JP2016102323A - Design method of prestress concrete girder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プレストレストコンクリート大梁の設計方法に関する。 The present invention relates to a method for designing a prestressed concrete girder.
プレストレストコンクリート梁（以下、ＰＣ梁を記す）は、ＰＣケーブルやＰＣ鋼材等の緊張材を介してコンクリートに圧縮力を与えておくことで、梁に荷重が作用した際に断面に生じる引張力を抑制する構造を備えたものである。
このようなＰＣ梁を大スパン架構に適用することを目的として、梁断面の下部に緊張材を配置する場合がある（例えば、特許文献１参照）。
この場合には、梁断面の中央から離れた位置に、より多くの緊張材を配置することが効果的であるため、緊張材を横方向に配置するのが望ましい。
このＰＣ梁によれば、緊張材の圧縮応力により、梁軸方向の中央付近において偏心モーメントによる大きな吊り上げ効果を期待することができる。
Prestressed concrete beams (hereinafter referred to as PC beams) give compressive force to the concrete via tension materials such as PC cables and PC steel, so that the tensile force generated in the cross section when a load is applied to the beams is applied. It has a structure to suppress.
In order to apply such a PC beam to a large span frame, there is a case where a tension material is disposed at the lower part of the beam cross section (see, for example, Patent Document 1).
In this case, since it is effective to arrange more tension members at positions away from the center of the beam cross section, it is desirable to arrange the tension members in the lateral direction.
According to this PC beam, a large lifting effect due to the eccentric moment can be expected near the center in the beam axis direction due to the compressive stress of the tendon.
従来、大スパンの大梁を対象とした構造形式は、コンクリート系構造物ではポストテンション方式のＰＣ梁が主流であり、施工時にプレキャスト工法を採用する場合は、ポストテンション方式のプレキャスト製プレストレストコンクリート梁（以下、「ＰＣａＰＣ梁」と記す）が適用されてきた。該ＰＣａＰＣ梁の設計では、地震荷重が作用した際の応答性状や、梁端部側での緊張力の減退量などを必ずしも考慮していなかった。
よって、ＰＣ梁は、梁全長に亘って、ＰＣ梁として断面設計が実施されており、梁端部であっても、断面内に相当量の圧縮応力が作用するＰＣ梁として断面設計が実施されていた。
その結果、ポストテンション方式のＰＣ梁端部では、常時圧縮応力が作用している状態に加えて、大地震時には大きな地震荷重が作用するために、ＰＣ梁端部に大きな損傷が生じるおそれがあった。
そこで、梁端面で緊張力が導入されないプレテンション方式のＰＣａＰＣ梁を使用すれば、前記の問題点を解消できるが、地震時におけるＰＣ梁端部側の損傷範囲等について未解明な点があり、かつ現行の建築基準法においても適用範囲外であるために、ＰＣａＰＣ梁は地震荷重に抵抗させる主要構造部材である大梁には採用されてこなかった。
このような観点から、本発明は、プレテンション方式のＰＣａＰＣ梁を、大梁として設計する方法を提案することを課題とする。
Conventionally, post-tension type PC beams are the mainstream for large-span girder beams, and post-tensioned precast prestressed concrete beams (when using precast construction methods during construction) (Hereinafter referred to as “PCaPC beam”) has been applied. In the design of the PCaPC beam, the response characteristics when an earthquake load is applied and the amount of decrease in tension on the beam end side are not necessarily considered.
Therefore, the cross section of the PC beam is designed as a PC beam over the entire length of the beam, and the cross section is designed as a PC beam where a considerable amount of compressive stress acts on the cross section even at the end of the beam. It was.
As a result, in the post-tension type PC beam end, in addition to the state in which compressive stress is always acting, a large earthquake load acts in the event of a large earthquake, and there is a possibility that the PC beam end will be damaged greatly. It was.
Therefore, if the pre-tension type PCaPC beam that does not introduce tension at the beam end face can be used, the above-mentioned problems can be solved, but there is an unclear point about the damage range on the PC beam end side during an earthquake, Moreover, because it is out of the scope of application in the current Building Standard Law, PCaPC beams have not been adopted for large beams, which are main structural members that resist seismic loads.
From such a viewpoint, an object of the present invention is to propose a method for designing a pretension type PCaPC beam as a large beam.
