(57)【要約】【課題】本発明は、梁の性能を自在にコントロールできる、プレストレストコンクリート梁、及びプレストレストコンクリート梁の製造方法を提供する。【解決手段】プレストレストコンクリート梁１は、プレストレストコンクリート梁１の長手方向に延在する緊張材２と、プレストレスが導入された状態の緊張材２の所定位置に対をなして圧着接合された定着金物４と、これらを埋設するコンクリート３により構成される。プレストレストコンクリート梁１は、対をなす定着金物４が、コンクリート３に埋設されてその位置を固定されることにより、対をなす定着金物４に挟まれた領域内で、プレストレスが長期にわたり保持されるプレストレス有効領域１ａが形成され、対をなす定着金物４に挟まれた領域外、つまり定着金物４とプレストレストコンクリート梁１の端部の間で、プレストレスが消失されやすいプレストレス減退あるいは無効領域１ｂが形成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延在しプレストレス力が導入されている緊張材と、該緊張材を埋設するコンクリートを備えるプレストレストコンクリート梁であって、
前記緊張材には、緊張材と比較して断面径が大きく、かつ緊張材が貫通する貫通穴を備える定着金物が、前記コンクリートに埋設される位置に所定の離間間隔をもって、対をなして固着されることを特徴とするプレストレストコンクリート梁。
【請求項２】
請求項１に記載のプレストレストコンクリート梁において、
対をなす前記定着金物に挟まれた領域を除く緊張材の外周面には、アンボンド処理が施されることを特徴とするプレキャストコンクリート梁。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプレストレストコンクリート梁において、
前記緊張材には、ねじ切り鋼棒が用いられるとともに、前記定着金物に備えられた貫通穴の周面には、ねじ切り鋼棒に嵌合するねじ切り面が形成されることを特徴とするプレストレストコンクリート梁。
【請求項４】
対をなす定着金物各々の貫通穴に緊張材を貫通させた状態で、該緊張材をプレストレス導入架台に設置し、プレストレスを導入する第１の工程と
該緊張材の所定位置に対をなす定着金物を固着する第２の工程と、
両者を埋設するようにコンクリートを打設し、硬化後、前記緊張材をプレストレス導入架台より開放する第３の工程とにより構成されることを特徴とするプレストレストコンクリート梁の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のプレストレストコンクリート梁の製造方法において、
第２の工程で、さらに、対をなす前記定着金物に挟まれた領域を除く緊張材の外周面にアンボンド処理を施すことを特徴とするプレストレストコンクリート梁の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高性能のプレストレストコンクリート梁、及びプレストレストコンクリート梁の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鉄筋コンクリート造の超高層住宅には、大スパン化に対応するため、プレキャストコンクリート造（以降、ＰＣａ造）のプレストレストコンクリート梁が適用されている。超高層住宅に適用できる低コストのＰＣａ造のプレストレストコンクリート梁は、工場等において製作されるプレテンション方式によるものを用いられる場合が多い。ここでプレテンション方式のプレストレストコンクリート梁とは、プレストレス導入架台に緊張材を設置し、該緊張材にプレストレス力を導入した状態で、これらを埋設するようにコンクリートを打設し、型枠脱型後にプレストレストコンクリート梁の両端部で緊張材を切断し、プレストレス導入架台より緊張材を開放することにより製造されものである。
【０００３】
このような構成のプレストレストコンクリート梁は、端部において前記緊張材が開放されているためプレストレスが消失しやすい。また、地震等が発生した際には、柱等の他の部材との取り合い部となるこれら端部に繰り返し変形を受けるため、コンクリートのひび割れにより緊張材が付着劣化し、プレストレスの消失するゾーンが拡大しやすいといった課題を有している。
このような事情に鑑み、特許文献１では、プレストレストコンクリート梁の両端部各々に、前記緊張材の補助定着手段を設けることにより、プレストレストコンクリート梁の両端部におけるプレストレスの消失を抑制している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３０９１０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成のプレストレストコンクリート梁は、地震等が発生した際に変形を受けやすい端部にプレストレスが存在することにより、前記緊張材を埋設しているコンクリートの圧壊を助長することとなり、また、コンクリートの圧壊の助長に伴い、プレストレスの有効領域も減退しやすく、必ずしも端部までプレストレスが導入されていることが有効であるとは言えない。
