(57)【要約】【課題】貫通孔周辺にひび割れを集中して生じさせず、部材の品質や耐久性を向上できる鉄筋コンクリート造部材の補強構造を提供すること。【解決手段】鉄筋コンクリート造部材１０の材軸Ｘと交差する方向の孔軸Ｙに沿って部材を貫通する貫通孔１５が設けられ、この貫通孔１５を挟んで、貫通孔１５の周辺コンクリート１１に対し、材軸Ｘに関して傾斜した方向のプレストレスを導入することにより、コンクリート１１に圧縮応力を予め加えることで、貫通孔１５周辺にひび割れが集中しにくくなり、鉄筋コンクリート造部材１０の品質や耐久性を向上できる。また、プレストレスが材軸Ｘに関して傾斜して導入されることにより、材軸Ｘに沿った乾燥収縮および材軸Ｘに交差する方向のせん断力の両方に対して、プレストレスが有効に作用してひび割れを抑制できる。【選択図】　図２
2004124623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋コンクリート造部材の材軸と交差する方向の孔軸に沿って前記部材を貫通する貫通孔が設けられ、
前記貫通孔を挟んで配置され、かつ、前記材軸に関して傾斜した方向のプレストレスを当該貫通孔の周辺コンクリートに導入する、プレストレス導入手段を備えることを特徴とする鉄筋コンクリート造部材の補強構造。
【請求項２】
請求項１に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造において、
前記プレストレス導入手段は、前記部材の互いに対向する端面に両端部が定着され、所定の緊張力が加えられた緊張材により構成され、
前記緊張材は、前記材軸に関して所定の傾斜角度を有して配設されていることを特徴とする鉄筋コンクリート造部材の補強構造。
【請求項３】
請求項２に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造において、
前記緊張材は、前記部材のコンクリートとの間に付着力を生じないアンボンド材であることを特徴とする鉄筋コンクリート造部材の補強構造。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造において、
前記緊張材は、前記材軸および前記孔軸で構成される平面と略平行に配設されていることを特徴とする鉄筋コンクリート造部材の補強構造。
【請求項５】
請求項４に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造において、
前記緊張材は、略Ｘ字形に組み合わせた２本の当該緊張材が前記貫通孔を挟んで略対称に配設された４本を１組として構成されていることを特徴とする鉄筋コンクリート造部材の補強構造。
【請求項６】
請求項２または請求項３に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造において、
前記緊張材は、前記孔軸に直交する平面と略平行に配設されていることを特徴とする鉄筋コンクリート造部材の補強構造。
【請求項７】
請求項６に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造において、
前記緊張材は、前記貫通孔を囲んで略井桁状に配設された４本を１組として構成されていることを特徴とする鉄筋コンクリート造部材の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋コンクリート造部材の補強構造に係り、特に、貫通孔が設けられた鉄筋コンクリート造部材の補強構造に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、貫通孔が設けられた鉄筋コンクリート造の部材として、例えば、建物における限られた階高の中で、天井内等の設備配管を有効に配設するために、梁の両側面を貫通する貫通孔を設けた有孔梁がある。このような鉄筋コンクリート造有孔梁の補強構造には、梁断面内の貫通孔周辺にせん断補強筋としてのあばら筋を密に配筋する補強構造や、貫通孔周辺に補強金物を配置する補強構造がある。
これら有孔梁の補強構造は、貫通孔による梁のコンクリート断面の欠損分に対応した鉄筋量を有するあばら筋や補強金物を配置することにより、貫通孔が無い場合と同等程度のせん断耐力を確保しようとするものである。
【０００３】
近年において、上述の補強構造のうち、補強金物を用いた補強構造については、多種多様な形状や材料強度を有する補強金物が考案され、各々の補強金物について多くの研究や実験等に基づいた耐力算定式や施工要領等が提案されている。そして、このような補強金物を用いた補強構造は、建設現場においてあばら筋を密に配筋する補強構造と比較し、施工の容易性や品質の安定性等の長所を有することから、非常に多くの建物において採用されている。
【０００４】
