JP4413064B2 - プレキャストｐｃタンクの側壁構造 - Google Patents

Description

この発明はプレキャストＰＣタンクの側壁を構成するプレキャストＰＣタンクの側壁構造に関するものである。

プレキャストＰＣタンクは鉄筋コンクリート造の底版３上に、図11に示すように筒形の側壁２を構成するプレキャストコンクリート製の側壁部材１を底版３の周方向に連続的に設置し、全側壁部材１の設置完了後、側壁２の周方向にプレストレスを導入して側壁２を完成させ、側壁２の頂部上に同じくプレキャストコンクリート製の屋根部材を架設することにより構築される。

側壁部材１の下端部と底版３との接合方法には、両者間の水平方向の相対変位及び水平軸回りの回転変位を許容する自由支持と、回転変位のみを許容するヒンジ支持、並びに水平変位と回転変位を拘束する固定支持があるが、通常は図９に示すように地震時に側壁部材１を底版３に対して回転変位を生じさせることにより、両者の接合部に過大な応力が発生することを回避できるヒンジ支持が採用される（特許文献１、特許文献２参照）。
特公平6-55366号公報（第４図） 特開平2004-68480号公報（図１、図８、図９）

側壁部材１の下端部を底版３にヒンジ状態に接合する場合は図10−(a)〜(c)に示すように底版３上に側壁部材１を設置し、側壁２の周方向にＰＣ鋼材等の引張材を配置してプレストレスを導入した後に、側壁２外周側の底版３中に定着され、上端が底版３の天端から突出しているアンカーボルト21と現場打ちコンクリート22を用いて側壁部材１の下端部と底版３を接合することが行われる。

底版３の周囲部分の、側壁部材１の設置位置の天端には均し（レベル調整）モルタル６が敷設され、均しモルタル６と側壁部材１との間には地震時に側壁部材１の水平変位を抑制しながら回転変位を許容するためのゴム等の支承材７が介在させられる。アンカーボルト21の周囲には現場打ちコンクリート22が回り込むことによるアンカーボルト21の拘束を回避し、アンカーボルト21の曲げ変形が許容されるよう、目地材８が設置される。

側壁部材１と底版３とは例えば側壁部材１に定着されているアンカー筋と現場打ちコンクリート22中に配筋される鉄筋を連結し、これらの鉄筋を包囲するように現場打ちコンクリート22を打設することにより接合されるため、ヒンジ構造を完成させるまでの間に鉄筋の組立、型枠の設置、コンクリートの打設、養生の複数の作業工程を要する。その上、鉄筋の配筋とコンクリートの打設は側壁部材１の全周に亘って施工されなければならないことから、側壁部材の設置から側壁完成までの工期が長期化せざるを得ない。

また現場打ちコンクリート22の部分は地震時に側壁部材１を底版３に対して水平軸回りに回転自在に支持するために、側壁部材１と一体となって挙動する必要があるが、現場打ちコンクリート22と側壁部材１との一体性の確保が現場作業に依存するため、施工不良や施工誤差に起因して一体性が損なわれる可能性がある。

この発明は上記背景より、現場打ちコンクリート部分と側壁部材との一体性を確実にし、側壁完成までの工期の短縮が図れるプレキャストＰＣタンクの側壁構造を提案するものである。

本発明ではプレキャストコンクリート製の側壁部材の下端部に、底版の天端から突出するアンカーボルトやアンカー筋その他の定着材が鉛直方向等、定着材の突出の方向に挿通可能な挿通孔を有し、従来の現場打ちコンクリート部分に相当する脚部を一体的に形成することにより、従来の現場打ちコンクリート部分と側壁部材を完全に一体化させ、現場での配筋作業とコンクリートの打設作業を不要にし、側壁完成までの工期の短縮を図る。

側壁部材は側壁の周方向にプレストレスを導入するための引張材が挿通する貫通孔を有する本体部と、本体部の下端部の、側壁の内周側、もしくは外周側に本体部と一体的に形成された脚部の二部分からなり、脚部に、底版中に定着され、上端が底版の天端から突出した定着材が挿通可能な挿通孔が形成される。

従来の現場打ちコンクリート部分に相当する脚部がプレキャストコンクリート製側壁部材の一部として側壁部材の本体部と一体化していることで、一体化が現場作業に依存する場合の施工不良や施工誤差が発生する余地がなく、本体部と脚部の一体性が損なわれる問題は発生しない。

