JP2011089345A - 構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレストレス材が長大化した場合にも、プレストレス材の周面を充填材で確実に覆うことができる構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る構造体の製造方法は、互いに連結させた一対のプレキャスト２０，３０およびプレキャスト梁４０である複数の構成要素の間に亘って形成したプレストレス材挿入溝にプレストレス材であるＰＣ鋼材５０を挿入し、プレストレス力を導入した後、ＰＣ鋼材の周面を覆うようプレストレス材挿入溝に充填材６０を充填することによりプレストレス力を付与した構造体を製造するものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばビル等の建造物に適用する構造体の製造方法に関するものである。

例えばビル等の建造物の中には、基礎の上に立設した一対のプレキャスト柱（構成要素）と、それらプレキャスト柱の上端に掛け渡す態様で設けたプレキャスト梁（構成要素）とを備える構造体を有したものがある。

各プレキャスト柱は、例えば工場であらかじめ製造してあり、建造物の施工現場において直ちに基礎上に立設することができる鉄筋コンクリートである。それらプレキャスト柱は、プレストレス材挿入孔を構成し、例えば水平方向に延在する柱構成孔をその上端部にそれぞれ有している。上記柱構成孔は、プレキャスト柱の一つの側面およびその側面に対する背面において、ＰＣ鋼材（プレストレス材）の軸方向となる部位が開口した貫通孔である。また、それらプレレキャスト柱において、上記柱構成孔を設けた部位には円筒状のシースをそれぞれ設けてある。

プレキャスト梁は、例えば工場であらかじめ製造してあり、建造物の施工現場において直ちに上記プレキャスト柱の間に掛け渡すことができる鉄筋コンクリートである。このプレキャスト梁は、上記柱構成孔とでプレストレス材挿入孔を構成し、例えば水平方向に延在する梁構成孔をその上端部に有している。上記梁構成孔は、ＰＣ鋼材の軸方向となる部位が開口した孔である。また、そのプレキャスト梁において、上記梁構成孔を設けた部位には円筒状のシースを設けてある。

このようなプレキャスト梁は、自身の梁構成孔と、一方のプレキャスト柱の柱構成孔とが合致し、かつ自身の梁構成孔と、他方のプレキャスト柱の柱構成孔とが合致するよう配置する。このように一対のプレキャスト柱の間にプレキャスト梁を配置した場合には、一方のプレキャスト柱の柱構成孔と、他方のプレキャスト柱の柱構成孔と、プレキャスト梁の梁構成孔とによって、プレストレス材挿入孔が構成されることとなる。このプレストレス材挿入孔は、一対のプレキャスト柱およびプレキャスト梁の間にプレストレス力を付与するＰＣ鋼材を挿入するための孔である。プレストレス力を導入しプレキャスト柱及びプレキャスト梁を圧着することにより、構造体を構築する。

プレストレス材挿入孔にＰＣ鋼材を挿入し、プレストレス力を導入した後、一方のプレキャスト柱の柱構成孔の開口からプレストレス材挿入孔に充填材を充填し、かつ、他方のプレキャスト柱の柱構成孔の開口からプレストレス材挿入孔に充填材を充填する。充填材は、例えばセメントペーストまたはモルタル等の流動性を有し、充填した後に固化するものであって、ＰＣ鋼材に錆が発生することを防止するため、ＰＣ鋼材の周面を覆うようプレストレス材挿入孔に充填するものである。

特開平５−１４８８９７号公報

ところで、上述した構造体の製造方法において、一対のプレキャスト柱の配置間隔を大きくした場合、構成要素であるプレキャスト梁も長大化することとなり、ＰＣ鋼材も長大化することとなる。このような構造体では、プレキャスト柱の柱構成孔の開口からプレストレス材挿入孔に充填材を充填することが困難となり、プレキャスト梁の梁構成孔に空隙が発生する虞がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、プレストレス材が長大化した場合にも、プレストレス材の周面を充填材で確実に覆うことができる構造体の製造方法を提供することにある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、互いに連結させた複数の構成要素の間に亘って形成したプレストレス材挿入溝にプレストレス材を挿入し、プレストレス力を導入した後、前記プレストレス材の周面を覆うよう前記プレストレス材挿入溝に充填材を充填することによりプレストレス力を付与する構造体を製造することを特徴とする。

本発明によれば、互いに連結させた複数の構成要素の間に亘って形成したプレストレス材挿入溝にプレストレス材を挿入し、プレストレス力を導入した後、プレストレス材の周面を覆うようプレストレス材挿入溝に充填材を充填することによりプレストレス力を付与するため、プレストレス材が長大化した場合でも、プレストレス材の周面を充填材で確実に覆うことができる。

