(57)【要約】【課題】  煩雑なＰＣストランドケーブルの配線作業を軽減することができるプレストレスト・プレキャストコンクリート梁の製造方法、および、柱・梁接合部の地震応力余裕度を増大させることができるプレストレスト・プレキャストコンクリート梁と柱の接合方法を提供する。【解決手段】  梁型枠３内に梁下端筋４およびスターラップ５…を配筋する。そして、ＰＣストランドケーブル２を梁型枠３内の長手方向に、ＰＣストランドケーブル２の自重により懸垂配置する。次いで、梁型枠３内に圧縮強度４０Ｎ／ｍｍ２以上６０Ｎ／ｍｍ２以下のコンクリート６を打設する。この際、スターラップ５…の上部５ａ…が露出するようにする。コンクリート６に所定強度の発現が確認された後、ＰＣストランドケーブル２を緊張し、プレストレスを導入する。ＰＣストランドケーブル２の余長部２ｃ、２ｃは切断せず、その端部には定着プレート２ａ、２ａを取付けておく。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
梁型枠内の長手方向にＰＣストランドケーブルを、その自重により懸垂配置する工程と、前記梁型枠内に圧縮強度４０Ｎ／ｍｍ２以上６０Ｎ／ｍｍ２以下のコンクリートを打設する工程と、前記ＰＣストランドケーブルを緊張することにより、前記コンクリートにプレストレスを導入する工程とを備えることを特徴とするプレストレスト・プレキャストコンクリート梁の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプレストレスト・プレキャストコンクリート梁を支保工無しで柱間に架け渡す工程と、前記プレストレスト・プレキャストコンクリート梁間にハーフ・プレキャスト床スラブを支保工無しで架け渡す工程と、前記プレストレスト・プレキャストコンクリート梁の上端筋および前記ハーフ・プレキャスト床スラブの上端筋を配筋する工程と、前記プレストレスト・プレキャストコンクリート梁および前記ハーフ・プレキャスト床スラブ上並びに柱・梁接合部にコンクリートを打設する工程とを備えることを特徴とするプレストレスト・プレキャストコンクリート梁と柱の接合方法。
【請求項３】
前記プレストレスト・プレキャストコンクリート梁の長手方向端面から突出するＰＣストランドケーブルの余長部の端部に定着頭部を設け、しかる後、当該余長部を前記柱・梁接合部内に配設することを特徴とする請求項２に記載のプレストレスト・プレキャストコンクリート梁と柱の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレストレスト・プレキャストコンクリート梁の製造方法および当該梁と柱の接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プレストレストコンクリート構造は、コンクリート部材内に配置されたＰＣ鋼材を緊張することにより、その反力としてコンクリートに圧縮応力を付与する構造であり、圧縮強度に比べて引張強度が著しく小さいというコンクリート部材の欠点を改善することができる構造である。そのため、コンクリート部材であっても長いスパンに適用したり、部材断面を小さくしたりすることができる。
プレストレストコンクリート構造が上記の構造的特徴を有することから、比較的長いスパンを必要とする各種構造物にプレストレスト・プレキャストコンクリート梁が使用されている。例えば、特許文献１には、中央部分が上端筋を内包して床レベルまでの全断面積を有するプレストレスが導入されたプレキャスト梁とＲＣ柱との接合構造および接合方法の発明が開示されている。また、特許文献２には、アンボンドＰＣ鋼棒が長手方向の端面から突出してアンカー部を形成するプレキャスト梁および同梁と柱の接合構造の発明が開示されている。
【特許文献１】特開平８−１５８４７３号公報  （第２−４頁、第１図）
【特許文献２】特開平７−２４７６３２号公報  （第２−３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、床スラブの施工は、型枠と支保工を使った現場打ちコンクリート工事によるため、床スラブの型枠および支保工解体時に、コンクリートが硬化した柱・梁接合部に床スラブの固定荷重を含む応力が発生する。そのため、地震時における柱・梁接合部の応力余裕度が低減する問題がある。また、柱・梁接合部の終局耐力は、プレキャスト梁の上端筋または下端筋に依っているため、終局耐力を大きくするには主筋を増やすか主筋の断面を大きくする必要があり、工期および工費に大きな影響を与えることになる。
