(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】
(24)【登録日】2023-12-13
(45)【発行日】2023-12-21
(54)【発明の名称】接合構造
(51)【国際特許分類】
E04B 1/18 20060101AFI20231214BHJP
E04B 1/58 20060101ALI20231214BHJP
E02D 27/12 20060101ALI20231214BHJP
【FI】
E04B1/18 Z
E04B1/58 505Z
E02D27/12 Z
(21)【出願番号】P 2020207594
(22)【出願日】2020-12-15
【審査請求日】2023-01-24
(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】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】相川 真人
(72)【発明者】
【氏名】橋本 敦史
【審査官】土屋 保光
(56)【参考文献】
【文献】特開2001-342684(JP,A)
【文献】特開2005-264514(JP,A)
【文献】特開2005-264513(JP,A)
【文献】特開2010-150787(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2019/0271132(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E04B 1/18
E04B 1/38 - 1/61
E02D 27/12
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
下に向かうにしたがって離間する一対の斜杭からなる組杭と、
前記組杭を挟んで対向する方向から接続する一対の鉄筋コンクリート造の梁と、を接合する接合構造であって、
前記組杭の頭部に隙間をあけて周設された環状部材と、
前記環状部材に端部が取り付けられた前記梁の梁主筋と、
前記斜杭同士の間において、前記環状部材の中間部に横架された連結部材と、
前記斜杭の頭部、前記環状部材、前記梁主筋および前記連結部材を巻き込んだコンクリート硬化体と、を備えていることを特徴とする、接合構造。
【請求項2】
前記環状部材が、リング状に形成された鉄筋からなり、
複数の前記環状部材が、水平方向に間隔をあけて並設されていることを特徴とする、請求項1に記載の接合構造。
【請求項3】
前記梁主筋の端部に係止部が形成されており、
前記梁主筋は、前記係止部を前記環状部材に係止することにより、前記環状部材に取り付けられていることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の接合構造。
【請求項4】
前記環状部材には、挿入孔を有する取付部が形成されており、
前記梁主筋は、前記挿入孔に端部を挿入した状態で、前記取付部に取り付けられていることを特徴とする、請求項1に記載の接合構造。
【請求項5】
前記環状部材が上下二段に並設されており、
前記梁主筋の端部は、上下二段の前記環状部材の間に挿通した状態で、前記環状部材に取り付けられていることを特徴とする、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄筋コンクリート造の梁と一対の斜杭との接合構造に関する。
【背景技術】
【0002】
鉄筋コンクリート造の梁と杭を剛接合させ、杭頭拘束モーメントをRC造の梁で抵抗させる構造では、梁下主筋が杭頭部と干渉する場合がある。この場合には、梁と杭の接合部を貫通する梁下主筋を配筋できない。このような梁と杭との接合部では、杭頭部に固定された定着プレートに梁主筋を溶接することで、梁と杭との一体性を確保する構造が採用されている。
しかしながら、定着プレートを利用した接合構造は、定着プレートを杭に溶接する作業や、複数本の梁主筋を定着プレートに溶接する作業等、現場溶接が多数必要となり、工期短縮化の妨げとなっていた。
そのため、本出願人は、特許文献1に示すように、杭頭部に遊嵌した環状部材に梁主筋の端部を取り付ける梁と杭との接合構造を考案し、実用化に至っている。特許文献1の接合構造では、一本の杭を挟んで対向する梁の下主筋を環状部材に取り付けることで、下主筋の連続性を図っている。そのため、特許文献1の接合構造は、環状部材を介して、梁主筋の応力を他の梁主筋に伝達させるとともに、コンクリートを介して杭に応力を伝達させることができる。また、溶接作業を削減することで工期短縮化を図ることができる。
