JPH09105173A - プレキャストプレストレスト鉄筋コンクリート架構の接合部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレキャストプレストレストコンクリート部
材の接合部において、簡易な手段により、架構変形時の
エネルギー吸収能を向上させる。 【解決手段】 プレキャストプレストレストコンクリー
ト部材からなる柱１０と梁２０との接合部３にあらかじ
め鉄筋用シース管３５，３６を埋設しておき、柱１０と
梁２０との接合と同時あるいは接合後に所定鉄筋量の鉄
筋３０，３１を鉄筋用シース管３５，３６内に収容す
る。ＰＣ鋼材２２，２３の緊張を行うとともに、鉄筋３
０，３１を鉄筋用シース管３５，３６内に固定保持す
る。これにより、ＰＣ鋼材２１，２２，２３と鉄筋３
０，３１とで接合部３における発生ひび割れの分散制御
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレキャストプレ
ストレスト鉄筋コンクリート架構の接合部構造に係り、
特にプレキャストプレストレストコンクリート部材を組
み立てる際に、各接合部に所定量の鉄筋を配筋すること
で、架構変形時の接合部におけるひび割れ分散を図り、
接合部において高いエネルギー吸収能力を発揮できるよ
うにしたプレキャストプレストレスト鉄筋コンクリート
架構の接合部構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】プレキャストコンクリート（以下、ＰＣ
ａと記す。）部材を組み立てて構築されるラーメン架構
では、各部材の接合作業の簡略化や部材の軽量化を目的
として部材接合部や部材本体内にプレストレスを導入す
ることがある。例えば、プレキャストプレストレストコ
ンクリート（以下、ＰＣＰＣａと記す。）梁では、梁断
面にプレストレスを導入することにより、長期荷重によ
る曲げモーメントをキャンセルすることができる。この
場合、組み立てられた架構における不静定力の発生を防
ぐために、大梁等は架設前に１次ケーブルにより部材緊
張が行われる。そして大梁を柱間に架設した状態で２次
ケーブルにより接合部の緊張を行っている。また、ＰＣ
ＰＣａ柱部材においても、柱断面内に所定本数のＰＣ鋼
棒を配置し、ＰＣ鋼棒による仮締めによる縦緊張を行っ
ている。これにより、柱を吊り込んだ際にパイプサポー
ト等の建方治具を省略でき、建方作業の合理化を図るこ
とができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＰＣＰＣａ部材の接合
部では、例えば、柱と梁端との接合は、梁内に配置され
たＰＣケーブルの端部に、柱を貫通して設けられた接合
用ＰＣケーブルをカップラーで圧着接合して行われる。
また、柱−柱接合部では、下階柱を緊張したＰＣ鋼棒に
上階柱のＰＣ鋼棒をカップラーで圧着接合し、柱を上下
方向に剛接合している。ところが、ＰＣ鋼材は高価なた
め、各接合部をＰＣ鋼材のみで接合する構造形式を採用
すると、ＰＣ鋼材の使用量が大量となり、コストが高く
なるという問題がある。また、接合部がＰＣ鋼材によっ
て剛接合されていると、架構全体の水平荷重作用時の変
形性能が小さくなり、エネルギー吸収能力が低下してし
まう。この結果、地震等に対して粘りのある架構を構築
することができないという構造性能上の問題点もある。

【０００４】そこで、本発明の目的は上述した従来の技
術が有する問題点を解消し、ＰＣａ部材で架構を組み立
てる際に、簡単な構造によってエネルギー吸収能力が十
分確保できるようにしたプレキャストプレストレスト鉄
筋コンクリート架構の接合部構造を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はＰＣＰＣａ部材からなる柱と梁との接合部
にあらかじめ鉄筋用シース管を埋設しておき、前記柱と
梁との接合と同時あるいは接合後に所定鉄筋量の鉄筋を
前記鉄筋用シース管内に収容し、ＰＣ鋼材の緊張により
接合部の固定を行うとともに、前記鉄筋を前記鉄筋用シ
ース管内に固定保持して前記ＰＣ鋼材と鉄筋とで前記接
合部における発生ひび割れの分散制御を行い、架構変形
時のエネルギー吸収能力を向上させるようにしたことを
特徴とするものである。

