JP2003166311A - Ｐｃ鋼より線とそれを用いたコンクリート構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 付着伝達長をより短くできるPC鋼より線と、
このPC鋼より線を用いたコンクリート構造物を提供す
る。 【解決手段】 複数の素線を撚り合わせたPC鋼より線で
あって、これら素線の間に挟み込まれてPC鋼より線10の
外周に突出する外周突起材（Ｕ型鋼線20）を設ける。外
周突起材は、Ｕ型に屈曲した鋼線が好適である。コンク
リートとの付着力を増強し、付着伝達長を短くすること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレストレストコ
ンクリート(PC)鋼より線と、このPC鋼より線を用いたコ
ンクリート構造物に関するものである。特に、コンクリ
ートとの付着強度が高いPC鋼より線に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】マンションや事務所ビルの床スラブで
は、プレテンション工法によるコンクリート構造物が広
く用いられている。このようなコンクリート構造物に用
いられる最も一般的なPC鋼撚り線としては、断面が円形
の素線を複数本撚り合せたものがある。また、コンクリ
ートとの付着を向上する目的で各素線の表面に複数の穴
を設けたインデントPC鋼撚り線も利用されている。これ
らはいずれの場合も、素線表面とコンクリートとの摩擦
の他、素線の撚りや表面のインデントによりコンクリー
トとの付着を期待していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のPC鋼よ
り線では、長い付着伝達長が必要で、段差のある床スラ
ブを採用することが難しいという問題があった。

【０００４】従来、図６に示すように、段差のない床ス
ラブ50を用い、その上に浴室51などの生活空間を形成し
ている。この場合、生活床面には段差ができるが、床ス
ラブ50には段差がなく、PC鋼より線の付着伝達長が長く
てもよかった。

【０００５】近年、バリヤフリーを目的として、生活床
面に段差を設けない設計がなされてきた。生活床面の段
差をなくすには、図７に示すように、床スラブ60に段差
を形成する必要がある。

【０００６】段差のある床スラブ60では、上下段の各々
にPC鋼より線（破線で示す）が配置される。段差部では
PC鋼より線が連続しないので切断され、プレストレス力
が付着長長さの範囲で抜けてしまう。段差のある床スラ
ブはPC鋼より線の重なり長さW以下の付着長でないと成
立しない。そのため、マンションなどで段差のないバリ
アフリーの居室空間を確保できないと言う問題があっ
た。

【０００７】従って、本発明の主目的は、コンクリート
との付着力を高めることで付着伝達長をより短くできる
PC鋼より線と、このPC鋼より線を用いたコンクリート構
造物を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、PC鋼より線の
素線間にコンクリートとの付着力を増強する部材を挟み
込み、PC鋼より線の外周に突起を形成することで上記の
目的を達成する。

【０００９】すなわち、本発明PC鋼より線は、複数の素
線を撚り合わせたPC鋼より線であって、前記素線の間に
挟み込まれる外周突起材を具えることを特徴とする。

【００１０】PC鋼より線の外周に突出する外周突起材を
設けることで、PC鋼より線の素線の撚り合わせを部分的
に広げ、素線とコンクリートに側圧を発生させて、その
結果として付着力が増強される。また、この外周突起材
により、コンクリートとの付着抵抗が素線に伝達され、
結果としてPC鋼より線の付着力が増強する。外周突起材
は、素線間に挟まれた状態で緊張される（φ12.7mmのPC
鋼より線の場合で125kN程度）ので強固にPC鋼より線に
固定される。

【００１１】外周突起材の具体的な構成としては次のも
のが挙げられる。 Ｕ型に屈曲した鋼線をPC鋼より線の素線間に挟み込
む。例えば、PC鋼より線を構成する複数の素線のうち、
外周に配置される外周素線の間にＵ型鋼線を挟み込み、
Ｕ型鋼線の両端部をPC鋼より線の外周に向けて突出させ
ればよい。

【００１２】直線状の鋼線短片をPC鋼より線の素線間
に挟み込む。例えば、PC鋼より線を構成する複数の素線
のうち、外周素線とその内側に配置される内層素線との
間に鋼線短片を挟みこみ、同短片の両端部をPC鋼より線
の外周に突出させればよい。

【００１３】いずれの場合も、外周突起材はPC鋼より線
の放射方向にほぼ均一に突出するように設けることが好
ましい。また、外周突起材の突出程度は、PC鋼より線外
径の50％以上とすることが好ましい。このような外周突
起を設けることで、従来に比べて付着伝達長を飛躍的に
短縮することが可能となる。

