JP3719081B2 - プレストレストコンクリート梁およびその構築方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンクリート梁およびその構築方法に係り、特に、内部に挿通した線材に引っ張り力を加えることによりプレストレスが付与されたプレストレストコンクリート梁およびその構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開平１０−７２９０７号公報に開示される如く、プレストレスが導入されたハーフプレキャスト梁型枠を用いた鉄筋コンクリート構造梁の構築方法が知られている。この構築方法では、Ｕ字型のハーフプレキャスト梁型枠の一端面から他端面に、下向き凸状に湾曲するように鋼線を挿通し、この鋼線を両端で引っ張って定着することにより、ハーフプレキャスト梁型枠に上向きのプレストレスを導入している。このような構築方法によれば、ハーフプレキャスト梁型枠に導入されたプレストレスにより、梁型枠へ打設されるコンクリートの荷重や、梁施工後に設置されるスラブ等の荷重が支持されることで、梁の反りやひび割れを防止することが可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の構築方法では、梁型枠へコンクリートが打設されるまでは、プレストレスと釣り合うべき荷重が生じないため、梁型枠に上向きに凸となるような反りや、ひいては梁型枠上面のひび割れが生ずるおそれがある。このようなプレストレス導入に伴う反りやひび割れを防止するためには、プレストレスの大きさを一定以下に制限することが必要となり、十分に大きなプレストレスを導入することができない。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、プレストレスの導入に伴う反りやひび割れを防止しつつ、十分に大きなプレストレスを導入することが可能なプレストレストコンクリート梁およびその構築方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【解決を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、内部に挿通された線材の張力によりプレストレスが導入されたプレストレストコンクリート梁であって、
前記線材を前記プレストレストコンクリート梁の内部に湾曲状に挿通して前記プレストレスコンクリート梁を撓ませる向きのプレストレスを導入すると共に、前記プレストレスを打ち消す向きの荷重を前記プレストレストコンクリート梁に付与する荷重付与手段を設けたことを特徴とするプレストレストコンクリート梁により達成される。
【０００６】
また、上記の目的は、請求項３に記載する如く、コンクリート梁を打設し、その内部に湾曲状に挿通した線材に張力を加えることにより前記プレストレスコンクリート梁を撓ませる向きのプレストレスを導入するプレストレスコンクリート梁の構築方法であって、前記コンクリート梁に前記プレストレスを打ち消す向きの荷重を付与する荷重付与工程を含む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により達成される。
【０００７】
請求項１および３記載の発明によれば、コンクリート梁に導入されるプレストレスを打ち消す向きの荷重がコンクリート梁に付与される。このため、プレストレスの導入に起因するコンクリート梁の反りやひび割れが防止される。
【０００８】
また、請求項２に記載する如く、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、前記荷重付与手段を、前記プレストレストコンクリート梁の上部の両端部に設けられた保持部と、該保持部間に緊張状態で接続された第２の線材とにより構成することとしてもよい。
【０００９】
さらに、請求項４に記載する如く、請求項３記載のプレストレストコンクリート梁の構築方法において、前記コンクリート梁の上部の両端部に保持部を設け、前記荷重付与工程では、前記保持部間を第２の線材で結合して、該第２の線材に張力を加えることにより前記荷重を付与することとしてもよい。
【００１０】
請求項２および４記載の発明によれば、コンクリート梁の上部の両端部に設けられた保持部を、緊張状態の線材で接続することにより、コンクリート梁を下向きに凸に撓ませる向きの荷重が付与される。一般に、プレストレスは、梁自重やスラブ重量等による反りやひび割れを防止すべく、コンクリート梁を上向きに凸に撓ませる向きに導入される。したがって、上記の荷重は、プレストレスを打ち消す向きとなり、プレストレスに伴う反りやひび割れが防止される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、夫々、本発明の一実施形態であるハーフプレキャストコンクリート梁（以下、ＰＣ梁と称す）１０の側面図および断面図である。図１および図２に示す如く、ＰＣ梁１０は、コンクリート１２と、コンクリート１２にその上面から突出するように埋設された鉄筋１４とを含んでいる。コンクリート１２には、ＰＳ鋼線１６が下向きに凸の放物線状に湾曲するように挿通されている。ＰＳ鋼線１６の両端部は、夫々、ＰＣ梁１０の両端面から取り出され、各端面において固定されている。ＰＣ梁１０の上面の両端部には、外部鋼線保持部１８が設けられている。外部鋼線保持部１８の間には、外部ＰＳ鋼線２０が緊張状態で保持されている。
