JP5777060B2 - PCa部材およびPCa工法 - Google Patents
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Description
この種のPCa工法は、在来のRC工法(鉄筋コンクリート工法)に比較して現場作業(配筋作業、型枠作業、コンクリート打設作業等)を大幅に軽減できることから広く普及しており、たとえば特許文献1〜4に示されるように様々な形態のPCa部材を用いる様々なPCa工法が提案され実施されている。
特に、壁面を形成するためのPCa部材と屋根ないし床を形成するためのハーフPCa版とを実質的にラーメン架構となる門形架構として自立状態で構築し、それを順次継ぎ足して延長していくという作業を単純に繰り返すことが可能であり、それよって施工途中段階における仮設支保工を最少限とすることができるし、内部に対する仕上げ工事や設備工事その他の関連工事の早期着手も可能である。
また、PCa部材およびハーフPCa版を揚重可能な範囲内で最大限に大きくすることによって組み立て対象部材数を必要最少限とすることが可能であるし、現場での配筋作業や型枠作業、コンクリート打設量も可及的に少なくすることが可能であり、それによる施工の効率化、省力化を十分に図ることが可能である。
図1は本発明のPCa工法により施工する建物の基本形態を模式的に示すものであり、(a)は平面図、(b)は梁間方向の断面図である。
また、この建物は原子力関連施設における建屋として使用されるものであって、壁面および屋根面は放射線に対する遮蔽性能が必要とされることから通常のRC造ラーメン構造による場合に比べて壁厚および屋根厚を十分に大きく(厚く)する必要があり、図示例の場合における壁厚および屋根厚はいずれもたとえば0.8〜1m程度とすることを想定している。
そのため、この建物の構造形式は、通常のラーメン構造における柱が省略されて壁全体が柱としても機能する壁構造の範疇に属するものとされ、かつ、屋根面自体が梁の機能を有して通常の梁も省略されたものとなっており、それら壁面全体と屋根面全体とで実質的に門形のラーメン架構が構成されているものである。
これは上述したように梁間方向および桁行方向の双方の壁を形成するためのもので、階高相当分の高さ寸法を有するとともに柱を兼用し得る厚さ寸法と幅寸法を有する長尺のプレキャストコンクリートからなる本体部11を主体として、その本体部に壁および柱として機能するうえで必要となる所要本数の縦筋12と横筋13とを所定位置に所定間隔で配筋したことを基本とするものである。
各壁面部11a、11bにはそれぞれ幅方向に所定間隔をおいて複数本(図示例では各8本)の縦筋12が高さ方向に沿って配筋され、各縦筋12の下端部にはモルタル充填型のスリーブ継手12aが装着されている。
また、連結部11cには多数の横筋13が上下方向に間隔をおいて多段(図示例では50段)に配筋されている。各段の横筋13は中央部が連結部11cを水平方向に貫通して両端部が本体部11の側方に大きく突出する状態で壁厚方向に間隔をおいて2本ずつ配筋されている。
なお、上記のように横筋13どうしを重ね継手ないしあき重ねにより接合することから、隣接配置する双方のPCa部材10の双方の横筋13の位置を互いに干渉しない範囲で、かつ適切な重ね継手ないしあき重ね継手を構成するうえで支障のない範囲内で、上下方向あるいは左右方向にずらしておく必要がある。
また、このPCa部材10は施工時にはPC鋼材(PC鋼棒あるいはPC鋼線)を緊張することで自立可能とされており、そのため、PC鋼材を本体部11の底部から頂部まで上下方向に貫通する状態で通すためのシース管15が所定位置に所定本数(図示例では内外の壁面部11a、11と連結部11cとの連結部にそれぞれ2本ずつ計4本)設けられている。
これは、梁間方向のスパンに相当する長さ(本実施形態では15m程度)と、屋根厚に相当する高さ寸法(同、0.8〜1m程度)を有するとともに、上記の壁用のPCa部材10と同等の幅寸法(同、1.6m程度)を有する長尺のプレキャストコンクリートからなる本体部21を主体として、それに主筋22およびせん断補強筋23が配筋されているものである。なお、本実施形態のハーフPCa版20の質量もPCa部材10と同様に最大で20ton程度とすることが好ましい。
梁部21aにはその長さ方向に複数本(図示例では上筋および下筋ともに各4本)の主筋22が配筋され、主筋22の周囲に所定間隔で巻回されているせん断補強筋23が梁部21aの両側部(底型枠部22bの上部)にループ状態で露出して配筋されている。
具体的には、底版部と側壁部からなる断面形状略L状のPCa型枠31を予め製作し、それをマットスラブ30を形成するべき位置の外周部に配置して底版部を地表部に浅く埋設し、それを捨て型枠としてその内側にコンクリートを充填して基礎としての所要厚さのマットスラブ30を形成すれば良い。