図６、７に補強金物を用いた有孔梁の補強構造の一例を示す。図６（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、鉄筋コンクリート造有孔梁８０の水平断面図、材軸に沿った縦断面図、および材軸に交差する縦断面図である。すなわち、図６（Ａ）は、図６（Ｂ）に示す矢視ＶＩＡ−ＶＩＡ線断面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す矢視ＶＩＢ−ＶＩＢ線断面図であり、図６（Ｃ）は、図６（Ａ），（Ｂ）に示す矢視ＶＩＣ−ＶＩＣ線断面図である。また、図７は、有孔梁８０の断面内に設けられる補強金物８６を示す斜視図である。
図６、７において、材軸Ｘに沿って延びる鉄筋コンクリート造梁の両側面間に渡って、材軸Ｘと略直交する孔軸Ｙに沿って当該梁を貫通する貫通孔８５が設けられ、当該梁は有孔梁８０とされている。貫通孔８５の周辺において、上下の主筋８２は材軸Ｘに沿って連続的に配筋されているが、貫通孔８５にかかる部分のあばら筋８３については、配筋不可能であるため省略されている。
【０００５】
また、貫通孔８５の周辺のコンクリート８１断面内には、有孔梁８０の両側面に沿い、上下の主筋８２間に渡って２個の補強金物８６が配置されている。この補強金物８６は、所定の強度および径を有する鉄筋を曲げ加工することで、正面略菱形の二重巻状に形成され、二重巻き内側の鉄筋が貫通孔８５の内周面から所定のかぶり厚さを確保する状態で配置されている。
このような有孔梁８０の施工手順としては、主筋８２およびあばら筋８３を配筋した状態で、貫通孔８５部分に紙製や塩化ビニール製の円筒管と補強金物８６を配置する。そして、梁側面および底面部分を型枠で囲んだ状態でコンクリート８１を打設し、このコンクリート８１が硬化後、型枠および貫通孔８５部分の円筒管を撤去して、有孔梁８０が完成する。
【０００６】
以上のような有孔梁８０の補強構造では、貫通孔８５を設けたことによるコンクリート８１の断面欠損分の強度を補強するための補強金物８６が配置されたことにより、有孔梁８０のせん断耐力が確保されている。すなわち、特に有孔梁８０がラーメン構造を構成する部材として用いられた場合、地震や強風等の水平外力が建物に作用した際に、有孔梁８０には大きなせん断が作用するが、このせん断力に耐え得るだけのせん断耐力が補強金物８６により確保されている。
また、このような補強構造は、施工時において、補強金物８６を配置するだけの作業でよいため、施工が容易であるとともに、補強金物８６は通常、気象条件や作業条件が一定した鉄筋加工工場等で加工されるため、品質が安定しているという長所を備えている。さらに、より大きなせん断耐力が必要とされる場合であっても、補強金物８６の個数を増やすだけで、容易にせん断耐力を向上できるという長所も備えている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した補強金物を用いた補強構造では、地震時等に補強金物が応力を負担することで作用するせん断力に耐えようとするものであるため、補強金物の鉄筋には負担応力に応じただけの歪みが生じ、この歪みに相当するひび割れが貫通孔周辺に集中して発生することがある。
具体的には、図８（Ａ），（Ｂ）の有孔梁の貫通孔周辺を拡大した側面図のうち、図８（Ａ）に示すように、有孔梁８０にせん断力９１が作用した場合、貫通孔８５の接線に沿った接線ひび割れ８７や、貫通孔８５の直径方向に沿った対角ひび割れ８８等の材軸Ｘに関して略４５度の傾きを有したせん断ひび割れが生じることがある。
【０００８】
また、地震時等以外であってもコンクリート打設後の乾燥収縮によるひび割れが貫通孔周辺に集中して発生することがある。
具体的には、図８（Ｂ）に示すように、コンクリート８１の乾燥収縮により有孔梁８０に引張り力９２が作用した場合、貫通孔８５の上下位置から有孔梁８０の上下面に向かって生じる乾燥収縮ひび割れ８９のように、材軸Ｘに関して略直交するひび割れが生じることがある。このような乾燥収縮ひび割れ８９は、コンクリート８１と補強金物８６との付着力を十分発揮できないコンクリート硬化途中に生じるため、補強金物８６によって防止することは困難である。
【０００９】
以上に述べたように、従来の補強構造では、貫通孔周辺のコンクリート部分に集中して生じることがある種々のひび割れを防止できず、これらのひび割れが発生することにより鉄筋コンクリート部材の剛性が低下し、コンクリートの中性化が早まる可能性があるため、鉄筋コンクリート部材の品質や耐久性が必ずしも十分に確保できないという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、貫通孔周辺にひび割れを集中して生じさせず、部材の品質や耐久性を向上できる鉄筋コンクリート造部材の補強構造を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の鉄筋コンクリート造部材の補強構造は、次の構成を採用する。
