(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレキャストコンクリート梁を、アンボンドＰＣ鋼材を利用してプレストレスを導入しプレキャストコンクリート柱へ圧着接合して柱梁接合界面の浮き上がりを許容し、当該浮き上がり変形によってエネルギ吸収するダンパ部材を設けないＲＣ系構造物の自己免震構法であって、
前記プレキャストコンクリート梁の長手方向に前記アンボンドＰＣ鋼材を一段配置として貫通させ、該アンボンドＰＣ鋼材の両端部を前記プレキャストコンクリート柱へ定着すると共に、前記アンボンドＰＣ鋼材の一定長さ部分を前記プレキャストコンクリート梁へボンドして、当該梁の浮き上がりに伴う水平変位を制御することを特徴とする、ＲＣ系構造物の自己免震構法。
【請求項２】
前記プレキャストコンクリート梁にグラウト注入管を設け、アンボンドＰＣ鋼材に少なくとも２個のパッキンを装着しておき、該２個のパッキンの間に前記グラウト注入管からグラウトを注入し充填して、前記アンボンドＰＣ鋼材の前記２個のパッキンの間の部分をプレキャストコンクリート梁へボンドすることを特徴とする、請求項１に記載したＲＣ系構造物の自己免震構法。
【請求項３】
前記アンボンドＰＣ鋼材を取り囲む形態でグラウト注入管と一体化した筒状容器をプレキャストコンクリート梁に設けておき、前記グラウト注入管からグラウトを注入し充填して、前記アンボンドＰＣ鋼材の前記筒状容器部分をプレキャストコンクリート梁へボンドすることを特徴とする、請求項１に記載したＲＣ系構造物の自己免震構法。
【請求項４】
プレキャストコンクリート梁を、アンボンドＰＣ鋼材を利用してプレストレスを導入しプレキャストコンクリート柱へ圧着接合して柱梁接合界面の浮き上がりを許容し、当該浮き上がり変形によってエネルギ吸収するダンパ部材を設けないＲＣ系構造物の自己免震構造であって、
前記プレキャストコンクリート梁の長手方向に前記アンボンドＰＣ鋼材が一段配置として貫通され、該アンボンドＰＣ鋼材の両端部が前記プレキャストコンクリート柱に定着され、前記アンボンドＰＣ鋼材の一定長さ部分が前記プレキャストコンクリート梁にボンドされ、当該梁の浮き上がりに伴う水平変位を制御する構成とされていることを特徴とする、ＲＣ系構造物の自己免震構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アンボンドＰＣ鋼材を利用してプレストレスを導入し、プレキャストコンクリート梁（以下、梁と略す場合がある。）をプレキャストコンクリート柱（以下、柱と略す場合がある。）へ圧着接合したＲＣ系構造物の自己免震構法及び自己免震構造の技術分野に属し、更に云えば、ＲＣ系構造物の水平剛性を増加させることにより前記梁の浮き上がり後の水平変位を制御する自己免震構法及び自己免震構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アンボンドＰＣ鋼材を利用してプレストレスを導入し、プレキャストコンクリート梁をプレキャストコンクリート柱へ圧着接合したＲＣ系構造物の自己免震構造は、言うなれば、地震等の水平力の大きさに応じて梁を浮き上がらせることにより、ＲＣ系構造物の水平剛性を変化させる構造である。
【０００３】
すなわち、前記ＲＣ系構造物の自己免震構造は、通常時では、一般のＲＣ系構造物と同等の水平剛性を有し、大地震時では梁を浮き上がらせることにより水平剛性を小さくして地震入力を小さくするので、微振動に強く居住性に優れた構造を提供することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
建物の用途や重要度によっては、地震時に想定される最大水平変位を制御しなければならない場合がある。特に、建物が林立する都会ではその需要度が高い。このＲＣ系構造物の自己免震構造の最大水平変位は、梁の浮き上がり後の水平剛性に大きく依存している。
