JPH08105157A - 鉄筋コンクリート部材およびコンクリート補強用鉄筋材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主筋に対する座屈補剛を施した靱性の高い鉄
筋コンクリート部材および座屈の生じ難いコンクリート
補強用鉄筋材を提供する。 【構成】 主筋１のまわりにフープ筋２を配し、これら
の補強鉄筋をコンクリート３内に埋設した鉄筋コンクリ
ート部材において、コンクリート３外周部のかぶりコン
クリート３ｂ部分の圧壊、脱落に伴う圧縮側鉄筋の早期
に発生する座屈を防止し、または遅らせるために、従来
の丸鋼などからなる主筋１の代わりに、主筋１ａとして
薄肉鋼管等の円管を用いる。円管の他、角管や断面内の
特定方向について曲げ剛性が大きいＩ形、Ｈ形、Ｌ形、
Ｔ形、十字形等の断面形を有する鋼材を主筋としてもよ
い。円管、角管等の中空断面部材では、必要に応じ、管
内部にセメントペースト、砂等を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、主筋について座屈補
剛を施した鉄筋コンクリート部材および曲げ剛性を高め
たコンクリート補強用鉄筋材に関するものである。な
お、ここで言う鉄筋コンクリート部材には、主筋の内側
にさらにＨ形鋼、十字形鋼、その他の形鋼、あるいは鋼
材を補強用鋼材として埋設した鉄骨鉄筋コンクリート部
材も含むものとする。

【０００２】

【従来の技術】従来の鉄筋コンクリート部材における配
筋は、部材長手方向に配した複数本の主筋と、主筋を取
り囲むフープ筋とからなるのが一般的である。主筋とし
ては、通常、丸鋼または異形丸鋼が用いられ、フープ筋
としては細径の丸鋼が用いられる。

【０００３】主筋は鉄筋コンクリート部材におけるコン
クリート引張側の補強が主目的であり、フープ筋は主と
してコンクリートのせん断補強のために用いられてい
る。また、これらの配筋はコンクリート中に埋め込ま
れ、外側には所定厚のかぶりを確保し、かぶりコンクリ
ートで鉄筋の腐食等を防止するとともに、鉄筋とコンク
リートが一体的に機能するように図られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】建物の柱や梁、その他
構造部材等に用いられる鉄筋コンクリート部材が大きな
外力を受け、破壊する場合を考えると、まずかぶりコン
クリートの圧壊に伴い、主筋が外側に座屈破壊し、急激
に耐力が劣化する。

【０００５】ここで、フープ筋は、本来、せん断補強の
ために用いられているが、フープ筋を細かく配置した場
合、主筋の座屈補剛としての役割も大きいと思われる。

【０００６】鉄筋コンクリート部材の靱性を考える上
で、この主筋の座屈を防ぐことは重要であるが、かぶり
コンクリートの脱落に伴う主筋の座屈変形防止にはフー
プ筋では不十分であり、本発明者は主筋の剛性を上げる
ことが直接的な解決となると考えた。

【０００７】本願発明は、上述のような考えのもとに開
発されものであり、主筋に対する簡単な座屈補剛により
靱性を効率的に高めることのできる鉄筋コンクリート部
材の構造およびかぶりコンクリート等の破壊において座
屈の生じ難いコンクリート補強用鉄筋材を提供すること
を目的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に係る鉄
筋コンクリート部材は、コンクリートを鉄筋材で補強し
てなる鉄筋コンクリート部材において、主筋として、断
面積が等しい丸鋼または異形丸鋼に比べ、断面内各方向
について十分大きな断面係数を与える断面形状、すなわ
ち少なくともその方向について曲げ剛性の増大による座
屈補剛効果が発揮される断面形状の鉄筋材を用いたこと
を特徴とするものである。

【０００９】主筋として用いられる鉄筋自体に曲げ剛性
の大きいものを用いることで、周辺のかぶりコンクリー
トが圧壊した状態における座屈強度の向上を図ったもの
であり、内部のコンクリートを拘束したまま、鉄筋コン
クリート部材として高い靱性を発揮させることができ
る。

