(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート本体と、
両端を前記コンクリート本体から露出させて、該コンクリート本体の外周面に形成された突起部の内部又は溝に配置することにより該コンクリート本体に螺旋状に設けられ、緊張力を付与することにより前記コンクリート本体の材軸方向と周方向とにプレストレスを導入する緊張部材と、
を有する構造部材。
【請求項２】
前記緊張部材の両端から前記緊張力が付与される請求項１に記載の構造部材。
【請求項３】
前記コンクリート本体の材軸に対して右巻きと左巻きの前記緊張部材が配置されている請求項１又は２に記載の構造部材。
【請求項４】
前記コンクリート本体は、繊維補強コンクリートによって形成されている請求項１〜３の何れか１項に記載の構造部材。
【請求項５】
前記コンクリート本体は、柱、梁、壁又は杭である請求項１〜４の何れか１項に記載の構造部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートによって形成された構造部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
杭等の構造体内部に配置したＰＣ鋼材に緊張力を付与し構造体の材軸方向にプレストレスを導入することによって、構造体の曲げ耐力を向上させる技術が一般に知られている。
【０００３】
また、図２５に示すように、引用文献１のコンクリート杭の製造方法では、コンクリート杭５００の本体となるコンクリート躯体５０２の内部に、シースを被覆した複数のＰＣ鋼材５０４が螺旋状に配置されている。ＰＣ鋼材５０４の一端はコンクリート躯体５０２中で定着され、他端はコンクリート躯体５０２の外へ露出している。すなわち、ＰＣ鋼材５０４の一端は定着端５０６となり、ＰＣ鋼材５０４の他端は緊張部５０８となっている。
【０００４】
そして、コンクリート躯体５０２が硬化した後に、螺旋状に配置されたＰＣ鋼材５０４の緊張部５０８を緊張することにより、コンクリート躯体５０２の軸方向と周方向とにプレストレスが導入され、コンクリート杭５００の曲げ耐力及びせん断耐力を向上させることができる。
【０００５】
しかし、引用文献１のコンクリート杭の製造方法を用いて、例えば、コンクリート製の杭、柱、梁等の構造体にプレストレスを導入しようとした場合、これらの構造体に配置されるＰＣ鋼材５０４は、他端（緊張部５０８）からしか緊張することができない。すなわち、一端（定着端５０６）や両端（定着端５０６及び緊張部５０８）から緊張することはできないので、緊張方法の自由度が小さくなる。
【０００６】
また、プレストレスを導入する構造体の形状や製造方法によっては緊張方法が限られてしまうことがあり、また、構造体を設置した後に現場にて緊張作業を行う際には緊張装置の設置場所に制約があることが多いので、緊張方法の自由度は大きいことが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２７８０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は係る事実を考慮し、コンクリート本体に設けられた緊張部材の一端、他端及び両端の何れかを引っ張ることによりコンクリート本体へプレストレスを導入することができる構造部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１態様の発明は、コンクリート本体と、両端を前記コンクリート本体から露出させて該コンクリート本体に螺旋状に設けられ、緊張力を付与することにより前記コンクリート本体の材軸方向と周方向とにプレストレスを導入する緊張部材と、を有する構造部材である。
【００１０】
第１態様の発明では、構造部材が、コンクリート本体と緊張部材とを有している。緊張部材は、コンクリート本体に螺旋状に設けられている。また、緊張部材の両端はコンクリート本体から露出しており、緊張部材に緊張力を付与することによりコンクリート本体の材軸方向と周方向とにプレストレスが導入される。
【００１１】
よって、コンクリート本体に導入される材軸方向のプレストレスによって、コンクリート本体の材軸方向に作用する引張応力が低減される。よって、コンクリート本体の材軸方向にプレストレスを導入していない構成に比べて、コンクリート本体のひび割れ抵抗及び引張耐力を向上させることができる。
【００１２】
また、コンクリート本体に導入される周方向のプレストレスによって、コンクリート本体が周方向に拘束されコンファインド効果が発揮される。よって、コンクリート本体の周方向にプレストレスを導入していない構成に比べて、コンクリート本体の圧縮耐力を向上させることができる。
【００１３】
また、コンクリート本体に導入される材軸方向のプレストレスによって、構造部材に作用する曲げモーメントに起因してコンクリート本体に生じる曲げ引張応力が低減され、コンクリート本体に導入される周方向のプレストレスによって、構造部材に作用する曲げモーメントに起因してコンクリート本体に生じる曲げ圧縮応力が低減されるので、コンクリート本体の曲げ耐力を向上させることができる。
【００１４】
また、このように、コンクリート本体のひび割れ抵抗、引張耐力、圧縮耐力及び曲げ耐力を向上させることができるので、鉄筋量を減らした鉄筋コンクリートや無筋コンクリートによってコンクリート本体を形成することができる。鉄筋量を減らしたり又は無くしたりすることができれば、煩雑な配筋作業を軽減したり又は無くしたりすることができる。また、鉄筋に発生する錆によって生じるコンクリートの耐久性低下を低減したり又は防いだりすることができる。
