(57)【要約】【課題】  施工性をさらに向上させることができ、施工コストを低減させるとともに、継手空間部の接合面のひび割れを防止することで充分な耐久性を持たせることが可能な接合部継手構造を提供する。【解決手段】  接合部を形成する継手空間部６へ向けて延長されてなる２本以上のプレキャスト部材に対して、当該延長方向にプレストレスを導入するとともにその端面に端板２１、２２を配設し、予め製作された繊維補強コンクリート部材からなる継手部材１８、１９を、継手空間部６内に配置するとともに、対向面に配設された鉄板２５をプレキャスト部材の端板２１、２２に対向させ、さらにプレキャスト部材の端板２１，２２と、継手部材の鉄板２５とを互いに溶接することにより接合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合部を形成する継手空間部へ向けて延長され、当該延長方向にプレストレスが導入されるとともにその端面に端板が配設される２本以上のプレキャスト部材と、
予め製作された繊維補強コンクリート部材からなり、上記継手空間部内に配置されてなるとともに上記プレキャスト部材の端板と対向する対向面に鉄板が配設されてなる継手部材とを備え、
上記プレキャスト部材並びに上記継手部材は、上記端板と上記鉄板とが溶接されることにより互いに接合されていること
を特徴とする接合部継手構造。
【請求項２】
上記鉄板から上記継手部材の内部へ向けてアンカー材が埋設されてなること
を特徴とする請求項１記載の接合部継手構造。
【請求項３】
接合部を形成する継手空間部へ向けて延長されてなる２本以上のプレキャスト部材に対して、当該延長方向にプレストレスを導入するとともにその端面に端板を配設し、
予め製作された繊維補強コンクリート部材からなる継手部材を、上記継手空間部内に配置するとともに、対向面に配設された鉄板を上記プレキャスト部材の端板に対向させ、
さらに上記プレキャスト部材の端板と、上記継手部材の鉄板とを互いに溶接することにより接合すること
を特徴とする接合部継手構造の構築方法。
【請求項４】
上記鉄板から内部へ向けてアンカー材が埋設されてなる上記継手部材を、上記継手空間部内に配置すること
を特徴とする請求項３記載の接合部継手構造の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築、土木の技術分野におけるトラス構造やアーチ構造等の接合部継手構造及びその構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラス構造やアーチ構造等の格点部等に代表される接合部は、剛接合に近い接合であるため、曲げ、せん断、引張り、圧縮等の応力が集中し、その応力に対応するため格点部に鉄筋、鋼材等の補強材が集中して配置される。図７に従来のトラス構造の格点部補強構造を示す。トラス構造の格点部１１１は、２本のＰＣパイルからなる斜材１１１２、１１３と上弦材又は下弦材１１４との継手空間１１５に形成される。格点部１１１を形成する継手空間１１５内には、上弦材又は下弦材１１４の補強鉄筋１１６と格点部補強鉄筋１１７が配筋され、さらに、ＰＣパイルからなる斜材１１２、１１３の端部からＰＣ鋼材１１８を突出させ、継手空間１１５内にコンクリート１１９を充填し、コンクリート１１９の固化後、ＰＣ鋼材１１８の先端に設置した支圧板１２０を介してＰＣ鋼材１１８に引張力を付与する格点部補強構造が実施されている。
【０００３】
しかしながら、かかるラーメン構造の格点部には、応力の集中に対応するため補強部材が集中して配置され、格点部での鉄筋等の補強材の組み立て作業が困難となり施工性に問題が生じ、また格点部に補強材が集中することにより格点部にコンクリートを充填する際、コンクリートの行き渡りが悪くなるという問題も発生する。
【０００４】
これらの問題点を解決するために、従来においては、例えば特許文献１に示すような格点部補強構造が提案されている。この格点部補強構造は、例えば図８に示すように、現場打ちコンクリートで構築される上弦材又は下弦材１０１、斜材としてのＰＣパイル１０２、トラス構造の格点部１０３により構成される。
【０００５】
トラス構造の格点部１０３を構成する継手空間部１０４には、上弦材又は下弦材１０１の補強鉄筋１０５及び斜材としてのＰＣパイル１０２の端部から突出するＰＣパイルの補強鉄筋１０６が突設されており、トラス構造の格点部１０３を構成する継手空間部１０４に図示しない型枠を設置し、鋼繊維または有機繊維あるいはそれらの組合せからなる繊維を混入した繊維補強コンクリート１０７を打設し、養生固化させてトラス構造の格点部１０３を構築する。上下弦材１０１の部分は通常コンクリートが現場打ちにより打設される。
【０００６】
