JP2011174320A - プレキャスト梁の接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な施工により、高品質な接合構造を構築することを可能とした、プレキャスト梁の接合構造を提供する。
【解決手段】梁部材１０，２０同士を突き合わせた状態で接合する梁の接合構造１であって、一方の梁部材１０の本体部１２の端面から他方の梁部材２０側に突出する第一の接続部１１と、第一の接続部１１と空間４０をあけて対向するように配されて、他方の梁部材２０の本体部２２の端面から一方の梁部材１０側に突出する第二の接続部２１と、空間４０に打設されたコンクリート硬化体３０と、を備え、第一の接続部１１および第二の接続部１２には、それぞれ空間４０に突出するトラス筋が配設されており、一方の梁部材１０の少なくとも１本の上端筋１３は第一の接続部１１に沿って延出している。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレキャスト梁の接合構造に関する。

柱梁架構を構築する際に、プレキャスト製の梁部材や柱部材を利用することで、工期の短縮を図る場合がある。

プレキャスト製の梁部材は、運搬時の制約等により、その長さが限定されていた。そのため、梁のスパン長が梁部材の運搬可能な長さよりも大きい場合には、スパン中央付近でプレキャスト製の梁部材同士を接合する必要がある。

従来のプレキャスト製の梁部材の接合構造は、隣り合う梁部材を、端面同士が対向するように隙間をあけて配設し、当該隙間に現場打ちコンクリートを打設することにより一体化するのが一般的である。
このとき、両梁部材の端面から突出する主筋同士を、機械式継手やエンクローズ溶接により接合したり、両主筋に跨って配設された連結主筋により重ね継手を構成することなどにより、応力を伝達するように構成する。

ところが、従来の機械式継手や溶接による接合は、価格が高い上に精度が必要であり、接合作業に手間が係るため、工期短縮の妨げとなるという問題点を有していた。

そのため、特許文献１には、梁の端部に開口溝形断面を形成し、開口溝形断面に跨って継手筋を配筋して重ね継手にする梁の接合構造が開示されている。

また、特許文献２には、一方の梁部材の突き合わせ端部に切欠部を設け、他方の梁部材の突き合わせ端部には切欠部に組み合わせる突設部を設け、切欠部と突設部とを組み合わせる梁の接合構造が開示されている。
このとき、切欠部と突設部に形成された複数の貫通孔を利用して、切欠部と突設部に跨って連結部材を配設することにより梁同士の一体化を図っている。

特開平６−１５８７１２号公報 特開２００８−１４４４３１号公報

特許文献１に記載の梁の接合構造は、梁主筋の上に継手筋を乗せているだけの構成であるため、施工時に継手筋の位置がずれることにより、応力の伝達性能が低下するおそれがあった。そのため、継手筋のずれ防止に手間を要する場合があった。

また、特許文献２に記載の梁の接合構造は、肉厚の薄い切欠部や突設部に対して、連結部材を挿通するための貫通孔を多数形成するため、梁の強度の低下が懸念されていた。また、多数の連結部材を配設する作業に手間を要していた。

本発明は、プレキャスト梁同士を接合する際に、複雑な主筋の継手を省略して施工性を高めることを課題とする。

このような課題を解決する本発明は、梁部材同士を突き合わせた状態で接合するプレキャスト梁の接合構造であって、一方の梁部材の本体部の端面から他方の梁部材側に突出する第一の接続部と、前記第一の接続部と空間をあけて対向するように配されて、前記他方の梁部材の本体部の端面から前記一方の梁部材側に突出する第二の接続部と、を備え、前記第一の接続部および第二の接続部の内側面には、それぞれ前記空間に突出する接合筋が配設されるとともに、前記空間にコンクリートが打設されていることを特徴としている

かかるプレキャスト梁の接合構造では、接続部に設けた接合筋と現場打設したコンクリートによって梁部材が一体的に接合されるため、梁主筋同士を直接接合する必要がなく、施工性が向上する。また、ひびわれや耐力低下の原因となる貫通孔などが接続部に形成されない。

前記接合筋がトラス筋からなり、前記第一の接続部に配筋されたトラス筋と、前記第二の接続部に配筋されたトラス筋とが、互いの高さ方向の位置をずらして配筋されていれば、トラス筋同士が接触することがなく、施工性がより向上する。