【００１０】なお、異形丸鋼の場合と同様に、表面に凹
凸を設けることで、コンクリートとの付着力を増すこと
ができる。

【００１１】請求項２は請求項１の鉄筋コンクリート部
材の鉄筋材が中空断面形状を有する管からなる場合であ
り、例えば薄肉の円管や角管などを用いることができ
る。円管の場合は全方向について断面係数が等しく、角
管あるいは楕円管等の場合には方向によって断面係数が
異なる。

【００１２】請求項３は、請求項２において主筋として
の管内にセメントペースト、砂その他の充填材を充填す
るものであり、管の屈伏を防ぐ機能を有する他、充填材
の種類によっては、充填材自体の強度を機能させること
も可能である。

【００１３】本願の請求項４に係るコンクリート補強用
鉄筋材は、中空断面形状を有する管、例えば薄肉の円管
や角管からなることを特徴とするものであり、上述の請
求項１の鉄筋コンクリート部材において曲げ剛性の高い
主筋として用いることができる。また、表面に凹凸を設
ければ、コンクリートとの付着力を増すことができる。

【００１４】この他、従来の鉄筋材は丸鋼にしても異形
丸鋼にしても中実の断面であるが、本発明のように中空
断面形状とすることで、鉄筋材自体、大きな曲げ剛性が
得られ、鉄筋コンクリート部材の主筋以外にも種々の用
途が考えられる。

【００１５】本願の請求項５に係る鉄筋コンクリート部
材は、コンクリートを鉄筋材で補強してなる鉄筋コンク
リート部材において、主筋として、断面積が等しい丸鋼
または異形丸鋼に比べ、断面内の１方向または２方向以
上について十分大きな断面係数を与える断面形状の鉄筋
材を用いたことを特徴とするものである。

【００１６】この場合も、表面に凹凸を設けることで、
コンクリートとの付着力が増すことができる。

【００１７】請求項１が各方向について十分大きな断面
係数を与える断面形状としているのに対し、請求項６、
７に規定されるようにＩ形、Ｈ形、Ｌ形、Ｔ形、十字形
等、断面内の１方向または２方向以上の特定方向につい
て大きな曲げ剛性が得られる断面形状とすることで、そ
の配置方向により、請求項１に係る発明の場合と同様、
鉄筋コンクリート部材として高い靱性を発揮させること
ができる。

【００１８】なお、ここでいうＩ形、Ｈ形、Ｌ形、Ｔ
形、十字形の断面形状を有する鉄筋材は、鉄筋コンクリ
ート部材における主筋として用いられるものであり、鉄
骨鉄筋コンクリート部材において断面中央部に配される
大型の鉄骨部材とは区別されるものである。

【００１９】請求項８は、請求項７においてＬ形、Ｔ
形、または十字形の断面形状を長手方向にスパイラル状
に回転させた形状の鉄筋材としたものである。

【００２０】主筋はできるだけフープ筋内側のより安定
したコンクリート部分に定着するような断面形および配
置を考える必要があり、例えば、長方形断面であれば、
長辺方向を部材内側に向かうようにするが、Ｌ形、Ｔ
形、十字形等をスパイラル化することで、コンクリート
への定着をより確実なものとすることができる。

【００２１】本願の請求項９に係る鉄筋コンクリート部
材は、コンクリートを鉄筋材で補強してなる鉄筋コンク
リート部材において、主筋の所定区間について、座屈補
剛用の所定断面の鋼材を添接したことを特徴とするもの
である。あるいは、主筋と主筋を添接することで補強
し、曲げ剛性を上げることで、座屈発生を防ぐ。

【００２２】補強ないし補剛は、部材の一部ないし全長
とする。鋼材としては、丸鋼、異形丸鋼等、通常の鉄筋
材でもよいし、上述した各請求項に示されるように全方
向あるいは特定方向について曲げ剛性を高めたものでも
よい。また、主筋への添接は溶接や結束線による結合の
他、主筋の外側へ被せるようにして止め付けたものなど
でもよい。

【００２３】本願の請求項１０に係る鉄筋コンクリート
部材は、基本的には請求項９の場合と同様であるが、主
筋の所定区間について、主筋の外側に座屈補剛用の管、
例えば薄肉の円管を嵌めたことを特徴とするものであ
る。