継手空間部１０４内に充填される繊維補強コンクリート１０７は、それ自体が曲げ、せん断、引張り、圧縮等の応力に対して大きな強度を有するため格点部１０３の継手空間部１０４内に配筋される補強鉄筋１０５，１０６の使用量が低減でき、さらに、繊維補強コンクリート１０７を用いることにより継手空間部１０４内での充填コンクリートと鉄筋、鋼材等の補強部材との定着性が向上する。このため補強部材の使用量を一層低減でき、配筋作業等の困難性が軽減され、施工性が向上し、構造物の軽量化及びコストの低減化を図ることができ、且つ強度の大きい耐久性のある格点部補強構造とすることができる。
【特許文献１】特開２００４−２４４９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に開示されているトラス構造のように、継手空間部１０４に延長されるＰＣパイル１０２の部材軸方向が互いに異なっている場合や、継手空間部１０４に対して３方向以上からＰＣパイルが延長されてくる場合に、当該継手空間部１０４に上記繊維補強コンクリート１０７を打設すると、その接合面にひび割れが発生する虞がある。このひび割れは、破壊の起点となるところ、トラス構造を構成する構造物全体の強度上の信頼性に影響を与えるため、その発生を極力抑制する必要がある。
【０００８】
またトラス構造においては、このような格点部が数多く形成されるところ、その継手空間部に対する繊維補強コンクリート１０７の充填作業の負担が過大となり、またこれに応じて工期が長期化してしまうという問題点もあった。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、施工性をさらに向上させることができ、施工コストを低減させるとともに、継手空間部の接合面のひび割れを防止することで充分な耐久性を持たせることが可能なトラス構造やアーチ構造、更にはラーメン構造等の接合部継手構造及びその構築方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る接合部継手構造は、上述した課題を解決するために、接合部を形成する継手空間部へ向けて延長され、当該延長方向にプレストレスが導入されるとともにその端面に端板が配設される２本以上のプレキャスト部材と、予め製作された繊維補強コンクリート部材からなり、上記継手空間部内に配置されてなるとともに上記プレキャスト部材の端板と対向する対向面に鉄板が配設されてなる継手部材とを備え、  上記プレキャスト部材並びに上記継手部材は、上記端板と上記鉄板とが溶接されることにより互いに接合されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る接合部継手構造の構築方法は、上述した課題を解決するために、接合部を形成する継手空間部へ向けて延長されてなる２本以上のプレキャスト部材に対して、当該延長方向にプレストレスを導入するとともにその端面に端板を配設し、予め製作された繊維補強コンクリート部材からなる継手部材を、上記継手空間部内に配置するとともに、対向面に配設された鉄板を上記プレキャスト部材の端板に対向させ、さらに上記プレキャスト部材の端板と、上記継手部材の鉄板とを互いに溶接することにより接合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明を適用した接合部継手構造は、継手空間部内に、繊維補強コンクリート部材からなる継手部材を配置する。このため、２本以上のプレキャスト部材の交点としての接合部においても、継手部材を構成する繊維補強コンクリート部材自体が継手空間部に負荷される曲げ、せん断、引張り、圧縮等の応力に対して対抗することが可能となる。また、本発明を適用した接合部継手構造では、プレキャスト部材からなる仲介材並びに下弦材にプレストレスを導入しているため、引張、圧縮応力が負荷された場合には、これらによっても対抗することができる。これに対して、接合部継手構造において圧縮応力や曲げ応力が負荷された場合には、この継手部材により対抗することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、トラス構造やアーチ構造、更にラーメン構造等に適用される接合部継手構造について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
本発明を適用した接合部継手構造１は、例えば図１、２に示すようなトラス構造２等に適用される。このアーチ２は、ＰＣ床版５の下側に配設され、上弦材１３と、下弦材１４と、斜材や垂直材等に代表される仲介材１６とが主要な構成部材となる。このトラス構造２に対して、本発明に係る接合部継手構造１を適用する箇所として、トラス構造の接合部としての格点部を形成する継手空間部６周辺をその範囲とする。
【００１５】