本発明の請求項１に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造は、鉄筋コンクリート造部材の材軸と交差する方向の孔軸に沿って前記部材を貫通する貫通孔が設けられ、前記貫通孔を挟んで配置され、かつ、前記材軸に関して傾斜した方向のプレストレスを当該貫通孔の周辺コンクリートに導入する、プレストレス導入手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
なお、ここで、「鉄筋コンクリート造部材」には、鉄筋コンクリート造構築物における柱、梁、壁、床スラブ等、所定の長さや広がりを有する部材が含まれる。この際、「材軸」としては、部材内部に配筋される主筋に沿った方向を意味し、さらに、壁や床スラブ等の板状部材においては、主筋に沿った方向または、せん断補強筋や配力筋に沿った方向を意味する。
また、「貫通孔」としては、設備配管用の貫通孔に限らず、壁に設けられる窓や出入り口用の開口、床に設けられるハッチ用の開口等が含まれる。
【００１３】
この発明によれば、貫通孔の周辺コンクリートにプレストレスを導入することにより、コンクリートに圧縮応力を加えておくことで貫通孔周辺にひび割れが集中しにくくなり、鉄筋コンクリート造部材の品質や耐久性を向上できる。
また、プレストレスが材軸に関して傾斜して導入されることにより、材軸に沿った乾燥収縮および材軸に交差する方向のせん断力の両方に対して、プレストレスが有効に作用してひび割れを抑制できる。さらに、ひび割れが生じた場合でも、ひび割れを閉じる方向にプレストレスが作用するため、ひび割れ幅が拡大することがなく、ひび割れから部材内部への水の浸入を防止でき、部材の耐久性をさらに向上できる。
【００１４】
請求項２に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造は、請求項１に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造において、前記プレストレス導入手段は、前記部材の互いに対向する端面に両端部が定着され、所定の緊張力が加えられた緊張材により構成され、前記緊張材は、前記材軸に関して所定の傾斜角度を有して配設されていることを特徴とする。
ここで、「緊張材」としては、ＰＣ鋼棒やＰＣ鋼より線（ストランド）等の所定の引張り強度を有する線状材料が採用でき、この緊張材端部を定着する方法についても、定着板や定着金物等を用いて所定の定着性能を発揮できる方法が採用できる。
【００１５】
この発明によれば、部材端面に端部が定着された緊張材に所定の緊張力を加えることにより、緊張材の定着部からの反力としての圧縮力を部材のコンクリート部分に作用させることができ、比較的簡便にプレストレスを導入できる。
また、緊張材が材軸に関して所定の傾斜角度を有して配設されていることにより、材軸に沿った乾燥収縮および材軸に交差する方向のせん断力の両方に対して、有効にプレストレスを作用させることでひび割れを抑制できるとともに、材軸に交差する方向に関する部材のせん断耐力を向上することができる。
さらに、線状材料からなる緊張材を用いることで、部材中に配筋された主筋やせん断補強筋との干渉を避けて配設することができ、容易かつ迅速に施工作業ができる。
【００１６】
請求項３に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造は、請求項２に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造において、前記緊張材は、前記部材のコンクリートとの間に付着力を生じないアンボンド材であることを特徴とする。
この発明によれば、アンボンド材である緊張材とコンクリートとの間に付着力が作用しないことにより、緊張材に加えた緊張力の反力が全て定着部に作用するので、緊張材の途中部分に付着力が作用する場合と比較し、プレストレスの作用メカニズムが明快になり、より確実性の高い補強が実現できる。すなわち、緊張材の途中部分に付着力が作用する場合には、地震等により部材にせん断応力が作用すると、コンクリートとの間の付着が切れてプレストレスの作用メカニズムが変化してしまい、初期の性能が発揮できないことがあるが、定着部のみで反力を作用させるアンボンド材を用いれば、そのような変化は起きず、安定した性能を得ることができる。
【００１７】
また通常、緊張材とコンクリートとの間に付着力を作用させるボンド工法には、コンクリート打設前に緊張材を緊張するプレテンション工法、または、緊張材をシース等の管に通して配設し、コンクリート打設後に緊張するとともにシース内にグラウト材を注入し、緊張材とコンクリートとを付着させるポストテンショングラウト工法等がある。
プレテンション工法では、緊張材を緊張した状態でコンクリートを打設しなければならないので、施工がしづらく、また、ポストテンショングラウト工法では、シースの外径が大きくなってしまい、部材中に配設する際に主筋やせん断補強筋と干渉し、配設しづらいため、いずれの工法においても作業に手間が掛かるという不都合がある。
本発明ではアンボンド材を用いたことにより、上述のような不都合を生じず、施工性に優れた補強構造とすることができる。
