［黒沢建設・明治大学共同研究開発］

施工事例
震度７級・大地震の繰返し被災にも対応！

高耐震・震度７級対応、高耐久・大スパン建築を可能にした［PC-S工法］
は、大空間を必要とする、オフィスビル、病院等の建築に採用されています。
●神戸市西区総合庁舎

用途／庁舎施設規模／地上6階
延べ床面積／10060m2
構造形式／免震構造 純ラーメン構造
構造種別／PCａＰＣ造（フル圧着）、
ＰＣ-Ｓ造
ＰＣ-Ｓスパン／15.6ｍ

高耐久・大スパン建築［PC-S工法］
柱PCa造／梁S造／接合部弾性離間無損傷型●長崎北徳洲会病院

用途／病院施設規模／地上6階
延べ床面積／12600m2
構造形式／耐震構造 純ラーメン構造
構造種別／PCａＰＣ造（フル圧着）、
ＰＣ-Ｓ造
ＰＣ-Ｓスパン／12ｍ●相模原某事務所ビル

用途／事務所ビル
規模／地上5階（地下1階）
延床面積／7,960m2
構造形式／耐震構造 純ラーメン構造
構造種別／PCaPC造（フル圧着）、
PC-S造ＰＣ-Ｓスパン／21.4m

本社〒163-0717 東京都新宿区西新宿2-7-1
新宿第一生命ビルディング17階
TEL. 03-6302-0221（代表）
24012000TRD

KUROSAWA CONSTRUCTION CO.,LTD

震度７級・大地震の繰返し被災にも対応。
鉄骨梁に損傷を与えない革新的工法を実現した、接合部弾性離間無損傷型［PC-S工法］です。

前震・本震・余震と続く、大地震の繰返し被災にも崩壊しない。
長大スパンの大空間が求められる、オフィスビルや大型物流施設、大規模商業施設等に好適です。

外エンドプレート
内エンドプレート
鉄骨梁
側板
コンクリート［PC-S工法の新着想］

柱梁納まり図◎鉄骨梁を柱に埋め込まないことで、フランジの抜け出し破壊が生じない◎鉄骨梁端部をプレストレストコンクリート造とし、柱とPC鋼材で圧着接合◎柱には鉄骨梁を受けるための「あご」を設ける「あご」は梁に生じるせん断力を柱に直接伝達させます。
また、下フランジ

RC-S混合構造の抱える様々な問題点を解決しました。
柱はPCa（プレキャスト・コンクリート造）、梁はS（鉄骨造）、さらに新着想の異種部材圧着接合により、高耐震・高剛性構造を構築する［PC-S工法］です。
一般に高剛性で大スパンな建築が低コストででき部材とS部材をPC鋼材で圧着接合することで、るという理由で、RC-S混合構造（柱RC＋梁S）が異種部材接合に生じるさまざまな問題点を克服普及しています。
しかし、このRC-S造は、大きなしました。新着想のまさに革新的工法です。

課題も抱えてきました。①S梁のてこ作用でせん

震度７級の繰返し激震にも、柱・梁の主フレーム断力が過大になる、②S梁フランジの圧縮力によは健全であります。

る局部圧壊、③S梁の抜出し等、構造の根幹に関この［PC-S工法］は、黒沢建設と高木仁之明治わる多くの問題を有しています。

大学理工学部建築科教授との産学共同研究開［PC-S工法］は、このようなRC-S混合構造の課発によって誕生しました。に集中した圧縮力は目地と「あご」を介して柱に伝わるため緩和されます。
想定外の力が作用した場合、梁圧着部で梁全断面が離間しても「あご」でせん断力を負担できるため、梁端部のPC鋼材はせん断力を負担する

圧縮力

下フランジ

あごフランジから柱への応力伝達図

ことなく引張力のみ負担すればよいことになります。
◎梁端部は剛強なディテールとする◎鉄骨端部と柱の間には構造目地を設ける
これにより、極大地震時には梁端部が離間し、鉄骨梁に生じる回転変形が梁圧着部に集約され、鉄骨梁の負担が軽減されます。

［PC-S工法の４大メリット］■震度7級の繰返し激震にも、構造体は健全■長大スパンの大空間を構築できる

目地離間と曲げ変形図（イメージ）■熟練工は必要とせず、しかも施工精度が高い■現場作業員の大幅省力化により、コスト縮減を実現

題を解決するため、梁端部をPC造で設計し、PCPC梁PCa柱目地モルタル充填
端部充填コンクリート打設
かぶせ筋
トップ筋
補強筋
（又はスラブ筋）
スタッド
鉄骨梁

