JP3762692B2

JP3762692B2 - Ｐｃ鋼より線とそれを用いたコンクリート構造物

Info

Publication number: JP3762692B2
Application number: JP2001365277A
Authority: JP
Inventors: 勝荒金
Original assignee: Sumitomo SEI Steel Wire Corp
Current assignee: Sumitomo SEI Steel Wire Corp
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2021-11-29
Also published as: JP2003166311A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレストレストコンクリート(PC)鋼より線と、このPC鋼より線を用いたコンクリート構造物に関するものである。特に、コンクリートとの付着強度が高いPC鋼より線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マンションや事務所ビルの床スラブでは、プレテンション工法によるコンクリート構造物が広く用いられている。このようなコンクリート構造物に用いられる最も一般的なPC鋼撚り線としては、断面が円形の素線を複数本撚り合せたものがある。また、コンクリートとの付着を向上する目的で各素線の表面に複数の穴を設けたインデントPC鋼撚り線も利用されている。これらはいずれの場合も、素線表面とコンクリートとの摩擦の他、素線の撚りや表面のインデントによりコンクリートとの付着を期待していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のPC鋼より線では、長い付着伝達長が必要で、段差のある床スラブを採用することが難しいという問題があった。
【０００４】
従来、図６に示すように、段差のない床スラブ50を用い、その上に浴室51などの生活空間を形成している。この場合、生活床面には段差ができるが、床スラブ50には段差がなく、PC鋼より線の付着伝達長が長くてもよかった。
【０００５】
近年、バリヤフリーを目的として、生活床面に段差を設けない設計がなされてきた。生活床面の段差をなくすには、図７に示すように、床スラブ60に段差を形成する必要がある。
【０００６】
段差のある床スラブ60では、上下段の各々にPC鋼より線（破線で示す）が配置される。段差部ではPC鋼より線が連続しないので切断され、プレストレス力が付着長長さの範囲で抜けてしまう。段差のある床スラブはPC鋼より線の重なり長さW以下の付着長でないと成立しない。そのため、マンションなどで段差のないバリアフリーの居室空間を確保できないと言う問題があった。
【０００７】
従って、本発明の主目的は、コンクリートとの付着力を高めることで付着伝達長をより短くできるPC鋼より線と、このPC鋼より線を用いたコンクリート構造物を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、PC鋼より線の素線間にコンクリートとの付着力を増強する部材を挟み込み、PC鋼より線の外周に突起を形成することで上記の目的を達成する。
【０００９】
すなわち、本発明PC鋼より線は、複数の素線を撚り合わせたPC鋼より線であって、前記素線の間に挟み込まれる外周突起材を具えることを特徴とする。
【００１０】
PC鋼より線の外周に突出する外周突起材を設けることで、PC鋼より線の素線の撚り合わせを部分的に広げ、素線とコンクリートに側圧を発生させて、その結果として付着力が増強される。また、この外周突起材により、コンクリートとの付着抵抗が素線に伝達され、結果としてPC鋼より線の付着力が増強する。外周突起材は、素線間に挟まれた状態で緊張される（φ12.7mmのPC鋼より線の場合で125kN程度）ので強固にPC鋼より線に固定される。
【００１１】
外周突起材の具体的な構成としては次のものが挙げられる。
▲１▼Ｕ型に屈曲した鋼線をPC鋼より線の素線間に挟み込む。
例えば、PC鋼より線を構成する複数の素線のうち、外周に配置される外周素線の間にＵ型鋼線を挟み込み、Ｕ型鋼線の両端部をPC鋼より線の外周に向けて突出させればよい。
【００１２】
▲２▼直線状の鋼線短片をPC鋼より線の素線間に挟み込む。
例えば、PC鋼より線を構成する複数の素線のうち、外周素線とその内側に配置される内層素線との間に鋼線短片を挟みこみ、同短片の両端部をPC鋼より線の外周に突出させればよい。
【００１３】
