JP6263090B2

JP6263090B2 - Ｒｃプレキャスト部材およびこれを用いたｒｃプレキャスト工法

Info

Publication number: JP6263090B2
Application number: JP2014119324A
Authority: JP
Inventors: 丹羽　直幹; 直幹丹羽; 悦広尾崎
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2034-06-10
Also published as: JP2015232232A

Description

本発明は、柱梁で構成されるＲＣ（鉄筋コンクリート）プレキャスト部材を現場にて組み立てるＲＣプレキャスト部材およびこれを用いたＲＣプレキャスト工法に関するものである。

プレキャストコンクリート製の構造部材の接合による建物の施工方法であるＲＣプレキャスト工法では、現場における作業をいかに簡略化するかが重要である。そのために様々な接合工法が考案されている。

そこでは運搬上の制約も大きな影響因子となり、運搬しやすいように梁と柱を別々に製作して現場で接合する方法が比較的多く開発されているが、その場合の接合場所は、地震時の曲げ応力が最も大きな柱梁接合部近傍になることがほとんどである。

ＲＣ柱部材を取り込んで、ＰＣ梁部材同士を接合するには、一般的に型枠の仮設、鉄筋継手手段による鉄筋接合、コンクリートの打設等の作業が発生し、更なる工期の短縮、施工コストの削減が困難であった。

この問題を解決するため、下記特許文献では、梁スパン中央部で曲げ主筋をつながずにピン接合する手段が提示されている。
特許第５１５４９６２号公報

特許文献１では図９に示すように、ＰＣａ製の水平部材１２は、図１０の下柱部材１６に支持されるＰＣ柱梁仕口部１８と、柱梁仕口部１８の側面から張り出すようにして設けられたＰＣ梁部２８、３４とを一体にして形成されている。

柱梁仕口部１８は、水平部材１２と下柱部材１６を接合する接合部であり、水平部材１２を下柱部材１６に支持・固定するものである。

また、柱梁仕口部１８には、柱梁仕口部１８の上端面及び下端面から突出しないように柱梁仕口部１８の上下方向に１２本のシース管４２が埋設されている。

柱梁仕口部１８の側面には、シース管４２の内部に通じるグラウト排出孔４４が形成されている。梁部２８の端面には、後述するコッター３２を構成する凹部３２Ａが形成されている。

水平部材１２は、梁部２８の端面にコッター３２を構成する凹部３２Ａと凸部３２Ｂが形成される。

かかる水平部材１２を用いて構築する建物１０は、基礎部１４上に建て込まれた下柱部材１６の上端面に水平部材１２の柱梁仕口部１８が載置され、柱梁仕口部１８を介して水平部材１２と下柱部材１６とが接合され、３つの架構２０、２２、２４が構成されている。また、柱梁仕口部１８に埋設されたシース管４２には上柱部材２６の下端面から突出した柱主筋（図示せず）が挿入され、柱梁仕口部１８を介して水平部材１２と上柱部材２６とが接合される。

基礎部１４の略中央に位置する架構２２では、隣接する２つの水平部材１２の梁部２８同士の端面が対向する梁接合部３０において、凹部３２Ａに凸部３２Ｂが挿入され、梁部２８同士がコッター３２によりピン接合されて架構２２の梁２２Ａが形成されている。

また、隣接する２つの水平部材１２の梁部２８同士は長さが相互に等しく、梁２２Ａの中央部に梁接合部３０が位置し、梁２２Ａの中央部で梁部２８同士がピン接合される。

一方、架構２２に隣接する架構２０では、隣接する２つの水平部材１２の梁部３４同士の端面が対向する梁接合部３６において、水平部材１２の梁主筋３８を機械式継手４０で接続することにより梁部３４同士が剛接合され、架構２０の梁２０Ａが形成されている。

架構２０と同様に、架構２２に隣接する架構２４では、隣接する２つの水平部材１２の梁部３４同士の端面が対向する梁接合部３６において、梁主筋３８を機械式継手４０で接続することにより梁部３４同士が剛接合され、架構２４の梁２４Ａが形成される。

梁スパン中央部は、元々地震時の曲げ応力が小さく、せん断力のみ伝達すれば良い位置である。

ただし、具体的な接合手段により必ずしも曲げ応力が０に近づかない場合があるため注意が必要である。

さらに、梁はスラブを支えるため、スラブがピン接合に悪さをしないよう工夫する必要がある。

前記特許文献１ではこれらのことは考慮されていない。なお、柱においても同様の考えにより、構造階高の中央で曲げ主筋をつながずピン接合することが記されているが、この方法は古くから海外においてもっと積極的に用いられている工法であり周知の技術である。