【００２４】この場合、主筋の外周に密着するように円
管を嵌め、外周の円管に軸方向力が作用しないようにす
れば、補剛効果は主筋の降伏後も十分発揮される。

【００２５】本願の請求項１１に係る鉄筋コンクリート
部材は、請求項９，１０のものが連続する鋼材を添接ま
たは連続する管を外嵌しているのに対し、主筋の所定区
間について、座屈補剛用の所定断面の鋼材を断続的に添
接したことを特徴とするものであり、主筋の回りに配し
たフープ筋の間隔に応じて配置することで、少ない鋼材
量で座屈補剛効果が得られる。

【００２６】本願の請求項１２に係る鉄筋コンクリート
部材は、コンクリートを鉄筋材で補強してなる鉄筋コン
クリート部材において、主筋のまわりのかぶりコンクリ
ート部分全体を所定の強度を有する捨型枠で構成したこ
とを特徴とするものである。

【００２７】従来の構造においては、かぶりコンクリー
トの圧壊、脱落に伴って主筋の座屈が生ずることから、
この部分を補強した仕上を兼ねた捨型枠とすることで、
早期の圧壊、脱落を防ぎ、主筋が座屈しないようにした
ものである。

【００２８】請求項１３は請求項１２の鉄筋コンクリー
ト部材について、捨型枠の内面側に、あらかじめフープ
筋としての鉄筋を組み込んでおくことにより、施工の効
率化と主筋に対する座屈補剛効果の向上を図ったもので
ある。

【００２９】

【実施例】以下、図示した実施例について説明する。

【００３０】図１は、本願の請求項１〜３に対応する発
明の一実施例を示したもので、図１(a) に示される従来
の鉄筋コンクリート部材の主筋１（丸鋼または異形丸
鋼）に対し、かぶりコンクリート３ｂ部分の圧壊、脱落
に伴う圧縮側鉄筋の早期に発生する座屈を防止し、また
は遅らせるために、図１(b) に示すように、断面積に比
し、できるだけ曲げ剛性の大きな断面形、すなわち断面
内の各方向または特定方向について十分大きな断面係数
を与える断面形の主筋１ａに変えたものである。

【００３１】この例では、円管としているが、角管（以
上、請求項２に対応）、矩形（請求項５に対応）、Ｉ
形、Ｈ形（以上、請求項６に対応）、Ｌ形、Ｔ形、十字
形（以上、請求項７に対応）等、断面形は任意である。

【００３２】なお、図中、符号２は主筋の回りに巻いた
フープ筋、符号３はコンクリート（断面のハッチングを
省略）を示す。

【００３３】また、閉断面である円管、角管等では、管
内部に管の屈伏を防ぐべくセメントペースト、砂等を充
填すること（請求項３に対応）も有効である。

【００３４】さらに、従来の異形鉄筋（異形丸鋼）と同
様に、コンクリート３との付着のため部材の表面に様々
な凹凸を設けることはあり得る。

【００３５】図２は、上述した図１の円管（薄鋼管）を
主筋１ａとした鉄筋コンクリート柱の配筋を示す斜視図
である。主筋の曲げ剛性を大幅に上げたことで、フープ
筋２の間隔を通常の例に比し粗くすることが可能とな
り、施工手間が省ける。

【００３６】図３は、Ｉ形断面形の鋼棒を主筋１ｂとし
た本願の請求項５，６に対応する発明の一実施例を示し
たものであり、(a) が主筋方向と直角な断面図、(b) が
主筋方向の断面図である。コンクリート３外周部のかぶ
りコンクリート３ｂ部分の脱落とその後の座屈から考え
て、安定した内部コンクリート３ａに深く食い込むよう
に配置し、強軸回りの曲げ剛性が有効に働くようにす
る。

【００３７】図４は、薄板十字形断面の鋼棒を主筋１ｃ
とした本願の請求項７，８に対応する発明の一実施例を
示したものであり、(a) が主筋方向と直角な断面図、
(b) が主筋方向の断面図である。本実施例では、コンク
リート３との付着を良くするためにスパイラル状として
いる（請求項８に対応）。

