鉄筋コンクリート造床スラブに用いる異形鉄線溶接金網の重ね継手

試験・研究
鉄筋コンクリート造床スラブに用いる
異形鉄線溶接金網の重ね継手および定着
に関する確認実験
Experiment on Lapped Splice and Anchorage of Welded Steel Wire Fabrics using Ribbed Wires in
Reinforced Concrete Slabs
堂下航*1、井上寿也*2、益尾潔*3
１．はじめに
び定着長さは、JASS5 3）による異形鉄筋のフックなし
RC構造計算規準 1）では、丸鉄線を用いた「溶接金網」
（直線）の重ね長さL1および定着長さL2を念頭に置き、
を想定し、横筋の支圧効果を考慮に入れ、溶接金網の重
同種の異形鉄線溶接金網の重ね継手および定着に関する
ね継手および定着を規定している。これによると、重ね
既往実験2）の場合よりも概ね10db減じた値とした。溶接
継手部の素線段数の増加に伴い、かぶり厚さの不足、ま
金網の網目寸法は、コンクリートのひび割れ性状に対し
たは有効スラブ厚さの減少など、構造耐力上の問題が生
て溶接金網の影響が明瞭に現れるように、床スラブの引
じる恐れがある。これらより、本実験では、JIS G 3551
張鉄筋比ptができるだけ大きくなるように設定した。
（溶接金網及び鉄筋格子）に適合する「異形鉄線溶接金
網」について、横筋の支圧効果を期待せず、図-1に示す
ように、異形鉄筋と同様の重ね継手および定着としても
よいことを確認した。
筆者らは、「異形鉄線溶接金網」について同種の実験
図-1
2）
をこれまでに行っており、今回の実験では、文献（2）の
重ね継手部詳細
表-1 実験概要
（a）重ね継手シリーズ
実験結果との整合性を確認することとした。
２．実験計画
2．1
実験シリーズおよび実験因子
本実験は、表-1に示すように、重ね継手シリーズと定
着シリーズよりなり、実験因子は、それぞれ①鉄線の直
径db（呼び名：CD5、CD7、CD10）、②コンクリートの
（b）定着シリーズ
圧縮強度Fc、③重ね長さëdまたは定着長さëdである。重
ね長さëdは図-2
（a）、定着長さëdは図-2
（b）
に示す定義に
よる。試験体数は、重ね継手シリーズ12体と定着シリー
ズ8体の計20体であり、重ね継手シリーズでは継手を設
けない試験体を比較のために加えた。
試験体の床スラブ厚さは150mmであり、重ね長さおよ
＊
1
2
＊
2
＊
14
DOUSHITA Wataru：（財）日本建築総合試験所試験研究センター構造部構造物試験室
INOUE Toshiya：（財）日本建築総合試験所試験研究センター構造部構造物試験室主査
MASUO Kiyoshi：
（財）日本建築総合試験所試験研究センター構造部長工博
GBRC Vol.33 No.1 2008.1
（a）重ね継手シリーズ（CD7の場合）
表-2
使用材料の各試験結果
（a）溶接金網の引張試験結果
（b）コンクリートの強度試験結果
（b）定着シリーズ（CD7の場合）
図-2
試験体の形状・寸法
15
GBRC Vol.33 No.1 2008.1
2．2
試験体
引張側になるように試験体両端部に荷重を加えて行った。
試験体の形状寸法の一例としてCD7の場合を図-2に示
す。各試験体ともに、溶接金網はダブル配置とし、上端
側からコンクリートを打設するとともに、付着応力の条
件が厳しい上端側に重ね継手部または定着部を配置し、
定着シリーズの実験は、床スラブ支持用梁を載荷床に
固定した上で、床スラブ先端部に荷重を加えて行った。
実験中、コンクリートのひび割れ発生状況を観察し、
適宜、主要なひび割れ幅を測定した。
上端および下端の鉄線中心からコンクリート縁端部まで
両シリーズともに、それぞれ3サイクルの片振り繰返
の距離を35mmとした。この場合、最小かぶりは30∼
し載荷を行った後、単調漸増載荷を行った。各上限荷重
32mmとなる。
Piは、下式より算定した。
重ね継手シリーズ試験体については、一方の溶接金網
Pi＝Mi/ë、
Mi＝at･fti･j、
j＝（7/8）d
（1）
端部の直交方向の鉄線を取りはずし、もう一方の直交方
ëは加力点から危険断面までの距離、atは引張側鉄線
向の鉄線を内側に配置した。また、重ね継手部の鉄筋相
の断面積、dは有効せい、ftiは鉄線の引張応力度であり、
4）
f t1∼3 ＝200N/mm 2、f t4∼6 ＝345N/mm 2とした。ここで、
