JP2008169672A - コンクリート梁の施工方法、コンクリート梁、ｐｃ梁部材の接合方法、ｐｃ梁部材の接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＣ部材を用いて梁部材を構築する際に用いられる、施工性が良く、かつ、コストがかからないＰＣ梁部材の接合構造を提供する。
【解決手段】ＰＣ梁部材２０を接合する接合構造１０は、一対のＰＣ梁部材２０の主筋２２同士を継手する機械式継手１１と、鉄筋コンクリート梁１のヒンジ領域以外の一対のＰＣ梁部材２０の接合部を含む一部に打設された、ＰＣ梁部材２０を構成するコンクリート２１に比べて強度の低い低強度コンクリート１１と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリート梁の施工方法、コンクリート梁、ＰＣ梁部材の接合方法、ＰＣ梁部材の接合構造に関する。

従来より、鉄筋コンクリート造の柱梁架構を構築する際に、工期の短縮及びコストの削減のために、プレキャストコンクリート（以下、ＰＣという）部材を用いて柱梁架構を構築することがある（例えば、特許文献１参照）。ＰＣ部材を用いて柱梁架構を構築する場合に、梁部材は、梁スパン中間部で分割されたＰＣ梁部材を建込み、一対のＰＣ梁部材の梁主筋を継手し、ＰＣ梁部材の間にコンクリートを打設して、ＰＣ梁部材同士を接合することにより構築される。このようにＰＣ梁部材を接合する場合に、ＰＣ梁部材の間に打設されるコンクリートには、従来、ＰＣ梁部材と設計基準強度の等しいコンクリートが用いられている。
特開２００４−２７８２５７号公報

上記のＰＣ梁部材の接合方法では、ＰＣ梁部材を構成するコンクリートに高強度コンクリートを用いる場合には、それに合わせてＰＣ梁部材の間に打設するコンクリートに高強度のコンクリートを用いなければならない。しかしながら、高強度コンクリートは流動性が低いため、施工性が悪い。
また、施工性を向上するため、スラブ及びＰＣ梁部材の接合部に一度にコンクリートを打設することがある。このような場合には、設計基準強度の高い梁部材の強度を有するコンクリートをスラブに打設することになり、コスト増の原因となる。

さらに、ＰＣ梁部材の一部に後打ちコンクリートを打設して鉄筋コンクリート梁を構築するような場合にも、後打ちコンクリートに高強度コンクリートを用いると、流動性が低いため施工性が悪い。
また、施工性を向上するため、スラブを構成するコンクリート及び後打ちコンクリートを一度に打設する場合には、設計基準強度の高い梁部材の強度を有するコンクリートをスラブに打設することになり、コスト増の原因となる。
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、ＰＣ梁部材を用いて鉄筋コンクリート梁を低コストで施工性良く構築することである。

本発明のコンクリート梁の施工方法は、鉄筋コンクリート、鉄骨コンクリート、又は鉄骨鉄筋コンクリートからなるコンクリート梁の施工方法であって、当該コンクリート梁の少なくともヒンジ領域を含む部分を構成するＰＣ梁部材を架設し、前記ヒンジ領域よりも梁中央側の少なくとも一部に前記ＰＣ梁部材を構成するコンクリートに比べて強度の低い低強度コンクリートを打設することを特徴とする。
また、上記のコンクリート梁の施工方法において、前記低強度コンクリートと、前記コンクリート梁が支持するスラブを構成するコンクリートと、を一体に打設してもよい。

また、本発明のコンクリート梁は、鉄筋コンクリート、鉄骨コンクリート、又は鉄骨鉄筋コンクリートからなるコンクリート梁であって、当該コンクリート梁の少なくともヒンジ領域を含む部分がＰＣ梁部材により構成され、前記ヒンジ領域よりも梁中央側の少なくとも一部は前記ＰＣ梁部材を構成するコンクリートに比べて強度の低い低強度コンクリートを打設することにより構成されていることを特徴とする。
上記のコンクリート梁において、前記ヒンジ領域は、前記コンクリート梁の端面から中央に向かって所定長さＬの位置までの部分であり、前記所定長さＬは、前記コンクリート梁の梁せいをＤとして、０．５Ｄ以上、かつ１．５Ｄ以下であってもよい。
また、前記低強度コンクリートは、前記鉄筋コンクリート梁が支持するスラブを構成するコンクリートと等しい強度を有してもよい。