このような課題を解決するために、本発明では、プレテンション方式のプレキャスト製プレストレストコンクリート大梁について、有効な緊張力が導入されていない梁端部を鉄筋コンクリート構造とし、前記梁端部以外の梁中央部をプレストレストコンクリート構造とするプレストレストコンクリート大梁の設計方法として、緊張力導入時の緊張材の定着長さである第一定着長と、長期設計荷重作用時の緊張材の定着長さまたは設計地震荷重作用後の緊張材の定着長さである第二定着長とを設定することによって設計検定を行うこととした。このような設計段階での２つの検定を行うことは、小梁を対象として建築基準法で認められているプレテンション方式のＰＣａＰＣ梁の現状の設計では、現行の規準や指針等に何ら規定されておらず、大梁使用を目指して着眼した新たな設計方法である。
本発明では、緊張力導入時の設計に必要な梁端部に設ける定着長さである第一定着長を利用して付着割裂検定を行う。
次に、緊張力が有効に導入された梁中央部をプレストレストコンクリート構造（以下、「ＰＣ構造」と記す）とし、梁中央部以外の梁端部を鉄筋コンクリート構造（以下、「ＲＣ構造」と記す）として応力・たわみ検定を行う。応力・たわみ検定では、地震荷重等を受けて梁端部のひび割れ等によって長くなる定着長さを第二定着長と定義する。また、ＰＣａＰＣ梁の梁端部側の第一定着長、及び第二定着長は、数多く実施された部材実験と理論的な検討に基づいて評価可能となった。
以上のように、本発明は、第一定着長を利用して緊張力導入時の付着割裂検定を行うことと、第二定着長となる梁両端部をＲＣ構造とし、それ以外の中央部をＰＣ構造として大梁の応力・たわみ検定を行うこととを特徴とする複合プレストレストコンクリート大梁（以下、「複合ＰＣ大梁」と記す）の設計方法である。
かかる複合ＰＣ大梁の設計方法によれば、長期設計荷重作用後における緊張材の定着長さと設計地震荷重作用後における緊張材の定着長さのうちの長い方の定着長さである第二定着長を緊張力をゼロとみなした梁端部の範囲（ＲＣ構造）を設定し、梁端部と梁中央部を区間分けしてコンクリート梁の応力・たわみ検定を行うため、長期設計荷重作用後または設計地震荷重作用後の応答性状に応じた設計（たわみ障害を生じさせない設計）が可能となる。
なお、定着領域の付着応力が最も大きくなるのは緊張力導入時であるから、付着割裂検定については、３つの定着長さ（緊張力導入時、長期設計荷重作用後および設計地震荷重作用後における緊張材の定着長さ）のうち、緊張力導入時の定着長さ（第一定着長）を用いて検証する。すなわち、コンクリートと補強筋との付着効果を考慮した付着強度が、第一定着長内の緊張材とコンクリートとの平均付着応力度を上回れば、長期設計荷重時や設計地震荷重作用後においてもコンクリートに付着割裂が生じない。
また、前記応力・たわみ検定を行うステップにおいて、例えば、断面形状と梁主筋の配筋仕様とから算定される複合ＰＣ大梁のＲＣ構造区間とＰＣ構造区間に関して、それぞれ弾性変形量に変形増大率を乗じて前記梁中央部および前記梁端部の断面設計を行えば、複合ＰＣ大梁の部位毎の断面設計をより高精度に行うことができる。
In order to solve such a problem, in the present invention, a pre-tensioned precast prestressed concrete girder is constructed with a reinforced concrete structure at the end of the beam where no effective tension is introduced, and the center of the beam other than the end of the beam. As a design method for prestressed concrete beams with a prestressed concrete structure, the first anchoring length, which is the anchoring length of the tension material when the tension force is introduced, and the anchoring length of the tension material when the long-term design load is applied or the design earthquake The design verification was performed by setting the second fixing length, which is the fixing length of the tendon after the load action. The two verifications at the design stage are not stipulated in the current standards and guidelines in the current design of pre-tensioned PCaPC beams approved by the Building Standards Act for small beams. This is a new design method focused on the use of large beams.
In the present invention, the bond splitting test is performed using the first fixing length, which is the fixing length provided at the beam end necessary for the design when the tension force is introduced.