【０００６】また、ＰＣＰＣａ部材からなる柱同士の接
合部にあらかじめ鉄筋用シース管を埋設しておき、前記
柱同士の接合と同時あるいは接合後に所定鉄筋量の鉄筋
を前記鉄筋用シース管内に収容し、ＰＣ鋼材の緊張によ
り接合部の固定を行うとともに、前記鉄筋を前記鉄筋用
シース管内に固定保持して前記ＰＣ鋼材と鉄筋とで前記
接合部における発生ひび割れの分散制御を行い、架構変
形時のエネルギー吸収能力を向上させるようにしたこと
を特徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のプレキャストプレ
ストレスト鉄筋コンクリート（以下ＰＲＣＰＣａと記
す。）架構の接合部構造の実施の形態について、添付図
面を参照して説明する。図１は、ＰＲＣＰＣａ架構の柱
−柱接合部１と柱−梁接合部３におけるＰＣケーブルと
鉄筋の配置例を示したものである。図１では、説明のた
めに柱、梁内部に配置されたＰＣ鋼材を実線で示してあ
る。下階柱１０Ａ、１１Ａと上階柱１０Ｂ、１１Ｂと
は、ＰＲＣＰＣａ構造からなる。これら下階柱１０Ａ、
１１Ａと上階柱１０Ｂ、１１Ｂとは、ＰＣ鋼棒（図示せ
ず）により柱−柱接合部１にて上下方向に一体的に接合
されている。下階柱１０Ａ、１１Ａの上部には、ブラケ
ット２が柱本体と一体的に形成されている。ブラケット
２は隣接した２本の柱１０、１１間に架設されるＰＣａ
梁２０（以下、単に梁２０と記す。）を支持する役割を
果たす。梁２０は、架設される前に１次ケーブルとして
のＰＣケーブル２１により緊張され、断面圧縮力が導入
された状態にある。

【０００８】また、上下２本のＰＣケーブル２２、２３
が柱１０、１１、梁２０を貫通した状態で配線されてい
る。これらＰＣケーブル２２、２３は、所定の緊張力が
付与された状態で両端部が定着されている。梁２０を両
側で支持する構造の内部柱１１では、ＰＣケーブル２
２、２３の端部は、内部柱１１を挟んで隣接した梁２０
の上面と下面とに設けられた梁定着部２４、２５に定着
されている。外部柱１０では、ＰＣケーブル２２、２３
の端部の一端は梁定着部２６に、他端は柱１０の外側面
位置の定着部２７に定着されている。各ＰＣケーブル２
１、２２、２３は、本実施の形態において、公知のＰＣ
ケーブル配線方法と同様に金属製のシース管５、７内を
挿通されている。ＰＣケーブル緊張後にシース管５、７
内にはグラウトが注入されるようになっている。

【０００９】図１に示した架構では、柱１０、１１のブ
ラケット２と、ブラケット２に支持された梁２０の端部
との隙間に目地コンクリート４が充填されている。ま
た、スラブコンクリート８が梁２０上に敷設されたデッ
キプレート（図示せず）上に施工されている。また、目
地コンクリート４に代えてモルタルやエポキシ樹脂を充
填するグラウトを施しても良い。なお、スラブコンクリ
ート８の施工に際してはデッキプレート以外に種々のプ
レキャストコンクリート床板等を使用できることは言う
までもない。

【００１０】本実施の形態では、接合部３をプレストレ
スト鉄筋コンクリート構造（以下、ＰＲＣ構造と記
す。）としている。ＰＲＣ構造とすることにより、接合
部３は、接合作業が容易になるとともに、剛接合であり
ながら、十分なじん性を得ることができる。接合部３の
接合位置断面内には、所定鉄筋量の鉄筋３０、３１が配
筋されている。これらの鉄筋３０、３１はＰＣａ柱１
０、１１の建方、梁２０の架設作業が完了した後に、各
接合部に配筋されるようになっている。このため、鉄筋
３０、３１の配筋位置に相当する柱１０、１１、梁２０
には、あらかじめ鉄筋用シース管（図１には図示せず、
図２参照）が埋設されている。

