JP2007092301A - 柱と梁の接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 パネルゾーン内におけるプレキャストコンクリート梁の上端筋および下端筋の配筋と、プレキャストコンクリート柱と上階のプレキャストコンクリート柱の接合とが簡単にできる柱と梁の接合構造を提供する。
【解決手段】 基礎コンクリート上に適宜間隔をもって立設されたプレキャストコンクリート柱１の梁受用顎６に、プレキャストコンクリート梁２の接合端部４、５が載置されて緊張用一次ケーブル７でプレストレスを付与される。対向するプレキャストコンクリート梁２が縦方向の中央部の下側に長さ方向に沿って配設された緊張用二次ケーブル８でプレキャストコンクリート柱１に接合され、接合端部４、５同士が、一方の接合端部４からプレキャストコンクリート柱１を貫通して他方の接合端部５にわたって設けられた接合用ケーブル１５で接合される。該接合用ケーブル１５は湾曲状で、緊張されずに配線される。
【選択図】図１

Description

本願発明は柱と梁の接続構造に関するものである。

従来の柱と梁の接合構造は、図５に示すように、単純プレキャストコンクリート梁２３の接合端部２５、２６を対向させてプレキャストコンクリート柱２４の梁受用顎２７に載置し、梁の上端筋２８がパネルゾーン２９を横切って配筋されるとともに、接合端部２５、２６から突出した梁の下端筋３０がパネルゾーン２９に配筋され、該パネルゾーン２９に現場打ちコンクリート３１が打設されて構築されていた。また、プレキャストコンクリート梁２３は二次ケーブル３２でプレストレスが付与されてプレキャストコンクリート柱２４に圧着接合され、該プレキャストコンクリート柱２４と上階のプレキャストコンクリート柱２４ａとの接合位置がスラブ３３の上面になっていた。またその他の柱と梁の接合構造としては、例えば特開平１１−２８０１４６号公報の発明がある。
特開平１１−２８０１４６号公報

しかし、上記の梁と柱の接合構造は、パネルゾーン内におけるプレキャストコンクリート梁の上端筋および下端筋の配筋と、プレキャストコンクリート柱と上階のプレキャストコンクリート柱の接合とが煩雑になるという問題があった。

本願発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、パネルゾーン内におけるプレキャストコンクリート梁の上端筋および下端筋の配筋と、プレキャストコンクリート柱と上階のプレキャストコンクリート柱の接合とが簡単にできる柱と梁の接合構造を提供することである。

以上の課題を解決するための本願発明の柱と梁の接合構造は、基礎コンクリート上に適宜間隔をもって立設されたプレキャストコンクリート柱の梁受用顎に、接合端部が載置されて緊張用一次ケーブルでプレストレスが付与されたプレキャストコンクリート梁がプレキャストコンクリート柱間に架設され、該プレキャストコンクリート柱を貫通して対向するプレキャストコンクリート梁の縦方向の中央部より下側に長さ方向に沿って配設された緊張用二次ケーブルでプレキャストコンクリート梁がプレキャストコンクリート柱に接合され、該プレキャストコンクリート柱の梁受用顎に対向載置された接合端部同士が、一方の接合端部からプレキャストコンクリート柱を貫通して他方の接合端部にわたって設けられた接合用ケーブルで接合され、該接合用ケーブルが湾曲状で、かつ緊張されずに配線されたことを特徴とする。また接合用ケーブルは芯線の外周に複数の側線が撚った状態で巻き付けられたＰＣ鋼撚線を複数束ねたものであり、これらの芯線と側線との外周には合成樹脂粉末塗料を溶融密着させた皮膜が施されたことを含む。またプレキャストコンクリート柱と上階のプレキャストコンクリート柱との接合位置が、スラブ上面から下側に下がった箇所であることを含む。またプレキャストコンクリート梁の上端筋はプレキャストコンクリート柱天端の凹溝に挿入されて配筋されたことを含むものである。

プレキャストコンクリート梁の縦方向の中央部の下側に長さ方向に沿って配設された緊張用二次ケーブルでプレキャストコンクリート梁がプレキャストコンクリート柱に接合されたことにより、大地震時に緊張用二次ケーブルがヒンジの働きをして、これを中心にプレキャストコンクリート梁が回転変形して地震エネルギーを減少させる。また、この緊張用二次ケーブルを中心にしたプレキャストコンクリート梁の回転変形による接合用ケーブルの伸び縮みが、繰り返しの地震エネルギーを吸収する摩擦ダンパとなって地震エネルギーを減衰する。また緊張用一次ケーブルでプレキャストコンクリート梁にプレストレスが付与されているので、緊張用二次ケーブルのプレストレスト量を小さくすることができる。また二次ケーブルの数を減らすことができるので、現場における緊張工数が少なくなって緊張作業を少なくすることができるとともに、建物の全長を長くすることができる。またプレキャストコンクリート柱と上階のプレキャストコンクリート柱との接合位置がスラブの上面から下側に下がった箇所であるので、ジョイント用モルタルの充填性が良くなる。またパネルゾーン内における梁の下端筋の配筋が現場打ちコンクリートではなく、プレキャストコンクリート造でも可能になった。