【００１５】
また、緊張部材の両端がコンクリート本体から露出しているので、緊張部材の一端、他端及び両端の何れかを引っ張ることによりコンクリート本体へプレストレスを導入することができる。すなわち、緊張方法の自由度が大きい。
【００１６】
第２態様の発明は、第１態様の構造部材において、前記緊張部材の両端から前記緊張力が付与される。
【００１７】
第２態様の発明では、緊張力が緊張部材の両端から付与される。ここで、緊張部材は螺旋状に設けられているので、緊張部材をコンクリート本体の材軸方向に直線状に配置した場合と比べて、緊張部材を緊張する際の引っ張り抵抗が大きくなる。すなわち、緊張部材を緊張する際の緊張ロスが大きくなるので、プレストレスの導入効率が低くなってしまう。特に、長大のコンクリート本体に配置するＰＣ鋼材は長くなるので、この問題が顕著になる。
【００１８】
これに対して、第２態様の構造部材では、緊張部材の両端から緊張力が付与されるので、少ない緊張ロスでコンクリート本体へ効率よくプレストレスを導入することができる。
【００１９】
第３態様の発明は、第１又は第２態様の構造部材において、前記コンクリート本体の材軸に対して右巻きと左巻きの前記緊張部材が配置されている。
【００２０】
第３態様の発明では、コンクリート本体の材軸に対して右巻きの緊張部材と、コンクリート本体の材軸に対して左巻きの緊張部材とが配置されている。
【００２１】
よって、コンクリート本体の材軸に対して右巻きと左巻きの緊張部材が、コンクリート本体の材軸に対してそれぞれ逆方向にコンクリート本体を捻ろうとするので、緊張部材に緊張力を付与した際に生じるコンクリート本体の捩れを低減又は無くすことができる。
【００２２】
第４態様の発明は、第１〜第３態様の何れか１態様の構造部材において、前記コンクリート本体は、繊維補強コンクリートによって形成されている。
【００２３】
第４態様の発明では、コンクリート本体が繊維補強コンクリートにより形成されているので、コンクリート本体の引張強度を向上させることができる。よって、コンクリート本体に設けられる鉄筋を減らす又は無くすことができる。
【００２４】
鉄筋量を減らしたり又は無くしたりすることができれば、煩雑な配筋作業を軽減したり又は無くしたりことができる。また、鉄筋に発生する錆によって生じるコンクリートの耐久性低下を低減したり又は防いだりすることができる。
【００２５】
第５態様の発明は、第１〜第４態様の何れか１態様の構造部材において、前記コンクリート本体は、柱、梁、壁又は杭である。
【００２６】
第５態様の発明では、柱、梁、壁又は杭を構造部材とした場合において、柱、梁、壁又は杭に対して第１態様と同様の効果を発揮させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は上記構成としたので、コンクリート本体に設けられた緊張部材の一端、他端及び両端の何れかを引っ張ることによりコンクリート本体へプレストレスを導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る構造部材を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る構造部材を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る緊張部材の定着方法を示す説明図である。
【図４】図１のＡ−Ａ断面図及び本発明の実施形態に係る構造部材の変形例を示す平面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る構造部材の変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る構造部材を示す斜視図である。
【図７】図６のＢ−Ｂの断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る構造部材の変形例を示す斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る構造部材の変形例を示す説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る構造部材の製造方法を示す説明図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る構造部材の製造方法の変形例を示す説明図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る構造部材の製造方法の変形例を示す説明図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る構造部材の製造方法の変形例を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る構造部材の製造方法の変形例を示す平面図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る構造部材の製造方法の変形例を示す説明図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る構造部材の変形例を示す平面図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る構造部材の変形例を示す平面図である。
【図１８】本発明の実施形態に係る構造部材の変形例を示す斜視図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る構造部材の応用例を示す正面図である。
