技報 第 6 号（2008 年）

部材接合方式が異なる PCaPC 工法による物流倉庫の建設事例
まるぜんしょうわ う ん ゆ

ぜんえいしょうじ－丸全昭和運輸東海倉庫・善栄商事市川倉庫－
建築本部

設計部

大塚夕

西日本支社

建築部

古林桂太

概要：PCaPC（プレキャスト・プレストレストコンクリート）工法のメリットを活かして建設された 2 つの物流倉庫について，不静定応力の抑制方法，プレキャスト部材の分割位置，圧着接合方式の違いに着目して，構造計画から施工までを紹介する．

Key Words
Words：PCaPC 工法，不静定応力，ホッチキス方式，PC レンコン方式，物流倉庫

１．はじめに
1.1

PCaPC 工法の採用

プレキャスト・プレストレストコンクリート（以下 PCaPC）工法は，柱梁床部材を工場で製作し，大型重機を用いて組立てるため，比較的大規模で整形な建物に採用するとコストメリットが生まれやすい．また，プレストレスにより部材耐力を大きくすることが可能なため，重荷重や階高が高い建物との相性がよいとされている．このような点から，中規模以上の倉庫は PCaPC 工法が採用されやすい建築物のひとつであるといえる．
倉庫の計画にあたって，PCaPC 工法を採用することで様々なメリットが生まれる．
まず，倉庫の機能を向上させるという点では次の 3 つが主なメリットとなる．①コンクリート系構造物にもかかわらず，鉄骨なみの梁せいで計画できるため，限られた階高の中で大きな倉庫スペースを確保できる．
②床の長期的なたわみ障害の問題が無い．③鉄骨造に較べて床振動を小さくできる．
次に，構造性能という点では次の 2 つが主なメリットとなる．④復元性に優れているため大地震後の残留変形やひび割れ等の損傷が少なく，軽微な修復で継続使用が可能である．⑤ひびわれが極めて少なく，コンクリート中性化スピードが極めて遅く，高耐久，長寿命の建物にできる．また，塩害にも強い．
最後に，施工性を向上させるという点では次の 4 つが主なメリットとなる．⑥あらかじめ主要躯体を工場で製作するため，工期の短縮が可能である．⑦現場作業が少なく，施工管理，品質管理が容易である．⑧現場への資材搬入，廃材の搬出を大幅に減らし，環境に配慮した工事とすることができる．⑨足場や支保工を大幅に減らすことができ，作業の安全性が増す．
今回紹介する 2 つの倉庫の建設事例は，PCaPC 工法のメリットを活かして当社の設計施工で計画されたものである．
1.2部材接合方式

PCaPC 工法において大規模な平面形状の構造体を計画する場合，プレストレス力の導入によって生じる梁の軸縮みによる不静定応力の処理方法が問題となることが多い．物流倉庫の場合，長辺（桁行）方向が 100mを超える場合も珍しくなく，全長にわたり建物の両端で緊張する PC ケーブルのみで梁に必要な耐力を確保

大塚夕

古林桂太
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しようとすると，大きな緊張力を要し，梁の軸変形が過大となる．その結果，図－１に示すように外端柱が建物内側に倒れ込もうとするために，外端柱の設計が困難となる．
外端柱において不静定応力が大きくなる

この問題を解決するために今回採用した，部材相互の接合方式が異なる 2 つの事例を紹介す

図－１

る．

柱に生じる不静定応力の概要

事例 1 は柱梁がそれぞれ独立したプレキャスト部材となっており，梁の接合目地は梁両端部に設けられている．接合方式は，桁梁端部に設けた拡幅部を利用して，梁を PC 鋼棒で柱部材に圧着接合する「ホッチキス方式」である．
事例 2 は桁梁と柱梁接合部を一体としたプレキャスト部材となっており，梁の接合目地は，短辺（張間）方向では梁端部に，長辺（桁行）方向では梁中央に設けられている．接合方式は，長辺（桁行）方向に通した PC ケーブルを用いて，桁梁中央の目地部で梁を相互に圧着接合する「PC レンコン方式」である．

