JP2009108500A - プレキャスト梁構築方法、プレキャスト梁、プレキャスト梁接合構造、及び建物 - Google Patents

Abstract

【課題】梁両端部分の長期曲げモーメントによる引張力を低減できるプレキャスト梁構築方法、プレキャスト梁、プレキャスト梁接合構造、及び建物を得る。
【解決手段】梁１４は、左梁部材１８、中央梁部材２０、及び右梁部材２２を用いて構築される。左梁部材１８及び右梁部材２２の上端側には、ＰＣ鋼材２８及びＰＣ鋼材３０によってプレストレスが導入されている。また、中央梁部材２０の下端側には、ＰＣ鋼材３２によってプレストレスが導入されている。ここで、左梁部材１８、中央梁部材２０、右梁部材２２が接合されることにより、梁１４が構築される。完成した梁１４は、長期曲げモーメントによる引張力が作用する位置に合わせてＰＣ鋼材２８、３０、３２によってプレストレスが導入されているので、梁１４の中央部下端の長期曲げモーメントによる引張力、及び梁１４の両端部上端の長期曲げモーメントによる引張力を低減することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、プレキャスト梁構築方法、プレキャスト梁、プレキャスト梁接合構造、及び建物に関する。

建築構造体の梁の構築方法は、現場で配筋するとともに型枠を組んでコンクリートを打設する方法と、予め製造したプレキャスト梁を現場で取り付ける方法がある。プレキャスト梁を用いた梁構築方法の一つとして、梁の中央下端のみにＰＣ鋼材を入れて長期応力に抵抗させた中間ＰＣ梁の両端部を、柱から張出した端部ＰＣ梁に接合するものがある（例えば、特許文献１参照）。

しかし、特許文献１のプレキャスト梁の構築方法は、中間ＰＣ梁の中央下端のみにプレストレスが導入されているだけで、端部ＰＣ梁に作用する長期曲げモーメントによる引張力は、低減できなかった。
特開平５−８６６４３

本発明は、梁の両端部分の長期曲げモーメントによる引張力を低減できるプレキャスト梁構築方法、プレキャスト梁、プレキャスト梁接合構造、及び建物を得ることを目的とする。

本発明の請求項１に係るプレキャスト梁構築方法は、長期曲げモーメントによる引張力を低減するようにプレストレスが梁下端側に導入された第１ＰＣ梁と、長期曲げモーメントによる引張力を低減するようにプレストレスが梁上端側に導入された第２ＰＣ梁を、該第１ＰＣ梁と該第２ＰＣ梁の接合部を境にしてプレストレスの導入位置が上下反転するように接合することを特徴としている。

上記構成によれば、長期曲げモーメントによる引張力が作用する位置に合わせて、第１ＰＣ梁及び第２ＰＣ梁が組み付けられ、プレストレスが導入される。これにより、梁の両端部分に作用する長期曲げモーメントによる引張力を低減できる。また、柱に梁を取付ける前にプレストレスを導入するようにしたので、柱に梁を取付ける現場でのプレストレスの導入作業（緊張作業）が無くなる。また、ＰＣ鋼材の緊張作業のための足場を仮設する必要がなくなる。これにより、梁を構築するときの施工効率が上がる。

本発明の請求項２に係るプレキャスト梁構築方法は、前記接合部が、長期曲げモーメントの反曲点位置に配置されるように、前記第１ＰＣ梁と前記第２ＰＣ梁を接合することを特徴としている。上記構成によれば、第１ＰＣ梁と第２ＰＣ梁の接合部を、梁に作用する長期曲げモーメントの反曲点位置とすることで、構造的弱点になる可能性がある接合部に大きな曲げモーメントが作用せず、接合部の構造安全性が確保できる。なお、本発明における反曲点とは、厳密に構造計算から求まる反曲点に限らない。すなわち、第１ＰＣ梁と第２ＰＣ梁の接合部は、施工性・生産性を考慮して反曲点近傍に設けることを含む概念である。

本発明の請求項３に係るプレキャスト梁構築方法は、梁の中央部に前記第１ＰＣ梁が配置され、前記第１ＰＣ梁の両端に前記第２ＰＣ梁が接合されることを特徴としている。上記構成によれば、梁の自重による長期曲げモーメントによって発生する梁中央部の下端の長期曲げモーメントによる引張力及び梁両端部の上端の長期曲げモーメントによる引張力を低減することができる。

本発明の請求項４に係るプレキャスト梁構築方法は、プレストレスは、ＰＣ鋼線又はＰＣ鋼棒で導入されることを特徴としている。上記構成によれば、第１ＰＣ梁及び第２ＰＣ梁に、高強度材料で製造されたＰＣ鋼線又はＰＣ鋼棒を配置するため、効率的にプレストレスが導入される。

本発明の請求項５に係るプレキャスト梁構築方法は、前記第１ＰＣ梁及び前記第２ＰＣ梁に梁主筋が設けられ、該梁主筋の端部を機械式継手で接合することを特徴としている。

上記構成によれば、第１ＰＣ梁及び第２ＰＣ梁に設けられた梁主筋の端部を機械式継手で接合するため、鉄筋の継手効率を高めることができる。

本発明の請求項６に係るプレキャスト梁構築方法は、前記第１ＰＣ梁及び前記第２ＰＣ梁に梁主筋が設けられ、該梁主筋の端部を重ねて接合することを特徴としている。上記構成によれば、第１ＰＣ梁及び第２ＰＣ梁に設けられた梁主筋の端部を重ねて接合して、重ね継手を形成する。所定の重ね継手長さを確保する必要があるが、特別な継手用部材を用いることなく鉄筋の継手が可能である。

