JPH07207757A - 柱とPCa梁との接合構造及び接合方法 - Google Patents

柱とPCa梁との接合構造及び接合方法

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JPH07207757A
JPH07207757A JP234494A JP234494A JPH07207757A JP H07207757 A JPH07207757 A JP H07207757A JP 234494 A JP234494 A JP 234494A JP 234494 A JP234494 A JP 234494A JP H07207757 A JPH07207757 A JP H07207757A
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tension
column
reinforcing bar
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fixing
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JP234494A
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Takeyoshi Korenaga
健好 是永
Hideyoshi Watanabe
英義 渡辺
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Taisei Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エネルギー吸収能力の優れた柱とPCa梁と
の圧着接合手段を得ることを目的とする。 【構成】 柱の左右側面にPCa梁2,3の端面を接合
し、一方の梁の定着位置9から柱を経由して他方の梁の
定着位置9まで梁内に配置されたシース管5,6に、緊
張材としてのPC鋼より線13と鉄筋14を挿通させ、
梁の前記定着位置9で前記シース管端部に配置した定着
具12の穴12aに前記PC鋼より線13と鉄筋14の
端部を挿通させる。ここでPC鋼より線13を緊張して
柱と梁とを圧着させたうえ、そのPC鋼より線13をく
さび15により定着具12に定着させる一方、前記鉄筋
14には緊張力を与えない状態で、前記シース管内にグ
ラウト材を注入してPC鋼より線13と鉄筋14とを柱
及び梁と一体化する。これにより梁に生じる曲げ応力に
対してPC鋼より線と鉄筋の引張力で抵抗する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、プレキャストコンク
リート柱(PCa柱)、特にプレストレストコンクリー
ト柱(PC柱)の左右側面に、プレキャストコンクリー
ト梁(PCa梁)、特にプレストレストコンクリート梁
(PC梁)を圧着させて接合する構造及び方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】圧着工法は、柱に対して梁を緊張材(P
C鋼材)により圧着して組み立てる工法であり、プレハ
ブ化率が高く、工期及び品質面で有利性がある。かかる
圧着工法は、柱の左右側面にPCa梁の端面を接合し、
一方の梁の定着位置から柱を経由して他方の梁の定着位
置まで梁内に配置されたシース管に緊張材を挿通させ、
梁の前記定着位置で前記シース管端部に配置した定着具
の穴に前記緊張材の端部を挿通させて緊張且つ定着させ
ることにより柱と梁とを圧着する工法である。
【0003】PCa梁、特にPC梁には、長期荷重によ
って生じる部材コンクリートの引張応力を軽減するか、
引張応力が生じないようにPC鋼材を用いて緊張力が導
入されている。したがって、構造物が完成した時点では
PC鋼材にはすでに緊張力が生じている。通常の構造設
計では、この緊張力(有効プレストレスの意。すなわち
初期緊張力とは異なり、クリープ等によるPC鋼材の引
張力の低下が終了した後の緊張力)は、PC鋼材の規格
降伏点の40〜70%である。プレストレストコンクリ
ート造に用いられるPC鋼材は、鉄筋と異なり明確な降
伏点は存在しないものの引張強度は高い。その中でも、
緊張用PC鋼材として広く用いられるPC鋼より線は、
応力−ひずみ曲線を表す図6に実線で示すように、緊張
時の応力から規格降伏点まで0.2〜0.5%程度伸び
が必要となり、実降伏点(実際の降伏点の意。通常は規
格降伏点の1.1倍程度となる。)に達するには少なく
とも0.5%以上伸びる必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図7に示すプレストレ
ストコンクリート構造における代表的なプレキャスト工
法である圧着工法では、柱に対して梁を圧着接合するた
め概してPC鋼材量が多く(特に図7(b)に示すPC
