(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼からなり、地中に圧入した箱体の内部にコンクリートを充填してなる部材に、他のコンクリート部材が取り付けられた部材の接合構造であって、
前記コンクリート部材の端部の鉄筋と、前記箱体の内部の土砂を取り除いてから前記箱体の内部に配置された定着材とが、前記箱体の表面に設けられた孔を貫通するようにして、機械式継手で互いに接合されていることを特徴とする部材の接合構造。
【請求項２】
請求項１に記載の部材の接合構造において、
前記定着材は、前記箱体の内部に充填されたコンクリートと係合するフックを備える鉄筋であり、前記コンクリート部材の端部の鉄筋に機械式継手で接合されていること
を特徴とする部材の接合構造。
【請求項３】
請求項１に記載の部材の接合構造において、
前記定着材は、前記箱体の内部に充填されたコンクリートと係合する定着金具を備える鉄筋であり、前記コンクリート部材の端部の鉄筋に機械式継手で接合されていること
を特徴とする部材の接合構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の部材の接合構造において、
前記コンクリート部材は、プレキャストコンクリートからなること
を特徴とする部材の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下構造物を構築する際に適用可能な、部材の接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下構造物を構築する一方法として、角形鋼管などの箱体を互いに並列するように地中に挿入し、その箱体の内部にコンクリートを打設して、地下構造物の壁面、天井面、底面などとすることが行われている。
【０００３】
この種の地下構造物においては、その内部に床スラブや壁体を構築する際、これら床スラブや壁体を、上記地下構造物に連結して支持させることがある。
従来は、例えば図１２に示すように、箱体９１を貫通するように箱体９１に定着筋９２を予めとりつけておいた状態で、前もって地中に掘削された孔に箱体９１を挿入し、この定着筋９２に床スラブや壁体の端部の鉄筋９３をカプラー９４で取り付けることが行われていた。
一方、地中に孔を掘削せずに箱体を圧入する工法も実施されている。この工法では、上記のように、箱体９１に定着筋９２を取り付けておくことができない。箱体に定着筋を予め取り付けておくと、作業員が箱体の内部を移動できず、箱体の内部の土砂を取り除けなくなるためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、地中に圧入された鋼からなる箱体の内部にコンクリートを充填してなる部材に、他のコンクリート部材を簡便に取り付けることが可能な部材の接合構造を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、例えば図２、図３に示すように、鋼からなり、地中に圧入した箱体（鋼管）１１の内部にコンクリート１２を充填してなる部材に、他のコンクリート部材（コンクリートスラブ）２０，２５が取り付けられた部材の接合構造１，２であって、
前記コンクリート部材２０，２５の端部の鉄筋２１，２６と、前記箱体１１の内部の土砂を取り除いてから前記箱体１１の内部に配置された定着材３０，３５とが、前記箱体１１の表面に設けられた孔１１ａを貫通するようにして、機械式継手４０で互いに接合されていることを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、地中に箱体を圧入し、その内部の土砂を取り除いてから、箱体の内部に定着材を挿入し、コンクリート部材の鉄筋と箱体の内部の定着材とを、箱体表面の孔を貫通するようにして連結できる。したがって、地中に圧入された鋼からなる箱体の内部にコンクリートを充填してなる部材と、コンクリート部材とを、簡単に接合することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、例えば図２に示すように、請求項１に記載の部材の接合構造１において、
前記定着材３０は、前記箱体１１の内部に充填されたコンクリート１２と係合するフック３１を備える鉄筋であり、前記コンクリート部材２０の端部の鉄筋２１に機械式継手４０で接合されていること
を特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、定着材が、箱体の内部に充填されたコンクリートと係合するフックを備える鉄筋であり、コンクリート部材の端部の鉄筋に機械式継手で接合されているので、鋼からなる箱体の内部にコンクリートを充填してなる部材に、コンクリート部材を強固に取り付けることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、例えば図３に示すように、請求項１に記載の部材の接合構造２において、