また、前記低強度のコンクリートは、前記ＰＣ梁部材を構成するコンクリートの１／２以上の強度を有してもよい。
また、前記ＰＣ梁部材を構成するコンクリートの強度が６０Ｎ／ｍｍ^２を超え、かつ、１００Ｎ／ｍｍ^２以下であり、前記低強度のコンクリートは、６０Ｎ／ｍｍ^２未満の強度を有してもよい。
また、前記ＰＣ梁部材を構成するコンクリートの強度が４８Ｎ／ｍｍ^２を超え、かつ、６０Ｎ／ｍｍ^２以下であり、前記低強度のコンクリートは、４８Ｎ／ｍｍ^２未満の強度を有してもよい。
また、前記ＰＣ梁部材を構成するコンクリートの強度が４０Ｎ／ｍｍ^２を超え、かつ、４８Ｎ／ｍｍ^２以下であり、前記低強度のコンクリートは、４０Ｎ／ｍｍ^２未満の強度を有してもよい。

また、本発明のＰＣ梁部材の接合方法は、一対のＰＣ梁部材を用いて鉄筋コンクリート又は鉄骨鉄筋コンクリートからなるコンクリート梁を構築するために前記一対のＰＣ梁部材を前記コンクリート梁のヒンジ領域よりも梁中央側の位置にて接合する接合方法であって、前記一対のＰＣ梁部材は、前記コンクリート梁の少なくともヒンジ領域を含む部分を構成するように形成されており、前記一対のＰＣ梁部材の接合部にて、それらの主筋同士を継手し、前記一対のＰＣ梁部材の接合部に、前記ＰＣ梁部材を構成するコンクリートに比べて強度の低い低強度コンクリートを打設することを特徴とする。
上記のＰＣ梁部材の接合方法において、前記低強度コンクリートと、前記コンクリート梁が支持するスラブを構成するコンクリートとを一体に打設してもよい。

また、本発明のＰＣ梁部材の接合構造は、一対のＰＣ梁部材を用いて鉄筋コンクリート又は鉄骨鉄筋コンクリートからなるコンクリート梁を構築するために前記一対のＰＣ梁部材を前記コンクリート梁のヒンジ領域よりも梁中央側の位置にて接合する接合構造であって、前記一対のＰＣ梁部材は、前記コンクリート梁の少なくともヒンジ領域を含む部分を構成するように形成されており、前記一対のＰＣ梁部材の接合部にて、それらの主筋同士を継手する継手手段と、前記一対のＰＣ梁部材の接合部に打設された、前記ＰＣ梁部材を構成するコンクリートに比べて強度の低い低強度コンクリートと、を備える。
上記のＰＣ梁部材の接合構造において、前記低強度コンクリートは、前記コンクリート梁が支持するスラブを構成するコンクリートと等しい強度を有してもよい。

また、前記一対のＰＣ梁部材は、接合部側端面が互いに離間するように配置され、前記低強度コンクリートは、前記一対のＰＣ梁部材の接合部側端面の間に打設されてもよい。また、前記一対のＰＣ梁部材は、夫々接合端面及び上面の夫々の接合部側端部には、上面及び端面に開口する切欠部が形成され、前記接合部側端面同士が当接しており、前記低強度コンクリートは、前記一対のＰＣ梁部材の切欠部により形成された凹部に打設されてもよい。

また、本発明のコンクリート梁は、上記のＰＣ梁部材の接合構造により一対のＰＣ梁部材を接合することにより構築されたことを特徴とする。

本発明によれば、比較的に損傷の小さい、ヒンジ領域以外の部分に低強度のコンクリートを打設するため、ＰＣ梁部材を構成するコンクリートと等しい強度を有するコンクリートが梁部材全体に打設された鉄筋コンクリート梁と同等の強度が得られる。このように低強度のコンクリートを用いることで、施工性が向上すると共にコストを削減することができる。また、スラブなどに打設するコンクリートと同じコンクリートを用いることができ、コンクリートの打設の施工性を向上することができる。

以下、本発明のＰＣ梁部材の接合構造について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態である接合構造１０により一対のＰＣ梁部材２０を接合して構築された梁部材１を示す断面図である。同図に示すように、各ＰＣ梁部材２０は、コンクリート２１と、コンクリート２１に埋設され、部材端面より先端が突出するように設けられた梁主筋２２と、梁主筋２２を囲むようにコンクリート２１に埋設されたせん断補強筋２３とを備える。ＰＣ梁部材２０を構成するコンクリート２１は構造計算などにより決定された所定の設計基準強度を有するコンクリートからなる。また、何れか一方のＰＣ梁部材２０の梁主筋の先端には、機械式継手１２が取り付けられている。

本実施形態のＰＣ梁部材の接合構造１０は、ＰＣ梁部材２０の梁主筋２２同士を接続する機械式継手１２と、ＰＣ梁部材２０の間に打設された低強度コンクリート１１とを備える。低強度コンクリート１１は、ＰＣ梁部材２０を構成するコンクリート２１に比べて設計基準強度が低いコンクリートからなる。低強度コンクリート１１が打設された部位は、後に詳述する梁部材１のヒンジ領域以外になるように配置されている。