図１は、本発明に係る構造体が備えるプレキャスト柱およびプレキャスト梁を示す正面図である。 図２は、図１における矢視Ａ−Ａでの断面拡大図である。 図３は、図１に示した一方のプレキャスト柱の上面を示す平面図である。 図４は、図３に示したプレキャスト柱の側面を示す説明図である。 図５は、図１に示した他方のプレキャスト柱の上面を示す平面図である。 図６は、図５に示したプレキャスト柱の側面を示す説明図である。 図７は、図１に示したプレキャスト梁の上面を示す平面図である。 図８は、図６に示したプレキャスト柱の側面を示す説明図である。 図９は、図２における矢視Ｂ−Ｂでの断面拡大図である。 図１０は、図２における矢視Ｃ−Ｃでの断面拡大図である。 図１１は、図２における矢視Ｄ−Ｄでの断面拡大図である。

以下に、本発明に係る構造体の製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１および図２は、本発明に係る構造体の製造方法を適用した実施の形態を示す図である。上記構造体１０は、例えばビル等の建造物を構築する際に適用するものである。構造体１０は、図１および図２に示すように、例えば一対のプレキャスト柱（構成要素）２０，３０とプレキャスト梁（構成要素）４０とを備えている。

プレキャスト柱２０，３０は、例えば工場であらかじめ成形してある鉄筋コンクリートである。これらプレキャスト柱２０，３０は、その内部に鉄筋２１，３１を設けている。

このプレキャスト柱２０，３０は、例えば基礎材の上面に接する態様で上下方向に延在するよう垂直にそれぞれ立設してある。一方のプレキャスト柱２０と、他方のプレキャスト柱３０とは、基礎材の上面に適宜の間隔で配置してある。

一方のプレキャスト柱２０の上端には、図３および図４に示すように、後述するプレストレス材挿入溝を構成する第１柱構成溝２２を形成してある。この第１柱構成溝２２は、後述するＰＣ鋼材（プレストレス材）をプレストレス材挿入溝に配置した場合、ＰＣ鋼材の延在方向に沿った部位に開口する第１開口部２２ａと、ＰＣ鋼材の軸方向となる部位に開口する第２開口部２２ｂとを有するものである。この第１開口部２２ａが、本発明に係る注入開口である。

また、一方のプレキャスト柱２０において、上記第１柱構成溝２２を形成した部位には、ＰＣ鋼材の軸方向である左右幅方向において、奥行幅方向の幅の大きさが変化する被定着部２３を設けてある。より具体的には、左右幅方向において、プレキャスト梁４０に近接する部位の奥行幅方向の幅の大きさが、プレキャスト梁４０に離隔する部位の奥行幅方向の幅の大きさよりも小さくなるよう被定着部２３を設けてあり、第１柱構成溝２２は、左右幅方向において、プレキャスト梁４０から離隔する位置に、後述するＰＣ鋼材の定着部５２を配置する定着部配置空間２４を有している。

他方のプレキャスト柱３０の上端には、図５および図６に示すように、プレストレス材挿入溝を構成する第２柱構成溝３２を形成してある。この第２柱構成溝３２は、ＰＣ鋼材をプレストレス材挿入溝に配置した場合、ＰＣ鋼材の延在方向に沿った部位に開口する第３開口部３２ａと、ＰＣ鋼材の軸方向となる部位に開口する第４開口部３２ｂとを有するものである。この第３開口部３２ａが、本発明に係る注入開口である。

この第２柱構成溝３２は、左右幅方向において、プレストレス梁に近接する部位の奥行幅方向の幅の大きさが、プレストレス梁に離隔する部位の奥行幅方向の幅の大きさよりも小さい貫通溝であり、プレキャスト梁４０から離隔する位置に、ＰＣ鋼材のプレストレス導入部を配置する導入部配置空間３４を有している。

プレキャスト梁４０は、例えば工場であらかじめ成形してある鉄筋コンクリートである。このプレキャスト梁４０は、図７および図８に示すように、その内部に鉄筋４１を設けてある。このようなプレキャスト梁４０は、水平方向に延在するよう形成してある。

このプレキャスト梁４０の上端には、プレストレス材挿入溝を構成する梁構成溝４３を形成してある。この梁構成溝４３は、ＰＣ鋼材をプレストレス材挿入溝に配置したとき、ＰＣ鋼材の延在方向に沿った部位に開口する第５開口部４３ｂと、ＰＣ鋼材の軸方向となる部位に開口する第６開口部４３ａとを有するものである。この第５開口部４３ｂが、本発明に係る注入開口である。