【００１２】
図３は、外部鋼線保持部１８の構成を示す斜視図である。図３に示す如く、外部構成保持部１８は、コンクリート１２の両端部にボルト締めやアンカーの溶接・打ち込み等で固定されたＬ型金物１８Ａにより構成されている。ただし、外部鋼線保持部１８の構成は図３に示すものに限らず、例えば、図４および図５に示すように、コンクリート１２の端部に設けた増し打ち部１８Ｂ，１８Ｃにより外部鋼線保持部１８を構成してもよい。図５に示す構成例では、打ち増し部１８Ｃにより互いに平行な２本の外部ＰＳ鋼線２０を保持している。
【００１３】
上記したＰＣ梁１０は、次のような工程で構築される。先ず、梁構築用の型枠内に、鉄筋１４、および、ＰＳ鋼線１６の挿通通路となる挿通管（例えばビニル管）を設置した状態でコンクリート１２を打設し、コンクリート１２に外部鋼線保持部１８となるＬ型金物１８Ａを取り付ける。ただし、図４または図５に示すように、増し打ち部１８Ｂ，１８Ｃにより外部鋼線保持部１８を構成する場合は、コンクリート１２の打設時に増し打ち部１８Ｂ，１８Ｃを形成する。そして、コンクリート１２に埋設された挿通管にＰＳ鋼線１６を挿通する。次に、外部鋼線保持部１８の間に外部ＰＳ鋼線２０を架け渡し、この外部ＰＳ鋼線２０の一端にジャッキ等によって引っ張り力を加えた後、ＰＳ鋼線１６にも同様にジャッキ等によって引っ張り力を加えたうえで、その端部をコンクリート１２の端面に固定する。
【００１４】
ＰＳ鋼線１６に引っ張り力を加えた場合、図１に矢印で示すような荷重がＰＳ鋼線１６からコンクリート１２に作用することで、全体としてＰＣ梁１０を上向きに凸に撓ませる向きのプレストレスが導入される。このようなプレストレスにより、ＰＣ梁１０に打設される上部コンクリートの重量や、梁施工後に設置されるスラブ等の重量が支持されることで、ＰＣ梁１０の反りやひび割れを防止できる。
【００１５】
しかし、ＰＣ梁１０に上部コンクリートを打設する前の状態では、プレストレスに釣り合うべき荷重は生じない。このため、導入されたプレストレスがＰＣ梁１２を上向きに凸に反らせる力として作用し、ＰＣ梁１２の反りや、ひいては梁上面のひび割れが生ずるおそれのあることは上記従来技術に関して述べた通りである。
【００１６】
これに対して、本実施形態では、ＰＳ鋼線１６によってプレストレスを導入するのに先立って、外部ＰＳ鋼線２０に引っ張り力を加えることにより、ＰＣ梁１０を下向きに凸に反らせる向き、すなわち、プレストレスを打ち消す向きの荷重を付与する。このため、ＰＳ鋼線１６によるプレストレスが相殺され、プレストレスを導入した際のＰＣ梁１０の反りやひび割れを防止することができる。そして、ＰＣ梁１０へ上部コンクリートを打設した後、外部ＰＳ鋼線２０の張力を開放することにより、以後、ＰＣ梁１０の自重やその上に設置されるスラブ等の重量をプレストレスにより支持して、ＰＣ梁１０の反りやひび割れを防止することができる。なお、外部ＰＳ鋼線２０に加える引っ張り力は、プレストレスの導入に伴うコンクリート１２の反りやひび割れを防止できる程度に、プレストレスを打ち消すような大きさに設定すればよい。なお、ＰＣ梁１０へ上部コンクリートを打設する前にＰＣ梁１０上へ床スラブを設置する場合には、外部ＰＳ鋼線２０の張力を開放する時期は上記した上部コンクリートの打設後に限らず、床スラブの設置後としてもよい。
【００１７】
上記したように、ＰＣ梁１０に大きなプレストレスを導入する場合にも、このプレストレスを打ち消す向きの荷重を外部ＰＳ鋼線２０により付与することで、プレストレスの導入に伴う反りやひび割れの発生を防止することができる。したがって、本実施形態によれば、ＰＣ梁１０に十分なプレストレスを導入して、梁自重やスラブ荷重等による反りやひび割れの発生を確実に防止することが可能となる。
【００１８】
なお、上記実施形態では、外部ＰＳ鋼線２０に引っ張り力を加えた後にＰＳ鋼線１６に引っ張り力を加えることとしたが、これに限らず、ＰＳ鋼線１６および外部ＰＳ鋼線２０に並行して引っ張り力を加えても良く、あるいは、両鋼線に加える引っ張り力を交互に所定量ずつ増加させることとしてもよい。
【００１９】
