JP2009150115A - プレストレストコンクリート梁及びその構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製作、設計及び施工を容易にすることが可能なプレストレストコンクリート梁及びプレストレストコンクリート梁の構築方法を提供する。
【解決手段】プレストレストコンクリート梁Ａを一対の端部ピース１、２と中央ピース３とに分割して構成し、端部ピース１、２を、上端１ｄ、２ｄ側に配置した直線状のプレテンション用緊張材６と、接合端面１ｃ、２ｃから外側に突出する主筋７ａとを備えて形成し、中央ピース３を、下端３ｅ側に配置した直線状のプレテンション用緊張材１０と、接合端面３ｃ、３ｄから外側に突出する主筋１１ａとを備えて形成する。そして、一対の端部ピース１、２の間に中央ピース３を設置してそれぞれの接合端面１ｃ、２ｃ、３ｃ、３ｄから突出した主筋同士７ａ、１１ａを重ね合わせた状態で現場打ちコンクリート５を打設し、これら主筋７ａ、１１ａを重ね継ぎ手１３として一対の端部ピース１、２と中央ピース３を接合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレストレストコンクリート梁及びその構築方法に関する。

従来、工期の短縮や、安全性の向上、品質の向上、ひいてはコスト縮減などの多くの利点を有することから、コンクリート系建築物の梁や柱を予め工場などで製作したプレキャストコンクリート造とし、これらを現場で組み立てて建築物を構築することが行なわれている。

また、例えば左右一対の柱の間を大きくし、大スパン化して構築されるコンクリート系建築物では、曲げ耐力を向上させるためにプレストレスを導入したプレストレストコンクリート梁（ＰＣ梁）が多用されている。そして、このようなＰＣ梁においては、効果的に曲げ耐力を向上させるために、ＰＣ鋼線などの緊張材を曲線配置し、この曲線配置した緊張材を緊張してプレストレスを導入するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−１４８８９７号公報

しかしながら、緊張材を曲線配置することにより、設計が複雑になったり、プレストレス導入時の緊張作業や緊張管理が複雑になるという問題があった。また、ＰＣ梁の製作時などに、曲線配置する緊張材やシース管の位置決めや位置を保持するための治具が必要になり、これらの設置に多大な手間と労力を要するという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑み、製作、設計及び施工を容易にすることが可能なプレストレストコンクリート梁及びプレストレストコンクリート梁の構築方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明のプレストレストコンクリート梁は、左右一対の柱に架け渡して設置されるプレストレストコンクリート梁であって、前記柱に一端側が支持されてスパン中央側に延設される一対の端部ピースと、該一対の端部ピースの間に配設される中央ピースとに分割して構成されており、前記端部ピースは、上端側に配置した直線状のプレテンション用緊張材と、他端の接合端面から軸線方向外側に突出する主筋とを備えて形成され、前記中央ピースは、下端側に配置した直線状のプレテンション用緊張材と、両端のそれぞれの接合端面から軸線方向外側に突出する主筋とを備えて形成されており、前記一対の端部ピースの間に前記中央ピースを設置した状態で、互いに対向する接合端面から突出した主筋同士が重ね合わされ、前記端部ピースと前記中央ピースの間に打設した現場打ちコンクリートにより、前記主筋同士を重ね継ぎ手として、前記一対の端部ピースと前記中央ピースが接合されていることを特徴とする。

この発明においては、従来のように緊張材やシース管を曲線配置するものと比較し、端部ピースと中央ピースのそれぞれのプレテンション用緊張材が直線配置されるため、治具を用いて位置決めを行ったり、位置を保持する必要がなく、これらプレテンション用緊張材を容易に設置することができ、且つプレテンション用緊張材の緊張作業や緊張管理を容易に行うことが可能になり、端部ピース及び中央ピースひいてはプレストレストコンクリート梁を容易に製作することが可能になる。

また、このように端部ピースと中央ピースのプレテンション用緊張材を直線配置することにより、プレテンション用緊張材にＰＣ鋼線の他にＰＣ鋼棒を適用することが可能になり、さらに、従来の緊張材やシース管を曲線配置するものと比較し、設計を容易にすることが可能になる。

