丸鋼3Aの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41に圧着されるとともに、丸鋼3Aの先端部分31と異形鉄筋4の先端部分41とがかみ合うことで、丸鋼3Aと異形鉄筋4とが接合されている。
【0018】
なお、六角圧縮ダイス11を有する圧着工具を用いて管体5Aを丸鋼3Aの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41に圧着することにより、周方向全体において略均一な圧縮力で管体5Aが押圧されるため、管体5Aが折れ曲がるように変形することを抑制することができる。また、このような圧着工具に所定の荷重がかかると除荷されるストッパー機能が設けられていると、管体5Aを押圧する圧縮荷重を一定に管理することが容易となるとともに、鉄筋の接合構造1Aの品質管理が容易となる。
本実施形態では、管体5Aに対して、管体5Aの長さ方向に間隔をあけた複数個所において圧着工具による圧着(押圧)を行っている。
【0019】
続いて、本実施形態による鉄筋の接合方法について説明する。
まず、既存RC壁2のコンクリート22を斫って丸鋼3Aを露出させる斫り工程を行う。
既存RC壁2のコンクリート22を開口部21の縁部から外側に向かって200mm程の範囲で斫り、既存RC壁2の丸鋼3Aの先端部分31を露出させる。
【0020】
続いて、丸鋼3Aと異形鉄筋4とを管体5Aに挿入して管体5Aの内部で重なるように配置させる鉄筋挿入工程を行う。
丸鋼3Aの先端部分31を管体5Aの軸方向の一方側から管体5Aの内部に挿入し、異形鉄筋4の先端部分41を管体5Aの軸方向の他方側から管体5Aの内部に挿入する。管体5Aの丸鋼3Aの先端部分31、異形鉄筋4の先端部分41、および管体5Aそれぞれの軸線が略平行となるように、丸鋼3Aの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41を管体5Aの内部に配置する。
【0021】
続いて、管体5Aを丸鋼3Aおよび異形鉄筋4に圧着する圧着工程を行う。
本実施形態では、上述した圧着工具を用いて、管体5Aの長さ方向に間隔をあけた複数個所において管体5Aの丸鋼3Aの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41への圧着を行う。管体5Aが丸鋼3Aの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41に圧着され、異形鉄筋4の節42が丸鋼3Aにめり込むようにして丸鋼3Aと異形鉄筋4とがかみ合うことで丸鋼3Aと異形鉄筋4とが接合される。
【0022】
なお、既存RC壁2に形成された開口部21を閉鎖して既存RC壁2を補強する場合は、丸鋼3Aと異形鉄筋4とが接合された後に、既存RC壁2の開口部21およびコンクリート22が斫られた部分にコンクリート22を打設して開口部21を閉鎖する。
【0023】
次に、上述した第1実施形態による鉄筋の接合構造1Aおよび鉄筋の接合方法の作用・効果について図面を用いて説明する。
上述した第1実施形態による鉄筋の接合構造1Aおよび鉄筋の接合方法では、管体5Aの内部に丸鋼3Aの先端部分31と異形鉄筋4の先端部分41とが重なるように配置され、管体5Aが丸鋼3Aの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41にこれらの外周を囲繞するようにして圧着されている。これにより、丸鋼3Aと異形鉄筋4とを管体5Aの丸鋼3Aの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41への圧着によって接合することができる。
また、管体5Aの丸鋼3Aの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41への圧着によって異形鉄筋4の節42が丸鋼3Aにめり込むため、丸鋼3Aと異形鉄筋4とがかみ合った状態となり、丸鋼3Aと異形鉄筋4とを確実に接合することができる。このように、特殊部材を用いなくても、鉄筋の接合構造1Aの構造性能を確保することができる
【0024】