海上桟橋等のように、水平力が作用する構造物では、水平力に抵抗するために斜杭を組み合わせた組杭を用いる場合がある。特許文献1の接合構造では、杭毎に設けられた環状部材に梁主筋を接合するため、梁主筋の延長方向において斜杭同士が重なるように配設されていると、環状部材に一方の梁の梁主筋しか接続できない場合がある。斜杭に周設された環状部材に一方の梁の梁主筋のみが接続されていると、梁主筋の応力を他の梁の梁主筋に伝達することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、鉄筋コンクリート梁と二本一組の斜杭との接合部において、接合部に接続される梁の梁主筋同士の間での応力伝達性を確保するとともに、施工時の工期短縮化を図ることができる梁と斜杭との接合構造を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するための本発明は、下に向かうにしたがって離間する一対の斜杭からなる組杭と、前記組杭を挟んで対向する方向から接続する一対の鉄筋コンクリート造の梁とを接合する接合構造であって、前記組杭の頭部に隙間をあけて周設された環状部材と、前記環状部材に端部が取り付けられた前記梁の梁主筋と、前記斜杭同士の間において前記環状部材の中間部に横架された連結部材と、前記斜杭の頭部、前記環状部材、前記梁主筋および前記連結部材を巻き込んだコンクリート硬化体とを備えている。
かかる梁と斜杭との接合構造によれば、一対の斜杭と梁とを一体に接合することができる。
また、梁の梁主筋は、一対の斜杭に間隔をあけて周設された環状部材に取り付けるため、従来の定着プレートを使用する場合に要する溶接の手間を省略あるいは低減でき、工期短縮化を図ることができる。
また、環状部材は、一対の斜杭からなる組杭を囲うように配設されているため、組杭を挟んで対向する梁の主筋同士は、環状部材を介して連結される。そのため、梁主筋同士の間での応力伝達性が確保される。
【0006】
なお、前記環状部材は、リング状に形成された鉄筋により構成することができる。環状部材は、水平方向に間隔をあけて複数本並設してもよい。
また、前記梁主筋の端部に係止部が形成されている場合には、前記係止部を前記環状部材に係止することにより、前記梁主筋を前記環状部材に取り付ければよい。
また、前記環状部材に挿入孔を有する取付部を形成しておき、前記梁主筋の端部を前記挿入孔に挿入した状態で前記取付部に取り付けてもよい。
さらに、前記環状部材が上下二段に並設されている場合には、前記梁主筋の端部を上下二段の前記環状部材の間に挿通した状態で、前記環状部材に取り付ければよい。
【発明の効果】
【0007】
本発明の接合構造によれば、鉄筋コンクリート梁と二本一組の斜杭との接合部において、接合部に接続される梁の梁主筋同士の間での応力伝達性を確保するとともに、施工時の工期短縮化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】第一実施形態の接合構造を示す図であって、(a)は横断面図、(b)は平断面図である。
【
図2】(a)は第一実施形態の環状部材と第一の梁の梁主筋との接合状況を示す拡大断面図であり、(b)は他の形態の環状部材と梁主筋との接合状況を示す拡大断面図である。
【
図3】(a)~(c)は、環状部材と第二の梁の梁主筋との関係の例を示す模式図である。
【
図4】環状部材と連結部材との接合状況を示す模式図である。
【
図5】第二実施形態の接合構造を示す図であって、(a)は横断面図、(b)は平断面図である。
【
図6】第二実施形態の環状部材と第一の梁の梁主筋との接合状況を示す拡大断面図である。
【
図7】他の形態に係る接合構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
<第一実施形態>
第一実施形態では、組杭2と鉄筋コンクリート造の梁3との接合構造1について説明する。
図1に、本実施形態の接合構造1を示す。
図1(a)に示すように、組杭2は、下に向かうにしたがって離間する一対の斜杭21,21からなる。組杭2の上端は、接合構造1の上面よりも低い位置に配置されている。すなわち、組杭2の頭部は、接合構造1内に埋め込まれている。一対の斜杭21,21は、接合構造1の高さ方向中間部において上端同士が近接していて、接合構造1の底部付近において離間している。