また、後段においてシース管15(図2参照)内に挿通されるPC鋼材をマットスラブ30に対して連結するためのPC鋼材継手35(図6参照)を、シース管15に対応する位置に予め設けておく。
台座40はその上面がPCa部材10の底面に密着し得るように十分に平滑に仕上げた平板状のプレキャストコンクリート部材であって、各アンカー筋32およびPC鋼材継手35に対応する位置に予め貫通孔を設けておき、これをマットスラブ30上に設置してその底面とマットスラブ30上面との間にグラウトを注入してマットスラブ30に対して一体化せしめることで、その台座40上にPCa部材10を安定に支持して建て込むことが可能となる。
そして、PCa部材10の上部からPC鋼材をシース管15に通してその下端部をPC鋼材継手35に連結し、PC鋼材を緊張してその上端部をPCa部材10の頂部に対して定着せしめることにより、その緊結力によってPCa部材10を安定に自立させる。
しかる後に、スリーブ継手12aにモルタルを注入して各アンカー筋32をスリーブ継手12aを介して各縦筋12に対して接合することにより、各縦筋12をスリーブ継手12a、アンカー筋32を介してマットスラブ30に対して定着し、これにより1台のPCa部材10の建て込み作業が完了となる。
そして、図10に示すようにその門形架構に対して同様にして他の門形架構を連続せしめた状態で組み立て、それら門形架構の間およびハーフPCa版20上にコンクリートを充填して図11に示すように2ユニット分の門形ラーメン架構を構築する。
そこで、ハーフPCa版20上からの作業によりPCa部材10間の中空部11aにトレミー管を用いてコンクリートを充填するとともに、PCa部材10とハーフPCa版20との仕口部、およびハーフPC版20の底型枠部21b上に所定厚さでコンクリートを充填する。
これにより、図11に示したようにPCa部材10とハーフPCa版20とが仕口部において剛接合されると同時に2ユニットの門形架構が構造的に一体化し、それらの全体で2ユニット分の門形ラーメン架構が構築される。
また、上記のように1ユニットの門形架構を組み立てた時点でその都度コンクリートを充填することが現実的であるが、場合によっては複数のユニットを連続的に組み立ててからそれらユニット間に対してまとめてコンクリートを充填することでも良い。
特に、上記のように壁面を形成するためのPCa部材10と屋根面を形成するためのハーフPCa版20とを実質的にラーメン架構となる門形架構として自立状態で構築し、それを順次継ぎ足していくという作業を単純に繰り返すことによって、施工途中段階における仮設支保工を最少限とすることができるし、内部に対する仕上げ工事や設備工事その他の関連工事の早期着手も可能である。
また、PCa部材10およびハーフPCa版20を揚重可能な範囲内で最大限に大きくすることによって組み立て対象部材数を必要最少限とすることが可能であるし、現場での配筋作業や型枠作業、コンクリート打設量も可及的に少なくすることが可能であり、それによる施工の効率化、省力化を十分に図ることが可能である。
以上のことから、本実施形態のPCa工法は、特に壁厚や屋根厚を十分に大きくする必要があるような特殊用途の建物、たとえば上記実施形態のように放射線に対する遮蔽機能を必要とする原子力関連施設における建屋の施工に適用して最適であり、その種の用途の建物の施工に際して工期短縮、工費削減に大きく寄与することができる。
これによれば、高精度で位置決めされた状態で既に設置されている先行のPCa部材10に対して一方のグリップ51を装着するとともに、その側方に配置して鉛直精度を概略的に位置決めした状態で自立させた後行のPCa部材10に対して他方のグリップ51を装着し、その状態で後行のPCa部材10に装着したグリップ51をネジ機構53の調整により面外方向に変位させることで面外方向の位置決めが可能であり、かつその状態でターンバックル機構52を調整することにより面内方向の位置決めが可能であり、それにより後行のPCa部材10の面外方向および面内方向の位置決めを先行のPCa部材10を基準としてそれに合致させるように高精度でしかも容易に行うことが可能である。
これは、双方の壁面部11a、11bの先端部の内面を直角に突き合わせる形状に形成しておいて、そこにアングル材61を密着させて双方の突き合わせ部に跨るように装着し、そのアングル材61をPCa部材10の外側からワッシャ62を介して複数本のボルト63およびナット64により所定間隔で突き合わせ部に対して締結するようにしたものである。PCa部材10の表面に露出するボルト63の頭部はコンクリート硬化後に切断してワッシャ62とともに除去すれば良い。