また、端部ピースのプレテンション用緊張材が梁の上端側に、中央ピースのプレテンション用緊張材が梁の下端側に配置されていることで、従来の緊張材を曲線配置したものと同様にプレストレストコンクリート梁の曲げ耐力を確実に向上させることが可能になる。

さらに、一対の端部ピースの間に中央ピースを設置し、端部ピースと中央ピースの互いに対向するそれぞれの接合端面から突出した主筋同士を重ね合わせた状態で、互いに対向する接合端面同士の間に現場打ちコンクリートを打設することにより、この現場打ちコンクリートに埋設された主筋同士を重ね継ぎ手として、確実に一対の端部ピースと中央ピースを一体に接合することが可能になる。

また、本発明のプレストレストコンクリート梁において、前記端部ピースは、前記一端側に上端から下端に貫通するように配置したシース管を備えて形成され、前記柱の上端から上方に突出した柱主筋を前記シース管に挿通して前記柱に接合されることが望ましい。

この発明においては、柱の上端に一端側を載置して端部ピースを設置するとともにシース管に柱主筋を挿通させることで、容易に且つ確実に端部ピース（ひいてはプレストレストコンクリート梁）と柱を接合することが可能になる。

本発明のプレストレストコンクリート梁の構築方法は、左右一対の柱に架け渡してプレストレストコンクリート梁を構築する方法であって、前記柱に一端側が支持されてスパン中央側に延設される一対の端部ピースと、該一対の端部ピースの間に配設される中央ピースとに分割して前記プレストレストコンクリート梁を形成し、前記端部ピースを、上端側に配置した直線状のプレテンション用緊張材と、他端の接合端面から軸線方向外側に突出する主筋とを備えて形成し、前記中央ピースを、下端側に配置した直線状のプレテンション用緊張材と、両端のそれぞれの接合端面から軸線方向外側に突出する主筋とを備えて形成し、前記一対の端部ピースの間に前記中央ピースを設置するととともに互いに対向する接合端面から突出した主筋同士を重ね合わせ、前記端部ピースと前記中央ピースの間に現場打ちコンクリートを打設し、該現場打ちコンクリートに埋設された前記主筋同士を重ね継ぎ手として、前記一対の端部ピースと前記中央ピースを接合することを特徴とする。

この発明においては、上記の本発明のプレストレストコンクリート梁と同様の効果を得ることが可能である。

本発明のプレストレストコンクリート梁及びプレストレストコンクリート梁の構築方法によれば、一対の端部ピースと中央ピースに分割してプレストレストコンクリート梁を構成し、直線状のプレテンション用緊張材を用いてプレストレスの導入を行えるため、プレストレストコンクリート梁の設計を容易にでき、プレストレストコンクリート梁の製作に係る手間や労力を確実に軽減でき、各緊張材の緊張作業や緊張管理を容易に行うことが可能になる。これにより、例えば大スパンのプレストレストコンクリート梁を構築する場合においても、プレストレストコンクリート梁の製作コストの低減、施工性の向上を図って確実に曲げ耐力に優れたプレストレストコンクリート梁を構築することが可能になる。

以下、図１から図３を参照し、本発明の一実施形態に係るプレストレストコンクリート梁及びプレストレストコンクリート梁の構築方法について説明する。本実施形態は、特に、左右一対の柱の間を大きくし、大スパン化して構築されるコンクリート系建築物に用いて好適なプレストレストコンクリート梁及びその構築方法に関するものである。

本実施形態のプレストレストコンクリート梁（ＰＣ梁）Ａは、図１に示すように、予め工場等でそれぞれ製作された一対の端部ピース１、２と中央ピース３の３つのプレキャストプレストレストコンクリート部材に分割して構成されている。そして、このＰＣ梁Ａは、左右一対の柱４、４のそれぞれに一端１ａ、２ａ側が支持されてスパンＳ中央側に延出するように端部ピース１、２がそれぞれ設置されている。また、これら一対の端部ピース１、２の間に互いの軸線Ｏ１を同軸上に配して中央ピース３が配設されている。

