機械式定着工法における柱梁接合部配筋詳細のモジュール化の提案
株式会社大林組

大阪本店
安井

建築事業部

雅明・福本

１．はじめに構造設計部

義之

・主筋の最小間隔

RC 建物の高層化に伴い、高さ 60m 以上の超高層建物を・主筋継手カプラー部のかぶり厚さと間隔中心に、現場施工の合理化を目的に機械式定着工法が普及

・定着金物・定着板のかぶり厚さと間隔し、近年、高さ 60m 以下の中高層建物への適用事例も増加

・90°折曲げ横補強筋の径と曲げ半径1)している 。これらの建物では、高強度・太径鉄筋が多数・135°フック付き横補強筋の納まり用いられ、配筋設計施工の良否が建物の品質に影響するた・定着金物挿入箇所の梁主筋間隔め、構造設計での配筋詳細設計の重要性が高まっている。

・折曲げ筋挿入箇所の梁主筋間隔

構造設計の流れを見ると、設計条件・架構形式などの基・梁 1 段筋と 2 段筋の主筋間隔

本条件を確定させた後に、柱・梁・柱梁接合部の部材寸法

３．配筋詳細のモジュール化と配筋量を決定することになる。その際、①柱梁接合部の配筋詳細の納まり上の制約条件（１）柱・梁の主筋間隔②梁の「芯合わせ・外面合わせ・内面合わせ」および・一列に並べる主筋間隔「鉛直段差・水平段差」等の建築詳細の要求条件

提案するモジュール化では、柱と梁の一列に並べる主筋の解決が配筋詳細設計のポイントとなる。

間隔を同一とすることを基本とする。この場合、主筋間隔以上の背景を踏まえ、本稿では、適切かつ合理的な配筋は、使用される柱・梁主筋の最大径によって決め、上層階詳細設計の一つの解決策として、「配筋詳細のモジュールで鉄筋径が小さくなっても変更しない。

化」を提案するものである。

梁主筋間隔の決定要因は、図 1 に示すように、①鉄筋の提案の骨子は、「定着金物の寸法や鉄筋間隔の最小規定最小間隔、②定着金物および機械式継手カプラーの最小間等の配筋詳細の制約条件を考慮して柱・梁主筋間隔をモジ隔の 2 つである。通常、D29 以上の場合、それぞれの定着ュール化し、柱・梁主筋間隔のモジュールを建物全体に配金物およびカプラーは①を満足すれば、②の最小間隔は満置する」ことである。その結果、梁の「芯合わせ・外面合足するので、主筋間隔は、①の最小間隔で決定すればよい。

わせ・内面合わせ」いずれの場合も、主筋位置を機械的にJASS 5 では、鉄筋の最小間隔は、下記の数値のうちの最決定できる。また、梁の「鉛直段差・水平段差」も主筋間大の値としている 3)。

隔をモジュール化し、段差寸法を鉄筋間隔の整数倍とする・鉄筋呼び径の 1.5 倍+最外径ため、接合部配筋詳細が自動的に納まる。

・粗骨材最大寸法の 1.25 倍+最外径

本稿では、ねじ節鉄筋用の定着金物の使用を想定してい・25ｍｍ+最外径る。ただし、本稿提案の配筋法は、摩擦圧接型定着板など

通常、主筋の最小間隔は、5ｍｍピッチごとに丸めた値の円形定着板 2)にも準用できる。

を、標準ピッチとして採用する。標準ピッチは、施工条件を考慮し、例えば、施工性が良好なＰＣ部材では小さめ、２．柱梁接合部配筋詳細の設計手順

場所打ちコンクリート部材では大きめに決定される。

柱梁接合部配筋詳細設計は、接合部配筋詳細の納まり検135°フック付き横補強筋の場合、特に D16 では、フッ討、定着設計、接合部せん断設計、接合部配筋詳細図の作

クの納まり上、主筋間隔を広げる必要がある場合があるの成の順に行われる。接合部配筋詳細の納まり検討は、主筋で注意を要する。の芯かぶりと主筋間隔の決定、すなわち、下記の点を考慮

D25～D41 の最小間隔と標準ピッチの一例を表 1 に示す。

し、柱・梁主筋の水平、鉛直方向の位置を納まりよく決定することが最も重要である。

-1-

① 主筋最小間隔② 定着金物・機械式継手の最小間隔③ 135°フック付き横補強筋との緩衝④ 定着金物挿入箇所の梁主筋間隔⑤ 折曲げ筋挿入箇所の梁主筋間隔間隔を広げる

