JP5676212B2

JP5676212B2 - Ｐｃ鋼材

Info

Publication number: JP5676212B2
Application number: JP2010245412A
Authority: JP
Inventors: 修平前田; 菅原　潤; 潤菅原; 大五佐藤; 前川　智哉; 智哉前川; 公則松下
Original assignee: Sumitomo SEI Steel Wire Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo SEI Steel Wire Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2010-11-01
Filing date: 2010-11-01
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2030-11-01
Also published as: JP2012097449A

Description

この発明は、コンクリート部材にあらかじめ圧縮力を与える「プレストレストコンクリート工法」の一種であるアンボンド工法に使用されるプレストレストコンクリート（ＰＣ）鋼材、特に、弧状に曲げられて使用されるＰＣ鋼材に関するものである。

アンボンド工法は、スラブコンクリートが固まったあとでＰＣ鋼線に引張力を与えるポストテンション方式によって施工されるため、スラブ内部を通るＰＣ鋼材は、例えば、本願に係る発明の一実施形態を示す図１を参照して説明すると、ＰＣ鋼線１と、そのＰＣ鋼線１の周りにグリース３を介在して被せた樹脂シース２とから成る。
このアンボンド工法は、小梁がない大床構造にも使用が可能のため、ＬＰＧ等の液化ガスの貯蔵タンクの屋根スラブや原子炉における蒸気発生器の屋根スラブ等の構築に採用されている（特許文献１図７特許文献２図１）。

特開平０７−４１１１号公報特開平０７−１７４３０２号公報

上記の貯蔵タンクの屋根スラブや原子炉における蒸気発生器の屋根スラブ等は、通常、ドーム状をしているため、ＰＣ鋼材も円弧状に曲げられて施工されることとなる。このＰＣ鋼材を円弧状に曲げるには、そのＰＣ鋼材の軸線方向に沿ってガイドを設けることとなり、当然なこととして、そのガイドにＰＣ鋼材が圧接されることとなる。
このとき、その圧接によって、シース２が破れると、グリース３が漏れ出てＰＣ鋼線１が錆易くなり、その錆によってＰＣ鋼線１の強度が低下して、スラブコンクリートに対する引張力が低下する恐れがある。

この発明は、上記のＰＣ鋼材が円弧状に曲げられて施工されても、シース２の破損が起らないようにすることを課題とする。

上記課題を達成するために、この発明は、樹脂シースにおいては、高強度のものは圧縮力に対して高い耐力を有していることに着目し、そのシースを、曲げによる圧縮力が作用した場合、その圧縮力では破断されない高強度を有するものとしたのである。
具体的な構成としては、ＰＣ鋼線と、そのＰＣ鋼線の周りにグリースを介在して被せた樹脂シースとから成るアンボンドＰＣ鋼材であって、断面円弧状コンクリートにその円弧状に沿って曲げられて使用され、その円弧状に沿った一端を定着部、他端を緊張部として緊張されて前記曲げによって樹脂シースに圧縮力が作用した場合、その圧縮力ではその樹脂シースは破断されない高強度を有する構成を採用したものである。

この構成において、上記樹脂シースには、従来からポリエチレンが使用されていることから、そのポリエチレンを使用し、その引張強さ：２９ＭＰａ以上のものとして、曲げによる圧縮力では破断されない高強度を有するものとするとよい。
上記各構成からなるＰＣ鋼材は、断面円弧状コンクリートにプレストレスを与える工法において、そのプレストレスを与えるＰＣ鋼材として採用することができ、その工法においては、前記ＰＣ鋼材を前記断面円弧状コンクリートにその円弧状に沿い曲げて施工し、その円弧状に沿ったＰＣ鋼材の一端を定着部、他端を緊張部として緊張して前記断面円弧状コンクリートにプレストレスを与える。

この発明は、以上のように構成したＰＣ鋼材としたので、曲げて施工されても樹脂シースが破れることがない。このため、ＰＣ鋼材のシースの破損の恐れもなく、断面円弧状コンクリートに有効なプレストレスを長期に亘り安定して与えることができる。