【００３８】以上、図１〜図４の実施例における主筋の
断面形については、柱だけでなく梁、その他のコンクリ
ートに内蔵される鉄筋としても有効である。

【００３９】図５は、本願の請求項９に対応する発明の
一実施例を示したもので、主筋１を補強するため、補強
鉄筋１ｄとして丸鋼を溶接により一体化した例である。

【００４０】図はコンクリート３の破壊が起きやすい部
材端部近傍に補強鉄筋１ｄを配置したもので、図示した
梁端部だけでなく、開口部近傍等においても有効であ
る。

【００４１】図６は、本願の請求項１０に対応する発明
の一実施例を示したもので、主筋１としての丸鋼を薄い
円管１ｅで補剛した例である。この円管１ｅは、主筋１
の丸鋼を座屈補剛する目的と、補強の目的を併せ持って
いる。例はコンクリート３の破壊が起きやすい梁端部近
傍に補剛したものであるが、梁開口部近傍等においても
有効である。

【００４２】以上、図５、図６の実施例における主筋の
座屈補剛は、梁だけでなく、柱についても同様に考える
ことができる。

【００４３】図７は、本願の請求項９，１０に対応する
発明の他の実施例を示したもので、主筋１の座屈を押さ
えるために、コンクリート３の破壊の恐れのある領域で
主筋１に座屈補剛金具１ｆを添接した例である。この例
では座屈補剛金具１ｆとして断面両端にリブ状の接合部
を有する鋼材を用い、主筋１に巻いてボルト４で止め付
ける形式としており、必要な区間を連続して座屈補剛す
る。

【００４４】図８は、本願の請求項１１に対応する発明
の一実施例を示したもので、主筋１の座屈を押さえる座
屈補剛金具１ｇを断続的に配置した例である。この座屈
補剛金具１ｇは、図７の実施例における座屈補剛金具１
ｆを短く分割し、複数配置したものに相当し、配置の方
法は必要とする領域に、フープ筋２との関連で効果的な
位置を考えることが望ましい。

【００４５】図９は、本願の請求項１２に対応する発明
の一実施例を示したものである。鉄筋コンクリート部材
の主筋の座屈は、かぶりコンクリートの圧壊、脱落に伴
って生ずることから、この部分を補強した仕上を兼ねた
周辺型枠５を設けてコンクリートを打設する。フープ筋
２を設けた周辺を周辺型枠５で囲んでもよいし、周辺型
枠にフープ筋を内蔵したものでもよいし（請求項１３に
相当）、補強した周辺枠の性能によってはフープ筋をは
ずすことも考えられる。

【００４６】なお、図示した例では、周辺型枠５の水平
目地位置について、フープ筋２の代わりに帯鋼６を用い
て目地位置を補強している。

【００４７】

【発明の効果】 本願の請求項１〜８に係る発明では、鉄筋コンクリ
ート部材の主筋あるいはコンクリート補強用鉄筋材とし
て、主筋または鉄筋材自体について従来の同じ断面積の
丸鋼または異形丸鋼に比べ、断面内各方向または特定方
向について曲げ剛性を増大させており、周辺のかぶりコ
ンクリートが圧壊、脱落した後も内部のコンクリートを
拘束したまま、鉄筋コンクリート部材として高い靱性を
発揮させることができる。

【００４８】 主筋の曲げ剛性を増大させたことで、
フープ筋の間隔を従来のものより粗くすることができ
る。特に、重要構造物等、鉄筋コンクリートに高い強度
が必要とされ、交錯する多数の鉄筋がある場合におい
て、鉄筋間隔を粗くできることで、配筋作業やコンクリ
ートの充填作業に関する施工性が大幅に改善される。

【００４９】 特に、請求項２〜４に係る発明におい
ては、円管などの中空断面形状の鋼材を主筋または鉄筋
材として用いることで、断面積に対し、非常に曲げ剛性
の大きな主筋または鉄筋材が構成され、鉄筋コンクリー
ト部材の靱性に対する寄与が大きい。

【００５０】 本願の請求項９〜１１に係る発明で
は、主筋自体の曲げ剛性を上げる代わりに、鋼材を添接
したり外嵌することで、主筋を座屈補剛しており、請求
項１〜８に係る発明の場合と同様、周辺のかぶりコンク
リートが圧壊、脱落した後も内部のコンクリートを拘束
したまま、鉄筋コンクリート部材として高い靱性を発揮
させることができる。また、この場合、主筋の特定区間
のみ座屈補剛するといったことも可能である。

【００５１】 本願の請求項１２、１３に係る発明で
は、周辺のかぶりコンクリートの圧壊、脱落を防止する
とともに、その部分を構成する捨型枠が主筋の座屈補剛
の機能も有し、鉄筋コンクリート部材として高い靱性を
発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願の請求項１〜３に対応する発明の一実施
例を示す主筋方向と直角な断面図である（(a) は比較
例、(b) が本願発明）。

