JPH11166284A - プレキャストパネルと鋼製トラスとの合成構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重量の増加を回避しつつ曲げ剛性を高めるこ
と。 【解決手段】 合成構造体１０は、鉄筋コンクリート製
のプレキャストパネル１２と鋼製トラス１４とを備えて
いる。プレキャストパネル１２は、ドーム状屋根を周お
よび径方向に沿って多数のセグメント状に分割したもの
であって、各プレキャストパネル１２は、ほぼ方形状の
平板から構成されている。鋼製トラス１４は、端部同士
が相互に結合される水平材１４ａ，垂直材１４ｂ，斜材
１４ｃとから構成されていて、トラス構造の下方の水平
材の位置にプレキャストパネル１２がそれぞれ代替配置
されている。。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プレキャストパ
ネルと鋼製トラスとの合成構造体に関し、特に、梁や床
版，ドーム状またはアーチ状屋根などのコンクリート構
造体に用いられる合成構造体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プレキャストコンクリート製パネルを型
枠替わりにして梁，床版，ドームまたはアーチ状屋根な
どコンクリート構造体を構築する場合には、一般に、図
１０に示すように、支保工１上に、鉄筋コンクリトー製
の平板状プレキャストパネル２を隣接設置し、パネル２
間の継手部分、または、パネル２の上層に２次コンクリ
ート３を打設して、パネル２同士を一体的に接合する
か、あるいは、２次コンクリート３とパネル２とを一体
化させる。

【０００３】ところが、このようなコンクリート構造体
の構築方法には、以下に説明する技術的な課題があっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、図１０に示
したようなコンクリート構造体の構築方法では、施工場
所が高い場合には、大規模で強固な支保工１が必要にな
り、工費がかかるとともに、工期も長くなる。

【０００５】この場合、工費の低減と工期の短縮とを考
慮して、支保工１の設置スパンを長くしようとすると、
パネル２の厚みを増す、リブを付ける、中空構造にする
といった手段で、パネル２の曲げ剛性を大きくしなけれ
ばならない。

【０００６】ところが、このような手段でパネル２の曲
げ剛性を大きくすると、重量が重くなり、大型の揚重機
を必要とするといった問題が発生する。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、パ
ネルの重量を重くすることなく、曲げ剛性を高めること
で、施工する際に、大規模で強固な支保工を必要としな
いプレキャストパネルと鋼製トラスとの合成構造体を提
供することにある。

【０００８】

【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、梁，床版，ドームまたはアーチ状屋根な
どのコンクリート構造物体に用いられるプレキャストパ
ネルと鋼製トラスとの合成構造体であって、前記鋼製ト
ラスは、端部同士が相互に結合される水平材と垂直材お
よび斜材とを備え、前記鋼製トラスの水平材の一方を、
前記プレキャストパネルで代替した。このように構成さ
れた合成構造体によれば、プレキャストパネルで鋼製ト
ラスの水平材を代替することで、両者が一体的に結合さ
れ、断面曲げ剛性が大きくなる。この場合、特に、前記
合成構造体をドームないしはアーチ状屋根に採用する
と、鋼製トラスは、ドームまたはアーチの局所的な変形
を抑え、形状を保持するためのパネルの座屈に対する安
定性が改善される。前記プレキャストパネルは、前記コ
ンクリート構造体の圧縮側に配置することが望ましく、
プレキャストパネルを圧縮側に配置すると、隣接設置さ
れるパネル間の連結が不要になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１お
よび図２は、本発明にかかるプレキャストパネルと鋼製
トラスとの合成構造体の一実施例を示している。図２
は、図１の一部を拡大した模式図であり、これらの図に
示した合成構造体１０は、本発明をドーム状屋根に適用
した場合を示している。

【００１０】同図に示した合成構造体１０は、鉄筋コン
クリート製のプレキャストパネル１２と鋼製トラス１４
とを備えている。プレキャストパネル１２は、図３に示
すように、ドーム状屋根を周および径方向に沿って多数
のセグメント状に分割したものであって、各プレキャス
トパネル１２は、ほぼ方形状の、比較的薄い（２０〜３
０ｃｍ程度の厚み）平板から構成されている。

【００１１】鋼製トラス１４は、端部同士が相互に結合
される多数の鋼製水平材１４ａ，垂直材１４ｂ，斜材１
４ｃとから構成されていて、本実施例の場合には、上方
の水平材１４ａは、合成構造体１０の中心から外方に向
けて放射状に延び、かつ、中心に対して同心円状に配置
されている。

【００１２】また、本実施例の場合には、鋼製トラス１
４のトラス構造の下方の水平材の位置にプレキャストパ
ネル１２がそれぞれ代替配置されている。

【００１３】すなわち、本実施例の場合には、図２にそ
の模式的な配置状態を示すように、各プレキャストパネ
ル１２は、周および径方向において、外周縁同士が隣接
配置された部分で相互に接合するように配置され、パネ
ル１２の接合部分に鋼製トラス１４の垂直材１４ｂが位
置するように組立てられている。

