JP5360750B2

JP5360750B2 - Ｐｃ梁接合部構造

Info

Publication number: JP5360750B2
Application number: JP2008329297A
Authority: JP
Inventors: 昇孝菅野; 恭哉田中; 則光林田
Original assignee: 株式会社富士ピー・エス
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2028-12-25
Also published as: JP2010150796A

Description

この発明は、ＰＣ梁と柱とを確実でしかも工期を短縮しつつ、鉄筋量を削減することのできるＰＣ梁接合部構造に関するものである。

従来より、プレキャスト・プレストレストコンクリート造の骨組みを構築する際に、プレキャスト・プレストレストコンクリート梁と柱と接合構造が種々提案されている。例えば、現場打ちプレストレスコンクリート梁工法では、シース孔を有するプレキャスト・プレストレストコンクリート梁とプレキャスト柱を製作し、現場架設時に梁内に設けたシース孔に横方向に貫くＰＣ鋼材を挿通し、これらのＰＣ鋼材を緊張することによってプレストレスを導入して一体化する圧着接合していた。また、他の構造としては、プレストレスを導入したＰＣ梁と柱を接合する場合、接合部で梁上端主筋を通し、下端部主筋は、折り曲げて接合部内で定着していた。

しかし、上記従来のシース孔に横方向に貫くＰＣ鋼材を挿通する、ＰＣ梁接合部構造においては、現場打ちであることから、作業工数が多く工期が長くなるとともに、製造コストが嵩むと云う欠点が存在した。
また、接合部で梁上端主筋を通す構造では、梁中央部は、プレストレスコンクリート梁として機能するが、端部でＰＣ鋼材は止めて梁端部は鉄筋のみで接続される。したがって、鉄筋コンクリート（ＲＣ）造の梁として設計されることから、耐力上梁上端部の主筋が多くなり、同一断面積であればひび割れが発生し易くなる欠点がある。更に、施工上も鉄筋の配筋作業に手間が掛かると云う欠点が存在した。

この発明は上記に鑑み提案されたもので、ＰＣ梁の上端部応力の低減を図り、必要主筋を削減することにより、施工コストを低減できるとともに、工期も短縮することのできるＰＣ梁接合部構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、プレキャスト・プレストレストコンクリート梁と、柱とを接合するＰＣ梁接合部構造であって、前記プレキャスト・プレストレストコンクリート梁の端部近傍にＰＣ鋼材を埋設するとともに梁端部からＰＣ鋼材を延長し、当該延長したＰＣ鋼材を圧縮鋼材を介して緊張してプレキャスト・プレストレストコンクリート梁端部に延長緊張部を形成し、前記柱頭部に左右の水平方向からＰＣ梁を架け渡すとともに、前記延長緊張部は、柱部分において互い違いに配置すると共に相互に連結した後、前記延長緊張部と、柱主筋とをコンクリートを打設して一体化することによりプレキャスト・プレストレストコンクリート梁と、柱とを一体構成したことを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明において、前記柱頭部の左右水平方向から架け渡されたＰＣ梁に対して、直角方向からＰＣ梁を架け渡し、柱頭部の三方向にＰＣ梁を接合するとともに、前記延長緊張部を相互に連結した後、前記延長緊張部と、柱主筋とをコンクリートを打設して一体化することによりプレキャスト・プレストレストコンクリート梁と、柱とを一体構成したことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明において、前記柱頭部の左右水平方向から架け渡されたＰＣ梁に対して、左右の直角方向からＰＣ梁を架け渡し、柱頭部の４方向にＰＣ梁を接合するとともに、前記延長緊張部を相互に連結した後、前記延長緊張部と、柱主筋とをコンクリートを打設して一体化することによりプレキャスト・プレストレストコンクリート梁と、柱とを一体構成したことを特徴とする。

この発明は上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。

本発明では、プレキャスト・プレストレストコンクリート梁と、柱とを接合するＰＣ梁接合部構造であって、前記プレキャスト・プレストレストコンクリート梁の端部近傍にＰＣ鋼材を埋設するとともに梁端部からＰＣ鋼材を延長し、当該延長したＰＣ鋼材を圧縮鋼材を介して緊張してプレキャスト・プレストレストコンクリート梁端部に延長緊張部を形成し、前記柱頭部に左右の水平方向からＰＣ梁を架け渡すとともに、前記延長緊張部は、柱部分において互い違いに配置すると共に相互に連結した後、前記延長緊張部と、柱主筋とをコンクリートを打設して一体化することによりプレキャスト・プレストレストコンクリート梁と、柱とを一体構成したので、ＰＣ梁の上端部応力の低減を図り、必要主筋を削減することにより、施工コストを低減できるとともに、工期も短縮することができる。