また、プレキャスト梁４０は、その内部に鉄筋であるプレストレス材反力支持材４２を設けてある。このプレストレス材反力支持材４２は、ＰＣ鋼材により付加されるプレストレス力による吊り上げ力、又はＰＣ鋼材の角度変化による力を、プレキャスト梁４０に伝達するものである。プレストレス材反力支持材４２は、梁構成溝４３の互いに対向する内側面間にかけわたされるように配設されている。即ち、プレストレス材反力支持材４２の両端部は、プレキャスト梁４０のコンクリート内に確実に固定され、プレストレス材反力支持材４２の中央部が梁構成溝４３内に露出している。また、プレストレス材反力支持材４２は、プレキャスト梁４０の一端側から他端側にかけて複数配設されている。また、梁構成溝４３の左右幅方向における中央部に配設されているプレストレス材反力支持材４２は、同両端部に配設されているプレストレス材反力支持材４２よりも、下側に配設されている。即ち、後述するＰＣ鋼材５０を配設した際に、梁構成溝４３内においてＰＣ鋼材５０の配線角度が変化するように、プレストレス材反力支持材４２が配設されている。

また、梁構成溝４３の第５開口部４３ｂは、その奥行幅方向の大きさが一定となる態様で、左右幅方向に延在するよう形成してある。

さらに、この梁構成溝４３は、各端部から中央部に向けて上下方向の大きさが徐々に大きくなる態様で形成してある。

また、一方のプレキャスト柱２０の第１柱構成溝２２、他方のプレキャスト柱３０の第２柱構成溝３２、およびプレキャスト梁４０の梁構成溝４３で構成するプレストレス材挿入溝にはＰＣ鋼材（プレストレス材）５０を配置する。

このＰＣ鋼材５０は、図１に示すように、一方の端には定着部５２を、他方の端にはストレス導入部５３を、定着部５２とストレス導入部５３との間にはケーブル部５１を有している。

定着部５２は、奥行幅方向の幅の大きさが、上記ケーブル部５１における奥行幅方向の幅の大きさよりも大きくなるよう形成してある。しかも、この定着部５２は、奥行幅方向の幅の大きさが、第２開口部２２ｂの奥行幅方向の幅の大きさよりも大きく、かつ定着部配置空間２４の奥行幅方向の幅の大きさよりも小さいものである。従って、後述するように、第１柱構成溝２２の定着部配置空間２４に、ＰＣ鋼材５０の定着部５２を配置した後、ＰＣ鋼材５０にプレストレス力を加えた場合には、ＰＣ鋼材５０の定着部５２が、第１柱構成溝２２の被定着部２３に当接することとなる。

ストレス導入部５３は、ＰＣ鋼材５０に張力が作用するように、ＰＣ鋼材５０の他方の端部を、他方のプレキャスト柱３０に取り付けるものである。ＰＣ鋼材５０に張力が作用した場合、後述するプレストレス力がプレキャスト柱、およびプレキャスト梁４０にそれぞれ付与されることとなる。プレストレス力は、構造体１０に外力が加えられた場合、その外力を打ち消すようにあらかじめ設定してあるものである。

ケーブル部５１は、例えば複数の鋼線をよりあわせてケーブル状に形成してある。このケーブル部５１の太さは、第２開口部２２ｂの開口の大きさよりも小さく、第４開口部３２ｂの開口の大きさよりも小さく、かつ第６開口部４３ａの開口の大きさよりも小さいものである。

上記プレストレス材挿入溝の内部において、図９〜図１１に示すように、ＰＣ鋼材５０の周面を覆うよう充填材６０を設けてある。この充填材６０は、例えばＰＣ鋼材５０の周面を覆うことで、例えばＰＣ鋼材５０に錆が発生することを防止するものであり、また、ＰＣ鋼材と周辺の付着を確保するものである。

次に、上記のような構造体１０を製造する場合を説明する。先ず、上記プレキャスト柱２０，３０を、基礎材の上に上下方向に延在するようそれぞれ立設する。

次いで、それらプレキャスト柱２０，３０の上端部に掛け渡す態様でプレキャスト梁４０を各プレキャスト柱２０，３０にそれぞれ連結する。具体的には、図２に示す圧着接合材６１を介して、プレキャスト梁４０の一方の端部と、一方のプレキャスト柱２０の上端部とを、プレキャスト梁４０の一方の第６開口部４３ａと、プレキャスト柱の第２開口部２２ｂとが合致する態様で連結してあり、かつ圧着接合材６１を介して、プレキャスト梁４０の他方の端部と、他方のプレキャスト柱３０の上端部とを、プレキャスト梁４０の他方の第６開口部４３ａと、プレキャスト柱の第４開口部３２ｂとが合致する態様で連結してある。