互の間隔をなくした。
定着シリーズ試験体については、いずれも上端側定着
Mi＝1∼3は、長期許容曲げ耐力Maと等しい。
部の直交方向の鉄線を取りはずし、直線定着となるよう
ft1∼3＝200N/mm2は、RC構造計算規準1）による溶接金
に床スラブ支持用梁の幅を設定し、下端筋の定着長さは、
網の長期許容引張応力度であり、f t4∼6 ＝345N/mm 2は、
上端筋の定着長さが150mm以上の場合には150mm、
異形鉄筋 S D 3 4 5 の規格降伏点である。なお、 f t4∼6＝
150mm未満の場合には上端筋の定着長さと等しくした。
345N/mm2は、建築基準法施行令第90条による溶接金網
2．3
使用材料
の床版に用いる短期許容引張応力度（295N/mm2）より
（1）異形鉄線溶接金網
も高い。
溶接金網より採取した異形鉄線の引張試験結果を表-2
（a）
に示す。同表によると、溶接金網より採取した異形
４．実験結果および考察
鉄線の降伏点σ y 、引張強度σ u および伸びの試験値は、
4．1
それぞれJIS G 3551の規格値を満足した。
4．1．1
（2）コンクリート
重ね継手シリーズ
荷重−変形関係および破壊性状
M/Mu−δv関係を図-3.1に示す。M（＝P･ë）は曲げ
コンクリートの強度試験結果を表-2
（b）
に示す。
区間の曲げモーメント、δvはスパン中央の鉛直変形量、
Muは曲げ終局耐力であり、下式による。
３．実験方法
Mu＝0.9Σat･d
（2）
重ね継手シリーズの実験は、スパン中央の純曲げ区間両
各試験体ともに、曲げひび割れ発生後、剛性低下を起
側の下端部をピン・ローラ支持し、上端側の重ね継手部が
こしつつ、純曲げ区間の鉄線が引張降伏を起した。鉄線
（a）Fc21：CD5
（b）Fc21：CD7
（d）Fc21：CD10
（c）Fc36：CD7
図-3.1 重ね継手シリーズのM/Mu−δv関係
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GBRC Vol.33 No.1 2008.1
の引張降伏は、荷重−変形関係中の明瞭な剛性低下によ
4．1．2 ひび割れ幅
Fc21、CD7としたNo.4∼No.6では1サイクル目のMa時
って判定した。
Fc21、CD5およびCD7とした試験体No.1∼No.6につい
に、Fc21、CD10としたNo.10∼No.12では1サイクル目の
ては、継手の有無に係わらず、いずれもδ v が50mm∼
0.6×M a程度で、純曲げ区間にひび割れが発生した。ま
90mm程度で、鉄線が引張強度に達するかまたは下端コ
た、F c 21、CD5としたNo.1∼No.3では4サイクル目の
ンクリートが圧壊して最大荷重に達し、その直後に純曲
1.5×Ma程度で、Fc36、CD7としたNo.7∼No.9では1.1×
げ区間の鉄線が破断した。F c 21、CD10としたNo.11∼
Ma程度で、純曲げ区間にひび割れが発生した。
No.12については、δvが80mm∼110mm程度で、下端コ
M a 時までにひび割れが生じたF c 21、CD10試験体の
ンクリートの圧壊に伴い最大荷重に達し、耐力低下を起
M/Mu−w関係を図-3.2に示す。wは各測定段階における
こした後、純曲げ区間の鉄線が破断した。ëd/d b＝25の
純曲げ区間の最大ひび割れ幅である。同図によると、
No.10については、δvが50mm程度で、異形鉄線の抜け
Fc21、CD10試験体のMa時のwは0.2mm以下に留まる。
出しを伴う付着破壊により、最大荷重に達した。
Fc36、CD7としたNo.8とNo.9については、δvが70mm
なお、ひび割れ幅は、重ね継手なしの試験体では、ほ
ぼ均等に進展したのに対し、重ね継手ありの試験体では、
∼100mm程度で、鉄線が引張強度に達して最大荷重に達
重ね継手のない範囲で進展する傾向があった。No.4∼
し、その直後に純曲げ区間の鉄線が破断した。ëd/d b＝
No.6およびNo.10∼No.12のMa時のひび割れ幅wは0.04∼
20のNo.7については、δvが60mm程度で、重ね継手の鉄
0.15mm程度であり、2.0×Ma程度までのひび割れ幅wに
線に沿った床スラブ上面および側面にひび割れが発生し
は、重ね継手の有無または重ね長さによって有意な差が
て最大荷重に達し、耐力低下を起こした後、純曲げ区間