図1(b)に示すように、本実施形態では、一対の第一の梁3,3が、斜杭21,21の中心軸同士を結ぶ直線と平行になるように、組杭2を挟んで対向する方向から接続しているとともに、一対の第一の梁3,3と直交する方向からも一対の第二の梁4,4が接続している。すなわち、接合構造1には、四方から梁3,4が接続されている。
【0010】
図1(a)および(b)に示すように、接合構造1は、環状部材11と、連結部材12と、コンクリート硬化体13とを備えている。
環状部材11は、組杭2の頭部に隙間をあけて周設されている。本実施形態の環状部材11は、リング状に形成された鉄筋からなる。
図1(b)に示すように、環状部材11は、対向する一対の半円と当該半円同士を連結する直線とを組み合わせてなる平面視長円状を呈しており、並設された一対の斜杭21,21の頭部を囲っている。また、本実施形態では、内幅寸法が異なる二本の環状部材11が、水平方向に間隔をあけて並設(積層)されているとともに、上下二段に並設されている。すなわち、本実施形態では、計四本の環状部材11が、組杭2の頭部に周設されている。
環状部材11は、
図1(a)に示すように、第一の梁3の下部に配筋された梁主筋31(下主筋33)と重なる高さ位置に配筋されている。
図1(b)に示すように、環状部材11には、第一の梁3の下側に配筋された梁主筋31(下主筋33)の端部が接続されている。
【0011】
梁主筋31は、第一の梁3から延設されている。
図1(a)に示すように、本実施形態の第一の梁3には、上下二段の梁主筋31および配力筋35が配筋されている。すなわち、第一の梁3の上部に上主筋32が配筋され、第一の梁3の下部に下主筋33が配筋されている。上主筋32は、接合構造1を貫通しており、接合部を挟んで対向する第一の梁3同士の間で連続している。一方、下主筋33は、接合構造1において、環状部材11に接続されている。下主筋33(梁主筋31)の端部には、係止部34が形成されている(
図2(a)、(b)参照)。
図2に本実施形態の係止部34を示す。下主筋33は、
図2(a)に示すように、係止部34を環状部材11に係止することにより、環状部材11に取り付けられている。下主筋33の端部(係止部34)は、上下二段の環状部材11,11の間に挿通した状態で、環状部材11に取り付けられている。本実施形態の係止部34は、下主筋33の端部をJ字状に加工することにより形成されたフックである。係止部34は、上下二段の環状部材11,11の間を挿通させて、最も内側(組杭2側)に配筋された上下二段の環状部材11,11のうちのいずれか一方(
図2(a)では上段の環状部材11)に係止する。ここで、係止部34の構成は梁主筋31の端部を加工することにより形成されたフックに限定されるものではなく、例えば、
図2(b)に示すように、下主筋33の断面形状よりも大きな形状の部材(例えば、鋼板やナット等)を下主筋33の先端部に固定することにより形成されたものであってもよいし、下主筋33の先端部を加工することにより形成された突起等であってもよい。
【0012】
図1(a)および(b)に示すように、第二の梁4の上部及び下部には、それぞれ上主筋42と下主筋43が配筋されている。第二の梁4の梁主筋41(上主筋42および下主筋43)は、
図1(b)に示すように、接合構造1を貫通しており、接合構造1を挟んで対向する第二の梁4同士の間においても連続している。
図3は、下主筋43と環状部材11との位置関係の例を示す図である。
図3(a)または(b)に示すように、第二の梁4の下主筋43は、上段の環状部材11の上方(
図3(a)参照)または下段の環状部材11の下方(
図3(b)参照)を挿通する高さ位置に配筋されている。なお、第二の梁4の下主筋43の高さ位置が環状部材11と干渉する高さ(例えば、上下の環状部材11の間や、環状部材11と接触する高さ等)の場合は、第一の梁3の下主筋33と同様に、下主筋43を環状部材11に取り付けてもよい(
図3(c)参照)。このとき、下主筋43の端部に係止部44を形成しておき、この係止部44を環状部材11に係止することにより、下主筋43を環状部材11に取り付ける。
図3(c)では、下主筋43の端部に形成されたフック状の係止部44を、内側の環状部材11に係止している。
【0013】