本発明の請求項７に係るプレキャスト梁構築方法は、前記第１ＰＣ梁及び前記第２ＰＣ梁に梁主筋が設けられ、該梁主筋の端部にコブが形成されていることを特徴としている。上記構成によれば、第１ＰＣ梁の梁主筋の端部に形成されたコブと、第２ＰＣ梁の梁主筋の端部に形成されたコブが、接合部などのコンクリート塊に定着され、コブの支圧力によって鉄筋応力の伝達が行われる。

本発明の請求項８に係るプレキャスト梁構築方法は、前記第１ＰＣ梁と前記第２ＰＣ梁が接合される接合部に、コンクリート打設用の空間を形成することを特徴としている。上記構成によれば、梁の構築場所に第１ＰＣ梁と第２ＰＣ梁を配置したとき、第１ＰＣ梁と第２ＰＣ梁の間に、コンクリート打設用の空間が形成される。そして、この空間を型枠で取り囲み、コンクリートが打設され、プレキャスト梁が構築される。鉄筋等の接合作業を行う際、作業空間が確保されるので施工性がよい。

本発明の請求項９に係るプレキャスト梁構築方法は、前記第１ＰＣ梁と前記第２ＰＣ梁が接合される接合部に、硬化材充填用の空間を形成することを特徴としている。上記構成によれば、梁の構築場所に第１ＰＣ梁と第２ＰＣ梁を配置したとき、第１ＰＣ梁と第２ＰＣ梁の接合部に硬化材（例えばグラウト材）充填用の空間が形成される。そして、この空間に硬化材が充填されて第１ＰＣ梁と第２ＰＣ梁が接合され、プレキャスト梁が構築される。ここで、この空間には、第１ＰＣ梁と第２ＰＣ梁間の隙間と、鉄筋継手部（例えばスプライススリーブ部）を含み、当該部に硬化材が充填される。このように、第１ＰＣ梁と第２ＰＣ梁の接合部の空間に硬化材が充填されて接合されるので、第１ＰＣ梁と第２ＰＣ梁の間でせん断力が伝達される。本方法によれば、第１ＰＣ梁と第２ＰＣ梁間の隙間等へのグラウト充填作業を除いて、現場打ちコンクリート作業を無くすことができるので、プレキャスト部材の組み立てスピードがあがり、施工性向上に寄与する。

本発明の請求項１０に係るプレキャスト梁は、長期曲げモーメントによる引張力を低減するようにプレストレスが梁下端側に導入された中間ＰＣ梁と、前記中間ＰＣ梁に接合され、長期曲げモーメントによる引張力を低減するようにプレストレスが梁上端側に導入された両端ＰＣ梁と、を有することを特徴としている。

上記構成によれば、長期曲げモーメントによる引張力を低減するようにプレストレスが梁下端側に導入された中間ＰＣ梁と、長期曲げモーメントによる引張力を低減するようにプレストレスが梁上端側に導入された両端ＰＣ梁が接合される。これにより、長期曲げモーメントによる引張力が作用する位置に合わせて、プレキャスト梁にプレストレスが導入でき、長期曲げモーメントによる引張力を低減できる。また、柱に梁を取付ける前にプレストレスが導入されるので、柱に梁を取付ける現場でのプレストレスの導入作業（緊張作業）が無くなる。また、ＰＣ鋼材の緊張作業のための足場を仮設する必要がなくなる。これにより、梁を構築するときの施工効率が上がる。

本発明の請求項１１に係るプレキャスト梁は、前記中間ＰＣ梁と前記両端ＰＣ梁の接合部を、長期曲げモーメントの反曲点位置に配置したことを特徴としている。上記構成によれば、中間ＰＣ梁と両端ＰＣ梁の接合部を、梁に作用する長期曲げモーメントの反曲点位置とすることで、構造的弱点になる可能性がある接合部に大きな曲げモーメントが作用せず、接合部の構造安全性が確保できる。

本発明の請求項１２に係るプレキャスト梁接合構造は、長期曲げモーメントによる引張力を低減するようにプレストレスが梁下端側に導入された第１ＰＣ梁と、長期曲げモーメントによる引張力を低減するようにプレストレスが梁上端側に導入された第２ＰＣ梁を、 該第１ＰＣ梁と該第２ＰＣ梁の接合部を境にしてプレストレスの導入位置が反転するように接合したことを特徴としている。上記構成によれば、長期曲げモーメントによる引張力が作用する位置に合わせてプレストレスを導入でき、梁に作用する長期曲げモーメントによる引張力を低減できる。

本発明の請求項１３に係るプレキャスト梁接合構造は、前記中間ＰＣ梁と前記両端ＰＣ梁を、長期曲げモーメントの反曲点位置で接合したことを特徴としている。上記構成によれば、中間ＰＣ梁と両端ＰＣ梁の接合部の位置が、梁に作用する長期曲げモーメントの反曲点位置になるので、梁の構築後に長期曲げモーメントが作用しても、構造的弱点になる可能性がある接合部に大きな曲げモーメントが作用せず、接合部の構造安全性が確保できる。

本発明の請求項１４に係る建物は、請求項１０又は請求項１１に記載のプレキャスト梁と、柱とを接合して構築したことを特徴としている。上記構成によれば、建物は、中間ＰＣ梁と両端ＰＣ梁を接合したプレキャスト梁を、柱に定着して構築される。ここで、中間ＰＣ梁と両端ＰＣ梁の接合部を、プレキャスト梁に作用する長期曲げモーメントの反曲点位置とすることで、構造的弱点になる可能性がある接合部に大きな曲げモーメントが作用せず、接合部の構造安全性が確保できる。