仲介材１６並びに下弦材１４は、それぞれプレキャスト部材で構成される。仲介材１６は、継手空間部６へと延長され、当該延長方向にプレストレスが導入されるとともにその端面１６ａに端板２１が配設される。また、下弦材１４も継手空間部６へと延長され、当該延長方向にプレストレスが導入されるとともにその端面１４ａに端板２２が配設される。ちなみに、これら端板２１、２２は、鉄製の板で構成される。
【００１６】
継手空間部６には、予め製作された繊維補強コンクリート部材からなる継手部材１８が配置される。図３は、この継手部材１８の構成を示している。継手部材１８は、継手空間部６内に配置した場合に仲介材１６並びに下弦材１４における端版２１、２２と対向する対向面１８ａが形成されている。この対向面１８ａには鉄板２５がそれぞれ配設されている。この継手部材１８を構成する繊維補強コンクリート部材に混入される繊維としては、鋼繊維等の金属繊維、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭素繊維等の有機繊維のなかから選択される１つまたは複数の繊維の組合せを用いる。ちなみに、この継手部材１８は、配設すべき継手空間部６のスペックに応じて、予め工場等で大量生産するようにしてもよい。
【００１７】
このような構成からなる継手部材１８は、継手空間部６に配置された場合において、その対向面１８ａに配設された鉄板２５が、端板２１、２２と対向することになる。この継手部材１８は、鉄板２５を、端板２１、２２に対してそれぞれ溶接させて互いに接合されている。互いに溶接された鉄板２５並びに端版２１、２２の周囲には、樹脂モルタル２８が埋め込まれる
【００１８】
図４は、トラス構造の格点部を構成する継手空間部６に、垂直方向から仲介材１６が延長されるとともに、水平方向から下弦材１４が延長される例を示している。即ち、この図４の例では、継手空間部６に３本のプレキャスト部材が延長されてきている構成を示しており、上述した図２と同一の構成要素、部材に関しては、同一の番号を付すことにより以下での説明を省略する。
【００１９】
図５は、この継手空間部６に配置される継手部材１９の構成を示している。継手部材１９は、継手空間部６内に配置した場合に仲介材１６並びに下弦材１４における端版２１、２２と対向する対向面１９ａが鉛直方向と水平方向左右の３面に亘り形成されている。この対向面１９ａには鉄板２５がそれぞれ配設されている。
【００２０】
次に、本発明を適用した接合部継手構造１の構築方法について、図４に示すように３本のプレキャスト部材が延長されてきている継手空間部６に継手部材１９を配置する場合を例にとり説明をする。
【００２１】
先ず、トラス構造の格点部を形成する継手空間部６へ向けて延長されてなる仲介材１６並びに下弦材１４に対して、延長方向にプレストレスを導入する。このとき、その端面１６ａ、１４ａに端板２１、２２が未配設の場合には、この段階で配設するようにしてもよい。
【００２２】
次に、予め製作された継手部材１９を、継手空間部６内に配置する。そして、継手部材１９における対向面１９ａに配設された鉄板２５を、仲介材１６並びに下弦材１４の端板２１，２２に対向させる。この対向させる鉄板２５表面と端板２１、２２表面は、接合性を高めるべく、互いに平行であることが望ましい。さらに端板２１、２２と、継手部材１９の鉄板２５とを互いに溶接されることにより接合する。最後に、これら溶接固定した端版２１、２２と鉄板２５の周囲を樹脂モルタル２８で埋め込む。
【００２３】
このように、本発明を適用した接合部継手構造１では、継手空間部４内に、繊維補強コンクリート部材からなる継手部材１９を配置する。このため、２本以上のプレキャスト部材の交点としての格点部においても、継手部材１９を構成する繊維補強コンクリート部材自体が継手空間部６に負荷される曲げ、せん断、引張り、圧縮等の応力に対して対抗することが可能となる。また、本発明を適用した接合部継手構造１では、プレキャスト部材からなる仲介材１６並びに下弦材１４にプレストレスを導入しているため、引張、圧縮応力が負荷された場合には、これらによっても対抗することができる。これに対して、接合部継手構造１において圧縮応力や曲げ応力が負荷された場合には、この継手部材１９により対抗することが可能となる。
【００２４】
特に本発明において、継手部材１８、１９を構成する繊維補強コンクリート部材につき、繊維混入率を０．５〜５．０％の範囲で構成することにより、例えば設計基準強度３６Ｎ／ｍｍ２の繊維補強コンクリートでは、１．３８Ｎ／ｍｍ２の引張抵抗を考慮することができる。なお、繊維混入率があまりに高いと繊維の練り混ぜが困難になる。
【００２５】
また、継手部材１８、１９を構成する繊維補強コンクリート部材においては、コンクリートのひび割れ抵抗性能を表す破壊エネルギーＧＦをも向上させることができる。例えば、圧縮強度３０Ｎ／ｍｍ２程度の通常のコンクリートでは、１００Ｎ／ｍ程度であるが、繊維混入率１％程度の繊維補強コンクリートでは、１００００Ｎ／ｍ程度まで向上させることが可能となる。