また側壁部材の製作時に本体部に脚部が一体化していることで、底版上では側壁部材を設置して隣接する側壁部材と連結し、周方向にプレストレスを導入するのみで、側壁を完成させることができるため、従来の現場での配筋作業と型枠組立、コンクリート打設、及び養生が不要になり、その分、工期が短縮される。

また従来の側壁部材は本発明の本体部に相当する部分しか持たないため、従来であれば、側壁部材を設置し、連結が完了するまでの間、側壁部材を吊り支持したまま保持しておく必要があるが、本発明では側壁部材がその本体部の底面と脚部の底面において底版上に載ることで、側壁部材を底版上に設置した状態での安定性が増し、吊り込んだ側壁部材を隣接する側壁部材に突き合わせた後には吊り支持を解除し、自立させることができるため、側壁部材の吊り込みの効率が高まり、側壁完成までの施工効率が上昇し、この面からも工期の短縮が図られる。

脚部を除く側壁部材の本体部は図６−(a)〜(c)に示すように平板状に形成される他、側壁の外周側へ凸に湾曲、もしくは屈曲した形に形成されるが、底版上に側壁部材を設置する上では脚部が本体部の内周側に形成されるか、外周側に形成されるかは問われない。

但し、側壁部材は図４−(a)に示すように本体部の形状が平板状であっても、周方向に連結されることにより円筒形の側壁を構成することから、平面上は図６に示すように側壁の外周側から内周側へかけて本体部の周方向の長さが小さくなる台形状をするため、同図に示すように隣接する側壁部材の脚部が周方向の端面において互いに突き合わせられるように脚部を形成する場合に、脚部を本体部の外周側に形成したとき、脚部が本体部の内周側から外周側へかけて台形、または扇形に拡張して突出する形になる。

この結果、隣接する側壁部材の連結時に脚部の周方向の端部が互いに衝突し易くなり、連結作業時の障害になる可能性がある。側壁部材の本体部がその外周側に凸に湾曲、もしくは屈曲した形をする場合にも脚部を本体部の外周側に形成すれば、脚部が本体部の内周側から外周側へかけて拡張する形になるため、衝突の問題を緩和する上では請求項２に記載のように側壁の内周側に脚部を形成することが望ましい。

側壁部材の本体部の内周側に脚部を形成した場合に、隣接する側壁部材の脚部が周方向の端面において互いに突き合わせられるように脚部を形成する場合には外周側に形成する場合とは逆に、脚部の周方向の長さが外周側から内周側へかけて縮小することで、側壁部材の吊り込み時と隣接する側壁部材の連結時に脚部の周方向の端部が互いに衝突しにくくなるため、吊り込みと連結の作業性が向上し、作業効率の向上により側壁完成までの工期を一層短縮することが可能になる。

底版を構築した状態ではその周囲部分の、側壁部材の設置位置の天端に不陸が生じている可能性があるため、全側壁部材の高さを揃える、あるいは調整するために均しモルタルを敷設する必要が生ずる場合がある。

これに対し、請求項３に記載のように脚部を含む側壁部材の底面側に、下方から高さ調整ボルトが螺入する１個、もしくは複数個のナット（インサート）を埋設しておけば、側壁部材の設置前にナットに高さ調整ボルトを螺入させることにより側壁部材の設置時のレベル調整をすることが可能になり、底版の天端に不陸が生じている場合に対応することができるため、均しモルタルの敷設を不要にすることができる他、均しモルタルに不陸が生じている場合や隣接する側壁部材同士の連結時の微調整を必要とする場合にも対応することができる。

プレキャストコンクリート製の側壁部材は請求項４に記載のように底版の天端から突出している定着材を脚部の挿通孔に挿通させながら底版上に載置され、脚部の挿通孔内に無収縮モルタル等の充填材が充填されることにより底版に対し、地震時に水平変位を拘束されながら回転変位可能な状態に底版に接合される。

この場合、側壁部材に脚部が一体化していることで、脚部の挿通孔に定着材を挿通させながら側壁部材を吊り込み、底版上に載置するのみで、定着材を脚部に挿通させることができ、また挿通孔内に充填材を充填するのみで側壁部材を底版に接合することができるため、側壁部材と底版との接合作業が単純化されることに加え、吊り込んだ側壁部材の自立性が確保され、側壁部材の吊り込みの効率が高まる利点があり、側壁部材の連結作業及び底版への接合作業が効率化される。

