JP3994584B2

JP3994584B2 - Ｐｃ鋼材の端部定着構造

Info

Publication number: JP3994584B2
Application number: JP18903099A
Authority: JP
Inventors: 博明友住; 敏行吉松; 孝晴福田; 享猪俣
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2019-07-02
Also published as: JP2001020457A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主にプレストレストコンクリート（以下「ＰＣ」という）構造において、ＰＣ鋼線またはＰＣ鋼より線などのＰＣ鋼材の端部を定着するＰＣ鋼材の端部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、ＰＣ構造におけるＰＣ鋼材の端部を定着する方法として、例えば図３（ａ），（ｂ）に図示するように、コンクリート構造体（以下「構造体」という）２０の端面にＰＣ鋼材２１の端部を定着するための凹陥部２２を形成し、この凹陥部２２内に支圧板２３を埋め込み、その前面にアンカーヘッド（定着板）２４を支持させる。
【０００３】
そして、これらを貫通させて緊張したＰＣ鋼材２１の端部をくさび２５または圧着グリップ（図省略）をもってアンカーヘッド２４に定着し、その後、凹陥部２２をモルタル２６で埋めるようにしたものが知られている。
【０００４】
このような従来のＰＣ構造の端部定着構造は、支圧板２３を介して構造体２０にプレストレスが導入されるものであり、その応力はプレストレス導入緊張力方向に対してある角度をもった拡がりで構造体２０に伝えられる。このとき、従来の定着構造では支圧板２３の形状は、図示するように一般に矩形板状に形成され、そのサイズによって構造体２０に作用する応力の大きさが変わる。
【０００５】
このため、構造体２０の許容できる応力度以内となるように、支圧板２３のサイズＬ、ピッチＳ、端あきＷの各寸法などが決められる。
なお、ここで従来の定着工法は、場所打ちＰＣ構造を対象に開発されており、適用コンクリート設計強度は３０Ｎ／ｍｍ²（３００Ｋｇ／ｃｍ²）程度までを想定している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成において、上述の装置を配置して、構造体２０の部材寸法Ｒを決めるとすると、強度の割に過大な寸法になる傾向にあり、これに伴って他の部材の寸法も過大になることが多く、特に高層架構の場合には自重の重い構造物になってしまう等の課題があった。
【０００７】
一方で、小型化した定着構造を用いて、支圧板２３のピッチＳおよび端あきＷの寸法などを小さくして、構造体２０に配置しようとする場合には、装置近くのコンクリート応力は、コンクリートの許容できる応力度を大きく超える傾向にある。
【０００８】
こうした場合、図３に図示するように補強鉄筋２７を配筋して周囲を補強するとすると、補強鉄筋２７の配筋量が多くなる等の課題があった。
また、図示するように、通常ＰＣ鋼材２１の緊張後は、ＰＣ鋼材２１が挿通されているシース２８内が空洞になっており、ＰＣ鋼材２１の緊張力は支圧板２３を介してシース周囲のコンクリートに伝達される。
【０００９】
なお、シース２８内はＰＣ鋼材２１を緊張した後の数日後にグラウト材にて充填されるのが一般的である。
また、ＰＣ鋼材２１の緊張力が支圧板２３を介して周囲のコンクリートに伝達される際、構造体２０にはシース２８の外径に相当する断面欠損を有するため、構造体２０の支圧強度および割裂強度の点できわめて不利な状況になる等の課題があった。
【００１０】
さらに、ＰＣ鋼材２１の端部は一般に、先にも述べたように鋼製のくさび２５でアンカーヘッド２４に定着されるが、定着に際して緊張されて伸びたＰＣ鋼材２１がアンカーヘッド２４にセットされるときに、ＰＣ鋼材２１の伸びの一部が戻り、緊張力が減少（セットロス）することがあり、その分緊張力が無駄になるだけでなく、緊張力計算や緊張管理を複雑なものとしている。
【００１１】