【０００５】
よって、前記ＲＣ系構造物の自己免震構造を、建物の最大水平変位を制御しなければならない場所で実施する場合には、梁の浮き上がり後の水平剛性を制御（増加）する技術を導入する必要がある。
【０００６】
しかしながら、現状のＲＣ系構造物の自己免震構造では、梁の浮き上がり後の水平剛性を増加して地震時に想定される最大水平変位を制御する技術は未だ提案されていない。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、アンボンドＰＣ鋼材の一定長さ部分をプレキャストコンクリート梁へボンドする技術を導入して、梁の浮き上がり後の水平剛性を増加させることにより、地震時に想定される最大水平変位を制御できるＲＣ系構造物の自己免震構法及び自己免震構造を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係るＲＣ系構造物の自己免震構法は、
プレキャストコンクリート梁を、アンボンドＰＣ鋼材を利用してプレストレスを導入しプレキャストコンクリート柱へ圧着接合して柱梁接合界面の浮き上がりを許容し、当該浮き上がり変形によってエネルギ吸収するダンパ部材を設けないＲＣ系構造物の自己免震構法であって、
前記プレキャストコンクリート梁の長手方向に前記アンボンドＰＣ鋼材を一段配置として貫通させ、該アンボンドＰＣ鋼材の両端部を前記プレキャストコンクリート柱へ定着すると共に、前記アンボンドＰＣ鋼材の一定長さ部分を前記プレキャストコンクリート梁へボンドして、当該梁の浮き上がりに伴う水平変位を制御することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載したＲＣ系構造物の自己免震構法において、前記プレキャストコンクリート梁にグラウト注入管を設け、アンボンドＰＣ鋼材に少なくとも２個のパッキンを装着しておき、該２個のパッキンの間に前記グラウト注入管からグラウトを注入し充填して、前記アンボンドＰＣ鋼材の前記２個のパッキンの間の部分をプレキャストコンクリート梁へボンドすることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載した発明は、請求項１に記載したＲＣ系構造物の自己免震構法において、前記アンボンドＰＣ鋼材を取り囲む形態でグラウト注入管と一体化した筒状容器をプレキャストコンクリート梁に設けておき、前記グラウト注入管からグラウトを注入し充填して、前記アンボンドＰＣ鋼材の前記筒状容器部分をプレキャストコンクリート梁へボンドすることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載した発明に係るＲＣ系構造物の自己免震構造は、
プレキャストコンクリート梁を、アンボンドＰＣ鋼材を利用してプレストレスを導入しプレキャストコンクリート柱へ圧着接合して柱梁接合界面の浮き上がりを許容し、当該浮き上がり変形によってエネルギ吸収するダンパ部材を設けないＲＣ系構造物の自己免震構造であって、
前記プレキャストコンクリート梁の長手方向に前記アンボンドＰＣ鋼材が一段配置として貫通され、該アンボンドＰＣ鋼材の両端部が前記プレキャストコンクリート柱に定着され、前記アンボンドＰＣ鋼材の一定長さ部分が前記プレキャストコンクリート梁にボンドされ、当該梁の浮き上がりに伴う水平変位を制御する構成とされていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施形態、及び実施例】
図１〜図３は、請求項１及び４に記載した発明に係るＲＣ系構造物の自己免震構法及び自己免震構造の実施形態を示している。
【００１３】