一方、特許文献２に記載の発明では、部材の応力状態に応じたＰＣ鋼材の配置が望ましいにもかかわらず、ＰＣ鋼材の配置作業が煩雑であるため、アンボンドＰＣ鋼棒をプレキャスト梁の下端部に直線状に配設している。そのため、正曲げに対しては耐力が大きいが、負曲げに対しては耐力が小さくなるという問題がある。また、特許文献２に記載の発明では、床スラブの構築法について言及されていない。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、煩雑なＰＣストランドケーブルの配線作業を軽減することができるプレストレスト・プレキャストコンクリート梁の製造方法、および、柱・梁接合部の地震応力余裕度を増大させることができるプレストレスト・プレキャストコンクリート梁と柱の接合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明に係るプレストレスト・プレキャストコンクリート梁の製造方法では、梁型枠内の長手方向にＰＣストランドケーブルを、その自重により懸垂配置する工程と、前記梁型枠内に圧縮強度４０Ｎ／ｍｍ２以上６０Ｎ／ｍｍ２以下のコンクリートを打設する工程と、前記ＰＣストランドケーブルを緊張することにより、前記コンクリートにプレストレスを導入する工程とを備えることを特徴とする。
本発明では、煩雑なＰＣストランドケーブルの配線作業を避けるために、ＰＣストランドケーブルの自重により懸垂配置できる程度にＰＣストランドケーブルのライズを小さくする。ここで、ライズとは、梁の両端面のＰＣストランドケーブルを結ぶ線からＰＣストランドケーブルの下に向いた頂点までの距離のことをいう。
コンクリート部材内に配置されたＰＣストランドケーブルを緊張すると、軸圧縮応力とライズに比例した曲げ応力が発生する。ＰＣストランドケーブルのライズを小さくした際には、プレストレスにより発生する曲げ応力が小さくなるので、梁の下端に引張力が作用しないようにするためには、ＰＣストランドケーブルの緊張力を大きくする必要がある。ＰＣストランドケーブルの緊張力を大きくすると、梁の上端には、荷重により発生している曲げ圧縮応力とＰＣストランドケーブルの緊張力により発生する軸圧縮応力が累加され、大きな圧縮応力が生じることとなる。このため、梁の下端に引張力が作用しないように、ＰＣストランドケーブルを緊張すると、コンクリート強度が低い場合には、梁の上端で縁応力が許容圧縮応力度に達してしまう。
本発明では、スパン長が１０〜２０ｍ程度の構造物を対象としており、圧縮強度が４０Ｎ／ｍｍ２以上のコンクリートを使用すれば、ＰＣストランドケーブルのライズを小さくしてＰＣストランドケーブルの緊張力を大きくしても梁の上端の圧縮応力を許容圧縮応力度０．４５Ｆｃ（Ｆｃはコンクリート強度）以下とすることができる。
一方、コンクリートの圧縮強度が６０Ｎ／ｍｍ２を超えると、コンクリートコストが大幅にアップする。そのため、本発明では、コスト低減を図るため、コンクリートの圧縮強度は６０Ｎ／ｍｍ２以下としている。
なお、本発明では、コンクリート硬化前にＰＣストランドケーブルを緊張するプリテンション方式、コンクリート硬化後にＰＣストランドケーブルを緊張するポストテンション方式のどちらを採用してもよい。
【０００５】
また、本発明に係るプレストレスト・プレキャストコンクリート梁と柱の接合方法では、前記プレストレスト・プレキャストコンクリート梁を支保工無しで柱間に架け渡す工程と、前記プレストレスト・プレキャストコンクリート梁間にハーフ・プレキャスト床スラブを支保工無しで架け渡す工程と、前記プレストレスト・プレキャストコンクリート梁の上端筋および前記ハーフ・プレキャスト床スラブの上端筋を配筋する工程と、前記プレストレスト・プレキャストコンクリート梁および前記ハーフ・プレキャスト床スラブ上並びに柱・梁接合部にコンクリートを打設する工程とを備えることを特徴とする。
