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ヘッドバー ヘッドバー(プレート定着型せん断補強鉄筋)販売

ヘッドバー(プレート定着型せん断補強鉄筋)販売

『機械式鉄筋定着工法』

〜施工性の向上と耐震性能の確保を同時に実現〜

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ヘッドバー(Head-bar)

建設技術審査証明(土木系材料・製品・技術、道路保全技術)内容変更

(2015年11月 建技審証 第0408号) 一般財団法人土木研究センター

構造評定 UHEC評定−構26002 2014年10月7日(改定1)

性能評価・評定実施機関 株式会社 都市居住評価センター

NETIS登録 平成26年度活用促進技術 No.KT-010207-VR

機械式鉄筋定着工
  • 複雑な鉄筋の組立作業を確実に、簡単に、早く、を可能にしました。

    ヘッドバーとは

    ヘッドバーとは矩形または円形のプレートを鉄筋端部に
    摩擦接合したせん断補強鉄筋です

    阪神大震災
    問題点1
    直角フック(土木分野)耐震性能に問題
    問題点2
    両端半円形フック施工が困難
    問題点3
    機械式継手コスト高
    そこで開発されたのが
    ヘッドバー
    片端プレート+他端半円形フック
    片端プレート+他端半円形フック
    I-Head-bar
    I-Head-bar
    両端プレート
    両端プレート
  • ヘッドバーの開発の背景

     近年、阪神大震災の教訓から構造物の耐震性能を高めるために、土木分野では従来の直角フックに代わって両端 に鋭角または半円形フックを持つせん断補強鉄筋を使用することが標準となりました。ところが、このようなせん 断補強鉄筋を配筋するには、主筋と配力筋、さらにせん断補強鉄筋を複雑な順序で組立てる必要があり、施工能率 が低下するばかりか、機械式継手を必要とする場合もあり、コストアップが重大な問題となります。
     そこで、定着をプレートを用い確実に行い、施工性と耐震性能の向上を同時に実現した工法が、プレート定着型 せん断補強鉄筋[ヘッドバー(head-bar)]です。
    Head-bar
  • ヘッドバーの特長

    • ・プレート定着型せん断補強鉄筋は、半円形フックと同等以上の定着性能があります(付着定着から支圧定着へ)。施工性は、両端半円形フックでは施工困難な場所に、迅速な施工が可能になり、配筋作業が単純化かつ省力化されます。
    • ・定着されたプレートがしっかり主鉄筋を拘束する為、主筋の座屈を抑止する効果及び、部材のじん性が破壊までの挙動を含めて、半円形フック鉄筋と同等である。
      また、コアコンクリートの拘束効果も向上します。
    ヘッドバー組立て
    ヘッドバー:組立て容易
    組立て
    両端フック:組立て困難
  • ヘッドバーの用途

    鉄筋コンクリートの床、壁、頂版等の高密な配筋箇所における、せん断補強鉄筋、中間帯鉄筋、橋脚主筋の端部定着に適しています。
    • ・土木構造物

        地下駅舎、地下駐車場、地下タンク、調整池、浄水槽
        開削ボックスカルバート(道路、鉄道)、立坑側壁
        トンネル二次覆工、橋台、橋脚、深礎杭、フーチング
        アーチリブ、構造物の隅角部やハンチ部等
    • ・建築構造物

        基礎版、地下壁、擁壁等
  • ヘッドバーの製作

    定着板回転

    摩擦圧接による製作

    ヘッドバーは、摩擦圧接工法(JIS Z3607)によりプレートと鉄筋を接合しているため、完全に一体化されています。
  • 摩擦接合の原理

    JIS Z3607
    1. 定着板を回転すると同時に、鉄筋を摩擦圧力P1で押しつける。
    2. 摩擦熱が発生し、高温層が形成される。
    3. 高温で流動化した初期接触層が、遠心力でバリとなり周囲に排出される。
    4. 高温の素材で新たな清浄界面同士の接触が行われる。
    5. 回転を急停止させ、アプセット圧力P2を付加して数秒間保持する。
    一体化
    摩擦熱により完全に一体化される
    高速回転
    プレートをセットし、高速回転させる
  • ヘッドバーの形状、寸法

