監修：窪田敏行

近畿大学「連載」高強度・太径鉄筋を用いた配筋設計施工の品質保証

名誉教授

第①回

配筋設計施工・品質保証の必要性と課題
益尾 潔 ●一般社団法人建築構造技術支援機構 代表理事

3) 機械式定着工法による納まりの要点の掲載

はじめに
RC 建物の高層化に伴い、鉄筋の高強度化と太径化のニ1)項と 2)項の改定は、2010 年版 RC 構造計算規準 2)のーズが高まる一方で、高密度配筋と鉄筋曲げ加工に係わ改定に伴うものであり、2009 年改定 JASS 5 の 10 節(鉄筋る配筋設計施工の分野で、種々の技術的問題が発生する。

工事)3)との整合も図られている。

1970 年代から 1980 年代にかけ、高強度せん断補強筋、機筆者は、9 章(各部配筋)の 9.1 基礎、9.2 基礎梁、9.3

械式継手や機械式定着金物などが開発され、パイオニア

柱の改定原稿の執筆、(付録 A5)機械式定着工法による接を中心に開発技術を駆使し、超高層 RC 建物の設計、施工合部配筋詳細の納まり検討の要点の執筆を担当した。
付録 A5 では、太径鉄筋を用いた機械式定着工法によるが行われてきた。
近年、高さ 60m 以下の中高層 RC 建物への上記開発技術

配筋詳細の各部鉄筋寸法の決定方法を示すとともに、靭の適用例が増加している。これらの RC 建物では、構造設性保証型設計指針 4)の設計例に対する接合部配筋詳細の計の完了後、施工の段階で、配筋が納まらず苦慮する事検討例を示している。

例も見られる。これは、配筋設計施工の品質保証体制の
Sx,Sy：横補強筋の加工寸法(幅、せい)Rx,Ry：X,Y 方向の隅筋間距離
Cx,Cy(CT,CB)：かぶり厚さ
dtx,dty(dtT,dtB)：X,Y 方向の主筋中心かぶり厚さ
Δc,Δgx,Δgy:柱、梁主筋中心の寄り寸法不備に起因すると考えられる。
構造設計の段階では、構造計算と設計図作成が分業化され、配筋詳細図が設計段階に作成されず、施工に進むことも多い。高強度・太径鉄筋の場合、柱梁接合部での配筋の納まりを施工段階に調整できない可能性が高い。

Cx

高強度・太径鉄筋を用いた RC 建物では、構造設計の段

Cx

Cx

Sx

Cydty

階に、配筋詳細図を作成し、柱梁接合部での配筋の納まDo
Δc

りが設計図書や標準仕様書に適合することを確認するこ

Sy

dtT
Do

dco

Δc

Ry Dc

dwo

dgo

Δgx

SyΔgy

柱梁接合部の配筋が施工されなければ保証できない。

③

機械式定着工法の研究動向④

機械式定着工法の実務動向⑤

機械式定着工法による接合部設計プログラム⑥

新開発のせん断補強筋工法

dtB

CBdtx

dtx

(a) 柱主筋⑥のテーマについて執筆する。

機械式定着金物の品質保証

Rx
Bc

dtx

工の品質保証」体制の構築を目指す観点から、下記①～

②

dty

Cy

本連載では、「高強度・太径鉄筋を用いた配筋設計施配筋設計施工・品質保証の必要性と課題

Ry Dg

dwoとが必須である。RC 建物の構造性能は、設計で想定した

①Cx

Sx

CTRx
Bg

dtx

(b) 梁主筋

図 1 柱、梁各部鉄筋位置 5)

dco/2
Do/2

dgo/2
Do/2

Δco
Δco

高強度・太径鉄筋からみた RC 配筋指針

dcoDo(a) 柱主筋

2010 年版 RC 配筋指針 1)の主な改定点を以下に示す。

Δgo

dgo
Do(b) 梁主筋

図 2 柱、梁主筋の計算寄り寸法Δco,Δgo5)1) 適用範囲への SD490 の追加
2) 鉄筋の定着長さおよび継手長さの変更-1-(1) 横補強筋の納まり

第三者機関の技術評価を取得した高強度せん断補強筋

柱、梁主筋に D29 以上の太径鉄筋を用いると、主筋のの折曲げ内法直径 Do は、785N/nn2 級までの異形棒鋼では折曲げ加工が難しいだけでなく、せん断補強筋(横補強筋4dw 以上、1275N/nn2 級では 5dw 以上としている。RC 配筋ともいう)の折曲げ直径を大きくする必要があり、その場指針 1)の付録 A3(帯筋・あばら筋の形状別柱・梁幅の最小合、梁幅内に所定主筋本数を配置できないことがある。