前記トラス筋と交差するように縦筋を配筋してもよい。このようにすると、接合部の耐力が増加するようになる。

前記空間に、前記一方の梁部材と前記他方の梁部材の端面の一方または両方に差筋を配して材軸方向に伸ばすことで、更に接合耐力を高めてもよい。また、両部材の端面に固定された差筋を互いに重ねて継手を形成すれば、梁の曲げ耐力を上げることも可能である。

前記第一の接続部または前記第二の接続部のいずれか一方に、前記空間の下側の開口を遮蔽する底部が一体に形成されていれば、空間の底面を遮蔽するための型枠を省略することが可能となる。

本発明のプレキャスト梁の接合構造によれば、煩雑な継手がないので現場での作業が簡易化され、工期の短縮とコストダウンが可能となる。

本発明の実施の形態に係る梁の接合構造を示す斜視図である。 （ａ）は図１に示す梁の接合構造の横断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図である。 （ａ）は一方の梁部材の接続部を示す正面図、（ｂ）は他方の梁部材の接続部を示す背面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、梁の接合構造の変形例を示す横断面図である。

本実施形態では、図１に示すように、プレキャスト製の梁部材１０，２０をスパン中央付近で突き合わせた状態で接合する梁（プレキャスト梁）の接合構造１について説明する。

梁の接合構造１は、一方の梁部材１０の第一の接続部１１と、他方の梁部材２０の第二の接続部２１と、コンクリート硬化体３０と、を備えている。そして、これらが一体化することにより梁部材１０，２０が接合される。

梁部材１０は、第一の接続部１１と、本体部１２と、を備えて構成されている。

本体部１２は、所定の梁せいと梁幅（厚み）を有した断面矩形状のコンクリート部材で、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、上端筋１３と下端筋１４と肋筋１５が配筋されている。

上端筋１３は、本体部１２の厚さ方向（横断方向）に間隔をあけて２本並設されている。上端筋１３は、本体部１２の上端面から所定のコンクリート被りを確保した位置に配筋されている。

２本の上端筋１３、１３のうち、第一の接続部１１側に配筋された上端筋１３は、本体部１２の空間側端面１２ａから突出して、第一の接続部１１の上面に沿って延出されている。この一方の上端筋１３は、コンクリート打設前は、露出した状態で延出されており、コンクリートを打設することでコンクリート硬化体３０内に巻き込まれる。
他方の上端筋１３は、先端の位置が、空間側端面１２ａから所定のコンクリート被りを確保した位置に配筋されている。

下端筋１４は、本体部１２の厚さ方向（横断方向）に間隔をあけて２本並設されている。
下端筋１４は、本体部１２の下端面から所定のコンクリート被りを確保した位置に配筋されている。また、下端筋１４は、先端の位置が、空間側端面１２ａから所定のコンクリート被りを確保した位置となるように配筋されている。

肋筋１５は、上端筋１３，１３および下端筋１４，１４を囲むように配筋されている。肋筋１５は、断面視矩形状に加工されている。

上端筋１３、下端筋１４および肋筋１５の鉄筋径、配筋ピッチ、本数等は、適宜設定すればよい。

第一の接続部１１は、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、一方の梁部材１０の本体部１２の空間側端面１２ａから他方の梁部材２０側に突出する板状部分である。
第一の接続部１１は、第二の接続部２１と空間４０をあけて対向するように形成されている。

本実施形態では、第一の接続部１１を高さ寸法（図２（ｃ）における上下方向の長さ）を本体部１２の高さよりも小さく形成する。第一の接続部１１の下端は、本体部１２の下端よりも高い位置に位置していることで、後記する底部２８が挿入可能に構成されている。また、第一の接続部１１の上端は、本体部１２の上端よりも低い位置に位置している。

第一の接続部１１の幅寸法（図２（ｂ）における上下方向の長さ）は、後記する第二の接続部２１との間に空間４０を形成することができるように、本体部１２の幅寸法の１／３程度としたが、背の高いトラス筋を用いて空間４０を広げてもよい。
なお、第一の接続部１１の形状寸法は、限定されるものではない。

第一の接続部１１には、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、トラス筋（接合筋）１６，１６，…と、配力筋１７，１７，…と、が配筋されている。

