(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並行した二本の主筋または配力筋間を連結するせん断補強筋であって、
鋼棒の一端には、前記の主筋または配力筋の一方に係止するためのフック部を有し、
前記の鋼棒の他端には、前記の主筋または配力筋の他方に十分係止できる面積を有するプレートを有する第一のせん断補強筋と、
底部の両側を折り曲げてＵ字状を呈する鋼棒の自由端にフック部を備えた第二のせん断補強筋とを組み合わせてなり、
第一のせん断補強筋は、
そのフック部を、並行した二本の主筋または配力筋の内の１本に係合した形状を呈し、そのプレートを二本の主筋又は配力筋の内の他の１本に係合した形状を呈し、
第二のせん断補強筋は、
そのＵ字状の底部を、前記した、第一のせん断補強筋のフック部を係合した主筋または配力筋に係合した形状を呈する、
せん断補強筋の配筋構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、せん断補強筋と、そのせん断補強筋を使用した配筋構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
阪神大震災以降、コンクリート標準指方書などの諸指針が改定され、横方向鉄筋や中間帯鉄筋の構造細目では、鋭角フックか半円形フックを用いることが標準とされている。
また、直角に形成したフックを使用することも考えられる。
さらにナットのような機械継手を用いる方法、あるいは部材の中間をラップさせて定着する方法も考えられる。
また鉄道のボックスカルバートトンネルの壁部材では、数本の主鉄筋を囲い込んだコ字形状の「せん断補強筋」とフック側の定着、拘束効果を補完するためのコ字形状「かぶせ鉄筋」との組み合わせが多く用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記した従来のせん断補強筋にあっては、次のような問題点がある。
１）  既に組立てられた縦、横鉄筋に対し、両端に鋭角曲げ加工を施したせん断補強鉄筋や中間帯鉄筋を、係合することは困難である。なぜなら狭い範囲に多数本の鉄筋が複雑に配置してあるのだから、その間隔をぬって鈎状に形成した鋭角のフックを挿入すると、周囲の鉄筋にひっかかりやすく、作業がきわめて煩雑になるからである。
２）  また、直角に形成したフックであると、将来、もし被りコンクリートが剥離した場合に、長い範囲の鉄筋が露出してしまい、靭性が低下する可能性が高い。
３）  またナットのような機械継手を用いたものは、継手ごとに特殊な加工が必要となるから非常に高価なものとなる。
４）  部材の中間をラップさせ、ラップ部分を結束して定着する方法にあっては、鉄筋量が増加するだけでなく、鉄筋を相互に拘束する結束作業量も増加して施工性に劣り、不経済なものである。
５）  図５に示す鉄道のボックスカルバートトンネルの壁部材のように、主鉄筋Ｘを囲い込んだコ字形状の「せん断補強筋」Ｙと、フック側の定着、拘束効果を補完するためのコ字形状「かぶせ鉄筋」Ｚとの組み合わせの場合には、せん断補強筋とかぶせ鉄筋のフックとフックが反対方向に絡みあうために、鉄筋の配筋作業が煩雑であり、鉄筋量が増加するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記のような課題を解決するために、本発明のせん断補強筋は、並行した二本の主筋または配力筋間を連結するせん断補強筋であって、鋼棒の一端には、前記の主筋または配力筋の一方に係止するためのフック部を有し、前記の鋼棒の他端には、前記の主筋または配力筋の他方に十分係止できる面積を有するプレートを有する第一のせん断補強筋と、底部の両側を折り曲げてＵ字状を呈する鋼棒の自由端にフック部を備えた第二のせん断補強筋とを組み合わせてなり、第一のせん断補強筋は、そのフック部を、並行した二本の主筋または配力筋の内の１本に係合した形状を呈し、そのプレートを二本の主筋又は配力筋の内の他の１本に係合した形状を呈し、第二のせん断補強筋は、そのＵ字状の底部を、前記した、第一のせん断補強筋のフック部を係合した主筋または配力筋に係合した形状を呈するせん断補強筋の配筋構造を特徴とするものである。
【０００５】