【図２０】本発明の実施形態に係る構造部材の応用例を示す斜視図である。
【図２１】本発明の実施形態に係る構造部材の応用例を示す正面図である。
【図２２】本発明の実施形態に係る構造部材の応用例を示す斜視図である。
【図２３】本発明の実施形態に係る構造部材の応用例を示す正面図である。
【図２４】本発明の実施形態に係る構造部材の応用例を示す側面図である。
【図２５】従来のコンクリート杭の製造方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図面を参照しながら、本発明の構造部材、及び本発明の構造部材の製造方法を説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００３０】
図１の斜視図、及び図２（ａ）、（ｂ）の平面図に示すように、第１の実施形態の構造部材１０は、コンクリート本体１２と、緊張部材１４、１６とを有するプレキャストコンクリート部材である。構造部材１０は、建築物の柱として用いられる。図２（ａ）は、コンクリート本体１２の上方からコンクリート本体１２の上端面５０を見た平面図であり、図２（ｂ）は、コンクリート本体１２の下方からコンクリート本体１２の下端面５２を見た平面図である。
【００３１】
コンクリート本体１２は、スチールファイバや炭素繊維等を有する繊維補強コンクリートによって形成されている。また、緊張部材１４、１６は、緊張部材１４、１６の端部付近を拡大して描いた図３の断面図に示すように、線状の部材であるＰＣ鋼より線１８と、このＰＣ鋼より線１８の両端部に設けられた鋼製の定着部２０とによって構成されている。以下、ＰＣ鋼より線１８の一方端部に設けられた（コンクリート本体１２の上端面５０側に配置される）定着部２０を定着部２０Ａとし、ＰＣ鋼より線１８の他方端部に設けられた（コンクリート本体１２の下端面５２側に配置される）定着部２０を定着部２０Ｂとする。
【００３２】
図１、及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように、緊張部材１４、１６は、硬化したコンクリート本体１２の内部に螺旋状に埋設されたシース管２２内に挿入されることにより、コンクリート本体１２の内部に螺旋状に設けられている。なお、螺旋状に設けられている緊張部材１４、１６の様子をわかり易く示すために、図１にはシース管２２が省略されている。
【００３３】
図１、及び図１のＡ−Ａ断面図である図４（ａ）に示すように、緊張部材１４は、コンクリート本体１２の材軸が旋回軸となるようにこの材軸の上方（コンクリート本体１２の上端面５０側）へ向かって右巻き（時計回り）に配置され、緊張部材１６は、緊張部材１４の外側に設けられ、コンクリート本体１２の材軸が旋回軸となるようにこの材軸の上方（コンクリート本体１２の上端面５０側）へ向かって左巻き（反時計回り）に配置されている。
【００３４】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、緊張部材１４、１６の定着部２０Ａは、コンクリート本体１２の上端面５０に形成された切り欠き２４からコンクリート本体１２の外部へ露出し、緊張部材１４、１６の定着部２０Ｂは、コンクリート本体１２の下端面５２に形成された切り欠き２４からコンクリート本体１２の外部へ露出している。そして、油圧ジャッキ等の緊張装置によって緊張部材１４、１６の両端（定着部２０Ａ、２０Ｂ）を同時に引っ張り、緊張部材１４、１６に緊張力を付与させた状態でコンクリート本体１２の上下端部に定着部２０Ａ、２０Ｂを定着する。
【００３５】
コンクリート本体１２の上下端部への定着部２０Ａ、２０Ｂの定着は、図３に示すように、定着部２０に形成された雄ネジ２６に、切り欠き２４内に配置されたアンカープレート２８を介してナット３０を捩じ込み、締め付けることによって行う。そして、シース管２２内にグラウトＧを充填し硬化させる。
【００３６】
このようにして、コンクリート本体１２の内部に緊張部材１４、１６を螺旋状に設けることにより、緊張部材１４、１６は、コンクリート本体１２の材軸に対して緊張部材１４、１６の材軸が傾斜した配置となる。
【００３７】
よって、緊張部材１４、１６に緊張力を付与することにより、コンクリート本体１２の材軸方向と周方向とにプレストレスが導入される。すなわち、第１の実施形態の構造部材１０では、コンクリート本体１２が硬化した後に、ポストテンション方式によってコンクリート本体１２にプレストレスを導入している。
【００３８】
次に、本発明の第１の実施形態の作用及び効果について説明する。
【００３９】
第１の実施形態の構造部材１０では、図１に示すように、緊張力が付与された緊張部材１４、１６によりコンクリート本体１２に導入される材軸方向のプレストレスによって、コンクリート本体１２の材軸方向に作用する引張応力が低減される。よって、コンクリート本体１２の材軸方向にプレストレスを導入していない構成に比べて、コンクリート本体１２のひび割れ抵抗及び引張耐力を向上させることができる。
【００４０】
また、緊張力が付与された緊張部材１４、１６によりコンクリート本体１２に導入される周方向のプレストレスによって、コンクリート本体１２が周方向に拘束されコンファインド効果が発揮される。よって、コンクリート本体１２の周方向にプレストレスを導入していない構成に比べて、コンクリート本体１２の圧縮耐力を向上させることができる。
【００４１】