この発明に係るＰＣ鋼材の一実施形態の断面図同実施形態の圧縮作用説明図同実施形態の圧縮試験説明図

この実施形態のＰＣ鋼材（径：１８．６ｍｍ）１０は、従来と同様に、図１に示すように、鋼素線（径：５．１ｍｍ）１ａを撚ったＰＣ鋼線１と、そのＰＣ鋼線１の周りにグリース３を介在して被せた樹脂シース（厚み：１．３ｍｍ）２とから成る。鋼素線１ａの撚り本数は、図示の７本に限らず、１９本等と任意である。
このＰＣ鋼材１０は、ドーム状スラブにおいては、円弧状に曲げて施工される。このため、上述のように、そのＰＣ鋼材１０の軸線方向に沿ってガイドを設けることとなり、図２に示すように、ガイドをなす治具１２によってその態様を模型化し、その治具１２の案内面の半径：Ｒ、緊張荷重：Ｎ（ｋＮ）、曲げ治具１２頂点Ｇ付近のシース２に加わる荷重：Ａ（ｋＮ／ｍｍ）とすると、次式の近似式が成立する。
Ｎ＝２×２Ｒ×π／４×∫Ａ（ｃｏｓ２θ）ｄθ θ：０→π／２・・（１）
ここで、Ｒ＝７００ｍｍ、Ｎ＝２１０ｋＮとすると、
上記式（１）は、２１０＝２×２×７００×π／４×∫Ａ（ｃｏｓ２θ）ｄθとなり、
θ：０→π／２から、Ａ＝０．１２ｋＮ／ｍｍとなる。

つぎに、シース２として、ノバテックＨＤ（日本ポリエチレン株式会社製：登録商標）、ハイゼックス（株式会社プライムポリマー製（三井化学株式会社：登録商標））、メタロセンＨＤ（株式会社プライムポリマー製）から成るもの（試験例１〜９）を採用し、それらのダンベル試験片（厚み：１ｍｍ）からＪＩＳＫ６２５１−３号に基づき、線速：５０ｍｍ／分で引張強さ（引張降伏応力）：ＭＰａを求め、さらに、図３に示すように、定盤２１上に、シース２に相当する前記各樹脂のシート２’、その上に鋼線１ａを載せ、その上から、押圧板２２でもって押圧し、その時の「圧縮量（ｍｍ）」、「圧縮割合（％）」を計測した結果を表１に示す。なお、鋼線１ａの長さ：２０ｍｍとしたので、押圧力（シース２に加わる荷重）：Ａ＝０．１２ｋＮ／ｍｍ×２０ｍｍ＝２．４ｋＮとした。
また、この試験例１〜９の樹脂で図１のＰＣ鋼材１０のシース２を形成し、その各試料を図２に示す試験を行い、その結果を表１に示す。その図２の試験において、Ｒ：７００ｍｍ、Ｎ：２１０ｋＮで、１分、引張荷重Ｎを負荷した。表中、「×」はグリース３が漏れ出た場合、「○」はグリ−スが漏れ出なかった場合を示す。

この試験結果から、各樹脂をなすポリエチレンの引張強さが大きい程、圧縮量（圧縮割合）が小さいことが理解できる。これにより、引張強さが大きい程、シート２’の破損の恐れが少ないことが理解できる。また、圧縮割合が９０％以下の試験例５〜９では、全てグリースが漏れ出ず、それ以上の試験例１〜４ではグリースの漏れが生じたことから、シース２がポリエチレンの場合、引張強さが２９．０ＭＰａ以上あれば、グリース３が漏れ出ず、曲げに耐え得ることが理解できる。

なお、ＰＣ鋼線１には棒材を採用し得る、シース２にはポリエチレンでなくても、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等を採用し得る等、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ＰＣ鋼線
１ａ鋼線
２シース
３グリース
１０ＰＣ鋼材

Claims

ＰＣ鋼線（１）と、そのＰＣ鋼線（１）の周りにグリース（３）を介在して被せた樹脂シース（２）とから成るアンボンドＰＣ鋼材（１０）であって、断面円弧状コンクリートにその円弧状に沿って曲げられて使用され、その円弧状に沿った一端を定着部、同他端を緊張部として緊張されて前記曲げによって前記樹脂シース（２）に圧縮力が作用した場合、その圧縮力ではその樹脂シース（２）は破断されない高強度を有するものであることを特徴とするＰＣ鋼材。
上記樹脂シース（２）を引張強さ：２９ＭＰａ以上のポリエチレンとしたことを特徴とする請求項１に記載のＰＣ鋼材。
ＰＣ鋼線（１）と、そのＰＣ鋼線（１）の周りにグリース（３）を介在して被せた樹脂シース（２）とから成るＰＣ鋼材（１０）によって、断面円弧状コンクリートにプレストレスを与えるプレストレストコンクリート工法であって、前記ＰＣ鋼材（１０）に請求項１又は２に記載のＰＣ鋼材を使用し、そのＰＣ鋼材（１０）を前記断面円弧状コンクリートにその円弧状に沿い曲げて施工し、その円弧状に沿ったＰＣ鋼材（１０）の一端を定着部、同他端を緊張部として緊張して前記断面円弧状コンクリートにプレストレスを与えることを特徴とするプレストレストコンクリート工法。