本発明の目的は、前記の梁接合技術における課題である曲げ応力を確実に０に近づけることができ、接合時にグラウト充填や鋼管の挿入など施工上のデメリットを解決し、また、スラブの影響の排除が可能なＲＣプレキャスト部材およびこれを用いたＲＣプレキャスト工法を提供することにある。

さらに、梁スパン中央、及び梁断面中央で接続することでより高い構造性能を実現するものである。

前記目的を達成するため本発明はＲＣプレキャスト部材としては、柱梁で構成されるＲＣ部材であり、梁中央で断面中央に集められた主筋と連結させてラッチによる係止手段を設け、ラッチのみで接合が完了することを要旨とするものである。

ＲＣプレキャスト工法としては、請求項１のＲＣプレキャスト部材を用い、柱梁で構成されるＲＣ部材同士を、上下方向の移動動作によって係止する係止手段で梁断面中央で接合すること、および、係止手段が梁中央で断面中央に集められた主筋と連結され、梁主筋はＸ型配筋となることを要旨とするものである。

本発明によれば、柱梁部材の上下方向の移動動作で接合を完了するので、接合時の現場生産性を極度に高めることができる。特に梁断面中央の１か所で接合すればよいので、作業を迅速に行うことができる。また、接合する梁断面同士が隣接した段階で、梁断面中央部でせん断力を伝達できる接合となり、曲げ応力を確実に０に近づけることができる。

さらにＲＣ梁と接続する直交梁とのレベル関係を工夫することで、接合部材レベルにスラブを配置することができ、より確実なピン接合を実現できる。

また、例えば、くさび機構を用いるラッチが接合手段であることで、梁断面中央部でせん断力をより確実に伝達できる。

さらに、現場で隣接する梁と接合部材で緊結された状態では、梁の２段主筋はＸ型配筋を構成でき、Ｘ型配筋では、１本の主筋が地震時に梁両端ともに引張応力となるため、梁主筋降伏以降の大きなエネルギ吸収能力が期待できる。

また、Ｘ型配筋の接合部は、梁中央のため、主筋全体が降伏して大きなエネルギ吸収を行っても、接合部では引張力が釣り合うため、コンクリートヘの過大な定着は不要である。

また、接合部材が主筋と直接接続されているため、接続部材からの力をスムーズに梁全体に伝達することができる。

以上述べたように本発明のＲＣプレキャスト部材およびこれを用いたＲＣプレキャスト工法は、部材接合部の地震時曲げ応力を小さく、かつ、エネルギ吸収能力を高め、接合時にグラウト充填や鋼管の挿入など施工上のデメリットがなく、さらに、スラブの影響の排除が可能で、より高い構造性能を実現することができるものである。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明のＲＣプレキャスト部材およびこれを用いたＲＣプレキャスト工法の１実施形態を示す立面図、図２は同上平面図で、図中１はＲＣ部材である柱、２はＲＣ部材である梁で、これらは一体として柱梁で構成されるＲＣ部材３となる。

本発明のＲＣ部材３は、梁２の中央で断面中央に集められた主筋５０と連結させて係止手段であるラッチ８を設けた。

接合手段としては、接合する梁断面同士が隣接した段階で、梁断面中央部でせん断力を伝達できる接合であればどのようなものでも良いが、移動動作によって係止する係止手段はラッチ８が好適であり、その一例としてくさび機構を用いるものを図３に示す。

図３中、４はオス型であり、これは落とし込み側のＲＣ部材３に設置される。５はメス型で接合される側のＲＣ部材３に設置される。６はくさび、７はくさび６を押し上げる伸長性のスプリングである。

本発明のＲＣプレキャスト工法はかかる柱梁で構成されるＲＣ部材３同士を、梁２のスパン中央、及び梁断面中央で接続するものであり、接続はＲＣ部材３の上下方向の移動動作で接合が完了する。

梁２同士は、落とし込みを行う柱梁（ＲＣ部材３）の設置後に、あらかじめ片側の梁に設置しておいたオス側のラッチであるくさび６をスプリング７により押し出すことで、図３（ｂ）に示すようにオス型４とメス型５をクサビ接合させ、せん断力を伝える。