【００１８】
請求項４に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造は、請求項２または請求項３に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造において、前記緊張材は、前記材軸および前記孔軸で構成される平面と略平行に配設されていることを特徴とする。
この発明によれば、材軸および孔軸を含む平面と平行に、かつ、材軸に関して所定の傾斜角度を有して緊張材を配設することにより、孔軸に沿った方向に関して緊張材が有効に作用し、この方向に作用するせん断力によるひび割れを防止し、部材のせん断耐力を向上できる。また、材軸に関して傾斜した緊張材によるプレストレスのうち、材軸方向成分の作用により、材軸に沿った方向の乾燥収縮によるひび割れをも有効に防止できる。
さらに、通常材軸に沿って配筋される主筋と緊張材との干渉がなくなり、また、貫通孔との間隔も容易に確保できるため、緊張材を配設しやすく、作業性を向上できる。
【００１９】
請求項５に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造は、請求項４に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造において、前記緊張材は、略Ｘ字形に組み合わせた２本の当該緊張材が前記貫通孔を挟んで略対称に配設された４本を１組として構成されていることを特徴とする。
この発明によれば、略Ｘ字形に組み合わせた２本の緊張材を貫通孔を挟んで略対称に４本を１組として配設することにより、貫通孔の周辺コンクリートに対して偏ることなく、バランス良くプレストレスを導入することができるので、ひび割れの集中を防止し、部材の品質や耐久性をより良好にできる。
【００２０】
請求項６に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造は、請求項２または請求項３に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造において、前記緊張材は、前記孔軸に直交する平面と略平行に配設されていることを特徴とする。
この発明によれば、孔軸に直交する平面と平行に、かつ、材軸に関して所定の傾斜角度を有して緊張材を配設することにより、材軸および孔軸に直交する方向に関して緊張材が有効に作用し、この方向に作用するせん断力によるひび割れを防止し、部材のせん断耐力を向上できる。
また、材軸に関して傾斜した緊張材によるプレストレスのうち、材軸方向成分の作用により、材軸に沿った方向の乾燥収縮によるひび割れをも有効に防止できる。
【００２１】
請求項７に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造は、請求項６に記載の鉄筋コンクリート造部材の補強構造において、前記緊張材は、前記貫通孔を囲んで略井桁状に配設された４本を１組として構成されていることを特徴とする。
この発明によれば、４本の緊張材を１組とし、貫通孔を囲んで略井桁状に配設することにより、貫通孔の周辺コンクリートに対して偏ることなく、バランス良くプレストレスを導入することができるので、ひび割れの集中を防止し、部材の品質や耐久性をより良好にできる。また、緊張材を略井桁状に配設することで、部材に作用する正負両方向のせん断力に対して緊張材が有効に機能し、部材のせん断耐力を正負両方向に関して均等に向上できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。なお、以下の説明にあたって、同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
図１ないし図４には、本発明の第１実施形態に係る鉄筋コンクリート造部材の補強構造が示され、図５には、第２実施形態に係る鉄筋コンクリート造部材の補強構造がそれぞれ示されている。
【００２３】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態について説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、鉄筋コンクリート造有孔梁１０の水平断面図、および材軸に沿った縦断面図である。すなわち、図１（Ａ）は、図１（Ｂ）に示す矢視ＩＡ−ＩＡ線断面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す矢視ＩＢ−ＩＢ線断面図である。また、図２は、有孔梁１０の断面内に配設される緊張材の配設状態を示す斜視図であり、図３は、緊張材端部の定着部を拡大して示す斜視図である。
【００２４】