Next, the central part of the beam where the tensile force is effectively introduced is a prestressed concrete structure (hereinafter referred to as “PC structure”), and the end of the beam other than the central part of the beam is referred to as a reinforced concrete structure (hereinafter referred to as “RC structure”). ) Stress / deflection test. In the stress / deflection test, the anchorage length that becomes longer due to cracks at the end of the beam due to seismic load is defined as the second anchorage length. In addition, the first fixing length and the second fixing length on the beam end side of the PCaPC beam can be evaluated based on many member experiments and theoretical studies.
As described above, the present invention uses the first anchoring length to perform the bond splitting test at the time of introduction of tension, and has both ends of the beam serving as the second anchoring length as RC structures, and the other central part. This is a design method of a composite prestressed concrete beam (hereinafter referred to as “composite PC beam”) characterized by performing a stress / deflection test on the beam as a PC structure.
According to this composite PC girder design method, the second fixing length which is the longer fixing length of the tension material fixing length after the long-term design load action and the tension material fixing length after the design seismic load action. The range of the beam end (RC structure) where the tension force is considered to be zero is set, and the beam end and the beam center are divided into sections to perform stress / deflection test of the concrete beam. Design according to the response characteristics after the seismic load action (design that does not cause a deflection failure) becomes possible.
Since the adhesion stress in the anchoring area is greatest when tension is introduced, the bond splitting test is performed for three anchoring lengths (when tension is introduced, after long-term design load action and after design earthquake load action). It is verified by using the fixing length (first fixing length) at the time of introducing the tension force among the fixing length of the tension material). In other words, if the bond strength considering the bond effect between concrete and reinforcing bars exceeds the average bond stress between the tension material in the first anchorage length and the concrete, even during long-term design loads and after design earthquake load effects Bond splitting does not occur in concrete.
Further, in the step of performing the stress / deflection test, for example, for the RC structure section and the PC structure section of the composite PC girder calculated from the cross-sectional shape and the reinforcement specification of the beam main reinforcement, the deformation increase rate is set to the elastic deformation amount, respectively. If the cross section design of the beam central portion and the beam end portion is performed by multiplying, the cross section design of each part of the composite PC large beam can be performed with higher accuracy.