寸法)の計算値は、折曲げ内法直径 Do を 3dw として算出さRC 配筋指針 1)では、図 1 に示すように、柱の隅筋は、れているので、同計算値を高強度せん断補強筋にそのま横補強筋の隅角部で接すること、梁の隅筋は、横補強筋ま使用できない。の折曲げ起点で接することを基本としている。隅筋位置(2) 梁、柱主筋の折曲げ加工

では、図 2 に示すように、隅筋と横補強筋の幾何学的なRC 計算規準 2)による標準フックの内法直径を表 1 に示

位置関係より、計算寄り寸法Δco、Δgo が生じる。計算寄す。同表の値は、RC 配筋指針および JASS 5 の鉄筋折曲げり寸法は、横補強筋の折曲げ内法直径 Do が主筋最外径形状寸法と同じで、JIS G 3112(鉄筋コンクリート用棒鋼)(dco,dgo)以上の場合、下式で求められる。の場合とも同じであり、いずれも主筋と横補強筋が区別(柱) Δco = (Do-dco)･(1-1/√2)/2(1)(梁) Δgo = (Do-dgo)/2(2)

されていない。
表 1 RC 計算規準による標準フックの折曲げ内法直径 2)

図 1(a),(b)中には、柱、梁主筋中心と横補強筋外面との距離を表す柱、梁主筋中心の寄り寸法Δc,Δgx,Δgy を折曲げ角度示している。

D16以下
3d b以上D19～D41
4d b以上D41以下
5d b以上
D25以下
SD490
90° ※
D29～D41
6d b以上d b：定着する鉄筋の公称直径※：SD490を90°を超えて折り曲げる場合は、曲げ試験を行う。
180°
135°90°

図 3 に、横補強筋の折曲げ内法直径 Do を 4dw として求めた横補強筋と柱隅筋の納まり例を示す。dw は横補強筋直径(呼び名に用いる値)を示す。
同図に示すように、柱主筋が D41 の場合、横補強筋を鉄筋
種類

鉄筋径による区分

折曲げ内法直径(D)SD295A,B
SD345
SD390

D10 にすると納まらず、横補強筋が D16 の場合、柱主筋をD29 以下にすると、横補強筋と柱主筋の組合せがアンバラ

表 1 によると、D29 以上の太径主筋の折曲げ内法直径スになる。一方、横補強筋の折曲げ内法直径 Do を 3dw には、SD390 では 5db 以上、SD490 では 6db 以上とする必要

すると、柱主筋が D29 以上の場合、横補強筋に D10 を使がある。db は主筋直径(呼び名に用いる値)を示す。
梁、柱主筋を折曲げ定着にすると、特に D29 以上の太用できず、横補強筋を D13 にしても、D38 以上の柱主筋を使用できない。

径主筋の場合、折曲げ内法直径に起因し、下記の問題がすなわち、柱、梁主筋が D29 以上の場合、横補強筋の発生する。

折曲げ内法直径 Do は、4dw の方が納まりがよい。
主筋

D29D35(a) 梁主筋折曲げ定着の問題点
柱、梁断面の外面を一致させる外面合せの場合、図 4主筋

D41D29D35D4111312811に示すように、梁主筋を定着する側柱や隅柱との接合部
D1011 172301103120

D10112017では、直交梁幅方向の中間の主筋間に落とし込むための該 当
な し

該 当寸法を確保する必要がある。 な し
11 20171)4 図 4 は、RC 配筋指針0の付録 A2(柱梁接合部の納まり)
3231143423620141382314373431で、いずれも SD345 である。梁主筋を SD390 または SD490

横補とし、呼び名を D29 以上にすると、当然、直交梁の幅を強 D1314 大きくしないと納まらない。
14 2014 2317筋
1063232017横補強 D1314 17筋
31414の配筋詳細例であり、折曲げ鉄筋は D25、直交筋は D2941 通常、中高層
40 RC 建物の梁主筋は、240段筋とすることが181841383518

多く、1 段目主筋、2 段目主筋ともに、折曲げ定着にする

1854017184422018344231823D162017と、隅柱梁接合部で柱、梁主筋定着部が納まらない可能D16性が高くなる。その場合、柱主筋は垂直(Z)方向、梁主筋

181817202316129は水平(X,Y)方向に連続しているので、建物全体で柱、梁515050

主筋の配筋計画が破綻する恐れがある。

図 3 横補強筋と柱隅筋の納まり例 (Do=4×dw) 5)-2-12曲げ加工トルク(1本当たりkN･m)