連結部材12は、斜杭21同士の間において、環状部材11の中間部に横架されている。一対の斜杭21,21は、下に向かうにしたがって離れるように傾斜しているため、頭部において斜杭21同士の間に隙間が形成されている。本実施形態の連結部材12は、端部に係止部が形成された直線状の鉄筋からなり、斜杭21同士の隙間を貫通した状態で、両端部が環状部材11に係止されている。連結部材12の端部は、梁主筋31と同様に、上下二段の環状部材11,11の間を挿通した状態で、環状部材11に係止されている。
図4に連結部材12を示す。連結部材12の端部に形成された係止部15は、
図4に示すように、連結部材12を構成する鉄筋の先端に固定された鋼板からなる。連結部材12の先端部は、上下二段の環状部材11,11の間に挿通されており、係止部15は、最も外側に配筋された上下の環状部材11,11に係止されている。なお、係止部15は、環状部材11に係止可能であれば、連結部材12の端部に固定された鋼板に限定されるものではなく、例えば、鉤型またはJ字状のフック等であってもよい。こうすることで、各斜杭21の頭部が環状部材11と連結部材12とにより囲まれた状態となる。
【0014】
コンクリート硬化体13は、組杭2(斜杭21,21)の頭部、環状部材11、梁主筋31および連結部材12を巻き込んでいる。
図1(b)に示すように、コンクリート硬化体13の側面には、梁3,4の端面が当接している。コンクリート硬化体13を構成するコンクリートの配合は限定されるものではないが、梁3,4を構成するコンクリートと同じにすればよい。本実施形態のコンクリート硬化体13は、平面視八角形状であるが、コンクリート硬化体13の平面形状は限定されるものではなく、例えば矩形状であってもよい。
【0015】
以下、本実施形態の接合構造1の施工例を記載する。まず一対の斜杭21,21を打設し、杭頭処理を行う。次に、接合構造1の周囲に型枠(図示せず)を組み立てるとともに、接合構造1(組杭2)に接合する梁3,4の下主筋33,43と、環状部材11と、連結部材12とを型枠内に配筋する(鉄筋組立)。このとき、環状部材11は、第一の梁3の下主筋33を挟み込むように、下主筋33の上下に配筋する。さらに、その他の必要な鉄筋(例えば上主筋32,42や配力筋等)を組み立てる。鉄筋を組み立てたら、型枠内にコンクリートを打設し、コンクリート硬化体13を形成する。
【0016】
本実施形態の接合構造1によれば、一対の斜杭21,21と梁3とを一体に接合することができる。
梁3の梁主筋31は、一対の斜杭21,21に間隔をあけて周設された環状部材11に係止することにより取り付けるため、従来の定着プレートを使用する場合に要する溶接の手間を省略あるいは低減でき、工期短縮化を図ることができる。
また、環状部材11は、一対の斜杭21,21からなる組杭2を囲うように配設されているため、組杭2を挟んで対向する梁3,3の梁主筋31同士は、環状部材11を介して連結されている。そのため、梁主筋31同士の間での応力伝達性が確保されている。
また、環状部材11をリング状に形成された鉄筋により構成しているため、材料を入手しやすく、また、製造の容易である。
また、梁主筋31は、組杭2から隙間をあけて配設された環状部材11に連結するため、斜杭21の施工誤差の影響を受けることなく、設計により決定した長さにより配筋することができる。そのため、現場における長さ調整を要する必要がなく、作業性に優れている。
【0017】
<第二実施形態>
第二実施形態では、第一実施形態と同様に、下に向かうにしたがって離間する一対の斜杭21,21からなる組杭2と鉄筋コンクリート造の梁3との接合構造1について説明する。
図5(a)および(b)に、第二実施形態の接合構造1を示す。組杭2の詳細は、第一実施形態の組杭と同様なため、詳細な説明は省略する。接合構造1では、一対の第一の梁3,3が、斜杭21,21の中心軸同士を結ぶ直線と平行になるように、組杭2を挟んで対向する方向から接続しているとともに、一対の第一の梁3,3と直交する方向からも一対の第二の梁4,4が接続している。すなわち、接合構造1には、四方から梁3,4が接続されている。
【0018】
図5(a)および(b)に示すように、接合構造1は、環状部材11と、連結部材12と、コンクリート硬化体13とを備えている。第二実施形態の接合構造1は、第一の梁3の梁主筋31の端部が環状部材11の取付部16に固定されている点で、梁主筋31の係止部34を環状部材11に係止させる第一実施形態の接合構造1と異なっている。ここで、第二実施形態の連結部材12およびコンクリート硬化体13の詳細は、第一実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0019】