このＲＣ系構造物の自己免震構法は、プレキャストコンクリート梁２を、アンボンドＰＣ鋼材３を利用してプレストレスを導入しプレキャストコンクリート柱１へ圧着接合して柱梁接合界面の浮き上がりを許容し、当該浮き上がり変形によってエネルギ吸収するダンパ部材を設けない構法である。
【００１４】
即ち、前記プレキャストコンクリート梁２の長手方向に前記アンボンドＰＣ鋼材３を一段配置として貫通させ、該アンボンドＰＣ鋼材３の両端部３ａ、３ａを前記プレキャストコンクリート柱１、１へ定着すると共に、前記アンボンドＰＣ鋼材３の一定長さ部分Ｘを前記プレキャストコンクリート梁２へボンドして、当該梁２の浮き上がりに伴う水平変位を制御することを特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００１５】
前記自己免震構法により構築されたＲＣ系構造物の自己免震構造は、プレキャストコンクリート梁２を、アンボンドＰＣ鋼材３を利用してプレストレスを導入しプレキャストコンクリート柱１へ圧着接合して柱梁接合界面の浮き上がりを許容し、当該浮き上がり変形によってエネルギ吸収するダンパ部材を設けない構造である。
【００１６】
即ち、前記プレキャストコンクリート梁２の長手方向に前記アンボンドＰＣ鋼材３が一段配置として貫通され、該アンボンドＰＣ鋼材３の両端部３ａ、３ａが前記プレキャストコンクリート柱１、１に定着され、前記アンボンドＰＣ鋼材３の一定長さ部分Ｘが前記プレキャストコンクリート梁２にボンドされ、当該梁２の浮き上がりに伴う水平変位を制御する構成とされていることを特徴とする（請求項４記載の発明）。因みに、図中の符号４はシースを示しており、符号７はグラウトを示している。
【００１７】
具体的には、図４〜図６に示したように、プレキャストコンクリート梁２にグラウト７を注入するグラウト注入管８を設け、前記ＰＣ鋼材３に少なくとも２個のパッキン６、６を所要の水平剛性を得るに必要な間隔Ｘを確保して装着しておき、該２個のパッキン６、６の間にグラウト注入管８からグラウト７を注入し充填して、前記アンボンドＰＣ鋼材３の前記２個のパッキン６、６の間の部分Ｘをプレキャストコンクリート梁２へボンドする（請求項２記載の発明）。なお、図示は省略したが、前記ＰＣ鋼材３には、前記パッキン６のずり動き防止のための位置決めストッパーが装着されている。
【００１８】
本実施形態では、前記ＰＣ鋼材３として７本のＰＣ鋼より線３を使用している。前記パッキン６には、該７本のＰＣ鋼より線３を貫通させる貫通孔６ａを設けた蓮根形状のゴムパッキン６を使用している。前記グラウト注入管８は、予めプレキャストコンクリート梁２に打ち込み成形しておいても良いし、グラウト７を注入する段階で新設しても良い。
【００１９】
なお、前記ＰＣ鋼より線３の代わりにＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼線、多層ＰＣ鋼より線を使用しても略同様に実施できる。もちろん、その場合には、前記パッキン６の貫通孔６ａは前記ＰＣ鋼棒等に応じた形状とする。
【００２０】
前記ＰＣ鋼材（ＰＣ鋼より線）３は、プレキャストコンクリート梁２の略中央に集中させて直線状に実施しているが、配置及び本数はこれに限定されない。前記ＰＣ鋼より線３をアーチ状に屈曲させて実施することもできる。要するに、前記アンボンドＰＣ鋼材３は、その両端部３ａ、３ａが前記プレキャストコンクリート梁２の両端面から突き出る形態であれば良く、当該梁２に内蔵された部分の形状はフレキシブルな形態で実施することができる。
【００２１】
前記アンボンドＰＣ鋼材３の端部３ａをプレキャストコンクリート柱１へ定着させる手法は格別新規なものではなく、建築学会のＰＣ規準に示されている手法等で実施される。本実施形態では、前記アンボンドＰＣ鋼材３としてＰＣ鋼より線３を使用しているので、銅くさびを用いてナットと支圧板とで定着している（図示省略）。