本発明は、上記構成としたので、梁の両端部分の長期曲げモーメントによる引張力を低減できる。

本発明のプレキャスト梁構築方法、プレキャスト梁、プレキャスト梁接合構造、及び建物の第１実施形態を図面に基づき説明する。図１は、地盤１６上に構築された建物１０を模式的に示したものである。建物１０は、柱１２（１２Ａ、１２Ｂ）と梁１４で架構が構築されている。柱１２及び梁１４は、コンクリートで形成され、図示しない鉄筋（主筋）等がコンクリート内部に設けられた構成となっている。

梁１４は、梁１４の左端部に配置された左梁部材１８と、梁１４の中央部に配置された中央梁部材２０と、梁１４の右端部に配置された右梁部材２２とで構成されている。左梁部材１８の右端面と中央梁部材２０の左端面は、後打ちコンクリートによって接合され、接合部２４が形成されている。同様に、中央梁部材２０の右端面と右梁部材２２の左端面は、後打ちコンクリートによって接合され、接合部２６が形成されている。なお、左梁部材１８、中央梁部材２０、右梁部材２２は、それぞれ個別に工場又はサイトで構築されたもので、建物１０の建築現場にて接合されている。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、梁１４の接合部２４、２６の中心は、梁１４の自重及び梁１４上へのスラブ等の載置物の荷重によって作用する長期曲げモーメント（Ｍ）が、Ｍ＝０となる反曲点位置（Ｐ１、Ｐ２）に位置している。長期曲げモーメントの作用によって、反曲点Ｐ１の左側及び反曲点Ｐ２の右側では、梁１４の上端側に長期曲げモーメントによる引張力が作用しており、反曲点Ｐ１から反曲点Ｐ２までの間では、梁１４の下端側に長期曲げモーメントによる引張力が作用する。この長期曲げモーメントによる引張力を低減するため、左梁部材１８及び右梁部材２２の上端側と、中央梁部材２０の下端側に、それぞれＰＣ鋼線又はＰＣ鋼棒からなるＰＣ鋼材２８、３２、３０が設けられ、プレストレスが導入されている。なお、ＰＣ鋼材２８、３２、３０は、梁１４の紙面奥行き方向の幅の略中心に位置している。

図２（ｃ）は、一例として、梁１４の中央部Ｃに作用する各応力と、各応力を組合せた組合せ応力を模式的に示している。梁１４の中央部Ｃでは、長期曲げモーメントによる圧縮力Ｆ１と引張力Ｆ２が作用しており、さらに、ＰＣ鋼材３２のプレストレスによって圧縮力Ｆ３が作用している。これらの応力の組合せにより、梁１４の中央部Ｃでは、上端側にＦ１＋Ｆ３の組合せ応力Ｆ４（圧縮力）が作用し、下端側にＦ２−Ｆ３の組合せ応力Ｆ５（引張力）が作用している。ここで、梁１４はコンクリート製のため、組合せ応力Ｆ４に対しては必要十分な耐性を有する。また、組合せ応力Ｆ５＜引張力Ｆ２となるので、長期曲げモーメントによる引張力が低減される。

図３（ａ）に示すように、左梁部材１８は、梁１４の長軸方向に沿って、異形鉄筋からなる主筋３４、３６が配置されている。主筋３４、３６は、左梁部材１８の左右端面から突設されている。主筋３４、３６の一方の端部は、予め略鉛直方向に曲げられており、柱１２Ａの柱・梁接合部に定着されるようになっている。左梁部材１８の右端面には、凹形状のコッター３８が形成されている。また、左梁部材１８は、梁主筋とＰＣ鋼材の納まりの観点、ＰＣ鋼材の防錆上の観点から適宜設定されたかぶり厚（梁１４の上端面からＰＣ鋼材２８までの距離）が予め設定されており、この設定されたかぶり厚となる位置にＰＣ鋼材２８が配置されて、梁１４の長期曲げモーメントによる引張力を低減可能なように設計される。

左梁部材１８の製造方法としては、一般的なプレテンション方式が好適である。まず、図示しない一対のアバット（橋台）とジャッキによってＰＣ鋼材２８が引張られる。続いて、図示しない型枠（コッター３８形成用の凸部が形成されたもの）、主筋３４、３６、及びＰＣ鋼材２８が配置され、コンクリートが打設される。コンクリート硬化後、ジャッキによる緊張は開放されるが、左梁部材１８にはＰＣ鋼材２８によるプレストレスが残る。このようにして、左梁部材１８にプレストレスが導入される。ＰＣ鋼材２８の端部には、必要に応じて、適宜選択された定着具（図示しない）が設けられる。

図３（ｂ）に示すように、中央梁部材２０は、梁１４の長軸方向に沿って、異形鉄筋からなる主筋４０、４２が配置されている。主筋４０、４２は、中央梁部材２０の左右端面から突設されている。中央梁部材２０の両端面には、凹形状のコッター４４、４６が形成されている。また、中央梁部材２０は、梁主筋とＰＣ鋼材の納まりの観点、ＰＣ鋼材の防錆上の観点から適宜設定されたかぶり厚（梁１４の下端面からＰＣ鋼材３２までの距離）が予め設定されており、この設定されたかぶり厚となる位置にＰＣ鋼材３２が配置されて、梁１４の長期曲げモーメントによる引張力を低減可能なように設計される。中央梁部材２０の製造方法は、左梁部材１８と同様のため説明を省略する。