【００１４】鋼製トラス１４の垂直材１４ｂ，斜材１４
ｃとプレキャストパネル１２との間は、例えば、ボルト
などにより連結結合されている。

【００１５】次に、このような構成の合成構造体１０を
用いてドーム状屋根を構築する方法について説明する。
図４から図８は、ドーム状屋根を構築する際の工程を順
に示している。

【００１６】同図に示したドーム状屋根は、地下タンク
用のものであって、地中に構築される環状の側壁１６の
上端側に架設される。側壁１６は、例えば、地中連続壁
工法により土留め壁を地上から構築され、その内部を掘
削した後に、土留め壁の内側に側壁１６を形成し、側壁
１６の内周側に円盤状の底版１８が形成されている。

【００１７】ドーム状屋根を構築する際には、まず、図
４に示すように、プレキャストパネル１２を組立てるた
めの支保工２０が底版１８上に設置される。この組立用
支保工２０の設置が終了すると、組立用支保工２０上に
パネル１２を周および径方向に沿って、相互に接合する
ように配置して、ドーム状に組立てる（図３に示した状
態になる）。

【００１８】この場合、最外周縁に配置するプレキャス
トパネル１２の外縁は、リング状の仮受け台２２に当接
するようにして支持する。プレキャストパネル１２を組
合せたドームが形成されると、次いで、図５に示すよう
に、パネル１２上に鋼製トラス１４が組立てられる。

【００１９】鋼製トラス１４をプレキャストパネル１２
に結合すると、本実施例の合成構造体１０が完成する。
この完成状態の外観を図１に示している。合成構造体１
０の組立が終了すると、図６に示すように、支保工２０
を撤去して、合成構造体１０の外周側にテンションビー
ム２４の設置が行われる。

【００２０】テンションビーム２４は、ドーム状に組立
てられた合成構造体１０の外周縁に沿って環状に形成さ
れ、埋設された鋼材を緊張することによりプレストレス
力が導入される。

【００２１】テンションビーム２４を設置して、プレス
トレス力を導入すると、合成構造体１０は、その外周縁
にたがが嵌められた状態となり、外周縁側のプレキャス
トパネル１２の外方側への移動が拘束される。

【００２２】このような拘束状態においては、ドーム状
に組立てられた合成構造体１０は、プレキャストパネル
１２の自重が作用すると、相互に接合しているパネル１
２同士が、この自重を受けて相互に密着し、これに伴っ
てドーム効果が発生し、形状が安定して自立する。これ
により、仮受け台２２は、プレストレス力を導入した後
に撤去される。

【００２３】なお、ドーム状に組立てられた合成構造体
１０においては、プレキャストパネル１２は、全断面に
おいて圧縮側に位置しているので、接合した部分が相互
に密着し、特別な連結手段を設けることは、理論的には
不要であるが、安全性を考慮すると、周および径方向の
接合部分をボルトナットなどにより仮固定することや、
周方向の接合部にプレストレス導入用ケーブルを配置し
て、プレストレス力を導入して仮固定してもよい。

【００２４】また、ドーム状に組立てられた合成構造体
１０においては、プレキャストパネル１２は、全断面に
おいて常時圧縮側となるので、鋼製トラス１４は、必ず
しもパネル１２の上部側に配置する必要はなく、パネル
１２の下部側配置してもよい。

【００２５】以上のようにして合成構造体１０の構築が
終了すると、図７に示すように、合成構造体１０の上方
への引き上げが行われる。この引き上げに際しては、側
壁１６の頂部に複数のジャッキ２８が設置される。

【００２６】ジャッキ２８は、側壁１６に固設された支
持部材３０に設置され、ジャッキ２８に保持された吊り
材３２が下方に延設され、吊り材３２の下端側が合成構
造体１０の外周を貫通するようにして係止固定される。

【００２７】一方、側壁１６の頂部上には、その周方向
に沿ってケーブル３４が配置される。ジャッキ２８を駆
動することにより、合成構造体１０が側壁１６の頂部近
傍まで引上げられると、吊り材３２により合成構造体１
０を支持した状態で、型枠を設置した後に、コンクリー
トを打設して、図８に示すように、側壁１６の上端と合
成構造体１０の外周縁との間を連結する側壁頂部３６が
形成される。

【００２８】打設されたコンクリートが硬化すると、合
成構造体１０は、側壁頂部３６により側壁１６に固定さ
れ、この後にケーブル３４を緊張して、側壁頂部３６に
緊張力を導入するとドーム状屋根が完成する。なお、本
実施例で示したドーム状屋根においては、プレキャスト
パネル１２の上方にコンクリートを打設してもよい。

【００２９】さて、以上のように構成した合成構造体１
０によれば、プレキャストパネル１２で鋼製トラス１４
の水平材を代替することで、両者が一体的に結合され、
断面曲げ剛性が大きくなる。