接合構造１０は、まず、一対のＰＣ梁部材２０の接合端面が対向するように建込み、ＰＣ梁部材２０の梁主筋２２を機械式継手１２により継手し、次に、低強度コンクリート１１にあたる部分の周囲に型枠を取付け、型枠内に低強度コンクリート１１を打設し、打設したコンクリートが硬化することにより構築される。

図２は、本発明の第２実施形態の接合構造１１０によりＰＣ梁部材１２０を接合して構築された梁部材１を示し、（Ａ）は梁部材の長手方向の鉛直断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ´断面図である。同図に示すように、ＰＣ梁部材１２０は、コンクリート１２１と、コンクリート１２１に埋設された下端筋１２４と、コンクリート１２１の接合端面側及び上面に開口する切欠部１２５と、切欠部１２５内に突出するように設けられた上端筋１２２とを備える。本実施形態の接合構造１１０は、上端筋１２２を継手する機械式継手１１２と、下端筋１２４を継手する重ね鉄筋１１４と、切欠部１２５内に打設された低強度コンクリート１１１とから構成される。低強度コンクリート１１１は、ＰＣ梁部材１２０を構成するコンクリート１２１に比べて設計基準強度が低いコンクリートからなる。第１実施形態と同様に、低強度コンクリート１１１の打設された部位は、後に詳述する梁部材のヒンジ領域以外になるように配置されている。

本実施形態の接合構造１１０は、接合端面が当接するようにＰＣ梁部材１２０を建込み、上端筋１２２を機械式継手１１２により継手するとともに、切欠部１２５に各ＰＣ梁部材１２０に埋設された下端筋１２４を跨ぐように重ね鉄筋１１４を配置し、切欠部１２５により形成される凹部に低強度コンクリート１１１を打設し、打設した低強度コンクリート１１１が硬化することにより構築される。

上記の各実施形態におけるヒンジ領域とは、図３に斜線を付して示す部分のような、柱梁架構２に曲げ降伏が生じるときに、塑性変形が分布する部分である。「鉄筋コンクリート造建物の靱性保証型耐震設計指針（案）・同解説」日本建築学会の１１２〜１１４頁には、梁部材におけるヒンジ領域は、梁部材の柱面から中央に向かって梁せいの１．５倍の長さの領域であると記載されている。

また、同文献の１１３頁の（解５．５．２）には、柱部材におけるヒンジ領域の長さｌ_ｐ（以下、ヒンジ長さという）を算出する式として次式が記載されている。
ｌ_ｐ＝０．０８（Ｍ／Ｑ）＋６ｄ_ｓ …（１）
なお、式（１）において、（Ｍ／Ｑ）はせん断スパンを、ｄ_ｓは、主筋径を示す。
この式を梁部材におけるヒンジ長さを算出する方法に適用することを考える。通常、梁部材のスパン長さは４〜１４ｍ程度であり、主筋として一般的にＤ２９〜Ｄ４１が用いられるため、このようなスパン長さにおけるヒンジ長さを式（１）により算出すると、図４に示すように、４００ｍｍ程度〜８００ｍｍ程度となる。このため、一般的に梁せいは８００ｍｍ程度であるので、ヒンジ長さは梁せいの０．５〜１．０倍程度となる。

また、必要梁せいはスパン長さに対応することがあり、スパン長さの１／１０程度とすることが多い。このような場合であっても、スパン１０ｍ以上における梁せい（図中実線）と、各主筋径におけるヒンジ長さの比は０．６倍程度となっていることがわかる。

梁部材は柱部材と比較して、軸力が作用しないこと及び、部材長さが長いことが大きな相違点であるが、スパン長さを考慮したこの手法は、梁部材に適用することが可能であると考えられる。また、同文献の１１３頁２６行目に記載されているように、軸力が低いほどヒンジ長さを減ずるとの提案があることから、柱部材におけるヒンジ領域を算出する手法を梁部材に適用することは問題ないと考えられる。このように梁部材においてもヒンジ長さとしては梁せいの０．５〜１．５倍の長さを考えればよいことがわかる。

ヒンジ領域は、柱梁架構２に曲げ降伏が生じるときに、塑性変形が分布する領域であり、この領域により柱梁架構２の強度が決定する。上記の各実施形態のＰＣ梁部材の接合構造１０、１１０では、現場打設された低強度コンクリート１１、１１１はＰＣ梁部材２０、１２０を構成するコンクリート２１、１２１に比べて強度が低いが、ヒンジ領域以外の部分に打設されている。このため、低強度コンクリート１１、１１１には、ヒンジ領域に作用する応力に比べて小さな応力しか作用せず、低強度コンクリート１１、１１１が降伏する前に、ヒンジ領域を構成するコンクリートが降伏することになる。