トラス筋１６は、図２（ａ）および図３（ａ）に示すように、いわゆるオムニアトラス筋により構成されており、その脚部１６ａが第一の接続部１１に埋設され、その他の部分が空間４０に突出している。なお、トラス筋１６の形状や鉄筋径等の構成は限定されるものではない。

本実施形態では、トラス筋１６を上下方向に互いに間隔をあけて３段配筋するが、トラス筋１６の段数は限定されるものではない。

トラス筋１６は、後記する第二の接続部２１に配されたトラス筋２６と、互いの高さをずらした位置に配されている。これにより、第一の接続部１１と第二の接続部２１とを向き合わせることで、トラス筋１６，２６同士が、交互に重なり合うように配設される。

トラス筋１６は、図３（ａ）に示すように、本体部１２から連続して第一の接続部１１に配筋されている。なお、トラス筋１６は、第一の接続部１１のみに配筋してもよく、トラス筋１６を配筋する範囲や段数は、設計応力等に応じて適宜設定すればよい。

配力筋１７は、図２（ａ）に示すように、第一の接続部１１に上下方向に配筋されており、その頭部は第一の接続部１１の上端面から突出している。配力筋１７の頭部を曲げ加工してフックを形成し、上端筋１３に係止されている。

梁部材２０は、図１に示すように、第二の接続部２１と、本体部２２と、底部２８と、を備えて構成されている。

本体部２２は、所定の梁せいと梁幅（厚み）を有した断面矩形状のコンクリート部材である。
本体部２２には、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、上端筋２３と下端筋２４と肋筋２５が配筋されている。

上端筋２３は、本体部２２の厚さ方向（横断方向）に間隔をあけて２本並設されている。上端筋２３は、本体部２２の上端面から所定のコンクリート被りを確保した位置に配筋されている。

２本の上端筋２３，２３のうち、第二の接続部２１側に配筋された上端筋２３は、図２（ｂ）に示すように、第二の接続部２１内に連続して配筋されている。
もう一方の上端筋２３は、先端の位置が、空間側端面２２ａから所定のコンクリート被りを確保した位置に配筋されている。

下端筋２４は、本体部２２の厚さ方向（横断方向）に間隔をあけて２本並設されている。
下端筋２４は、本体部２２の下端面から所定のコンクリート被りを確保した位置に配筋されている。また、下端筋１４は、後記する底部２８内に連続して配筋されている。

肋筋２５は、上端筋２３，２３および下端筋２４，２４を囲むように配筋されている。肋筋２５は、断面視矩形状に加工されている。

上端筋２３、下端筋２４および肋筋２５の鉄筋径、配筋ピッチ、本数等は、設計応力に応じて適宜設定すればよい。

第二の接続部２１は、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、他方の梁部材２０の本体部２２の空間側端面２２ａから一方の梁部材２０側に突出する板状部分である。
第二の接続部２１は、第一の接続部１１と空間４０をあけて対向するように形成されている。

本実施形態では、第二の接続部２１を高さ寸法（図２（ｃ）における上下方向の長さ）を本体部２２の高さと同等に形成する。また、第二の接続部２１の幅寸法（図２（ｂ）における上下方向の長さ）は、本体部２２の幅寸法の１／３程度とし、第一の接続部１１との間に空間４０を形成することが可能に構成する。
なお、第二の接続部２１の形状寸法は、限定されるものではない。

第二の接続部２１には、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、トラス筋（接合筋）２６，２６，…と、配力筋２７，２７，…と、が配筋されている。

トラス筋２６は、図２（ａ）および図３（ｂ）に示すように、いわゆるオムニアトラス筋により構成されており、その脚部２６ａが第二の接続部２１に埋設され、その他の部分が空間４０に突出している。

トラス筋２６は、図３（ａ）に示すように、第二の接続部２１のみに配筋されている。なお、トラス筋２６は、本体部２２から連続して第二の接続部２１に配筋してもよく、トラス筋２６を配筋する範囲や段数は、設計応力等に応じて適宜設定すればよい。
この他のトラス筋２６の構成は、第一の接続部１１に配筋されたトラス筋１６と同様なため、詳細な説明は省略する。

配力筋２７は、図２（ａ）に示すように、第二の接続部２１に配筋されていて、その上部および下部に折り曲げ加工を施すことで断面視コ字状を呈している。
配力筋２７は、第二の接続部２１および後記する底部２８内に配筋された上端筋２３および下端筋２４，２４を囲うように配筋されている。