本発明では、プレストレスト・プレキャストコンクリート梁およびハーフ・プレキャスト床スラブを使用して無支保工工法としている。そのため、床スラブおよびプレストレスト・プレキャストコンクリート梁の固定荷重による応力は梁の端部でキャンセルされ、従来のように、床スラブの型枠および支保工解体時に、コンクリートが硬化した柱・梁接合部に床スラブの固定荷重を含む応力が発生して、地震時における柱・梁接合部の応力余裕度が低減するということがない。即ち、柱・梁接合部には、固定荷重による応力が殆ど発生しないため、地震に対する柱・梁接合部の安全性が向上する。
さらに、本発明では、梁および床スラブに関わる仮設材の組立および解体が不要であるため、コスト削減および工期の短縮を図ることができる。
【０００６】
また、本発明に係るプレストレスト・プレキャストコンクリート梁と柱の接合方法では、前記プレストレスト・プレキャストコンクリート梁の長手方向端面から突出するＰＣストランドケーブルの余長部の端部に定着頭部を設け、しかる後、当該余長部を前記柱・梁接合部内に配設することが好ましい。
本発明では、ＰＣストランドケーブルの余長部の端部に定着頭部を設けて、当該余長部を柱・梁接合部内に配設するので、高強度材であるＰＣストランドケーブルの耐力が柱・梁接合部の水平終局耐力に付加され、柱・梁接合部の水平終局耐力が増大する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、圧縮強度が４０Ｎ／ｍｍ２以上６０Ｎ／ｍｍ２以下のコンクリートを使用することにより、ＰＣストランドケーブルのライズを小さくして、しかも緊張力を大きくすることができる。ライズが小さいことにより、ＰＣストランドケーブルを、その自重により懸垂配置することができ、煩雑なＰＣストランドケーブルの配線作業を軽減することが可能となる。
加えて、本発明では、プレストレスト・プレキャストコンクリート梁およびハーフ・プレキャスト床スラブを使用して無支保工工法とすることにより、柱・梁接合部には固定荷重による応力が殆ど発生しない構造にできる。その結果、柱・梁接合部の地震応力余裕度を増大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係るプレストレスト・プレキャストコンクリート梁の製造方法および当該梁と柱の接合方法の実施形態について、図面に基いて説明する。
図１は、本発明に係るプレストレスト・プレキャストコンクリート梁の製造方法を示す概略図である。本実施形態において想定する構造物は、梁間方向のスパンが１０ｍ、桁行方向のスパンが６ｍの建物であり、梁間方向スパンにプレストレスト・プレキャストコンクリート梁を架け渡すものである。プレストレスト・プレキャストコンクリート梁の断面は、幅３５ｃｍ、梁成５５ｃｍの長方形断面である。
先ず、図１（ａ）に示すように、梁型枠３内に梁下端筋４およびスターラップ５…を配筋する。そして、ＰＣストランドケーブル２を梁型枠３内の長手方向にＰＣストランドケーブル２の自重を利用して懸垂配置する。具体的には、両端部２ｂ、２ｂは断面中心に、中央部は断面中心から１０ｃｍ（梁成の約１／５）ほど垂れ下がるように、ＰＣストランドケーブル２を配置する。
想定した建物の支配面積内の床スラブと梁の自重による応力をキャンセルするには、ＰＣストランドケーブル２として呼び名１２．７ｍｍの撚り線を１４本束ねて使えばよい。ここでは、湿気硬化型樹脂アフターボンド撚り線を使用する。湿気硬化型樹脂アフターボンド撚り線は、ポストテンション方式であってもグラウト作業を必要とせず、耐食性にも優れている。１４本束ねたＰＣストランドケーブル２の１ｍ当たりの重量は１１ｋｇｆとなり、１０ｃｍのライズは自重を利用して梁両端の引き力を調整すれば容易に対応できる。
次いで、梁型枠３内に圧縮強度が４０Ｎ／ｍｍ２以上６０Ｎ／ｍｍ２以下のコンクリート６を打設する（図１（ｂ）参照）。この際、スターラップ５…の上部５ａ…が露出するようにする。
コンクリート６の所定強度発現が確認された後、ＰＣストランドケーブル２の余長部２ｃ、２ｃに図示しないジャッキをセットして、ＰＣストランドケーブル２を緊張し、コンクリート６にプレストレスを導入する（図１（ｃ）参照）。
なお、ＰＣストランドケーブル２の余長部２ｃ、２ｃは切断せず、その端部には定着プレート２ａ、２ａを取付けておく。同様に、梁下端筋４の両端部にも定着プレート４ａ、４ａを取付けておく。
【０００９】