【０００６】
上記事情に鑑み、本発明は、プレストレスが導入される部位とされない部位を明確に区別し、梁の性能を自在にコントロールできる、プレストレストコンクリート梁、及びプレストレストコンクリート梁の製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のプレストレストコンクリート梁は、長手方向に延在しプレストレス力が導入されている緊張材と、該緊張材を埋設するコンクリートを備えるプレストレストコンクリート梁であって、前記緊張材には、緊張材と比較して断面径が大きく、かつ緊張材が貫通する貫通穴を備える定着金物が、前記コンクリートに埋設される位置に所定の離間間隔をもって、対をなして固着されることを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載のプレストレストコンクリート梁は、対をなす前記定着金物に挟まれた領域を除く緊張材の外周面には、アンボンド処理が施されることを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載のプレストレストコンクリート梁は、前記緊張材には、ねじ切り鋼棒が用いられるとともに、前記定着金物に備えられた貫通穴の周面には、ねじ切り鋼棒に嵌合するねじ切り面が形成されることを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載のプレストレストコンクリート梁の製造方法は、長手方向に延在しプレストレスが導入された緊張材と、該緊張材を埋設するコンクリートを備えるプレストレストコンクリート梁の製造方法であって、対をなす定着金物各々の貫通穴に緊張材を貫通させた状態で、該緊張材をプレストレス導入架台に設置し、プレストレスを導入する第１の工程と該緊張材の所定位置に対をなす定着金物を固着する第２の工程と、両者を埋設するようにコンクリートを打設する第３の工程とにより構成されることを特徴としている。
【００１１】
請求項５記載のプレストレストコンクリート梁の製造方法は、第２の工程で、さらに、対をなす前記定着金物に挟まれた領域を除く緊張材の外周面にアンボンド処理を施すことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のプレストレストコンクリート梁、及びプレストレストコンクリート梁の製造方法を、図１から図３に示す。本発明は、プレストレストコンクリート梁を構成する緊張材に、所定の離間間隔をもって対をなす定着金物を固定し、緊張材とともに該定着金物をコンクリートに埋設することにより、プレストレストコンクリート梁において、定着金物に挟まれた領域内をプレストレスの有効領域、定着金物に挟まれた領域外をプレストレスの減退あるいは無効領域として、明確な性能区分を設けるものである。
【００１３】
図１（ａ）に示すように、プレストレストコンクリート梁１は、緊張材２、コンクリート３、及び定着金物４より構成されている。緊張材２は、プレストレストコンクリート梁１の長手方向に位置するように配置されており、プレストレスを導入された状態で、コンクリート３中に埋設されている。本実施の形態では、緊張材２にストランドよりなるＰＣ鋼線を用いているが、必ずしもこれにこだわるものではなく、プレストレスを導入することが可能で、かつ外周面に前記コンクリート３が付着しやすいＰＣ鋼線、鋼材、あるいは鋼棒であれば、何れを用いても良い。
【００１４】
また、上述する緊張材２には、所定の離間間隔をもって定着金物４が対をなして配置されている。該定着金物４は、鋼材等の剛性を有する部材により構成されており、図２（ａ）に示すように、前記緊張材２よりも大きい断面径を有するとともに、その略中央部には、緊張材２が貫通できる孔４ａが設けられている。これらは、前記孔４ａに前記緊張材２が貫通されており、該緊張材２にプレストレスが導入された状態の所定位置に圧着接合され、さらに前記コンクリート３中に埋設されている。
【００１５】
このような構成のプレストレストコンクリート梁１は、前記緊張材２に圧着された対をなす定着金物４が、前記コンクリート３に埋設されてその位置を固定されることにより、対をなす定着金物４に挟まれた領域内の緊張材２に対して、当初より導入されているプレストレスを常時保持する機能を果たすものである。一方、対をなす定着金物４に挟まれた領域外、つまり定着金物４とプレストレストコンクリート梁１の端部の間に位置する緊張材２は、プレストレストコンクリート梁１の端部が固定されておらず開放されているため、当初より導入されているプレストレスを長期間保持することができない。これにより、図１（ｂ）に示すように、プレストレストコンクリート梁１には、対をなす定着金物４を境に、中央部には緊張材２にプレストレスが保持されたプレストレス有効領域１ａが形成され、両端部にはプレストレスが消失されやすいプレストレス減退あるいは無効領域１ｂが形成されることとなる。
