(57)【要約】【課題】接合部分（継手を設けるためのスペース）の寸法を抑えることができるとともに、構造性能を確保することができる鉄筋の接合構造および鉄筋の接合方法を提供する。【解決手段】丸鋼３と異形鉄筋４とを接合する鉄筋の接合構造１において、異形鉄筋４に接合されていて丸鋼３が挿入される管体５と、丸鋼３と管体５との間に充填される接着剤６と、を有し、丸鋼３の表面には凹凸が形成されていて、管体５の内面には凹凸が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
丸鋼と異形鉄筋とを接合する鉄筋の接合構造において、
前記異形鉄筋に接合されていて前記丸鋼が挿入される管体と、
前記丸鋼と前記管体との間に充填される接着剤と、を有し、
前記丸鋼の表面には凹凸が形成されていて、前記管体の内面には凹凸が形成されていることを特徴とする鉄筋の接合構造。
【請求項２】
前記管体は、高ナットであることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋の接合構造。
【請求項３】
既存ＲＣ壁に埋設された丸鋼に新たに異形鉄筋を接合する鉄筋の接合方法において、
前記既存ＲＣ壁のコンクリートを斫って前記丸鋼を露出させる斫り工程と、
前記丸鋼の表面に凹凸を形成する凹凸形成工程と、
内面に凹凸が形成された管体を異形鉄筋に接合する管体接合工程と、
前記丸鋼を前記管体の内部に挿入する丸鋼挿入工程と、
前記管体に挿入された前記丸鋼と前記管体との間に接着剤を充填する接着剤充填工程と、を有することを特徴とする鉄筋の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋の接合構造および鉄筋の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の一部を使用したまま行う既存建物の耐震補強工事では、工事中の火災を防止するために溶接やサンダー掛けなどを行わない「火無し工法」が求められることが多い。既存ＲＣ壁の開口閉鎖補強工事を火無し工法で行う場合、既存ＲＣ壁のコンクリートを斫って既存ＲＣ壁の鉄筋を露出させ、この鉄筋に新設の鉄筋と接合する必要がある。
鉄筋を接合する継手として、重ね継手や機械式継手、グラウト式継手などが知られている（例えば、特許文献１乃至４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−１０６５６号公報
【特許文献２】特開平７−２７９３１４号公報
【特許文献３】特開平８−１９９７３５号公報
【特許文献４】特開２００２−１８０６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、既存ＲＣ壁の鉄筋が丸鋼である場合、新設の鉄筋との接合をフック付の重ね継手とする必要があるため、既存ＲＣ壁のコンクリートを開口部の縁部から外側に向かって５００ｍｍ程度の広範囲で斫る必要がある。既存ＲＣ壁のコンクリートを斫る作業は、重労働である上、騒音、振動、粉塵が発生して周囲の環境へ悪影響を及ぼす虞があるため、コンクリートを斫る範囲を最小限に抑えることが望まれている。
鉄筋を機械式継手やグラウト式継手で接合する場合は、重ね継手で接合する場合と比べて接合部分（継手を設けるためのスペース）の寸法を抑えることができるため、既存ＲＣ壁のコンクリートを斫る範囲を小さくすることができる。しかしながら、いずれ継手も異形鉄筋を使用することで構造性能を確保することができるため、既存ＲＣ壁の鉄筋が丸鋼であると専用の特殊な部材を製作しなければならず適用が困難である。
【０００５】