配力筋２７の上側先端部分は、第二の接続部２１の空間側端面から突出しており、第一の接続部１１に配筋された配力筋１７の頭部１７と隣接している。
本実施形態では、配力筋２７の先端部にフック状の曲げ加工を施して配力筋２７を上端筋１３に係止させるか、または配力筋２７同士を重ねて溶接することで、接続部分の肋筋を形成しようとしている。なお、配力筋２７は、第一の接続部１１と第二の接続部２１とを所定の位置に配設した後、直線状に突出した配力筋２７の先端部に曲げ加工を施すことで、上端筋１３に係止させる。このとき、配力筋２７の曲げ加工は、通常のフックと同様に１３５°であってもよいし、９０°でもよい。

図２（ａ）に示すように、第一の接続部１１に配筋された配力筋１７および第二の接続部２１に配筋された配力筋２７は、互いに組み合わせることにより矩形状を呈し、肋筋１５，２５と同等の形状となる。

底部２８は、図２（ａ）に示すように、空間４０の下側の開口を遮蔽するように形成された板状部である。
底部２８は、第二の接続部２１の下端部から第一の接続部１１方向に突設されており、第二の接続部２１とともに断面視Ｌ字状を呈している。

第二の接続部２１に配筋された配力筋２７の下側端部は、底部２８内に挿入されており、第二の接続部２１と底部２８が一体に形成されている。
また、底部２８には、本体部２２の下端筋２４が連続して配筋されている。

コンクリート硬化体３０は、空間４０に打設されたコンクリートの硬化体であって、図２（ａ）に示すように、第一の接続部１１の上面にも打設されるが、スラブのコンクリートを連続して打てば、接合部の一体性がより強固になる。

コンクリート硬化体３０は、トラス筋１６，２６と上端筋１３と配力筋１７，２７を巻き込むことで、第一の接続部１１および第二の接続部２１と一体となる。

なお、本実施形態では、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、空間４０にトラス筋１６，２６と交差するように縦筋３１を配筋している。本実施形態の縦筋３１は、トラス筋１６，２６を縫うように、上下方向に配筋されている。

梁の接合構造１は、第一の接続部１１と第二の接続部２１とが互いに対向するように梁部材１０，２０を配設し、第一の接続部１１と第二の接続部２１との間に形成された空間４０にコンクリートを打設することにより構築する。

梁の接合構造１によれば、コンクリート硬化体３０がトラス筋１６，２６と上端筋１３と配力筋１７，２７を巻き込んでいるため、梁部材１０，２０同士が、コンクリート硬化体３０を介して一体に接合される。

第一の接続部１１に沿って延出された上端筋１３は、先端が他方の本体部２２の空間側端面２２ａに隣接しており、第二の接続部２１および後記する底部２８内に配筋された他方の梁部材２０の上端筋２３および下端筋２４，２４は、先端が一方の本体部１２の空間側端面１２ａに隣接しているため、梁部材１０，２０の主筋（上端筋１３，２３、下端筋１４，２４）同士の突合せ位置がずれている。そのため、梁部材１０,２０同士の応力の伝達性に優れている。

空間４０にコンクリートを打設するのみで梁部材１０，２０同士が接合されるため、施工性に優れるとともに、梁に作用する応力は、互いに入組むように配筋されたトラス筋１６，２６と現場打設したコンクリートを介して相互に伝達される。また、コンクリートの代りに同等の強度・剛性を有するモルタル等を用いることも可能である。

トラス筋１６，２６は、それぞれ第一の接続部１１と第二の接続部２１に予め配筋されているため、現場での配筋作業を省略することができ、また、施工時に位置がずれるおそれもない。そのため、施工性に優れ、かつ、高品質である。

また、トラス筋１６，２６を縫うように縦筋３１が配筋されているので、第一の接続部１１と第二の接続部２１を分離する力に対する抵抗力と一体性がより向上する。

一方の梁部材１０の第一の接続部１１側の上端筋１３は、第一の接続部１１の上面に沿って配筋されて、先端が他方の梁部材２０の空間側端面２２ａに隣接している。また、他方の梁部材２０の第二の接続部２１側の上端筋２３および下端筋２４，２４は、第二の接続部２１または底部２８に連続して配筋されて、先端が一方の梁部材１０の空間側端面１２ａに隣接している。そのため、トラス筋１６，２０の応力伝達能力とあいまって、梁の主筋が連続して配筋されているのと同程度の応力伝達能力を発現することが可能となる。