また、コンクリート本体１２に導入される材軸方向のプレストレスによって、構造部材１０に作用する曲げモーメントに起因してンクリート本体１２に生じる曲げ引張応力が低減され、コンクリート本体１２に導入される周方向のプレストレスによって、構造部材１０に作用する曲げモーメントに起因してンクリート本体１２に生じる曲げ圧縮応力が低減されるので、コンクリート本体１２の曲げ耐力を向上させることができる。
【００４２】
また、このように、コンクリート本体１２のひび割れ抵抗、引張耐力、圧縮耐力及び曲げ耐力を向上させることができるので、鉄筋量を減らした鉄筋コンクリートや無筋コンクリートによってコンクリート本体１２を形成することができる。鉄筋量を減らしたり又は無くしたりすることができれば、煩雑な配筋作業を軽減したり又は無くしたりすることができる。また、鉄筋に発生する錆によって生じるコンクリートの耐久性低下を低減したり又は防いだりすることができる。
【００４３】
また、緊張部材１４、１６は、コンクリート本体１２の内部に螺旋状に設けられているので、緊張部材１４、１６をコンクリート本体１２の材軸方向に直線状に配置した場合と比べて、ＰＣ鋼より線１８に生じる摩擦力は大きくなり、これに伴って緊張部材１４、１６の引っ張り抵抗が大きくなる。すなわち、緊張部材１４、１６を緊張する際の緊張ロスが大きくなるので、コンクリート本体１２へのプレストレスの導入効率が低くなってしまう。特に、コンクリート本体１２が長大の場合、このコンクリート本体１２に配置するＰＣ鋼材は長くなるので、この問題が顕著になる。
【００４４】
これに対して、第１の実施形態の構造部材１０では、緊張部材１４、１６の両端（定着部２０Ａ、２０Ｂ）から同時に緊張力が付与されるので、少ない緊張ロスでコンクリート本体１２へ効率よくプレストレスを導入することができる。
【００４５】
また、コンクリート本体１２の材軸が旋回軸となるようにして右巻き（時計回り）に緊張部材１４を配置し、コンクリート本体１２の材軸が旋回軸となるようにして左巻き（時計回り）に緊張部材１６を配置することによって、緊張部材１４、１６が、コンクリート本体１２の材軸に対してそれぞれ逆方向にコンクリート本体１２を捻ろうとするので、緊張部材１４、１６の一方に緊張力を付与した際に生じるコンクリート本体１２の捩れを低減又は無くすことができる。
【００４６】
また、コンクリート本体１２は、繊維補強コンクリートにより形成されているので、コンクリート本体１２の引張強度を向上させることができる。よって、コンクリート本体１２に設けられる鉄筋を減らす又は無くすことができる。
【００４７】
コンクリート本体１２に設けられる鉄筋量を減らしたり又は無くしたりすることができれば、煩雑な配筋作業を軽減したり又は無くしたりことができる。また、鉄筋に発生する錆によって生じるコンクリートの耐久性低下を低減したり又は防いだりすることができる。なお、コンクリート本体１２に設けられる鉄筋を減らしたり又は無くしたりする場合には、緊張部材１４、１６が、主筋やせん断補強筋の役割りを兼ねることも可能である。
【００４８】
また、図１に示した緊張部材１４、１６の傾斜角度（コンクリート本体１２の材軸に対する、緊張部材１４、１６の材軸の角度θ１、θ２）を変更することにより、コンクリート本体１２の材軸方向と周方向とに導入するプレストレスの大きさを調整することができる。なお、角度θ１、θ２は、１０度以上４５度以下であることが好ましい。
【００４９】
以上、本発明の第１の実施形態について説明した。
【００５０】
なお、第１の実施形態では、コンクリート本体１２の上下端面に形成された切り欠き２４からコンクリート本体１２の外部へ緊張部材１４、１６の定着部２０Ａ、２０Ｂを露出させた例を示したが、コンクリート本体１２の側面に形成された切り欠き３２からコンクリート本体１２の外部へ緊張部材１４、１６の定着部２０Ａ、２０Ｂを露出させてもよい。
【００５１】
例えば、図５（ａ）の斜視図に示す構造部材４６のように、コンクリート本体１２の上端面５０に切り欠き２４を形成し、コンクリート本体１２の下部側面に切り欠き３２を形成して、切り欠き２４からコンクリート本体１２の外部へ緊張部材１４、１６の定着部２０Ａを露出させ、切り欠き３２からコンクリート本体１２の外部へ緊張部材１４、１６の定着部２０Ｂを露出させてもよい。
【００５２】
また、例えば、図５（ｂ）の斜視図に示す構造部材４８のように、コンクリート本体１２の上部側面と下部側面とに切り欠き３２を形成し、コンクリート本体１２の上部側面に形成された切り欠き３２からコンクリート本体１２の外部へ緊張部材１４、１６の定着部２０Ａを露出させ、コンクリート本体１２の下部側面に形成された切り欠き３２からコンクリート本体１２の外部へ緊張部材１４、１６の定着部２０Ｂを露出させてもよい。
【００５３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５４】
第２の実施形態の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
【００５５】
図６の斜視図、及び図６のＢ−Ｂ断面図である図７に示すように、第２の実施形態の構造部材３４は、コンクリート本体１２の外周面上に緊張部材１４、１６が設けられているプレキャストコンクリート部材である。構造部材３４は、建築物の柱として用いられる。
【００５６】
緊張部材１４、１６は、硬化したコンクリート本体１２の外周面上に螺旋状に形成されたコンクリート製の突起部３６、３８内に設けられたシース管２２内に挿入されることにより、コンクリート本体１２の外周面上に螺旋状に設けられている。
【００５７】