また、上記実施形態では、コンクリート１２の打設後にＰＳ鋼線１６に張力を加えるポストテンション方式によりプレストレスを導入するものとしたが、これに限らず、ＰＳ鋼線１６に張力を加えた状態でコンクリート１２を打設した後、ＰＳ鋼線１６の張力を開放するプレテンション方式によりプレストレスを導入することとしてもよい。
【００２０】
また、上記実施形態では、ＰＣ梁１２がハーフプレキャストコンクリート梁であるものとして説明したが、これに限らず、Ｕ字型の断面形状を有する外殻プレキャストコンクリート梁であってもよい。この場合、図６に断面図を示す如く、Ｕ字型断面の各脚部にＰＳ鋼線１６が設けられるのに対応して、外部ＰＳ鋼線２０もＵ字型断面の各脚部の端面に設ければよい。外殻プレキャストコンクリート梁の場合、プレストレスに抵抗するコンクリートの量が小さいため、導入可能なプレストレスの大きさも小さく制限される。これに対して、外部ＰＳ鋼線２０によってプレストレスを打ち消す向きの荷重を加えることで、十分に大きなプレストレスを導入することが可能となる。
【００２１】
更に、本発明はフルプレキャストコンクリート梁にも有効に適用することができる。すなわち、フルプレキャストコンクリート梁の場合にも、梁の上に設置されるスラブ等の重量による反り等を防止すべくプレストレスが導入されるが、梁施工が行われるまではプレストレスに釣り合うべき荷重は存在しない。そこで、本発明を適用してプレストレスを打ち消す向きの荷重を付与することにより、プレストレスの導入に起因する反りやひび割れを防止できるのである。図７および図８は、夫々、フルプレキャストコンクリート梁の場合に外部鋼線保持部１８をＬ型金物１８Ｄおよび増し打ち部１８Ｅで構成した例を示す。
【００２２】
また、上記実施形態では、外部ＰＳ鋼線２０により荷重を付与するものとしたが、これに限らず、適宜な冶具およびジャッキ等を用いてＰＣ梁１０の両端面の上部を両側から挟みこむことにより荷重を付与することとしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プレストレスを打ち消す向きの荷重をコンクリート梁に付与することで、プレストレスの導入に伴う梁の反りやひび割れが防止できる。このため、十分に大きなプレストレスが導入されたプレストレストコンクリート梁を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるハーフプレキャストコンクリート梁の側面図である
【図２】図１に示すハーフプレキャストコンクリート梁の断面図である。
【図３】外部鋼線保持部の構成を示す斜視図である
【図４】外部鋼線保持部の別の構成を示す斜視図である。
【図５】外部鋼線保持部の更に別の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明がＵ字型の断面形状を有する外殻プレキャストコンクリート梁に適用された場合の断面図である。
【図７】本発明がフルプレキャストコンクリート梁に適用された場合の外部鋼線保持部の構成を示す斜視図である。
【図８】本発明がフルプレキャストコンクリート梁に適用された場合の外部鋼線保持部の別の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ ハーフプレキャストコンクリート梁
１６ ＰＳ鋼線
１８ 外部鋼線保持部
２０ 外部ＰＳ鋼線

Claims (4)

1. 内部に挿通された線材の張力によりプレストレスが導入されたプレストレストコンクリート梁であって、
   前記線材を前記コンクリート梁の内部に湾曲状に挿通して前記プレストレスコンクリート梁を撓ませる向きのプレストレスを導入すると共に、前記プレストレスを打ち消す向きの荷重を前記プレストレストコンクリート梁に付与する荷重付与手段を設けたことを特徴とするプレストレストコンクリート梁。
2. 前記荷重付与手段を、前記プレストレストコンクリート梁の上部の両端部に設けられた保持部と、該保持部間に緊張状態で接続された第２の線材とにより構成したことを特徴とする請求項１記載のプレストレストコンクリート梁。
3. コンクリート梁を打設し、その内部に湾曲状に挿通した線材に張力を加えることにより前記プレストレスコンクリート梁を撓ませる向きのプレストレスを導入するプレストレスコンクリート梁の構築方法であって、
   前記コンクリート梁に前記プレストレスを打ち消す向きの荷重を付与する荷重付与工程を含む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。
4. 前記コンクリート梁の上部の両端部に保持部を設け、前記荷重付与工程では、前記保持部間を第２の線材で結合して、該第２の線材に張力を加えることにより前記荷重を付与することを特徴とする請求項３記載のプレストレストコンクリート梁の構築方法。

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