前記定着部３６は、前記箱体１１の内部に充填されたコンクリート１２と係合する定着金具であること
前記定着材３５は、前記箱体１１の内部に充填されたコンクリート１２と係合する定着金具３６を備える鉄筋であり、前記コンクリート部材２５の端部の鉄筋２６に機械式継手４０で接合されていること
を特徴とする。
ここで、上記定着金具としては、例えば、コンクリート部材の鉄筋の配置方向と直交する面内に拡がる円盤状の金属板などがあげられる。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、定着材が、箱体の内部に充填されたコンクリートと係合する定着金具を備える鉄筋であり、コンクリート部材の端部の鉄筋に機械式継手で接合されているので、鋼からなる箱体の内部にコンクリートを充填してなる部材に、コンクリート部材を強固に取り付けることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、例えば図３に示すように、請求項１〜３のいずれかに記載の部材の接合構造２において、
前記コンクリート部材２５は、プレキャストコンクリートからなること
を特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の発明と同様の効果が得られるとともに、コンクリート部材がプレキャストコンクリートからなるので、鋼からなる箱体の内部にコンクリートを充填してなる部材にコンクリート部材を取り付ける際の配筋作業が省略され、施工に要する時間や費用を削減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の部材の接合構造の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、各実施の形態の部材の接合構造１，２の概略を示す、斜視図である。
【００１４】
〔第１の実施の形態〕
図２は、本実施の形態の部材の接合構造１を示す、断面図である。
本実施の形態の部材の接合構造１は、図１、図２に示すように、地中に互いに平行に隣接して挿入され、地中連続壁を構成する鋼管（鋼からなる箱体）１１の内部にコンクリート１２を充填してなる部材に、コンクリートスラブ（コンクリート部材）２０が取り付けられたものであって、コンクリートスラブ２０の端部の鉄筋２１と、鋼管１１の内部に配置された鉄筋（定着材）３０とが、鋼管１１の表面に設けられた孔１１ａを貫通するようにして、互いに接合されることで、概略構成されている。
鉄筋３０は、箱体１１の内部に充填されたコンクリート１２と係合するフック３１を備え、前記コンクリート部材２０の端部の鉄筋２１に機械式継手４０で接合されている。
【００１５】
部材の接合構造１を構築するには、まず鋼管１１を地中に互いに平行に隣接して挿入しつつ、その内部の土砂を取り除いて、地下構造物の外郭を構成する。この際、鋼管１１の表面に設けられた孔１１ａが、地下構造物のコンクリートスラブ２０の構築高さになるようにする。
次いで、鋼管１１の内部にフック３１を備える鉄筋（定着材）３０を設置し、コンクリート１２を打設する。そして、コンクリートスラブの鉄筋２１を配筋し、上記孔１１ａを利用して、コンクリートスラブの鉄筋２１と、鋼管１１の内部の鉄筋３０とを、機械式継手４０で接合する。
そして、コンクリートスラブ２１のコンクリート２２を打設して、本部材の接合構造１が完成する。
【００１６】
〔第２の実施の形態〕
図３は、本実施の形態の部材の接合構造２を示す、断面図である。
本実施の形態の部材の接合構造２は、図１、図３に示すように、地中に互いに平行に隣接して挿入され、地中連続壁を構成する鋼管（鋼からなる箱体）１１の内部にコンクリート１２を充填してなる部材に、プレキャストコンクリートからなるコンクリートスラブ（コンクリート部材）２５が取り付けられたものであって、コンクリートスラブ２５の端部の鉄筋２６と、鋼管１１の内部に配置された鉄筋（定着材）３５とが、鋼管１１の表面に設けられた孔１１ａを貫通するようにして、互いに機械式継手４０で接合されることで、概略構成されている。
ここで、定着金具３６は、図６に示すように、鉄筋３５と直交する面内に拡がる円盤状の金属板である。
【００１７】
部材の接合構造２を構築するには、第１の実施の形態と同様に、まず鋼管１１を地中に互いに平行に隣接して挿入しつつ、その内部の土砂を取り除いて、地下構造物の外郭を構成する。この際、鋼管１１の表面に設けられた孔１１ａが、地下構造物のコンクリートスラブ２０の構築高さになるようにする。
次いで、鋼管１１の内部に定着金具３６を備える鉄筋（定着材）３５を設置し、コンクリート１２を打設する。そして、プレキャストコンクリートからなるコンクリートスラブ２０を地下構造物の内部に吊り降ろし、上記孔１１ａを利用して、コンクリートスラブの鉄筋２６と、鋼管１１の内部の鉄筋３５とを、機械式継手４０で接合する。
そして、鋼管１１の内部にコンクリートを打設して、本部材の接合構造２が完成する。
【００１８】
〔実験例〕
本発明に係る部材の接合構造の性能を測るために行った実験の結果について説明する。