【００１６】
ところで、前記プレストレストコンクリート梁１には、対をなす定着金物４に挟まれた領域外、つまりプレストレス減退あるいは無効領域１ｂにおける緊張材２の外周面にアンボンド剤７が添付されている。該アンボンド剤７は、一般に鋼材とコンクリートとを絶縁することを目的に用いられるものであり、本実施の形態においても、前記緊張材２にコンクリート３が付着しない構成が形成されている。
このようなアンボンド剤７を塗布した構成のプレストレストコンクリート梁１は、プレストレス減退あるいは無効領域１ｂを、完全なプレストレスの無効な領域とするとともに、この領域に外力として曲げモーメントが作用した場合、プレストレストによるコンクリート圧縮縁応力度が発生しないため、通常の鉄筋コンクリート造の梁と同様に、コンクリートの圧壊まで十分な曲げ変形性能を確保できるものである。
なお、プレストレストコンクリート梁１のプレストレス減退あるいは無効領域１ｂには、必ずしもアンボンド剤７を塗布する必要はない。
【００１７】
上述する構成のプレストレストコンクリート梁１の製造方法を図３を用いて以下に詳述する。
なお、製造に用いられるプレストレス導入架台５は、コンクリート型枠５ｂと該コンクリート型枠５ｂを長手方向から挟み込むように対をなして配置された支柱５ａと、該支柱５ａに備えられた図示しないプレストレス導入機構により構成されている。
【００１８】
第１の工程では、図３（ａ）に示すように、対をなす支柱５ａ各々に、前記コンクリート型枠５ｂを貫通させた緊張材２の両端部を固定し、図示しないプレストレス導入機構を介して、緊張材２に所望量の張力を導入する。このとき、前記緊張材２には、あらかじめ対をなす定着金具４を備えておくこととし、緊張材２がプレストレス導入架台５に取り付けられた際には、対をなす定着金具４が貫通孔４ａに緊張材２を貫通された状態で前記コンクリート型枠５ｂの内方に位置するように取り付けておく。
【００１９】
第２の工程では、図３（ｂ）に示すように、所望量のプレストレス力が導入された状態の緊張材２に対して、プレストレスを長期的に保持したい範囲を決定するとともに、この範囲を形成する位置に対をなす定着金具４を位置決めし、これら対をなす定着金具４を緊張材２に圧着固定する。
一方、対をなす定着金具４に挟まれた領域外に位置する緊張材２には、その外周面にアンボンド剤７を塗布しておく。なお、アンボンド剤７は、必ずしも塗布する必要はない。
【００２０】
第３の工程では、図３（ｃ）に示すように、前記緊張材２及び対をなす定着金具４の両者を埋設するように、コンクリート型枠５ｂにコンクリートを打設し、硬化後、前記支柱５ａより緊張材２を開放するとともに、脱型する。
これにより、対をなす定着金具４に挟まれた範囲にプレストレスト有効領域１ａ、他の領域つまり両端部近傍にプレストレスト減退あるいは無効領域１ｂを備えたプレストレストコンクリート梁１が形成される。
【００２１】
なお、本実施の形態では、前記緊張材２にストランドを用いる構成としたが、必ずしもこれにこだわるものではなく、例えば、図２（ｂ）に示すように、表面がねじ切りされたねじ切りＰＣ鋼棒を用いる構成としても良い。この場合には、前記定着金具４に設けられた孔４ａの内周面に、ねじ切りＰＣ鋼棒が嵌合するねじ切り面を形成しておくことにより、容易に緊張材２の所定位置に定着金具４を固定することができるものである。
また、前記定着金具４は、図２（ｃ）に示すように、分割可能な形状を有するものでも良く、前記緊張材２の所定位置に容易にかつ確実に固着できるものであれば、何れを用いても良い。
【００２２】
上述する構成によれば、前記プレストレストコンクリート梁１は、緊張材２に定着金物４が所定の離間間隔をもって対をなして固定されており、緊張材２とともに対をなす定着金物４が埋設されていることから、対をなす定着金物４に挟まれた範囲内にはプレストレスが長期的に保持されるプレストレスト有効領域１ａ、対をなす定着金物に挟まれた領域外、つまりプレストレストコンクリート梁１の両端部近傍に、プレストレスが消失しやすいプレストレス減退あるいは無効領域１ｂを形成することができ、簡略な構成で計画的にプレストレスの有無に係る梁の性能を区分することが可能となる。
また、対をなす定着金物４に挟まれたプレストレスト有効領域１は、地震時にもプレストレスの減退を生じさせないことが可能となる。
【００２３】
さらに、前記プレストレストコンクリート梁１の両端部近傍には、プレストレス減退あるいは無効領域１ｂが形成されることから、図１（ｃ）に示すように、これらを構造物に適用した際には、地震等が発生し、柱６との取り合い部となる両端部に繰り返し変形によるひび割れが生じた場合にも、有効領域のプレストレス減退を防ぐことができる。
【００２４】
また、プレストレス減退あるいは無効領域１ｂは、アンボンド材７を添付した場合には、完全なプレストレスの無効な領域が形成されるため、変形性能が期待でき、両端部に至るまでプレストレスト有効領域１ａが形成されている梁を用いた剛な構造物と比較して、耐震安全性を高めることが可能となる。