また、本発明では、前記柱頭部の左右水平方向から架け渡されたＰＣ梁に対して、直角方向からＰＣ梁を架け渡し、柱頭部の三方向にＰＣ梁を接合するとともに、前記延長緊張部を相互に連結した後、前記延長緊張部と、柱主筋とをコンクリートを打設して一体化することによりプレキャスト・プレストレストコンクリート梁と、柱とを一体構成したので、柱の三方向にＰＣ梁を接合することができる。

また、本発明では、前記柱頭部の左右水平方向から架け渡されたＰＣ梁に対して、左右の直角方向からＰＣ梁を架け渡し、柱頭部の４方向にＰＣ梁を接合するとともに、前記延長緊張部を相互に連結した後、前記延長緊張部と、柱主筋とをコンクリートを打設して一体化することによりプレキャスト・プレストレストコンクリート梁と、柱とを一体構成したので、柱の４方向にＰＣ梁を接合することができる。

本発明のＰＣ梁接合部構造は、プレキャスト・プレストレストコンクリート梁を貫通するＰＣ鋼材を延長するとともに、梁端部に配設した圧縮鋼材を介して緊張して延長緊張部を形成し、前記柱頭部に水平方向からＰＣ梁を架け渡すとともに、前記延長緊張部と、柱主筋とをコンクリートを打設して一体化するので、ＰＣ梁の上端部応力の低減を図り、必要主筋を削減することにより、施工コストを低減できるとともに、工期も短縮することのできる

以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係るＰＣ梁接合部構造におけるＰＣ梁と柱の接合状態を示す断面図、図２は本発明のＰＣ梁接合部構造における要部拡大断面図である。ここで、ＰＣ梁接合部構造は、プレキャスト・プレストレストコンクリート梁（以下ＰＣ梁）１０と、柱１１とを接合するものであって、前記ＰＣ梁１０の端部近傍にＰＣ鋼材１２を埋設するとともに梁端部１７からＰＣ鋼材１２を延長し、当該延長したＰＣ鋼材１２を圧縮鋼材１３を介して緊張してプレキャスト・プレストレストコンクリート梁端部に延長緊張部１４を形成し、柱頭部１１ａに水平方向からＰＣ梁１０を架け渡すとともに、延長緊張部１４を柱主筋１５の間に配置し、その周囲にコンクリート１６を打設して一体化する。

図３（ａ）は、本発明に係るＰＣ梁接合部構造に使用するＰＣ梁１０の下ば筋の配置図、（ｂ）は、ＰＣ鋼材の配置図、（ｃ）は、ＰＣ梁の配筋状態を示す側面図である。ここで、ＰＣ梁１０の下端近傍には、梁の内部から梁端部１７の外まで延設された下ば筋１８が配筋されている。また、図３（ｂ）に示すようにＰＣ鋼棒であるＰＣ鋼材１２が埋設されている。ＰＣ鋼材１２の一端は、ＰＣ梁１０端部近傍にアンカープレート１９と締着ナット２０によって固定されている。また、ＰＣ鋼材１２は、ＰＣ梁長の略１／４程度まで埋設され、延設部はＰＣ梁１０の梁端部１７から側方に延設されている。

更に、端面から延設されたＰＣ鋼材１２は、ＰＣ梁の端面に設置された支圧プレート２１およびＰＣ梁の端面から外側に設置された筒状の圧縮鋼材１３、圧縮鋼材１３の他端に設置された支圧プレート２３、締着ナット２４から成る延長緊張部１４を介して緊張されている。ＰＣ鋼材１２は、ＰＣ梁の他端にも、点対称に設置されており、端面から外側に設置された筒状の圧縮鋼材１３、圧縮鋼材１３の他端に設置された支圧プレート２３、締着ナット２４から成る延長緊張部１４で緊張されている。延長緊張部１４は、工場にてＰＣ梁１０を製造後、ＰＣ鋼材１２を緊張させるとともにグラウトして製造する。また、図３（ｃ）に示すようにＰＣ梁には、ほぼ等間隔にフープ筋２２が配置され、フープ筋２２の上端に鉄筋２５が配設されている。図４（ａ）は、ＰＣ梁１０の中央断面図、（ｂ）は、ＰＣ梁１０の端部断面図である。