さらに本発明のせん断補強筋の配筋構造は、並行した二本の主筋または配力筋間を連結するせん断補強筋であって、鋼棒の一端には、前記の主筋または配力筋の一方に係止するためのフック部を有し、前記の鋼棒の他端には、前記の主筋または配力筋の他方に十分係止できる面積を有するプレートを有する第一のせん断補強筋と、底部の両側を折り曲げてＵ字状を呈する鋼棒の自由端にフック部を備えた第二のせん断補強筋とを組み合わせてなり、第一のせん断補強筋は、そのフック部を、並行した二本の主筋または配力筋の内の１本に係合した形状し、そのプレートを二本の主筋又は配力筋の内の他の１本に係合した形状を呈し、第二のせん断補強筋は、そのＵ字状の底部を、前記した、第一のせん断補強筋のフック部を係合した主筋または配力筋に係合した形状を呈する、せん断補強筋の配筋構造を特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のせん断補強筋は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞  多数本の鉄筋が輻輳している構造物であっても、容易に配筋することができる。
＜２＞  従来の同等の構造物と比較して、鉄筋量を大幅に減少させることができる。
＜３＞  従来の配筋の構造と同等の地震時の履歴エネルギー吸収性能を確保することができる。
＜４＞  小さい面積のプレートで鉄筋に係合するから、迅速に係合することができ施工性に優れている。従来のせん断補強筋のようにフックが両側に形成してあると、狭い空間に挿入する場合に周囲の鉄筋に引っ掛かりやすく、配筋することが困難である。
＜５＞  以上の効果によって、工期を短縮することができ、鉄筋量を減らすことと相まってきわめて経済的な施工が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【０００８】
＜１＞二種類のせん断補強筋。
本発明のせん断補強筋は、二種類の形状のせん断補強筋から構成する。
すなわち、第一のせん断補強筋Ａと、第二のせん断補強筋Ｂである。
【０００９】
＜２＞第一のせん断補強筋Ａ。
本発明の第一のせん断補強筋Ａは、鋼棒の一端に形成したフック部と、他端に固定したプレートとによって構成する。
【００１０】
＜３＞フック部。
鋼棒１は、その一端側をＵ字状に形成したフック部２を有している。
鋼棒１の長さは、係合対象の二本の主筋Ｃ間の所定の間隔よりやや長く形成する。
鋼棒１の径は現場で曲げ加工する必要がないため太径のものであってもよい。
なお、主筋Ｃのほかに配力筋を対象とする場合もあり、以下の実施の形態においても同様である。
【００１１】
＜４＞プレート。
プレート３は、補強筋としての所定の強度を確保できるだけの板厚と、主筋Ｃ、配力筋に十分に掛止できるだけの面積を有する板である。
その形状は角形、円形、楕円形などの種々の形状を採用できる。
鋼棒１の端とプレート３との取り付けは、通常の溶接、回転摩擦圧接、加圧圧接、フラッシュ圧接など公知の固定方法を利用できる。
例えば摩擦圧接部は鉄筋母材と同等の引張強度を具備している。
鋼棒１とプレート３の取り付け位置は、プレート３の中心に取り付けることも可能であるが、中心から外れた位置に取り付けることもできる。
プレート３が主筋Ｃに係合した場合に、鋼棒１がプレート３の中心から外れた位置に取り付けてあると、プレート３はその中心の位置で主筋Ｃや配力筋に係止することができる。
【００１２】
＜５＞第一のせん断補強筋Ａの取り付け。
本発明の第一のせん断補強筋Ａを主筋Ｃや配力筋への取り付ける順序は次の通りである。
１）補強筋の鋼棒１を持ってフック部２を主筋Ｃに掛止する。
２）鋼棒１を持っている手を離す。
３）するとプレート３の重量で補強筋は振り子のように弧を描いて回転し、係合すべき他の主筋Ｃの外側へ滑りこみ、そのまま係合する。これで取り付け作業は完了する。
【００１３】
＜６＞第二のせん断補強筋Ｂ。
第二のせん断補強筋Ｂは、鋼棒１を二本の並行する鋼棒１間を、底部４の鋼棒を介して連結して「Ｕ字」状に形成したものである。
並行する二本の鋼棒１の長さは、前記した第一のせん断補強筋Ａの鋼棒１の長さより短く構成する。
さらにＵ字状を呈する二本の鋼棒１の自由端には、各々フック部２を形成する。