表2間隔を広げる

間隔を広げる

梁の一段筋と二段筋間隔

呼び名

D25D29D32D35D38D41

定着金物ナット部最大径485358646975

主筋間隔

100110120130140160*設定条件：直交梁と定着金物ナット部同士が干渉しない*設定条件：定着金物ナット部最大径は、文献4）による（２）主筋の芯かぶり③135°フックとの干渉をさける⑤折曲げ筋との干渉をさける④定着金物との干渉をさける

図1

柱・梁の芯かぶりは、設計かぶり厚さを確保できるように設ける。注意点は、主筋が機械式継手カプラーで接続さ主筋間隔の決定要因れる場合である。当然、カプラー部でも、かぶり厚さの確保が必要であるので、主筋の芯かぶりはカプラー部で決定

表1

主筋間隔

される。主筋の芯かぶりを極力小さくしたい場合は、カプ呼び名

D25D29D32D35D38D41

ラー部の横補強筋のピッチを密にし、横補強筋径を一般部最小間隔

65.576.58492.5100107.5より小さくし、かぶり厚さを確保するといった工夫をする

標準ピッチ

758090100105115ことも必要である（図 3 参照）。設計かぶり厚さについて*設定条件：①最小間隔はJASS5による（②は自動的に考慮）

は、建築基準法のかぶり規定だけでなく、品確法の劣化対*設定条件：③横補強筋に135°フックは用いない

策等級や、建築主の内規により決定される場合があるの*設定条件：④定着金物挿入部は、図2により一般部間隔より広くしないで、設計前にかぶり厚さの諸条件を確認する必要がある。

*設定条件：⑤折曲筋挿入は、行わない・直交する梁主筋間隔および一段筋と二段筋間隔

横補強筋

直交する梁の主筋間隔は、隅柱で直交する梁主筋の定着機械式継手金物ナット部が当たらないように、図 2 の位置に設ける。
定着金物の定着板部を上下で当たらないようにすると、主径を小さくピッチを細かく筋間隔が大きくなるので、定着板同士は平面的にずらす。
同時に、梁の一段筋と二段筋間隔は、図 2 に示すように、定着金物ナット部同士が当たらないように、ナット部最大径の２倍以上とする。この主筋間隔の一例を表 2 に示す。
定着板同士は平面的にずらす

カプラー部の横補強筋

ナット部

定着板

このように設計かぶり厚さを確保し、主筋位置を決定す

平面

干渉 有干渉 無る。その際、カプラー、横補強筋の径や横補強筋加工形状

断面

干渉 無干渉 有(溶接閉鎖型または 135°フック付き閉鎖型）にも注意す
る必要があり、図 4 に示すように、柱では隅筋が横補強筋

平面
ナット部分は断面方向にずらす

図3の隅角部で接すること、梁では横補強筋の折曲げ起点で接直交梁主筋の定着金物ナット部と当たらないように、一段筋と二段筋間隔は、ナット部最大径の 2 倍以上とする。

することを基本とする 4）。
主筋径ごとの芯かぶり位置の一例を表 3 に示す。
芯かぶり一般部と同じ間隔とする(表 1)

芯かぶり

断面梁

柱

図2

直交梁の定着金物の位置関係
平面

図4-2-断面

主筋と芯かぶりの関係表3

主筋の芯かぶり呼び名

D25D29D32D35D38D41

芯かぶり909090909090

定着板と干渉する位置には柱主筋を設けない

打ち増しもしくはかぶりを大きくする*設定条件：カプラーは考慮せず、かつ横補強筋に135°フックは用いない*設定条件：要求されたかぶり厚さは50mmとする*設定条件：横補強筋はD13とする（曲げ直径 4d＝52）*設定条件：梁主筋の芯かぶりより決定する*設定条件：（柱主筋の芯かぶりは上記の値以下となる）（３）柱の主筋位置および柱断面
柱の主筋位置としては、まず隅筋位置を決定する。隅筋位置は、（２）の設計かぶり厚さを確保した位置とする。

図5

梁が柱の外面合わせの隅柱の例

その他の柱主筋の位置は、梁断面と柱断面の位置関係および梁筋の位置を決めた後、梁筋との干渉を避け、（１）のこのようにして、梁の最外部の主筋位置を決めた後に、主筋間隔を基本として決定する。また、柱断面内での主筋残りの梁主筋を（1）で決めた主筋間隔で配置していく。