２．事例 1（ホッチキス方式）
2.1

建物概要

本建物は名古屋市中心部から南へおよそ 15km の愛知県東海市に位置し，東海市と大府市のほぼ境界付近の伊勢湾岸自動車道大府 IC に隣接する，非常に交通至便な場所に建設された約 5800 坪の倉庫である．低温倉庫，高床倉庫が併設され，垂直搬送機等の荷役設備・雨天荷役場など高度化する倉庫需要に応えられる計画としている．
建物概要を表－１に，建物の全景を写真－１に示す．
表－１

建物概要

建 物 名 称丸全昭和運輸株式会社中部支店東海倉庫営業所

所

在地

愛知県東海市名和町北蕨40番

建築主丸全昭和運輸株式会社

設 計 監 理株式会社ピーエス三菱一級建築士事務所

施

株式会社ピーエス三菱

工

建 物 用 途

倉庫階

地上３階

数

最 高 高 さ22.45m

軒21.95m

高2

建 築 面 積9141.91m

延 床 面 積構 造 種 別22212.03m (付属建物を含む)
プレキャストプレストレストコンクリート造

構 造 形 式

ラーメン構造基 礎 形 式

場所打ち鋼管コンクリート拡底杭

工2006年12月～2007年9月

2（一部鉄骨造，鉄筋コンクリート造）

2.2構造計画概要

2.2.1

全体計画

本建物は長辺方向 128.4m，短辺方向 49m の 3階建て，基本グリッドは図－２に示すように全て10.7m×9.8m の整形な純ラーメン構造で，プレ建物全景

一括緊張PC鋼材（桁行方向）

横締めPC鋼棒

9.8×5 = 49.0m

期

写真－１

キャスト化に適しているといえる．階高は各階において梁下有効高さで 6m を確保している．
10.7m×12 = 128.4m

屋根は軽量な折版屋根であり，全体の重量軽減※の目的と，折版との納まりの良好性から鉄骨梁とPC鋼材の配置は各通り共通
内の柱は3階床レベルまでし，PC 柱上にアンカーボルト形式でピン接合と

図－２
2/8

平面計画

一括緊張PC鋼材（張間方向）

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した．鉄骨梁のスパンは 21.4m として，3 階の PC柱は 1 本ごとに間引く計画とし 3 階倉庫部の使用性を向上させている．
架構の施工状況を写真－２に示す．
2.2.2

PCaPC 圧着工法計画

本建物においては，短辺（張間）方向は全長 49mを PC ケーブルで一括緊張して圧着接合している．
しかし，長辺（桁行）方向は 128m の長さがあるた
め，通しで配置する PC ケーブルを必要最小限にとどめて，不静定応力を抑える計画とした．PC 梁端部で不足する耐力は，図－３に示すように，桁行方向各スパンの梁両端部に設けた拡幅部を利用して，

写真－２架構の施工状況

PC 鋼棒により PC 柱と PC 梁を圧着接合する工法（ホッチキス方式と呼ぶ）を併用して確保した．

縦締PC鋼棒ホッチキス方式においても，PC 鋼棒の緊張によPCa柱り桁梁の軸変形が生じるため，通しで配置する PCケーブルと比較すると小さいとはいえ，不静定応力張間方向PCa梁を考慮する必要がある．しかし，後述の建て逃げ方式による施工を採用することで，PC 鋼棒を緊張し一括緊張PC鋼材