請求項２の側壁構造を用いた場合には脚部の周方向の端部同士が衝突しにくくなることで、接合前の吊り込みと連結の作業性が向上する利点があり、請求項３の側壁構造を用いた場合には底版天端の不陸に対応でき、均しモルタルの敷設を不要にできる利点がある。

プレキャストコンクリート製の側壁部材の下端部に、底版の天端から突出する定着材が挿通可能な挿通孔を有する脚部を一体的に形成し、従来の現場打ちコンクリート部分と側壁部材を完全に一体化させるため、現場での配筋作業とコンクリートの打設作業、及び型枠組立が不要になる上、コンクリートの養生期間もなくなり、側壁完成までの工期を大幅に短縮することができる。

また脚部を側壁部材に現場で一体化させる場合に生じ得る施工不良や施工誤差に起因する、脚部と側壁部材の一体性が低下する問題が解消される。

請求項２では脚部を側壁の内周側に形成し、脚部の周方向の長さを側壁の外周側から内周側にかけて縮小する形にすることで、側壁部材の吊り込み時と隣接する側壁部材の連結時に脚部の周方向の端部が互いに衝突しにくくするため、吊り込みと連結の作業性が向上し、側壁完成までの工期を一層短縮することができる。

請求項３では脚部を含む側壁部材の底面側に、高さ調整ボルトが螺入するナットを埋設しておくことで、側壁部材の設置前にナットに高さ調整ボルトを螺入させることができるため、底版天端の不陸に対応でき、均しモルタルの敷設を省略することができる。また均しモルタルの不陸にも対応でき、側壁部材同士の連結時の微調整をすることもできる。

請求項４では側壁部材に脚部が一体化していることで、脚部の挿通孔に定着材を挿通させながら側壁部材を吊り込み、底版上に載置するのみで、定着材を脚部に挿通させることができる上、挿通孔内に充填材を充填するのみで側壁部材を底版に接合することができるため、側壁部材と底版との接合作業が単純化され、側壁部材の連結作業及び底版への接合作業の効率化が図られる。

請求項１に記載の発明は図４−(a)、(b)に示すように鉄筋コンクリート造の底版３上にその周方向に連続的に設置され、周方向にプレストレスが導入されることによりプレキャストＰＣタンクの筒形の側壁２を構成するプレキャストコンクリート製の側壁部材１である。

プレキャストＰＣタンクは底版３上に側壁部材１を底版３の周方向に隣接させながら連続的に設置し、全側壁部材１の設置が完了した後、側壁部材１内にＰＣ鋼材や繊維強化材料等の引張材12を挿通して緊張し、側壁２の周方向にプレストレスを導入して側壁２を完成させ、側壁２の頂部上に図示しないプレキャストコンクリート製の屋根部材を架設することにより構築される。プレキャストＰＣタンクは上下水用タンク、農業用水用タンク、家畜糞尿用タンクその他の各種貯留タンクとして使用される。

側壁部材１は図５−(a)〜(c)に示すように側壁２の周方向にプレストレスを導入するための複数本の引張材12が挿通する複数個の貫通孔1bを有する壁板状の本体部1Aと、本体部1Aの下端部の、側壁２の内周側、もしくは外周側に本体部1Aと一体的に形成され、底版３中に定着され、上端が底版３の天端から突出したアンカーボルトやアンカー筋、あるいはプレート等の定着材４と接合される脚部1Bの二部分からなり、脚部1Bに定着材４が挿通可能な挿通孔1aが形成される。本体部1Aの貫通孔1bにはシースが配置される場合もある。

図５−(b)、(c)は図４−(a)に示す側壁２の内、周方向の複数箇所（図面では４箇所）に配置され、引張材12の端部が定着されるピラスター部材としての側壁部材１を、図５−(a)はそれ以外の標準部の側壁部材１を示す。図６−(a)は図５−(a)に示す側壁部材１の平面を、(b)、(c)はそれぞれ図５−(b)、(c) に示す側壁部材１の平面を示す。