底部２８により空間４０の底面を塞いでいるため、空間４０の底面に対して型枠を配置する必要がない。

以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。例えば、空間４０に一方の梁部材１０の空間側端面１２ａと他方の梁部材２０の空間側端面２２ａとにボルト・ナットで固定された差筋を配筋することで、曲げ応力の伝達性能を向上させ、更に一体性を高めてもよい。

また、前記実施形態では、トラス筋１６，２６を上下に挿通するように縦筋３１を配筋したが、縦筋３１は省略してもよい。
また、前記実施形態では、接合筋としてトラス筋１６，２６を採用したが、接合筋は、第一の接続部１１と第二の接続部２１とを接合する機能を発揮するものであれば、トラス筋に限定されず、例えば孔開きの鋼板、Ｈ形鋼、溝形鋼、山形鋼、溶接金網、メッシュ筋等でもよい。

前記実施形態では、底部２８が第一の接続部１１の下面を覆う場合について説明したが、底部２８の形状は限定されるものではなく、例えば、図４（ａ）に示すように、第一の接続部１１の空間側の側面に突き合わせるように構成してもよい。
また、図４（ｂ）に示すように、底部２８を省略してもよい。この場合には、底型枠を配置する。また、底部は、第一の接続部１１と一体に形成してもよい。

梁部材１０，２０同士の下端筋１４，２４同士を連結することを目的として、図４（ｂ）に示すように、下端筋１４，２４を第一の接続部１１または第二の接続部１２に沿って配筋してもよい。このとき下端筋１４，２４同士は、重ね継手などにより連続させた構造とするのが望ましい。

また、梁の頭部とスラブ５０とを一体に構成する場合には、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、第一の接続部１１、第二の接続部１２とともに、本体部１２、２２の上面を後打ち部とし、配力筋と肋筋の上部を露出させてもよい。この場合は、上端筋１３，２３を配筋した後にスラブ５０のコンクリートを打設することで、梁部材１０，２０とスラブ５０との一体化が実現する。なお、上下の関係を逆にすれば逆梁にも適用可能である。

さらに、梁部材１０，２０の断面は細長い形状に限定されるものではなく、例えば、図４（ｄ）に示すように、幅の大きい梁部材１０，２０に対しても、本発明のプレキャスト梁の接合構造を採用してもよい。このとき、空間４０の幅が大きい場合には、トラス筋１６，２６の高さ（図４（ｄ）における左右方向の長さ）を大きくし、縦筋３１の本数を増やしてもよい。

１ 梁の接合構造（プレキャスト梁の接合構造）
１０ 梁部材
１１ 第一の接続部
１２ 本体部
１３ 上端筋
１６ トラス筋（接合筋）
２０ 梁部材
２１ 第二の接続部
２２ 本体部
２６ トラス筋（接合筋）
２８ 底部
３０ コンクリート硬化体
３１ 縦筋
４０ 空間

Claims (4)

1. 梁部材同士を突き合わせた状態で接合するプレキャスト梁の接合構造であって、
   一方の梁部材の本体部の端面から他方の梁部材側に突出する第一の接続部と、
   前記第一の接続部と空間をあけて対向するように配されて、前記他方の梁部材の本体部の端面から前記一方の梁部材側に突出する第二の接続部と、を備え、
   前記第一の接続部および第二の接続部の内側面には、それぞれ前記空間に突出する接合筋が配設されるとともに、前記空間にコンクリートが打設されていることを特徴とする、プレキャスト梁の接合構造。
2. 前記接合筋がトラス筋からなり、
   前記第一の接続部に配筋されたトラス筋と、前記第二の接続部に配筋されたトラス筋とが、互いの高さ方向の位置をずらして配筋されていることを特徴とする、請求項１に記載のプレキャスト梁の接合構造。
3. 前記トラス筋と交差するように配筋された縦筋を備えていることを特徴とする、請求項２に記載のプレキャスト梁の接合構造。
4. 前記空間に配筋された差筋を備えていることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のプレキャスト梁の接合構造。

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