図３（ｃ）に示すように、右梁部材２２は、梁１４の長軸方向に沿って、異形鉄筋からなる主筋４８、５０が配置されている。主筋４８、５０は、右梁部材２２の左右端面から突設されている。右梁部材２２の両端面には、凹形状のコッター５２、５４が形成されている。また、右梁部材２２は、梁主筋とＰＣ鋼材の納まりの観点、ＰＣ鋼材の防錆上の観点から適宜設定されたかぶり厚（梁１４の上端面からＰＣ鋼材３０までの距離）が予め設定されており、この設定されたかぶり厚となる位置にＰＣ鋼材３０が配置されて、梁１４の長期曲げモーメントによる引張力を低減可能なように設計される。右梁部材２２の製造方法は、左梁部材１８及び中央梁部材２０の製造方法と同様のため説明を省略する。ここで、右梁部材２２の中央には、図示しない鉄筋及び接合用の穴部が鉛直方向に設けられており、前述の柱１２Ｂと右梁部材とが接合される構造となっている。

なお、左梁部材１８、中央梁部材２０、及び右梁部材２２には、主筋３４、３６、４０、４２、４８、５０をそれぞれ巻き込んで並列に配置され、せん断力に抵抗するあばら筋（図示せず）が設けられている。また、主筋３４、３６、４０、４２、４８、５０は異形鉄筋であるが、図面上は表面を平坦状に描いて簡略表示している。さらに、柱１２がプレキャスト部材の場合、柱梁仕口部と柱部の間には、グラウト材充填用隙間が設けられるが、特別に図示していない。

次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。

図４（ａ）に示すように、左梁部材１８が、柱１２Ａの一部を構成する柱部材６４の上面に配置され、右梁部材２２が、柱１２Ｂの一部を構成する柱部材６６の上面に配置される。また、中央梁部材２０が、左梁部材１８と右梁部材２２の間に配置される。左梁部材１８、中央梁部材２０、及び右梁部材２２の配置は、コンクリート打設後に接合部２４、２６となる空間６８及び空間７０を境にして、ＰＣ鋼材２８、３０、３２によるプレストレスの導入位置が反転する配置となっている。

左梁部材１８、中央梁部材２０、及び右梁部材２２の配置により、左梁部材１８と中央梁部材２０の間には、幅Ｗ１のコンクリート打設用の空間６８が形成される。中央梁部材２０と右梁部材２２の間には、幅Ｗ２のコンクリート打設用の空間７０が形成される。なお、左梁部材１８、右梁部材２２、及び中央梁部材２０は、鉄骨で構築された支持台である支保工（図示せず）によって支持されている。

左梁部材１８の主筋３４、３６の一方端、及び右梁部材２２の主筋４８、５０の一方端には、主筋３４、３６、４８、５０の外径よりも大きい内径を有する筒状のスリーブ継手５６、５８、６０、６２がそれぞれ外挿されている。スリーブ継手５６、５８、６０、６２は、主筋３４、３６、４８、５０の軸方向にスライド可能となっている。

続いて、図４（ｂ）に示すように、スリーブ継手５６、５８、６０、６２がスライドされ、主筋３４と主筋４０、主筋３６と主筋４２、主筋４０と主筋４８、及び主筋４２と主筋５０にそれぞれ外挿されて、左梁部材１８、中央梁部材２０、及び右梁部材２２が連結される。

続いて、図４（ｃ）に示すように、スリーブ継手５６、５８、６０、６２の内面側に図示しないモルタルが充填される。また、空間６８、７０を取り囲むようにして図示しない型枠が設けられ、空間６８、空間７０にコンクリートが後打ちされる。一方、柱部材６４と左梁部材１８の定着部にコンクリートが後打ちされ、柱部材６６と右梁部材２２の接合部にグラウトが充填される。コンクリートの硬化により接合部２４、２６が形成され、梁１４が完成する。なお、説明を省略するが、右梁部材２２の右側についても、同様の手順で梁部材の接合が行われる。また、梁１４の構築時に、図示しない型枠を配置してコンクリートを打設し、床スラブを形成してもよい。

完成した梁１４は、長期曲げモーメントによる引張力が作用する位置に合わせてＰＣ鋼材２８、３０、３２によってプレストレスが導入されているので、梁１４の中央部の下端の長期曲げモーメントによる引張力、及び梁１４の両端部の上端の長期曲げモーメントによる引張力を低減することができる。また、柱１２に梁１４を取付ける前に、梁１４にプレストレスを導入するようにしたので、柱１２に梁１４を取付ける現場でのプレストレスの導入作業（緊張作業）が無くなる。さらに、プレキャストのため、ＰＣ鋼材２８、３０、３２の緊張作業は既に終了しているので、緊張作業のための足場を仮設する必要がなくなる。これにより、梁１４を構築するときの施工効率が上がる。また、現場でのプレストレス導入による不静定力を、部材設計の際に考慮する必要がない。さらに、プレストレス導入方向の力に抵抗する壁部材（耐力壁など）が存在する場合に、プレストレス梁に適正なプレストレスを導入するために当該壁部材コンクリートを後打ちするなどの必要性がない。

また、左梁部材１８又は右梁部材２２と中央梁部材２０との接合部２４、２６の中心位置が、梁１４に作用する長期曲げモーメントの反曲点位置になるので、梁１４の構築後に梁１４に長期曲げモーメントが作用しても、構造的弱点になる可能性がある接合部２４、２６に大きな曲げモーメントが作用せず、接合部２４、２６の構造安全性が確保できる。
さらに、本発明は、プレストレスが導入された複数のプレキャスト梁部材を接合して一つのプレストレス−プレキャスト梁を形成するので、特に、ロングスパン梁の構築に好適である。