また、このとき、中央ピース３は、端部ピース１、２の他端１ｂ、２ｂの接合端面１ｃ、２ｃと、中央ピース３の軸線Ｏ１方向両端３ａ、３ｂのそれぞれの接合端面３ｃ、３ｄとの互いに対向する接合端面同士（１ｃと３ｃ、２ｃと３ｄ）の間、すなわち端部ピース１、２と中央ピース３の間に隙間Ｈをあけて配設されている。そして、本実施形態のＰＣ梁Ａは、この隙間Ｈに打設した現場打ちコンクリート５によって端部ピース１、２と中央ピース３とを一体に接合して形成され、一対の柱４、４に架け渡すように設置されている。

また、本実施形態のＰＣ梁Ａにおいて、一対の端部ピース１、２はそれぞれ、図１及び図２に示すように、直線状のプレテンション用緊張材６と、軸線Ｏ１方向に沿って延設された複数の主筋７ａ及び主筋７ａを囲繞するように設けられたあばら筋７ｂの鉄筋７とを備えて構成されている。そして、端部ピース１、２は、これらプレテンション用緊張材６と鉄筋７をコンクリート８に埋設して断面矩形状に形成されている。

各端部ピース１、２のプレテンション用緊張材６は、例えばＰＣ鋼線やＰＣ鋼棒であり、上端１ｄ、２ｄ側に且つあばら筋７ｂの内側に配置されるとともに、軸線Ｏ１方向に沿って配置されている。そして、このプレテンション用緊張材６が緊張しつつコンクリート８に埋設されていることにより、端部ピース１、２に所定のプレストレスが導入されている。すなわち、端部ピース１、２は、製作時にプレストレスを導入するプレテンション方式で形成され、このプレストレスを導入するプレテンション用緊張材６と、主筋７ａ及びあばら筋７ｂとを備えたＰＲＣ造で形成されている。ここで、例えば端部ピース１、２の軸線Ｏ１方向の長さが短い場合などにおいては、プレテンション用緊張材６の両端に定着板を設けて定着の増強を図り、確実にプレストレスを導入できるようにしてもよい。

さらに、端部ピース１、２は、複数の主筋７ａが接合端面１ｃ、２ｃから軸線Ｏ１方向外側に突出（延出）して形成されており、これら主筋７ａの突出部分が端部ピース１、２と中央ピース３の隙間Ｈに配されて現場打ちコンクリート５に埋設されている。また、本実施形態において、端部ピース１、２の下端１ｅ、２ｅ側に配置した主筋７ａ（７ｃ）は、接合端面１ｃ、２ｃから軸線Ｏ１方向外側に突出するとともに、先端側を中央ピース３の接合端面３ｃ、３ｄに沿うように上方に折り曲げて形成されている。

さらに、本実施形態の端部ピース１、２は、その一端１ａ、２ａ側に上端１ｄ、２ｄから下端１ｅ、２ｅに貫通するように上下方向に配置した図示せぬ複数のシース管を備えて形成されている。このようにシース管を備えた端部ピース１、２は、一端１ａ、２ａ側が柱４、４の上端４ａ、４ａに載置して設置されるとともに、柱４、４の上端４ａ、４ａから上方に突出した柱主筋４ｂ、４ｂがシース管に挿通される。そして、端部ピース１、２は、このシース管にグラウトを注入するなどして柱主筋４ｂ、４ｂと一体化することで柱４、４に接合されている。なお、端部ピース１、２は、一端１ａ、２ａ側に複数のシース管及びこれに挿通した柱主筋４ｂ、４ｂを囲繞するように設けられ、柱４、４の帯筋として機能する鉄筋を備えて構成してもよい。

一方、中央ピース３は、図１及び図３に示すように、直線状のプレテンション用緊張材１０と、軸線Ｏ１方向に沿って延設された複数の主筋１１ａ及び主筋１１ａを囲繞するように設けられたあばら筋１１ｂの鉄筋１１とを備えて構成されている。また、中央ピース３は、これらプレテンション用緊張材１０と鉄筋１１をコンクリート１２に埋設して形成され、端部ピース１、２と同寸法の幅や梁成を備えて断面矩形状に形成されている。