    定着は、同径の半円形フックとした場合と比較して、非常にコンパクトです。
    (下図は土木仕様の曲げフック寸法)
    鉄筋径
    プレート寸法 プレート寸法と鉄筋径の関係
    定着プレートの寸法(SD345、SD295適用)
    せん断補強鉄筋呼び径 D13 D16 D19 D22 D25 D29 D32 D35 D38 D41 D51
    掛けられる鉄筋の呼び径 標準プレート適応範囲 D13〜
    D38
    D13〜
    D35
    D13〜
    D41
    D13〜
    D38
    D13〜
    D41
    D13〜
    D38
    D13〜
    D32
    - - - -
      標準
    プレート
    寸法
    厚さ 9 9 12 16 16 19 19 22 25 25 32
    長辺 70 70 80 80 90 90 90 - - - -
    短辺 40 40 45 50 60 65 70 80 85 95 120
    太径鉄筋の使用時 *1 D13 長辺               80 90 95 110
    D16 長辺 85 90 95 115
    D19 長辺 85 90 100 115
    D22 長辺 90 95 100 120
    D25 長辺 95 95 105 120
    D29 長辺 95 100 105 125
    D32 長辺 100 100 110 125
    D35 長辺 95 100 105 110 130
    D38 長辺 75 95 105 105 115 130
    D41 長辺 75 75 85 95 100 105 110 115 135
    D51 長辺 80 85 85 90 100 105 105 115 120 125 140
    *1 プレート長辺長をせん断補強鉄筋と掛けられる鉄筋の呼び径から決定
    * 鉄筋種類がSD345SD295以外、プレート材質がSM490以外、コンクリート強度が 30N/㎟上の場合、審査証明の詳細に従う。
    ヘッドバーの適応範囲(せん断補強鉄筋または中間鉄筋)
    呼び名 D13 D16 D19 D22 D25 D29 D32 D35 D38 D41 D51 プレート材質
    鉄筋の
    種類
    SD295   SM490,S35C,S45C
    SD345 SM490,S35C,S45C
    SD390 SM490,S45C
    SD490         SM490,S45C
    ○:適用可、疲労部材への適用はSD345のD13〜D19に限る。
    ヘッドバーの適応範囲(せん断補強鉄筋または中間鉄筋)
    呼び名 D13 D16 D19 D22 D25 D29 D32 D35 D38 D41 D51 プレート材質
    鉄筋の
    種類
    SD295   S35C,S45C
    SD345         S35C,S45C
    SD390         S35C,S45C
    SD490                 S35C,S45C
    ○:適用可
  • 施工状況写真

    ボックスカルバート壁
    ボックスカルバート壁
    地下擁壁
    建築物の地下擁壁
    ボックスカルバート床盤
    ボックスカルバート床盤
  • 性能確認実験1

    ・摩擦圧接部の機械的性質

    プレートと鉄筋の接合部の機械的性質は、鉄筋の規格引張強度以上というヘッドバーの仕様に対して十分な強度を有していることが確認されました。
    摩擦圧接
    摩擦圧接 0%の傾き
    規格引張強度 10%の傾き
    引張試験(母材破断確認)
  • 性能確認実験2

    ・プレートの定着性能

    • ●引き抜き試験
      ヘッドバーに引張荷重が作用した場合に、十分な定着性能を有することが確認されました。半円形フック定着は付着による定着ですが、ヘッドバーは支圧力による定着です。
      定着性
      引き抜き試験
      引張荷重
    • ●梁部材のせん断実験
      引き抜き試験
  • 技術の適用範囲1

    ●せん断補強鉄筋または中間帯鉄筋

    コンクリート構造物のはり、柱のような棒部材、壁、スラブのひょうな面部材に用いるせん断補強鉄筋や中間帯鉄筋に使用する。
    中間帯鉄筋
    せん断補強鉄筋や中間帯鉄筋の適用例

    ●軸方向鉄筋

    杭・柱および橋脚等の軸方向のフーチング等のようにマッシブなコンクリートへの定着に用いる。※軸方向鉄筋として用いる場合は円形プレートになります。
    軸方向鉄筋
    軸方向鉄筋への適用例