図１ないし図３において、鉄筋コンクリート造部材としての有孔梁１０は、材軸Ｘに沿って延びる断面矩形状の長尺部材であり、コンクリート１１とその中に配筋された主筋１２およびせん断補強筋としてのあばら筋１３とを備えて構成されている。主筋１２は、異径鉄筋等の材料が材軸Ｘに沿って連続して設けられ、本実施形態においては、上下に各３本ずつ配筋されている。あばら筋１３は、上下の主筋１２を囲むように矩形輪状に曲げ加工された異径鉄筋や丸鋼からなり、材軸Ｘに沿って所定の間隔ごとに配置されている。
【００２５】
有孔梁１０の両側面間には、材軸Ｘと略直交した孔軸Ｙに沿って有孔梁１０を貫通する貫通孔１５が設けられている。貫通孔１５は、有孔梁１０の両側に渡って配設される図示しない設備配管等を通すためのもので、この設備配管の外径より大きな内径を有する断面円形に形成されている。また、貫通孔１５が設けられる位置において、配筋不可能であるため、あばら筋１３は省略されている。
また、有孔梁１０の上下面には、材軸Ｘと交差する方向に沿って、断面Ｖ字形の溝１１Ａが形成されている。
【００２６】
有孔梁１０の上下面間には、貫通孔１５の周辺を囲むように４本の緊張材としてのＰＣ鋼棒１６が、主筋１２およびあばら筋１３の間を通して配設されている。４本のＰＣ鋼棒１６のうち、２本は図１（Ｂ）中右上がりに、他の２本は図１（Ｂ）中右下がりに、それぞれ材軸Ｘに関して略４５度の傾斜角度を有して、すなわち、貫通孔１５を囲む略井桁状に配設されている。
従って、ＰＣ鋼棒１６は、孔軸Ｙに直交する平面としての鉛直面に略平行に、かつ、材軸Ｘに関する所定の傾斜角度として略４５度の傾斜を有して配設されている。
なお、有孔梁１０の上下方向に関してＰＣ鋼棒１６と材軸Ｘとの傾斜角度は、２０度から６０度の範囲に設定されることが望ましい。
【００２７】
また、ＰＣ鋼棒１６はそれぞれ、有孔梁１０の対向する端面としての上下面において、溝１１Ａの片側面に設けられた定着部１７によって両端部が定着され、所定の緊張力が加えられている。このＰＣ鋼棒１６に加えられた緊張力の反力が、定着部１７を介してコンクリート１１に圧縮力として作用している。すなわち、この作用する圧縮力が貫通孔１５の周辺コンクリート１１にプレストレスとして導入されていることとなる。
そして、各ＰＣ鋼棒１６は、図示しない被覆が施され、この被覆とＰＣ鋼棒との間にグリス等の潤滑性材料が充填されて、コンクリート１１との間の付着が切られたアンボンド材とされている。
なお、緊張材としては、ＰＣ鋼棒に限らず、ＰＣ鋼より線（ストランド）であってもよい。
また、ＰＣ鋼棒１６に導入する緊張力は、ＰＣ鋼棒１６の軸方向伸び歪みで制御され、降伏歪みの５０％〜８０％の範囲に設定されていることが望ましい。
【００２８】
ＰＣ鋼棒１６の両端部が定着される定着部１７は、図３に示すように、溝１１Ａの片側面に接して設けられる定着板１７Ａと、座金１７Ｂと、ナット１７Ｃとを備えて構成される。すなわち、ＰＣ鋼棒１６は、定着板１７Ａの略中央に設けられた孔にＰＣ鋼棒１６の端部を挿通し、この端部に形成されたねじ１６Ａにナット１７Ｃを螺合して定着、固定されている。
なお、ＰＣ鋼棒１６を定着した状態で、溝１１Ａを必要に応じてモルタルや耐火断熱材等で埋め、有孔梁１０の上下面がフラットに形成されてもよい。また、溝１１Ａを設けず、斜度を有する定着具を用いることとしてもよい。
【００２９】
また、本実施形態において、有孔梁１０の断面内に配設される緊張材の本数は、４本に限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定可能である。以下には、緊張材としてのＰＣ鋼棒１６の本数を８本とした場合について説明する。
図４は、上述した有孔梁１０において、その断面内に配設される緊張材の本数を８本とした場合の緊張材の配設状態を示す斜視図である。
図４において、緊張材としての８本のＰＣ鋼棒１６のうち、４本ずつが１組とされ、各々の組のＰＣ鋼棒１６は、４本が貫通孔１５を囲む略井桁状に組み合わされて有孔梁１０の両側面に沿って配設されている。各ＰＣ鋼棒１６は、材軸Ｘに関して上下方向に略４５度の傾斜角度を有して配設されている。
なお、ＰＣ鋼棒１６の本数以外の構成は、上述のＰＣ鋼棒の本数が４本の場合と同様であり、説明を省略する。
【００３０】
次に、以上のような構成を備える有孔梁１０の施工手順を説明する。
先ず、主筋１２およびあばら筋１３が配筋された状態で、ＰＣ鋼棒１６を所定位置に所定の傾斜角度となるように配設する。梁側面および下面の型枠を設置し、溝１１Ａを形成する型枠を別途取り付け、また、ＰＣ鋼棒１６の両端部にコンクリートが付着しないように養生を施した状態で、コンクリート１１を打設する。
コンクリート１１の硬化後、型枠を撤去し、定着部１７の定着板１７Ａ、座金１７Ｂおよびナット１７Ｃをセットし、ＰＣ鋼棒１６の片側あるいは両端部を油圧ジャッキ等を用いて所定の緊張力で引張りながらナット１７Ｃを締め、ＰＣ鋼棒１６を固定する。
以上の手順により、所定の緊張力が導入されたＰＣ鋼棒１６により貫通孔１５周辺にプレストレスが導入された有孔梁１０の施工が完了する。
【００３１】
以上のようにして貫通孔１５周辺にプレストレスが導入された有孔梁１０では、有孔梁１０に加わる乾燥収縮やせん断力に対して、配設したＰＣ鋼棒１６およびＰＣ鋼棒１６により導入されたプレストレスが以下のように作用する。
