JPS6025589B2 - 螺施鉄筋の配筋方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は鉄筋コンクリート構造用螺旋鉄筋の配筋方法
に関するものである。

鉄筋コンクリートの柱、梁部村には主筋となる軸万向筋
と、数断補強のためと、コンクリートを拘束するための
フープ筋あるいはスターラップ筋（以下副筋という）が
ある。

そして近年それら富。筋に螺旋鉄筋を使用することが提
案され、かつ実施され始めた。ところで従来一般の鉄筋
コンクリート構造の柱梁の製作過程はまず主筋を柱とな
る位置に固定し、この主筋と直角方向に則筋を巻きつけ
ながら所定間隔で固定される。

次いで型枠が組立てられる。引続き柱に接続する梁の部
分に移るが、梁の場合はまず型枠を紙立ててその中へ主
筋となる鉄筋を副筋とともに菱入して、柱との接合部を
粗立てた後梁部の主筋と富山筋を固定して一層分の組立
てが終る。

そしてコンクリートの打設はこの状態で行われ養生が完
了してから型枠の取りはずしを行いながら次の階層に移
る。以上のように順次施工される鉄筋コンクリート構造
物において使用される副筋の直径は９肌または１３側が
一般的であり、降伏強度も２５〜３０ｋｇ／協程度のも
のである。

そしてこの降伏強度が規準となってすべての構造設計計
算がなされている。副筋端部の固定は主筋に巻きつける
ようにして柱、梁中心に向って折り曲げてコンクリート
内に埋込まれる。したがって主筋および内部のコンクリ
ートが鞠力によって広がろうとする際コンクリート内に
理込まれている鉄筋が抜け出そうとする。この抜け出し
が起ってしまうと軸力によって広がろうとする力を拘束
できなくなる。このような点を改良したのが螺旋鉄筋を
使用する方法であって一巻毎に固定する必要がなくなっ
た。しかし施工上螺旋鉄筋を所定位置に固定しながら巻
きつけるのが困難になり種々工夫されている。一例とし
て螺旋鉄筋を工場で必要な形に成形して工事現場に搬入
し、主筋となる鉄筋に鉄めて後螺旋鉄筋のみをコイルば
ねを引伸すように伸してから所定位置に固定する方法が
ある。この場合直径が大きいと例えば７０仇凧角の柱用
１３肋丸鉄筋でピッチ２０仇奴の螺旋鉄筋をつくるとそ
の重量は４４ｋ９／１個で、相当に重く作業が容易でな
い。

また工場で２０仇舷ピッチに加工して運搬時には容積を
少なくするために圧縮して運搬し、現場で結束をとくと
、直径（巻径）が６０仇岬以下の丸い鉄筋篭では残留変
形がみられる。すなわち６０仇仰ぐの篭を作る場合２０
仇廠ピッチで螺旋鉄筋を巻くと残留変形が起らないよう
にするには降伏強度が９肌直径のもので２５．２ｋ９／
柵，１３剛直径のもので３５．３６ｋｇ／桝以上の材料
が必要となり、５００側？の篭を作る場合には同じく９
柳のもので３４．８Ｘ９／軌，１３脚直径のもので５０
ｋ９／柵，４０仇駁０の篭を作る場合９肋直径のもので
５６ｋ９／柵，１３物直径のもので７７ｋｇ／地以上の
降伏強度でないと変形が起ってしまうことになる。また
変形したピッチを修正するにしても５００側めの篭で、
１３柳直径の場合には４３ｋ９の力が必要であり、たと
え４３ｋ９の力で修正ができるとしても部分的に変形を
して正確なピッチ修正は不可能である。

また高い位置にある足場上でピッチ修正作業を行うのは
危険である。従って実例としては、３ｍの柱用螺旋鉄筋
を重量が重いために、わざわざ分割して作業単位対象重
量を軽くするというような、現場作業の困難を回避する
手段や作業現場に、特別に尊用吊具を設備するなどして
いる。