この発明は以上の課題を解決するためになされたもので、定着具の設置間隔、端あき等の寸法を最小限に抑えて、強度上、最適な部材寸法を有するＰＣ構造部材の製造を可能にしたＰＣ鋼材の端部定着構造を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のＰＣ鋼材の端部定着構造は、コンクリート構造体の端部にＰＣ鋼材の端部を定着するためのＰＣ鋼材の端部定着構造において、前記コンクリート構造体の端部に埋設された定着管およびシース管と、当該定着管およびシース管に挿通されたＰＣ鋼材の端部を前記定着管の端部に定着する定着部材とから構成され、前記定着管は前記シース管と略同径の円筒形に形成され、軸方向の両端部に周方向に連続する複数の突起が形成され、当該突起に前記定着管に連通する小孔が形成され、当該小孔から前記定着管内にグラウト材が充填され、かつ前記定着部材は定着ナットまたはくさびからなることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２記載のＰＣ鋼材の端部定着構造は、請求項１記載のＰＣ鋼材の端部定着構造において、突起は断面略矩形状または台形状に形成されてなることを特徴とするものである。
請求項３記載のＰＣ鋼材の端部定着構造は、請求項１または２記載のＰＣ鋼材の端部定着構造において、定着管の周囲に複数段の拘束筋が配筋されてなることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
図１は、この発明に係るＰＣ鋼材の端部定着構造および定着具の一例を示し、図において、符号１はコンクリート構造体２（以下「構造体２」という）の端部に定着具として埋設された定着管、３は定着管１の周囲に配筋された拘束筋、４は構造体２に定着管１と隣接して埋設されたシース管、５は定着管１とシース管４に連続して挿通されたＰＣ鋼材、そして符号６はＰＣ鋼材５の端部５ａを構造体２の端部に定着する、定着部材としての定着ナットである。
【００１５】
定着管１は円筒形に形成され、その軸方向の両端部に突起１ａと１ｂが、この突起１ａと１ｂ間の外周面に複数の突起１ｃがそれぞれ突設されている。
突起１ａ，１ｂおよび１ｃはいずれも定着管１の円周方向に連続して、または所定間隔に複数形成され、またいずれも断面略矩形状または台形状（各側面部に末広がりのテーパを有する）に形成されている。
【００１６】
また、突起１ｃは定着管１の長さに応じて定着管１の軸方向に所定間隔に形成されている。さらに、突起１ａまたは１ｂ、あるいはその両方にグラウト注入用またはグラウト注入時のエア抜き用の小孔１ｄが定着管１に連通して形成されている。
【００１７】
なお、定着管１は原則として、突起１ａ，１ｂおよび突起１ｃとともに鋳造などで一体成形されており、可能であれば所定の長さに切断した鋼管の外周面に突起１ａ，１ｂおよび突起１ｃに相当する部材を後から溶着する等して形成することもできる。
【００１８】
拘束筋３は、定着管１の周囲に打設されたコンクリートを強く拘束することで、主に定着管周囲のコンクリートの割裂を防止する目的で配筋され、例えばグリット筋（閉鎖形）またはスパイラル筋（渦巻き状）が拘束筋として定着管１の軸方向に連続して配筋されている。
【００１９】
また、拘束筋３は原則として一段配筋され、特に割裂応力が大きくなる傾向にある緊張端側（突起１ａ側）の第一番目の支圧面付近では、鉄筋間隔を密にし、さらにその外側に二段目が配筋されている。
【００２０】
なお、拘束筋３はコンクリート強度、ＰＣ鋼材５の緊張力などから、本数、段数、鉄筋径などが決められている。
ＰＣ鋼材５の端部５ａには、いわゆるマンション加工によってスリーブ７が取り付けられている。スリーブ７は定着管１に突起１ｂ側から挿入され、かつ突起１ａ側の端部から所定長さ突出している。
【００２１】
そして、ＰＣ鋼材５に所定大の緊張力が導入された後、スリーブ７の端部に形成された雄ねじ７ａに定着ナット６が螺合されている。定着ナット６は定着管１の突起１ａの端面に当接している。また、小孔１ｄから定着管１内にグラウト材が充填されている。
【００２２】
こうして、ＰＣ鋼材５の端部５ａは構造体２の端部に定着され、また構造体２にＰＣ鋼材５に導入された緊張力に相当するプレストレスが導入されている。
このような構成において、ＰＣ鋼材５の緊張力は、定着ナット６を介して定着管１に伝達される。
【００２３】
そして、定着管１が構造体２のコンクリート中に埋設され、かつ定着管１が突起１ａ，１ｂおよび複数の突起１ｃを有することから、緊張材５の緊張力は支圧力として周囲のコンクリートに伝達される。
【００２４】
その際、突起の支圧面に対して垂線方向に支圧力が作用することから、支圧力を周囲のコンクリートに広く分散させることができる。特に突起１ａ，１ｂおよび１ｃが台形状を成している場合、支圧力を分散させる効果は大きい。