は、間隔が極力均等になるように配置する。

柱主筋は、梁主筋位置を決定した後に、梁主筋間の中心に梁主筋と同じ間隔（整数倍）で配置していく。

（４）梁の主筋位置および梁断面以上のように決定した場合、梁の最外面と柱の最外面の梁の主筋位置および梁断面の決め方は、梁が柱の中心付

ずれは、梁、柱主筋の位置関係とそれぞれに必要なかぶり近に取り付くか、梁が柱の外面と合わせで取り付くかによ厚さから自動的に決定する。

る。ただし、主筋の間隔は、あくまで（1）で決めた間隔

意匠的に柱と梁の面の位置関係を決める必要がある場

を基本とする。

合、鉄筋の位置は変えないで、梁の外面のかぶりを大きく・梁が柱の中心付近に取り付く場合するか、もしくは打ち増しとして処理する。

この場合、まず梁の主筋位置は柱筋に関係なく決定し、配筋上必要な梁幅は『（1）で決めた主筋間隔×（梁主筋（５）柱・梁断面の絞り（切り替え）方法（１段筋）本数-1）+設定した芯かぶり×2』で決定する。

・梁断面の切り替え方設計で用いる梁幅は構造的な数値で決定される。もし、上階で梁幅を小さくする場合（すなわち、梁主筋が減意匠的に梁幅を調整したい場合は、かぶり厚さで調整するる場合）、主筋の間隔はあくまで（1）で決めた間隔をのが最も簡単である。もしくは、（1）で決めた主筋間隔基本とするので、主筋間隔が鉄筋 1 本分少なく、すなわを１か所のみ広げて調整する。調整する箇所は、直交するち梁幅も主筋間隔だけ小さくする。

梁主筋の定着金物と干渉しない位置とし、この主筋間隔も・柱断面の切り替え方上下階では変更しない。

上階で柱幅を小さくしたい場合、柱主筋をベントする・梁が柱の外面合わせで取り付く場合

方法を基本とし、ベントする主筋は、柱幅を小さくする

この場合、梁の最も外側の主筋位置は、柱筋と干渉しな側の最外部の柱主筋のみとする。最外部の主筋とその隣い位置とする。ただし、柱と梁の主筋同士の干渉を避けるの主筋が近接する場合、ベントした後に柱主筋同士が干だけでは、納まらない場合も多い。注意を要するのは、定渉する。それを避けるために、柱幅を小さくする階より着板と柱主筋との干渉である。これを避けるために、定着下階で、干渉する柱主筋を止めておく必要がある。すな

板と柱主筋が干渉すると予想される位置に柱主筋を設けわち、柱主筋本数の切り替えは、上階での柱断面の切りないようにする。また、定着金物の取り付け施工が可能で替えを予測した上で行うことが重要である。また、柱断あるかどうかも確認する。梁が柱の外面合わせで取り付く面を縮小する階は、極力梁幅を縮小した階の直上ではな

隅柱の例を、図 5 に示す。

く、さらにその一つ上階にすると、図 6 に示すように、柱梁接合部内で梁主筋を機械式継手で継ぐ場合も、そのベントした柱主筋と梁主筋は干渉しない。

カプラーの径およびその施工性も考慮したうえで、必要な

なお、ベント筋の先端部に機械式継手を設ける場合、距離だけ、梁筋を柱筋から離す必要がある。

上下柱主筋の継手施工に注意が必要である。

-3-

・柱筋の定着方法
最上階で柱筋を定着させる場合、梁上面に定着スタブを設けたほうが納まりやすい。通常、最上階にはパラペットがあるので、パラペット高さまでの定着スタブを設けると、意匠計画と整合して問題が生じない。
建物計画上、定着スタブを設けられない場合には、梁上面、もしくは梁上面より若干高い位置で柱を止め、かんざし筋等によって補強することとなる 5)。

梁も下層で小さくしておく

また、定着スタブを設けない場合、最上階の梁上端筋は折曲げることが一般的であるので、直交部の梁主筋間隔を下層で抜いておく

図6

広げる必要がないかを確認することが重要である。

ｂ 柱・梁筋が干渉しない例

ａ 柱・梁筋が干渉する例

柱断面切替部４．設計例
以上の柱・梁の断面の切り替え方法の場合、柱・梁（特本設計例では設計ルート３の 7 階建て、標準スパン 8mに梁）断面は、主に構造設計が決定するので、意匠設計×8m のＲＣ造純ラーメン建物で積載荷重は病院程度を想との調整が必要となる。この方法の場合、ロスなく柱・定し、機械式定着工法による配筋詳細の検討手順および配梁断面が決定されるため、全体的なコスト削減につなが筋詳細図の作成手順を示す。通り芯＝柱芯、梁、柱の外面る。さらには、鉄筋が無理なく容易に納まるので、施工合わせで、外周部柱頭に定着スタブを設ける。

