JPH038854B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、定着具を埋殺して使用する工場生産
のプレストレストコンクリート部材に適するPC
鋼より線の定着部構造に関するものである。

（従来技術） 従来、定着具を繰返し使用しないで埋殺して使
用する工場生産のプレストレストコンクリート部
材、例えば遠心力締固めプレテンシヨンPCパイ
ル等にはPC鋼材として鋼線または鋼棒が用いら
れ、その端部を温間（100〜500℃）、亜熱間（500
〜800℃）または冷間でヘツデイング加工するこ
とにより、埋殺し使用可能な定着部となる膨出部
を形成している。ところが、上記パイル等の高強
度化にともなつてPC鋼材も太径化、高強度化が
要求されてきており、この場合に、PC鋼線は、
その太径化、高強度化に限界があり、また、PC
鋼棒も高強度化には限度がある。すなわち、PC
鋼線は、JISG3536に示されるように高炭素鋼線
材を冷間引抜加工で細くし、引抜加工による減面
率を大きくとることにより高強度化を図つている
が、単線であるPC鋼線で太径とした場合、線材
径の制約上から大きな減面率を取ることは困難で
ある。実際に使用されているPC鋼線の最大径は
JIS3536では直径９mmで、その強度は145Kg／mm²程
度にすぎない。また、PC鋼棒は、JISG3109に示
されるように熱処理（焼入れおよび焼戻し）また
は引抜き加工の方法で製造されており、このうち
熱処理による場合、強度のコントロールは焼戻し
温度によつているが、高靭性、耐遅れ破壊特性を
得るためには充分な焼戻しを要するので高強度化
にはおのずから限界がある。一方、引抜き加工に
よる場合、太径の鋼棒では設備上の制限があつ
て、一般にはダイス１パス程度の小加工が普通で
ある。従つて、JISG3109では高強度のＤ種でも
145Kg／mm²程度にすぎない。

これに対し、PC鋼より線は、細径に引抜き加
工された素線を多数本（例えば７本もしくは19
本）より合せることにより形成されるので、全体
としては、太径であるが、素線は細径にして減面
率を大きくとることにより高強度とすることがで
き、例えば直径21.8mmで強度を185Kg／mm²程度と
することができる。このようにPC鋼より線は太
径化、高強度化が容易に可能であり、経済性にも
すぐれるため、上記パイル等へのPC鋼より線の
適用が要望されている。しかし、PC鋼より線の
端部定着手段として埋殺し使用可能で安価な構造
は未だ開発されておらず、このためPC鋼より線
を使用できないのが実情であつた。

つまり、PC鋼より線は、通常、チヤツクまた
はコンプレツシヨングリツプ等の定着金具により
定着されるが、いずれも、高価でかつ寸法も大き
く、埋殺し使用するには不適当である。また、前
述のヘツデイング定着法をPC鋼より線に応用す
る試みはなされているが、この場合にPC鋼より
線の破断強度に対して膨出頭部の強度が不足し、
このため実用化されるに至つていなかつた。

（発明の目的） 本発明はこれらの事情に鑑み、PC鋼より線の
破断強度に見合う充分な定着部強度が得られ、し
かも小型で埋殺し使用するのに適し、経済性にも
すぐれたPC鋼より線の定着部構造を提供するも
のである。

（発明の構成） 本発明のPC鋼より線の定着部構造は、PC鋼よ
り線の末端の所定の余長部を残した位置に圧着さ
れ、PC鋼より線の破断荷重の約2/3に相当する定
着力を有する長さに形成された筒状の定着金具
と、上記余長部にヘツデイングにより形成され
て、上記定着金具の軸方向端部に密着する膨出頭
部とを備えたものである。とくに本発明者は、後
述する実験データをもとにしてし、PC鋼より線
に定着金具と膨出頭部とを組合せた定着部を設
け、破断力の約2/3を上記定着部材で、残りを膨
出頭部で分担させることにより、100％の定着効
率をもたせながら定着金具を1/3〜1/2に短縮し得
るという事実を見出し、これに基づいて本発明を
完成したものである。

（実施例） 第１図は本発明の定着部構造の具体例を示し、
同図において、１はPC鋼より線、２はヘツデイ
ング加工により形成された膨出頭部、３はPC鋼
より線１に圧着されたコンプレツシヨングリツプ
（定着金具）である。ここで、コンプレツシヨン
グリツプとは、スリーブをPC鋼材に圧着させて
定着部を形成するものをいう。つまりこのコンプ
レツシヨングリツプ３からなる定着金具は、スリ
ーブがPC鋼より線１に圧着することにより互い
の接触部分が塑性変形してPC鋼より線１と一体
化し、PC鋼より線１に外周から把持力を加える
ものである。図において、コンプレツシヨングリ
ツプ３は、スリーブ４と、増摩材としての断面三
角形状鋼線コイル５とを用い、この三角線コイル
５をPC鋼より線１とスリーブ４との間に介在さ
せた状態で、スリーブ４をPC鋼より線１に圧着
し、一体化している。ただし、増摩材としては上
記三角形コイル５に限らず、カーボランダム等適
宜の増摩材を使用し、あるいは、PC鋼より線１
自体に若干のネジ切り等で増摩作用をもたせても
よい。