また、本実施形態では、管体5Aの内部に挿入された丸鋼3Aの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41に管体5Aを圧着することで丸鋼3Aと異形鉄筋4とが接合されるため、丸鋼と異形鉄筋とをフック付の重ね継手で接合する場合と比べて、接合部分(継手を設けるためのスペース)の寸法を抑えることができる。これにより、既存RC壁2のコンクリート22を斫る範囲を抑えることができる。
丸鋼3Aと異形鉄筋4とをフック付の重ね継手で接合する場合では、既存RC壁2のコンクリート22を開口部21の縁部から外側に向かって500mm程度の範囲で斫らないとフック付の重ね継手を設けられないが、本実施形態では、既存RC壁2のコンクリート22を開口部21の縁部から外側に向かって200mm程度の範囲で斫れば丸鋼3Aと異形鉄筋4とを接合することができる。
【0025】
また、本実施形態では、管体5Aを丸鋼3Aの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41に圧着することで丸鋼3Aと異形鉄筋4とを接合することにより、一般的に鉄筋を接合してコンクリートを打設する際に必要となる作業(例えば、下地処理、火花養生、止水養生、型枠作業、硬化養生など)を省略または軽減することができ、工期短縮およびコスト削減を図ることができる。
【0026】
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第1実施形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第1実施形態と異なる構成について説明する。
図4および図5に示すように、第2実施形態による鉄筋の接合構造1Bでは、丸鋼3B(3)の先端部分31に鋼線(線材)6が螺旋状に巻きつけられていて、鋼線6が巻きつけられた状態の丸鋼3Bの先端部分31が管体5B(5)の内部に挿入されている。本実施形態では、鋼線6には、径が1mm以上の鋼線6が使用され、鋼線6が所定のピッチで丸鋼3Bの先端部分31に巻きつけられている。
【0027】
図4に示すように、第2実施形態では、丸鋼3Bの先端部分31と、異形鉄筋4の先端部分41とは、管体5Bの内部に互いの先端部3a,4aを突き合わせて同軸となるように配置されている。管体5Bには、長さが160mm程の例えばSTPG370の圧力配管用炭素鋼交換などが用いられている。管体5Bの長さ方向(軸方向)の略中央部において丸鋼3Bの先端部3aと異形鉄筋4の先端部4aとが突き合わされている。
【0028】
管体5Bは丸鋼3Bの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41にこれらの外周を囲繞するようにして圧着されている。
管体5Bが鋼線6が巻きつけられた丸鋼3Bの先端部分31に圧着されることにより、鋼線6が丸鋼3Bおよび管体5Bにめり込んで丸鋼3Bと管体5Bとがかみ合った状態となる。管体5Bが異形鉄筋4の先端部分41に圧着されることにより、管体5Bに異形鉄筋4の節42がめり込んで異形鉄筋4と管体5Bとがかみ合った状態となる。これにより、丸鋼3Bと異形鉄筋4とが管体5Bを介して接合される。
【0029】
続いて、本実施形態による鉄筋の接合方法について説明する。
まず、既存RC壁2のコンクリート22を斫って丸鋼3Bを露出させる斫り工程を行う。
既存RC壁2のコンクリート22を開口部21の縁部から外側に向かって200mm程の範囲で斫り、既存RC壁2の丸鋼3Bの先端部分31を露出させる。
【0030】
続いて、丸鋼3Bに鋼線6を巻きつける鋼線巻きつけ工程(線材巻きつけ工程)を行う。
丸鋼3Bの先端部分31に鋼線6を例えば螺旋状に巻きつける。
【0031】
続いて、鋼線6が巻きつけられた丸鋼3Bと異形鉄筋4とをそれぞれ管体5Bに挿入して管体5Bの内部で重なるように配置させる鉄筋挿入工程を行う。
丸鋼3Bの先端部分31を管体5の軸方向の一方側から管体5Bの内部に挿入し、異形鉄筋4の先端部分41を管体5Bの軸方向の他方側から管体5Bの内部に挿入する。このとき、丸鋼3Bの先端部分31、異形鉄筋4の先端部分41、および管体5Bそれぞれの軸線が略重なった状態とする。
【0032】
続いて、管体5Bを外側から丸鋼3Bおよび異形鉄筋4に圧着する圧着工程を行う。