（ａ）　有孔梁１０のコンクリート１１が材軸Ｘに沿って乾燥収縮した場合、収縮による材軸Ｘに沿った方向の引張り力と、コンクリート１１に導入されたプレストレスとしての圧縮力のうち、材軸Ｘに沿った方向分の圧縮力とが互いに打ち消し合う。従って、材軸Ｘに沿った方向分の圧縮力を収縮による引張り力が超えない範囲であれば、図８（Ｂ）に示すような乾燥収縮ひび割れ８９は発生しない。
【００３２】
（ｂ）　地震等により有孔梁１０の上下方向にせん断力が加わった場合、材軸Ｘに関して上下方向に略４５度傾斜した方向に生じる引張り力と、同方向逆向きのコンクリート１１に導入されたプレストレスとしての圧縮力とが互いに打ち消し合う。従って、プレストレスとしての圧縮力をせん断力による引張り力が超えない範囲であれば、図８（Ａ）に示す接線ひび割れ８７や対角ひび割れ８８のようなせん断ひび割れは発生しない。また、せん断ひび割れが発生した場合でも、地震等によるせん断力が加わらなくなれば、せん断ひび割れを閉じる方向にプレストレスが作用する。
【００３３】
（ｃ）　配設するＰＣ鋼棒１６の緊張力を調節することにより、貫通孔１５の周辺コンクリート１１に導入するプレストレスを調節できる。従って、図４に示すように、ＰＣ鋼棒１６の配設本数を多くすることや、ＰＣ鋼棒１６の径を大きくすることで大きなプレストレスを導入することが可能であり、より大きなせん断耐力が得られる。
【００３４】
従って、本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）貫通孔１５の周辺コンクリート１１にプレストレスを導入することにより、コンクリート１１に圧縮応力を加えておくことで、乾燥収縮やせん断力によるひび割れが貫通孔１５周辺に発生しにくくなり、有孔梁１０の品質や耐久性を向上できる。
【００３５】
（２）地震等によって貫通孔１５周辺にせん断ひび割れが生じた場合でも、ひび割れを閉じる方向にプレストレスが作用するため、ひび割れ幅が拡大することがなく、ひび割れから有孔梁１０のコンクリート１１中への水の浸入を防止でき、部材の耐久性をさらに向上できる。
【００３６】
（３）有孔梁１０の上下面の定着部１７に両端部が定着されたＰＣ鋼棒１６に所定の緊張力を加えることにより、定着部１７からの反力としての圧縮力をコンクリート１１に作用させることができ、比較的簡便にプレストレスを導入できる。
【００３７】
（４）ＰＣ鋼棒１６は、棒状の直線部材であるため、有孔梁１０に配筋された主筋１２やあばら筋１３との干渉を避けて配設することができ、容易かつ迅速に施工作業ができる。
【００３８】
（５）ＰＣ鋼棒１６は、アンボンド材であるため、ＰＣ鋼棒１６に加えた緊張力の反力が全て定着部１７に作用するので、プレストレスの作用メカニズムが明快になり、安定した性能を得ることができる。また、前述したボンド工法のような不都合を生じず、施工性に優れた補強構造とすることができる。
【００３９】
（６）ＰＣ鋼棒１６が材軸Ｘに関して上下方向に略４５度傾斜して配設されていることにより、ＰＣ鋼棒１６を有孔梁１０のせん断耐力向上に寄与させることができるとともに、ＰＣ鋼棒１６の傾斜角度が上下方向に関して２０度から６０度の範囲に設定されることにより、有孔梁１０の断面形状や大きさ、貫通孔１５の位置、内径等の種々の条件に応じて、適切な傾斜角度でＰＣ鋼棒１６を配設できる。
【００４０】
（７）４本のＰＣ鋼棒１６を１組とし、貫通孔１５を囲んで略井桁状に配設することにより、貫通孔の周辺コンクリートに対してバランス良くプレストレスを導入することができるので、ひび割れの集中を有効に防止できるとともに、有孔梁１０に作用する正負両方向のせん断力に対してＰＣ鋼棒１６が有効に機能し、有孔梁１０のせん断耐力を正負両方向に関して均等に向上できる。
【００４１】
（８）ＰＣ鋼棒１６の配設本数を増加することにより、有孔梁１０のせん断耐力をより大きくできるとともに、ＰＣ鋼棒１６の配設本数を必要に応じて適宜設定することにより、設計条件に適合した有孔梁１０のせん断耐力が得られる。
【００４２】
（９）ＰＣ鋼棒１６の配設本数を８本とし、４本ずつを略井桁状に組み合わせて有孔梁１０の両側面に沿って配置することにより、材軸Ｘに関して水平方向に略対称にＰＣ鋼棒１６を配設できるので、有孔梁１０にバランスよくプレストレスを導入できる。
【００４３】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態に係る鉄筋コンクリート造部材の補強構造を示す斜視図である。
第２実施形態の補強構造は、緊張材の配設方向が前述の第１実施形態の場合と異なるもので、その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００４４】
図５において、鉄筋コンクリート部材としての有孔梁２０の両側面間には、材軸Ｘと略直交した孔軸Ｙに沿って貫通孔２５が設けられている。また、有孔梁２０の両側面には、上下方向に沿って、断面Ｖ字形の溝２１Ａが形成されている。