【００１４】外周突起材を設ける個所は、PC鋼より線長
手方向においてコンクリートとの付着力増強を図りたい
個所とすれば良い。また、外周突起材の形状、数、突出
量を適宜調整することで、コンクリートに対する付着力
の増強を定量的にコントロールすることができる。

【００１５】本発明が適用できるPC鋼より線としてはイ
ンデントの無いものでも有るものでも構わない。PC鋼撚
り線のサイズ例としては、外径：φ9.3mm〜28.6mmのも
のが挙げられる。もちろん、これ以外のサイズのPC鋼撚
り線にも本発明を適用することができる。

【００１６】一方、本発明コンクリート構造物は、上記
の本発明PC鋼より線を用いたことを特徴とする。

【００１７】外周突起材を有するPC鋼より線を用いるこ
とで、コンクリートとの付着力を向上して付着伝達長を
短くした構造物を得ることができる。そのため、本発明
構造物は、特にバリアフリーを目的とした段差のある床
スラブなど、プレテンションコンクリート構造物に最適
である。

【００１８】このコンクリート構造物において、PC鋼よ
り線の外周に螺旋筋を配置することが好ましい。素線間
に挟み込まれる外周突起材により、緊張力は素線からコ
ンクリートに側圧として伝達される。そのため、コンク
リートはPC鋼より線の外周法線方向に向う割裂応力が発
生する。PC鋼より線における外周突起材を設けた個所の
外周に螺旋筋を配置することで、PC鋼より線の外周法線
方向に向う割裂応力を補強筋の引張応力に変換するの
で、コンクリートに引張応力が発生し、破壊するのを抑
制できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。 （実施例１）図1は本発明PC鋼より線の製造手順を示す
説明図で、（A）は外周突起材（Ｕ型鋼線）の装着前、
（B）はＵ型鋼線の装着中、（C）はＵ型鋼線の装着後を
示す。図２はＵ型鋼線の装着個所の断面図である。

【００２０】このPC鋼より線10は、１本の中心素線11の
周りに６本の外周素線12を撚り合せたものである。ここ
では、このPC鋼より線10に３つのＵ型鋼線20を装着す
る。

【００２１】まず、PC鋼より線10における付着力を増強
したい個所の撚りをほどく（図１A）。次に、外周素線1
2にＵ型鋼線20を掛けるように装着する。その際、６本
の外周素線12の１本おきに３つのＵ型鋼線20を掛けて、
各Ｕ型鋼線20の端部がPC鋼撚り線10の放射方向に均一に
向くように配置する（図１B）。そして、Ｕ型鋼線20の
装着後に素線の撚りを戻す（図1C）。

【００２２】このような構成により、図2に示すよう
に、Ｕ型鋼線20は屈曲の内側に1本の外周素線12が、屈
曲の外側に2本の外周素線12と1本の中心素線11とが配置
されることになり、Ｕ型鋼線20は確実に素線間に保持さ
れることになる。

【００２３】（実施例２）次に、直線状の鋼線短片を外
周突起材とした本発明PC鋼より線について説明する。図
３はこのPC鋼撚り線における鋼線短片の装着個所の断面
図である。

【００２４】このPC鋼より線10も１本の中心素線11の周
りに６本の外周素線12を撚り合せたものである。ここで
は、このPC鋼より線に３本の鋼線短片30を装着する。

【００２５】鋼線短片30はPC鋼より線10の外径よりも長
い直線状の鋼線である。本例では、2本の外周素線12を
鋼線短片30の一方側に、1本の中心素線11と2本の外周素
線12とが鋼線短片30の他方側に配置されるように挟み込
むことで鋼線短片30を保持した。

【００２６】この構成でも、PC鋼より線のほぼ放射方向
に鋼線短片30を突出させることができ、コンクリートと
の付着力を増大させることができる。

【００２７】（試験例１）φ12.7mmのPC鋼より線に、Ｕ
型鋼線を3つ取り付けて、付着力を測定した。用いたＵ
型鋼線20は、図４に示すように、直径3mmの鉄筋をＵ型
に屈曲した高さｈ＝50mm、幅35mm、屈曲内曲げ半径６mm
のものである。試験は日本コンクリート工学協会の標準
引き抜き試験法案に準じて実施した。図５に示すよう
に、20cmのセメントペースト40の立方体に前記Ｕ型鋼線
20を装着したPC鋼より線10を配置して試験体を製作した
（実施例）。試験体におけるPC鋼より線10の外周は螺旋
筋41で補強する。そして、試験体の一端側に変位計42を
設置し、他端側はPC鋼より線の貫通穴を設けたプレート
43で保持した。プレート43の厚さは2.5cm、プレート表
面からのPC鋼より線10の突出量は110cm以上、プレート4
3と反対側へのPC鋼より線10の突出量は3cmとし、100kN
の試験機でPC鋼より線10を牽引する。