次に、本発明のＰＣ梁接合部構造の施工工程について説明する。先ず、図５、６に示すように柱主筋１５を中心にして柱１１を架設する。続いて、ＰＣ梁１０を架設する。ＰＣ梁１０は、その梁端部を柱頭部１１ａに載置し、端面から突出した延長緊張部１４が左右から、柱の範囲内で配設される。また、締着ナット２４から延設されたＰＣ鋼材１２は、隣の支圧プレート２３の固定ナット２６で固定され左右の延長緊張部１４が接続される。更に、左右のＰＣ梁１０の上に図外のスペーサーを介して鉄筋２５を柱１１を貫いて配筋し、その上から現場打ちのコンクリート１６を打設することで一体化する。このようにして、ＰＣ梁１０と柱１１が接合される。

以上のようにして製造されたＰＣ梁接合部構造は、ＰＣ鋼材１２および延長緊張部１４の存在により、梁端部の応力を低減でき、鉄筋２５の量を削減することができる。また、ＰＣ梁と柱の接合部の施工を容易にすることができる。

次に、本発明のＰＣ梁接合部構造と従来のＲＣ構造およびＰＣ梁接合構造による性能比較を説明する。図７は、本発明のＰＣ梁端部におけるそれぞれの曲げ応力と曲率との関係を説明図である。図中で菱形は、ＲＣ構造による例で、梁の断面積が２００×３００ｍｍ、上端筋に異形鉄筋Ｄ１３を２本、下端筋に異形鉄筋Ｄ１３を４本使用したものである。四角は、ＰＣ構造による例で、梁の断面積が２００×３００ｍｍ、上端筋に異形鉄筋Ｄ１３を２本、下端筋に異形鉄筋Ｄ６を２本、ＰＣ鋼材１φ１７Ａを使用したものである。三角は、ＰＣ構造による例で、梁の断面積が２００×３００ｍｍ、上端筋に異形鉄筋Ｄ１３を２本、下端筋に異形鉄筋Ｄ６を２本、鋼管断面積９．０ｃｍ²、ＰＣ鋼材１φ１７Ａを使用したものである。丸は、ＰＣ構造による例で、梁の断面積が２００×３００ｍｍ、上端筋に異形鉄筋Ｄ１３を２本、下端筋に異形鉄筋Ｄ６を２本、鋼管断面積１８．０ｃｍ²、ＰＣ鋼材１φ１７Ａを使用したものである。

以上のように構成されたＰＣ梁接合部構造は、従来のＲＣ構造による接合部構造に比べてひび割れ耐力の増加は望めないが、ひび割れ発生後において圧縮鋼材の軸力が作用しており、ひび割れ幅の制御効果が期待できる。また、パネルゾーン内に場所打ち用支圧板を配置しているので、終局耐力の算定に加算可能である。したがって、端部主筋の低減が可能である。

図８は、従来の主筋太さを変えた場合と本発明のＰＣ梁端部のそれぞれの断面に於ける曲げ応力と曲率との関係を示す説明図である。計算条件は、スパンＬｘ×Ｌｙ＝１３．００×７．２０ｍ、荷重フレーム用８００ｋｇ／ｍ² 、断面積＝７０×１１０ｃｍ²、コンクリートＦｃ＝Ｎ／ｍｍ²である。図中菱形は、ＲＣ構造による例で、主筋に異形鉄筋Ｄ３２を１２本使用したものである。四角形は、ＰＣ構造による例で、７φ１２．７−４Ｃを使用したものである。三角形は、本発明の実施の形態を示す例で、φ２８．６−４Ｃを使用したものである。

以上のように、長期設計荷重時においては、ひび割れの発生が予想されるものの、曲率としてはＰＣ構造とＲＣ構造の中間に位置しており、端部主筋の低減が可能である。

図９は、本発明の他の実施の形態を示す柱部分の水平断面図である。本実施の形態において、図中左に配置されたＰＣ梁１０の梁端部１７から側方に延設されたＰＣ鋼材１２は、圧縮鋼材１３および支圧板９０ａを介して締着金具９１ａで緊張される。締着金具９１ａで緊張されたＰＣ鋼材１２は、更に延設されて、図中右に配置された、もう一方のＰＣ梁１０の側面から延設された圧縮鋼材１３を緊張する支圧板９０ｂに締着金具９１ｂで固定される。また、締着金具９１ａには、もう一方のＰＣ梁１０の側面から延設されたＰＣ鋼材１２が締着金具９２によって固定されている。更に、もう一方のＰＣ梁１０の側面から延設されたＰＣ鋼材１２は、圧縮鋼材１３，支圧板９０ｂを介して締着金具９２ｂで緊張されている。このようにして、柱１１の左右から架け渡されたＰＣ梁１０のＰＣ鋼材１２は、互いに連結される。