【００２６】
また、本発明を適用した接合部継手構造１では、継手部材１９と、仲介材１６並びに下弦材１４との接合部において、鉄板２５と、端板２１，２２とを溶接固定している。これにより、従来において問題となっていた、接合面に発生するひび割れを防止することが可能となり、ひいてはトラス構造全体の信頼性を向上させることが可能となる。
【００２７】
また、本発明を適用した接合部継手構造１では、予め工場等において製作した継手部材１９を現場に持ち込んで配置するのみで作業を完了させることができる。このため、継手空間部６に対する繊維補強コンクリートの充填作業の負担を解消することができ、施工性を向上させることが可能となることから、工期を短縮することが可能となる。特にトラス構造に存在する格点部の数が多いほど、その効果は大きくなる。
【００２８】
さらに、このような構成からなる接合部継手構造１が設けられるトラス構造又はアーチ構造では、全体が外ケーブルでプレストレスが導入されており、この継手空間部６にはプレストレスを導入しない。仮に、この継手空間部６に対してもプレストレスを導入しようとした場合には、接合部材がいきおい大きくなってしまう。このため、本願発明では、継手空間部６に対してもプレストレスを導入する代わりに、繊維補強コンクリート部材からなる継手部材１９を配置する。これにより、大きな接合部材を配置する必要がなくなることから、格点部のサイズそのものを小さくすることが可能となる。
【００２９】
なお、本発明を適用した接合部継手構造１は、上述した実施の形態に限定されるものではない。図６は、接合部継手構造１における他の構成例を示している。この構成例において、仲介材１６並びに下弦材１４には、それぞれの端面１６ａ、１４ａから部材内部へ向けてアンカー材３１が定着されている。このアンカー材３１は、端面１６ａ、１４ａに配設された端板２１，２２にそれぞれ固着されていてもよい。
【００３０】
また、継手部材１９は、その対向面１９ａから部材内部へ向けてアンカー材３２が定着され、その上で繊維補強コンクリート部材が埋め込まれて構成されている。このアンカー材３２は、対向面１９ａに配設された鉄板２５にそれぞれ固着されていてもよい。また、このアンカー材３２は、継手部材１９の部材内部へと延長され、その先端は、図６に示すように他の対向面１９ａへ向けて折り曲げられていてもよい。これにより、継手部材１９の応力伝達性能をより向上させることが可能となる。
【００３１】
ちなみに、上述した例においては、仲介材１６、下弦材１４、継手部材１９内部にそれぞれ２列に亘ってアンカー材３１、３２をそれぞれ定着される場合を例にとり説明をしたが、かかる場合に限定されるものではないく、いかなる列数でこれを定着するようにしてもよい。
【００３２】
また上述した例では、継手空間部６に３〜４本のプレキャスト部材が延長されてきている場合を例にとり説明をしたが、これに限定されるものではなく、継手空間部６に２本以上のプレキャスト部材が延長されてきているいかなるアーチ構造やトラス構造の格点部において、接合部継手構造１を配設することも可能である。
【００３３】
また、上述した例では、あくまでトラス構造２に適用される接合部継手構造１を例に挙げて説明をしたが、かかる場合に限定されるものではなく、いかなるアーチ構造、ラーメン構造に対して適用してもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る接合部継手構造が適用されるラーメン構造の例を示す図である。
【図２】本発明を適用した接合部継手構造の構成例につき説明するための図である。
【図３】本発明を適用した接合部継手構造に適用される継手部材の例につき説明するための図である。
【図４】本発明を適用した接合部継手構造の他の構成例につき説明するための図である。
【図５】本発明を適用した接合部継手構造に適用される継手部材の他の例につき説明するための図である。
【図６】継手部材１９にアンカー材を設ける場合につき説明するための図である。
【図７】従来のラーメン構造の格点部補強構造を示す図である。
【図８】従来のラーメン構造の格点部補強構造を示す他の図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  接合部継手構造
２  トラス構造
５  ＰＣ床版
６  継手空間部
１３  上弦材
１４  下弦材
１６  仲介材
１８、１９  継手部材
２１、２２  端板
２５  鉄板
３１  アンカー材
【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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【図８】
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