緊張部材１４は、コンクリート本体１２の材軸が旋回軸となるようにこの材軸の上方（コンクリート本体１２の上端面５０側）へ向かって右巻き（時計回り）に配置され、緊張部材１６は、コンクリート本体１２の材軸が旋回軸となるようにこの材軸の上方（コンクリート本体１２の上端面５０側）へ向かって左巻き（反時計回り）に配置されている。
図７に示すように、緊張部材１４と緊張部材１６とが交差するところでは、緊張部材１４の上を跨ぐように緊張部材１６が配置されている。すなわち、緊張部材１４の外側に緊張部材１６が設けられている。
【００５８】
図６に示すように、コンクリート本体１２の上端面５０及び下端面５２には切り欠き２４が形成され、切り欠き２４からコンクリート本体１２の外部へ緊張部材１４、１６の定着部２０Ａ、２０Ｂが露出している。そして、油圧ジャッキ等の緊張装置によって緊張部材１４、１６の両端（定着部２０Ａ、２０Ｂ）を同時に引っ張り、図３で説明したのと同様の方法により、緊張部材１４、１６に緊張力を付与させた状態でコンクリート本体１２の上下端部に定着部２０Ａ、２０Ｂを定着する。さらに、シース管２２内にグラウトＧを充填し硬化させる。
【００５９】
このようにして、コンクリート本体１２の外周面上に緊張部材１４、１６を螺旋状に設けることにより、緊張部材１４、１６は、コンクリート本体１２の材軸に対して緊張部材１４、１６の材軸が傾斜した配置となる。
【００６０】
よって、緊張部材１４、１６に緊張力を付与することにより、コンクリート本体１２の材軸方向と周方向とにプレストレスが導入される。すなわち、第２の実施形態の構造部材３４では、コンクリート本体１２が硬化した後に、ポストテンション方式によってコンクリート本体１２にプレストレスを導入している。
【００６１】
次に、本発明の第２の実施形態の作用及び効果について説明する。
【００６２】
第２の実施形態の構造部材３４では、図６に示すように、緊張部材１４、１６に緊張力を付与することにより、コンクリート本体１２の材軸方向と周方向とにプレストレスが導入されるので、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
また、緊張部材１４、１６は、コンクリート本体１２の外周面上に設けられているので、コンクリート本体１２の内部に主筋やせん断補強筋等の補強部材が配置されている場合においても、これらの補強部材の配置に影響を受けることなく緊張部材１４、１６を自由に配置できる。
【００６４】
以上、本発明の第２の実施形態について説明した。
【００６５】
なお、第２の実施形態では、コンクリート本体１２の外周面上に形成された突起部３６、３８内に緊張部材１４、１６を設けた例を示したが、他の方法を用いて、コンクリート本体１２の外周面上に緊張部材１４、１６を設けてもよい。
【００６６】
例えば、図８に示す構造部材４０のようにしてもよい。構造部材４０のコンクリート本体１２の外周面には、溝４２、４４が螺旋状に形成され、この溝４２、４４に緊張部材１４、１６が設置されている。
【００６７】
図９（ａ）の斜視図に示すように、溝４２の深さは、溝４４の深さと緊張部材１４の直径とを足し合わせた長さよりも深くなっているので、図９（ｂ）の斜視図、及び図９（ｃ）の断面図に示すように、緊張部材１４と緊張部材１６とが交差するように設置されたときに、これらの緊張部材１４、１６同士の干渉を防ぐことができる。なお、溝４４の深さは、図９（ｃ）に示すように、コンクリート本体１２の外周面から緊張部材１６が突出するようにしてもよいし、コンクリート本体１２の外周面から緊張部材１６が突出しないようにしてもよい。
【００６８】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００６９】
第３の実施形態の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
【００７０】
第３の実施形態では、第１の実施形態で示した構造部材１０を製造する方法の一例を示す。構造部材１０の製造方法は、まず、図１０（ａ）の斜視図に示すように、円板状の底型枠５４の上に螺旋形状保持手段としての籠５６を設置する。籠５６は、金網によって円筒状に形成されている。
【００７１】
次に、籠５６の外周面に沿ってシース管２２を螺旋状に配置し、シース管２２の数箇所を結束線等によって籠５６に固定する。
【００７２】
次に、シース管２２が配置された籠５６を囲むように２つの側板５８Ａ、５８Ｂを底型枠５４の上に配置し、円筒状の側型枠５８を形成する。そして、図１０（ｂ）の斜視図に示すように、底型枠５４及び側板５８Ａ、５８Ｂを接合して一体化し、接合部をシールして型枠６０を構築する。
【００７３】
次に、繊維補強コンクリートＶを型枠６０内へ流し込み充填する。そして、型枠６０内に充填した繊維補強コンクリートＶが硬化してコンクリート本体１２が形成された後に、型枠６０を脱型する。
【００７４】
次に、図１０（ｃ）の斜視図に示すように、シース管２２内に緊張部材１４、１６を挿入し、油圧ジャッキ等の緊張装置によって緊張部材１４、１６の両端（定着部２０Ａ、２０Ｂ）を同時に引っ張り、図３で説明したのと同様の方法により、緊張部材１４、１６に緊張力を付与させた状態でコンクリート本体１２の上下端部に定着部２０Ａ、２０Ｂを定着する。さらに、シース管２２内にグラウトＧを充填し硬化させて、構造部材１０が出来上がる。
【００７５】
次に、本発明の第３の実施形態の作用及び効果について説明する。
【００７６】
第３の実施形態では、螺旋形状保持手段としての籠５６にシース管２２を固定するので、繊維補強コンクリートＶを型枠６０内へ流し込む際にシース管２２が動いてしまうのを防ぐことができる。
【００７７】