以上のように従来の螺旋鉄筋を用いる施工には、不可避
的に作業性の悪さ、作業効率の低さ、不経済性など多く
の欠点を伴った。

この発明は前謡従来の問題点を解決するために開発され
たもので以下この発明について説明すると、螺旋鉄筋は
前記のように滋方向の鉄筋の座屈を防止し、鱒断補強と
コンクリートの拘束をなすのが目的であるから螺旋鉄筋
の直径を小さくして圧縮力による残留変形をなくそうと
すると、当然螺旋鉄筋の強度を上昇させる必要がある。

例えば５０仇舷で用の螺旋鉄筋に１３側でのＳＳ４１材
が使用されており、変形の容易な７側におきかえようと
すると必要な降伏強度は、２４ｋ９／磯Ｘ亀笹髪＝８２
‐７ｋ９／桝となる。

また５０仇仰ぐ用ＳＳ４１材９側◇を６側におきかえよ
うとすると、２４ｋ９／嫌Ｘ義三暮擬＝５３９ｋ９／均
となる。

なお前記２４ｋ９／柵は建築基準法施行令において定め
られた長期応力に対する許容応力度である。

また１３２．７柵は１３脚ぐの、３８．５磯は７物ぐの
、６３．６桝は９側◇の、２８．３桝は６側めの、鉄筋
の断面積を示す。そこでこの発明では後述する方法で確
実に製作でき、しかも従来の螺旋鉄筋の断面積を略１／
２以下にすることができ、すなわち螺旋鉄筋の重量を略
半分以下にして現場での作業性を向上しうる降伏強度の
上限をもって権利範囲となるように特許請求の範囲を限
定した。

なお螺旋鉄筋は所定のかぶりをもってコンクリート被覆
されるが、火災時には螺旋鉄筋には約４０ぴ○の熱が加
わることがあるとされており、焼入れ焼戻し処理をして
強度を付与している鉄筋は上記焼戻し温度より高い温度
に加熱されると強度低下をきたすので降伏強度１６０ｋ
９／桝以上では上記火災時に被むる熱により結局降伏強
度が１３０〜１６０ｋｇ／磯となり、好ましくは前記の
範囲で使用する。

以上は正方形の螺旋鉄筋について説明したが、この発明
は円形、矩形その他の形状の螺旋鉄筋についてもすべて
適用できる。

以上の螺旋鉄筋の配筋方法を図面によって説明すると、
伸長時に塑性変形を伴なわず、かつ降伏強度が１３０ｋ
９／磯以上の高強度鋼線を所要ピッチ、形状の螺旋状に
成形した螺旋鉄筋１を形成した後第１図に示すように全
圧縮した状態で現場に搬入、柱主鉄筋２を蓬込み、次い
でフープ筋となるその螺旋鉄筋１を自力伸長し、ピッチ
調節をして主鉄筋２に結束する等して係止する。

次いで梁主鉄筋３を蓮込み、同様にスターラップとなる
螺旋鉄筋１′を梁主鉄筋３に鼓め、柱部と同様に螺旋鉄
筋１′を自力伸長して係止する。なお、螺旋鉄筋１，１
′は第１図乃至第４図に示すように角状螺旋とする場合
あるいは第５図，第６図のように円状螺旋にする場合が
ある。

ところで螺旋鉄筋１の端部に頭部４を形成して定着を確
実にする場合もある。実験によれば端末に頭部４を設け
た螺旋鉄筋を圧縮強度２１０ｋ９／係，１５ス角のコン
クリ−トに埋込んで引抜試験を行ったところ埋込み深さ
１５仇では頭部のない鉄筋に比して２．ｇ音の荷重で、
また２０肌では４倍の荷重でコンクリートが割れてしま
った。したがって頭部のない鉄筋の場合に比して高い荷
重に耐えることができる。

