JP2011089268A - プレストレストコンクリート梁 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プレテンション部材10と一対のRC部材20と、からなるプレストレストコンクリート梁であって、プレテンション部材10は、材軸方向に沿って断面下側に配筋され、予め緊張される複数の中央下側主筋11と、材軸方向に沿って断面下側に配設され、プレテンション部材10の両端部同士を連通する中央下側シース管12と、を備え、RC部材20は、材軸方向に沿って断面下側に配設されて中央下側シース管12に連続する端部下側シース管22を備え、プレテンション部材10とRC部材20は、中央下側シース管12及び端部下側シース管22の内部に挿通されたPCケーブル4によって互いに圧着されている。
【選択図】図4
Description
例えば、特許文献1には、主筋にプレテンションを導入したプレテンション方式の主梁に、ポストテンションPCケーブルを挿通するシースを全長に亘って予め埋め込み、主梁を架設した後、ポストテンションPCケーブルにより主梁を柱と結合し、スラブコンクリートを打設して合成梁を形成することが記載されている。
また、PC梁が分割されているので、プレテンションを導入するプレテンション部材の長さが短くなり、輸送の制限を受け難くなる。また、プレテンション部材にポストテンションでさらに緊張力が付与され、プレテンション用鉄筋の負担する緊張力が軽減されるため、鉄筋径を小さくすることができる。その結果、被り厚や鉄筋間隔を小さくしてPC梁の断面を小型化し、PC梁を軽量化することが可能になる。
本実施形態では、プレテンション部材の両側にRC部材を接合したPC梁を例にとって説明する。
図1に示すように、PC梁1は、幅寸法に比べて高さ寸法が大きいいわゆるロングスパン系の梁である。PC梁1は、例えば建物の対向する柱2,2の間に架設されている。PC梁1の上側には、建物の床を構成する床スラブ3が連続的に設けられている。
PC梁1は、いわゆるI型断面を呈しており(図2(b)、図3(b)参照)、上下のフランジ部1a,1bに比較してその中間のウェブ部1cの幅寸法が小さい。ウェブ部1cには、幅方向に貫通する肉抜き用の開口部5,5・・・が、等間隔で形成されている。
なお、本実施形態では、開口部5は円形を呈しているが、開口部5の形状は限定されるものではなく、他の形状(例えば四角形などの多角形)であってもよい。
なお、PC梁1を構成するコンクリートの種類は、特に限定されるものではなく、例えば高強度コンクリートを用いることができる。
プレテンション部材10は、図2(a),(b)に示すように、断面I型を呈するプレキャスト製の鉄筋コンクリート部材であり、下フランジ部10aと、上フランジ部10bと、ウェブ部10cとから構成されている。
また、下フランジ部10aの中心部(4本の中央下側主筋11の内側)には、PCケーブル4を挿通するための中空管である中央下側シース管12が、PC梁1の軸方向に沿って配設されている。中央下側シース管12の両端部は、プレテンション部材10の両端部にそれぞれ開口している。
4本の中央下側主筋11の周囲には、これら4本の中央下側主筋11を拘束する複数の中央下側拘束筋13が、PC梁1の軸方向に等間隔で設置されている。中央下側拘束筋13は、環状(四角枠状)に形成されている。
なお、図2に示すように、床スラブ3を施工する前の段階では、下側の2本の中央上側主筋14だけが、プレテンション部材10の上フランジ部10b内に埋設されており、上側の2本は、後記する中央上側拘束筋16を介してプレテンション部材10の上面10dよりも上方に支持されている。
また、上フランジ部10bの内部には、PCケーブル4を挿通するための中空管である中央上側シース管15が、PC梁1の軸方向に沿って配設されている。中央上側シース管15の両端部は、プレテンション部材10の両端部にそれぞれ開口している。
4本の中央上側主筋14の周囲には、これら4本の中央上側主筋14を拘束する複数の中央上側拘束筋16が、PC梁1の長手方向に等間隔で設置されている。中央上側拘束筋16は、環状(四角枠状)に形成されている。
なお、図2に示すように、床スラブ3を施工する前の段階では、中央上側拘束筋16の上半分は、プレテンション部材10の上面10dから突出した状態となっている。
