(57)【要約】【課題】  コンクリート部材のリユースが可能なうえ、リユース時の制約が少なく、コストおよび工費の縮減が図れるプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造および接合方法を提供する。【解決手段】  フルプレキャストコンクリート部材３からなるプレキャストコンクリート梁１の材軸方向端面に仕切板５が設置され、仕切板５と柱２との間に現場打ちコンクリート８からなるプレキャストコンクリート梁１と同断面の破壊領域４が形成されている。仕切板５を貫通してプレキャストコンクリート梁１から突出する複数の主筋６は、破壊領域４内で、柱２に定着されて突出する複数のアンカー筋７にカプラー９を介して接合されている。また、破壊領域４の外周には、せん断補強部材１１が巻かれている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレキャストコンクリート部材からなるプレキャストコンクリート梁の材軸方向端面に設置された仕切板と柱との間に現場打ちコンクリートからなる破壊領域が形成されていることを特徴とするプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造。
【請求項２】
前記プレキャストコンクリート梁から突出する主筋と前記柱から突出するアンカー筋は前記破壊領域内で接合されていることを特徴とする請求項１に記載のプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造。
【請求項３】
前記仕切板に貫通孔が設けられ、前記主筋は前記貫通孔を貫通して前記プレキャストコンクリート梁から突出していることを特徴とする請求項２に記載のプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造。
【請求項４】
前記主筋は前記プレキャストコンクリート梁から突出する第一主筋と前記プレキャストコンクリート梁内の第二主筋とからなり、前記第一主筋と前記第二主筋の端部はそれぞれ前記仕切板に固着されていることを特徴とする請求項２に記載のプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造。
【請求項５】
前記主筋は前記プレキャストコンクリート梁から突出する第一主筋と前記プレキャストコンクリート梁内の第二主筋とからなり、前記第一主筋は前記仕切板を貫通して前記プレキャストコンクリート梁の端部で前記第二主筋に接合されていることを特徴とする請求項２に記載のプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造。
【請求項６】
前記破壊領域の外周はせん断補強部材により巻装されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造。
【請求項７】
前記仕切板の表面に突設部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造。
【請求項８】
プレキャストコンクリート部材からなるプレキャストコンクリート梁を柱に接合する方法であって、
前記プレキャストコンクリート梁の材軸方向端面に設置された仕切板から突出する主筋と前記柱から突出するアンカー筋とを接合する工程と、前記主筋および前記アンカー筋が埋設されるように前記仕切板と前記柱との間にコンクリートを打設して破壊領域を形成する工程と、前記破壊領域の外周にせん断補強部材を巻装する工程とを備えることを特徴とする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、プレキャストコンクリート梁と柱の接合構造および接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄筋コンクリート造建物ではコンクリート部材のリユースは行われていなかった。これは、鉄筋コンクリート構造の場合、コンクリート部材同士が一体化され、分解することが考慮されていないので、リユースが不可能だったからである。これに対して、コンクリート部材のリユースを想定したアイデアとして、プレキャストコンクリート部材をアンボンドのＰＣ鋼材で圧着する工法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−４４１７号公報  （第３−４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、プレキャストコンクリート部材をアンボンドのＰＣ鋼材で圧着する工法の場合、コンクリート部材中にＰＣ鋼材を配するため、配筋が非常に込み合い施工性が悪くなるうえ、ＰＣ圧着に手間がかかり、イニシャルコストおよび工期が増大するという問題がある。また、コンクリート部材の接合位置が決まっているため、リユースの際に変更が難しいという問題もある。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、コンクリート部材のリユースが可能なうえ、リユース時の制約が少なく、コストおよび工費の縮減が図れるプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造および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、本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造では、プレキャストコンクリート部材からなるプレキャストコンクリート梁の材軸方向端面に設置された仕切板と柱との間に現場打ちコンクリートからなる破壊領域が形成されていることを特徴とする。