また、シース管２２は、螺旋形状保持手段としての籠５６の外周面上の任意の位置に配置可能なので、コンクリート本体１２に設けられる緊張部材１４、１６の配置形状を自由に設定することができる。
【００７８】
以上、本発明の第３の実施形態について説明した。
【００７９】
なお、第３の実施形態では、籠５６を金網により形成した例を示したが、籠５６は、繊維補強コンクリートＶを型枠６０内へ流し込む際にシース管２２が動かないように保持できる程度の強度を有していればよい。
【００８０】
また、第３の実施形態では、螺旋形状保持手段を籠５６とした例を示したが、例えば、図１１、１３の斜視図に示すガイドプレート６２、６４を螺旋形状保持手段としてもよい。
【００８１】
図１１では、螺旋形状保持手段としての円板状のガイドプレート６２に、シース管２２の貫通が可能な大きさのガイド穴６６が複数形成されている。ガイドプレート６２は、略水平の状態で所定の間隔をあけて上下方向に複数配置され、必要とする螺旋配置になるようにシース管２２をガイド穴６６に貫通させる。
【００８２】
コンクリート本体１２を形成するために繊維補強コンクリートＶを流し込む型枠を構成する側型枠６８は、側板６８Ａ、６８Ｂを一体にすることにより円筒状に形成される。図１２に示すように、側板６８Ａ、６８Ｂの内壁には、内側に溝７２が形成された鍔部材７０が設けられている。
【００８３】
そして、側板６８Ａ、６８Ｂを一体にして側型枠６８を形成する際に、ガイドプレート６２の縁部を溝７２に挿入して側型枠６８にガイドプレート６２を固定し、側型枠６８内にガイドプレート６２を配置する。ガイドプレート６２のガイド穴６６は、シース管２２の位置を規制するガイド手段としての役割りを果たすと共に、型枠内に流し込む繊維補強コンクリートＶの流路となる。
【００８４】
図１３では、螺旋形状保持手段としての環状のガイドプレート６４に、シース管２２の貫通が可能な大きさのガイド穴７４が複数形成されている。
【００８５】
ガイドプレート６４は、図１４（ａ）の平面図に示すように、コンクリート本体１２の内部に設けられる主筋７６を囲むように配置され、図１５の正面図に示すように、コンクリート本体１２の内部に設けられるせん断補強筋７８の上に載置されると共に、結束線等によって主筋７６に固定される。
【００８６】
そして、図１３に示すように、必要とする螺旋配置になるようにシース管２２を主筋７６に巻きつけながらガイドプレート６４に形成されたガイド穴７４に貫通させる。
【００８７】
なお、図１４（ａ）〜（ｄ）の平面図に示すように、ガイドプレート６４の形状は、主筋７６やシース管２２等の配置に応じてさまざまな形状とすることができる。例えば、図１４（ｃ）、（ｄ）のガイドプレート６４を用いれば、ガイドプレート６４の内側に形成されたガイド穴７４に貫通させて配置したシース管２２に緊張部材１４を挿入し、ガイドプレート６４の外側に形成されたガイド穴７４に貫通させて配置したシース管２２に緊張部材１６を挿入して、緊張部材１４の外側に緊張部材１６を配置することができる。
【００８８】
以上、本発明の第１〜第３の実施形態について説明した。
【００８９】
なお、第１〜第３の実施形態では、緊張部材１４、１６の両端（定着部２０Ａ、２０Ｂ）を同時に引っ張り、緊張部材１４、１６に緊張力を付与させた例を示したが、緊張部材１４、１６の一方端部（定着部２０Ａ）をアンカープレート２８及びナット３０によってコンクリート本体１２の上部に固定しておき、緊張部材１４、１６の他方端部（定着部２０Ｂ）のみを引っ張って緊張部材１４、１６に緊張力を付与させてもよいし、緊張部材１４、１６の他方端部（定着部２０Ｂ）をアンカープレート２８及びナット３０によってコンクリート本体１２の下部に固定しておき、緊張部材１４、１６の一方端部（定着部２０Ａ）のみを引っ張って緊張部材１４、１６に緊張力を付与させてもよい。
【００９０】
第１〜第３の実施形態の構造部材１０、３４、４０、４６、４８は、緊張部材１４、１６の両端（定着部２０Ａ、２０Ｂ）がコンクリート本体１２から外部へ露出しているので、緊張部材１４、１６の一端、他端及び両端の何れかを引っ張ることによりコンクリート本体１２へプレストレスを導入することができる。すなわち、緊張方法の自由度が大きい。
【００９１】
なお、本発明における「両端をコンクリート本体から露出させて設けられた緊張部材」とは、緊張部材に緊張力を付与するために緊張部材の端部を引っ張る際に、緊張部材の両端がコンクリート本体の外部へ露出していることを意味する。
すなわち、緊張部材１４、１６に緊張力が付与された後に、緊張部材１４、１６の両端（定着部２０Ａ、２０Ｂ）が配置されている切り欠き２４、３２内にグラウトが充填されたり、コンクリート本体１２の端部が構造物の架構等に埋設されたりして、緊張部材１４、１６の両端（定着部２０Ａ、２０Ｂ）がコンクリート本体１２の外部へ露出しなくなる緊張部材１４、１６であっても、端部を引っ張る際に両端がコンクリート本体１２の外部へ露出している緊張部材１４、１６であれば、「両端をコンクリート本体から露出させて設けられた緊張部材」である。
【００９２】
また、第１〜第３の実施形態では、ポストテンション方式によってコンクリート本体１２にプレストレスを導入した例を示したが、プレテンション方式によってコンクリート本体１２にプレストレスを導入してもよい。
【００９３】
また、第１〜第３の実施形態では、構造部材１０、３４、４０、４６、４８をプレキャストコンクリート部材とした例を示したが、構造部材１０、３４、４０、４６、４８は、現場打ちコンクリートによって形成してもよい。
【００９４】