見られなかった。
の鉄線が破断した。
上記のように、本実験結果によると、溶接金網の長期
許容引張応力度を200N/mm2とすれば、重ね継手を配置
した床スラブにおける長期荷重下のひび割れ幅は0.2mm
以下となる。
4．2
定着シリーズ
4．2．1 荷重−変形関係および破壊性状
M/Mu−δv関係を図-4.1に示す。M（＝P･ë）は床ス
ラブ危険断面の曲げモーメント、δvは加力点の鉛直変形
量、Muは曲げ終局耐力である。
図-3.2
重ね継手シリーズのM/Mu−w関係
（a）Fc21：CD5
Fc21、CD5、CD7およびCD10としたëd/db＝35の試験
（b）Fc21：CD7
（c）Fc36：CD7
（d）Fc21：CD10
図-4.1 定着シリーズのM/Mu−δv関係
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体No.2、No.4、No.8については、床スラブ危険断面近傍
た床スラブについても、長期荷重下のひび割れ幅は
の鉄線が引張降伏した後、δ vが40mm∼80mm程度で、
0.2mm以下となる。
鉄線が引張強度に達するか、または床スラブ危険断面近
傍の下端コンクリートが圧壊し、その後、最大荷重に達
して、床スラブ危険断面近傍の鉄線が破断した。ëd/db＝
５．必要重ね長さおよび必要定着長さの検討
5．1
付着指標の定義
25のNo.1、No.3、No.7については、床スラブ危険断面近
重ね継手部および定着部については、異形鉄線のコン
傍の鉄線が引張降伏するか、またはそれ以前に、床スラ
クリートに対する付着強度τbuが与えられると、式（3）の
ブ危険断面近傍の鉄線の抜け出しを伴う定着破壊によっ
条件を満足すれば、鉄線の引張降伏を保証できるので、
て最大荷重が決定した。
この点を考慮し、付着指標Biを式（4）で定義する。
ëd･τbu･ψ≧σy･at
（3）
ラブ危険断面近傍の鉄線が引張降伏した後、δvが50mm
Bi＝（σy･db）/（4ëd･fb）
（4）
程度で、床スラブ危険断面近傍の下端コンクリートが圧
ëd：重ね長さまたは定着長さ
壊した後、最大荷重に達し、床スラブ危険断面近傍の鉄
τbu：異形鉄線のコンクリートに対する付着強度
線が破断した。ëd/d b＝20のNo.5については、床スラブ
σy：異形鉄線の降伏強度、ψ：異形鉄線の周長
危険断面近傍の鉄線の引張降伏とほぼ同時に、床スラブ
at：異形鉄線の断面積、db：異形鉄線の公称直径
危険断面近傍の鉄線の抜け出しを伴う定着破壊によって
fb：長期許容付着応力度
最大荷重が決定した。
長期許容付着応力度fbは、建設省告示第1450号（平成
F c36、CD7としたëd/d b＝30のNo.6については、床ス
4．2．2 ひび割れ幅
12年5月31日）による上端筋の値とし、下式で求める。
Fc21、CD10としたNo.7、No.8では、1サイクル目のMa
すなわち、Biは、異形鉄線溶接金網を用いた床スラブの
時までにひび割れが発生し、F c 21、CD5、CD7とした
曲げ終局耐力確保のための長期許容付着応力度fbに対す
No.1∼No.4およびFc36、CD7としたNo.5、No.6では、4サ
る割り増し係数である。
イクル目の1.5×Maまでにひび割れが発生した。
M a 時までにひび割れが生じたF c 21､CD10試験体の
M/Mu−w関係を図-4.2に示す。wは各測定段階において
床スラブ危険断面近傍上面の3箇所で測定したひび割れ幅
の最大値である。同図によると、F c21、CD10試験体の
Fc≦22.5N/mm2の場合、fb＝Fc/15
Fc＞22.5N/mm2の場合、fb＝0.9+Fc/37.5（N/mm2）
（5）
Fc：コンクリートの設計基準強度
5．2 付着指標と最大荷重時の鉄線引張応力と
の関係
Ma時のひび割れ幅wは0.1mm程度であり、2×Ma程度ま
重ね継手シリーズおよび定着シリーズ各試験体のBi−
でのひび割れ幅wは、定着長さおよびコンクリート強度
σmax/σy関係を図-5に示す。同図中には、同種の異形鉄
によって、有意な差は見られなかった。なお、ひび割れ
線（CD6、CD8）を用いた実験値2）も併示した。σmaxは、
幅は床スラブ危険断面近傍に発生したものが最も大きい。
下式より求めた最大荷重時の鉄線引張応力であり、Biは、
上記のように、本実験結果によると、溶接金網の長期