そこで螺旋鉄筋の端末に設けた頭部を端末から２００〜
３０仇吻の位置で折り曲げて柱、梁等の中心に向うよう
にすれば確実な定着ができる。

なおこの発明において使用される螺旋鉄筋は例えば次の
ような方法でも製造される。

すなわち第７図に従って説明するとコイル巻きした鉄筋
５を譲導加熱コイル６，冷却装置７を通して連続的に暁
入れした後、競戻用加熱コイル８を通して暁房温度に加
熱した状態で、所定形状の巻付け機９に、所定ピッチで
スパイラル状に巻付けて整形し、しかる後、これを放冷
または冷却機構１０を用いて冷却し全圧縮状態に仕上げ
る。この発明は以上の構成からなり、螺旋鉄筋は降伏強
度が１３０ｋ９／磯以上の高強度鋼線を用いて形成して
いるので従来の鉄筋と比較して３〜５倍も降伏強度が高
く、したがって所要重量が少なく、ピッチ調整のときに
も塑性変形を伴わないので取扱い作業が簡単になり、そ
の効果も顕著である。

そしてこの発明の螺旋鉄筋を用いたコンクリート構造物
の力学的特性を解明するために次の実験を行つた。すな
わち鰯断耐力に及ぼす螺旋鉄筋の降伏強度の影響を実験
で確めた。

そして降伏強度１３０ｋ９／桝……Ａ，６０ｋ９／桝…
…Ｂ，３０ｋ９／柵……Ｃの３種類について次表の鉄筋
比および直径，ピッチのそれぞれについて試験した。試
験全体は第８図に示したように全長３３０仇蚊のもので
ａ／ｄ＝１．５である（ｄ：梁せい，敷断スパン）。

この試験は図中のＰと示した点にロードセルを介して油
圧、ジャッキで力を加え×−Ｙレコーダーで荷重Ｐと変
形６を自記記録した。この一例をＰ−６曲線（履歴復元
力特性）の最大荷重から灘断終局応力を計算し、鱗断補
強鉄筋比との関係で図示したのが第９図である。次に実
験中に螺旋鉄筋に発生する応力を車気低抗歪計で測定し
たが、鉄筋比０．５２％の場合に最大滋００仏の歪が発
生し、降伏強度が７５ｋ９／桝以上必要であることが判
明した。

以上のことからこの発明による場合、その効果は次の通
りである。

○｝ 螺旋鉄筋の降伏強度が３０ｋ９／柵から１３０ｋ
９／嫌以上に増大することにより数断終局応力を高くす
ることができる。

■ 同一の灘断終局応力で比較する降伏強度３０ｋ９／
略の鉄筋比１．１８％とこの発明の降伏強度１３０ｋ９
／柵の鉄筋比０．２６％のものが同一となり鉄筋比が１
／４に減少できる。

湖 鉄筋の断面鏡が従来の略半分以下となり、鉄筋径が
細いので重量が小となり、運搬および取扱いが容易にな
って、同一重量で比較すれば巻数の大なものを使用する
ことができる。

｛４’ピッチ調整をする場合に塑性変形をおこさず調整
できる。

【５｝ 螺旋鉄筋自身の弾性によって所定のピッチ、長
さに自力伸長するので、現場で圧縮状態を解放すると自
然と伸長して略所要の配筋状態となり、主鉄筋への結束
等による係止がきわめて容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図および第３図は配筋状態の立面図，第４
図は柱横断面図，第５図，第６図は他の配筋状態の立面
図と柱横断面図，第７図は螺旋鉄筋製造過程の概要図，
第８図は試験的概要図，第９図は則断終局応力と切断補
強鉄筋比の関係を示した図表である。 １，１′・・・・・・螺旋鉄筋、２・・・…柱主鉄筋、
３・・・・・・梁主鉄筋、４・・・・・・頭部、５・・
・・・・鉄筋、６…・・・誘導加熱コイル、７・・・・
・・冷却装置、８・・・…焼房用加熱コイル、９…・・
・巻付け機、１０・・・・・・冷却機構。 第１図第２図 第４図 第６図 第３図 第５図 第８図 図 ト 職 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 降伏強度が１３０ｋｇ／ｍｍ＾２以上の高強度鉄筋
   を螺旋状に成形して全圧縮しても塑性変形を生せず、そ
   れ自身の弾性によつて所定のピツチ、長さに自力伸長し
   うるようにしてあり、前記螺旋鉄筋を圧縮状態にしてお
   き、主鉄筋群の周囲に配置した後、前記圧縮状態を解放
   して自力伸長させて主鉄筋と係止させることを特徴とす
   る螺旋鉄筋の配筋方法。