【００１１】柱−梁接合部３の梁２０及び柱１０の内部
には、鉄筋用シース管３５、３６（図２参照）が上下２
段に配置されている。下側の鉄筋用シース管３６は、梁
２０の下端近傍に配置され、上側の鉄筋用シース管３５
は、後工程で現場打ちされるスラブコンクリート８のス
ラブ厚のほぼ１／２の高さに相当する柱部分に配置され
ている。また、図２に示したように、梁２０を柱１０の
ブラケット２に載置した状態では、梁２０内の鉄筋用シ
ース管３６と柱１０内の鉄筋用シース管３６とは連続し
て配置されている。梁２０内の鉄筋用シース管３６は、
梁２０の矩形断面部分２０ＡからＴ型断面部分２０Ｂへ
の梁断面変化部２８に現れる端面位置から梁端面まで貫
通して配置されている。

【００１２】鉄筋用シース管３５内部には上端筋３０
が、鉄筋用シース管３６内部には下端筋３１が収容され
ている。下端筋３１の一端は梁断面変化部２８の端面に
位置する定着用切欠凹部２９に定着され、他端は柱１０
外側面の定着部（図示せず）に定着されている。この下
端筋３１の端部は、ネジ切りされており、公知の鋼棒端
部の定着方法と同様に、定着プレートを介して定着用ナ
ット（ともに図示せず）を締め込んで定着されている。
なお、ネジ鉄筋を用いれば、端部の定着端加工が省略で
きる。

【００１３】上端筋３０は、外部柱１０では、図２に示
したように、全長の約１／２が柱１０内に配置された鉄
筋用シース管３５内に収容され、他端は梁２０上にスタ
ーラップ（図示せず）に支持されて突出し、スラブコン
クリート打設時に所定の被りでコンクリート内に埋設さ
れている。この突出し長Ｌは、梁２０に発生する曲げモ
ーメント及び必要付着長によって設定することが好まし
い。なお、内部柱１１位置では、図１に示したように、
上端筋３０、下端筋３１は、内部柱１１を貫通して両側
の梁２０上に所定継手長Ｌ分だけ突出している。

【００１４】次に、図３〜図５を参照して柱−梁接合部
３の構造形式を、ＲＣ（鉄筋コンクリート）〜ＰＲＣ
（プレストレスト鉄筋コンクリート）〜ＰＣ（プレスト
レストコンクリート）の範囲で設定した代表断面につい
て説明する。なお、各図において、鉄筋用シース管位置
には記号◎を、ＰＣケーブル用シース管位置には記号○
を付してある。

【００１５】図３（ａ）〜（ｃ）には、図２に符号を付
した柱−梁接合部３の柱位置の端面及び２箇所の梁断面
が示されている。梁２０が当接する柱１０の側面位置に
は、上下に鉄筋用シース管３５、３６が２段配置されて
いる（図３（ａ）参照）。このような複鉄筋断面配置に
するとともに、２本のＰＣケーブル２２、２３（図２参
照）により接合部断面に所定の圧縮力を導入している。
この圧縮力（設計プレストレス導入力）は、ＰＲＣ構造
の長期設計応力時の引張縁の状態により設定することが
できる。ＰＲＣ断面設計に用いる指標としては、最大ひ
び割れ幅及び引張応力が好適である。例えば、最大ひび
割れ幅ｗは、通常、ｗ≦０．１〜０．２ｍｍで設定可能
であり、引張応力σt0は、σt0≦引張強度σtあるいは
σt0≦曲げ引張強度σbtを条件として設定することがで
きる。この設計時の設定には、公知の指針である日本建
築学会「ＰＲＣ指針」を適用することもできる。これに
より、接合部のひび割れの分散制御を図るようにし、架
構変形時のエネルギー吸収能力を向上させる。また、接
合部に配筋される鉄筋の鉄筋量は、引張断面において所
定の引張応力を加味したＲＣ断面として求めることがで
きる。