鋼材13は、図示されたのは1本の線で示しているが、
PC鋼より線を多数本使用している)、構造物が地震時
応力を受ける際に、梁端部ではPC鋼材13が降伏する
前に圧縮側コンクリートの圧壊が生じて最大耐力に達す
るケースが多い。したがって、PC鋼材13の地震時に
おける応力−ひずみ曲線も図8に示すような弾性状態に
とどまり、部材又は構造物の履歴挙動も、荷重−変形量
の関係を表す図9に示すようなエネルギー吸収能力の劣
ったものとなるという不具合がある。
【0005】そこで、この発明は、PC鋼材に比べてか
なり小さな応力で降伏する鉄筋を利用して、前記した部
材又は構造物の履歴挙動を改善することによりエネルギ
ー吸収能力の優れた柱とPCa梁との接合構造及び接合
方法を得ることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の柱とPCa梁
との接合構造は、柱の左右側面にPCa梁の端面を接合
し、一方の梁の定着位置から柱を経由して他方の梁の定
着位置まで配置されたシース管に緊張材を挿通させ、梁
の前記定着位置で前記シース管端部に配置された定着具
の穴に前記緊張材の端部を挿通させて緊張且つ定着する
構造において、前記シース管と定着具の穴とに緊張材と
鉄筋とを挿通させ、緊張材を緊張して定着させるととも
に前記シース管内に注入したグラウト材により緊張材と
鉄筋とを柱及び梁と一体化するものである。
【0007】また、前記接合構造を実現させるためのこ
の発明の柱とPCa梁との接合方法は、柱の左右側面に
PCa梁の端面を接合し、一方の梁の定着位置から柱を
経由して他方の梁の定着位置まで梁内に配置されたシー
ス管に緊張材を挿通させ、梁の前記定着位置で前記シー
ス管端部に配置した定着具の穴に前記緊張材の端部を挿
通させて緊張且つ定着させることにより柱と梁とを圧着
する方法において、前記シース管に緊張材と鉄筋とを挿
通させるとともに、前記緊張材と鉄筋の端部を定着具の
穴に個別に挿通させ、ここで緊張材を緊張して柱と梁と
を圧着させたうえその緊張材を前記定着具に定着させる
一方、前記鉄筋には緊張力を与えない状態で、前記シー
ス管内にグラウト材を注入して緊張材と鉄筋とを柱及び
梁と一体化することを特徴としている。
【0008】前記緊張材としてPC鋼より線を用い、前
記鉄筋は前記PC鋼より線よりも最外径が僅かに小さい
ものを用いるとよい。
【0009】
【作用】この発明によれば、構造及び方法のいずれにお
いても、柱とPCa梁との接合に緊張材と鉄筋とを併用
している。通常、鉄筋は例えば異形鉄筋SD30相当
で、0.15〜0.2%程度のひずみで降伏し、その後
は大きな履歴面積をもった塑性挙動を示す。緊張材と同
じシース管に鉄筋が配筋されると、PCa梁に生じる曲
げ応力に対して緊張材と鉄筋の引張力で抵抗することに
なる。したがって、緊張材と鉄筋が組合わさった引張材
としての引張力−伸び関係は、緊張鋼材が降伏しなくて
も履歴面積をもったものとなり、さらにPCa梁として
の履歴面積も増大して、エネルギ吸収性能が向上し、以
て耐震性能に優れた柱とPCa梁との接合構造を得るこ
とができる。
【0010】また、緊張材としてPC鋼より線を用い、
前記鉄筋は前記PC鋼より線よりも最外径が僅かに小さ
いものを用いると、PC鋼より線の定着具を従来のまま
として利用してその穴に鉄筋を挿通することができる
し、また鉄筋を細径としたことによりグラウト材との付
着性能もよいことから、柱と梁との圧着部での目地の開
きやひび割れの集中を緩和することにもなる。
【0011】
【実施例】図1はこの発明の一実施例を示す説明図であ
って、PC柱1の左右側面にPC梁2,3を圧着させて
接合した構造を示している。PC梁2,3はそれ自体が
シース管4の内部に挿通された図示しない緊張材によっ
て軸方向に緊張(第一次緊張)を与えられており、PC
柱1も内部のPC鋼棒によって同様に軸方向の第一次緊
張を与えられている。
【0012】かかるPC柱1の側面に突出した段部に、
PC梁2,3の端面の段部を係合させた状態で、PC柱
1の左右側面にPC梁2,3を接合し、予めPC梁2,
3に埋設されたシース管5,6と、予めPC柱1に埋設
されたシース管7,8とを利用して、シース管5,7,
5を一連のものとし、且つシース管6,8,6を一連の
ものとする。かかる一連のシース管の両端には定着部9
が形成され、この定着部9は、シース管5,6の端部に
おいてPC梁2,3に固定された支圧板11と、支圧板
11の表面に支持された定着具12とによって構成さ
れ、定着具12には多数の穴12aが開設されている。
【0013】前記一連のシース管には、PC鋼より線か
らなる緊張材13と、この緊張材13より最外径が僅か
に小さい異形の鉄筋14を挿通し、これら緊張材13と
鉄筋14の各端部を定着具12の各穴12aに個別に挿
通する。緊張材13としては、通常は素線7本よりの径