本実施形態によるプレストレスト・プレキャストコンクリート梁の製造方法によれば、圧縮強度が４０Ｎ／ｍｍ２以上６０Ｎ／ｍｍ２以下のコンクリート６を使用することにより、ＰＣストランドケーブル２のライズを小さくして、しかも緊張力を大きくすることができる。ライズが小さいことにより、ＰＣストランドケーブル２を、その自重により懸垂配置することができ、煩雑なＰＣストランドケーブル２の配線作業を軽減することが可能となる。
【００１０】
次に、プレストレスト・プレキャストコンクリート梁と柱の接合方法について説明する。図２は、本発明に係るプレストレスト・プレキャストコンクリート梁と柱の接合方法を示す概略図である。また、図３は、ハーフ・プレキャスト床スラブの施工方法を示す概略図である。
先ず、頭部に柱主筋７ａ、７ａが露出する柱７、７間（梁間方向）にプレストレスト・プレキャストコンクリート梁１を支保工無しで架け渡す。この際、ＰＣストランドケーブル２の余長部２ｃ、２ｃは、柱・梁接合部８内に配設される。
引き続き、プレストレスト・プレキャストコンクリート梁１、１間（桁行方向）にハーフ・プレキャスト床スラブ１２を支保工無しで順次並設していく。ハーフ・プレキャスト床スラブ１２は、 肉厚の本体板部１２ａ と、 本体板部１２ａ よりも肉薄で本体板部１２ａ の周囲に本体板部１２ａ と一体に形成された 外周板部１２ｂ とからなる。 本体板部１２ａは、軽量化を図るため、長手方向に中空部を有するボイドスラブとなっている。また、ハーフ・プレキャスト床スラブ１２の端面からは、鉄筋１３ａ、１３ｂが突出している。
プレストレスト・プレキャストコンクリート梁１、１間にハーフ・プレキャスト床スラブ１２を並設し終えると、梁上端筋９および床スラブ上端筋（図示省略）を配筋し、後打ちコンクリート１０を床レベルまで打設して、梁１１と柱７と柱・梁接合部８を一体化する（図２（ｂ）参照）。
【００１１】
本実施形態によるプレストレスト・プレキャストコンクリート梁と柱の接合方法によれば、プレストレスト・プレキャストコンクリート梁１およびハーフ・プレキャスト床スラブ１２を使用して無支保工工法とすることにより、柱・梁接合部８には固定荷重による応力が殆ど発生しない。その結果、柱・梁接合部８の地震応力余裕度を増大させることができる。
さらに、本実施形態によるプレストレスト・プレキャストコンクリート梁と柱の接合方法によれば、梁および床スラブに関わる仮設材の組立および解体が不要であるため、コスト削減および工期の短縮を図ることができる。
加えて、本実施形態によるプレストレスト・プレキャストコンクリート梁と柱の接合方法によれば、ＰＣストランドケーブル２の余長部２ｃ、２ｃの端部に定着頭部２ａ、２ａを設けて、余長部２ｃ、２ｃを柱・梁接合部８内に配設するので、高強度材であるＰＣストランドケーブル２の耐力が柱・梁接合部８の水平終局耐力に付加され、柱・梁接合部８の水平終局耐力が増大する。
【００１２】
以上、本発明に係るプレストレスト・プレキャストコンクリート梁の製造方法および当該梁と柱の接合方法の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、プレストレスト・プレキャストコンクリート梁にポストテンション方式を用いているが、プリテンション方式を用いてもよいことは言うまでもない。
また、上記の実施形態では、床スラブとしてハーフ・プレキャスト床スラブを用いたが、デッキプレートを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るプレストレスト・プレキャストコンクリート梁の製造方法を示す概略図である。
【図２】本発明に係るプレストレスト・プレキャストコンクリート梁と柱の接合方法を示す概略図であり、（ａ）は施工途中、（ｂ）は後打ちコンクリート打設後の状況を示している。
【図３】ハーフ・プレキャスト床スラブの施工方法を示す概略図である。
【符号の説明】
【００１４】
１  プレストレスト・プレキャストコンクリート梁
２  ＰＣストランドケーブル
３  梁型枠
６  コンクリート
７  柱
８  柱・梁接合部
１０  後打ちコンクリート
１１  梁
１２  ハーフ・プレキャスト床スラブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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