横締PC鋼棒た際の桁梁の軸変形が建物全体に影響するのを避け，PC 鋼棒による不静定応力を無視できる程度に抑えている．
2.2.3床組計画

桁行方向PCa梁

大荷重を支える倉庫建物において，床版の計画は全体コストを考える上で非常に重要なポイントと図－３

柱梁接合部（ホッチキス方式）なる．本計画においては，①常時の鉛直荷重を張間方向の大梁に伝達させる一方向版とし，桁行方向の大梁には極力負担させない，②支保工が不要で，製作が容易かつローコストなプレキャスト部材であること，③過荷重においても過大なひび割れ，たわみが生じない，という 3 つのことを勘案し，プレテンション方式のダブル T 型合成床版（以下 DT 版）を採用した．
通常の DT 版の場合受梁側の支承部をフラットな形状とするが，本工事では DT 版が全長にわたって同断面形状となるように（写真－３参照），受梁側に DT 版断面形状に合わせた凹みを設け，全断面が大梁にのみ込む支承形式（写真－４参照）としている．受梁型枠の製作上は複雑になるが，全ての張間方向大梁が同形状で製作されるため，結果的に大梁と DT 版の部材生産性向上を図ることができる．また，この支承形式にすることで，スラブ端部の曲げ有効せいとして DT 版リブの全せいを考慮できるため，現場打ちコンクリー
ト部分に配筋するスラブ上端筋を減らすことが可能となり，床剛性も高くすることができる．

写真－３

写真－４

DT 版形状3/8

DT 版支承部

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2.3
2.3.1

施工計画概要建て逃げ方式の採用

本工事においては，鉄骨造倉庫と同等の工期で建方を完了することが要求された．通常の下層階から順に積み上げる施工では，上部のプレキャスト躯体に着手する段階で基礎工事が全て完了している必要がある．
本工事のような平面的に大きな建物の場合，短期間で躯体を構築するためには，基礎工事に短期間で多くの労務を投入することが必要となり，非常に効率が悪いものとなる．
1工区

2工区

3工区

4工区

１工区

5,6工区

２工区

隣地境界線

・1階PCa柱建方・2階PCa梁建方
180tonクローラークレーン・2階DT版敷設・縦締PC鋼棒緊張・横締PC鋼棒緊張
・張間方向PC鋼材緊張

180tonクローラークレーン

図－４

揚重機計画図そこで本工事においては図－４に示すように全・2階柱,3階梁床(下層と同様)体を 6 工区に分割し，掘削工事→基礎躯体→1～3
階上部プレキャスト躯体→屋根鉄骨を工区毎に進めていく「建て逃げ方式」を採用した．
（図－５参照）
この工法により建方実働 60 日という短期間での・3階PCa柱建方・屋根鉄骨建方施工が可能となった．また，複数の工種で並行作業を行うことができ，屋根，外装等の早期着手が・３～６工区同様に施工・桁行方向PC鋼材緊張可能となり，全体工期の短縮にも繋がった．
プレキャスト部材を用いて躯体を構築する場合，工期およびコスト面で揚重機計画が重要となる．
本工事では敷地上の制約があり，北側（図－２の上側）の隣地境界線に敷地の余裕が少ないため，建物外部に揚重機を据えることができない．南側（図－２の下側）のみから施工した場合には，作業半径を考えると非常に大型の揚重機が必要と考躯体完了えられた．しかし，この建て逃げ方式の採用によ
図－５

り，図－４に示すように建物内に 1 台の重機を配建て逃げ手順概要置することができ，比較的小型の 180ton クレーン 2 台を用いた施工が可能となった．
2.3.2

ホッチキス方式の施工

建物長辺方向の全長に通して配置した PC ケーブルによる圧着方式
で建て逃げ方式を採用した場合，全ての工区で建方が完了するまで本緊張を行うことができない．従って，各工区ではある期間非常に不安定な架構状態となり，安全面で問題がある．本工事で採用されているホッチキス方式では，梁端部に横締めの PC 鋼棒が配置されているため，各工区の建方が完了した時点で緊張により柱との剛節が可能となり，建方時の安全性が確保できる．写真－５に施工状況を示す．
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写真－５