そこで、本発明は、接合部分（継手を設けるためのスペース）の寸法を抑えることができるとともに、構造性能を確保することができる鉄筋の接合構造および鉄筋の接合方法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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る鉄筋の接合構造は、丸鋼と異形鉄筋とを接合する鉄筋の接合構造において、前記異形鉄筋に接合されていて前記丸鋼が挿入される管体と、前記丸鋼と前記管体との間に充填される接着剤と、を有し、前記丸鋼の表面には凹凸が形成されていて、前記管体の内面には凹凸が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る鉄筋の接合方法では、既存ＲＣ壁に埋設された丸鋼に新たに異形鉄筋を接合する鉄筋の接合方法において、前記既存ＲＣ壁のコンクリートを斫って前記丸鋼を露出させる斫り工程と、前記丸鋼の表面に凹凸を形成する凹凸形成工程と、内面に凹凸が形成された管体を異形鉄筋に接合する管体接合工程と、前記丸鋼を前記管体の内部に挿入する丸鋼挿入工程と、前記管体に挿入された前記丸鋼と前記管体との間に接着剤を充填する接着剤充填工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、丸鋼の表面に凹凸が形成されているとともに、管体の内面に凹凸が形成され、管体の内部に挿入された丸鋼と管体との間に接着剤が充填されている。これにより、丸鋼および異形鉄筋に引張力が作用すると、初期には、接着剤の付着によって丸鋼と異形鉄筋との間で応力を伝達させることができる。また、引張力が上昇して接着剤の付着強度を超えた場合には、丸鋼の表面の凹凸と管体の内面の凹凸との間に圧縮スラットが形成され、これにより丸鋼が管体から抜け出ることが防止され、丸鋼と異形鉄筋との間で応力を伝達させることができる。
このように、特殊部材を用いなくても、鉄筋の接合構造の構造性能を確保することができる。
また、本発明では、丸鋼と異形鉄筋とを管体および接着剤を用いて接合するため、丸鋼と異形鉄筋とをフック付の重ね継手で接合する場合と比べて、接合部分（継手を設けるためのスペース）の寸法を抑えることができる。これにより、既存ＲＣ壁に埋設された丸鋼に新たに異形鉄筋を接合する場合は、既存ＲＣ壁のコンクリートを斫る範囲を抑えることができる。
【０００９】
また、本発明に係る鉄筋の接合構造では、前記管体は、高ナットであることが好ましい。
このような構成とすることにより、通常流通している高ナットのめねじを管体の凹凸として利用することができる。このため、管体を特別に製作しなくても容易に調達することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、接合部分の寸法を抑えることができるとともに、構造性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態による既存ＲＣ壁を示す図である。
【図２】（ａ）は本実施形態による鉄筋の接合構造の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態による鉄筋の接合構造および鉄筋の接合方法について、図１および図２に基づいて説明する。
本実施形態による鉄筋の接合構造は、図１に示すような既存ＲＣ壁２に形成された開口部２１を閉鎖して既存ＲＣ壁２を補強する工事において、既存ＲＣ壁２に埋設された丸鋼３に、開口部２１の内部に新たに設けられる異形鉄筋４（図２参照）を接合する構造である。
本実施形態による鉄筋の接合構造では、既存ＲＣ壁２のコンクリート２２を開口部２１の縁部から外側に向かう所定の範囲２３で斫り、丸鋼３の先端部分３１（図２参照）を露出させて、丸鋼３の先端部分３１に異形鉄筋４を接合している。
図２に示すように、本実施形態による鉄筋の接合構造１は、丸鋼３と、異形鉄筋４と、異形鉄筋４に接合されるとともに丸鋼３が挿入される管体５と、丸鋼３と管体５との間に充填される接着剤６と、を有している。
【００１３】
丸鋼３には、例えば呼び名が９φなどの丸鋼が用いられている。丸鋼３の先端部分３１のうちの先端部３ａから６０ｍｍ程の範囲の表面には、凹凸が形成されている。この丸鋼３の先端部分３１の凹凸は、既存ＲＣ壁２のコンクリート２２が斫られて露出した後に形成されている。本実施形態では、丸鋼３の先端部分３１を丸鋼３の径方向外側から内側に向かって挟みこむように所定の荷重で押圧するかしめ工具などを用いて丸鋼３の先端部分３１の表面に凹部３２を形成し、この凹部３２を丸鋼３の軸方向に間隔をあけて複数形成することで丸鋼３の先端部分３１に凹凸を形成している。