本実施形態では、第1実施形態と同様の圧着工具を用いて、管体5Bの長さ方向に間隔をあけた複数個所において管体5Bの丸鋼3Bの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41への圧着を行う。管体5Bが丸鋼3Bの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41に圧着され、鋼線6が丸鋼3Bおよび管体5Bにめり込むようにして丸鋼3Bと管体5Bとがかみ合うとともに、異形鉄筋4の節42が管体5Bにめり込むようにして異形鉄筋4と管体5とがかみ合うことで、管体5Bを介して丸鋼3Bと異形鉄筋4とが接合される。
【0033】
第2実施形態による鉄筋の接合構造1Bおよび鉄筋の接合方法では、鋼線6が巻きつけられた丸鋼3Bの先端部分31と異形鉄筋4の先端部分41とが管体5Bの内部に突き合わさるように配置され、管体5Bが丸鋼3Bの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41にこれらの外周を囲繞するようにして圧着されている。鋼線6が丸鋼3Bおよび管体5Bにめり込むようにして丸鋼3Bと管体5Bとがかみ合うとともに、異形鉄筋4の節42が管体5にめり込むようにして異形鉄筋4と管体5Bとがかみ合うことで、管体5Bを介して丸鋼3Bと異形鉄筋4とを確実に接合することができる。このように、特殊部材を用いなくても、鉄筋の接合構造1Bの構造性能を確保することができる。
【0034】
鋼線6が巻きつけられた丸鋼3Bの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41を管体5Bの内部に挿入して、管体5Bを丸鋼3Bの先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41に圧着することで丸鋼3Bと異形鉄筋4とが接合されるため、丸鋼と異形鉄筋とをフック付の重ね継手で接合する場合と比べて、接合部分(継手を設けるためのスペース)の寸法を抑えることができる。これにより、既存RC壁2のコンクリート22を斫る範囲を抑えることができる。
本実施形態においても、既存RC壁2のコンクリート22を開口部21の縁部から外側に向かって200mm程度の範囲で斫れば丸鋼3Bと異形鉄筋4とを接合することができる。
【0035】
また、使用される丸鋼3Bや異形鉄筋4、管体5Bなどの部材の形状や寸法、鋼種に合わせて丸鋼3Bの先端部分31に巻きつける鋼線6のピッチや圧縮荷重を設定することで、鉄筋の接合構造1Bの品質管理を容易に行うことができる。
【0036】
以上、本発明による鉄筋の接合構造および鉄筋の接合方法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、六角圧縮ダイスを有する圧着工具を用いて管体5を丸鋼3の先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41に圧着しているが、他の圧着工具を用いて管体5を丸鋼3の先端部分31および異形鉄筋4の先端部分41に圧着してもよい。
【0037】
また、上記の第1実施形態では、丸鋼3の先端部分31および異形鉄筋の先端部分41が管体5の内部に配置されているが、丸鋼3の先端部3a近傍および異形鉄筋4の先端部4a近傍が、管体5のそれぞれが挿入された側と反対側から突出していてもよい。
【0038】
また、上記の第2実施形態では、丸鋼Bの先端部分31に鋼線6を巻きつけているが、鋼線6に代わって、コイルバネに丸鋼3Bの先端部分31を挿通させて、コイルバネが丸鋼3Bの先端部分31の外周に沿って巻きつけられているようにしてもよいし、ワッシャに丸鋼3Bの先端部分31を挿通させて、ワッシャが丸鋼3Bの先端部分31の外周に沿って配置されている(巻きつけられている)ようにしたりしてもよい。そして、これらのコイルバネおよびワッシャなどによって丸鋼3Bと管体5Bとがかみ合うように構成されていればよい。
また、丸鋼3や異形鉄筋4、管体5、鋼線6の規格や寸法は適宜設定されてよい。
また、上記の実施形態では、既存RC壁2に埋設された丸鋼3に新たに異形鉄筋4を接合しているが、丸鋼3は既存RC壁2に埋設されたものでなくてもよい。
【符号の説明】
【0039】
1A,1B 鉄筋の接合構造
2 既存RC壁
3,3A,3B 丸鋼
3a 先端部
4 異形鉄筋
5,5A,5B 管体
6 鋼線(線材)
21 開口部
22 コンクリート
42 節
図1
図2
図3
図4
図5