本実験では、図４に示す供試体Ａと、図５に示す供試体Ｂの、実大の約半分のサイズ（５００ｍｍ角）の二つの供試体に対して、正負交番圧縮繰り返し曲げ加力実験を行った。１１Ａ，１１Ｂが、本発明における箱体に相応し、２０Ａ，２０Ｂが、本発明におけるコンクリート部材に相応する。
供試体Ａでは、定着部がフック３１Ａである定着材３０Ａによって、コンクリート部材２０Ａを箱体１１Ａに接合している。供試体Ｂでは、定着部が定着金具３６Ｂである定着材３５Ｂによって、コンクリート部材２０Ｂを箱体１１Ｂに接合している。
【００１９】
両供試体の箱体１１Ａ，１１Ｂに使用した鋼材は、ＳＭ４００（ＪＩＳ：日本工業規格）（ｔ＝９ｍｍ）である。
また、両供試体に使用したコンクリート１２Ａ，１２Ｂの配合は、空気量４．５％、水セメント比６０％、細骨材比（Ｓ／ａ）４７．４％、単位水量１７７ｋｇ／ｍ３、単位セメント量２９５ｋｇ／ｍ３、粗骨材量９７２ｋｇ／ｍ３、細骨材量８３５ｋｇ／ｍ３、混和剤（ＡＥ減水剤）量０．７３８ｋｇ／ｍ３である。
コンクリート部材２０Ａ，２０Ｂの鉄筋（主筋）４１Ａ，４１Ｂ、および定着材３０Ａ，３５Ｂには、Ｄ１６（ＳＤ２９５）（ＪＩＳ）を使用している。コンクリート部材２０Ａ，２０Ｂの帯筋には、Ｄ１０（ＳＤ２９５）（ＪＩＳ）を、１２５ｍｍピッチで使用している。
また、供試体Ａ、供試体Ｂに使用したコンクリートの強度はそれぞれ、２９．２Ｎ／ｍｍ２、３０．７Ｎ／ｍｍ２である。
【００２０】
また、供試体Ａでは定着部３１Ａとして１８０度フック（曲げ径４０ｍｍ、余長７０ｍｍ）を用い、供試体Ｂでは定着部３６Ｂとして、図６に示すＭ＝２０ｍｍ、φ＝４３ｍｍ、ｔ＝１６ｍｍのネジ込み式のＥＧ定着板（鉄建建設株式会社製）を用いている。
また、両供試体とも、Ｄ１６（ＳＤ２９５）（ＪＩＳ）の鉄筋に対して十分な接合強度を持つ機械式継手４０を用いている。
【００２１】
加力実験では、箱体１１Ａ，１１Ｂの内部にコンクリート１２Ａ，１２Ｂが充填された部材１０Ａ，１０Ｂに２０ｋＮの定圧縮力を加えた状態で、事前に把握した実降伏値における水平相対変位量を＋δ１として、＋δ１、−δ１，＋δ２（２・δ１），−δ２，……，＋δ８（８・δ１），−δ８の相対水平変位量まで、それぞれ正負交番繰り返し曲げ加力を行い、その後載荷荷重が低下するまで加力を行い、実験を終了した。
【００２２】
この加力実験における載荷荷重−相対水平変位量のグラフを、供試体Ａ、供試体Ｂのそれぞれについて、図７、図８に示す。
図７、図８に示されているように、両供試体とも、最初にコンクリート部材２０Ａ，２０Ｂの鉄筋４１Ａ，４１Ｂが引張降伏する曲げ降伏先行型の破壊性状を示し、その後最初水平相対変位±８δに至るまで、部材１０Ａ，１０Ｂとコンクリート部材２０Ａ，２０Ｂとの接合部は十分な靱性を発揮し、エネルギー吸収能力に優れていることが確認された。
【００２３】
第１の実施の形態に記載の部材の接合構造１によれば、地中に箱体１１を圧入し、その内部の土砂を取り除いてから、箱体１１の内部に鉄筋３０を挿入し、コンクリート部材２０の鉄筋２１と箱体１１の内部の鉄筋３０とを、箱体１１表面の孔１１ａを貫通するようにして連結できる。したがって、地中に圧入された鋼からなる箱体１１の内部にコンクリート１２を充填してなる部材１０と、コンクリート部材２０とを、簡単に接合することができる。
【００２４】
また、鉄筋３０が、箱体１１の内部に充填されたコンクリート１２と係合するフック３１を備え、コンクリート部材２０の端部の鉄筋２１に機械式継手４０で接合されているので、鋼からなる箱体１１の内部にコンクリート１２を充填してなる部材１０に、コンクリート部材２０を強固に取り付けることができる。
【００２５】
第２の実施の形態に記載の部材の接合構造２によれば、地中に箱体１１を圧入して、その内部の土砂を取り除いてから、箱体１１の内部に鉄筋３５を挿入し、プレキャストのコンクリート部材２５の端部の鉄筋２６と箱体１１の内部の定着材３５とを、箱体１１表面の孔１１ａを貫通するようにして連結できる。したがって、地中に圧入された鋼からなる箱体１１の内部にコンクリート１２を充填してなる部材１０と、コンクリート部材２５とを、簡単に接合することができる。
【００２６】
また、鉄筋３５が、箱体１１の内部に充填されたコンクリート１２と係合する定着金具３６を備える鉄筋であり、コンクリート部材２５の端部の鉄筋２６に機械式継手４０で接合されているので、鋼からなる箱体の内部にコンクリートを充填してなる部材に、コンクリート部材を強固に取り付けることができる。
【００２７】
また、コンクリート部材２５がプレキャストのコンクリート部材からなるので、箱体１１の内部に定着材３５を挿入し、プレキャストのコンクリート部材２５の端部の鉄筋２６と箱体１１の内部の定着材３５とを、箱体１１表面の孔１１ａを貫通するようにして連結できる。したがって、コンクリート部材２０がプレキャストであることにより工期が短縮されるとともに、鋼からなる箱体１１の内部にコンクリート１２を充填してなる部材１０と、コンクリート部材２０とを、簡単に接合することができ、施工に要する時間や費用を削減できる。