材料試験結果による鉄線の実降伏点をσyとし、材料試験
2
許容引張応力度を200N/mm とすれば、定着部を配置し
結果によるコンクリートの圧縮強度をFcとして算定した。
σmax＝Mmax/（0.9Σat･d）
（6）
Mmax：危険断面の最大荷重時曲げモーメント、Σat：
引張側鉄線の全断面積、d：床スラブの有効せい
定着シリーズの同図（b）によると、σmaxは、Bi≦2.0で
は1.5×σyとほぼ等しく、Bi＞2.0では1.5×σyよりも低下
する。重ね継手シリーズの同図（a）によると、σ maxは、
Bi≦2.0では1.5×σyとほぼ等しく、Bi＞2.0では、1.5×σy
よりも減少するが、σyよりも小さくならない。
したがって、Bi≦2.0となるように、定着長さおよび重
図-4.2 定着シリーズのM/Mu−w関係
18
ね長さを確保すれば、異形鉄線溶接金網を用いた床スラ
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（a）重ね継手シリーズ
（b）定着シリーズ
図-5
σmax /σy−Bi関係
ブは、定着破壊を起すことなく、また重ね継手において
とすれば、長期荷重時のひび割れ幅は0.2mm以下と
付着破壊を起すことなく、異形鉄線自体の引張強度によ
なる。
って決まる曲げ終局耐力を発揮すると考えられる。
5．3
2）異形鉄筋と同様、直交方向の鉄線を配置しなくても、
必要重ね長さおよび必要定着長さの設定
式（4）より、異形鉄線の必要重ね長さおよび必要定着
すれば、RC床スラブが曲げ終局耐力に達しても、異
形鉄線溶接金網の重ね継手部は付着破壊を起こさず、
長さは下式によって算定できる。
ëd/db＝σy/（4Bi･fb）
式（8）による必要重ね長さおよび必要定着長さを確保
（7）
また定着部は定着破壊を起こさない。
σyをJIS G 3551（溶接金網および鉄筋格子）の規格最
小降伏点（400N/mm2）の1.1倍とし、Bi＝2.0とすると、
〔謝辞〕
下記のように、必要重ね長さおよび必要定着長さを設定
本実験は、（株）トーアミが製造する異形鉄線溶接金網
できる。この場合、異形鉄線溶接金網を用いた床スラブ
（トーアミCDメッシュ）に関する確認実験として行った
ものであり、ここに記して謝意を表する。
は曲げ終局耐力を発揮できる。
2
2
21N/mm ≦Fc＜ 30N/mm の場合：40 db 以上
30N/mm2 ≦Fc≦ 60N/mm2の場合：35 db 以上
（8）
一方、デッキプレート床スラブ 5）において主鉄筋とし
ない異形鉄線溶接金網は、コンクリートのひび割れ分散
性のみが求められるので、異形鉄線の必要重ね長さは下
記による値としてもよいと考えられる。
21N/mm2 ≦Fc＜ 30N/mm2の場合：35 db 以上
30N/mm2 ≦Fc≦ 60N/mm2の場合：30 db 以上
（9）
上記式（9）による必要重ね長さは、コンクリートのひ
び割れ分散性の確保を意図し、σyをJIS G 3112（鉄筋コ
ンクリート用棒鋼）による異形鉄筋SD295A、Bの規格最
【参考文献】
1）日本建築学会：鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説，16
条付着および継手，17条定着，pp.170-202，1999．
2）小宮敏明，益尾潔：鉄筋コンクリート床スラブ用異形鉄線溶
接金網の重ね継手および定着に関する実験，GBRC，Vol.26，
No.1，pp.12-20，2001.1．
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，11.9 鉄筋の継手位置および定着，11.10
鉄筋の重ね継手，pp.287-298，2003．
4）日本建築学会：鉄筋コンクリート造配筋指針・同解説，6章
定着と継手，pp.130-148，2003．
5）日本鉄鋼連盟編：デッキプレート床構造設計・施工基準2004．
小降伏点（295N/mm2）とし、式（7）より求めた値を基に
定められている。
６．まとめ
本実験結果より、下記の結論を得た。
1）異形鉄線溶接金網を用いた重ね継手部または定着部
を配置したRC床スラブは、RC構造計算規準に示され
た溶接金網と同様、長期許容引張応力度を200N/mm2
19

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