以下、本願発明の柱と梁の接合構造の実施の形態について図面に基づいて説明する。この柱と梁の接合構造は、基礎コンクリート上に適宜間隔ごとに立設されたプレキャストコンクリート柱（以下ＰＣ柱という）１間にプレキャストコンクリート梁（以下ＰＣ梁という）２、３が架設され、これらＰＣ梁の接合端部４、５がＰＣ柱の梁受用顎６に載置されて構成されている。図１はＰＣ梁の接合端部４、５が４方向からのＰＣ柱の梁受用顎６に載置されたものを示している。

このＰＣ梁２、３は緊張用一次ケーブル（ＰＣ鋼線などの引張材）７で予めプレストレスが付与されており、断面縦方向（高さ方向）の中央部よりわずか下側に配線した２本（または１本）の緊張用二次ケーブル（ＰＣ鋼線などの引張材）８でＰＣ柱１に圧着接合されている。

この緊張用二次ケーブル８は、ＰＣ柱１を貫通してＰＣ梁２、３の長さ方向に沿って配設されて所定の力で緊張されている。よって大地震による繰り返しの地震エネルギーがＰＣ梁の接合端部４、５に作用すると、緊張用二次ケーブル８がヒンジの働きをして、これを中心にＰＣ梁の接合端部４、５が回転変形するようになっている。すなわち、ＰＣ梁２、３がＰＣ柱１に関節接合されている。

またＰＣ梁の上端筋９、１１は高張力鋼またはＰＣ鋼線であり、ＰＣ柱天端の凹溝１０に挿入されて交差配筋され、一方のＰＣ梁２の上端筋９が凹溝１０の下側に挿入され、これと直交した他方のＰＣ梁３の上端筋１１が前記上端筋９に重なるように凹溝１０の上側に挿入されている。

またＰＣ柱１と上階のＰＣ柱１ａとは、上端筋９、１１を挟んだ状態でスラブ１２の上面から２〜５ｃｍの下側で接合されている。これはＰＣ柱天端の周囲がスラブコンクリート１３の囲いで凹溝状になっているため、上階のＰＣ柱１ａを接合し易く、かつジョイントモルタル１４も簡単に充填できるようになっている。

一方、ＰＣ梁の下端筋である接合用ケーブル１５は、図３に示すように、芯線１８の外周に複数の側線１９が撚った状態で巻き付けられたＰＣ鋼撚線１５ａが複数本束ねられたものであり、これらの芯線１８と側線１９との外周には合成樹脂粉末塗料を溶融密着させた皮膜２０が施され、繰り返し引張回数が多い場合や塩害による錆の問題がある場合には、この進行を防止する。

この接合用ケーブル１５は、一方の接合端部４の上面から梁受用顎６近傍のＰＣ柱１を貫通して、他方の接合端部５の上面にかけて湾曲状に配設されたシース管１６に挿入され、このシース管１６内にはグラウト１７が充填されており、緊張力が全く付与されない状態、すなわち緊張されない状態で配線されている。また、この接合用ケーブル１５は、一方の接合端部４からＰＣ柱１を挟んで対向載置された他方の接合端部５にかけて平行に２本配線（または１本）されて、ＰＣ柱１内において双方のＰＣ梁２、３の接合用ケーブル１５が交差している。

図４は上記の柱と梁の接合構造に、大地震による繰り返しの地震エネルギーが作用した場合を示したものであり、ＰＣ梁の接合端部４、５の目地部２１が開いた状態で、緊張用二次ケーブル８を中心に回転変形する。

この回転変形に伴って接合用ケーブル１５が伸び縮みすることにより、摩擦ダンパーの働きをして地震エネルギーを吸収する。これは図４の（２）に示すように、接合用ケーブル１５が引張られると、ＰＣ鋼撚線１５ａにおける芯線１８外周の側線１９の絞りがきつくなって伸びるが、この引張りが緩むと側線１９の絞りも緩くなって接合用ケーブル１５が元に戻る（縮む）。このように接合用ケーブル１５が伸びるときは、ＰＣ鋼撚線１５ａにおける芯線１８と側線１９との摩擦および側線１９同士の摩擦が大きくなる一方、元に戻るときは摩擦が小さくなるため、この伸び縮み作用（擦れ合い作用）の繰り返しにより地震エネルギーが吸収されて減衰する。これは接合用ケーブル１５が全く緊張されずに配線されたためであり、このような伸び縮み作用を発生させるために全く緊張しないことにした。