中央ピース３のプレテンション用緊張材１０は、例えばＰＣ鋼線やＰＣ鋼棒であり、下端３ｅ側に且つあばら筋１１ｂの内側に配置されるとともに、軸線Ｏ１方向に沿って配置されている。そして、このプレテンション用緊張材１０が緊張しつつコンクリート１２に埋設されていることにより、中央ピース３に所定のプレストレスが導入されている。すなわち、中央ピース３は、端部ピース１、２と同様に、製作時にプレストレスを導入するプレテンション方式で形成され、このプレストレスを導入するプレテンション用緊張材１０と、主筋１１ａ及びあばら筋１１ｂとを備えたＰＲＣ造で形成されている。

さらに、中央ピース３は、複数の主筋１１ａが接合端面３ｃ、３ｄから軸線Ｏ１方向外側に突出（延出）して形成されており、これら主筋１１ａの突出部分が端部ピース１、２と中央ピース３の隙間Ｈに配されて現場打ちコンクリート５に埋設されている。また、本実施形態において、中央ピース３の下端３ｅ側に配置した主筋１１ａ（１１ｃ）は、接合端面３ｃ、３ｄから軸線Ｏ１方向外側に突出するとともに、先端側を端部ピース１、２の接合端面１ｃ、２ｃに沿うように上方に折り曲げて形成されている。

上記のように構成した一対の端部ピース１、２と中央ピース３は、一対の端部ピース１、２の間に中央ピース３を設置した状態で、互いに対向する接合端面同士（１ｃと３ｃ、２ｃと３ｄ）のそれぞれから軸線Ｏ１方向外側に突出した主筋同士７ａ、１１ａが前記隙間Ｈで重ね合わされている。このように一対の端部ピース１、２と中央ピース３の主筋同士７ａ、１１ａが重ね合わされた状態で、前記隙間Ｈに打設した現場打ちコンクリート５に埋設されることにより、これら主筋同士７ａ、１１ａを重ね継ぎ手１３として一対の端部ピース１、２と中央ピース３が一体に接合されている。

ついで、上記構成からなるＰＣ梁Ａを構築する方法について説明するとともに、本実施形態のＰＣ梁Ａ及びＰＣ梁Ａの構築方法の作用及び効果について説明する。

はじめに、一対の端部ピース１、２と中央ピース３を工場等で製作する。このとき、型枠内に、プレテンション用緊張材６、１０を直線配置するとともに鉄筋７、１１を所定位置に配置し、さらに柱主筋４ｂを挿通させるためのシース管を設置する。また、主筋７ａ、１１ａを型枠から突出させた状態で設置する。ついで、プレテンション用緊張材６、１０を緊張した状態でコンクリート８、１２を型枠内に打設することにより、接合端面１ｃ、２ｃ、３ｃ、３ｄから所定の長さで主筋７ａ、１１ａを突出させた一対の端部ピース１、２と中央ピース３がそれぞれ製作される。

そして、このようにプレテンション用緊張材６、１０を直線配置することにより、従来のように緊張材を曲線配置してＰＣ梁を製作する場合と比較し、治具を用いて位置決めを行ったり、治具を用いて緊張材を保持する必要がなく、プレテンション用緊張材６、１０の設置作業が容易に行える。また、プレテンション用緊張材６、１０が直線配置されていることで、ジャッキなどでこのプレテンション用緊張材６、１０を真っ直ぐに緊張すればよく、緊張作業や緊張管理が容易になる。これにより、容易に一対の端部ピース１、２と中央ピース３が製作される。

そして、このように予め工場などで製作した端部ピース１、２と中央ピース３を現場に搬入し、先行して構築した柱４、４の上端４ａ、４ａの所定位置に一端１ａ、２ａ側を載置し、仮受け支保工などを用いて仮受け支持しつつ各端部ピース１、２を設置する。このとき、柱４、４の上端４ａ、４ａから上方に突出した柱主筋４ｂ、４ｂをシース管に挿通させて端部ピース１、２を設置する。