次に、本発明のプレキャスト梁構築方法、プレキャスト梁、プレキャスト梁接合構造、及び建物の第２実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一のものには、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図５（ａ）に示すように、梁７２は、左梁部材１８と、中央梁部材２０と、右梁部材２２とで構成されている。左梁部材１８、中央梁部材２０、右梁部材２２が接合される空間６８、７０の中心は、梁７２の自重及び梁７２上への載置物の荷重によって作用する長期曲げモーメント（Ｍ）が、Ｍ＝０となる反曲点位置に位置している。梁７２に作用する長期曲げモーメントによる引張力を低減するため、左梁部材１８及び右梁部材２２の上端側と、中央梁部材２０の下端側に、所定のかぶり厚となるように、それぞれＰＣ鋼材２８、３２、３０が設けられ、プレストレスが導入されている。ＰＣ鋼材２８、３２、３０は、梁７２の紙面奥行き方向の幅の略中心に位置している。なお、ＰＣ鋼材２８、３２、３０は、それぞれ複数本設けてもよい。

図５（ｂ）は、梁７２の空間６８の位置を上方から見た状態を示している。空間６８において、予め設定された重ね幅Ｗ３となるように、主筋３４及び主筋４０が重ねて配置されている。図示しない主筋３６及び主筋４２についても重ねて配置されている。

同様にして、空間７０において、予め設定された重ね幅Ｗ４（図５（ａ）参照）となるように、主筋４０及び主筋４８が重ねて配置されている。主筋４２及び主筋５０についても重ねて配置されている。

次に、本発明の第２実施形態の作用について説明する。

図５（ａ）に示すように、主筋３４及び主筋４０、主筋３６及び主筋４２、主筋４０及び主筋４８、主筋４２及び主筋５０が重ねて配置される。続いて、図５（ｂ）に示すように、空間６８、７０を取り囲むようにして図示しない型枠が設けられ、空間６８、空間７０にコンクリートが後打ちされる。また、柱部材６４と左梁部材１８の定着部にコンクリートが後打ちされ、柱部材６６と右梁部材２２の接合部にグラウトが充填される。続いて、図５（ｃ）に示すように、コンクリートの硬化により、左梁部材１８と中央梁部材２０の接合部８０、中央梁部材２０と右梁部材２２の接合部８２が形成され、梁７２が完成する。

完成した梁７２は、長期曲げモーメントによる引張力が作用する位置に合わせてＰＣ鋼材２８、３０、３２によってプレストレスが導入されているので、梁７２の中央部の下端の長期曲げモーメントによる引張力、及び梁７２の両端部の上端の長期曲げモーメントによる引張力を低減することができる。また、接合部８０、８２の中心位置が、梁７２に作用する長期曲げモーメントの反曲点位置になるので、梁７２の構築後に梁７２に長期曲げモーメントが作用しても、構造的弱点になる可能性がある接合部８０、８２に大きな曲げモーメントが作用せず、接合部８０、８２の構造安全性が確保できる。さらに、主筋３４、３６、４０、４２、４８、５０の端部を重ねた重ね継手によって、各主筋を接合することができるので、施工が容易となる。

次に、本発明のプレキャスト梁構築方法、プレキャスト梁、プレキャスト梁接合構造、及び建物の第３実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一のものには、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図６（ａ）に示すように、建物９０は、柱１２（１２Ａ、１２Ｂ）と梁９２で架構が構築される。梁９２は、梁９２の左端部に配置された左梁部材９４と、梁９２の中央部に配置された中央梁部材９６と、梁９２の右端部に配置された右梁部材９８とが接合されることにより構築される。

左梁部材９４と中央梁部材９６が接合される幅Ｗ５の空間１０７の中心、及び中央梁部材９６と右梁部材９８が接合される幅Ｗ６の空間１０９の中心は、梁９２の自重及び梁９２上への載置物の荷重によって作用する長期曲げモーメント（Ｍ）が、Ｍ＝０となる反曲点位置に位置している。幅Ｗ５及び幅Ｗ６は、概ね１０〜３０ｍｍ程度とするのが一般的である。梁９２に作用する長期曲げモーメントによる引張力を低減するため、左梁部材９４及び右梁部材９８の上端側と、中央梁部材９６の下端側に、所定のかぶり厚となるように、それぞれＰＣ鋼材２８、３０、３２が設けられ、プレストレスが導入されている。ＰＣ鋼材２８、３０、３２は、梁９２の紙面奥行き方向の幅の略中心に位置している。なお、ＰＣ鋼材２８、３０、３２は、それぞれ複数本設けてもよい。

左梁部材９４は、梁９２の長軸方向に沿って、異形鉄筋からなる主筋９５、９７が配置されている。主筋９５、９７は、左梁部材９４の左右端面から突設されている。主筋９５、９７の一方の端部は、予め略鉛直方向に曲げられており、柱１２Ａの柱・梁接合部に定着されるようになっている。また、主筋９５、９７の他方の端部には、図示しない圧接コブ形成装置により、主筋９５、９７の直径よりも大径で、略円錐台状のコブ１０２、１０６が形成されている。

中央梁部材９６は、梁９２の長軸方向に沿って、異形鉄筋からなる主筋９９、１０１が配置されている。主筋９９、１０１は、中央梁部材９６の左右端面から突設されている。主筋９９、１０１の各両端部には、図示しない圧接コブ形成装置により、主筋９９、１０１の直径よりも大径で、略円錐台状のコブ１０４、１１０、１０８、１１４が形成されている。