【００２８】
なお、本発明の部材の接合構造は、上記の各実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、本実施の形態では、地中連続壁を構成する鋼管１１の内部にコンクリート１２を充填してなる部材に、コンクリートスラブ２０または２５を取り付ける部材の接合構造について説明したが、例えば図９、図１０に示すような向きに配置された地中連続壁５０，６０などにコンクリート床５５や壁６５を接合する場合にも、本発明を適用可能である。
また、例えば図１１に示すように、コンクリート充填鋼管柱７０の間にコンクリート梁７５を接合する場合にも、本発明を適用することができる。
また、コンクリートスラブ（コンクリート部材）の端部の鉄筋を、鋼管（箱体）に設けられた孔に挿入し、その先端に定着金具をネジ込んでもよい。
その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、地中に箱体を圧入し、その内部の土砂を取り除いてから、箱体の内部に定着材を挿入し、コンクリート部材の鉄筋と箱体の内部の定着材とを、箱体表面の孔を貫通するようにして連結できる。したがって、地中に圧入された鋼からなる箱体の内部にコンクリートを充填してなる部材と、コンクリート部材とを、簡単に接合することができる。
【００３０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、定着材が、箱体の内部に充填されたコンクリートと係合するフックを備える鉄筋であり、コンクリート部材の端部の鉄筋に機械式継手で接合されているので、鋼からなる箱体の内部にコンクリートを充填してなる部材に、コンクリート部材を強固に取り付けることができる。
【００３１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、定着材が、箱体の内部に充填されたコンクリートと係合する定着金具を備える鉄筋であり、コンクリート部材の端部の鉄筋に機械式継手で接合されているので、鋼からなる箱体の内部にコンクリートを充填してなる部材に、コンクリート部材を強固に取り付けることができる。
【００３２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の発明と同様の効果が得られるとともに、コンクリート部材がプレキャストコンクリートからなるので、鋼からなる箱体の内部にコンクリートを充填してなる部材にコンクリート部材を取り付ける際の配筋作業が省略され、施工に要する時間や費用を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る部材の接合構造の概略を示す、斜視図である。
【図２】本発明に係る部材の接合構造の一例を示す、断面図である。
【図３】本発明に係る部材の接合構造の他の一例を示す、断面図である。
【図４】本発明に係る部材の接合構造の性能を測定する実験の供試体を示す、側面図である。
【図５】本発明に係る部材の接合構造の性能を測定する実験の供試体を示す、側面図である。
【図６】本発明に係る部材の接合構造における、定着金具の例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】本発明に係る部材の接合構造の性能を測定する実験の結果を示す、グラフである。
【図８】本発明に係る部材の接合構造の性能を測定する実験の結果を示す、グラフである。
【図９】本発明に係る部材の接合構造のさらに他の一例を示す、斜視図である。
【図１０】本発明に係る部材の接合構造のさらに他の一例を示す、斜視図である。
【図１１】本発明に係る部材の接合構造のさらに他の一例を示す、斜視図である。
【図１２】本発明に係る部材の接合構造のさらに他の一例を示す、斜視図である。
【符号の説明】
１，２        部材の接合構造
１１          箱体（鋼管）
１２          コンクリート
２０，２５    コンクリート部材（コンクリートスラブ）
２１，２６    鉄筋
３０，３５    定着材（鉄筋）
３１          フック
３６          定着金具
４０          機械式継手
【図１】
0003620651.tif 000002
【図２】
0003620651.tif 000003
【図３】
0003620651.tif 000004
【図４】
0003620651.tif 000005
【図５】
0003620651.tif 000006
【図６】
0003620651.tif 000007
【図７】
0003620651.tif 000008
【図８】
0003620651.tif 000009
【図９】
0003620651.tif 000010
【図１０】
0003620651.tif 000011
【図１１】
0003620651.tif 000012
【図１２】
0003620651.tif 000013