10SD4908D38SD345
D354D322D25D29
鉄筋呼び名に用いる値(mm)025【折曲げ梁主筋】
D25 (SD345)

D41SD390

6303540

図 5 鉄筋折曲げ機の能力(1 本当り曲げ加工トルク)(本図は、東陽建設工機(株)提供資料を基に作成)

図4

RC 配筋指針の柱梁接合部の配筋詳細例 1)

機械式定着工法の今後の課題(付録 A2 の付図 A2-5 B-B 垂直断面図)

高強度・太径鉄筋の折曲げ定着および折曲げ加工の問
題点を克服する手段としては、現在のところ、機械式定(b) 柱主筋折曲げ定着の問題点

着工法のほかに見いだせない。

柱主筋の定着部は、最上階 T 形、L 形接合部、ならびに上下柱断面が絞られるト形、十字形接合部に配置される。
しかし、柱主筋が定着される T 形、L 形接合部については、機械式定着工法は、国交省告示 第 594 号第 4 の第四号のただし書き規定「当該構造部分の実況に応じた加力実験によって、耐力、靭性及び付着に関する性能が当該構

近年、機械式定着の実験は精力的に行われているが、折造部分に関する規定に適合する部材と同等以上であるこ曲げ定着の実験は非常に少ない。そのため、RC 計算規準とが確認された場合にあっては、この限りでない」に基

17 条 2)の解説 1.(2)では、以下の点が指摘されている。

づき、第三者機関の技術評価を取得した場合、法的に使T 形接合部内の柱主筋定着部は、ト形接合部内の梁主筋用できる。

定着部を 90°回転させたような形状となるが、柱頭が降機械式定着工法による梁、柱主筋の定着長さは、RC 計

伏する場合にはト形接合部よりも応力状態が厳しくなる算規準 17 条 2)では、信頼できる定着具を鉄筋端に設けることが実験で確認されている。したがって、余裕を持っ場合、折曲げ定着による投影定着長さと同じにできるとた設計が望まれる。L 形接合部内の柱主筋定着部も同様でしている。

ある。

以上の背景より、鉄筋メーカー等が開発する機械式定以上より、RC 配筋指針 6.2 定着長さ 1)では、大梁主筋着工法については、それぞれの定着金物を用いた実験にの仕口内折曲げ定着の投影定着長さ La は、RC 計算規準 17

よって、その妥当性を検証し、第三者機関の技術評価を条 2)の式(17.2)による計算値に基づく値とし、柱主筋に取得している。

は適用できないとしている。

第三者機関の技術評価を取得した機械式定着工法は、

T 形、L 形接合部内の柱主筋定着部については、RC 配筋

現在、表 2 の 14 工法である。同表の工法名は、技術評価

指針 9.3 柱 1)の解説図 9.2(従来の最上階柱頭の納まり)

取得年次の古い順に記載されており、技術評価取得後、を基に、末端フックのために、梁上端筋の下で柱筋が止新たな技術開発が行われていない工法には、使用されてまり、梁上端筋と柱筋の間が無筋状態になることを指摘いないものもある。

している。また、この対処方法として、柱頭部の上部に定着スタブを配置する方法や逆 U 形かご鉄筋を挿入する

表 2 技術評価取得の機械式定着工法

方法などを推奨している。しかし、これらの方法は、建築計画上あるいは施工性に難があるので、実務設計では、あまり採用されていない。
(c) 主筋折曲げ加工の問題点
梁、柱主筋の折曲げ加工の際には、図 5 に示すように、高強度になるほど、太径鉄筋になるほど、高い能力の折曲げ機が必要であり、折曲げ加工時間も長くなる。また、配筋不備の現場での折曲げ修正が難しい。これらの要因は、加工費用と現場施工費用のアップにもつながる。