右梁部材９８は、梁９２の長軸方向に沿って、異形鉄筋からなる主筋１０３、１０５が配置されている。主筋１０３、１０５は、右梁部材９８の左右端面から突設されている。主筋１０３、１０５の各両端部には、図示しない圧接コブ形成装置により、主筋１０３、１０５の直径よりも大径で、略円錐台状のコブ１１２、１１６、１１８、１２０が形成されている。ここで、右梁部材９８の中央には、図示しない鉄筋及び接合用の穴部が鉛直方向に設けられており、柱１２Ｂの柱部材６６と右梁部材９８とが接合される構造となっている。

図６（ｂ）は、梁９２の空間１０７（図６（ａ）参照）の位置を上方から見た状態を示している。空間１０７において、予め設定された重ね幅Ｗ５となるように、主筋９５及び主筋９９が重ねて配置されている。主筋９７及び主筋１０１についても重ねて配置されている。同様にして、空間１０９において、予め設定された重ね幅Ｗ６（図６（ａ）参照）となるように、主筋９９及び主筋１０３が重ねて配置されている。主筋１０１及び主筋１０５についても重ねて配置されている。なお、各主筋の配置については、上述のように各主筋を重ねて配置するだけでなく、例えば、各コブの端面を対向させて近接配置してもよい。左梁部材９４、中央梁部材９６、及び右梁部材９８には、主筋９５、９７、９９、１０１、１０３、１０５をそれぞれ巻き込んで並列に配置され、せん断力に抵抗するあばら筋（図示せず）が設けられている。また、主筋９５、９７、９９、１０１、１０３、１０５は異形鉄筋であるが、図面上は表面を平坦状に描いて簡略表示している。

次に、本発明の第３実施形態の作用について説明する。

図６（ａ）に示すように、左梁部材９４が、柱１２Ａの一部を構成する柱部材６４の上面に配置され、右梁部材９８が、柱１２Ｂの一部を構成する柱部材６６の上面に配置される。また、中央梁部材９６が、左梁部材９４と右梁部材９８の間に配置される。ここで、主筋９５と主筋９９、主筋９７と主筋１０１、主筋９９と主筋１０３、主筋１０１と主筋１０５がそれぞれ重なるように配置される。

左梁部材９４、中央梁部材９６、及び右梁部材９８の配置は、空間１０７及び空間１０９を境にして、ＰＣ鋼材２８、３２、３０によるプレストレスの導入位置が反転する配置となっている。左梁部材９４、右梁部材９８、及び中央梁部材９６は、鉄骨で構築された支持台である支保工（図示せず）によって支持されている。

続いて、図６（ｃ）に示すように、空間１０７、１０９を取り囲むようにして図示しない型枠が設けられ、空間１０７、１０９にコンクリートが後打ちされる。一方、柱部材６４と左梁部材９４の定着部には、コンクリートが後打ちされ、柱部材６６と右梁部材９８の接合部には、グラウトが充填される。コンクリートの硬化により接合部１２２、１２４が形成され、梁９２が完成する。なお、説明を省略するが、右梁部材９８の右側についても、同様の手順で梁部材の接合が行われる。

完成した梁９２は、長期曲げモーメントによる引張力が作用する位置に合わせてＰＣ鋼材２８、３０、３２によってプレストレスが導入されているので、梁９２の中央部の下端の長期曲げモーメントによる引張力、及び梁９２の両端部の上端の長期曲げモーメントによる引張力を低減することができる。また、左梁部材９４又は右梁部材９８と中央梁部材９６との接合部１２２、１２４では、コブ１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、及び１１６が、接合部１２２、１２４のコンクリート塊に定着され、コブ１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、及び１１６の支圧力によって、鉄筋応力の伝達が行われる。

次に、本発明のプレキャスト梁構築方法、プレキャスト梁、プレキャスト梁接合構造、及び建物の第４実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一のものには、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図７（ａ）に示すように、建物１３０は、柱１２（１２Ａ、１２Ｂ）と梁１３１で架構が構築される。梁１３１は、梁１３１の左端部に配置された左梁部材１８と、梁１３１の中央部に配置された中央梁部材１３２と、梁１３１の右端部に配置された右梁部材２２とが接合されることにより構築される。

左梁部材１８と中央梁部材１３２が接合される接合部の中心位置、及び中央梁部材１３２と右梁部材２２が接合される接合部の中心位置は、梁１３１の自重及び梁１３１上への載置物の荷重によって作用する長期曲げモーメント（Ｍ）が、Ｍ＝０となる反曲点位置となっている。梁１３１に作用する長期曲げモーメントによる引張力を低減するため、左梁部材１８及び右梁部材２２の上端側と、中央梁部材１３２の下端側に、所定のかぶり厚となるように、それぞれＰＣ鋼材２８、３０、３２が設けられ、プレストレスが導入されている。ＰＣ鋼材２８、３０、３２は、梁１３１の紙面奥行き方向の幅の略中心に位置している。なお、ＰＣ鋼材２８、３０、３２は、それぞれ複数本設けてもよい。

中央梁部材１３２の左端部には、主筋３４を収納可能な大きさの穴部１３４と、主筋３６を収納可能な大きさの穴部１３６が形成されている。また、中央梁部材１３２の右端部には、主筋４８を収納可能な大きさの穴部１３８と、主筋５０を収納可能な大きさの穴部１４０が形成されている。穴部１３４、１３６、１３８、及び１４０は、中央梁部材１３２を製造するときに、型枠に凸部を形成しておくこと、スリーブを埋設することなどにより形成される。