すなわち、ヒンジ領域に当たる部分のコンクリートの強度により梁部材の強度が決定されるため、低強度コンクリート１１、１１１を用いた接合構造１０、１１０を備えた梁部材１であっても、梁部材全体にＰＣ梁部材２０、１２０を構成する高強度のコンクリート２１、１２１と等しい設計基準強度を有するコンクリートが打設された梁部材と同等の強度を有するものとして設計を行うことができる。

ここで、ＰＣ梁部材２０、１２０を上述した接合構造１０、１１０により接合することで構築された梁部材１が、梁部材全体に所定の設計基準強度のコンクリートを打設した梁部材と同等の強度を有することを実験により確認したので、以下説明する。
図５は本実験に用いた試験体５００の一例（試験体ＮＯ．２）を示し、（Ａ）は水平方向断面図、（Ｂ）は鉛直方向断面図である。なお、図中彩色部は、ＰＣ部材を構成するコンクリートを示す。
本実験では、以下の３種類の鉄筋コンクリート梁を模した試験体に繰り返しせん断荷重を加えて荷重―変形関係を調べた。

試験体ＮＯ．１は、梁部材を構成するコンクリートを一体打ちとした鉄筋コンクリート部材である。試験体ＮＯ．１を構成するコンクリートには設計基準強度４２［Ｎ／ｍｍ^２］のコンクリートを用いた。

試験体ＮＯ．２は、図５に示すように、接合端面及び上面に開口する切欠部を備えた一対のＰＣ梁部材を、切欠部により形成された凹部に後打ちのコンクリートを打設することにより（すなわち、第２実施形態の接合構造により）接合した鉄筋コンクリート部材である。試験体ＮＯ．２を構成するコンクリートには、ＰＣ部材を構成する部分については設計基準強度が４２［Ｎ／ｍｍ^２］のコンクリートを、後打ちのコンクリートについては、設計基準強度が２４［Ｎ／ｍｍ^２］のコンクリートを用いた。

試験体ＮＯ．３は、試験体ＮＯ．２に比べて、軸方向に長い切欠部が形成された一対のＰＣ梁部材を、第２実施形態の接合構造により接合した鉄筋コンクリート部材である。試験体ＮＯ．３を構成するコンクリートはＰＣ部材を構成する部分については設計基準強度が４２［Ｎ／ｍｍ^２］のコンクリートを、後打ちのコンクリートについては、設計基準強度が２４［Ｎ／ｍｍ^２］のコンクリートを用いることとした。
なお、実験後、夫々のコンクリートについて、強度を調べたところＰＣ梁部材を構成する部分を構成するコンクリートは５０［Ｎ／ｍｍ^２］、後打ちのコンクリートは２５［Ｎ／ｍｍ^２］の強度を有することがわかった。

また、各試験体５００のその他の条件は以下の通りとした。
断面：３００×４００［ｍｍ］
スパン：２４００［ｍｍ］
主筋５０２：５−Ｄ１９（ＳＤ４９０）
重ね筋５０３（試験体ＮＯ．２及びＮＯ．３）：４−Ｄ１６（ＳＤ４９０）
せん断補強筋５０１：４−Ｄ１０＠１００（ＳＤ２９５Ａ）

図６〜８は、夫々試験体ＮＯ．１〜３の荷重―変形関係を示すグラフである。
図６と、図７及び図８を比較するとわかるように、本実施形態のＰＣ梁部材の接合構造を適用した試験体（試験体ＮＯ．２及びＮＯ．３）の荷重―変形関係は、コンクリートの一体打ちとした試験体（試験体ＮＯ．１）の荷重―変形関係と略等しい形状となっている。また、最大荷重や最大変形も略等しく、このことから、本実施形態の接合構造によりＰＣ梁部材を接合して構築された梁部材は、コンクリートを一体打ちした梁部材と同等の耐力を有することが確認された。また、本実験により、後打ちコンクリートにＰＣ梁部材を構成するコンクリートの設計基準強度の半分以上の強度を有するコンクリートを用いることで、コンクリートを一体打ちした梁部材と同等の耐力が得られることが確認された。

なお、日本規格協会発行「ＪＩＳ Ａ５３０８ レディーミクストコンクリート」に記載されているように、規格製品の高強度コンクリートの最大強度は６０［Ｎ／ｍｍ^２］である。これ以上の強度を有するコンクリートを製造するためには、認定を受けたプラントにおいて、試験等を行った上で製造しなければならない。このため、ＰＣ梁部材を構成するコンクリートに、設計基準強度が６０［Ｎ／ｍｍ^２］を超え、かつ、１００［Ｎ／ｍｍ^２］以下のコンクリートを用いる場合には、低強度コンクリートとして設計基準強度が６０［Ｎ／ｍｍ^２］以下のコンクリートを用いるとよい。