上記コンプレツシヨングリツプ３は、PC鋼よ
り線１の末端の、膨出頭部２を形成するための余
長部を残した位置に圧着されており、その長さ
は、PC鋼より線の破断荷重の約2/3に相当する定
着力をもたせる程度に予め形成されている。これ
により、後に明らかにするように、コンプレツシ
ヨングリツプのみでPC鋼より線の破断荷重に相
当する定着力を持たせる場合と比べ、コンプレツ
シヨングリツプ３の長さは1/2〜1/3程度となる。
そして、PC鋼より線１の末端の上記余長部に、
膨出頭部２が、コンプレツシヨングリツプ３の軸
方向端部に密着する状態に形成されている。な
お、６は支圧板、７は支圧板６に形成した定着用
孔である。

この定着部構造を得る方法の一例を第２図によ
つて説明する。同図は、コンプレツシヨングリツ
プ３の圧着およびヘツデイングを行なう前の状態
を示し、PC鋼より線１は既に支圧板６の定着用
孔７に挿入されている。このPC鋼より線１の端
部２′にヘツデイングできるだけの余長（PC鋼よ
り線径の１〜２倍）を残した位置で、PC鋼より
線１の外周に、前記三角形コイル５等の増摩材お
よびスリーブ４を配備し、スウエージング等によ
りスリーブ４を矢印イで示すようにPC鋼より線
に圧着する。この場合、膨出頭部形成用のヘツデ
イング機のチヤツキングダイス（図示せず）でス
リーブ４のスウエージングを行ない、上記ダイス
がスウエージングとチヤツキングの役割を同時に
果すようにすることもできる。この圧着作業と同
時に、ヘツデイング機のヘツデイングダイス１０
にてPC鋼より線１をヘツデイングすることによ
り、膨出頭部２を形成する。こうして、膨出頭部
２とコンプレツシヨングリツプ３とが密着、一体
化した定着部を得る。しかる後、前記支圧板６で
緊張した後締止し、PC鋼より線１の定着を行な
う。

膨出頭部２を形成する方法としては通常の冷間
ヘツデイング法でもよいが、高強度のPC鋼より
線の場合200℃〜600℃の温間又は亜熱間でのヘツ
デイング法の方が適している。この理由は、PC
鋼より線の場合、より線の構成素線が高強度であ
り、かつヘツデイング方向に対してある角度（よ
り角度）を有しているため、変形抵抗を出来るだ
け小さくしてヘツデイング加工をしてやる必要が
あるためである。ここで下限を200℃とし、上限
を600℃としたのはいずれも実験結果に基づくも
のであるが、200℃以下になると青熱脆化、又600
℃以上では赤熱脆化域に近づくため変形抵抗値が
大となるためである。

又、この方法によると、ヘツデイング時に頭部
内側部分を、チヤツキングダイスでなくこれより
軟質のスリーブ４で受けとめるため、PC鋼より
線の素線とスリーブ４とのなじみを生じ、頭部内
側首部におけるPC鋼より線の素線の座屈による
強度低下を軽減するという副次的効果が得られ
る。

この定着部構造においては、PC鋼より線１の
破断荷重に相当する張力に対し、その約2/3がコ
ンプレツシヨングリツプ３により、残りの力が膨
出頭部２による分担して耐荷される。この場合、
コンプレツシヨングリツプ３と膨出頭部２とが軸
方向に密着しているため両者に確実に負荷が分担
耐荷される。つまり、もし両者の間に間隔がある
と、PC鋼より線にコンプレツシヨングリツプの
静止最大摩擦力（定着力）以上の負荷が作用した
ときコンプレツシヨングリツプがすべつて圧着摩
擦力が低下し、膨出頭部に当接したときに膨出頭
部にかかる分担力が過大となるが、上記両者を軸
方向に密着させれば確実にコンプレツシヨングリ
ツプ３の静止摩擦力と膨出頭部２とで負荷が分担
耐荷されることとなる。

次に、コンプレツシヨングリツプ３の長さを特
定した根拠およびその効果を示す実験データを示
す。

PC鋼より線にヘツデイングによつて膨出頭部
を形成した場合、膨出頭部の定着効率（PC鋼よ
り線の破断強度に対する膨出頭部の定着強度の比
率）は30〜50％程度、つまり略1/3〜1/2である。
従つて、コンプレツシヨングリツプ３と膨出頭部
２とに破断荷重を分担して耐荷させるには、膨出
頭部２の定着効率の上記範囲での不安定性を配慮
すると、その範囲内で膨出頭部２の定着強度が低
い値（破断強度の約1/3）のときにも不足分がコ
ンプレツシヨングリツプ３で補われるように、破
断荷重の約2/3をコンプレツシヨングリツプ３に、
残りを膨出頭部２に分担して耐荷させることが好
ましい。