せん断補強筋17の下端側の定着板17aは、中央下側シース管12の手前(ウェブ部10c側)に配置されて、中央下側仮想梁として機能する下フランジ部10aに定着されている。また、せん断補強筋17の上端側の定着板17bは、中央上側シース管15の手前(ウェブ部10c側)に配置されて、中央上側仮想梁として機能する上フランジ部10bに定着されている。
図3(a),(b)に示すように、RC部材20は、断面I型を呈するプレキャスト製の鉄筋コンクリート部材であり、下フランジ部20aと、上フランジ部20bと、ウェブ部20cとから構成されている。本実施形態では、RC部材20は、プレテンション部材10よりも長さ寸法が小さく形成されている。
また、下フランジ部20aの中心部(4本の端部下側主筋21の内側)には、PCケーブル4を挿通するための中空管である端部下側シース管22が、PC梁1の軸方向に沿って配設されている。端部下側シース管22の両端部は、RC部材20の両端部にそれぞれ開口している。
4本の端部下側主筋21の周囲には、これら4本の端部下側主筋21を拘束する複数の端部下側拘束筋23が、PC梁1の軸方向に等間隔で設置されている。端部下側拘束筋23は、環状(四角枠状)に形成されている。
なお、図3に示すように、床スラブ3を施工する前の段階では、下側の2本の端部上側主筋24だけが、RC部材20の上フランジ部20b内に埋設されており、上側の2本は、後記する端部上側拘束筋26を介してRC部材20の上面20dよりも上方に支持されている。下側の2本の端部上側主筋24のプレテンション部材10側の端部には、前記した鉄筋継手金物29が取り付けられている。
また、上フランジ部20bの内部には、PCケーブル4を挿通するための中空管である端部上側シース管25が、PC梁1の軸方向に沿って配設されている。端部上側シース管25の両端部は、RC部材20の両端部にそれぞれ開口している。
4本の端部上側主筋24の周囲には、これら4本の端部上側主筋24を拘束する複数の端部上側拘束筋26が、PC梁1の軸方向に等間隔で設置されている。端部上側拘束筋26は、環状(四角枠状)に形成されている。
なお、図3に示すように、床スラブ3を施工する前の段階では、端部上側拘束筋26の上半分は、RC部材20の上面20dから突出した状態となっている。
せん断補強筋27の下端側の定着板27aは、端部下側シース管22の手前(ウェブ部20c側)に配置されて、端部下側仮想梁として機能する下フランジ部20aに定着されている。また、せん断補強筋27の上端側の定着板27bは、端部上側シース管25の手前(ウェブ部20c側)に配置されて、端部上側仮想梁として機能する上フランジ部20bに定着されている。
通常、環状のせん断補強筋を用いた場合は、梁の幅方向に2本の鉄筋が配筋されることとなるが、本実施形態のせん断補強筋27は、定着板27aを備えているので、PC梁1の幅方向に一本だけ配筋(シングル配筋)することができ、PC梁1の断面を小型化することができる。
初めに、例えばプレキャスト製造工場でプレテンション部材10と一対のRC部材20を製造する。このとき、プレテンション部材10の中央下側主筋11を用いて、プレテンション方式でプレストレス力をプレテンション部材10に導入する。プレテンション部材10と一対のRC部材20の製造が完了したら、プレテンション部材10と一対のRC部材20を、施工現場まで輸送する。このとき、プレテンション部材10と一対のRC部材20の長さ寸法を15m以内にすることで、輸送上の制限を受けることがない。
また、プレテンション部材10とRC部材20との繋ぎ目から鉄筋金物継手29の挿入穴29aにグラウト材を注入して、中央下側主筋11と端部下側主筋21とを連結するとともに、4本の中央上側主筋14のうちの下側の2本と、4本の端部上側主筋24のうちの下側の2本とを連結する。
なお、4本の中央上側主筋14のうちの上側の2本と、4本の端部上側主筋24のうちの上側の2本とは、床スラブ3を打設する前はコンクリートから露出した状態であるので、通常の継手手法(例えば重ね継手)で両者を接続すればよい。
図4(a)はPC梁に作用する曲げモーメントの断面力図、(b)はPC梁の側面図、(c)はPC梁に導入したプレストレス力の合成図、である。