鉄骨梁

PC鋼材にて横締め

PC鋼材にて横締め
アゴPC-S工法・柱梁接合部
PC-S工法「ERI構造性能評価」を取得（2016年5月）

柱・梁架設状況12

実証実験
接合部弾性離間無損傷モデルによる、柱梁接合部実験をクリア。
震度７の繰返し激震にも、主構造体に損傷を発生させないことを実証。

PC -S工法の梁端部ディテール

RC-S混合構造の様々な課題を解決した、接合部弾性離間無損傷

機械式継ぎ手
（A級）
コンクリートスターラップ
トップ筋優秀性を確認しました。

鉄骨梁

アゴ形

鋼材とコンクリートで形成した形
エンドプレート厚：ウェブ厚程度
アゴ：梁下

鋼材とコンクリートで形成した形
エンドプレート厚：ウェブ厚程度
アゴ：梁内

コンクリート充 填 形 式型［PC-S工法］の性能を確認するために実証実験を実施し、その基本形

鉄骨梁
PC鋼材
無収縮モルタルFc60＜実験概要＞

PC鋼材

試験体は、柱梁接合部を模擬した十字型とし、梁サイズを1/3程度試験体モデルの縮小モデルとした。
●PCa柱：350×350mm（Fc60） ●S梁：300×150mm（SS400）

PCa柱
PC鋼棒
スラブ
S梁

●PC鋼棒：4-23Φ
（SBPR1080/1230、導入力135kN/本）●トップ筋：4-D19（SD390） ●エンドプレート：6mm●エンドプレート間：90mm

また、梁端部をローラー支持、柱脚をピン支持とし、柱頭に水平力を与える。
さらに、柱軸力はPCa柱内に配置したアンボンド鋼棒の緊張力とする。載荷方法は、変位制御の正負交番繰り返し載荷とした。

加力方法※＜実験結果＞は、次ページ（表4）に記載しています。

建築適用性
UP

下アゴ形式

＜実験結果＞の割合）は、1/r＝1/100程度のときに、梁下端が示したもの で す 。梁 圧 着 部 の 離 間 は 、1 / r＝引張のときで70%程度でした。除加後の挙動は、1/300程度で始まり、1/r＝1/50を超える変形能1/r＝1/100程度までは原点に戻る挙動を示し、力があることを確認しました。また、下図２のよう1/100を超える変形に対しては残留変形を確認に、離 間 率（ 梁の部 材角に対する接 合 部回転角しました。主な要因はスラブのひび割れでした。

施工性
UP
鋼材補強形式

下図1は、荷重ー層間変形角（Q-1/r）の関係を

層せん断力Q（kN）
300

層せん断力Q（kN）

内蔵アゴ形式

300
200

200
100

100
層間変形角1/r（rad）

0-0.040-0.030-0.020-0.0100.00.010

0.020

0.030

No3-100

0.00.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

-100

No3包絡線-200

接合部回転角α（rad）

0-0.030 -0.025 -0.020 -0.015 -0.010 -0.005

No3右設計値

No3右包絡レベル2

No3右部材角-300

図1.荷重−層間変形角関係-200

鋼材補強型

アゴ式鋼材補強型

鋼材のみで形成した形
エンドプレート厚：40mm
アゴ：梁下鋼材のみで形成した形
エンドプレート厚：40mm
アゴ：梁内-300

図２.荷重−梁圧着部の構造目地回転角関係＜実験でわかったこと＞＜結論＞◎梁圧着部が弾性状態で離間挙動をすることで、S梁を損傷させないことが可能であることを確認しました。

震度７の地震が頻繁に起き、同じ場所で繰返し起価していますが、繰返しの震度７に耐えるには、本これを、「接合部弾性離間無損傷型」と呼びます。

こることもあります。それ故に、巨大地震に対して工法のように、弾性で大変形に対応すべきだと強◎プレストレス力を制御することで、梁部材の回転人命保護だけでなく建物の安全性も求められてく感じています。

変形を梁圧着部の離間による回転変形が負担います。現行の設計法では一度の震度７に対応す高木 仁之（元・明治大学理工学部建築学科教授）るために、材料の塑性化を利用して変形性能を評百武していることを確認しました。

PC-S工法柱梁接合部実験

3構造目地部の離間状況（部材角1/50）

4茂（黒沢建設株式会社設計部）

施工プロセス
1278アンカーセット

端部 コンクリート打設

柱脚ブロック取付

PC-S梁取付

39410PC柱 建方PC鋼材挿入PC-S梁搬入

目地モルタル打設

511612仮置き状況

PC鋼材緊張PC-S梁端部 内部状況

各グラウト注入PC-S梁主筋（PC鋼棒、鉄筋）

スラブ

外エンドプレート
PC-S梁
鉄骨母材

ＰＣ-Ｓ工法 施工順序

アゴ
PC鋼材

アゴ側板
内エンドプレートPC柱① PC柱建て方② PC-S梁部材製作
5

PC-S梁

③ PC-S梁部材架設
PC鋼材緊張④スラブコンクリート打設
6