破壊領域は、地震時に損傷させる領域であり、地震エネルギーを集中的に吸収して他の部分に損傷が及ぶのを防ぐ機能を有している。加えて、破壊領域は、建物解体時に壊して、リユースするプレキャストコンクリート梁を取り外す部分でもある。一方、仕切板は、地震時に破壊領域の損傷がプレキャストコンクリート梁に波及しないようにする機能を有すると同時に、建物解体時に破壊領域のコンクリートを壊すことにより、プレキャストコンクリート梁が損傷しないようにする機能を有している。
仕切板は、鋼板、ＦＲＰ板、プレキャストコンクリート板など材質は問わないが、プレキャストコンクリート梁に作用する力を伝達でき、且つ、破壊領域が損傷した際、その損傷がプレキャストコンクリート梁に及ばないように縁を切ることができるものでなければならない。
また、現場打ちコンクリートとは、工場等で予め打設されるコンクリートではなく、建設現場において打設されるコンクリートのことである。
プレキャストコンクリート梁は、フルプレキャストコンクリート部材またはハーフプレキャストコンクリート部材のどちらから構成されてもよく、その構造は、鉄筋コンクリート、鉄骨鉄筋コンクリートのいずれでもよい。一方、柱の構造は、鉄筋コンクリート、鉄骨鉄筋コンクリート、鋼管コンクリート、あるいは鉄骨造でもよい。
なお、以降の記述において、プレキャストコンクリート梁と破壊領域を総称してコンクリート梁と呼ぶ。
【０００５】
建物を構成する梁が地震等により損傷を受けた場合、主要な損傷は梁端の曲げ破壊であっても、通常、その損傷は梁全体に及ぶ。本発明では、プレキャストコンクリート部材からなるプレキャストコンクリート梁の端面に仕切板を設置して柱との間に破壊領域を形成することにより、コンクリート梁の損傷が破壊領域にのみ集中し、プレキャストコンクリート梁に及ぶのを防止することができる。その結果、プレキャストコンクリート梁のリユースが可能となる。また、地震被害を受けた場合に限らず建て替えを行う場合にも、破壊領域を壊してプレキャストコンクリート梁をリユースすることができる。しかも、プレストレスを導入する必要がないため、イニシャルコストが低いうえ、短工期となる。
【０００６】
また、本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造では、前記プレキャストコンクリート梁から突出する主筋と前記柱から突出するアンカー筋は前記破壊領域内で接合されることが好適である。
プレキャストコンクリート梁をリユースする際、次の建物ではスパンが変更することもあり得る。破壊領域は、そのような場合にスパン調整を行う区間となる。従って、破壊領域内でプレキャストコンクリート梁の主筋が接合されることが望ましい。
なお、主筋とアンカー筋の接合方式としては、力を伝達できればよく、機械式継手、圧接、溶接、重ね継手などいずれを用いてもよい。
【０００７】
また、本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造では、前記仕切板に貫通孔が設けられ、前記主筋は前記貫通孔を貫通して前記プレキャストコンクリート梁から突出していてもよい。
あるいは、本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造では、前記主筋は前記プレキャストコンクリート梁から突出する第一主筋と前記プレキャストコンクリート梁内の第二主筋とからなり、前記第一主筋と前記第二主筋の端部はそれぞれ前記仕切板に固着されていてもよい。
さらにあるいは、本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造では、前記主筋は前記プレキャストコンクリート梁から突出する第一主筋と前記プレキャストコンクリート梁内の第二主筋とからなり、前記第一主筋は前記仕切板を貫通して前記プレキャストコンクリート梁の端部で前記第二主筋に接合されていてもよい。
要するに、主筋を介して力の伝達が可能であればよく、施工性を考慮して、１本ものの主筋とするか、あるいは、主筋を分割して途中で接合する方式とするか選択すればよい。
【０００８】
また、本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造では、前記破壊領域の外周はせん断補強部材により巻装されていてもよい。
ここで、せん断補強部材としては、鋼板や繊維シートあるいはストランドなどが利用でき、繊維の素材としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維などが適している。
本発明では、破壊領域の外周をせん断補強部材で巻装するので、解体時に、せん断補強部材を先に撤去することができ、破壊領域を容易に壊すことができる。
【０００９】
また、本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造では、前記仕切板の表面に突設部が設けられていてもよい。
本発明では、せん断力を伝達するための突設部を仕切板に設けることにより、滑りを防止し、確実にせん断力を伝達することができる。
【００１０】