このフックの方向は、次のような構成が可能である。
【００１４】
＜７＞フック部の方向。
第二のせん断補強筋Ｂの鋼棒１の線端に形成した両側のフック部２は、相互に向き合う方向、すなわち相互に相対向する方向に向けて形成することができる。
すなわち、一方のフック部２が内側へ向けたＪ字状であると、他方のフック部２が内側へ向けてかつＪ字を裏返しに描いた形状である。（図）
あるいは両側のフック部２を外側へ向けて、相反する方向に形成することができる。
すなわち、一方のフック部２が外側へ向けたＪ字状であると、他方のフック部２が外側へ向け、かつＪ字を裏返しに描いた形状である。（図）
あるいは両側のフック部２を同一の方向に向けて形成することができる。
すなわち、一方のフック部２が外側へ向けたＪ字状であると、他方のフック部２が内側へ向けたＪ字状である形状である。（図）
【００１５】
＜８＞配筋構造。
並行した二本の主筋Ｃまたは配力筋がすでに組み立てられている状態において、上記の第一のせん断補強筋Ａと、第二のせん断補強筋Ｂを後から挿入して組み合わせた配筋構造について説明する。
前記したように、第一のせん断補強筋Ａは、一端側には主筋Ｃの一方に係止するためのフック部２を有し、他端側には、主筋Ｃに十分係止できる面積を有するプレート３を固定した形状を呈する。
一方、第二のせん断補強筋Ｂは、Ｕ字状を呈する鋼棒１の自由端にフック部２を備えた形状を呈する。
この第一のせん断補強筋Ａのフック部２を、並行した二本の主筋Ｃの内の１本に係合する。この場合の係合の方法は、前記したようにまず１本の主筋Ｃにフック部２を係合し、その後に手を離せばプレート３が簡単に他の主筋Ｃに係合する。
こうして、第一のせん断補強筋Ａはそのフック部２とプレート３を二本の主筋Ｃ又は配力筋に係合する。
こうしてまず第一のせん断補強筋Ａを、二本の主筋Ｃに取り付けた後に、第二のせん断補強筋Ｂを、そのＵ字状の底部４を、第一のせん断補強筋Ａのフック部２を係合した主筋Ｃに係合する。
こうして二種類のせん断補強筋を組み合わせた配筋構造が完成する。
【００１６】
＜９＞他の配筋構造との比較。
上記した構成の配筋構造は、偶然に選択した構造ではなく、通常の設計の段階で当業者なら誰でも選択する程度の構造ではない。
なぜなら、上記の配筋構造によって始めて、せん断補強筋の取り付け作業がきわめて簡単であり、鉄筋量を減らすことができて、他の配筋構造と比較して耐力や靭性率、主筋Ｃおよびコアコンクリートの拘束効果、履歴エネルギー吸収性能が確保できるという効果が達成できるからである。
そこで他の配筋構造と比較して、本発明の配筋構造の優れた効果を説明する。
【００１７】
＜１０＞比較例。
比較例として図５に示すような、鉄道構造物で従来から広く利用されている配筋例（鉄道標準配筋）を選定して本発明の配筋構造と比較する。
すなわち、本発明に記載した第二のせん断補強筋によって、複数本の主鉄筋を上からと下から取り囲んだ構成である。
実験では図５に示す「鉄道標準配筋」のコンクリート壁体と、図４に示す本発明の配筋のコンクリート壁体を製造した。
この壁体（高さ２００ｃｍ、幅１０６ｃｍ、奥行き６０ｃｍ）をコンクリートの床に一体に構築して、高さ１７０ｃｍの位置において水平方向から交番荷重を載荷した。
水平加力載荷パターンは図８に示す通りであり、降伏変位±δy手前までは荷重制御、その後は変位制御とした。
水平加力はフック側先行引張を正とし、パターンは±δyの整数倍変位で３回づつ繰り返して行った。
降伏変位±δyは、引張側鉄筋のひずみの平均が降伏値に達した時点お降伏変位とした。
その結果、次の結論が得られた。
【００１８】
＜１１＞比較の結論。
１）  載荷初期から部材が終局に至るまでの個々の事象の発生時期や程度などには若干の差はあるものの、バラツキの範囲にあると思われる。すなわち総じて部材の耐力や変形性能については有意義の差は認められなかった。（図６．７）
２）  各ケースともに終局時の部材の靭性率は約８程度、部材の変形角では約１/３０程度と優れた変形性能を有していた。また実験で得られた部材の非線形特性（Ｍ−θ関係など）は「鉄道構造物設計標準・耐震設計」による計算値とよく整合していた。