横締め PC 鋼棒

技報 第 6 号（2008 年）３．事例 2（PC レンコン方式）
3.1

建物概要

本建物は，東京と千葉のほぼ中間にあたる湾岸市川インターの直近で，現在建設中の東京外環道のインターにも近い，千葉県市川市の好立地に建設された約 3600 坪の倉庫である．倉庫機能としては高床式でエレベータを主体とした荷役設備を備えている．また，防火区画はエレベータを除いたほぼ全面をシャッターで開放可能で，最上階の防火区画を除いて各区画内が無柱の，フレキシビリティーに富んだ空間となっている．
建物概要を表－２に，建物の全景を写真－６に示す．

表－２

建物概要

建物名称

善栄商事株式会社市川倉庫所

在地

千葉県市川市原木西浜土地区画整理事業地内5街区1番

建

築

主

善栄商事株式会社

設計監理

株式会社ピーエス三菱一級建築士事務所

施

株式会社ピーエス三菱

工

建物用途
階

数

倉庫
地上３階

最高高さ

22.80m

軒22.20m

高

建築面積5607.55m2

延床面積13648.26m2 (付属建物を含む)

構造種別

プレキャストプレストレストコンクリート造（一部鉄骨造，鉄筋コンクリート造）

構造形式

ラーメン構造

基礎形式

PHC杭拡大根固め工法

工

2007年3月～2007年11月

写真－６

建物全景

構造計画概要

一括緊張PC鋼材（桁行方向）

3.2.1 全体計画
本建物は長辺方向 120m，短辺方向 32.1m の3 階建て，基本グリッドは図－６に示すように全て 10.0m×10.7m の整形な純ラーメン構造
で，事例 1 と同様にプレキャスト化に適してい

10.7×3 = 32.1m

3.2

期

一括緊張PC鋼材（張間方向）るといえる．階高は各階において梁下有効高さ10.0×12 = 120.0mで 6m を確保している．

※

屋根には事例 1 と同様に鉄骨梁と折版屋根

PC鋼材の配置は各通り共通

図－６を用い，鉄骨梁は短辺方向 32.1m を 1 スパン

平面計画としたため，3 階の柱は外周のみとなっている．
架構の施工状況を写真－７に，鉄骨屋根の施工状況を写真－８に示す．

写真－７

写真－８

架構状況

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鉄骨屋根施工状況

技報 第 6 号（2008 年）

3.2.2

PCaPC 圧着工法計画

本建物は事例 1 と同様に，短辺（張間）方向縦締PC鋼棒は全長 32.1m を PC ケーブルで一括緊張して圧一括緊張PCケーブル着接合している．また，長辺（桁行）方向は 120mの長さがあるため，プレストレス力導入による桁梁中央圧着目地不静定応力を抑える必要がある点も同様である．
そこで本建物では図－７に示すように，桁梁を柱梁接合部と一体製作した部材（レンコン部材と呼ぶ）として，PC 梁の圧着目地を中央に設ける工法（PC レンコン方式）を採用した．
この PC レンコン方式の特長は次の通りである．
梁端部に PC 圧着目地を設けた従来の工法と桁梁主筋一括緊張PCケーブル異なり，PC レンコン方式では，桁梁と柱梁接合部とが一体製作されている．梁端部には柱に定着された主筋があるため，①端部の長期応力に対して鉄筋を考慮した PRC 設計が可能で，②地震時に必要な曲げ耐力を鉄筋を併用して確保することができる．従って，導入するプレPCa柱ストレスを減らすことが可能となる．
結果として，PC 鋼材量を応力が大きい梁端部で決定する必要が無くなり，桁梁中央の圧着目地部における曲げモーメントと地震によるせん断力，の 2 つに抵抗できるだけの最小限に張間方向PCa梁抑えることが可能となっている．
また施工性において，RC レンコン方式ではレンコン部材(桁行方向PCa梁)主筋を機械式継手で接続するため，梁中央部において 1m 程度の現場打ちコンクリート部を設PCa柱ける必要がある．一方 PC レンコン方式では，PC ケーブルにより圧着接合されるため，機械式継手による鉄筋の接続は不要であり，梁中央