【００１６】同図（ｂ）に示した梁の矩形断面部２０Ａ
には、下端筋用の２本の鉄筋用シース管３６と、コンク
リート打設前のスラブ位置に配筋された上端筋３０とが
配置されている。図３（ｃ）は、Ｔ形断面部２０Ｂの配
筋例を示したもので、上下位置の主鉄筋の鉄筋量は、Ｐ
ＲＣ断面としての梁の設計により設定されている。スタ
ーラップ６もせん断補強筋としての鉄筋量が設定されて
いる。なお、ＰＣａ梁２０をＰＣ梁として設計している
場合には、各鉄筋はひび割れ発生防止のための用心筋及
び組立筋として十分な鉄筋量とすればよい。

【００１７】図４（ａ）〜（ｃ）は、接合部３及び梁２
０をＲＣ断面とした場合の配筋例を示している。各図に
示したように、接合部３においてＲＣ断面として十分な
鉄筋量を配筋するために、下端筋用として４本の鉄筋用
シース管３６が２段配置されている。スラブ位置には４
本の鉄筋用シース管３５が配置されている。また、Ｔ形
断面部２０Ｂ（図４（ｃ））では、Ｔ形断面としてのＲ
Ｃ断面計算により鉄筋量が決定されている。なお、図４
に示した梁２０はＲＣＰＣａ梁であるが、ＰＣＰＣａ梁
としてもよいことは言うまでもない。

【００１８】図５（ａ）〜（ｃ）は、図３、４の各図と
の対比のために、接合部３及び梁２０を従来のＰＣ断面
によって構成した例である。接合用のＰＣケーブルは定
着部において圧着接合により定着され、接合部３は剛接
合される。これにより、水平荷重が作用してもひび割れ
が発生せず、除荷時の架構の復元性は高い。なお、長期
荷重に対して梁２０をＰＲＣ断面とすることも可能であ
る。この場合には、図３（ｃ）のＰＲＣ断面と同一断面
とすればよい。梁２０内、柱１０、１１内に配筋される
鉄筋同士の接合にはスリーブジョイント等の機械継手を
用いることが好ましい。

【００１９】次に、柱−柱接合部１の構造形式をＲＣ〜
ＰＲＣ〜ＰＣ断面とした代表断面について、図６の各図
を参照して説明する。柱部材は長期荷重作用時に圧縮部
材として機能する。また、ラーメン架構の一部として水
平荷重を負担する場合には、梁と同様に圧縮力を伴う曲
げ作用を考慮する必要がある。そこで、図６（ａ）に示
したように、柱断面１０の四隅のＰＣ鋼棒用シース管４
０に加え、縦筋を配筋するための鉄筋用シース管４１を
配置すれば、ＰＲＣ断面として扱える。このＰＲＣ断面
において、ひび割れの分散制御を行うことで、ＰＣ鋼材
の鋼材量を低減することができる。併せて従来のＲＣ断
面を図６（ｂ）に、ＰＣ断面を図６（ｃ）に示した。な
お、鉄筋、ＰＣ鋼棒は、いずれも柱１０の全高を貫通す
るように配置されたシース管を用いて配筋することが可
能である。鉄筋、ＰＣ鋼棒は、スリーブジョイントを用
いて接合し、後工程においてグラウト注入を行うように
する。なお、溶接継手、重ね継手による接合も可能であ
る。

【００２０】ここで、柱−柱接合部１をＰＲＣ断面とし
た場合の鉄筋の接合方法について図６（ｄ）、図７を参
照して説明する。柱−柱接合部１に鉄筋用シース管を用
いて鉄筋を配筋するには、柱全高にわたってシース管を
配管する場合と、接合部のみに鉄筋用シース管を配管す
る場合とが考えられる。接合部１のみに鉄筋用シース管
４１を配管する場合には、図６（ｄ）に示したように、
接合部１を挟んで柱１０Ａ、１０Ｂの上下方向に継手長
Ｌを確保することが必要である。継手長Ｌは、梁２０と
同様に曲げ応力分布及び所要付着長によって設定すれば
よい。なお、鉄筋配筋後、鉄筋用シース管内には、無収
縮グラウトを充填する。