有孔梁２０の両側面間には、緊張材としての４本のＰＣ鋼棒２６が２本ずつ平面略Ｘ字形に組み合わされて、貫通孔２５の上下方向に関して略対称に配設されている。また、各ＰＣ鋼棒２６は、水平面に関して略平行に、かつ材軸Ｘに関して略３０度の傾斜角度を有して配設されている。
従って、ＰＣ鋼棒２６は、材軸Ｘおよび孔軸Ｙを含む平面と略平行に、かつ、材軸Ｘに関して所定の傾斜角度として略３０度の傾斜を有して配設されている。
なお、有孔梁２０の水平方向に関してＰＣ鋼棒２６と材軸Ｘとの傾斜角度は、２０度から６０度の範囲に設定されることが望ましい。
【００４５】
また、ＰＣ鋼棒２６はそれぞれ、有孔梁２０の対向する端面としての両側面において、溝２１Ａの片側面に設けられた定着部２７によって両端部が定着され、所定の緊張力が加えられている。このＰＣ鋼棒２６に加えられた緊張力の反力が、定着部２７を介してコンクリート２１に圧縮力として作用している。すなわち、この作用する圧縮力が貫通孔２５の周辺コンクリート２１にプレストレスとして導入されていることとなる。
ＰＣ鋼棒２６の両端部が定着される定着部２７は、前述の第１実施形態と同様の構成を備えている。
なお、ＰＣ鋼棒２６を定着した状態で、溝２１Ａを必要に応じてモルタルや耐火断熱材等で埋め、有孔梁２０の両側面がフラットに形成されてもよく、溝２１Ａを設けずに斜度を有する定着具を用いてもよい。
また、ＰＣ鋼棒２６に導入する緊張力は、ＰＣ鋼棒２６の軸方向伸び歪みで制御され、降伏歪みの５０％〜８０％の範囲に設定されていることが望ましい。
【００４６】
以上のような構成を備える有孔梁２０の施工手順は、前述の第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
また、有孔梁２０では、有孔梁２０に加わる乾燥収縮やせん断力に対して、配設したＰＣ鋼棒２６およびＰＣ鋼棒２６により導入されたプレストレスが以下のように作用する。
（ｄ）　有孔梁２０のコンクリート２１が材軸Ｘに沿って乾燥収縮した場合、収縮による材軸Ｘに沿った方向の引張り力と、コンクリート２１に導入されたプレストレスとしての圧縮力のうち、材軸Ｘに沿った方向分の圧縮力とが互いに打ち消し合う。従って、材軸Ｘに沿った方向分の圧縮力を収縮による引張り力が超えない範囲であれば、図８（Ｂ）に示すような乾燥収縮ひび割れ８９は発生しない。
【００４７】
（ｅ）　地震等により有孔梁２０の水平方向にせん断力が加わった場合、材軸Ｘに関して水平方向に略４５度傾斜した方向に生じる引張り力と、同方向逆向きのコンクリート２１に導入されたプレストレスとしての圧縮力とが互いに打ち消し合う。従って、プレストレスとしての圧縮力をせん断力による引張り力が超えない範囲であれば、せん断ひび割れは発生しない。また、せん断ひび割れが発生した場合でも、地震等によるせん断力が加わらなくなれば、せん断ひび割れを閉じる方向にプレストレスが作用する。
【００４８】
（ｆ）　地震等によるせん断力に対しては、材軸Ｘに関して水平方向に略３０度の傾斜角度で配設したＰＣ鋼棒２６が前述の補強金物と同様に機能して応力を負担するので、配設するＰＣ鋼棒２６の断面積に応じた貫通孔２５周辺のせん断耐力が得られる。
【００４９】
従って、本実施形態によれば、前述の（１）〜（５）の効果に加えて、次のような効果が得られる。
（１０）ＰＣ鋼棒２６が材軸Ｘに関して水平方向に略３０度傾斜して配設されていることにより、ＰＣ鋼棒２６を有孔梁２０のせん断耐力向上に寄与させることができるとともに、ＰＣ鋼棒２６の傾斜角度が水平方向に関して２０度から６０度の範囲に設定されることにより、有孔梁２０の断面形状や大きさや貫通孔２５の位置等の種々の条件に応じて、適切な傾斜角度でＰＣ鋼棒２６を配設できる。
【００５０】
（１１）通常、材軸Ｘに沿って配筋される主筋とＰＣ鋼棒２６との干渉がなくなり、また、貫通孔２５との間隔も容易に確保できるため、ＰＣ鋼棒２６を配設しやすく、作業性を向上できる。
【００５１】
（１２）略Ｘ字形に組み合わせた２本のＰＣ鋼棒２６を貫通孔２５を挟んで上下方向に略対称に配設することにより、貫通孔２５の周辺コンクリート２１に対してバランス良くプレストレスを導入することができるので、ひび割れの集中を防止し、有孔梁２０の品質や耐久性をより良好にできる。
【００５２】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前述の各実施形態では、鉄筋コンクリート造部材を有孔梁１０，２０としたが、これに限らず、柱、壁、床等の所定の長さや広がりを有する部材等でもよい。
また、貫通孔１５，２５を設備配管用の貫通孔としたが、これに限らず、壁に設けられる窓や出入り口用の開口、床に設けられるハッチ用の開口等でもよい。
また、前述の各実施形態では、１つの部材に対して貫通孔１５，２５を１箇所のみに配置したが、これに限らず、２箇所以上に配置してもよい。
【００５３】