図－７

柱梁接合部（PC レンコン方式）部では 30mm 程度の目地にモルタルを充填すればよい．特に倉庫のように階高が高い建物では施工的に有意である．
3.2.3

床組計画

本建物においては，建物高さを抑えることを第一に考え，常時の鉛直荷重を両方向の大梁に伝達させ，張間方向の梁せいと桁行方向の梁せいを揃える計画とした．各グリッドに 1 ピースずつ，プレテンシ
ョン方式でプレストレスを導入した小梁を張間方向梁に架けることにより，両方向に荷重を伝達させている．
床工法の選択にあたっては，①支保工が不要なプレキャスト部材であること，②施工時に床版上で高所作業車による作業が可能なことを勘案し，穴あき
写真－９
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PCaPC 小梁支承部

技報 第 6 号（2008 年）

PC 合成床版を採用した．
小梁は写真－９に示すように，張間方向大梁に設けたブラケットに架けることで，施工時の支保工を不要としている．写真－１０に小梁の架設状況を示す．

写真－１０
3.3

PCaPC 小梁架設状況

施工計画概要

3.3.1

積層方式と建て逃げ方式の併用

本工事では PC レンコン方式を採用したため，桁行のレンコン部材が最も重く，1 ピースあたり 16.7tonとなった．揚重機の選定に際しては敷地の制約があり，建物西側（図－６の上側）の建物外部に揚重機を設置することができず，建物東側（図－６の下側）からのみ架設した場合には，大型の揚重機が必要と考えられた．
そこで，比較的小型の揚重機を用いた施工を実現するため，図－８に示すように積層方式による建方と，建て逃げ方式による建方を併用する施工計画を立案した．
まず，建物東側に揚重機 A を設置し，西側 1 スパンの建物内部に設置したもう 1 台の揚重機 B と同時に，東側 2 スパンを先行して 1 層ずつ 3 階まで施工する（積層方式）．次に，東側の揚重機 A を西側の建物内部に移動し，建物長辺方向の中央から両妻側に向かって，2 台の揚重機を移動しながら架設する計画とした（建て逃げ方式）．この施工計画により，150ton クレーン 2 台を用い，建方実働 32 日間での施工が可能となった．
道路境界線

150tonラフィングクレーンＡ’

150tonラフィングクレーンＢ’

建て逃げ方向建て逃げ方向先行工区（積層方式）

図－８
3.3.2

150tonラフィングクレーンＢ

150tonラフィングクレーンＡ

揚重機計画

PC レンコン方式の施工

本建物の特徴である PC レンコン部材は，架設時にスパン中央に支保工を設置し，柱梁接合部で鉛直 PC鋼棒を仮締めして固定する．部材固定後，柱部材との水平目地，桁梁相互の鉛直目地にモルタルを充填する．
柱梁接合部を現場打ちコンクリートとする RC 造のプレキャスト工法や，RC レンコン方式と異なり，①現場打ちコンクリートがトッピングコンクリートのみである，②柱梁接合部や梁相互の接合部における現場作業
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技報 第 6 号（2008 年）が非常に簡略化されている，という点が大きな特長である．
目地モルタル強度発現後，長辺方向の PC 鋼材の約半数を緊張し，支保工を撤去する．施工時に必要な分だけプレストレスを導入することで，支保工の早期撤去が可能となり，下階の床トップコンクリートを障害物無く打設することができる．倉庫のように床仕上げ材が無い場合には有効な工法といえる．
写真－１１，１２に PC レンコン部材の施工状況を示す．

写真－１１

PC レンコン部材施工状況－１

写真－１２

PC レンコン部材施工状況－２

４．おわりに2 つの物流倉庫について，主にプレキャスト部材の分割位置と圧着接合方式の違いに着目して紹介した．
ホッチキス方式，PC レンコン方式のいずれの方式でも，プレストレス力導入により建物長辺方向に生じる不静定応力を抑制することが可能で，PCaPC 工法のメリットを活かした高性能，高品質な建物を，短期間で安全に施工することができた．

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