【００３０】従って、施工場所が高い場合でも、支保工
１，２８のスパンを長くすることが可能になり、大規模
で強固な支保工を用いる必要がなくなる。 また、プレ
キャストパネル１２の厚みを増加させる場合よりも重量
が軽くなるので、大型の揚重機も必要としない。

【００３１】本実施例の場合には、特に、合成構造体１
０をドーム状屋根に採用しているので、図２に示すよう
に、外力Ｐが作用したときに、鋼製トラス１４は、ドー
ムの局所的な変形を抑え、形状を保持する為のパネル１
２の座屈に対する安定性が改善される。

【００３２】本発明者らの試算解析（線形座屈解析）に
よると、例えば、ドームの直径が７０ｍ程度で、プレキ
ャストパネル１２の厚みが２０〜３０ｃｍの場合に、パ
ネル１２と鋼製トラス１４とを一体化させた合成構造体
１０では、座屈解析により求めた固有値が、鋼製トラス
１４を用いない場合の約２．６倍になり、座屈に対する
安定性が大きく向上することを確認している。

【００３３】図９は、本発明にかかるプレキャストパネ
ルと鋼製トラスとの合成構造体の他の実施例を示してお
り、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一
符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその
特徴点についてのみ説明する。

【００３４】同図に示した合成構造体１０ａは、本発明
を梁ないしは床版に適用した場合であって、合成構造体
１０ａは、プレキャストパネル１２ａと、鋼製トラス１
４ａとを備えている。

【００３５】プレキャストパネル１２ａは、鋼製トラス
１４ａの上方の水平材に代替されている。この実施例の
場合には、荷重Ｐが作用すると、プレキャストパネル１
２ａには、圧縮加重が加わるので、パネル１２ａ同士の
連結が不要になり、上記実施例と同等の作用効果が得ら
れる。

【００３６】なお、上記実施例では、本発明の合成構造
体を用いてドーム状屋根を構築する場合を例示したが、
本発明の合成構造体は、アーチ状屋根に適用しても同等
の作用効果が得られる。

【００３７】

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかるプレキャストパネルと鋼製トラスとの合
成構造体によれば、 重量を重くすることなく、曲げ剛
性を大きくすることができるので、施工に当たって、支
保工を最小限にすることでき、工費の低減と工期の短縮
とを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるプレキャストパネルと鋼製トラ
スとの合成構造体の一実施例を示す要部破断斜視図であ
る。

【図２】図１の拡大模式図である。

【図３】図１の合成構造体のプレキャストパネルの一例
を示す斜視図である。

【図４】本発明にかか合成構造体を用いてドーム状屋根
を構築する際の施工状態の最初の工程を示す断面説明図
である。

【図５】図４の工程に引き続いて行われる工程の断面説
明図である。

【図６】図５の工程に引き続いて行われる工程の断面説
明図である。

【図７】図６の工程に引き続いて行われる工程の説明図
である。

【図８】図７工程に引き続いて行われる工程の説明図で
ある。

【図９】本発明にかかる合成構造体の他の実施例を示す
模式説明図である。

【図１０】従来のコンクリート構造体の構築方法の一例
を示す説明図である。

【符号の説明】

１０，１０ａ 合成構造体 １２，１２ａ プレキャストパネル １４，１４ａ 鋼製トラス １４ａ 水平材 １４ｂ 垂直材 １４ｃ 斜材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 佳則 神奈川県横浜市鶴見区扇島４−１ 東京瓦 斯株式会社扇島建設所内 (72)発明者 広谷 亮 神奈川県横浜市鶴見区扇島４−１ 東京瓦 斯株式会社扇島建設所内 (72)発明者 宮崎 信一 神奈川県横浜市鶴見区扇島４−１ 東京瓦 斯株式会社扇島建設所内 (72)発明者 岩崎 淳 神奈川県横浜市鶴見区扇島４−１ 東京瓦 斯株式会社扇島建設所内 (72)発明者 山下 博文 東京都千代田区神田司町２−３ 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 仙名 宏 東京都千代田区神田司町２−３ 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 渡邊 伸和 東京都千代田区神田司町２−３ 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 新村 亮 東京都千代田区神田司町２−３ 株式会社 大林組東京本社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 梁，床版，ドームまたはアーチ状屋根な
   どのコンクリート構造物体に用いられるプレキャストパ
   ネルと鋼製トラスとの合成構造体であって、 前記鋼製トラスは、端部同士が相互に結合される水平材
   と垂直材および斜材とを備え、 前記鋼製トラスの水平材の一方を、前記プレキャストパ
   ネルで代替したことを特徴とするプレキャストパネルと
   鋼製トラスとの合成構造体。
2. 【請求項２】 前記プレキャストパネルは、前記コンク
   リート構造体の圧縮側に配置されることを特徴とする請
   求項１記載のプレキャストパネルと鋼製トラスとの合成
   構造体。