いずれの場合も、外周突起材はPC鋼より線の放射方向にほぼ均一に突出するように設けることが好ましい。また、外周突起材の突出程度は、PC鋼より線外径の50％以上とすることが好ましい。このような外周突起を設けることで、従来に比べて付着伝達長を飛躍的に短縮することが可能となる。
【００１４】
外周突起材を設ける個所は、PC鋼より線長手方向においてコンクリートとの付着力増強を図りたい個所とすれば良い。また、外周突起材の形状、数、突出量を適宜調整することで、コンクリートに対する付着力の増強を定量的にコントロールすることができる。
【００１５】
本発明が適用できるPC鋼より線としてはインデントの無いものでも有るものでも構わない。PC鋼撚り線のサイズ例としては、外径：φ9.3mm〜28.6mmのものが挙げられる。もちろん、これ以外のサイズのPC鋼撚り線にも本発明を適用することができる。
【００１６】
一方、本発明コンクリート構造物は、上記の本発明PC鋼より線を用いたことを特徴とする。
【００１７】
外周突起材を有するPC鋼より線を用いることで、コンクリートとの付着力を向上して付着伝達長を短くした構造物を得ることができる。そのため、本発明構造物は、特にバリアフリーを目的とした段差のある床スラブなど、プレテンションコンクリート構造物に最適である。
【００１８】
このコンクリート構造物において、PC鋼より線の外周に螺旋筋を配置することが好ましい。素線間に挟み込まれる外周突起材により、緊張力は素線からコンクリートに側圧として伝達される。そのため、コンクリートはPC鋼より線の外周法線方向に向う割裂応力が発生する。PC鋼より線における外周突起材を設けた個所の外周に螺旋筋を配置することで、PC鋼より線の外周法線方向に向う割裂応力を補強筋の引張応力に変換するので、コンクリートに引張応力が発生し、破壊するのを抑制できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
（実施例１）
図1は本発明PC鋼より線の製造手順を示す説明図で、（A）は外周突起材（Ｕ型鋼線）の装着前、（B）はＵ型鋼線の装着中、（C）はＵ型鋼線の装着後を示す。図２はＵ型鋼線の装着個所の断面図である。
【００２０】
このPC鋼より線10は、１本の中心素線11の周りに６本の外周素線12を撚り合せたものである。ここでは、このPC鋼より線10に３つのＵ型鋼線20を装着する。
【００２１】
まず、PC鋼より線10における付着力を増強したい個所の撚りをほどく（図１A）。次に、外周素線12にＵ型鋼線20を掛けるように装着する。その際、６本の外周素線12の１本おきに３つのＵ型鋼線20を掛けて、各Ｕ型鋼線20の端部がPC鋼撚り線10の放射方向に均一に向くように配置する（図１B）。そして、Ｕ型鋼線20の装着後に素線の撚りを戻す（図1C）。
【００２２】
このような構成により、図2に示すように、Ｕ型鋼線20は屈曲の内側に1本の外周素線12が、屈曲の外側に2本の外周素線12と1本の中心素線11とが配置されることになり、Ｕ型鋼線20は確実に素線間に保持されることになる。
【００２３】
（実施例２）
次に、直線状の鋼線短片を外周突起材とした本発明PC鋼より線について説明する。図３はこのPC鋼撚り線における鋼線短片の装着個所の断面図である。
【００２４】
このPC鋼より線10も１本の中心素線11の周りに６本の外周素線12を撚り合せたものである。ここでは、このPC鋼より線に３本の鋼線短片30を装着する。
【００２５】
鋼線短片30はPC鋼より線10の外径よりも長い直線状の鋼線である。本例では、2本の外周素線12を鋼線短片30の一方側に、1本の中心素線11と2本の外周素線12とが鋼線短片30の他方側に配置されるように挟み込むことで鋼線短片30を保持した。
【００２６】
この構成でも、PC鋼より線のほぼ放射方向に鋼線短片30を突出させることができ、コンクリートとの付着力を増大させることができる。
【００２７】
（試験例１）
φ12.7mmのPC鋼より線に、Ｕ型鋼線を3つ取り付けて、付着力を測定した。用いたＵ型鋼線20は、図４に示すように、直径3mmの鉄筋をＵ型に屈曲した高さｈ＝50mm、幅35mm、屈曲内曲げ半径６mmのものである。試験は日本コンクリート工学協会の標準引き抜き試験法案に準じて実施した。図５に示すように、20cmのセメントペースト40の立方体に前記Ｕ型鋼線20を装着したPC鋼より線10を配置して試験体を製作した（実施例）。試験体におけるPC鋼より線10の外周は螺旋筋41で補強する。そして、試験体の一端側に変位計42を設置し、他端側はPC鋼より線の貫通穴を設けたプレート43で保持した。プレート43の厚さは2.5cm、プレート表面からのPC鋼より線10の突出量は110cm以上、プレート43と反対側へのPC鋼より線10の突出量は3cmとし、100kNの試験機でPC鋼より線10を牽引する。