また、本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合方法では、プレキャストコンクリート部材からなるプレキャストコンクリート梁を柱に接合する方法であって、前記プレキャストコンクリート梁の材軸方向端面に設置された仕切板から突出する主筋と前記柱から突出するアンカー筋とを接合する工程と、前記主筋および前記アンカー筋が埋設されるように前記仕切板と前記柱との間にコンクリートを打設して破壊領域を形成する工程と、前記破壊領域の外周に鋼板または繊維シートを巻装する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、プレキャストコンクリート部材からなるプレキャストコンクリート梁の端面に仕切板を設置して柱との間に破壊領域を形成し、当該破壊領域内で主筋を接合するので、プレキャストコンクリート梁のリユースが可能なうえ、リユース時の制約が少なく、コストおよび工費の縮減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造の実施形態について図面に基いて説明する。
図１は、本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造の第一の実施形態を示す概略断面図である。なお、以降の図において、プレキャストコンクリート部材内のスターラップは省略している。
図１に示すように、本実施形態によるプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造１０では、フルプレキャストコンクリート部材３からなるプレキャストコンクリート梁１の材軸方向端面に仕切板５が設置され、仕切板５と柱２との間にプレキャストコンクリート梁１と同断面の現場打ちコンクリート８からなる破壊領域４が形成されている。
仕切板５を貫通してプレキャストコンクリート梁１から突出する複数の主筋６は、破壊領域４内で、柱２に定着されて突出する複数のアンカー筋７にカプラー９を介して接合されている。
また、破壊領域４の外周には、後述するせん断補強部材１１が巻かれている。
【００１３】
図２は、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
（ａ）は、せん断補強部材１１として鋼板を使用した場合を示し、断面がコの字形の鋼板１１ａ、１１ａを破壊領域４を挟むように対向させ、機械式継手１１ｃで接合している。この場合、機械式継手１１ｃに代えて、鋼板１１ａ、１１ａを溶接接合してもよい。一方、（ｂ）は、せん断補強部材１１として炭素繊維を使用した場合を示し、破壊領域４の外周に炭素繊維シート１１ｂをエポキシ樹脂等により接着する。
【００１４】
図３および図４は、仕切板の形状を示す斜視図である。
図３（ａ）は、仕切板５ａに主筋６…を貫通させるための複数の貫通孔５ｅ…を設けた場合を示している。一方、図３（ｂ）乃至図３（ｄ）並びに図４は、貫通孔５ｅ…に加えて仕切板５に突設部を設けて、滑りを防止し、確実にせん断力を伝達することができるようにしたものである。
図３（ｂ）は、仕切板５ｂが折れ板状になり、仕切板５ｂの両面に突設部５ｆ…が形成された場合を示す。また、図３（ｃ）は、仕切板５ｃの両面に突設部として棒鋼５ｇ…が溶接されている場合、図３（ｄ）は、仕切板５ｄの両面に突設部として形鋼５ｈ…が溶接されている場合をそれぞれ示す。
図４（ａ）は、仕切板５ｉに突条部５ｋ…が一体的に形成されている場合を示す。また、図４（ｂ）は、仕切板５ｊがチェッカープレート（縞鋼板）であって、仕切板５ｊ上に無数の縞５ｌ…が一体的に形成されている場合を示す。
なお、仕切板５の片面のみに突設部を設けることも可能である。
【００１５】
次に、本実施形態によるプレキャストコンクリート梁と柱の接合方法について図１を利用して説明する。
先ず、プレキャストコンクリート梁１の材軸方向端面に設置された仕切板５から突出する主筋６を、柱２に定着されたアンカー筋７に機械式継手等を用いて接合する。次いで、仕切板５と柱２との間に図示しない型枠を組み、主筋６およびアンカー筋７が埋設されるように形枠内に現場打ちコンクリート８を打設して破壊領域１１を形成する。現場打ちコンクリート８硬化後、前記型枠を取り外し、破壊領域４の外周にせん断補強部材１１を巻装し、プレキャストコンクリート梁１と柱２の接合部を完成させる。
なお、せん断補強部材１１に鋼板を使用する場合は、せん断補強部材１１を前記型枠として利用することもできる。
【００１６】
本実施形態によるプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造１０では、フルプレキャストコンクリート部材３からなるプレキャストコンクリート梁１の端面に仕切板５を設置して柱２との間に破壊領域４を形成することにより、コンクリート梁の損傷が破壊領域４にのみ集中し、プレキャストコンクリート梁１に及ぶのを防止することができる。その結果、プレキャストコンクリート梁１のリユースが可能となる。また、地震被害を受けた場合に限らず建て替えを行う場合にも、破壊領域４を壊してプレキャストコンクリート梁１をリユースすることができる。しかも、プレストレスを導入する必要がないため、イニシャルコストが低いうえ、短工期となる。
さらに、本実施形態によるプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造１０では、リユースの際に破壊領域４がスパンの調整しろとなり、計画の自由度が高くなる。