    ・主鉄筋の座屈抑止性能

    【梁部材の曲げ実験】
    プレートでしっかり主鉄筋を拘束する為座屈抑止効果にすぐれています。
    座屈抑止性
    半円形フック(11δyで座屈)
    半円形フック(11δyで座屈)
    ヘッドバー(12δyで座屈)
    ヘッドバー(12δyで座屈)
  • 技術の適用範囲2

    ・壁部材のじん性能

    主鉄筋
    座屈抑止性能
    ヘッドバー Head-barの場合
    コアコンクリートの損傷や主鉄筋の座屈程度が軽微で
    かぶりコンクリートのはく落が少ない。
    半円形フック 半円形フックの場合
    かぶりコンクリートのはく落が大きい。
     
    交番載荷実験【10δy(主鉄筋降伏時の10倍)変形時】
    比較実験により破壊までの挙動を含めて、半円形フック鉄筋と比較して
    同等であることが確認されています。
  • 技術の適用範囲3

    ・せん断補強鉄筋の疲労性能

    定着具の疲労性能試験により、Head-barの高サイクル繰返し荷重に対する疲労性能は半円形フック鉄筋と同等であることが確認されました。
     適用:SD345 D13〜D19
    試験装置
    試験装置
    定着板固定冶具
    定着板固定冶具
  • 建築構造評定

    せん断補強工法用Head-bar(ヘッドバー)として、「プレート定着型せん断補強鉄筋『Head-bar』設計・施工指針」という形で建築分野の構造評定を取得しましたが、この度評定を更新(UHEC-26002)しました。建築物の面部材(耐圧版、スラブ、壁)の面外せん断補強鉄筋としての適用が認められています。
     
    ヘッドバーを用いた面部材の許容せん断力は、日本建築学会「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説」(2010年)の「15条、梁・柱および柱梁接合部のせん断に対する算定 2.の(1)(3)」に準じた設計式により定めています。
    (1)実験値(Head-bar 試験体)と解析値のせん断力一層間変形の比較
    Head-bar 試験体
    せん断力一層間変形
    (2)実験結果、FEM 解析および提案式による短期許容せん断力の比較
    実験結果及び非線形有限要素法(FEM)解析を用いて、せん断補強筋比(Pw)が0.2〜1.2%の範囲で設計式による許容せん断力が十分安全側であることを確認しています。
    非線形有限要素法
    (3)許容せん断力
    許容せん断
  • 技術評定・審査等

    ・ヘッドバー

    年月 内容 機関
    1999.9 土木系材料技術・技術審査証明取得 財団法人 土木研究センター
    2001.3 PR対象工法に認定 鉄道ACT研究会
    2002.3 コンクリート標準示方書「構造性能照査編」2002年版 改訂資料に掲載 土木学会
    2002.3 NETIS登録 国土交通省
    2002.9 鉄道構造物への適用に関する性能評価及び技術指導 財団法人 鉄道総合技術研究所
    2004.8 新材料・新工法調査表に登録 東京都建設局
    2004.9 建設技術審査証明(土木系材料・製品・技術)として更新 財団法人 土木研究センター
    2011.7 設計比較対象技術(2011.7.19〜2014.2.14)に位置づけ 登録No. KT-010207-A 国土交通省
    2012.8 建設技術審査証明(土木系材料・製品・技術・道路保全技術)内容変更 一般財団法人 土木研究センター
    2014.2 平成26年度活用促進技術に位置づけ 登録No. KT-010207-VR 国土交通省
    2014.9 建設技術審査証明(土木系材料・製品・技術・道路保全技術)更新 一般財団法人 土木研究センター
    2015.11 建設技術審査証明(土木系材料・製品・技術・道路保全技術)内容変更 一般財団法人 土木研究センター

    ・ヘッドバー建築構造評定

    2006.11 プレート定着型せん断補強鉄筋「Head-bar」設計・施工指針として取得 鞄s市居住評価センタ〜
    2014.10 (改定1) 〜日本建築学会「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説」に準拠し、従来の 180度フック付せん断補強鉄筋と同等以上の性能を有するものと評価する〜
    〔土木〕
    土木
    〔建築〕
    建築
    VSL

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