(57)【要約】【課題】施工が容易で継手コストの削減が可能な、柱主筋の継手構造を提供する。【解決手段】柱は、周囲をフープ筋で拘束された太径の高強度鉄筋からなる柱主筋１と高強度コンクリートから構成される（超）高層ＲＣ造建物の中柱であり、柱の中間部に柱主筋１の継手が設けられている。柱の四隅に配設される柱主筋１の継手は機械式継手３とされ、その他の柱主筋１の継手は、柱主筋１より小さな径を有する添え筋２を用いた重ね継手とされている。下階から立ち上げられた柱主筋１ｄと上階の柱主筋１ｕとを接合する継手の位置、即ち、継手から床４までの下方距離ｈ１および継手から梁底５までの上方距離ｈ２は、Ｌ＝σＢ・ａ／（τｂ・φ）によって算出されるカットオフ長さＬ以上とされている。ここに、σＢ：柱主筋の降伏強度、ａ：柱主筋の断面積、τｂ：柱主筋とコンクリートとの付着割裂強度、φ：柱主筋の周長である。【選択図】図１
2007132158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱の四隅に配設される柱主筋の継手が機械式継手とされ、その他の柱主筋の継手が、柱主筋より小さな径を有する添え筋を用いた重ね継手とされていることを特徴とする柱主筋の継手構造。
【請求項２】
前記継手から床までの下方距離および前記継手から梁底までの上方距離が、次式によって算出されるカットオフ長さＬ以上とされていることを特徴とする請求項１に記載の柱主筋の継手構造。
Ｌ＝σＢ・ａ／（τｂ・φ）
ここに、
σＢ：柱主筋の降伏強度、
ａ：柱主筋の断面積、
τｂ：柱主筋とコンクリートとの付着割裂強度、
φ：柱主筋の周長
【請求項３】
前記添え筋が、前記柱主筋に沿って床から立ち上げられていることを特徴とする請求項１または２に記載の柱主筋の継手構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱主筋の継手構造に関し、特に、中柱のような軸力変動の小さな柱における柱主筋の継手構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
（超）高層ＲＣ造の建物では、太径の高強度鉄筋（例えば、鉄筋径：Ｄ３８、Ｄ４１、鋼種：ＳＤ４９０、ＳＤ５９０、ＵＳＤ６８５）を使用するため、主筋の継手を機械式継手（ネジグラウト継手）とすることが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
しかし、機械式継手を使用する建物は、鉄筋の単位重量当たりの単価が通常の建物よりも高く、柱１台の施工費に占める機械式継手の費用は約１／３となっている。
そこで、発明者らは、機械式継手によるコストアップを最小限に抑えるため、 梁中央に設けた 梁主筋の接合部を、 梁主筋と比較して小さい断面径を有する 継手筋を用いた重ね継手とする梁主筋の継手構造を提案している（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−３１１０８７号公報
【特許文献２】特開２００５−４２４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、柱の場合は柱主筋に引張力が作用し、軸力が変動するため、特許文献２に記載された継手構造を採用することは難しい。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、施工が容易で継手コストの削減が可能な、柱主筋の継手構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る柱主筋の継手構造は、柱の四隅に配設される柱主筋の継手が機械式継手とされ、その他の柱主筋の継手が、柱主筋より小さな径を有する添え筋を用いた重ね継手とされていることを特徴とする。
本発明では、四隅に配設される柱主筋の継手を機械式継手としているので、柱が多少、軸力変動しても軸力を伝達することができる。しかも、その他の柱主筋の継手を重ね継手としているので、従来に比べて施工が容易で、継手コストの削減が可能である。加えて、柱主筋より小さな径を有する添え筋を使用するので、添え筋 の部材長を短くすることができ 、材料費を大幅に削減することが可能となる。