異形鉄筋４には、例えば、呼び名がＤ１０などの異形鉄筋が用いられている。
【００１４】
管体５には、内部に丸鋼３の先端部分３１が挿入可能で、内部全体にめねじが形成された高ナットが用いられている。本実施形態では、管体５には、例えば、長さが６０ｍｍとなるように製造された呼び名がＭ１２などの高ナットが用いられている。
管体５は、異形鉄筋４の先端部分４１に溶接されている。管体５と異形鉄筋４とは、それぞれの軸線が平行となる向きでそれぞれの側面どうしが溶接されている。なお、本実施形態では、異形鉄筋４の先端部４ａと管体５の端部５ａとが重なるように配置されているが、重ならないように配置されていてもよい。
接着剤６は、管体５に挿入された丸鋼３の先端部分３１と、管体５の内面との間に充填されている。接着剤６は、硬化することで丸鋼３と管体５とを接合している。
【００１５】
続いて、本実施形態による鉄筋の接合方法について説明する。
まず、既存ＲＣ壁２のコンクリート２２を斫って丸鋼３を露出させる斫り工程を行う。
既存ＲＣ壁２のコンクリート２２を開口部２１の縁部から外側に向かって２００ｍｍ程の範囲で斫り、既存ＲＣ壁２の丸鋼３の先端部分３１を露出させる。
続いて、露出した丸鋼３の表面に凹凸を形成する凹凸形成工程を行う。
かしめ工具などを用いて丸鋼３の先端部分３１のうちの先端部３ａから６０ｍｍ程の範囲の表面に複数の凸部を丸鋼３の軸方向に間隔をあけて形成し、丸鋼３の先端部分３１の表面に凹凸を形成する。
【００１６】
斫り工程および凹凸形成工程と前後して、管体５を異形鉄筋４に接合する管体接合工程を行う。管体５の異形鉄筋４への接合する場合は、予め工場などで行うことが好ましい。特に、管体５を異形鉄筋４に溶接して接合する場合は、予め工場などで溶接を行うことにより、現場において火気を使用せずに丸鋼３と異形鉄筋４とを接合することができる。
【００１７】
続いて、丸鋼３を管体５の内部に挿入する丸鋼挿入工程を行う。
丸鋼３の先端部分３１のうちの凹凸が形成されている部分を管体５の内部に配置する。
続いて、管体５に挿入された丸鋼３と管体５との間に接着剤６を充填する接着剤充填工程を行う。
丸鋼３と管体５との間に充填された接着剤６が丸鋼３および管体５に付着して硬化することで、丸鋼３と異形鉄筋４とが管体５および接着剤６を介して接合される。
【００１８】
なお、既存ＲＣ壁２に形成された開口部２１を閉鎖して既存ＲＣ壁２を補強する場合は、丸鋼３と異形鉄筋４とが接合された後に、既存ＲＣ壁２の開口部２１およびコンクリート２２が斫られた部分にコンクリート２２を打設して開口部２１を閉鎖する。
【００１９】
次に、上述した本実施形態による鉄筋の接合構造１および鉄筋の接合方法の作用・効果について図面を用いて説明する。
上述した本実施形態による鉄筋の接合構造１および鉄筋の接合方法では、丸鋼３の先端部分３１の表面に凹凸が形成されているとともに、管体５の内面に凹凸が形成され、管体５に挿入された丸鋼３と管体５との間に接着剤６が充填されている。これにより、丸鋼３および異形鉄筋４に引張力が作用すると、初期には、接着剤６の付着によって丸鋼３と異形鉄筋４との間で応力を伝達させることができる。また、引張力が上昇して接着剤６の付着強度を超えた場合には、丸鋼３の表面の凹凸と管体５の内面の凹凸との間に圧縮スラットが形成され、これにより丸鋼３が管体５から抜け出ることが防止され、丸鋼３と異形鉄筋４との間で応力を伝達させることができる。よって、本実施形態による鉄筋の接合構造１および異形鉄筋４の接合方法では、構造性能を確保することができる。
【００２０】
また、丸鋼３と異形鉄筋４とを管体５および接着剤６を用いて接合するため、丸鋼と異形鉄筋とをフック付の重ね継手で接合する場合と比べて、接合部分（継手を設けるためのスペース）の寸法を抑えることができる。これにより、既存ＲＣ壁２のコンクリートを斫る範囲を抑えることができる。