また、前述の各実施形態では、緊張材としてのＰＣ鋼棒１６，２６をアンボンド材としたが、これに限らず、コンクリート１１，２１との間に付着力が作用するボンド工法を採用することができる。この際、プレテンション工法やグラウト工法等が採用できる。
また、ＰＣ鋼棒１６，２６の定着部１７を定着板１７Ａ、座金１７Ｂ、ナット１７Ｃで構成したが、これに限らず、定着金物や楔状定着具等を用いて定着部を構成することができる。その際、ＰＣ鋼棒１６，２６の一端側を固定端とし、他端側を緊張端とすることで片側から緊張し、定着することができ、作業性を向上できる。
【００５４】
また、前述の各実施形態では、ＰＣ鋼棒１６に導入する緊張力は、ＰＣ鋼棒１６，２６の軸方向伸び歪みを降伏歪みの５０％〜８０％の範囲に設定することで制御されるものとしたが、これに限らず、ＰＣ鋼棒の軸方向伸び歪みを降伏歪みの７０％〜８０％の範囲に設定することができる。さらに、ＰＣ鋼棒に導入する緊張力は、ジャッキ等により緊張する際の引張り力と降伏応力との割合により制御することができる。このようにすることで、緊張力導入作業を容易にし、施工の作業性を向上できる。
【００５５】
また、前述の第１実施形態では、ＰＣ鋼棒１６と材軸Ｘとの傾斜角度を有孔梁１０の上下方向に関して２０度から６０度の範囲に設定したが、これに限らず、３０度から５０度の範囲に設定することができる。
また、前述の第２実施形態では、ＰＣ鋼棒２６と材軸Ｘとの傾斜角度を有孔梁２０の水平方向に関して２０度から６０度の範囲に設定したが、これに限らず、３０度から５０度の範囲に設定することができる。
【００５６】
また、前述の第１実施形態では、ＰＣ鋼棒１６を孔軸Ｙに直交する平面と略平行に配設し、前述の第２実施形態では、ＰＣ鋼棒２６を材軸Ｘおよび孔軸Ｙを含む平面と略平行に配設したが、これに限らず、一つの部材中に当該異なる２つの平面のそれぞれに略平行にＰＣ鋼棒を配設することもできる。このようにすることで、例えば、柱等の部材のように材軸に交差する二方向にせん断力が作用する部材において、当該二方向に関してせん断ひび割れを防止し、せん断耐力を向上することができる。
【００５７】
また、前述の第２実施形態では、４本のＰＣ鋼棒２６を２本ずつ平面略Ｘ字形に組み合わせ、貫通孔２５の上下方向に関して略対称に配設したが、これに限らず、貫通孔２５の上下にそれぞれ４本ずつ、全部で８本のＰＣ鋼棒２６を配設することができる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の鉄筋コンクリート造部材の補強構造によれば、次のような効果が得られる。
貫通孔を挟んで、貫通孔の周辺コンクリートにプレストレスを導入することにより、コンクリートに圧縮応力を予め加えることで貫通孔周辺にひび割れが集中しにくくなり、鉄筋コンクリート造部材の品質や耐久性を向上できる。また、プレストレスが材軸に関して傾斜して導入されることにより、材軸に沿った乾燥収縮および材軸に交差する方向のせん断力の両方に対して、プレストレスが有効に作用してひび割れを抑制できる。さらに、ひび割れが生じた場合でも、ひび割れを閉じる方向にプレストレスが作用するため、ひび割れ幅が拡大することがなく、ひび割れから部材内部への水の浸入を防止でき、部材の耐久性をさらに向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る鉄筋コンクリート造部材の補強構造を示す有孔梁の水平断面図、および材軸に沿った縦断面図である。
【図２】第１実施形態の緊張材の配設状態を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態の緊張材の定着部を拡大して示す斜視図である。
【図４】第１実施形態の図２とは異なる緊張材の配設状態を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態の緊張材の配設状態を示す斜視図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、従来例に係る鉄筋コンクリート造部材の補強構造を示す水平断面図、材軸に沿った縦断面図、および材軸に交差する縦断面図である。
【図７】前記従来例の補強金物の設置状態を示す斜視図である。
【図８】（Ａ），（Ｂ）は、前記従来例の貫通孔周辺を拡大した側面図である。
【符号の説明】
１０，２０　　有孔梁（鉄筋コンクリート造部材）
１１，２１　　コンクリート
１５，２５　　貫通孔
１６，２６　　ＰＣ鋼棒（緊張材）
Ｘ　　材軸
Ｙ　　孔軸
【図１】
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【図２】
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【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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