【００２１】柱全高にわたってシース管４１を配管する
場合には、図７（ａ）、（ｂ）に示したように、継手方
法によって下階柱１０Ａからの鉄筋の接合位置を変える
ようにする。図７（ａ）は、重ね継手による柱−柱接合
部１の配筋状態を示したものである。ＰＣ鋼棒４５は柱
接合面においてスリーブジョイント等の機械継手４２に
よって接合されている。また、鉄筋位置には下階柱から
縦筋４６が突出している。この鉄筋４６は上階柱１０Ｂ
に埋設された鉄筋用シース管４１内で上階用の鉄筋４７
と突合わされる。さらに、鉄筋用シース管の外側には重
ね継手を構成するだけの長さの添え筋４４が埋設されて
いる。この添え筋４４でシース管４１を介した鉄筋応力
の伝達を図っている。また、図７（ｂ）に示したよう
に、鉄筋４７の継手をスリーブジョイント４２にすれ
ば、添え筋を用いないでもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ＰＲＣＰＣａ部材からなる構造部材の接合作
業のコストを低減でき、また使用する鉄筋量により各種
のＲＣ、ＰＲＣ、ＰＣ断面を任意に設定でき、適切な構
造形式からなる接合部を構築することができるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＰＲＣＰＣａ架構の接合部構造の
実施の一態様を示した正面図。

【図２】図２に示したＰＲＣＰＣａ架構の柱−梁接合部
３の一例を示した分解斜視図。

【図３】ＰＲＣ断面梁の柱−梁接合部位置での配筋状態
を示した端面、断面図。

【図４】ＲＣ断面梁の柱−梁接合部位置での配筋状態を
示した端面、断面図。

【図５】ＰＣ断面梁の柱−梁接合部位置での配筋状態を
示した端面、断面図。

【図６】柱−柱接合部のＰＲＣ断面、ＲＣ断面、ＰＣ断
面による配筋状態を示した断面図。

【図７】柱−柱接合部における鉄筋継手状態を示した部
分断面図。

【符号の説明】

１ 柱−柱接合部 ３ 柱−梁接合部 １０ 外部柱 １１ 内部柱 ２０ 梁 ２１，２２，２３ ＰＣケーブル ３０，３１，４６，４７ 鉄筋 ３５，３６ 鉄筋用シース管 ４５ ＰＣ鋼棒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ０４Ｇ 21/12 １０４ Ｅ０４Ｇ 21/12 １０４Ａ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プレキャストプレストレストコンクリート
   部材からなる柱と梁との接合部にあらかじめ鉄筋用シー
   ス管を埋設しておき、前記柱と梁との接合と同時あるい
   は接合後に所定鉄筋量の鉄筋を前記鉄筋用シース管内に
   収容し、ＰＣ鋼材の緊張により接合部の固定を行うとと
   もに、前記鉄筋を前記鉄筋用シース管内に固定保持して
   前記ＰＣ鋼材と鉄筋とで前記接合部における発生ひび割
   れの分散制御を行うようにしたことを特徴とするプレキ
   ャストプレストレスト鉄筋コンクリート架構の接合部構
   造。
2. 【請求項２】プレキャストプレストレストコンクリート
   部材からなる柱同士の接合部にあらかじめ鉄筋用シース
   管を埋設しておき、前記柱同士の接合と同時あるいは接
   合後に所定鉄筋量の鉄筋を前記鉄筋用シース管内に収容
   し、ＰＣ鋼材の緊張により接合部の固定を行うととも
   に、前記鉄筋を前記鉄筋用シース管内に固定保持して前
   記ＰＣ鋼材と鉄筋とで前記接合部における発生ひび割れ
   の分散制御を行うようにしたことを特徴とするプレキャ
   ストプレストレスト鉄筋コンクリート架構の接合部構
   造。