本発明のＰＣ大梁の設計方法によれば、緊張力導入時、長期荷重作用時および設計地震荷重作用時におけるプレテンション方式のＰＣａＰＣ大梁の応答性状に基づいた設計が可能となる。その結果、ＰＣ大梁を、ＰＣ構造区間とＲＣ構造区間に分離して断面設計することで、合理的にＰＣ大梁を設計できる。なお、応力・たわみ検定において第二定着長以上の値を採用しても何らも問題はない。 According to the design method of the PC girder of the present invention, it is possible to design based on the response characteristics of the pretension type PCaPC girder at the time of introduction of tension, long-term load action, and design earthquake load action. As a result, the PC girder can be rationally designed by designing the cross section of the PC girder separately into the PC structure section and the RC structure section. It should be noted that there is no problem even if a value longer than the second fixing length is adopted in the stress / deflection test.
本発明の実施形態の複合ＰＣ大梁１は、図１に示すように、左右の柱３，３の間（柱３，３の内側）に横架される大梁である。複合ＰＣ大梁１と柱３，３との接合部（柱３，３の上部）では、複合ＰＣ大梁１の両端から突出した梁主筋４，５を巻き込むように現場打ちコンクリートを打設する。なお、複合ＰＣ大梁１は、フルプレキャスト部材として、左右の柱３，３の上に載置してもよい。
本実施形態の複合ＰＣ大梁の設計方法では、同梁１の梁中央部１１をＰＣ構造区間とし、それ以外の梁端部１２，１２をＲＣ構造区間として設計する。なお、梁中央部１１のＰＣ構造区間は、プレテンション方式による緊張力が有効に作用する部分である。
図１の（ｂ）に示すように、複合ＰＣ大梁１は、断面視矩形状であって、プレキャスト部分１３と現場打ち部分１４とを備えるいわゆるハーフプレキャスト部材により構成されている。なお、複合ＰＣ大梁１はフルプレキャスト部材であってもよい。
プレキャスト部分１３は、断面矩形状に形成されコンクリート部材であって、複合ＰＣ大梁１の断面底部において軸方向に沿って配筋された複数本の下主筋４，４，…と、所定の間隔毎に下主筋４，４，４に巻き付けられたスターラップ６と、下主筋４の上方に配筋された複数本の緊張材２，２，…とを備えている。
現場打ち部分１４は、プレキャスト部分１３を覆うように形成されていて、スラブ７の厚さと同等の高さを有している。なお、現場打ち部分１４の厚さは限定されるものではない。
現場打ち部分１４は、プレキャスト部分１３の上面にコンクリートを打設することにより形成されており、複合ＰＣ大梁１の軸方向に沿って上主筋５，５，…が配筋されているとともに、プレキャスト部分１３の上面から突出したスターラップ６，６を巻き込んだ状態で形成される。本実施形態では、現場打ち部分１４のコンクリートをスラブ７と同時に打設する。この現場打ち部分１４はスラブ７のコンクリートとは個別に打設してもよい。
As shown in FIG. 1, the
In the design method of the composite PC girder of this embodiment, the
As shown in FIG. 1 (b), the
The
The cast-in-
The cast-in-
本実施形態の複合ＰＣ大梁の設計方法は、断面仮定ステップ、鋼材配置ステップ、骨組モデル応力算定ステップ、第一定着長を用いた付着割裂検定ステップおよび第二定着長を用いた応力・たわみ検定ステップを備えている。
断面仮定ステップでは、複合ＰＣ大梁１の断面形状、緊張力および緊張力導入位置（緊張材）の偏心距離を仮定する。
複合ＰＣ大梁１の断面寸法、導入緊張力および偏心距離は、緊張力導入時および長期荷重作用時のコンクリート断面上下縁応力度が許容応力度を超えないように設定する。
断面設計は、長期荷重作用時の曲げモーメントに対して十分な耐力を有した断面になるように行う。このとき、コンクリートの許容応力度は、例えば、ＰＣ規準（「プレストレストコンクリート設計施工規準・同解説（１９９８年版）」日本建築学会）に準拠して計算する。また、主筋４，５およびスターラップ６の許容応力度は、例えば、ＲＣ規準（「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説（２０１０年版）」日本建築学会）に準拠して計算する。
設計に用いるプレストレス力は、上記ＰＣ規準に示されるプレテンション方式におけるプレストレス有効率η＝０．８０を用いて算出する。
なお、必要に応じて、製作段階で生じる緊張力の減退および経時的な緊張力の減退を考慮する。また、その減退量を考慮した有効緊張力は、前記のＰＣ規準に示された有効率を用いる方法により算出してもよい。
The composite PC girder design method of this embodiment includes a cross-section assumption step, a steel material placement step, a frame model stress calculation step, an adhesion split verification step using the first fixing length, and a stress / deflection test using the second fixing length. Has steps.
In the cross-section assumption step, the cross-sectional shape of the
The cross-sectional dimensions, the introduction tension and the eccentric distance of the
The cross-sectional design is performed so that the cross-section has sufficient strength against the bending moment when a long-term load is applied. At this time, the allowable stress level of the concrete is calculated in accordance with, for example, PC standards ("Prestressed Concrete Design and Construction Standards / Explanation (1998)", Architectural Institute of Japan). The allowable stress levels of the
The prestressing force used for the design is calculated using the prestress effective rate η = 0.80 in the pretension method shown in the PC standard.
It should be noted that, as necessary, the decrease in tension generated in the production stage and the decrease in tension over time are taken into consideration. Moreover, you may calculate the effective tension | tensile_strength which considered the decline amount by the method of using the effective rate shown by the said PC standard.