なお、ラッチ８の構成はこれに限定されるものでなく、楔状になったオスコーンをメスコーンに挿入することで互いの金物を嵌合締結されるコーンコネクター方式や、メス金物内にオス金物を押し込むことで、ねじ構造のオスピンボルトが皿バネワッシャーと嵌合する、スリーブが開いて嵌合する、割ゴマが押し広げられながらオス金物が挿入され、テーパー構造になった割ゴマがバネ等で押し戻されて締結力を確保するものなど、種々のものから選択できる。

また、図１において図中９はスラブで、その位置をＲＣ梁２と接続する直交梁とのレベル関係で工夫することで、接合部材レベル（直交梁の上部位置）にスラブを配置することができ、より確実なピン接合を実現できる。

図４〜図６に接合法と配筋詳細を示す。図中５０は主筋、５１はその端部のプレートナット、５２は逆ハンチ梁としてのＨ型鋼によるＳ梁である。

スラブ９にはデッキスラブを使用し、定着筋５５が先付される。先に述べたようにスラブ９の位置はラッチ８の位置に対応させており、ラッチ８は穴あきジベル５６の定着プレートに接続する形で設けられる。

柱１も中央部で接合するものであり、定着プレート５３に結合するくさび状ラッチ５４で双方を接合する。

このようにして梁２同士は、落とし込みを行う柱梁設置後に、あらかじめ片側の梁２に設置しておいたオス側のラッチをスプリングにより押し出すことでせん断力を伝えるよう接合する。

図７に示すように、梁接合手段であるラッチ８を梁中央で断面中央に集められた主筋５０と連結させ、梁主筋がＸ型配筋となる。

このようにすることで、梁２段手筋を梁先端部で中央に集め、この２段主筋と接合部材を予め接続しておく。

現場で隣接する梁と接合部材で緊結された状態では、梁の２段主筋はＸ型配筋を構成できる。

Ｘ型配筋では、１本の主筋が地震時に梁両端ともに引張応力となるため、梁主筋降伏以降の大きなエネルギ吸収能力が期待できる。また、Ｘ型配筋の接合部は、梁中央のため、主筋全体が降伏して大きなエネルギ吸収を行っても、接合部では引張力が釣り合うため、コンクリートヘの過大な定着は不要である。また、接合部材が主筋と直接接続されているため、接続部材からの力をスムーズに梁全体に伝達することができる。

本発明のＲＣプレキャスト部材およびこれを用いたＲＣプレキャスト工法の１実施形態を示す立面図である。本発明のＲＣプレキャスト部材およびこれを用いたＲＣプレキャスト工法の１実施形態を示す平面図である。本発明のＲＣプレキャスト部材およびこれを用いたＲＣプレキャスト工法で使用するラッチの１例を示す説明図である。接合法と配筋詳細を示す側面図である。図４のＡ−Ａ線矢視図である。図４のＢ−Ｂ線矢視図である。梁主筋がＸ型拝金の側面図である。梁主筋がＸ型配筋の平面図である。従来例の水平部材を示す斜視図である。従来例の接合構造を示す平面図である。

１柱
２梁
３ＲＣ部材
４オス型
５メス型
６くさび
７スプリング
８ラッチ
９スラブ
１０建物
１２水平部材
１４基礎部
１６下柱部材
１８柱梁仕口部
２０、２２、２４架構
２０Ａ、２２Ａ、２４Ａ梁
２６Ａ上柱部材
２８、３４梁部
３０梁接合部
３２コッター
３２Ａ凹部
３２Ｂ凸部
３６梁接合部
３８梁主筋
４０機械式継手
４２シース管
４４グラウト排出孔
５０主筋
５１プレートナット
５２Ｓ梁
５３定着プレート
５４くさび状ラッチ
５５定着筋
５６穴あきジベル

Claims

柱梁で構成されるＲＣ部材であり、梁中央で断面中央に集められた主筋と連結させてラッチによる係止手段を設け、ラッチのみで接合が完了すること特徴とするＲＣプレキャスト部材。
請求項１のＲＣプレキャスト部材を用い、柱梁で構成されるＲＣ部材同士を、上下方向の移動動作によって係止する係止手段で梁断面中央で接合することを特徴としたＲＣプレキャスト工法。
係止手段が梁中央で断面中央に集められた主筋と連結され、梁主筋はＸ型配筋となる請求項２記載のＲＣプレキャスト工法。