また、中央梁部材１３２の上端側及び下端側には、梁１３１の長軸方向に沿って、異形鉄筋からなる主筋１４２、１４４が配置されている。主筋１４２の左端は、穴部１３４内に突出しており、主筋１４２の右端は、穴部１３８内に突出している。同様に、主筋１４４の左端は、穴部１３６内に突出しており、主筋１４４の右端は、穴部１４０内に突出している。中央梁部材１３２の両端面には、凹状のコッター４４、４６が形成されている。

なお、左梁部材１８、中央梁部材１３２、及び右梁部材２２には、主筋３４、３６、１４２、１４４、４８、５０をそれぞれ巻き込んで並列に配置され、せん断力に抵抗するあばら筋（図示せず）が設けられている。また、主筋３４、３６、１４２、１４４、４８、５０は異形鉄筋であるが、図面上は表面を平坦状に描いて簡略表示している。

次に、本発明の第４実施形態の作用について説明する。

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、左梁部材１８が、柱１２Ａの一部を構成する柱部材６４の上面に配置される。そして、中央梁部材１３２が矢印Ｘ方向に移動され、中央梁部材１３２の穴部１３４、１３６に左梁部材１８の主筋３４、３６がそれぞれ挿入される。左梁部材１８と中央梁部材１３２は、硬化材としてのグラウト充填用の空間１４６を介して近接配置されている。

続いて、右梁部材２２が、柱１２Ｂの一部を構成する柱部材６６の上面に配置されると共に矢印Ｘ方向に移動され、中央梁部材１３２の穴部１３８、１４０に右梁部材２２の主筋４８、５０がそれぞれ挿入される。中央梁部材１３２と右梁部材２２は、グラウト充填用の空間１４８を介して近接配置されている。

左梁部材１８、中央梁部材１３２、及び右梁部材２２の配置は、グラウト充填用の空間１４６、１４８を境にして、ＰＣ鋼材２８、３２、３０によるプレストレスの導入位置が反転する配置となっている。左梁部材１８、中央梁部材１３２、及び右梁部材２２は、鉄骨で構築された支持台である支保工（図示せず）によって支持されている。

続いて、図７（ｃ）に示すように、空間１４６及び空間１４８にグラウトが充填される。注入されたグラウトが硬化することによって接合部１５０、１５２が形成され、左梁部材１８、中央梁部材１３２、及び右梁部材２２が接合される。一方、柱部材６４と左梁部材１８の定着部にはコンクリートが後打ちされ、柱部材６６と右梁部材２２の接合部には、グラウトが充填される。コンクリートの硬化により、梁１３１が完成する。なお、説明を省略するが、右梁部材２２の右側についても、同様の手順で梁部材の接合が行われる。

完成した梁１３１は、長期曲げモーメントによる引張力が作用する位置に合わせてＰＣ鋼材２８、３０、３２によってプレストレスが導入されているので、梁１３１の中央部の下端の長期曲げモーメントによる引張力、及び梁１３１の両端部の上端の長期曲げモーメントによる引張力を低減することができる。また、左梁部材１８、中央梁部材１３２、右梁部材２２の接合部の空間１４６、１４８にグラウトが充填されて接合されるので、左梁部材１８、中央梁部材１３２、右梁部材２２にせん断力が伝達されるようになる。

ここで、グラウト充填による左梁部材１８、中央梁部材１３２、右梁部材２２の接合の他の実施例として、スリーブを用いて接合してもよい。図８は、一例として、左梁部材１５４と中央梁部材１５６をグラウト充填により接合する工程を示している。

図８（ａ）に示すように、左梁部材１５４の右端部には、梁の軸方向に沿って上下に穴部１５８、１６０が形成されている。また、左梁部材１５４には、穴部１５８、１６０にそれぞれ端部が突出された主筋１６２、１６４と、ＰＣ鋼材２８が設けられている。主筋１６２、１６４の右端部には、略円筒状のスリーブ１６６、１６８が外挿されており、スリーブ１６６、１６８は、穴部１５８、１６０にそれぞれ収納されている。一方、中央梁部材１５６の左端部には、梁の軸方向に沿って上下に穴部１７０、１７２が形成されている。また、中央梁部材１５６には、穴部１７０、１７２にそれぞれ端部が突出された主筋１７４、１７６と、ＰＣ鋼材３２が設けられている。

続いて、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、左梁部材１５４のスリーブ１６６、１６８が、主筋１６２、１６４に沿って移動され、中央梁部材１５６の主筋１７４、１７６にそれぞれ外挿される。これにより、左梁部材１５４と中央梁部材１５６が連結される。スリーブ１６６、１６８による連結後、左梁部材１５４と中央梁部材１５６の隙間にグラウトが充填され、硬化することにより、左梁部材１５４と中央梁部材１５６が接合される。なお、図示しない右梁部材も同様に中央梁部材１５６に接合される。このように、スリーブ１６６、１６８を用いて接合してもよい。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。柱１２は、プレキャスト、現場打ちのいずれの工法で構築されたものであってもよい。梁１４等のプレキャスト形式は、柱一体型、十字型、仕口一体型、小物であってもよい。また、梁１４等は、ハーフＰＣ、フルＰＣであってもよい。端部のＰＣは、靭性確保のため、繊維補強コンクリートとしてもよい。ＰＣ鋼材２８、３０、３２の定着部同士が接触しないように、左梁部材１８、中央梁部材２０、右梁部材２２の端部に、Ｕ型溝を形成してもよい。接合部２４、２６の中心位置は、構造計算から求まる反曲点位置から多少ずれた位置にあってもよい。ＰＣ鋼材２８、３０、３２は、複数本配置しても当然よい。