３）  各供試体の変形角で無次元化して求めた単位変形角あたりの履歴吸収エネルギーを比較しても、各ケース間では有意義の差は認められなかった。（図９）
４）  以上の結果により、せん断補強筋の定着性能、主鉄筋の座屈抑止効果、およびコアコンクリートに対する拘束効果などを含む総合的な耐震性能について、本発明のせん断補強筋は、従来の構造の一例としての鉄道標準配筋と比較して、同等の性能を備えていることが実験によって確認された。
【００１９】
＜１２＞他の組み合わせ例。
以上の実験の第一、第二のせん断補強筋の組み合わせは図４に示すものであった。
前記したように第二のせん断補強筋のフック部の向きは三種類の形状が考えられる。（図１０のａ、ｂ、ｃ）
一方、第一のせん断補強筋を２本組み合わせた場合にはそのフック部の向きも三種類の生み合わせが考えられる。（図１０のｐ、ｑ、ｒ）
図４の組み合わせは、第二のせん断補強筋の（ａ）と、第一のせん断補強筋の（ｐ）とを組み合わせたものであった。
したがって、第一と第二のせん断補強筋の組み合わせは、９種類の構造を考えることができる。
【００２０】
＜１３＞第一せん断補強筋の他の実施例。
以上の実施例の第一せん断補強筋は、鋼棒の一端にはフック、他端にはプレートを有する構成であった。
しかし図１１に示すように、鋼棒の両側にプレート３を有する第一のせん断補強筋Ａを使用することもできる。
すなわち、第一のせん断補強筋Ａは、鋼棒１の一端には、前記の主筋または配力筋の一方に十分係止できる面積を有するプレート３を有し、前記の鋼棒１の他端にもまた、前記の主筋または配力筋の他方に十分係止できる面積を有するプレート３を有する構成である。
一方、第二のせん断補強筋Ｂは、底部４の両側を折り曲げてＵ字状を呈する鋼棒の自由端にフック部２を備えた構成である。
この第一と第二のせん断補強筋Ａ、Ｂとを組み合わせて、第一のせん断補強筋Ａは、その一方のプレート３を、並行した二本の主筋または配力筋の内の１本に係合した形状し、他のプレート３を二本の主筋又は配力筋の内の他の１本に係合した形状を呈し、第二のせん断補強筋Ｂは、そのＵ字状の底部４を、前記した、第一のせん断補強筋Ａのプレート３を係合した主筋または配力筋に係合した形状を呈するせん断補強筋の配筋構造を採用することもできる。
上記のような、鋼棒の両側にプレート３を有する第一のせん断補強筋Ａと、第二のせん断補強筋Ｂとの組み合わせは、図１２に示すように（ａ、ｂ、ｃ）と（ｓ）とを組み合わせた３種類の構成が考えらえる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第一のせん断補強筋の実施例の説明図
【図２】第二のせん断補強筋の実施例の説明図
【図３】両せん断補強筋を組み合わせた状態の実施例の説明図
【図４】本発明の配筋構造の実施例の説明図
【図５】比較の配筋構造の実施例の説明図
【図６】本発明の配筋構造の荷重と水平変位を示す図
【図７】従来の配筋構造の荷重と水平変位を示す図
【図８】水平加力載荷パターンを示す図
【図９】単位変位角当たりの履歴エネルギー吸収性能を比較した図
【図１０】第一と第二のせん断補強筋の組み合わせの説明図
【図１１】第一のせん断補強筋の他の実施例の説明図
【図１２】他の実施例のせん断補強筋の組み合わせの説明図
【符号の説明】
【００２２】
Ａ：第一のせん断補強筋。
Ｂ：第二のせん断補強筋
１：鋼棒
２：フック部
３：プレート
４：底部
【要約】      （修正有）【課題】配筋作業が簡単で、鉄筋量が削減でき、地震時の履歴エネルギー吸収性能が従来の配筋構造と同等なせん断補強筋とせん断補強筋の構造を提供する。【解決手段】並行した二本の主筋または配力筋間を連結するせん断補強筋であって、第一と第二のせん断補強筋を組み合わせる。第一のせん断補強筋Ａは、鋼棒の一端に主筋または配力筋の一方に係止するためのフック部２を有し、他端側には、主筋または配力筋に十分係止できる面積を有するプレートを固定してある。第二のせん断補強筋ＢはＵ字状を呈する鋼棒の自由端にフック部を備えている。【選択図】        図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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