以上のように構成されたＰＣ梁接合部構造では、左右のＰＣ鋼材１２が連結されることにより、荷重応力に対して一体的に挙動するため、ＰＣ鋼材および圧縮鋼材の使用個数を削減でき、施工コストの削減を達成することができる。

尚、以上の実施例では、ＰＣ梁を直線状に設置して、柱の左右にＰＣ梁を接合する場合について説明したが、柱の一方向にＰＣ梁を接合する場合であってもよく、柱の三方向にＰＣ梁を接合する場合でもよい。また、ＰＣ梁を直交配置して、柱の周囲の４方向に４本のＰＣ梁を接合することもできる。

図１は、本発明に係るＰＣ梁接合部構造におけるＰＣ梁と柱の接合状態を示す断面図である。図２は、同ＰＣ梁接合部構造における要部拡大断面図である。図３（ａ）は、本発明に係るＰＣ梁接合部構造に使用するＰＣ梁の下筋の配置図、（ｂ）は、ＰＣ鋼材の配置図、（ｃ）は、ＰＣ梁の配筋状態を示す側面図である。図４（ａ）は、ＰＣ梁の中央断面図、（ｂ）は、ＰＣ梁の端部断面図である。図５は、本発明のＰＣ梁接合部構造に於ける柱部分の水平断面図である。図６は、同ＰＣ梁接合部構造に於ける柱部分の縦断面図である。図７は、同ＰＣ梁端部における曲げ応力と曲率との関係を示す説明図である。図８は、従来の主筋太さを変えた場合と本発明のＰＣ梁端部に於ける曲げ応力と曲率との関係を示す説明図である。図９は、本発明の他の実施の形態を示す柱部分の水平断面図である。

符号の説明

１０プレキャスト・プレストレストコンクリート梁（ＰＣ梁）
１１柱
１１ａ柱頭部
１２ＰＣ鋼材
１３圧縮鋼材
１４延長緊張部
１５柱主筋
１６コンクリート
１７梁端部
１８下ば筋
１９アンカープレート
２０締着ナット
２１支圧プレート
２２フープ筋
２３支圧プレート
２４締着ナット
２５鉄筋
２６固定ナット
９０支圧板
９１締着金具
９２締着金具

Claims

プレキャスト・プレストレストコンクリート梁と、柱とを接合するＰＣ梁接合部構造であって、
前記プレキャスト・プレストレストコンクリート梁の端部近傍にＰＣ鋼材を埋設するとともに梁端部からＰＣ鋼材を延長し、
当該延長したＰＣ鋼材を圧縮鋼材を介して緊張してプレキャスト・プレストレストコンクリート梁端部に延長緊張部を形成し、
前記柱頭部に左右の水平方向からＰＣ梁を架け渡すとともに、
前記延長緊張部は、柱部分において互い違いに配置すると共に相互に連結した後、
前記延長緊張部と、柱主筋とをコンクリートを打設して一体化することによりプレキャスト・プレストレストコンクリート梁と、柱とを一体構成したことを特徴とするＰＣ梁接合部構造。
前記柱頭部の左右水平方向から架け渡されたＰＣ梁に対して、直角方向からＰＣ梁を架け渡し、柱頭部の三方向にＰＣ梁を接合するとともに、
前記延長緊張部を相互に連結した後、
前記延長緊張部と、柱主筋とをコンクリートを打設して一体化することによりプレキャスト・プレストレストコンクリート梁と、柱とを一体構成したことを特徴とする請求項１に記載のＰＣ梁接合部構造。
前記柱頭部の左右水平方向から架け渡されたＰＣ梁に対して、左右の直角方向からＰＣ梁を架け渡し、柱頭部の４方向にＰＣ梁を接合するとともに、
前記延長緊張部を相互に連結した後、
前記延長緊張部と、柱主筋とをコンクリートを打設して一体化することによりプレキャスト・プレストレストコンクリート梁と、柱とを一体構成したことを特徴とする請求項２に記載のＰＣ梁接合部構造。