【００２２】
また、前記アンボンドＰＣ鋼材３の両端部３ａ、３ａは、図１に示したように、向かい合うプレキャストコンクリート柱１の側面を貫通して、その背面側で定着されているがこれに限定されない。前記柱１に非貫通孔を設け、同柱１の中間位置で定着させて実施することもできる。
【００２３】
上述したように、前記アンボンドＰＣ鋼材３は、略中央の一定長さ部分Ｘが前記プレキャストコンクリート梁２へボンドされ、その両端部３ａ、３ａが前記柱１、１に緊結されている。よって、本発明に係るＲＣ系構造物の自己免震構造は、通常時は、プレストレスが導入されており前記梁２の端面が柱１の側面に密着しているので一般のＲＣ系構造物と同等の水平剛性を有する。また、大地震時では、前記梁２の浮き上がりに伴い水平剛性が低下して自己免震機能を発揮するが、前記した略中央の一定長さ部分Ｘのボンドにより、従来と比して水平剛性を増加させることができ、その結果、ＲＣ系構造物の最大水平変位を制御することが可能となる。
【００２４】
前記アンボンドＰＣ鋼材３の一定長さ部分Ｘを前記プレキャストコンクリート梁２へボンドすると水平剛性が増加する根拠を以下に説明する。
浮き上がり後の水平剛性は、図７Ａ、Ｂに基づいて、次の［数１］で示されるＩｅｆｆから一義的に求まる。
【数１】
0004546621.tif 000002
Ｉｅｆｆ：接合部界面が浮き上がったときの等価断面二次モーメント
Ｍθ    ：接合部界面の回転角がθのときのモーメント
ｌ      ：スパン長
θ      ：節点回転角
Ｅｃ    ：梁コンクリートのヤング係数
Ｄ      ：梁せい
Ａｐ    ：ＰＣ鋼材の断面積
Ｅｐ    ：ＰＣ鋼材のヤング係数
Ｐｏ    ：ＰＣ鋼材の初期緊張力
Ｌｐ    ：ＰＣ鋼材の接合界面１カ所あたりのアンボンド長さ
【００２５】
よって、前記Ｌｐの長さを短くすれば、すなわち、前記アンボンドＰＣ鋼材３の一定長さ部分Ｘを前記プレキャストコンクリート梁２へボンドして全体のアンボンド長さを短くすれば、必然的に、自己免震構造の浮き上がり後の水平剛性は増加することになる。
【００２６】
前記アンボンドＰＣ鋼材３におけるボンド長さ（一定長さ部分Ｘ）は、前記［数１］を踏まえ、構造設計上、必要な長さを設定する。この場合、構造物全体のバランスを考慮すると略中央部分をボンドすることが好ましい。
【００２７】
よって、本実施形態に係るＲＣ系構造物の自己免震構法及び自己免震構造によれば、ＰＣ鋼材３を任意の位置で任意長さのグラウト注入を簡便に行い得るので、前記アンボンドＰＣ鋼材３の一定長さ部分Ｘを前記プレキャストコンクリート梁２に簡便かつ確実にボンドできる。したがって、プレキャストコンクリート梁２の浮き上がり後の水平剛性をフレキシブルに増加させることができ、その結果、ＲＣ構造物の最大水平変位を自在に制御することができるのである。
【００２８】
図８〜図１０は、異なる実施形態を示している。この実施形態は、上述した実施形態と比して、前記アンボンドＰＣ鋼材３の一定長さ部分Ｘを前記プレキャストコンクリート梁２へボンドする手法が相違する。
【００２９】
すなわち、アンボンドＰＣ鋼材３を取り囲む形態でグラウト注入管９ａと一体化した筒状容器９をプレキャストコンクリート梁２に設けておき、前記グラウト注入管９ａからグラウト７を注入し充填して、前記アンボンドＰＣ鋼材３の前記筒状容器部分をプレキャストコンクリート梁２へボンドする（請求項３記載の発明）。
【００３０】