的に優れ、建物の品質向上に大きく役立つ。この点は、竣工後のトラブル発生の防止につながるので、ぜひ実践（１）仮定断面による構造計算していただきたい。

図 8 に柱・梁の仮定断面を示す。仮定断面の設定時には、同時に、主筋径と 1 列に並べる主筋本数、主筋ピッチ、隅（６）柱梁主筋の定着方法

筋の芯かぶりを考慮して設定する。

・梁筋の定着方法

この例では主筋の最大径が D32 であり、主筋ピッチ、隅梁筋の定着長さは、柱成の 3/4 倍以上を目安にし、定着筋芯かぶりを 100mm と概略寸法を設定し、一列に並べる主耐力および接合部せん断耐力の設計条件 5)を満足するよ

筋本数を考慮して部材寸法を設定する。この場合、梁主筋うに決定する。また、定着板から背面の柱面までの距離を、は一列に 6 本並べ、主筋ピッチと隅筋芯かぶりを合計したそれぞれ必要な背面かぶり厚さを確保した位置とする。こ700mm を梁幅とした。の位置を、図 7 に示すように定着板が、直交の梁主筋の主筋間の中心位置に合わせるようにすると納まりやすい。
〃〃
直交梁主筋
柱面

背面かぶり厚さ

図7

定着板：
直交梁主筋間の中心に定着板と直交梁主筋との位置関係

また、柱断面が切り替わる階での梁主筋の定着位置が、梁の上層か、下層の柱のどちらの 3/4 倍以上になるかという疑問が生じる。その場合は、柱接合部に生じる圧縮スト

柱 900×900
主筋：8-D32(一列当り)
主筋間隔：100mm主筋芯かぶり ：100mm

ラットの発生の仕方や、接合部の設計をどのようにしているかを考えて、構造設計者が責任を持って判断する必要がある。

図8-4-

梁 700×900
主筋：6-D29 (一列当り）
主筋間隔：100mm
主筋芯かぶり ：100mm

柱・梁の仮定断面

（２）柱頭スタブの採否

1）柱主筋位置

図 9 に柱頭スタブ有りと無しの場合の配筋詳細を示す。

柱隅筋の芯かぶりは表 3 から 85mm とし、柱主筋間隔は柱頭スタブは、建築的に影響するため、計画初期段階で採表 1 から 90mm としている。梁外面合わせ部の柱主筋間隔否を決定する。ここでは、外周部に柱頭スタブを採用したは一般部の倍ピッチの 180mm としている。

例を想定している。

2）梁主筋位置
梁隅筋の芯かぶりは表 3 から 85mm とし、梁主筋間隔は定着スタブ

柱主筋間隔に合わせ 90mm としている。梁外面合わせ部の折曲げ筋挿入
箇所の梁主筋間隔に注意が必要

梁隅筋位置は柱隅筋から主筋間隔の 1/2 だけ入った位置(85+45=130mm)とする。
3）納まりの良い鉄筋位置決定のための留意点･鉄筋位置を通り芯からどのように配置するかを考える。
次に、決定した鉄筋位置を基に躯体断面寸法を決定する。
柱幅・柱せいおよび梁幅は、鉄筋の平面位置を基に決定すると、構造的に合理的である。
･主筋間隔を柱・梁で同じにすると、梁の水平段差、柱絞定着スタブ有り、梁幅低減が原則主筋ピッチで可能となる。

定着スタブ無図9

柱頭スタブの採否･梁外面合わせ部の柱主筋間隔は主筋ピッチの 2 倍にすると、どの柱も同じ主筋位置にすることができる。また、（３）隅柱の柱・梁主筋位置の設定

梁外面合わせ部の隅筋位置は柱隅筋から主筋間隔の 1/2

図 10 に隅柱の柱・梁主筋位置図を示す。この例では柱だけ入った位置とすると、柱・梁の主筋ピッチや位置関主筋 D32、梁主筋 D29 で、柱主筋のほうが太い例である。