【００２８】
比較のため、Ｕ型鋼線を用いないφ12.7mmの裸PC鋼より線（比較例１）およびＵ型鋼線を用いないインデント加工したPC鋼より線（比較例２）を配置した試験体も製作した。この試験体もPC鋼より線の外周を螺旋筋で補強した。
【００２９】
セメントペーストの発現強度が29.6N/mm²の時点で引き抜き試験を実施した。初滑荷重は、比較例１が12.2kN、比較例２が15.2kN、実施例が19.0kNであった。
【００３０】
最大引き抜き荷重は、比較例１が31.8kN、比較例２が43.0kN、実施例が69.0kN以上であった。実施例では試験体が割裂するまで載荷した。割裂時点での引き抜き荷重は69.0kNであった。
【００３１】
実施例は、初滑荷重で裸PC鋼より線の1.55倍、インデントPC鋼より線の1.25倍となった。最大引き抜き荷重は裸PC鋼より線の2.16倍、インデントPC鋼より線の1.6倍となった。
【００３２】
試験後の試験体を破壊して内部を確認すると、Ｕ型鋼線がPC鋼より線の回転を拘束していることが確認された。比較例１の裸のPC鋼より線では、端部は拘束されないのでPC鋼より線が緊張されると回転を起こし、撚り目による付着力の増強効果を十分に得ることが難しいが、実施例ではPC鋼より線の回転が拘束されるため、より一層の付着力増強が実現されることになる。
【００３３】
プレテンション構造物を製作するには、Ｕ型鋼線をPCストランドの任意の位置に取り付ける必要がある。前記実施例では、PC鋼より線のよりを解いてＵ型鋼線を取り付けた後、よりを戻す方法で容易に取り付けることができた。
【００３４】
また、長尺PC鋼より線の場合は、こて状の鉄板でPC鋼より線のよりを解いて同様の作業をすることで、容易にＵ型鋼線を装着することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明PC鋼より線によれば、次の効果を奏することができる。
【００３６】
▲１▼PC鋼より線の外周側に突出する外周突起材を設けることで、コンクリートとの付着力を増強することができる。
【００３７】
▲２▼PC鋼より線を構成する素線間に外周突起材を挟み込むことで、緊張時にも外周突起材がずれたり外れたりすることなく、確実に保持される。
【００３８】
▲３▼PC鋼より線に外周突起材を装着すると言う簡単な構成でコンクリートとの付着力増強が図れ、プレート、楔と楔受けなどの定着体を用いる必要がないので、施工性、低コスト性に優れる。
【００３９】
▲４▼外周突起材の形状、数、突出量などを適宜調整することで、コンクリートに対する付着量を定量的に評価することができる。
【００４０】
また、本発明コンクリート構造物は、コンクリートとの付着力に優れたPC鋼より線を用いることで付着伝達長を短くできる。その結果、段差のある床スラブがプレテンション床スラブで実現可能となりバリアフリーな居住空間を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明PC鋼より線の製造手順を示す説明図で、（A）は外周突起材（Ｕ型鋼線）の装着前、（B）はＵ型鋼線の装着中、（C）はＵ型鋼線の装着後を示す。
【図２】本発明PC鋼より線におけるＵ型鋼線の装着個所の断面図である。
【図３】 PC鋼撚り線における鋼線短片の装着個所の断面図である。
【図４】Ｕ型鋼線の外観図である。
【図５】引き抜き試験方法の説明図である。
【図６】段差のない床スラブの利用例を示す説明図である。
【図７】段差のある床スラブの利用例を示す説明図である。
【符号の説明】
10 PC鋼より線
11 中心素線
12 外周素線
20 Ｕ型鋼線
30 鋼線短片
40 セメントペースト
41 螺旋筋
42 変位計
43 プレート
50、60 床スラブ
51 浴室

Claims

中心素線と外周素線とからなる複数の素線を撚り合わせたPC鋼より線であって、
前記外周素線と中心素線との間および各外周素線との間に挟み込まれて固定されるＵ型に屈曲した鋼線を具え、
このＵ型に屈曲した鋼線は、当該PC鋼より線の外周に突出するように配置されることを特徴とするPC鋼より線。
中心素線と外周素線とからなる複数の素線を撚り合わせた PC 鋼より線であって、
前記外周素線と中心素線との間および各外周素線との間に挟み込まれて固定される直線状の鋼線短片を具え、
この直線状の鋼線短片は、当該 PC 鋼より線の外周に突出するように配置されることを特徴とするPC鋼より線。
請求項１または２に記載のPC鋼より線を用いてプレテンション工法により製造されたことを特徴とするコンクリート構造物。