ついで、一対の端部ピース１、２の間に、仮受け支保工などを用いて仮受け支持してこれら一対の端部ピース１、２と互いの軸線Ｏ１が同軸上に配されるように中央ピース３を配置する。このように中央ピース３を所定位置に配置するとともに、互いに対向する接合端面同士（１ｃと３ｃ、２ｃと３ｄ）のそれぞれから軸線Ｏ１方向外側に突出した主筋同士７ａ、１１ａが端部ピース１、２と中央ピース３の隙間Ｈで重ね合わせた状態で配置される。

ついで、端部ピース１、２と中央ピース３の隙間Ｈを囲むように型枠を設置し、この隙間Ｈに現場打ちコンクリート５を打設する。これにより、端部ピース１、２と中央ピース３の隙間Ｈで重ね合わせた状態で配置した端部ピース１、２と中央ピース３の主筋同士７ａ、１１ａが現場打ちコンクリート５に埋設され、これら主筋同士７ａ、１１ａを重ね継ぎ手１３として一対の端部ピース１、２と中央ピース３が一体に接合される。

ついで、一対の端部ピース１、２と中央ピース３の接合作業を終えた段階で、端部ピース１、２のシース管にグラウトを注入するなどして、端部ピース１、２を柱主筋４ｂ、４ｂと一体化し柱４、４に接合する。これにより、本実施形態のＰＣ梁Ａが、一対の柱４、４に架け渡すように構築される。

したがって、本実施形態のＰＣ梁Ａ及びこのＰＣ梁Ａの構築方法においては、従来のように緊張材やシース管を曲線配置するものと比較し、端部ピース１、２と中央ピース３のそれぞれのプレテンション用緊張材６、１０が直線配置されるため、治具を用いて位置決めを行ったり、位置を保持する必要がなく、これらプレテンション用緊張材６、１０を容易に設置することができ、且つプレテンション用緊張材６、１０の緊張作業や緊張管理を容易に行うことが可能になり、端部ピース１、２及び中央ピース３ひいてはＰＣ梁Ａを容易に製作することが可能になる。

また、このように端部ピース１、２と中央ピース３のプレテンション用緊張材６、１０を直線配置することにより、プレテンション用緊張材６、１０にＰＣ鋼線の他にＰＣ鋼棒を適用することが可能になり、さらに、従来の緊張材やシース管を曲線配置するものと比較し、設計を容易にすることが可能になる。

また、端部ピース１、２のプレテンション用緊張材６が梁の上端１ｄ、２ｄ側に、中央ピース３のプレテンション用緊張材１０が梁の下端３ｅ側に配置されていることで、従来の緊張材を曲線配置したものと同様にＰＣ梁Ａの曲げ耐力を確実に向上させることが可能になる。

さらに、一対の端部ピース１、２の間に中央ピース３を設置し、端部ピース１、２と中央ピース３の互いに対向するそれぞれの接合端面（１ｃと３ｃ、２ｃと３ｄ）から突出した主筋７ａ、１１ａ同士を重ね合わせ、この状態で、互いに対向する接合端面同士（１ｃと３ｃ、２ｃと３ｄ）の間に現場打ちコンクリート５を打設することにより、この現場打ちコンクリート５に埋設された主筋同士７ａ、１１ａを重ね継ぎ手１３として、確実に一対の端部ピース１、２と中央ピース３を一体に接合することが可能になる。

また、端部ピース１、２の一端１ａ、２ａ側にシース管を備えていることにより、柱４、４の上端４ａ、４ａに一端１ａ、２ａ側を載置して端部ピース１、２を設置する際に、シース管に柱主筋４ｂ、４ｂを挿通させることで、容易に且つ確実に端部ピース１、２ひいてはＰＣ梁Ａと柱４、４を接合することが可能になる。

よって、本実施形態のＰＣ梁Ａ及びＰＣ梁Ａの構築方法によれば、一対の端部ピース１、２と中央ピース３に分割してＰＣ梁Ａを構成し、直線状のプレテンション用緊張材６、１０を用いてプレストレスの導入を行えるため、ＰＣ梁Ａの設計を容易にでき、ＰＣ梁Ａの製作に係る手間や労力を確実に軽減でき、各緊張材６、１０の緊張作業や緊張管理を容易に行うことが可能になる。これにより、大スパンのＰＣ梁Ａを構築する場合においても、ＰＣ梁Ａの製作コストの低減、施工性の向上を図って確実に曲げ耐力に優れたＰＣ梁Ａを構築することが可能になる。