また、第１〜第３の実施形態では、緊張部材１４、１６をＰＣ鋼より線１８と定着部２０とによって構成した例を示したが、緊張部材１４、１６は、緊張力を確実に加えられる線状の部材であればよい。例えば、ＰＣ鋼より線、ＰＣ鋼線等のＰＣ鋼材と定着部とによって構成するのが好ましい。
【００９５】
また、第３の実施形態では、型枠６０内に充填した繊維補強コンクリートＶを硬化させてコンクリート本体１２が形成された後に、シース管２２内に緊張部材１４、１６を挿入した例を示したが、型枠６０内に繊維補強コンクリートＶを流し込む前や、型枠６０内に充填した繊維補強コンクリートＶが硬化する前に、シース管２２内に緊張部材１４、１６を挿入してもよい。また、ＰＣ鋼より線、ＰＣ鋼線等に絶縁材料を被覆したアンボンドのＰＣ鋼材と定着部とによって緊張部材を構成し、コンクリート本体１２の内部にシース管２２を設けないようにしてもよい。
【００９６】
また、第１〜第３の実施形態では、コンクリート本体１２の横断面を円形とした例を示したが、円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、多角形等のどのような形状でもよく、例えば、図４（ａ）の平面図、及び図１６（ａ）の平面図に示すように、コンクリート本体１２の横断面の形状に緊張部材１４、１６の平面配置形状を合わせればよい。また、例えば、図４（ｂ）の平面図、及び図１６（ａ）の平面図に示すように、緊張部材１４、１６の平面配置形状をコンクリート本体１２の横断面の形状と異ならせてもよい。
【００９７】
また、第１〜第３の実施形態では、繊維補強コンクリートによってコンクリート本体１２を形成した例を示したが、繊維補強コンクリートによって形成するコンクリート本体１２の内部に主筋やせん断補強筋を設けてもよい。
【００９８】
また、コンクリート本体１２は、繊維補強コンクリート以外のコンクリートによって形成してもよい。例えば、高強度コンクリートによってコンクリート本体１２を形成してもよいし、高強度コンクリートによってコンクリート本体１２を形成し、このコンクリート本体１２の内部に主筋やせん断補強筋を設けてもよい。また、例えば、鉄筋コンクリートによってコンクリート本体１２を形成してもよいし、鉄筋量の少ない鉄筋コンクリートや無筋コンクリートによってコンクリート本体１２を形成してもよい。
【００９９】
鉄筋を減らしたり又は無くしたりすることができれば、煩雑な配筋作業を軽減したり又は無くしたりことができる。また、鉄筋に発生する錆によって生じるコンクリートの耐久性低下を低減したり又は防いだりすることができる。鉄筋を減らしたり又は無くしたりする場合には、緊張部材１４、１６が主筋やせん断補強筋の役割りを兼ねることも可能である。
【０１００】
コンクリート本体１２の内部に主筋やせん断補強筋を設ける場合には、図４（ｃ）の平面図、及び図１６（ｃ）の平面図に示すように、主筋７６及びせん断補強筋７８から離して主筋７６及びせん断補強筋７８の内側や外側に緊張部材１４、１６を配置してもよいし、緊張部材１４、１６が挿入されたシース管２２を主筋７６及びせん断補強筋７８に接触させるようにして、主筋７６及びせん断補強筋７８の内側や外側に緊張部材１４、１６を配置してもよい。
【０１０１】
また、第１〜第３の実施形態では、コンクリート本体１２の内部に２つの緊張部材１４、１６を設けた例を示したが、緊張部材は、コンクリート本体１２の内部に３つ以上設けてもよいし、コンクリート本体１２の捩れを低減又は無くす効果を期待しなければ、コンクリート本体１２の内部に１つだけ設けてもよい。図１７の平面図には、４つの緊張部材（右巻きの２つの緊張部材１４と、左巻きの２つの緊張部材１６）がコンクリート本体１２の内部に設けられている例が示されている。
【０１０２】
緊張部材の本数、配置、傾斜角度は、必要とする構造部材の強度や施工性等に応じて適宜決めればよい。また、緊張部材を右巻きに設けるか左巻きに設けるかは、各緊張部材に付与される緊張力を考慮して、コンクリート本体１２に捩れが生じないように決めればよい。
【０１０３】
また、第１の実施形態では、緊張部材１４、１６をコンクリート本体１２の内部に設けた例を示し、第２の実施形態では、緊張部材１４、１６をコンクリート本体１２の外周面上に設けた例を示したが、例えば、図１８の斜視図に示す構造部材８０のように、緊張部材１４をコンクリート本体１２の内部に設け、緊張部材１６をコンクリート本体１２の外周面上に設けてもよい。
【０１０４】
また、第１及び第２の実施形態では、構造部材１０、３４を建築物の柱として用いる例を示したが、第１及び第２の実施形態の構造部材１０、３４、４０、４６、４８は、さまざまな用途の部材として用いることができる。例えば、第１及び第２の実施形態の構造部材１０、３４、４０、４６、４８を、建築物の柱、梁、壁、又は杭として用いることができる。
【０１０５】
第２の実施形態の構造部材３４（図６を参照のこと）のように、コンクリート本体１２の外周面上に突起が形成されている部材を杭として用いれば、この突起によって杭の引き抜き抵抗が大きくなるので、杭耐力の向上が期待できる。
【０１０６】
図１９（ａ）、（ｂ）の正面図には、柱８４と梁８６とによって構成された鉄筋コンクリート製の架構８２に、構造部材８８、９０を方立て壁として設けた例が示されている。構造部材８８、９０は、構造部材８８、９０の上下に配置された梁８６に取り付けられている。
【０１０７】
図１９（ａ）の構造部材８８では、コンクリート本体９２が長方形の横断面を有し、鉄筋コンクリートによって形成されている。また、図２０の斜視図に示すように、コンクリート本体９２の内部には、主筋９４及びせん断補強筋９６（不図示）が設けられるとともに、主筋９４に螺旋状に巻きつけるようにして平面視にて長方形状となるように緊張部材９８が設けられている。緊張部材９８には、緊張力が付与されている。