鋼材配置ステップでは、主筋４，５および緊張材２の配置を仮定する。
本実施形態では、地震荷重を対象として梁端部ではＲＣ構造として設計する。４本の下主筋４，４，…を複合ＰＣ大梁１の底面と平行になるように、並設（配筋）する。なお、下主筋４の本数および配置は限定されない。例えば２段配筋してもよい。また、本実施形態では異形鉄筋を使用するが、下主筋４は異形鉄筋に限定されるものではなく、例えば、ネジ鉄筋や鋼棒であってもよい。
緊張材２は、断面仮定ステップにおいて仮定した偏心距離を確保した位置に配置する。本実施形態では、７本の緊張材２，２，…を、複合ＰＣ大梁１の底面と平行になるように並設する。なお、緊張材２の本数は限定されるものではない。緊張材２を構成する材料は限定されないが、本実施形態ではＰＣ鋼より線を使用する。緊張材２の端部には、必要に応じて定着部材を形成してもよい。
緊張材２同士のあき間隔は、公称直径の１．５倍以上、かつ、粗骨材の最大寸法以上とする。また、緊張材２と下主筋４とのあきは、下主筋４の公称直径の１．５倍以上とする。
In the steel material placement step, it is assumed that the
In this embodiment, an RC structure is designed at the beam end for the seismic load. Four lower
The
The space between the
骨組モデル応力算定ステップでは、複合ＰＣ大梁１を備える梁柱架構を骨組モデル化し、長期（鉛直）荷重作用時および短期荷重（地震力）作用時の各応力（せん断力、曲げモーメント、軸力）を算定する（図４の（ｂ）参照）。
In the frame model stress calculation step, the beam column frame with the
第一定着長を用いた付着割裂検定ステップでは、緊張力導入時の緊張材２の定着長さである第一定着長ld1を設定する（図２参照）。
本実施形態では、実大断面試験による緊張力導入実験により得られた結果（表１参照）に基づいて、第一定着長ld1を設定する。なお、設計条件が異なる場合には、第一定着長ld1の設定値はこれに限定されるものではない。
実大断面試験による緊張力導入試験は、例えば、「太径ストランドを用いたプレテンション方式ＰＣａＰＣ大梁の構造実験」（日本建築学会構造系論文集、第７７巻 第６７２号、２６５−２７２頁、２０１２年２月）に示す方法により行えばよい。
付着割裂の検定では、例えば、式１に示すように、付着耐力τｂｕと第一定着長内の平均付着応力度τｂの比が１．０以上を確保できるか否かを確認する。すなわち、付着応力度τｂに対して付着耐力τｂｕが大きければ付着割裂破壊しないことになる。本実施形態では、付着耐力τｂｕに安全率が含まれている算定式（例えば、ＲＣ規準の付着強度式）を用いることを想定しているため、この例では１．０以上としたが、これに限定されるものでなく、例えば１．２以上と大きな安全率を見込んでも良い。
こうすることで、コンクリート引張抵抗力およびスターラップ引張抵抗力により付着割裂を防止することができる（図４の（ａ）参照）。
また、一列に配置された緊張材について、必要なあき寸法が確保されていることが確認できる。
なお、前記の付着割裂検定で、付着耐力τｂｕと付着応力度τｂの比が１．０以上を確保できず、付着割裂破壊が想定される場合には、再度設計条件を変化させて、断面仮定ステップ、鋼材配置ステップ、骨組応力算定ステップと順次計算を行い、付着割裂破壊しないような設計を行う。
なお、緊張材のあき間隔が、現行の規準や指針で小梁用として認められている緊張材公称直径の３倍以上で、かつコンクリートの設計基準強度が３０Ｎ／ｍｍ２以上であれば、付着割裂検定を行わなくても良い。
In the bond splitting test step using the first fixing length, the first fixing length l d1 that is the fixing length of the
In the present embodiment, the first fixing length l d1 is set based on the result (see Table 1) obtained by the tension introduction experiment by the full-scale cross section test. When the design conditions are different, the set value of the first fixing length l d1 is not limited to this.
Tensile force introduction test by full-scale cross section test is, for example, “Structural experiment of pretension type PCaPC large beam using large diameter strand” (The Architectural Institute of Japan, Vol. 77, No. 672, pages 265-272, (February 2012).
In the bond splitting test, for example, as shown in
By doing so, adhesion splitting can be prevented by the concrete tensile resistance and the stirrup tensile resistance (see FIG. 4A).
Moreover, it can confirm that the necessary perforation dimension is ensured about the tension material arrange | positioned in a line.
In the above bond splitting test, when the ratio of the bond strength τ bu and the bond stress degree τ b cannot be ensured to be 1.0 or more and bond split fracture is assumed, the design condition is changed again, A cross-section assumption step, a steel material placement step, and a frame stress calculation step are sequentially calculated, and a design is made so as not to cause bond splitting fracture.
If the gap between the tension members is more than three times the nominal diameter of the tension member, which is accepted for small beams in the current standards and guidelines, and the concrete design standard strength is 30 N / mm 2 or more, adhesion It is not necessary to perform the split test.