また、施工性の点から考えると、現場で打設するためには、設計基準強度が５０［Ｎ／ｍｍ^２］を超えるコンクリートを用いると施工性が低下してしまう。このため、ＰＣ梁部材を構成するコンクリートに設計基準強度が５０［Ｎ／ｍｍ^２］を超える設計基準強度を有するコンクリートを用いる場合には、低強度コンクリートとして設計基準強度が５０［Ｎ／ｍｍ^２］以下のコンクリートを用いることが望ましい。規格品のコンクリートでは設計基準強度が５０［Ｎ／ｍｍ^２］以下では、設計基準強度が４８［Ｎ／ｍｍ^２］のコンクリートが最も強度が高い。このため、ＰＣ梁部材を構成するコンクリートに、設計基準強度が４８［Ｎ／ｍｍ^２］を超え、かつ、６０［Ｎ／ｍｍ^２］以下のコンクリートを用いる場合には、低強度コンクリートとして設計基準強度が４８［Ｎ／ｍｍ^２］以下のコンクリートを用いるとよい。

さらに、日本建築学会発行「建築工事標準仕様書・同解説 ＪＡＳＳ５ 鉄筋コンクリート工事２００３」の６６３頁に記載されているように普通コンクリートの規格品の最大強度が４０［Ｎ／ｍｍ^２］である。普通コンクリートは他のコンクリートに比べてコストが低いため、ＰＣ梁部材を構成するコンクリートに設計基準強度が４０［Ｎ／ｍｍ^２］を超え、かつ、４８［Ｎ／ｍｍ^２］以下のコンクリートを用いる場合には、設計基準強度が４０［Ｎ／ｍｍ^２］以下のコンクリートを用いるとよい。

上記の各実施形態のＰＣ梁部材の接合構造１０、１１０によれば、ヒンジ領域には所定の設計基準強度のコンクリートを用いているため梁の靱性能を確保できる。また、比較的損傷の小さい接合部には低強度のコンクリートを用いているため、現場打ちコンクリートに比較的水量の多いコンクリートを用いることができ、施工性を向上することができる。

また、ＰＣ梁部材２０、１２０の接合部に打設するコンクリート１１，１１１に強度の低いコンクリートを用いることができるため、接合部に打設するコンクリートとしてスラブと同じコンクリートを打設することができる。例えば、図９に示すように、第１実施形態のＰＣ梁部材の接合構造１０において、ＰＣ梁部材２０の間に打設するコンクリート１１としてスラブ３を構成するコンクリートと等しい強度のコンクリートを用いることにより、ＰＣ梁部材２０の間及びスラブ３にあたる部分のコンクリートを同時に打設し、一体に構築することが可能となる。

また、図１０に示すように、第２実施系形態のＰＣ梁部材の接合構造１１０において、ＰＣ梁部材１２０の切欠部１２５に打設するコンクリート１１１としてスラブ３と同じコンクリートを用いることにより、ＰＣ梁部材１２０の切欠部１２５に打設するコンクリートと、スラブ３を構成するコンクリートとを同時に打設し、一体に構築することが可能となり、施工性を向上することができる。

なお、上記の各実施形態では、ＰＣ梁部材２０の間又はＰＣ梁部材１２０の切欠部１２５に強度の低いコンクリートを打設する場合について説明したが、本発明のＰＣ梁部材の接合構造は、これに限られず、低強度のコンクリートを打設する部分はヒンジ領域以外の部分であればよい。また、本実施形態では、機械式継手により梁主筋を継手する構成としたが、これに限らず、重ね継手などの他の継手手段も適宜用いてもよい。

また、発明者らは、特開２００６−２２５８９４号公報において、図１１に示すような設計基準強度の異なるコンクリート２１０、２２０が上下に打ち継がれてなる鉄筋コンクリート梁２３０のせん断強度を算出する方法を提案している。

このように設計基準強度の異なるコンクリート２１０、２２０を上下に打ち継ぐことにより構成した梁に対しても、上記のＰＣ梁部材の接合構造１０、１１０を適用することも可能である。このような構成の鉄筋コンクリート梁２３０は、例えば、一対のハーフＰＣ梁部材の部材間及びハーフＰＣ梁部材の上部に低強度のコンクリートを打設することにより構築される。以下、このような梁の構成の一例として、ハーフＰＣ梁部材の上部にスラブと等しい強度のコンクリートを打設することにより構築した梁・床構造を説明する。

図１２は、ハーフＰＣ梁部材３２０を接合することにより構築され、梁部材３０１とスラブ３０３が一体となった梁・床構造３１０を示す図であり、（Ａ）は軸方向断面図、（Ｂ）はＤ−Ｄ´断面図である。同図に示すように、梁・床構造３１０は、上面が等しい高さとなるように設計された梁部材３０１とスラブ３０３が一体となって構成される。梁・床構造３１０は、ハーフＰＣ梁部材３２０の梁主筋３２２を継手し、梁部材３０１の上端筋３２３及びスラブ筋を配筋し、ハーフＰＣ梁部材３２０の間、梁上部、及びスラブ３０３を構成するコンクリートとしてハーフＰＣ梁部材３２０を構成するコンクリートよりも強度の低いコンクリートを打設することにより構築される。