次に、プレストレス材挿入溝にＰＣ鋼材５０を配置する。より具体的には、第１柱構成溝２２の定着部配置空間２４に、ＰＣ鋼材５０の係合部５２を配置した後、ＰＣ鋼材５０に張力が作用するようストレス導入部５３を他方のプレキャスト柱３０に取り付け、一対のプレキャスト柱２０，３０およびプレキャスト梁４０にプレストレス力を付与する。ＰＣ鋼材５０は、梁構成溝４３の左右幅方向における中央部に配設されているプレストレス材反力支持材４２の下側を通るように配設する。また、ＰＣ鋼材５０は、梁構成溝４３の左右幅方向における両端部に配設されているプレストレス材反力支持材４２の上側を通るように配設する。従って、ＰＣ鋼材５０の両端部を引張すると、プレキャスト梁４０の左右幅方向中央部付近のプレストレス材反力支持材４２の下側にＰＣ鋼材５０が当接され、プレストレス材反力支持材４２に上向きの力が作用する。従って、プレキャスト梁４０の中央部付近に吊り上げ力が発生する。また、プレキャスト梁４０の左右幅方向両端部付近のプレストレス材反力支持材４２の上側にＰＣ鋼材５０が当接され、プレストレス材反力支持材４２に下向きの力が作用する。このようにすることにより、プレキャスト梁４０のたわみ制御及び応力制御が可能である。

次いで、ＰＣ鋼材５０の少なくとも周面を覆うようプレストレス材挿入溝に充填材６０を充填する。より具体的には、プレキャスト梁４０には第５開口部４３ｂから充填材６０を注入し、一方のプレキャスト柱２０には第１開口部２２ａから充填材６０を注入し、他方のプレキャスト柱３０には第３開口部３２ａから充填材６０を注入することで、プレストレス材挿入溝に充填材６０を充填する。

このように構造体１０を製造した後、プレキャスト梁４０に不図示の床材を設けたりすることで、建築物を構築する。

上述した構造体１０の製造方法によれば、ＰＣ鋼材５０の延在方向に沿った部位に形成した注入開口から充填材６０を注入して構造体１０を構成するため、ＰＣ鋼材５０が長大化した場合にも、プレキャスト梁４０の中央部ＰＣ鋼材の周辺に空隙が発生することを防止でき、ＰＣ鋼材５０の周面を充填材６０で確実に覆うことができる。しかも、ＰＣ鋼材５０の延在方向に沿った部位に形成した注入開口から充填材６０を注入して構造体１０を構成するため、充填材６０の充填状況を目視することができるため、ＰＣ鋼材５０の周面を充填材６０で確実に覆うことができ、充填材６０の充填作業の効率を大幅に向上することができる。

なお、上述した実施の形態には、プレキャスト柱２０，３０が、その内部に鉄筋２１，３１を設けているが、本発明はそれに限られず、柱に、鉄筋を設けなくても良い。

また、上述した実施の形態には、プレキャスト梁４０が、その内部に鉄筋４１を設けているが、本発明はそれに限られず、梁に、鉄筋を設けなくても良い。

さらに、上述した実施の形態には、ＰＣ鋼材５０に張力を作用させた後、床材を設けるもので説明した。しかし、この発明はそれに限られず、床材を設けた後、ＰＣ鋼材５０に張力を作用させても良い。

１０ 構造体
２０ プレキャスト柱（構成要素）
２２ 第１柱構成溝
２２ａ 第１開口部（注入開口）
２２ｂ 第２開口部
２３ 被定着部
２４ 定着部配置空間
３０ プレキャスト柱（構成要素）
３２ 第２柱構成溝
３２ａ 第３開口部（注入開口）
３２ｂ 第４開口部
３４ 導入部配置空間
４０ プレキャスト梁（構成要素）
４１ 鉄筋
４２ プレストレス材反力支持材
４３ 梁構成溝
４３ａ 第６開口部
４３ｂ 第５開口部（注入開口）
５０ ＰＣ鋼材
５１ ケーブル部
５２ 定着部
５３ ストレス導入部
６０ 充填材

Claims (1)

1. 互いに連結させた複数の構成要素の間に亘って形成したプレストレス材挿入溝にプレストレス材を挿入し、プレストレス力を導入した後、前記プレストレス材の周面を覆うよう前記プレストレス材挿入溝に充填材を充填することによりプレストレス力を付与する構造体の製造方法。
   
   
   

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