そして、上記コンプレツシヨングリツプ３は、
前述のようにスリーブがPC鋼より線１に圧着し
て互いの接触部分が塑性変形し、かつ、三角線コ
イル５がスリーブおよびPC鋼より線１に食込ん
で密着一体化した状態となつており、この状態で
の定着力はスリーブ長さに依存する。そこで、定
着力とスリーブ長さとの対応関係に基づき、上記
コンプレツシヨングリツプ３は破断荷重の約2/3
に相当する定着力を有する長さに設定されてい
る。つまり、コンプレツシヨングリツプ３のスリ
ーブ長さと定着荷重との関係は、定着効率試験結
果によると第３図のグラフに示すようになる。こ
のグラフはPC鋼より線に12.7mm径のものを用い、
増摩材に前記三角線コイルを使用したコンプレツ
シヨングリツプの、定着効率試験を行なつた結果
を示す。同グラフにおいて、ＰはPC鋼より線の
規格破断荷重（18700Kg）を示し、縦軸の定着荷
重はスリーブ長さを変化させて定着試験を行なつ
た場合の試験供試体の破断及び圧着スリーブから
抜け出した時の荷重を示す。このグラフ中の曲線
Ａはコンプレツシヨングリツプだけを用いた場合
の試験結果、曲線Ｂは本発明のように膨出頭部２
とコンプレツシヨングリツプを組合わせた場合の
試験結果を示す。同グラフから明らかなように、
コンプレツシヨングリツプだけで規格破断力を持
たせようとすると、50〜60mmのスリーブ長が必要
となるのに対し、本発明の構造によりコンプレツ
シヨングリツプ３で規格破断荷重の約2/3を負担
させる場合、そのスリーブ長が約20mmとなり、上
記のコンプレツシヨングリツプのみによると場合
と比べて1/3近くにまでスリーブ長が短縮される。

コンプレツシヨングリツプのスリーブの材質、
減面率、増摩材等が変わつた場合でも、スリーブ
長と定着荷重との関係は、数量的には変化するも
のの、定性的には上記グラフと同様の傾向を示
す。従つて、本発明の構造において前記コンプレ
ツシヨングリツプ３の長さを、PC鋼より線の破
断荷重の約2/3に相当する定着力を有する長さに
形成することにより、コンプレツシヨングリツプ
のみで定着する場合に必要な長さの1/2〜1/3にす
ることができる。

（発明の効果） 以上のように、本発明の定着部構造によると、
PC鋼より線の破断荷重に相当する負荷の約2/3を
定着金具で、残りを膨出頭部で分担耐荷するよう
にしているため、上記破断荷重相当の負荷にも耐
え得る100％の定着効率を持たせながら、コンプ
レツシヨングリツプのみで定着する場合と比べて
コンプレツシヨングリツプの長さが約1/3〜1/2に
短縮され、安価で小型な定着部が得られる。そし
てこの定着部構造により、定着部を埋殺し使用す
る工場生産のプレストレストコンクリート部材
に、従来のPC鋼線またはPC鋼棒に代えてPC鋼
より線が使用できるようになり、その結果、次の
ような種々の効果が得られる。すなわち、まず、
PC鋼材の節約となる。つまり、PC鋼材の量は原
則的にその強度に比例するため、例えば異形PC
鋼棒（引張強さ＝145Kg／mm²）をPC鋼より線（引
張強さ＝190Kg／mm²）に代えれば〔190／145≒
1.3〕の強度アツプにより約３割の材料が節減さ
れる。また、高強度のPC鋼より線の使用により、
PC鋼材本数が減少し、このためカツテイングや
配線等の作業も少なくし得、作業能率を向上す
る。さらに、PC鋼線やPC鋼棒ではなし得ない高
荷重のプレストレスの導入が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の定着部構造の実施例を示す断
面図、第２図はこの定着部構造を得る方法の一例
を示す断面図、第３図はコンプレツシヨングリツ
プのスリーブ長さと定着荷重との関係を示すグラ
フである。 １……PC鋼より線、２……膨出頭部、３……
コンプレツシヨングリツプ（定着金具）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ PC鋼より線の末端の所定の余長部を残した
   位置に圧着され、PC鋼より線の破断荷重の約2/3
   に相当する定着力を有する長さに形成された筒状
   の定着金具と、上記余長部にヘツデイングにより
   形成されて、上記定着金具の軸方向端部に密着す
   る膨出頭部とを備えたことを特徴とするPC鋼よ
   り線の定着部構造。