第二定着長を用いた応力・たわみ検定ステップでは、設計地震荷重作用後の緊張材の定着長さ（地震荷重作用後の定着長さld3）を第二定着長に設定する（図３参照）。
本実施形態では、地震荷重作用後の定着長さld3を実大断面試験体に対して実施した実験結果に基づいて設定する（表２参照）。なお、設計条件が異なる場合には、地震荷重作用後の定着長さld3はこの設定値に限定されない。表２に示す定着長は、実大断面による地震を対象とした正負交番繰返し実験によって得られた定着長さに安全率を見込んだ値である。
なお、実大断面試験による正負交番繰り返し実験は、例えば、「太径ストランドを用いたプレテンション方式ＰＣａＰＣ大梁の構造実験」（日本建築学会構造系論文集、第７７巻 第６７２号、２６５−２７２頁、２０１２年２月）に示す方法により行えばよい。
In the stress / deflection test step using the second anchorage length, the anchorage length of the tendon after the design seismic load action (the anchorage length l d3 after the seismic load action) is set as the second anchorage length (see FIG. 3). ).
In the present embodiment, the fixing length l d3 after the seismic load action is set based on the results of experiments performed on the full-scale test specimen (see Table 2). When the design conditions are different, the fixing length l d3 after the seismic load is not limited to this set value. The fixing lengths shown in Table 2 are values that allow for a safety factor in the fixing lengths obtained by alternating positive and negative alternating experiments for earthquakes with full-scale sections.
In addition, the positive / negative alternating repetition experiment by a full-scale cross section test is, for example, “Structural experiment of pretension type PCaPC large beam using large-diameter strand” (The Architectural Institute of Japan, Vol. 77, No. 672, 265-272). Page, February 2012).
応力・たわみ検定ステップでは、複合ＰＣ大梁１の応力とたわみの検定を行う。
応力検定は、緊張力が有効に導入された梁中央部１１をＰＣ構造区間とするとともに梁中央部１１以外の梁端部１２をＲＣ構造区間として行う。
なお、梁端部１２は、第二定着長以上の長さを有する範囲とする（表２）。
本実施形態では、地震荷重作用後定着長さld3を梁端部１２の範囲とするが、長期荷重作用時の緊張材の定着長さ（長期荷重時定着長ld2）を梁端部１２の範囲としてもよい。多くの場合、地震荷重作用後定着長さld3＞長期荷重時定着長さld2であるが、高度な免震装置を備えた建物等においては、長期荷重時定着長さld2＞地震荷重作用後定着長さld3となる場合があり、その場合には応力・たわみ検定ステップにおいて長期荷重時定着長さld2を第二定着長（梁端部１２の範囲）とする。
応力・たわみ検定ステップでは、例えば断面形状と梁主筋の配筋仕様とから算定される梁端部１２のＲＣ構造区間の弾性変形量Ｍ／ＥＩ（図４の（ｂ）参照）にＲＣ構造用の変形増大率φRCを乗じて変形量（図４の（ｃ）参照）を算出し、断面設計を行う。
同様に、梁中央部１１のＰＣ構造区間では、弾性変形量Ｍ／ＥＩにＰＣ構造用の変形増大率φPCを乗じて変形量（図４の（ｃ）参照）を算出し、断面設計を行う。
ここで、変形増大率φPC，φRCとは、長期間荷重が作用することにより変形が増大することを調整する係数である。
算出した梁の変形量が許容値を超えている（構造物の使用に支障をきたす）場合は、断面仮定ステップと鋼材配置ステップの設計を再度行い、複合ＰＣ大梁の設計条件を変化させて、再度、骨組モデル応力算定ステップ、付着割裂検定ステップおよび応力・たわみ検定ステップを実施する。
In the stress / deflection verification step, the stress and deflection of the
In the stress test, the
Note that the
In the present embodiment, the anchoring length l d3 after the seismic load action is in the range of the
In the stress / deflection test step, for example, the elastic deformation amount M / EI (see FIG. 4B) of the RC structure section of the
Similarly, the PC structure section of the
Here, the deformation increase rates φ PC and φ RC are coefficients for adjusting an increase in deformation caused by a long-time load.
If the calculated deformation amount of the beam exceeds the allowable value (impeding the use of the structure), design the cross section assumption step and the steel material placement step again, and change the design conditions of the composite PC girder, Again, a frame model stress calculation step, an adhesion split verification step, and a stress / deflection verification step are performed.