【００２５】
前記緊張材２にねじ切りＰＣ鋼棒を用いるとともに、前記定着金具４に設けられた孔４ａの内周面に、ねじ切りＰＣ鋼棒が嵌合するねじ切り面を形成しておくことにより、容易に緊張材２への位置決めや固定を行うことが可能となる。
【００２６】
前記プレストレストコンクリート梁１の製造方法によれば、プレストレスが導入された緊張材２の所定位置に対をなす定着金物４を圧着した後、これらを埋設するようにコンクリート３を打設すればよいため、煩雑な作業を不要としながらも、計画的にプレストレスの有無に係るプレストレストコンクリート梁１の性能を区分することが可能となる。
【００２７】
また、前記緊張材２に対する対をなす定着金物４の配置位置、および対をなす定着金物４の離間間隔を適宜変化させることにより、プレストレスト有効領域の位置や範囲を自在に決定することができるため、プレストレストコンクリート梁１の性能を自在にコントロールすることが可能となる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載のプレストレストコンクリート梁によれば、長手方向に延在しプレストレス力が導入されている緊張材と、該緊張材を埋設するコンクリートを備えるプレストレストコンクリート梁であって、前記緊張材には、緊張材と比較して断面径が大きく、かつ緊張材が貫通する貫通穴を備える定着金物が、前記コンクリートに埋設される位置に所定の離間間隔をもって、対をなして固着されることから、対をなす定着金物に挟まれた範囲内にはプレストレスが長期的に保持されるプレストレスト有効領域、対をなす定着金物に挟まれた領域外、つまりプレストレストコンクリート梁の両端部近傍に、プレストレスが消失しやすいプレストレス減退あるいは無効領域を形成することができ、簡略な構成で計画的にプレストレスの有無に係る梁の性能を区分することが可能となる。また、対をなす定着金物に挟まれたプレストレスト有効領域は、地震時にもプレストレスの減退を生じさせないことが可能となる。
【００２９】
請求項２記載のプレストレストコンクリート梁によれば、対をなす前記定着金物に挟まれた領域を除く緊張材の外周面には、アンボンド処理が施されることから、前記プレストレストコンクリート梁の両端部近傍には、完全なプレストレスの無効な領域が形成されるため、地震等が発生し、柱との取り合い部となる両端部に繰り返し変形が生じた場合にも、圧縮縁コンクリートが圧壊しにくく、両端部に至るまでプレストレスト有効領域が形成されている梁を用いた剛な構造物と比較して、耐震安全性を高めることが可能となる。
【００３０】
請求項３記載のプレストレストコンクリート梁によれば、前記緊張材には、ねじ切り鋼棒が用いられるとともに、前記定着金物に備えられた貫通穴の周面には、ねじ切り鋼棒に嵌合するねじ切り面が形成されることから、容易に緊張材への位置決めや固定を行うことが可能となる。
【００３１】
請求項４または５に記載のプレストレストコンクリート梁の製造方法によれば、長手方向に延在しプレストレスが導入された緊張材と、該緊張材を埋設するコンクリートを備えるプレストレストコンクリート梁の製造方法であって、対をなす定着金物各々の貫通穴に緊張材を貫通させた状態で、該緊張材をプレストレス導入架台に設置し、プレストレスを導入する第１の工程と該緊張材の所定位置に対をなす定着金物を固着する第２の工程と、両者を埋設するようにコンクリートを打設する第３の工程とにより構成される。もしくは、第２の工程で、対をなす前記定着金物に挟まれた領域を除く緊張材の外周面にアンボンド処理を施す。
これにより、煩雑な作業を不要としながらも、計画的にプレストレスの有無に係るプレストレストコンクリート梁の性能を区分することが可能となる。
【００３２】
また、前記緊張材に対する対をなす定着金物の配置位置、および対をなす定着金物の離間間隔を適宜変化させることにより、プレストレスト有効領域の位置や範囲を自在に決定することができるため、プレストレストコンクリート梁の性能を自在にコントロールすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプレストレストコンクリート梁の詳細を示す図である。
【図２】本発明に係るプレストレストコンクリート梁の定着金物を示す図である。
【図３】本発明に係るプレストレストコンクリート梁の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
１  プレストレストコンクリート梁
２  緊張材
３  コンクリート
４  定着金物
５  プレストレス導入架台
６  柱
７  アンボンド剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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