引張材12は例えば図７に示すように側壁２の周方向に同一レベルで半周し、その位置に配置されたピラスター部材としての側壁部材１に定着され、上下に隣接する引張材12、12の定着位置は図７において1/4周、相違させられることから、図４、図７に示すように側壁２の中心に関して対称な位置には同一タイプ（タイプＡ、またはタイプＢ）の側壁部材１（ピラスター部材）が配置され、図５−(b)、(c)に示すようにタイプＡとタイプＢとでは引張材12の定着位置が一段相違している。図５、図６の各(b)はタイプＡの側壁部材１を、各(c)はタイプＢの側壁部材１を示す。タイプＡの側壁部材１における引張材12端部の定着状態を図８−(a)に、タイプＢの側壁部材１における引張材12端部の定着状態を図８−(b)に示す。

脚部1Bは図１、図２、図５に示すように本体部1A下端部の、側壁２の内周側、もしくは図３に示すように外周側に一体的に形成され、底版３の天端から突出する定着材４が挿通可能な挿通孔1aを有する。定着材４は図示するように鉛直方向等、定着材４の突出の方向に挿通孔1aに挿通する。

図示するように脚部1Bを本体部1Aの内周側に形成した場合（請求項２）には図６−(a)〜(c)に示すように脚部1Bが外周側から内周側にかけて縮小する台形、またはそれに近い形になり、外周側に形成した場合より脚部1Bの平面積が小さくなるため、側壁部材１の吊り込み時と隣接する側壁部材１、１の連結時に脚部1B、1B同士が衝突しにくくなり、作業をし易い利点がある。

脚部1Bは本体部1Aの下端部から連続して本体部1Aの内周側、もしくは外周側へ張り出す形で形成され、本体部1Aと脚部1Bの底面は底版３上に側壁部材１が載置されたときの安定性を得るために平坦面、または凹面に形成される。

挿通孔1aは図６−(a)〜(c)に示すように１枚の側壁部材１を底版３に接合するために突出している定着材４の個数分、形成される。図面では脚部1Bの底面から上面まで貫通する形で挿通孔1aを形成しているが、必ずしも貫通する必要はなく、挿通孔1a内に定着材４が挿通し、定着材４の周囲の空隙に無収縮モルタルや接着剤等の充填材５を充填することができるように形成されていればよい。

また側壁部材１は地震時に底版３に対して回転変位を生じようとするため、挿通孔1aの内周面と定着材４の表面との間には回転変位を阻害しない程度のクリアランスが確保される。図面では挿通孔1aを脚部1Bの底面から上面まで同一径の円柱形状に形成しているが、回転変位に追従し易くなるよう、下方から上方へかけて径が増大する形、例えば円錐形やそれに類似した形に形成することもある。

側壁部材１の底版３への接合は図１に示すように底版３上に、その天端から突出している定着材４を脚部1Bの挿通孔1aに挿通させながら側壁部材１を載置し、挿通孔1a内に充填材５を充填することにより行われる。

底版３の天端上に側壁部材１を直接載置する場合には図１、図３に示すように底版３の天端に均し（レベル調整）モルタル６が敷設され、その上に地震時に側壁部材１の水平変位を抑制しながら回転変位を許容するためのゴム等の支承材７が介在させられる。支承材７は少なくとも脚部1Bを除いた本体部1Aの底面の位置に配置される。定着材４の回りには挿通孔1a内に充填される充填材５が側壁部材１の底面と底版３との間に流出し、定着材４が充填材５によって拘束されることがないよう、目地材８が配置され、定着材４の曲げ変形能力が確保される。

側壁部材１が載る位置の底版３の天端レベルは側壁部材１の側壁２内周側への移動を拘束するためにそれより内周の部分の天端レベルより低く設定されるが、側壁部材１の下端部の内周面とレベルが変化する部分との間には側壁部材１の下端部を保護するためにパッキン９が挟まれる。

図３は本体部1A下端部の、側壁２の外周側に脚部1Bを形成した場合を示すが、この場合も少なくとも本体部1Aの底面の位置に支承材７が、定着材４の回りに目地材８がそれぞれ配置され、側壁部材１の下端部の内周面とレベルが変化する部分との間にパッキン９が挟まれる。