以上、本発明に係るプレストレストコンクリート梁及びプレストレストコンクリート梁の構築方法の実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、端部ピース１、２の一端１ａ、２ａ側にシース管が設けられ、柱主筋４ｂ、４ｂをこのシース管に挿通して端部ピース１、２が柱４、４に一体に接合されるものとしたが、端部ピース１、２は他の手段を用いて柱４、４に接合されてもよい。

本発明の一実施形態に係るプレキャストコンクリート梁を示す図である。 図１のＸ１−Ｘ１線矢視図である。 図１のＸ２−Ｘ２線矢視図である。

符号の説明

１ 端部ピース
１ａ 一端
１ｂ 他端
１ｃ 接合端面
１ｄ 上端
１ｅ 下端
１ｂ 上端
２ 端部ピース
２ａ 一端
２ｂ 他端
２ｃ 接合端面
２ｄ 上端
２ｅ 下端
３ 中央ピース
３ａ 端部
３ｂ 端部
３ｃ 接合端面
３ｄ 接合端面
３ｅ 下端
４ 柱
４ａ 上端
４ｂ 柱主筋（主筋）
５ 現場打ちコンクリート
６ プレテンション用緊張材
７ 鉄筋
７ａ 主筋
７ｂ あばら筋
７ｃ 下端側の主筋
８ コンクリート
１０ プレテンション用緊張材
１１ 鉄筋
１１ａ 主筋
１１ｂ あばら筋
１１ｃ 下端側の主筋
１２ コンクリート
１３ 重ね継ぎ手
Ａ ＰＣ梁（プレストレストコンクリート梁）
Ｏ１ 軸線
Ｈ 隙間
Ｓ スパン

Claims (3)

1. 左右一対の柱に架け渡して設置されるプレストレストコンクリート梁であって、
   前記柱に一端側が支持されてスパン中央側に延設される一対の端部ピースと、該一対の端部ピースの間に配設される中央ピースとに分割して構成されており、
   前記端部ピースは、上端側に配置した直線状のプレテンション用緊張材と、他端の接合端面から軸線方向外側に突出する主筋とを備えて形成され、
   前記中央ピースは、下端側に配置した直線状のプレテンション用緊張材と、両端のそれぞれの接合端面から軸線方向外側に突出する主筋とを備えて形成されており、
   前記一対の端部ピースの間に前記中央ピースを設置した状態で、互いに対向する接合端面から突出した主筋同士が重ね合わされ、前記端部ピースと前記中央ピースの間に打設した現場打ちコンクリートにより、前記主筋同士を重ね継ぎ手として、前記一対の端部ピースと前記中央ピースが接合されていることを特徴とするプレストレストコンクリート梁。
2. 請求項１記載のプレストレストコンクリート梁において、
   前記端部ピースは、前記一端側に上端から下端に貫通するように配置したシース管を備えて形成され、前記柱の上端から上方に突出した柱主筋を前記シース管に挿通して前記柱に接合されることを特徴とするプレストレストコンクリート梁。
3. 左右一対の柱に架け渡してプレストレストコンクリート梁を構築する方法であって、
   前記柱に一端側が支持されてスパン中央側に延設される一対の端部ピースと、該一対の端部ピースの間に配設される中央ピースとに分割して前記プレストレストコンクリート梁を形成し、
   前記端部ピースを、上端側に配置した直線状のプレテンション用緊張材と、他端の接合端面から軸線方向外側に突出する主筋とを備えて形成し、
   前記中央ピースを、下端側に配置した直線状のプレテンション用緊張材と、両端のそれぞれの接合端面から軸線方向外側に突出する主筋とを備えて形成し、
   前記一対の端部ピースの間に前記中央ピースを設置するととともに互いに対向する接合端面から突出した主筋同士を重ね合わせ、
   前記端部ピースと前記中央ピースの間に現場打ちコンクリートを打設し、該現場打ちコンクリートに埋設された前記主筋同士を重ね継ぎ手として、前記一対の端部ピースと前記中央ピースを接合することを特徴とするプレストレストコンクリート梁の構築方法。

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