このＰＣ鋼撚線１５ａのスパイラル状のクサビ形状が伸びに比例したグラウトとの摩擦を生じるとともに、元の状態に戻るときも同様に縮みに比例した摩擦が生じるため、この伸び縮みによるグラウト１７との摩擦の繰り返しにより地震エネルギーが吸収される。

この接合用ケーブル１５の伸び縮みによるＰＣ鋼撚線１５ａにおける芯線１８と側線１９および側線１９同士が擦れ合うが、芯線１８と側線１９との外周には皮膜２０が施されているため、この擦れ合いによって皮膜２０が磨滅して芯線および側線が損傷するフレッチング疲労の発生を防ぐことができる。

このように緊張用二次ケーブル８のヒンジとしての働きと、接合用ケーブル１５の摩擦ダンパーとしての働きとにより、大地震があったときでもＰＣ梁の接合端部４、５とＰＣ柱１とは損傷を受けずに大きな破壊にいたることがなく、しかも接合端部４、５が梁受用顎６から外れて落下することもない。

なお、上記の実施の形態において接合用ケーブル１５は芯線１８および側線１９が皮膜２０で覆われたＰＣ鋼撚線１５ａに限らず、芯線および側線が皮膜で覆われたＰＣ鋼線、これらが皮膜で覆われないＰＣ鋼撚線（裸線）および、皮膜で覆われないＰＣ鋼線を使用することもできる。

柱と梁の接合構造の断面図 柱と梁の接合構造の平面図である。 （１）は接合用ケーブルの断面図、（２）はＰＣ鋼撚線の正面図、（３）は（２）の断面図である。 （１）はＰＣ梁の接合端部が回転変形した柱と梁の接合構造の断面図、（２）は接合用ケーブルが伸びて側線の絞りがきつくなった正面図である。 従来の柱と梁の接合構造であり、（１）は平面図、（２）は同断面図である。

符号の説明

１、１ａ、２４、２４ａ ＰＣ柱
２、３、２３ ＰＣ梁
４、５、２５、２６ 接合端部
６、２７ 梁受用顎
７ 緊張用一次ケーブル
８、３２ 緊張用二次ケーブル
９、１１、２８ 上端筋
１０ 凹溝
１２、３３ スラブ
１３ スラブコンクリート
１４ ジョイントモルタル
１５ 接合用ケーブル
１５ａ ＰＣ鋼撚線
１６ シース管
１７ グラウト
１８ 芯線
１９ 側線
２０ 皮膜
２１ 目地部
２９ パネルゾーン
３０ 下端筋
３１ 現場打ちコンクリート

Claims (4)

1. 基礎コンクリート上に適宜間隔をもって立設されたプレキャストコンクリート柱の梁受用顎に、接合端部が載置されて緊張用一次ケーブルでプレストレスが付与されたプレキャストコンクリート梁がプレキャストコンクリート柱間に架設され、該プレキャストコンクリート柱を貫通して対向するプレキャストコンクリート梁の縦方向の中央部より下側に長さ方向に沿って配設された緊張用二次ケーブルでプレキャストコンクリート梁がプレキャストコンクリート柱に接合され、該プレキャストコンクリート柱の梁受用顎に対向載置された接合端部同士が、一方の接合端部からプレキャストコンクリート柱を貫通して他方の接合端部にわたって設けられた接合用ケーブルで接合され、該接合用ケーブルが湾曲状で、かつ緊張されずに配線されたことを特徴とする柱と梁の接合構造。
2. 接合用ケーブルは芯線の外周に複数の側線が撚った状態で巻き付けられたＰＣ鋼撚線を複数束ねたものであり、これらの芯線と側線との外周には合成樹脂粉末塗料を溶融密着させた皮膜が施されたことを特徴とする請求項１に記載の柱と梁の接合構造。
3. プレキャストコンクリート柱と上階のプレキャストコンクリート柱との接合位置が、スラブ上面から下側に下がった箇所であることを特徴とする請求項１または２に記載の柱と梁の接合構造。
4. プレキャストコンクリート梁の上端筋はプレキャストコンクリート柱天端の凹溝に挿入されて配筋されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の柱と梁の接続構造。

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