【００２８】比較のため、Ｕ型鋼線を用いないφ12.7mm
の裸PC鋼より線（比較例１）およびＵ型鋼線を用いない
インデント加工したPC鋼より線（比較例２）を配置した
試験体も製作した。この試験体もPC鋼より線の外周を螺
旋筋で補強した。

【００２９】セメントペーストの発現強度が29.6N/mm²
の時点で引き抜き試験を実施した。初滑荷重は、比較例
１が12.2kN、比較例２が15.2kN、実施例が19.0kNであっ
た。

【００３０】最大引き抜き荷重は、比較例１が31.8kN、
比較例２が43.0kN、実施例が69.0kN以上であった。実施
例では試験体が割裂するまで載荷した。割裂時点での引
き抜き荷重は69.0kNであった。

【００３１】実施例は、初滑荷重で裸PC鋼より線の1.55
倍、インデントPC鋼より線の1.25倍となった。最大引き
抜き荷重は裸PC鋼より線の2.16倍、インデントPC鋼より
線の1.6倍となった。

【００３２】試験後の試験体を破壊して内部を確認する
と、Ｕ型鋼線がPC鋼より線の回転を拘束していることが
確認された。比較例１の裸のPC鋼より線では、端部は拘
束されないのでPC鋼より線が緊張されると回転を起こ
し、撚り目による付着力の増強効果を十分に得ることが
難しいが、実施例ではPC鋼より線の回転が拘束されるた
め、より一層の付着力増強が実現されることになる。

【００３３】プレテンション構造物を製作するには、Ｕ
型鋼線をPCストランドの任意の位置に取り付ける必要が
ある。前記実施例では、PC鋼より線のよりを解いてＵ型
鋼線を取り付けた後、よりを戻す方法で容易に取り付け
ることができた。

【００３４】また、長尺PC鋼より線の場合は、こて状の
鉄板でPC鋼より線のよりを解いて同様の作業をすること
で、容易にＵ型鋼線を装着することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明PC鋼より線
によれば、次の効果を奏することができる。

【００３６】PC鋼より線の外周側に突出する外周突起
材を設けることで、コンクリートとの付着力を増強する
ことができる。

【００３７】PC鋼より線を構成する素線間に外周突起
材を挟み込むことで、緊張時にも外周突起材がずれたり
外れたりすることなく、確実に保持される。

【００３８】PC鋼より線に外周突起材を装着すると言
う簡単な構成でコンクリートとの付着力増強が図れ、プ
レート、楔と楔受けなどの定着体を用いる必要がないの
で、施工性、低コスト性に優れる。

【００３９】外周突起材の形状、数、突出量などを適
宜調整することで、コンクリートに対する付着量を定量
的に評価することができる。

【００４０】また、本発明コンクリート構造物は、コン
クリートとの付着力に優れたPC鋼より線を用いることで
付着伝達長を短くできる。その結果、段差のある床スラ
ブがプレテンション床スラブで実現可能となりバリアフ
リーな居住空間を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明PC鋼より線の製造手順を示す説明図で、
（A）は外周突起材（Ｕ型鋼線）の装着前、（B）はＵ型
鋼線の装着中、（C）はＵ型鋼線の装着後を示す。

【図２】本発明PC鋼より線におけるＵ型鋼線の装着個所
の断面図である。

【図３】PC鋼撚り線における鋼線短片の装着個所の断面
図である。

【図４】Ｕ型鋼線の外観図である。

【図５】引き抜き試験方法の説明図である。

【図６】段差のない床スラブの利用例を示す説明図であ
る。

【図７】段差のある床スラブの利用例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

10 PC鋼より線 11 中心素線 12 外周素線 20 Ｕ型鋼線 30 鋼線短片 40 セメントペースト 41 螺旋筋 42 変位計 43 プレート 50、60 床スラブ 51 浴室

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の素線を撚り合わせたPC鋼より線で
   あって、 前記素線の間に挟み込まれる外周突起材を具えることを
   特徴とするPC鋼より線。
2. 【請求項２】 前記外周突起材がＵ型に屈曲した鋼線で
   あることを特徴とする請求項１に記載のPC鋼より線。
3. 【請求項３】 前記外周突起材が直線状の鋼線短片であ
   ることを特徴とする請求項１に記載のPC鋼より線。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のPC鋼より線を用いたこ
   とを特徴とするコンクリート構造物。
5. 【請求項５】 前記PC鋼より線の外周に螺旋筋を配置し
   たことを特徴とする請求項４に記載のコンクリート構造
   物。