本実施形態の複合ＰＣ大梁の設計方法によれば、プレストレス導入時、長期荷重時および地震荷重設計時での複合ＰＣ大梁１の応答性状について、実験的研究等に基づいた設計方法として評価が可能となり、複合ＰＣ大梁と柱を組み合わせた柱梁架構の実現が可能である。
また、長期荷重時または設計地震荷重作用後における緊張材の定着長さに基づいて梁端部１２のＲＣ構造区間を設定し、梁端部１２をＲＣ構造としてコンクリート梁の応力検定を行うため、長期荷重時および設計地震荷重作用後の応答性状に応じた設計が可能となる。
また、断面形状と梁主筋の配筋仕様とから算定される複合ＰＣ大梁の弾性変形量に、梁中央部１１および梁端部１２の各区間の変形増大率を乗じてたわみ検定を行うため、複合ＰＣ大梁の区間毎の断面設計をより高精度に行うことができる。
複合ＰＣ大梁本体を、ＰＣ構造区間とＲＣ構造区間とに分離して断面設計することで、複合ＰＣ大梁本体について小断面化をはかることができる。
According to the design method of the composite PC girder of this embodiment, the response characteristics of the
Moreover, in order to set the RC structure section of the
In addition, in order to perform a deflection test by multiplying the elastic deformation amount of the composite PC large beam calculated from the cross-sectional shape and the bar reinforcement specification by the deformation increase rate of each section of the beam
By dividing the composite PC large beam body into a PC structure section and an RC structure section and designing a cross section, the composite PC large beam body can be reduced in cross section.
以上、本発明の実施形態について説明したが、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。
本発明は、プレテンション方式のＰＣａＰＣ梁に関して、現行の規準や指針等で設計時に規定されていない「付着割裂検定」と「応力・たわみ検定」を行うことによって、緊張力導入時における緊張材の付着破壊を回避するとともに、長期的に緊張材の付着性能が低下した場合や大地震経験後においても建物の機能維持を確保でき、プレテンション方式のＰＣａＰＣ梁の大梁適用を可能する設計方法である。
また、本明細書では、ＰＣ鋼より線を緊張材とするＰＣａＰＣ部材として説明したが、緊張材はこれに限定されるものでなく、ＰＣ鋼棒や高強度鉄筋を緊張材とするＰＣ構造部材においても、同様な設計思想、すなわち第一定着長と第二定着長を利用して行う２つの設計検定で、該部材および該部材が取りつく骨組架構を設計できる。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described components can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
The present invention relates to pre-tensioned PCaPC beams by performing “adhesion split test” and “stress / deflection test” which are not defined at the time of design by current standards and guidelines, etc. It is a design method that avoids adhesion failure and can maintain the function of the building even when the adhesion performance of the tendon material has deteriorated over the long term or after experiencing a large earthquake, and enables the application of large beams of pre-tensioned PCaPC beams. .
Moreover, although this specification demonstrated as a PCaPC member which uses a strand from PC steel as a tension material, a tension material is not limited to this, PC structure member which uses a PC steel rod and a high-strength reinforcing bar as a tension material In this case, the member and the frame structure to which the member is attached can be designed by two design tests performed using the same design concept, that is, the first fixing length and the second fixing length.
１ 複合プレストレストコンクリート大梁
１１ 梁中央部
１２ 梁端部
１３ プレキャスト部分
１４ 現場打ち部分
２ 緊張材
３ 柱
４，５ 主筋
６ スターラップ
７ スラブ
DESCRIPTION OF
Claims (1)
緊張力導入時の緊張材の定着長さである第一定着長と、長期荷重時の緊張材の定着長さまたは地震荷重作用後の緊張材の定着長さである第二定着長とを設定し、
前記第一定着長において緊張力導入時における緊張材の付着割裂検定を行い、
前記第二定着長を緊張力をゼロとみなす鉄筋コンクリート構造とするとともに、それ以外の梁中央部をプレストレストコンクリート構造として、前記プレキャスト製プレストレストコンクリート大梁の応力・たわみ検定を行うこととを特徴とする、プレストレストコンクリート大梁の設計方法。 A pretension type precast prestressed concrete beam design method,
The first fixing length, which is the fixing length of the tendon when the tension force is introduced, and the second fixing length, which is the fixing length of the tendon after long-term loading or after the action of the seismic load Set,
In the first fixing length, the tension split adhesion test of the tension material at the time of introduction of the tension force is performed,
The second anchoring length is a reinforced concrete structure in which tension is regarded as zero, and the other beam center is a prestressed concrete structure, and the precast prestressed concrete large beam is subjected to stress / deflection test, Design method for prestressed concrete beams.
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