図２−(a)、図６は側壁部材１の製作時に脚部1Bを含む側壁部材１の底面側に、下方から高さ調整ボルト11が螺入するナット10を埋設しておき、側壁部材１の設置前にナット10に高さ調整ボルト11を螺入させ、その螺入長さの調整により側壁部材１の設置時のレベルを調整する場合（請求項３）の例を示す。図２−(b)は図５−(b)、(c)に示す側壁部材１の下端部における図２−(a)の詳細を示す。高さ調整ボルト11の頭部は安定性を確保するためにプレート13の上に載せられる。

図２の場合は高さ調整ボルト11によって側壁部材１のレベルが調整されるため、図面では均しモルタル６を敷設していない。また高さ調整ボルト11が側壁部材１の底面から突出することによって側壁部材１の底面と底版３の天端面との間の距離が図１の場合より大きくなり、その距離の確保によって定着材４の曲げ変形能力が得られるため、支承材７と目地材８も配置せず、挿通孔1a内に充填される充填材５を側壁部材１の底面まで回り込ませている。

内周側に脚部を形成した側壁部材と底版との接合部を示した縦断面図である。 (a)は側壁部材の底面側に埋設されたナットに高さ調整ボルトを螺入させ、側壁部材の高さを調整する場合の様子を示した縦断面図、(b)は(a)の詳細を示したナット部分の縦断面図である。 外周側に脚部を形成した側壁部材と底版との接合部を示した縦断面図である。 (a)は側壁部材を連結して構成される側壁を示した平面図、(b)は(a)の一部断面側面図である。 (a)〜(c)はタイプの異なる側壁部材を示した側面図である。 (a)〜(c)は図５−(a)〜(c)に示す各側壁部材の配置状態を示した平面図である。 側壁全体における引張材の配置状態を示した平面図である。 (a)は図６−(b)に示す側壁部材における引張材の定着状態を示した平面図、(b)は図６−(c)に示す側壁部材における引張材の定着状態を示した平面図である。 従来の側壁部材と底版との接合の様子を示した縦断面図である。 (a)〜(c)は図４に示す側壁部材と底版との接合の手順を示した縦断面図である。 複数個の側壁部材を連結して構成される側壁を示した斜視図である。

符号の説明

１……側壁部材、1A……本体部、1B……脚部、1a……挿通孔、
２……側壁、３……底版、４……定着材、５……充填材、６……均しモルタル、
７……支承材、８……目地材、９……パッキン、
10……ナット、11……高さ調整ボルト、12……引張材、13……プレート

Claims (4)

1. 鉄筋コンクリート造の底版上に当該底版の周方向に隣接させながら連続的に設置された複数の側壁部材と、当該側壁部材内にその周方向にプレストレスを導入するために挿通された複数の引張材とからなるプレキャストＰＣタンクの側壁構造において、前記側壁部材は、側壁の周方向に引張材が挿通する貫通孔が形成された本体部と、当該本体部の下端部に前記側壁の内周側もしくは外周側に本体部と一体的に形成された脚部の二部分からなり、前記引張材は前記側壁部材の貫通孔内を側壁の周方向に同一レベルで半周し、その位置に配置されたピラスター部材としての側壁部材に定着され、かつ上下に隣接する引張材の定着位置は１／４周、相違してあり、前記脚部は周方向の端面において互いに突き合わせられるように台形または扇形に形成され、かつ前記底版中に定着され、上端が底版の天端から突出した定着材が挿通可能な挿通孔が形成され、当該挿通孔は前記定着材との間にクリアランスを有し、かつ下方から上方へかけて径が増大する形に形成されてなることを特徴とするプレキャストＰＣタンクの側壁構造。
2. 脚部が側壁の内周側に形成され、脚部の周方向の長さが側壁の外周側から内周側へかけて縮小する台形または扇形に形成されている請求項１記載のプレキャストＰＣタンクの側壁構造。
3. 脚部を含む側壁部材の底面側に、下方から高さ調整ボルトが螺入する１個、もしくは複数個のナットが埋設されている請求項１または２記載のプレキャストＰＣタンクの側壁構造。
4. 底版の天端から突出している定着材を脚部の挿通孔に挿通させながら側壁部材を底版上に載置し、脚部の挿通孔内に充填材を充填して側壁部材を底版に接合してあることを特徴とする請求項１−３のいずれか１に記載のプレキャストＰＣタンクの側壁構造。

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