12.4mm,12.7mm,15.2mmのいずれか
を用いる。ここで、径12.4mm,12.7mmの緊
張材13を使用する場合の定着具12には鉄筋14は細
径の異形鉄筋D10(最外径11mm)を用い、径1
5.2mmの緊張材13を使用する場合の定着具12に
は、細径の異形鉄筋D13(最外径14mm)を用いる
と、各定着具12の穴12aに鉄筋14を挿通させるの
に容易であり且つ挿通可能な鉄筋のうち最大径のものを
使用することができるから好適である。特に鉄筋14を
異形鉄筋D10又はD13程度の細径のものとすると、
鉄筋14は曲げ剛性が小さいからシース管5,6内の配
筋作業も緊張材13と同様に容易となる。さらに後述の
ようにグラウト材を注入後にはグラウト材との付着性が
よく、通常の圧着接合の梁に見られるような圧着部(梁
危険断面)でのPC鋼材の抜け出しによる回転変形の集
中はなくなり、大変形域におけるひび割れもPC梁2,
3全体に分散することになる。
【0014】なお、緊張材13に用いられる素線は高強
度素線であって、その降伏点は、約15000〜190
00kgf/cm2 である。一連のシース管の両端のう
ち、一方では緊張材13が挿通された定着具12の穴1
2aにくさび15を挿入して、定着具12に緊張材13
の一端を固定し、他方の端部では定着部9に当てがった
図示しない緊張ジャッキにより緊張材13を所定の緊張
力に緊張(第二次緊張)した後に、定着具12の穴12
aにくさび15を挿入してこの緊張材13に付与した緊
張力を維持させ、しかる後に緊張ジャッキを撤去する。
このとき、鉄筋14は緊張しない。よって、緊張材13
に付与された緊張力によってPC梁2,3は柱1に圧着
することになる。
【0015】ここで、緊張材13の定着具12における
配置は、それぞれの緊張材13に一様な伸びひずみが生
じるようにバランスよく並ぶようにする。図3の例では
中央部に緊張材13が配置され、周囲部に鉄筋14が配
置されるが、逆に中央部に鉄筋14を配置したり、又は
定着具12全体に緊張材13と鉄筋14とが均等に分散
するように配置してもよい。また、緊張材13及び鉄筋
14の数を増減させ、これに対応して定着具12の穴1
2aの数を増減することも可能である。
【0016】緊張材13の緊張後に、一連のシース管
5,7,5及び6,8,6内にグラウト材を注入して、
各緊張材13及び鉄筋14とPC梁2,3及びPC柱1
とを一体化し、以て緊張材13と鉄筋14とによってP
C柱1とPC梁2,3とを接合する。このときの構造物
としての状態は、前記した図7(b)と同一であり、図
7(b)に示した緊張材13の位置に、図2のような緊
張材13と鉄筋14とを併用した点が相違している。
【0017】通常、鉄筋は応力−ひずみ関係を示した図
4に表れるように、0.15〜0.2%程度(異形鉄筋
SD30相当)のひずみで降伏し、その後は大きな履歴
面積を持った塑性挙動を示す。そこで緊張材13と同じ
位置に鉄筋14が配筋されると、PC梁2,3に生じる
曲げ応力に対して緊張材13と鉄筋14の引張力で抵抗
することになる。したがってこの発明における緊張材1
3と鉄筋14とが組合わさった引張材としての引張荷重
−伸びの関係は、引張荷重を正負繰り返し載荷時に図5
に実線で示す通りとなり、緊張材13が降伏しなくとも
履歴面積を持ったものとなり、さらに部材としての履歴
面積も増大してエネルギ吸収性能が向上する。
【0018】かくして、従来は緊張材のみを挿通した一
連のシース管6,7,5及び6,8,6に、緊張材13
としてのPC鋼より線だけでなく鉄筋14も配筋すると
ともに、鉄筋の位置決めのために定着具12の穴12a
を利用しているから、圧着工法の長所である簡便な接合
手段という従来通りの施工法を実現することができて施
工の容易性を確保することができる。この点、緊張材1
3と鉄筋14とを別の位置に配置する手段に比較して施
工が極めて容易である。
【0019】また、普通強度(降伏点3000〜400
0kgf/cm2 )の鋼材にも緊張力を導入する工法も
提案されているが、地震時応力下でそれらが破断する例
も報告されている。それに対して、本発明は、普通強度
の鉄筋には緊張力を与えず、PC鋼より線からなる緊張
材13のみによって緊張力を導入しているから、かかる
危険は存在しない。
【0020】また、この発明では、緊張材13としての
PC鋼より線と鉄筋14の量を自由に調整することが可
能であるから、設計のバリエーションが増大する。すな
わち定着具12とシース管を大きくすることによって容
易に鉄筋14の量を増加させることも可能となってい
る。さらに、この発明では、使用する鉄筋14の径が小
さいため、シース管内でのグラウト材との付着性能がよ
く、部材塑性域でひび割れが分散する。すなわち、通常
の圧着接合の梁では、部材終局時において圧着接合部の
目地の開き、及びその近傍でのひび割れの集中が顕著に