前記ＰＣ鋼材３にはＰＣ鋼棒３が好適に使用される。前記筒状容器９は、縦断面が中空のルーペ状（図９Ａ）で、プレキャストコンクリート梁２の長手方向に筒状（図９Ｂ）の形態で実施された伸縮性の容器である。当該筒状容器９の長手方向の長さは、構造設計上、所要の水平剛性を発揮させ得る長さとされる。また、前記筒状容器９は、予めプレキャストコンクリート梁２に打ち込み成形されている。なお、前記筒状容器９におけるＰＣ鋼材３の取り囲み部の形状は環状に限定されない。図１１に示したように、環状の一部を切り欠いた形状でも略同様に実施することができる。
【００３１】
よって、この異なる実施形態に係るＲＣ系構造物の自己免震構法及び自己免震構造によれば、前記実施形態と略同様の作用効果を奏する。すなわち、ＰＣ鋼材３を任意の位置で任意長さのグラウト注入を簡便に行い得るので、前記アンボンドＰＣ鋼材３の一定長さ部分Ｘを前記プレキャストコンクリート梁２に簡便かつ確実にボンドできる。したがって、プレキャストコンクリート梁２の浮き上がり後の水平剛性をフレキシブルに増加させることができ、その結果、ＲＣ構造物の最大水平変位を自在に制御することができるのである。
【００３２】
なお、上記各実施形態では、１スパンに１本のＰＣ鋼材３を使用して実施しているが、多スパンに１本のＰＣ鋼材３を使用して実施することもできる。
【００３３】
【本発明の奏する効果】
請求項１〜４に記載したＲＣ系構造物の自己免震構法及び自己免震構造によれば、ＰＣ鋼材を任意の位置で任意長さの局部的なグラウト注入を簡便に行い得るので、前記アンボンドＰＣ鋼材の一定長さ部分を前記プレキャストコンクリート梁に簡便かつ確実にボンドできる。よって、プレキャストコンクリート梁の浮き上がり後の水平剛性をフレキシブルに増加させることができ、その結果、ＲＣ構造物の最大水平変位を自在に制御することができる。
したがって、建物が林立する都会等、地震時に想定される最大水平変位を制御しなければならない場所でも好適に実施することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＲＣ系構造物の自己免震構造を示した立面図である。
【図２】プレキャストコンクリート梁の縦断面図である。
【図３】本発明に係るＲＣ系構造物の自己免震構造の浮き上がり状態を示した立面図である。
【図４】アンボンドＰＣ鋼材の一定長さ部分をプレキャストコンクリート梁にボンドする状態を示した断面図である。
【図５】パッキンの形状を示した正面図である。
【図６】アンボンドＰＣ鋼材の一定長さ部分をプレキャストコンクリート梁にグラウトでボンドした状態を示した断面図である。
【図７】Ａは、ＲＣ系構造物の自己免震構造を概略的に示した立面図であり、Ｂは、Ａの柱梁接合部を示した拡大図である。
【図８】異なる実施形態を示したプレキャストコンクリート梁の縦断面図である。
【図９】Ａは、異なる実施形態に使用する筒状容器を示した正面図であり、Ｂは、同側面図である。
【図１０】アンボンドＰＣ鋼材の一定長さ部分をプレキャストコンクリート梁にグラウトでボンドした状態を示した断面図である。
【図１１】異なる筒状容器の形状を示した正面図である。
【符号の説明】
１    プレキャストコンクリート柱
２    プレキャストコンクリート梁
３    アンボンドＰＣ鋼材
４    シース
６    パッキン
７    グラウト
８    グラウト注入管
９    筒状容器
【図１】
0004546621.tif 000003
【図２】
0004546621.tif 000004
【図３】
0004546621.tif 000005
【図４】
0004546621.tif 000006
【図５】
0004546621.tif 000007
【図６】
0004546621.tif 000008
【図７】
0004546621.tif 000009
【図８】
0004546621.tif 000010
【図９】
0004546621.tif 000011
【図１０】
0004546621.tif 000012
【図１１】
0004546621.tif 000013