【０１０８】
図１９（ｂ）の構造部材９０では、コンクリート本体１００が長方形の横断面を有し、繊維補強コンクリートによって形成されている。また、コンクリート本体１００の内部には、主筋及びせん断補強筋を設けずに、構造部材８８と同様の配置で緊張力が付与された緊張部材９８が設けられている。
【０１０９】
図２１（ａ）、（ｂ）の正面図には、柱８４と梁８６とによって構成された鉄筋コンクリート製の架構８２に、構造部材１０２、１０４を間柱として設けた例が示されている。構造部材１０２、１０４は、構造部材１０２、１０４の上下に配置された梁８６に取り付けられている。
【０１１０】
図２１（ａ）の構造部材１０２では、コンクリート本体１０６が円形の横断面を有し、鉄筋コンクリートによって形成されている。また、図２２の斜視図に示すように、コンクリート本体１０６の内部には、主筋１０８及びせん断補強筋１１０が設けられるとともに、主筋１１０に螺旋状に巻きつけるようにして平面視にて円形となるように緊張部材１１２が設けられている。緊張部材１１２には、緊張力が付与されている。
【０１１１】
図２１（ｂ）の構造部材１０４では、コンクリート本体１１４が円形の横断面を有し、繊維補強コンクリートによって形成されている。また、コンクリート本体１１４の内部には、主筋及びせん断補強筋を設けずに、構造部材１０２と同様の配置で緊張力が付与された緊張部材１１２が設けられている。
【０１１２】
図２３の正面図には、梁１１６、１１８と一体になって鉄筋コンクリート製の水平構造体１２０、１２２を構成する柱梁接合部材１２４、１２６を上下に配置し、この柱梁接合部材１２４、１２６の間に躯体柱として取り付けられた構造部材１２８の例が示されている。
【０１１３】
柱梁接合部材１２４、１２６には、螺旋状の貫通孔が形成されており、繊維補強コンクリートによって形成されたコンクリート本体１３０の外周面上に螺旋状に設けられた緊張部材１３２の上端部１３４を柱梁接合部材１２４の貫通孔に貫通させ、緊張部材１３２の下端部１３６を柱梁接合部材１２６の貫通孔に貫通させている。
【０１１４】
そして、緊張部材１３２の上端部１３４及び下端部１３６を同時に引っ張り、緊張部材１３２に緊張力を付与した状態で、緊張部材１３２の上端部１３４を柱梁接合部材１２４に定着し、緊張部材１３２の下端部１３６を柱梁接合部材１２６に定着している。
【０１１５】
このように、構造部材１２８と柱梁接合部材１２４、１２６との接合部を跨ぐようにして（構造部材１２８から柱梁接合部材１２４、１２６へ渡って）緊張部材１３２を配置することにより、接合部の曲げ耐力を向上させることができる。
【０１１６】
図２４の側面図には、鉄筋コンクリート製の柱１３８に、梁としての構造部材１４０が支持されている例が示されている。構造部材１４０のコンクリート本体１４６は繊維補強コンクリートによって四角柱状に形成され、このコンクリート本体１４６から鉄筋コンクリート製の梁１４２が右側に張り出している。そして、コンクリート本体１４６の材軸に対して時計回りに旋回した形状となるように、緊張部材１４４がコンクリート本体１４６の内部に螺旋状に設けられている。
【０１１７】
また、梁１４２に常時作用する鉛直荷重Ｗにより構造部材１４０に発生している時計回りのモーメントＭ１と、緊張部材１４４により生じる捩れモーメントＭ２とがつり合うように、緊張部材１４４に緊張力を付与している。
【０１１８】
また、第１〜第３の実施形態では、図３に示すように、定着部２０に形成された雄ネジ２６に、切り欠き２４内に配置されたアンカープレート２８を介してナット３０を捩じ込み、締め付けることによって、緊張部材１４、１６の端部をコンクリート本体１２に定着した例を示したが、くさびを用いた定着方法等の他の方法によって緊張部材１４、１６の端部をコンクリート本体１２に定着してもよい。
【０１１９】
また、第１〜第３の実施形態の説明で用いられている用語の「螺旋」は、円柱面上を回転しながら軸方向に一定の速度で進んでいく時にできる渦巻状の空間曲線を意味するが、角柱面上を回転しながら軸方向に一定の速度で進んでいく時にできる渦巻状の空間折れ線も螺旋に含まれる。また、緊張部材１４、１６の配置形状の捻りは平面視にて３６０度未満であってもよい。つまり、コンクリート本体１２に対して上下方向と周方向とにプレストレスが導入されるように、緊張部材１４、１６がコンクリート本体１２の上下方向に延設され且つ周方向に傾斜して設置されていればよい。
【０１２０】
以上、本発明の第１〜第３の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、第１〜第３の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１２１】
１０、３４、４０、４６、４８、８０、８８、９０、１０２、１０４、１２８、１４０  構造部材
１２、９２、１００、１０６、１１４、１３０、１４６  コンクリート本体
１４、１６、９８、１１２、１３２、１４４  緊張部材
Ｖ  繊維補強コンクリート
【図１】
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【図２】
0005586999.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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