図4(a)に示すように、PC梁1に作用する曲げモーメントMは、一般に、PC梁1のスパン中央部で最も大きくなる。そのため、PC梁1のスパン中央部の下側に、最も大きな引張応力が作用する。
一方、図4(b)、(c)に示すように、本実施形態に係るPC梁1は、PCケーブル4,4によって、PC梁1の全長に亘ってポストテンション方式によるプレストレス力が導入されているとともに、プレテンション部材10に対応する範囲のみに、プレテンション部材10の中央下側主筋11によって、プレテンション方式によるプレストレス力が導入されている。したがって、両者を合成したプレストレス力は、PC梁1の両端部付近に比較してスパン中央部付近で大きくなっている。
これにより、曲げモーメントMが比較的大きくなるPC梁1のスパン中央部付近のプレストレス力のみを選択的に大きくして、PC梁1のスパン中央部付近に大きな圧縮応力を予め作用させておくことにより、曲げモーメントMによる引張応力に対抗することができる。
2 柱
3 床スラブ
4 PCケーブル(上側緊張材、下側緊張材)
5 開口部
10 プレテンション部材
10a 下フランジ部
10b 上フランジ部
10c ウェブ部
11 中央下側主筋
12 中央下側シース管
13 中央下側拘束筋
14 中央上側主筋
15 中央上側シース管
16 中央上側拘束筋
17 せん断補強筋
20 RC部材
20a 下フランジ部
20b 上フランジ部
20c ウェブ部
21 端部下側主筋
22 端部下側シース管
23 端部下側拘束筋
24 端部上側主筋
25 端部上側シース管
26 端部上側拘束筋
27 せん断補強筋
29 鉄筋継手金物
Claims (4)
- 梁のスパン中央部を含むプレキャスト製のプレテンション部材と、前記プレテンション部材の少なくとも一方の端部に接合されたプレキャスト製のRC部材と、からなるプレストレストコンクリート梁であって、
前記プレテンション部材は、材軸方向に沿って配筋され、予め緊張される複数の主筋と、材軸方向に沿って配設され、前記プレテンション部材の両端部同士を連通するシース管と、を備え、
前記RC部材は、材軸方向に沿って配設されて前記プレテンション部材のシース管に連続するシース管を備え、
前記プレテンション部材と前記RC部材は、前記プレテンション部材のシース管及び前記RC部材のシース管の内部に挿通された緊張材によって互いに圧着されていることを特徴とするプレストレストコンクリート梁。 - 前記プレテンション部材は、緊張によってプレテンションを導入する複数の中央下側主筋と、複数の中央上側主筋と、前記プレテンション部材の両端部同士を連通する中央下側シース管と、前記プレテンション部材の両端部同士を連通する中央上側シース管と、を備え、
前記RC部材は、複数の端部下側主筋と、複数の端部上側主筋と、前記RC部材の両端部同士を連通するとともに前記中央下側シース管に連続する端部下側シース管と、前記RC部材の両端部同士を連通するとともに前記中央上側シース管に連続する端部上側シース管と、を備え、
前記中央下側シース管及び前記端部下側シース管の内部には、ポストテンションを導入する下側緊張材が配置されており、
前記中央上側シース管及び前記端部上側シース管の内部には、緊張によってポストテンションを導入する上側緊張材が配置されていることを特徴とする請求項1に記載のプレストレストコンクリート梁。 - 前記プレテンション部材の下側には、前記複数の中央下側主筋と、前記複数の中央下側主筋を環状に拘束する複数の中央下側拘束筋と、その周囲のコンクリートと、によって、中央下側仮想梁が構成され、
前記プレテンション部材の上側には、前記複数の中央上側主筋と、前記複数の中央上側主筋を環状に拘束する複数の中央上側拘束筋と、その周囲のコンクリートと、によって、中央上側仮想梁が構成され、
前記中央下側仮想梁と前記中央上側仮想梁との間のコンクリート部分には、梁の幅方向に貫通する複数の開口部が形成されていることを特徴とする請求項2に記載のプレストレストコンクリート梁。 - 上下端部に定着部を有する複数のせん断補強筋が、材軸方向に互いに間隔を隔ててシングル配筋されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のプレストレストコンクリート梁。
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