【００２５】
また、定着管周囲のコンクリートに割裂応力が発生するが、定着管１の周囲に拘束筋３が密に配筋されていることで、コンクリートの割裂応力を緩和させることができる。
【００２６】
さらに定着管１は、ＰＣ鋼材５の定着部においてシース管４を兼ねているため、ＰＣ鋼材５を緊張する際の定着部の断面欠損（定着部が中空になっている）に対し、定着部の補強部材になっている。
【００２７】
また特に、ＰＣ鋼材５の端部５ａが定着ナット６で定着されていることで、緊張力の一部が失われるセットロスを防止できる。
なお、ここでマンション加工とは、ＰＣ鋼材５の端部５ａにスリーブ７（マンション）を挿入し、その状態で圧着装置（図省略）を用いて冷間押し出し加工する方法で、この方法によりスリーブ７が塑性変形してＰＣ鋼材５と一体になる。
発明の実施の形態２．
図２（ａ），（ｂ）は、特にＰＣ鋼材５が複数のＰＣ鋼より線５ｂを束ねて形成されている場合の定着構造を示し、図において符号８と９はＰＣ鋼材５の端部を定着するための定着板とくさびである。
【００２８】
定着板８は定着管１の外径と略同形の円形板状に形成され、かつＰＣ鋼より線５ｂのそれぞれをくさび９とともに挿通するためのくさび孔８ａが蜂の巣状に形成されている。くさび孔８ａは円錐形状に形成されている。
【００２９】
こうして形成された定着板８は、定着管１の端部に添え付けられ、またＰＣ鋼材５は定着管１の中で各ＰＣ鋼より線５ｂに解きほごされ、各ＰＣ鋼より線５ｂは定着板８の小孔８ａにそれぞれ挿通されている。
【００３０】
そして、各ＰＣ鋼材５に所定大の緊張力が導入された後、くさび孔８ａにくさび９を挿入することにより各ＰＣ鋼より線５ｂが定着されている。こうして、複数のＰＣ鋼より線５ｂからなるＰＣ鋼材５が構造体２の端部に定着されている。
【００３１】
このような構成において、定着部における力の流れは、ＰＣ鋼材５の緊張力が定着板８を介して定着管１に伝達される以外は、図１に図示する例と略同じである。
【００３２】
【発明の効果】
この発明は以上説明した通りであり、特に定着具としての定着管がＰＣ鋼材を挿通するシース管と略同径の円筒形（ストレート管）をなしていることから、その設置間隔（ピッチ）、端あき等の寸法を最小限に抑えることができるため、ＰＣ構造部材の部材寸法（主に断面寸法）を強度上、最適な寸法とすることができる。
【００３３】
また、定着管の外周面に断面略矩形状または台形状の突起を複数有することから、ＰＣ鋼材の緊張力は突起を介して周囲のコンクリートに確実に伝達できるため、ＰＣ鋼材の端部を構造体に確実に定着できる。
【００３４】
さらに、定着管の周囲に複数の拘束筋が配筋されているので、定着管周囲のコンクリートの割裂応力を緩和させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＰＣ鋼材の端部定着構造の一例を示す縦断面図である。
【図２】ＰＣ鋼材の端部定着構造の他の例を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図３】ＰＣ鋼材の端部定着構造の従来例を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【符号の説明】
１定着管（定着金具）
１ａ突起
１ｂ突起
１ｃ突起
１ｄ小孔
２構造体（コンクリート構造体）
３拘束筋
４シース管
５ＰＣ鋼材
５ａＰＣ鋼材の端部
５ｂＰＣ鋼より線
６定着ナット（定着部材）
７スリーブ
７ａ雄ねじ
８定着板
８ａくさび孔
９くさび（定着部材）

Claims

コンクリート構造体の端部にＰＣ鋼材の端部を定着するためのＰＣ鋼材の端部定着構造において、前記コンクリート構造体の端部に埋設された定着管およびシース管と、当該定着管およびシース管に挿通されたＰＣ鋼材の端部を前記定着管の端部に定着する定着部材とから構成され、前記定着管は前記シース管と略同径の円筒形に形成され、軸方向の両端部に周方向に連続する複数の突起が形成され、当該突起に前記定着管に連通する小孔が形成され、当該小孔から前記定着管内にグラウト材が充填され、かつ前記定着部材は定着ナットまたはくさびからなることを特徴とするＰＣ鋼材の端部定着構造。
突起は断面略矩形状または台形状に形成されてなることを特徴とする請求項１記載のＰＣ鋼材の端部定着構造。
定着管の周囲に複数段の拘束筋が配筋されてなることを特徴とする請求項１または２記載のＰＣ鋼材の端部定着構造。