【図２】 図１の実施例に対応する鉄筋コンクリート柱
の配筋を示す斜視図である。

【図３】 本願の請求項５，６に対応する発明の一実施
例を示したものであり、(a) は主筋方向と直角な断面
図、(b) は主筋方向の断面である。

【図４】 本願の請求項７，８に対応する発明の一実施
例を示したものであり、(a) は主筋方向と直角な断面
図、(b) は主筋方向の断面である。

【図５】 本願の請求項９に対応する発明を梁端部に適
用した場合の一実施例を示す斜視図である。

【図６】 本願の請求項１０に対応する発明を梁端部に
適用した場合の一実施例を示す斜視図である。

【図７】 本願の請求項９，１０に対応する発明の他の
実施例を示したもので、(a) は主筋方向と直角な断面
図、(b) は主筋方向の断面である。

【図８】 本願の請求項１１に対応する発明の一実施例
を示したもので、(a) は主筋方向と直角な断面図、(b)
は主筋方向の断面である。

【図９】 本願の請求項１２に対応する発明の一実施例
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ…主筋、１ｄ…補強鉄筋、１ｅ…
円管、１ｆ，１ｇ…座屈補剛金具、２…フープ筋、３…
コンクリート、４…ボルト、５…周辺型枠、６…帯鋼

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリートを鉄筋材で補強してなる鉄
   筋コンクリート部材において、主筋として、断面積が等
   しい丸鋼または異形丸鋼に比べ、断面内各方向について
   十分大きな断面係数を与える断面形状の鉄筋材を用いた
   ことを特徴とする鉄筋コンクリート部材。
2. 【請求項２】 前記鉄筋材が中空断面形状を有する管か
   らなる請求項１記載の鉄筋コンクリート部材。
3. 【請求項３】 前記管内に充填材を充填してある請求項
   ２記載の鉄筋コンクリート部材。
4. 【請求項４】 中空断面形状を有する管からなることを
   特徴とするコンクリート補強用鉄筋材。
5. 【請求項５】 コンクリートを鉄筋材で補強してなる鉄
   筋コンクリート部材において、主筋として、断面積が等
   しい丸鋼または異形丸鋼に比べ、断面内の１方向または
   ２方向以上について十分大きな断面係数を与える断面形
   状の鉄筋材を用いたことを特徴とする鉄筋コンクリート
   部材。
6. 【請求項６】 前記鉄筋材の断面形状がＩ形またはＨ形
   である請求項５記載の鉄筋コンクリート部材。
7. 【請求項７】 前記鉄筋材の断面形状がＬ形、Ｔ形、ま
   たは十字形である請求項５記載の鉄筋コンクリート部
   材。
8. 【請求項８】 前記Ｌ形、Ｔ形、または十字形の断面形
   状を長手方向にスパイラル状に回転させた形状としてあ
   る請求項７記載の鉄筋コンクリート部材。
9. 【請求項９】 コンクリートを鉄筋材で補強してなる鉄
   筋コンクリート部材において、主筋の所定区間につい
   て、座屈補剛用の所定断面の鋼材を添接したことを特徴
   とする鉄筋コンクリート部材。
10. 【請求項１０】 コンクリートを鉄筋材で補強してなる
    鉄筋コンクリート部材において、主筋の所定区間につい
    て、主筋の外側に座屈補剛用の管を嵌めたことを特徴と
    する鉄筋コンクリート部材。
11. 【請求項１１】 コンクリートを鉄筋材で補強してなる
    鉄筋コンクリート部材において、主筋の所定区間につい
    て、主筋の回りに配したフープ筋の間隔に応じて、所定
    断面の座屈補剛部材を断続的に添接したことを特徴とす
    る鉄筋コンクリート部材。
12. 【請求項１２】 コンクリートを鉄筋材で補強してなる
    鉄筋コンクリート部材において、主筋のまわりのかぶり
    コンクリート部分全体を所定の強度を有する捨型枠で構
    成したことを特徴とする鉄筋コンクリート部材。
13. 【請求項１３】 前記捨型枠の内面側に、あらかじめ前
    記主筋に対するフープ筋としての鉄筋を組み込んである
    請求項１２記載の鉄筋コンクリート部材。