梁・床構造３１０は、ハーフＰＣ梁部材３２０の間に低強度のコンクリートが打設されているが、この低強度コンクリートの打設されている部分はヒンジ領域以外の部分である。かかる構成によれば、梁部材の上部、ＰＣ梁部材の間、及びスラブに一度にコンクリートを打設することができるため、施工の手間を削減することができる。

また、図１３は、ハーフＰＣ梁部材４２０を接合することにより構築され、梁部材４０１とスラブ４０３が一体となった別の実施形態の梁・床構造４１０を示す図であり、（Ａ）は軸方向断面図、（Ｂ）はＥ−Ｅ´断面図である。同図に示すように、梁・床構造４１０は、上面が等しい高さとなるように設計された梁部材４０１とスラブ４０３が一体となって構成されている。ハーフＰＣ梁部材４２０を構成するコンクリート部材は上面がスラブ４０３の下面の高さと等しくなるように形成されており、コンクリートの接合端部近傍には、上方及び接合端面に開口するような切欠部４２５が設けられている。梁・床構造４１０は、ハーフＰＣ梁部材４２０の梁主筋を適宜な方法により継手し、梁部材４０１の上端筋４２３及びスラブ筋を配筋し、ハーフＰＣ梁部材４２０の切欠部４２５、梁上部及びスラブを構成するコンクリートとして、ハーフＰＣ梁部材４２０を構成するコンクリートよりも強度の低いコンクリートを打設することにより構築される。

このような構成にすることにより、梁部材の上部、ＰＣ梁部材の間、及びスラブに一度にコンクリートを打設することができるため、施工の手間を削減することができる。

なお、本発明は、ＰＣ梁部材を接合することにより構築された鉄筋コンクリート梁に限られない。
図１４は、別の実施形態の鉄筋コンクリート梁６０１を示す図である。同図に示すように、本実施形態の鉄筋コンクリート梁６０１は、ヒンジ領域を含む梁の両端部がＰＣ梁部材６２０により構成され、両端部のＰＣ梁部材６２０には、それらを結ぶように梁主筋６２２が埋設されており、両ＰＣ梁部材６２０の間には、ＰＣ梁部材６２０を構成するコンクリート６２１よりも強度の低い低強度コンクリート６１１が打設されて構成されている。

かかる鉄筋コンクリート梁６０１は、ＰＣ梁部材６２０を架設し、ＰＣ梁部材６２０の間にＰＣ梁部材６２０を構成するコンクリート６２１よりも強度の低い低強度コンクリート６１１を打設することにより構築することができる。

本実施形態の鉄筋コンクリート梁６０１も、ヒンジ領域以外の部分に低強度コンクリート６１１を用いたため、梁部材全体にＰＣ梁部材６２０を構成する高強度のコンクリート６２１と等しい設計基準強度を有するコンクリートが打設された梁部材と同等の強度を有するものとして設計を行うことができる。これにより、低強度コンクリート６１１を、スラブを構成するコンクリートと同時に打設し、一体に構築することができ、施工性を向上することができ、また、強度の低いコンクリートを用いることができるため、コストを低減することができる。

また、上記の実施形態では、両端部がＰＣ梁部材６２０により構成され、両ＰＣ梁部材を結ぶように梁主筋６２２が埋設されたＰＣ梁部材６２０を用いる場合について説明したが、これに限らず、例えば、図１５に示すように、中間部に部材の上面に開口する凹部７２５が設けられたＰＣ梁部材７２０を建て込んだ後、凹部７２５にコンクリートを打設することにより鉄筋コンクリート梁７０１を構築する場合にも適用することができる。このような場合には、ＰＣ梁部材７２０を構成するコンクリート７２１よりも低強度のコンクリート７１１を凹部７２５に打設することにより上記の実施形態と同様の効果が得られる。

なお、上記各実施形態では、コンクリート梁として鉄筋コンクリート梁に適用した場合について説明したがこれに限らず、鉄骨コンクリート又は鉄骨鉄筋コンクリートからなるコンクリート梁にも適用することができる。鉄骨コンクリート又は鉄骨鉄筋コンクリートからなるコンクリート梁に適用した場合であっても、上記の鉄筋コンクリート梁に適用した場合と同様の効果が得られる。