工法名
技術評価・取得者
竹中鉄筋コブ定着法(株)竹中工務店プレートナット工法
東京鐵鋼(株)
タフ定着工法
共英製鋼(株)
Tヘッド鉄筋工法
第一高周波工業(株)ほか1社
EG定着板工法
合同製鐵(株)ほか3社
MZプレート構法
前田建設工業(株)ほか1社
オニプレート定着工法(株)伊藤製鐵所
スクリュープレート工法
朝日工業(株)FRIP定着工法(株)伊藤製鐵所
マイティヘッド工法
清水建設(株)
ネジコン定着工法(株)神戸製鋼所
DBヘッド定着工法(株)ディビーエス
DSネジプレート定着工法
ダイワスチール(株)ほか1社
Head-bar(ヘッドバー)定着工法 VSLジャパン(株)ほか1社(注) VSLジャパン(株)は、ブイ・エス・エル・ジャパン(株)の略称-3-文献 6)の設計指針は、いずれの技術評価取得工法の定技術評価を行った開発技術については、当機構のホー着金物にも適用できるようにすることを基本とし、種々ムページ(https://sabtec.or.jp)の「新工法のご紹介」ページの実験研究成果を基に作成されている。同設計指針では、で評価技術概要を公開している。また、同ページでは、梁、柱主筋が定着される基本的なト形、T 形、L 形接合部

支援業務成果のうち、依頼者の了解が得られた場合、当の設計法は、概ね確立されている。しかし、実務設計で機構が設計指針等の作成を支援した開発工法の概要も公しばしば遭遇する特殊形接合部(段差梁付き柱梁接合部、開している。

上下柱絞りのある柱梁接合部や最下階柱・基礎梁接合部

平成 23 年度の受託件数は、技術支援受託業務 13 件、など)の合理的な設計法の構築が今後の課題として残さ検証業務(技術評価)4 件である。

れている。

当機構では、支援業務、検証業務での高いニーズにお応えできるように、独自研究にも取り組んでいる。主な研究テーマは、コンクリート系構造技術、特に、“配筋配筋設計施工・品質保証要件
1)

RC 配筋指針 の昭和 54 年版のまえがき「3.本指針案の設計施工の品質保証”に係わる諸問題である。目下、実目的」では、設計図は、単に鉄筋のサイズ・本数・配筋務設計、施工への適用性が高い、機械式定着工法の設計位置のみならず、配筋順序、組立方法などの施工手順、手法の構築を目指している。これらの独自研究の成果は、定着・継手の位置や方法、鉄筋の取り合い部の納まりが今後の支援業務、検証業務に活かすことにしている。

明示されるべきであると記載されている。

技術評価を行った工法概要および独自研究の成果につこの目的は理想であり、この目的に近付けることが、いても、本連載の中で、適宜、ご紹介したい。

配筋設計施工・品質保証の基本要件である。配筋設計施工・品質保証の信頼性を高めるためには、前述の特殊形

謝辞

接合部の合理的な設計法の構築も不可欠な課題である。

SABTEC 機構設立 1 年目にも係わらず、理事・監事、委以上の設計法の構築と相まって、定着金物の品質保証員、会員をはじめとし、関係者の皆様方から、当機構のならびに現場施工の品質保証の体制づくりが必要不可欠活動に対し、多くのご支援を頂きました。ここに記して、である。これらの諸問題の技術的解決方法についても、厚く御礼申し上げます。

本連載の第②～⑤回の中で、可能な限り言及したい。

【参考文献】
1)

SABTEC 機構の活動
一般社団法人建築構造支援機構(略称：SABTEC 機構)は、

2)

平成 23 年 4 月 1 日に設立され、運営は、代表理事を含め3)

た理事 5 名と監事 1 名からなる理事会が行い、現在、会員は、正会員（一般社団法人及び一般財団法人に関する法律で言う社員）14 名、学術会員 5 名で構成されている。
当機構では、コンクリート系構造技術、特に配筋技術

4)5)の開発研究の支援業務、検証業務および技術情報サービ
スを中心に行い、第三者の立場から、技術評価を含めた

6)技術検証を行うために、「建築構造技術審議委員会」を組織している。

建築構造技術審議委員会

委員 (50 音順)

委員長 窪田敏行 近畿大学 名誉教授
委 員 岸本一蔵 近畿大学 教授
菅野俊介 広島大学 名誉教授
田才 晃 横浜国立大学大学院 教授
中塚 佶 大阪工業大学 特任教授
三谷 勲 神戸大学 名誉教授

-4-日本建築学会：鉄筋コンクリート造配筋指針・同解説、2010
日本建築学会：鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説、2010
日本建築学会：建築工事標準仕様書・同解説 JASS 5
鉄筋コンクリート工事、10 節 鉄筋工事、pp.308-344,
2009
日本建築学会：鉄筋コンクリート造建築物の靱性保
証型耐震設計指針・同解説、1999
日本建築総合試験所・機械式鉄筋定着工法研究委員
会：機械式鉄筋定着工法接合部配筋詳細の手引き、
2010.5
日本建築総合試験所・機械式鉄筋定着工法研究委員
会：機械式鉄筋定着工法設計指針(2010 年改定) 、
2010.5