本発明の第１実施形態に係る建物の立面図である。 （ａ）本発明の第１実施形態に係る梁の接合位置を示す模式図である。（ｂ）本発明の第１実施形態に係る梁に作用する長期曲げモーメントの模式図である。（ｃ）本発明の第１実施形態に係る梁に作用する長期曲げモーメントによる引張力、圧縮力、及びプレストレスによる圧縮力の組合せ応力を示した模式図である。 本発明の第１実施形態に係る梁部材の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る梁の施工手順を示す工程図である。 本発明の第２実施形態に係る梁の施工手順を示す工程図である。 本発明の第３実施形態に係る梁の施工手順を示す工程図である。 本発明の第４実施形態に係る梁の施工手順を示す工程図である。 本発明の第４実施形態に係る梁の他の実施例を示す工程図である。

符号の説明

１０ 建物（建物）
１２ 柱（柱）
１４ 梁（プレキャスト梁）
１８ 左梁部材（第２ＰＣ梁、両端ＰＣ梁）
２０ 中央梁部材（第１ＰＣ梁、中間ＰＣ梁）
２２ 右梁部材（第２ＰＣ梁、両端ＰＣ梁）
２４ 接合部（接合部）
２６ 接合部（接合部）
２８ ＰＣ鋼材（ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼棒）
３０ ＰＣ鋼材（ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼棒）
３２ ＰＣ鋼材（ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼棒）
３４ 主筋（梁主筋）
３６ 主筋（梁主筋）
４０ 主筋（梁主筋）
４２ 主筋（梁主筋）
４８ 主筋（梁主筋）
５０ 主筋（梁主筋）
５６ スリーブ継手（機械式継手）
５８ スリーブ継手（機械式継手）
６０ スリーブ継手（機械式継手）
６２ スリーブ継手（機械式継手）
６８ 空間（コンクリート後打ち用の空間）
７０ 空間（コンクリート後打ち用の空間）
９０ 建物（建物）
１０２ コブ（コブ）
１０４ コブ（コブ）
１０６ コブ（コブ）
１０７ 空間（コンクリート後打ち用の空間）
１０８ コブ（コブ）
１０９ 空間（コンクリート後打ち用の空間）
１１０ コブ（コブ）
１１２ コブ（コブ）
１１４ コブ（コブ）
１１６ コブ（コブ）
１３０ 建物（建物）
１４６ 空間（硬化材充填用の空間）
１４８ 空間（硬化材充填用の空間）

Claims (14)

1. 長期曲げモーメントによる引張力を低減するようにプレストレスが梁下端側に導入された第１ＰＣ梁と、
   長期曲げモーメントによる引張力を低減するようにプレストレスが梁上端側に導入された第２ＰＣ梁を、
   該第１ＰＣ梁と該第２ＰＣ梁の接合部を境にしてプレストレスの導入位置が上下反転するように接合することを特徴とするプレキャスト梁構築方法。
2. 前記接合部が、長期曲げモーメントの反曲点位置に配置されるように、前記第１ＰＣ梁と前記第２ＰＣ梁を接合することを特徴とする請求項１に記載のプレキャスト梁構築方法。
3. 梁の中央部に前記第１ＰＣ梁が配置され、前記第１ＰＣ梁の両端に前記第２ＰＣ梁が接合されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプレキャスト梁構築方法。
4. プレストレスは、ＰＣ鋼線又はＰＣ鋼棒で導入されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプレキャスト梁構築方法。
5. 前記第１ＰＣ梁及び前記第２ＰＣ梁に梁主筋が設けられ、該梁主筋の端部を機械式継手で接合することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプレキャスト梁構築方法。
6. 前記第１ＰＣ梁及び前記第２ＰＣ梁に梁主筋が設けられ、該梁主筋の端部を重ねて接合することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプレキャスト梁構築方法。
7. 前記第１ＰＣ梁及び前記第２ＰＣ梁に梁主筋が設けられ、該梁主筋の端部にコブが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプレキャスト梁構築方法。
8. 前記第１ＰＣ梁と前記第２ＰＣ梁が接合される接合部に、コンクリート打設用の空間を形成することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のプレキャスト梁構築方法。
9. 前記第１ＰＣ梁と前記第２ＰＣ梁が接合される接合部に、硬化材充填用の空間を形成することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のプレキャスト梁構築方法。
10. 長期曲げモーメントによる引張力を低減するようにプレストレスが梁下端側に導入された中間ＰＣ梁と、
    前記中間ＰＣ梁に接合され、長期曲げモーメントによる引張力を低減するようにプレストレスが梁上端側に導入された両端ＰＣ梁と、
    を有することを特徴とするプレキャスト梁。
11. 前記中間ＰＣ梁と前記両端ＰＣ梁の接合部を、長期曲げモーメントの反曲点位置に配置したことを特徴とする請求項１０に記載のプレキャスト梁。
12. 長期曲げモーメントによる引張力を低減するようにプレストレスが梁下端側に導入された第１ＰＣ梁と、
    長期曲げモーメントによる引張力を低減するようにプレストレスが梁上端側に導入された第２ＰＣ梁を、
    該第１ＰＣ梁と該第２ＰＣ梁の接合部を境にしてプレストレスの導入位置が反転するように接合したことを特徴とするプレキャスト梁接合構造。
13. 前記中間ＰＣ梁と前記両端ＰＣ梁を、長期曲げモーメントの反曲点位置で接合したことを特徴とする請求項１２に記載のプレキャスト梁接合構造。
14. 請求項１０又は請求項１１に記載のプレキャスト梁と、柱とを接合して構築したことを特徴とする建物。

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