なるが、この発明で使用する鉄筋は径が小さいためグラ
ウト材との付着性能がよいから、柱との圧着部での目地
の開きやひび割れの集中が緩和されてひび割れがPC梁
2,3全体に分散する。
【0021】なお、前記実施例においては、柱1の左右
側面にPC梁2,3を圧着する点について説明したが、
この発明では、柱1には前記左右のPC梁2,3に加え
て前後側面に前後のPC梁も同様に圧着することを含む
ものである。図1において柱1に形成されたシース管7
a,8aはその前後のPC梁を圧着するためのものであ
る。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、請求項1及び請求項2の接合構造及び接合方法にお
いては、柱とPCa梁との接合に緊張材と鉄筋とを併用
しているため、PCa梁に生じる曲げ応力に対して緊張
材と鉄筋の引張力で抵抗することになるから、緊張材と
鉄筋が組合わさった引張材としての引張力−伸び関係
は、緊張鋼材が降伏しなくても履歴面積をもったものと
なり、さらにPCa梁としての履歴面積も増大して、エ
ネルギー吸収性能が向上し、以て耐震性能に優れた柱と
PCa梁との接合構造を得ることができる。また、緊張
材と同じシース管に鉄筋が配筋されるから、接合施工が
容易である。
【0023】また、請求項3においては、緊張材として
PC鋼より線を用い、前記鉄筋は前記PC鋼より線より
も最外径が僅かに小さいものを用いているから、緊張材
の定着具を従来のままとして利用してその穴に鉄筋を挿
通することができるし、また鉄筋を細径としたことによ
りグラウト材との付着性能もよいから、柱と梁との圧着
部での目地の開きやひび割れの集中を緩和することがで
きて、耐震性能をさらに優れたものとすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例を示す断面図。
【図2】図1の定着部を示す拡大断面図。
【図3】図2の定着具と緊張材(PC鋼より線)と鉄筋
の端面図。
【図4】鉄筋の応力−ひずみの関係(正負繰り返し時)
を示すグラフ。
【図5】PC鋼より線と鉄筋の複合体における荷重−伸
び(正負繰り返し載荷時)の関係を示すグラフ。
【図6】PC鋼より線の応力−ひずみの関係を示すグラ
【図7】圧着工法による工程を示す説明図。
【図8】地震時における緊張材(PC鋼より線)の応力
変動を示すグラフ。
【図9】従来の柱に対する梁の接合構造における荷重−
変形の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
1 ・・・・・・・・柱 2,3・・・・・・・PC梁 5,6,7,8・・・シース管 9・・・・・・・・・定着部 11・・・・・・・・・支圧板 12・・・・・・・・・定着具 12a・・・・・・・・穴 13・・・・・・・・・緊張材(PC鋼より線) 14・・・・・・・・・鉄筋 15・・・・・・・・・くさび

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 柱の左右側面にPCa梁の端面を接合
    し、一方の梁の定着位置から柱を経由して他方の梁の定
    着位置まで配置されたシース管に緊張材を挿通させ、梁
    の前記定着位置で前記シース管端部に配置された定着具
    の穴に前記緊張材の端部を挿通させて緊張且つ定着する
    構造において、前記シース管と定着具の穴とに緊張材と
    鉄筋とを挿通させ、緊張材を緊張して定着させるととも
    に前記シース管内に注入したグラウト材により緊張材と
    鉄筋とを柱及び梁と一体化したことを特徴とする柱とP
    Ca梁との接合構造。
  2. 【請求項2】 柱の左右側面にPCa梁の端面を接合
    し、一方の梁の定着位置から柱を経由して他方の梁の定
    着位置まで梁内に配置されたシース管に緊張材を挿通さ
    せ、梁の前記定着位置で前記シース管端部に配置した定
    着具の穴に前記緊張材の端部を挿通させて緊張且つ定着
    させることにより柱と梁とを圧着する方法において、前
    記シース管に緊張材と鉄筋とを挿通させるとともに、前
    記緊張材と鉄筋の端部を定着具の穴に挿通させ、ここで
    緊張材を緊張して柱と梁とを圧着させたうえその緊張材
    を前記定着具に定着させる一方、前記鉄筋には緊張力を
    与えない状態で、前記シース管内にグラウト材を注入し
    て緊張材と鉄筋とを柱及び梁と一体化することを特徴と
    する柱とPCa梁との接合方法。
  3. 【請求項3】 前記緊張材としてPC鋼より線を用い、
    前記鉄筋は前記PC鋼より線よりも最外径が僅かに小さ
    いものを用いることを特徴とする請求項2に記載の柱と
    PCa梁との接合方法。
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