丸鋼３と異形鉄筋４とをフック付の重ね継手で接合する場合では、既存ＲＣ壁２のコンクリート２２を開口部２１の縁部から外側に向かって５００ｍｍ程度の範囲で斫らないとフック付の重ね継手を設けられないが、本実施形態では、既存ＲＣ壁２のコンクリート２２を開口部２１の縁部から外側に向かって２００ｍｍ程度の範囲で斫れば丸鋼３と異形鉄筋４とを接合することができる。
【００２１】
また、管体５は、高ナットであることにより、通常流通している高ナットのめねじを管体５の凹凸として利用することができる。このため、管体５を特別に製作しなくても容易に調達することができる。
また、接着剤６が丸鋼３の先端部分３１と管体５の内面との間に充填されていて、露出部分が少ないことにより、接着剤６のピーリングが防止されるため、本実施形態による鉄筋の接合構造１は、経年劣化要素が少なく長期にわたって品質を一定に保持することができる。
【００２２】
本実施形態による鉄筋の接合構造１における丸鋼３の先端部分３１の表面に形成された凹部３２の数および、管体５の長さ寸法の違いによる構造性能の違いを確認するための引張試験を行った。
試験体として、管体５の内部に配置される先端部３ａから６０ｍｍ程の範囲の表面に１つの凹部３２，３２，３２が形成された丸鋼３と異形鉄筋４とを接合した試験体１、および管体５の内部に配置される先端部３ａから６０ｍｍ程の範囲の表面に３カ所の凹部３２，３２，３２が軸方向に間隔をあけて形成された丸鋼３と異形鉄筋４とを接合した試験体２を用意した。いずれの試験体も丸鋼３は直径が９ｍｍで、管体５は長さが６０ｍｍのＭ１２高ナットとした。
試験体１では、丸鋼３の先端部近傍に軸方向の長さが２０ｍｍ程の凹部３２を形成した。試験体２では、丸鋼３の先端部３ａから６０ｍｍ程の範囲全体にわたるようにその表面に３カ所の凹部３２，３２，３２を形成した。
【００２３】
引張試験を行うと、試験体１は、丸鋼３の降伏が確認された後に丸鋼３が管体５から抜け出した。試験体２は、丸鋼３が降伏した後に破断した。
これらのことにより、いずれの場合も、丸鋼３と異形鉄筋４との間で応力が伝達していることがわかる。また、丸鋼３の径の約７倍程度の長さが管体５の内部に挿入されていて、丸鋼３の管体５の内部に挿入された部分全体の表面に３つの凹部３２，３２，３２が軸方向に間隔をあけて形成されていると、丸鋼３と異形鉄筋４とが確実に接合され、丸鋼３の破断耐力を確保できることがわかる。
【００２４】
以上、本発明による鉄筋の接合構造および鉄筋の接合方法の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記の実施形態では、管体５は高ナットであるが、内面に凹凸が形成されていれば、高ナット以外でもよい。例えば、縞鋼板などの凹凸が形成された鋼板で形成されたパイプを管体５として使用してもよい。
【００２５】
また、上記の実施形態では、丸鋼３の先端部分３１が管体５の内部に挿入されているが、丸鋼３の先端部３ａ近傍が管体５の挿入された側と反対側から突出していてもよい。
また、上記の実施形態では、かしめ工具を用いて丸鋼３の先端部分３１の表面に凹凸を形成しているが、他の道具や方法で丸鋼３の先端部分３１の表面に凹凸を形成してもよい。また、丸鋼３の先端部分３１に形成される凹凸の形状や、凹凸を構成する凹部および凸部の数は適宜設定されてよい。
また、丸鋼３や異形鉄筋４、管体５の規格や寸法は適宜設定されてよい。
また、上記の実施形態では、既存ＲＣ壁２に埋設された丸鋼３に新たに異形鉄筋４を接合しているが、丸鋼３は既存ＲＣ壁２に埋設されたものでなくてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１  鉄筋の接合構造
２  既存ＲＣ壁
３  丸鋼
３ａ  先端部
４  異形鉄筋
５  管体
６  接着剤
２１  開口部
２２  コンクリート
３２  凹部
【図１】
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【図２】
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