環状部材11は、組杭2の頭部に隙間をあけて周設されている。本実施形態の環状部材11は、リング状に形成された鉄筋からなる。
図5(b)に示すように、環状部材11は、対向する一対の半円と当該半円同士を連結する直線とを組み合わせてなる平面視長円状を呈しており、並設された一対の斜杭21,21の頭部を囲っている。また、本実施形態では、内幅寸法が異なる二本の環状部材11が、水平方向に間隔をあけて並設(積層)されているとともに、上下二段に並設されている。すなわち、本実施形態では、計四本の環状部材11が、組杭2の頭部に周設されている。
環状部材11は、
図5(a)に示すように、第一の梁3の下部に配筋された梁主筋31(下主筋33)と重なる高さ位置に配筋されている。
図5(b)に示すように、内側(組杭2側)に配設された環状部材11には、弧状の取付部16が形成されていて、この取付部16には第一の梁3の下側に配筋された梁主筋31(下主筋33)の端部が接続されている。
【0020】
図6に梁主筋31と環状部材11との関係を示す。取付部16は、
図6に示すように、上下に配設された環状部材11,11に横架された鋼板からなる。取付部16には、下主筋33の位置に対応して挿入孔17が形成されている。
下主筋33は、取付部16の挿入孔17を貫通しているとともに、先端部に挿入孔17よりも大きな形状の係止部材18を固定することにより取付部16に固定されている。
この他の第一の梁3および第二の梁4の詳細は、第一実施形態と同様なため、詳細な説明は省略する。
第二実施形態の接合構造1によれば、第一実施形態の接合構造1と同様の作用効果を得ることができる。
【0021】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
前記実施形態では、並設された一対の斜杭21,21の列(斜杭の中心軸同士を結ぶ直線と平行な梁3と組杭2とを接合する場合について説明したが、梁3は、
図7に示すように、斜杭21の列に対して傾斜した方向から接続してもよい。
梁主筋31(下主筋33)は、必ずしも全てが環状部材11に取り付けられている必要はなく、斜杭21同士の間または斜杭21の側方に配筋可能な場合には、接合構造1を貫通させ、対向する他方の梁3の梁主筋31と連続させてもよい。
前記実施形態では、環状部材11が鉄筋の場合について説明したが、環状部材を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、環状に加工された鋼板(帯状のリング)であってもよい。
【0022】
前記実施形態では、組杭2の周囲に配設された複数の環状部材11のうちの最も内側に配設された環状部材11に梁主筋31の端部を取り付けるものとしたが、梁主筋31を取り付ける環状部材11は限定されるものではなく、例えば、中間に配設された環状部材11に取り付けてもよいし、最も外側に配設された環状部材11に取り付けてもよい。
前記実施形態では、環状部材11を上下二段に並設するものとしたが、環状部材11は一段であってもよいし、三段以上配設してもよい。
環状部材11同士の間隔は限定されるものではなく、適宜決定すればよい。
環状部材11および連結部材12を含めた接合構造1内の鉄筋(主筋および配力筋等)の配筋は、予め組み立てられた鉄筋篭をクレーンなどの揚重機を利用して所定の位置に設置することにより行ってもよい。
前記実施形態では、1本の鉄筋により構成された連結部材12が環状部材11に横架されている場合について説明したが、連結部材12は、複数の分割部材を連結したものであってもよい。このとき、連結部材12を構成する分割部材同士は、例えば、機械式継手を介して環状部材11同士の間(環状部材の内空部)において連結する。こうすることで、連結部材12の長さを調整することが可能となる。また、連結部材12を構成する材料は、環状部材11の中間部に横架することが可能であれば、鉄筋に限定されるものではない。
【符号の説明】
【0023】
1 接合構造
11 環状部材
12 連結部材
13 コンクリート硬化体
2 組杭
21 斜杭
3 第一の梁(梁)
31 梁主筋
32 上主筋
33 下主筋
34 係止部
35 配力筋
4 第二の梁(梁)
41 梁主筋
42 上主筋
43 下主筋