また、上記各実施形態の鉄筋コンクリート梁６０１、７０１の低強度コンクリート６１１，７１１として用いるコンクリートも、上述したＰＣ梁部材の接合構造１０、１１０における低強度コンクリートと同様に、ＰＣ梁部材を構成するコンクリートの１／２以上の強度を有するものが適している。さらに、ＰＣ梁部材を構成するコンクリートの強度が６０Ｎ／ｍｍ^２を超え、かつ、１００Ｎ／ｍｍ^２以下の場合には、低強度のコンクリートは、６０Ｎ／ｍｍ^２未満の強度を有するものが適している。また、ＰＣ梁部材を構成するコンクリートの強度が４８Ｎ／ｍｍ^２を超え、かつ、６０Ｎ／ｍｍ^２以下である場合には、低強度のコンクリートは、４８Ｎ／ｍｍ^２未満の強度を有するものが適している。また、ＰＣ梁部材を構成するコンクリートの強度が４０Ｎ／ｍｍ^２を超え、かつ、４８Ｎ／ｍｍ^２以下である場合には、低強度のコンクリートは、４０Ｎ／ｍｍ^２未満の強度を有するものが適している。

、第１実施形態の接合構造によりＰＣ梁部材を接合して構築された梁部材を示す断面図である。 第２実施形態の接合構造によりＰＣ梁部材を接合して構築された梁部材を示し、（Ａ）は梁部材の長手方向の鉛直断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ´断面図である。 梁部材におけるヒンジ領域を示す図である。 スパン長さに対するヒンジ長さの関係を示すグラフである。 試験体の一例（試験体ＮＯ．２）を示し、（Ａ）は水平方向断面図、（Ｂ）は鉛直方向断面図である。 試験体ＮＯ．１の荷重―変形関係を示すグラフである。 試験体ＮＯ．２の荷重―変形関係を示すグラフである。 試験体ＮＯ．３の荷重―変形関係を示すグラフである。 第１実施形態のＰＣ梁部材の接合構造において、低強度コンクリートとしてスラブを構成するコンクリートと等しい強度のコンクリートを打設した梁部材の構成を示し、（Ａ）は、軸方向鉛直断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ−Ｂ´断面図である。 第２実施形態のＰＣ梁部材の接合構造において、低強度コンクリートとしてスラブを構成するコンクリートと等しい強度のコンクリートを打設した梁部材の構成を示し、（Ａ）は、軸方向鉛直断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるＣ−Ｃ´断面図である。 設計基準強度の異なるコンクリートが上下に打ち継がれてなる鉄筋コンクリート梁を示す図である。 ハーフＰＣ梁部材を接合することにより構築され、梁とスラブが一体となった梁・床構造を示す図であり、（Ａ）は軸方向断面図、（Ｂ）はＤ−Ｄ´断面図である。 ハーフＰＣ梁部材を接合することにより構築され、梁とスラブが一体となった別の実施形態の梁・床構造を示す図であり、（Ａ）は軸方向断面図、（Ｂ）はＥ−Ｅ´断面図である。 ＰＣ梁部材の一部にコンクリートを打設することにより構築された鉄筋コンクリート梁を示す図である。 別の実施形態のＰＣ梁部材の一部にコンクリートを打設することにより構築された鉄筋コンクリート梁を示す図である。

符号の説明

１、３０１、４０１ 梁部材
２ 柱梁架構
３、３０３、４０３ スラブ
４ せん断補強筋
１０、１１０ 接合構造
１１，１１１ 低強度コンクリート
１２、１１２ 機械式継手
１１４ 重ね鉄筋
２０、１２０、３２０ 梁部材
２１、１２１ コンクリート
２２、３２２ 梁主筋
２３ せん断補強筋
１２２、３２３、４２３ 上端筋
１２４ 下端筋
１２５、４２５ 切欠部
２１０ 上層のコンクリート
２２０ 下層のコンクリート
２３０ 鉄筋コンクリート梁
３１０ 梁・床構造
６０１、７０１ 鉄筋コンクリート梁
６１１、７１１ 低強度コンクリート
６２０、６２０ ＰＣ梁部材
６２１、７２１ コンクリート
６２２ 梁主筋
７２５ 凹部

Claims (16)