【０００６】
図５に、１ｍ×１ｍの正方形断面を有する柱（コンクリート強度：Ｆｃ＝４８Ｎ／ｍｍ２、柱主筋：２０−Ｄ４１、降伏強度Ｆｔ＝４９０Ｎ／ｍｍ２）の終局耐力に関するＭ−Ｎ曲線を示す。図中、縦軸が軸力Ｎ、横軸が曲げモーメントＭであり、細線１０が一般部のＭ−Ｎ曲線、太線１１が、本発明に係る継手部（添え筋：１６−Ｄ２９、降伏強度Ｆｔ＝３９０Ｎ／ｍｍ２）のＭ−Ｎ曲線を示している。
ここでは、柱に引張力が作用して軸力Ｎがゼロになった場合について検討する。
図４に示すように、柱の曲げモーメント分布が、柱上端でＭ１＝０ｋＮ・ｍ、柱下端でＭ２＝Ｍｍａｘ＝５６００ｋＮ・ｍの三角形分布であると仮定する。図５に示すように、一般部では、軸力Ｎ＝０における終局時最大曲げモーメントＭｍａｘは５６００ｋＮ・ｍである（図５のＰ点）。
一方、図４に示すように、継手部が柱の中央に設けられている場合、継手部における曲げモーメントは２８００ｋＮ・ｍとなる。図５に示すように、継手部では、軸力Ｎ＝０における終局時最大曲げモーメントＭｍａｘは３０００ｋＮ・ｍである（図５のＱ点）。即ち、継手部の曲げモーメントは継手部の終局時最大曲げモーメント以下となり、安全である。
【０００７】
また、本発明に係る柱主筋の継手構造では、前記継手から床までの下方距離および前記継手から梁底までの上方距離が、次式によって算出されるカットオフ長さＬ以上とされていることことを好適とする。
Ｌ＝σＢ・ａ／（τｂ・φ）
ここに、
σＢ：柱主筋の降伏強度、
ａ：柱主筋の断面積、
τｂ：柱主筋とコンクリートとの付着割裂強度、
φ：柱主筋の周長
【０００８】
カットオフ位置は柱主筋に作用する引張力がゼロとなる位置であり、カットオフ長さとは、柱の上端または下端からカットオフ位置までの距離のことである。
カットオフ位置で柱主筋に作用する引張力がゼロとなるので、柱の上端または下端において柱主筋に作用する引張力σＢ・ａは、上端または下端からカットオフ位置までの柱主筋の付着力τｂ・φ・Ｌと釣り合うことになる。即ち、τｂ・φ・Ｌ＝σＢ・ａが成立する。従って、カットオフ長さＬ＝σＢ・ａ／（τｂ・φ）となる。
継手位置を上記のように規制することにより、継手位置における柱主筋の引張力は理論上、ゼロとなる。
【０００９】
また、本発明に係る柱主筋の継手構造では、前記添え筋が、前記柱主筋に沿って床から立ち上げられていてもよい。
本発明では、添え筋を柱主筋に沿って床から立ち上げることにより、応力伝達可能な添え筋を簡単に施工することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る柱主筋の継手構造では、柱の四隅に配設される柱主筋の継手を機械式継手とし、その他の柱主筋の継手を、柱主筋より小さな径を有する添え筋を用いた重ね継手としているので、従来に比べて施工が容易で、継手コストの削減が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１および図２は、本発明に係る柱主筋の継手構造の一実施形態を示したものである。なお、図１では、図が煩雑になるためフープ筋は省略している。
図の柱は、周囲をフープ筋６で拘束された太径の高強度鉄筋からなる柱主筋１と高強度コンクリートから構成される（超）高層ＲＣ造建物の中柱であり、柱の中間部に柱主筋１の継手が設けられている。柱の四隅に配設される柱主筋１の継手は機械式継手３とされ、その他の柱主筋１の継手は、柱主筋１より小さな径を有する添え筋２を用いた重ね継手とされている。機械式継手３としては、トルク固定式、グラウト充填式、スリーブ圧着式等いずれの方式でもよい。
【００１２】
また、下階から立ち上げられた柱主筋１ｄと上階の柱主筋１ｕとを接合する継手の位置、即ち、継手から床４までの下方距離ｈ１および継手から梁底５までの上方距離ｈ２は、次式によって算出されるカットオフ長さＬ以上とされている。
Ｌ＝σＢ・ａ／（τｂ・φ）
ここに、
σＢ：柱主筋の降伏強度、
ａ：柱主筋の断面積、
τｂ：柱主筋とコンクリートとの付着割裂強度、
φ：柱主筋の周長