これによれば、双方のPCa部材10の突き合わせ部の隙間をアングル材61により塞いで確実にノロ止めを行い得るし、仮に図16に示すように双方のPCa部材10の間に多少の位置ずれが生じた場合であってもその位置ずれを支障なく吸収することが可能である。図16(a)は面外方向にずれた場合を示し、(b)は双方のPCa部材10間の隙間の基準寸法より面内方向に広がるようにずれた場合、(c)は同じく狭まるようにずれた場合を示す。
その場合には、PCa部材の頂部相互間に上階の床面としてのスラブを形成するためのハーフPCa版を架設して床を形成し、さらにその上層階に対して同様にPCa部材およびハーフPCa版による門形架構を積層していけば良い。
特に、本発明のPCa部材は可及的に大型・大質量のものとして形成することが効率的に有利ではあるものの、断面形状を略エ字状ないし略H字状として横筋どうしの重ね継手により互いに接合可能なものとする限りにおいてその形状や寸法は任意であり、施工するべき建物の形態や規模に応じて縦筋や横筋の所要本数やそれらの径寸法、鉄筋間隔等の仕様も設計条件に合致する範囲内で適切に設計すれば良い。
勿論、PCa部材により形成する壁面は上記実施形態のように外壁面として形成するのみならず、建物の内部に内壁面として形成することも可能であり、そのような場合において縦筋や横筋の配筋量を削減可能な場合には、たとえば各段の横筋を1本ずつとする等、必要最少限の配筋を行えば良いことは当然である。
その場合、上記実施形態のように壁と屋根(ないし床)を同時に施工するのではなく、本発明のPCa部材により壁面全体あるいは壁面の所定範囲を先行施工した後、それに後追いして屋根(ないし床)を適宜の工法により施工することでも良い。
10 PCa部材(壁用)
11 本体部
11a 内部側の壁面部
11b 外部側の壁面部
11c 連結部
11d 中空部
12 縦筋
12a スリーブ継手
13 横筋
14 顎部
15 シース管
20 ハーフPCa版(屋根用)
21 本体部
21a 梁部
21b 底型枠部
22 主筋
23 せん断補強筋
24 鉄筋ユニット
30 マットスラブ(基礎)
31 PCa型枠
32 アンカー筋
33 鉄筋ユニット
34 連結筋
35 PC鋼材継手
40 台座
50 位置決め機構
51 グリップ
52 ターンバックル機構
53 ネジ機構
60 シール機構
61 アングル材
62 ワッシャ
63 ボルト
64 ナット
Claims (3)
- 建物の壁を形成するためのPCa部材であって、
水平断面形状が内外二層の壁面部の幅方向中央を連結部により連結してなる略エ字状ないし略H字状をなし、階高相当分の高さ寸法を有するとともに柱を兼用し得る厚さ寸法と幅寸法を有する長尺のプレキャストコンクリートからなる本体部と、
前記各壁面部にそれぞれ幅方向に所定間隔をおいて高さ方向に沿って配筋された縦筋と、
中央部が前記連結部を水平方向に貫通し両端部が前記本体部の側方に突出する状態で多段に配筋された横筋とを備えてなり、PC鋼材を緊張することで自立可能に構成されていることを特徴とするPCa部材。 - 請求項1記載のPCa部材を用いて壁を形成するためのPCa工法であって、
前記PCa部材を横方向に並設して隣接配置した双方のPCa部材の内外二層の壁面部の先端縁どうしを突き合わせることにより、双方のPCa部材の間に双方の壁面部と双方の連結部とによる中空部を区画形成するとともに該中空部内において双方のPCa部材における横筋の先端部どうしを重ね合わせ、前記中空部内にコンクリートを充填することにより双方のPCa部材どうしを前記横筋どうしの重ね継手により接合して柱を兼用する一連の壁を形成することを特徴とするPCa工法。 - 請求項1記載のPCa部材を用いて壁を形成するとともに、前記PCa部材と幅寸法が同等とされて梁を兼用可能なハーフPCa版を用いて屋根または床としてのスラブを形成するためのPCa工法であって、
前記ハーフPCa版の垂直断面形状は、中央部が矩形断面形状の梁部とされているとともにその下部両側には底型枠部が側方に延出する断面略逆T字状に構成されており、
前記PCa部材を間隔をおいて対向配置する工程、
前記各PCa部材の頂部相互間に前記ハーフPCa版を架設した門形架構を構築する工程、
前記門形架構に対して同様の門形架構を連続せしめた状態で構築する工程、
各門形架構間における前記PCa部材間の中空部および前記ハーフPCa版の前記底型枠部どうしを突き合わせて設置することで形成される凹部内にコンクリートを充填して一連の壁およびスラブを形成する工程
を有することを特徴とするPCa工法。
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