係を同じにできる。

この主筋位置の決定方法が、本稿の「配筋詳細のモジュール化の提案」のポイントである。

（４）梁主筋レベルの設定
図 11 に梁主筋レベル図を示す。梁の二次筋（直交する梁上端筋のうち上側に配置される鉄筋）芯かぶりは、表 3から 85mm としている。
一段筋と二段筋の間隔は、定着金物が直交の梁筋と重なることができる値としている。すなわち、表 2 より定着金物ナット部最大径 53mm、最小間隔が 106mm となるため、110mm を設計値としている。二段筋の位置を梁主筋の最小鉄筋間隔から決定すると、直交する定着金物を上下に重ねることができないので、平面的に主筋位置を見直すことが難しく、煩雑である。
一次筋と二次筋の間隔は、一段筋と二段筋間隔の 1/2 としている。その結果、直交する両方の梁主筋の高さ方向の位置関係を同じにできる。また、鉛直梁段差を設ける場合、一段筋と二段筋間隔の整数倍で上下させればよい。

図 10 隅柱の柱・梁主筋位置-5-

（６）主筋位置図の完成
図 13 に決定した主筋位置図を示す。ここでは、定着設計、接合部せん断設計、構造規定の確認を行う。

５．まとめ
本稿では、機械式定着工法による柱梁接合部配筋詳細のモジュール化を提案した。提案の要点を以下に示す。
1）定着金物の寸法や鉄筋間隔の最小規定等の配筋詳細の制約条件を考慮して柱・梁主筋間隔を同一にモジュール化し、柱・梁主筋のモジュールを建物全体に配置すると、配筋詳細設計が明快である。
2）柱・梁の断面寸法は、主筋位置を優先して決定する
図 11 梁主筋レベルと、構造的に合理的である。

（５）隅柱以外の一般部の柱・梁主筋位置の設定

3）梁の外面合わせまたは内面合わせの場合、隅柱の納図 12 に隅柱以外の一般部の柱・梁主筋位置図を示す。

まりがクリティカルとなる。

柱梁が通り芯に対して芯振り分けの場合、柱または梁主4）梁の水平段差は主筋間隔の整数倍、鉛直段差は 1 段筋のうち、どちらを通り芯に配置するかを決める。この例筋と 2 段筋間隔の整数倍とするのが原則である。

では柱主筋を通り芯に配置する。
隅柱での柱・梁主筋位置が決定されると、側柱と中柱は、隅柱と同じ平面位置に柱・梁主筋を配置することで、ほぼ自動的に納まる。

図 13 柱・梁主筋位置図

図 12 側柱の柱・梁主筋位置-6-

配筋詳細のモジュール化は、機械式定着工法以外に、折曲げ定着工法でも応用できる部分がある。また、配筋詳細設計の考え方には、本稿とは違うさまざまな工夫も当然あり得る。
Ｓ造建物の場合、構造設計者は必ず通り芯と鉄骨ウェブ芯の寸法関係を強く意識する。ＳＲＣ造建物の場合、梁の水平段差や鉛直段差は任意の寸法ではずらすことができないことをよく認識している。一方、ＲＣ造建物の場合、なんとか納まるだろうという意識が構造設計者の心の中のどこかにあるかも知れない。配筋詳細の納まりの検討はしても、特定の鉄筋が通り芯からいくらのより寸法の位置に配置するか、また特定の鉄筋がフロアレベルからいくらの下がり寸法に配置するかをあまり強く意識しないことが多い。しかし、特に太径鉄筋を使用する場合は、これらの寸法が設計時点で意識的にすべて決められ、施工が確実に実現されなければならない。構造設計者は鉄骨詳細設計と同じ感覚で、配筋詳細を納める設計感覚が必要である。

【参考文献】
1) 益尾潔：「連載」高強度・太径鉄筋を用いた配筋設計
施工の品質保証 第④回 機械式定着工法の実務動
向、建築技術、2012.10
2) 益尾潔：「連載」高強度・太径鉄筋を用いた配筋設計
施工の品質保証 第②回 定着金物の品質保証、建築技術、2012.6
3) 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、20094) 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、2010.55) 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）、2010.56) 益尾潔，田川浩之，山下利法，小寺耕一郎，丸山透：
機械式柱主筋外定着による RC 造 L 形柱梁接合部の構造性能－続報 1，2－，日本建築学会大会梗概集，構造Ⅳ，pp.531-534, 2012.9-7-