【００１３】
本実施形態による柱主筋の継手構造では、四隅に配設される柱主筋１の継手を機械式継手３としているので、柱が多少、軸力変動しても軸力を伝達することができる。しかも、その他の柱主筋１の継手を重ね継手としているので、従来に比べて施工が容易で、継手コストの削減が可能である。加えて、柱主筋１より小さな径を有する添え筋２を使用するので、添え筋２の部材長を短くすることができ、材料費を大幅に削減することが可能となる。因みに、柱１台当たり柱主筋２０−Ｄ４１とすると、通常、機械式継手２０箇所×４０００円＝８００００円のところ、本発明によれば、機械式継手４箇所×４０００円＝１６０００円、および添え筋１６箇所×１０ｋｇ×１００円／ｋｇ＝１６０００円の計３２０００円となり、柱の継手コストを６０％削減することができる。
また、施工時には、四隅に配設される機械式継手３を利用して上階の柱主筋１ｕを保持し、上階の柱主筋１ｕのレベルを調整することができる。
【００１４】
図３は、本発明に係る柱主筋の継手構造の他の実施形態を示したものである。
本実施形態では、添え筋１２が、下階から立ち上げられた柱主筋１ｄに沿って床４から立ち上げられ、結束筋（図示省略）で柱主筋１ｄに固定されている。このため、添え筋１２を柱主筋１ｄに容易に固定することができる。
【００１５】
なお、本実施形態では、（超）高層ＲＣ造建物の中柱を対象としているが、多少の軸力変動のある柱についても適用可能である。
【実施例】
【００１６】
柱断面寸法：１ｍ×１ｍ、コンクリート強度：Ｆｃ＝４８Ｎ／ｍｍ２、柱主筋：２０−Ｄ４１、降伏強度Ｆｔ＝４９０Ｎ／ｍｍ２、添え筋：１６−Ｄ２９、降伏強度Ｆｔ＝３９０Ｎ／ｍｍ２の柱について、カットオフ長さＬを計算すると、以下に示すように概ね１０００ｍｍ程度となる。
Ｌ＝σＢ・ａ／（τｂ・φ）
＝４９０×１３４０／（５．３×１３０）＝９５３（ｍｍ）
ここで、上式における付着割裂強度τｂ＝５．３Ｎ／ｍｍ２は、柱主筋、添え筋、フープ筋、コンクリート強度などの諸定数に基づいて、高強度鉄筋の付着強度算定式（説明省略）により計算された値である。
【００１７】
なお、柱主筋には通常、定尺鉄筋を使用するので、継手高さは各階ごとに異なる。従って、各階ごとに異なる継手高さを設定する必要がある。例えば、基準階階高が３２００ｍｍとすると、ｎ階の継手高さが１０００ｍｍの場合、ｎ＋１階の継手高さは定尺鉄筋の長さを３５００ｍｍとして１３００ｍｍ、ｎ＋２階の継手高さは定尺鉄筋の長さを３０００ｍｍとして１１００ｍｍとなる。
【００１８】
基準階階高３２００ｍｍ、基準階の梁成８００ｍｍとすると、柱の内法高さは２４００ｍｍ、柱主筋のカットオフ長さＬ＝１０００ｍｍであるから、継手高さは床から１０００〜１４００ｍｍの間に設定する必要がある。これを、定尺鉄筋を使用して上記の要領で各階ごとに継手高さを設定する。
【００１９】
また、添え筋の長さは計算上１０００ｍｍ程度でよく、床から添え筋を立ち上げる場合は長さ２０００ｍｍ程度の添え筋を用いればよい。継手高さが１０００〜１４００ｍｍの間で変動した場合でも、長さ２０００ｍｍの添え筋を床から立ち上げることにより、応力伝達可能な添え筋を簡単に施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る柱主筋の継手構造の一実施形態を示す立断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】本発明に係る柱主筋の継手構造の他の実施形態を示す立断面図である。
【図４】柱の曲げモーメント分布図である。
【図５】柱の終局耐力に関するＭ−Ｎ曲線である。
【符号の説明】
【００２１】
１、１ｕ、１ｄ  柱主筋
２、１２  添え筋
３  機械式継手
４  床
５  梁底
６  フープ筋
ｈ１  下方距離
ｈ２  上方距離
【図１】
2007132158.tif 000003
【図２】
2007132158.tif 000004
【図３】
2007132158.tif 000005
【図４】
2007132158.tif 000006
【図５】
2007132158.tif 000007