1. 鉄筋コンクリート、鉄骨コンクリート、又は鉄骨鉄筋コンクリートからなるコンクリート梁の施工方法であって、
   当該コンクリート梁の少なくともヒンジ領域を含む部分を構成するＰＣ梁部材を架設し、前記ヒンジ領域よりも梁中央側の少なくとも一部に前記ＰＣ梁部材を構成するコンクリートに比べて強度の低い低強度コンクリートを打設することを特徴とするコンクリート梁の施工方法。
2. 請求項１記載のコンクリート梁の施工方法であって、
   前記低強度コンクリートと、前記コンクリート梁が支持するスラブを構成するコンクリートと、を一体に打設することを特徴とするコンクリート梁の施工方法。
3. 鉄筋コンクリート、鉄骨コンクリート、又は鉄骨鉄筋コンクリートからなるコンクリート梁であって、
   当該コンクリート梁の少なくともヒンジ領域を含む部分がＰＣ梁部材により構成され、前記ヒンジ領域よりも梁中央側の少なくとも一部は前記ＰＣ梁部材を構成するコンクリートに比べて強度の低い低強度コンクリートを打設することにより構成されていることを特徴とするコンクリート梁。
4. 前記ヒンジ領域は、前記コンクリート梁の端面から中央に向かって所定長さＬの位置までの部分であり、
   前記所定長さＬは、前記コンクリート梁の梁せいをＤとして、０．５Ｄ以上、かつ１．５Ｄ以下であることを特徴とする請求項３記載のコンクリート梁。
5. 請求項３又は４記載のコンクリート梁であって、
   前記低強度コンクリートは、前記コンクリート梁が支持するスラブを構成するコンクリートと等しい強度を有することを特徴とするコンクリート梁。
6. 前記低強度のコンクリートは、前記ＰＣ梁部材を構成するコンクリートの１／２以上の強度を有することを特徴とする請求項３から５何れかに記載のコンクリート梁。
7. 前記ＰＣ梁部材を構成するコンクリートの強度が６０Ｎ／ｍｍ^２を超え、かつ、１００Ｎ／ｍｍ^２以下であり、
   前記低強度のコンクリートは、６０Ｎ／ｍｍ^２未満の強度を有することを特徴とする請求項３から６何れかに記載のコンクリート梁。
8. 前記ＰＣ梁部材を構成するコンクリートの強度が４８Ｎ／ｍｍ^２を超え、かつ、６０Ｎ／ｍｍ^２以下であり、
   前記低強度のコンクリートは、４８Ｎ／ｍｍ^２未満の強度を有することを特徴とする請求項３から６何れかに記載のコンクリート梁。
9. 前記ＰＣ梁部材を構成するコンクリートの強度が４０Ｎ／ｍｍ^２を超え、かつ、４８Ｎ／ｍｍ^２以下であり、
   前記低強度のコンクリートは、４０Ｎ／ｍｍ^２未満の強度を有することを特徴とする請求項３から６何れかに記載のコンクリート梁。
10. 一対のＰＣ梁部材を用いて鉄筋コンクリート又は鉄骨鉄筋コンクリートからなるコンクリート梁を構築するために前記一対のＰＣ梁部材を前記コンクリート梁のヒンジ領域よりも梁中央側の位置にて接合する接合方法であって、
    前記一対のＰＣ梁部材は、前記コンクリート梁の少なくともヒンジ領域を含む部分を構成するように形成されており、
    前記一対のＰＣ梁部材の接合部にて、それらの主筋同士を継手し、
    前記一対のＰＣ梁部材の接合部に、前記ＰＣ梁部材を構成するコンクリートに比べて強度の低い低強度コンクリートを打設することを特徴とするＰＣ梁部材の接合方法。
11. 請求項１０記載のＰＣ梁部材の接合方法であって、
    前記低強度コンクリートと、前記コンクリート梁が支持するスラブを構成するコンクリートとを一体に打設することを特徴とするＰＣ梁部材の接合方法。
12. 一対のＰＣ梁部材を用いて鉄筋コンクリート又は鉄骨鉄筋コンクリートからなるコンクリート梁を構築するために前記一対のＰＣ梁部材を前記コンクリート梁のヒンジ領域よりも梁中央側の位置にて接合する接合構造であって、
    前記一対のＰＣ梁部材は、前記コンクリート梁の少なくともヒンジ領域を含む部分を構成するように形成されており、
    前記一対のＰＣ梁部材の接合部にて、それらの主筋同士を継手する継手手段と、
    前記一対のＰＣ梁部材の接合部に打設された、前記ＰＣ梁部材を構成するコンクリートに比べて強度の低い低強度コンクリートと、
    を備えることを特徴とするＰＣ梁部材の接合構造。
13. 請求項１２記載のＰＣ梁部材の接合構造であって、
    前記低強度コンクリートは、前記コンクリート梁が支持するスラブを構成するコンクリートと等しい強度を有することを特徴とするＰＣ梁部材の接合構造。
14. 前記一対のＰＣ梁部材は、接合部側端面が互いに離間するように配置され、
    前記低強度コンクリートは、前記一対のＰＣ梁部材の接合部側端面の間に打設されることを特徴とする請求項１２又は１３記載のＰＣ梁部材の接合構造。
15. 前記一対のＰＣ梁部材は、夫々接合端面及び上面の夫々の接合部側端部には、上面及び端面に開口する切欠部が形成され、前記接合部側端面同士が当接しており、
    前記低強度コンクリートは、前記一対のＰＣ梁部材の切欠部により形成された凹部に打設されることを特徴とする請求項１２又は１３記載のＰＣ梁部材の接合構造。
16. 請求項１２から１５記載のＰＣ梁部材の接合構造により一対のＰＣ梁部材を接合することにより構築されたことを特徴とするコンクリート梁。