加えて、本実施形態によるプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造１０では、破壊領域４の外周をせん断補強部材１１で巻いているので、解体時に、せん断補強部材１１を先に撤去することができ、破壊領域４を容易に壊すことができる。
【００１７】
図５は、本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造の第二の実施形態を示す概略断面図である。
図５に示すように、本実施形態によるプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造２０では、プレキャストコンクリート梁１の主筋が、プレキャストコンクリート梁１から突出する第一主筋６ａとプレキャストコンクリート梁１内の第二主筋６ｂとからなる。そして、第一主筋６ａと第二主筋６ｂの端部がそれぞれ溶接等により仕切板５に固着される構造となっている。
【００１８】
図６は、本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造の第三の実施形態を示す概略断面図である。
図６に示すように、本実施形態によるプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造３０では、プレキャストコンクリート梁１の端部にカプラー６ｃが埋め込まれており、プレキャストコンクリート梁１から突出する第一主筋６ａは仕切板５を貫通し、カプラー６ｃを介してプレキャストコンクリート梁１内の第二主筋６ｂと接合される構造となっている。
【００１９】
図７は、本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造の第四の実施形態を示す概略断面図である。
図７に示すように、本実施形態によるプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造４０では、プレキャストコンクリート梁１が、ハーフプレキャストコンクリート部材１３（プレキャストコンクリート部材）上に現場打ちコンクリート１８を打設した構造となっている。
【００２０】
ところで、本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造を解体する時は、クレーン等でプレキャストコンクリート梁１を吊った状態で破壊領域４を壊すことになるが、クレーンの占有時間を短くするため、仕切板５に現場打ちコンクリート８が付着した状態でプレキャストコンクリート梁１を切り離すことが望ましい。そして、仕切板５に付着した現場打ちコンクリート８をきれいに分離する作業は、現場ヤードで行うか、あるいは工場に搬送して行えばよい。
【００２１】
以上、本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造および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、主筋の継手方式として機械式継手を使用しているが、圧接や重ね継手など他の継手方式を利用し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、プレキャストコンクリート梁と破壊領域の断面形状は同一であったが、両者の断面形状は異なっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造の第一の実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、（ａ）はせん断補強部材として鋼板を使用した場合、（ｂ）はせん断補強部材として炭素繊維を使用した場合を示す。
【図３】仕切板の形状を示す斜視図であり、（ａ）は突設部が無い場合、（ｂ）は仕切板が折れ板になっている場合、（ｃ）は仕切板に突設部として棒鋼が溶接されている場合、（ｄ）は仕切板に突設部として形鋼が溶接されている場合を示す。
【図４】仕切板の形状を示す斜視図であり、（ａ）は仕切板に突条部が一体的に形成されている場合、（ｂ）は仕切板がチェッカープレートである場合を示す。
【図５】本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造の第二の実施形態を示す概略断面図である。
【図６】本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造の第三の実施形態を示す概略断面図である。
【図７】本発明に係るプレキャストコンクリート梁と柱の接合構造の第四の実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  プレキャストコンクリート梁
２  柱
３  フルプレキャストコンクリート部材（プレキャストコンクリート部材）
４  破壊領域
５  仕切板
６  主筋
７  アンカー筋
８、１８  現場打ちコンクリート
９  カプラー
１０、２０、３０、４０  プレキャストコンクリート梁と柱の接合構造
１１  せん断補強部材
１３  ハーフプレキャストコンクリート部材（プレキャストコンクリート部材）
【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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