JPH0329937B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、鉄筋コンクリート造柱の耐力と靭性
を簡単な方法で効果的に向上させるものである。

そもそも鉄筋コンクリート造（以下“RC造”
と略称）の柱は一般に鉄骨造などの柱に比べて、
圧縮荷重に対しては強いが、引張り、曲げ、せん
断荷重に弱く、かつ硬くて脆いので、一旦亀裂が
発生すると急激に耐力が低下するという欠点があ
る。これに対して鉄骨造の柱は逆に引張り、曲げ
には強いが、圧縮座屈に弱く、かつ耐火被覆と防
錆塗装に手間と費用がかかるという短所がある。
この両者の長所を生かし短所を補うものとして一
般には高層建築などに鉄骨鉄筋コンクリート造柱
が多用されているが、これはRC造柱に比べて手
間がかかる上に相当コスト高となる。その他にプ
レストレストコンクリート造（以下“PC造”と
略称）の柱も考えられるが、これには大がかりな
設備と段取り並びに厳密な品質および施工管理と
それ等を駆使する特殊技術が必要であつて、それ
だけ工費と工期もかかるので、特に長大スパンで
応力の巨大な特殊な場合を除いて一般建築には殆
ど使用されていないのが現状である。

この障壁を除去するために、大きなプレストレ
スを導入する従来の本格的なPC造、即ちフルプ
レストレツシング（FPC）およびパーシヤルプ
レストレツシング（PPC）構造以外に、RC造と
PC造の中間的な構造としてプレストレスト鉄筋
コンクリート（PRC）造が考えられ、最近建設
省告示その他でその設計規準や施工指針などが制
定された。これは軽度のプレストレスを導入する
だけであつて、それ程大がかりな設備や段取りを
必要とせず、品質および施工管理も比較的容易で
あるにも拘らず、これをうまく活用すれば鉄筋コ
クリート造の耐力・靭性の向上、ひび割れや撓み
の防止、はり成・スラブ厚の減小と軽量化、長ス
パン空間の確保、建物の品質向上などに顕著な効
果を発揮でき、しかもコストは余りかからないの
で、手軽に利用できる有効な構造方式として今後
の発展が期待されているものである。

本発明はPC鋼より線またはPC鋼棒（以下総称
して“PCテンドン”という）の配置とその緊張
方法などを工夫することによつて、さらに設計の
合理化と施工の簡便化などを進め、上記のメリツ
トの倍増を図つたものであつて、以下実施例に基
づいて詳細に説明する。

先づ鉄筋コンクリート造の基礎または基礎ばり
２の中に、それから立上る柱１の四隅位置にPC
テンドンの下端定着部４ａを、その下端に定着金
具４ｂを、上端に継手金具４ｊをつけて埋設す
る。基礎および基礎ばりのコンクリート打設後、
最下階の柱１の主筋１ａとフープ１ｂの内側に、
柱断面の対角線方向に各階をＸ形に、複数階を連
続して曲げ、PCテンドン４を内蔵した鋼管シー
ス５を建て、PCテンドン４の下端を継手金具４
ｊに接続して鋼管シース５を正規の位置に保持
し、最下階のコンクリートを打設する。この場合
最下階柱の上端の大ばり３との接合部に於ては、
一般には第１図および第２図のように鋼管シース
５は、柱１の四隅の主筋のすぐ内側で、交差する
大ばり主筋３ａの外側を鉛直に立上り、続いて上
階でも同様に柱断面の対角線方向に折り曲げてＸ
形に配置する。

第１図の矢印（−−→）はこのＸ形の、水平投
影面における方向を示したものである。上階に於
てもPCテンドン４を内蔵した鋼管シース５を正
規の位置に保持して所要の配筋とコンクリート打
設を行い、以下同様作業の繰り返しによつて所望
の複数階を築造する。而してコンクリートの所要
強度発現後にこの複数階の最上部に於て、鋼管シ
ース内のPCテンドンの上端をジヤツキ等で緊張
して定着金具で定着し、最下階の柱脚部より鋼管
シース５内へグラウト材を上端から溢れ出るまで
ポンプで圧入することによつて、PCテンドン４
と鋼管シース５の内面との空隙が全長に亘つて完
全にグラウト材で充填されることになる。これに
よつてこの複数階の柱のコンクリートには鉛直方
向にプレストレスが導入される。

なおPCテンドンの種類と直径およびその緊張
力の大きさを選択することによつて、導入するプ
レストレス量を自由に調節できる。高層建築で階
数の多いときは、２〜３階ないしは数階づつ区切
つて緊張し、その上はPCテンドンを継手金具で
接続して躯体を築造しながらさらに第２段以降の
複数階を緊張して行くようにすればよい。この場
合各段の複数階のPCテンドンと緊張力は同一で
なくてもよく、例えば上に行く程PCテンドンを
順次細くして緊張力を小さくし、各階の導入プレ
ストレス量を夫々所望の値に調制できる。プレス
トレスの導入によつて鉄筋コンクリート造柱の引
張り、曲げ、せん断耐力が向上し、ひび割れが生
じなくなることは公知であるので説明を省略す
る。ただ圧縮力に対してはPCテンドンの緊張に
よるプレストレス量だけコンクリートの圧縮応力
度を上げる必要があるが、この値は一般に10〜50
Kgｆ／cm²程度であるので単位セメント量を若干増
すなど使用コンクリートの調合を加減することに
よつて簡単にでき、或は柱の断面を僅かに太くし
てもよい。

次にPCテンドンを各階柱断面の対角線方向に
Ｘ形に配置することが本発明の特徴の一つであつ
て、その意義と利点について列記し、さらにＸ形
配置とプレストレスの相乗効果などについて取り
まとめると、 (1) 第一に各階Ｘ形に配置することによつて、
PCテンドンが同時にブレースないしはトラス
として効き、柱のせん断および曲げ耐力がそれ
だけ増大する。

(2) しかもそれを柱断面の対角線方向に入れるこ
とによつて、各テンドンが何れもＸ−Ｘ方向と
ｙ−ｙ方向の双方の水平荷重に対するブレース
ないしはトラスとして有効に働くので、最少数
の４本のPCテンドンによつて、あらゆる方向
からの地震荷重に対処できる。

(3) 一般にはPCストランドや鋼棒のような細い
ブレースは、圧縮荷重に対してはすぐ座屈して
しまつて効かなくなるので、片方の引張側ブレ
ースだけしか有効でないが、この場合は緊張に
よつて初期張力を与えるので、水平外力に対し
て伸張側ブレースだけでなく収縮側ブレースも
引張領域だけで使われることとなつて圧縮応力
は生じない。そして収縮側ブレースの張力減少
分もあたかも圧縮ブレースが突張つて効くよう
な形で水平耐力に寄与するので、緊張しない一
般のブレースに比べて２倍の効果がある。

(4) PCテンドンは鉄筋や一般鋼材に比べて降伏
荷重と引張り強さが数倍高いので、ブレースと
しての効果も僅かの鋼材量で足り、通常寸法の
柱断面の中に無理なく納まり、かつ経済的であ
る。

(5) 鉄筋コンクリート造は硬くて脆く靭性に欠け
る欠点があるが、この緊張ブレースを効かせる
ことによつて柱のひび割れを制御し、ひび割れ
発生後もその成長を抑制し、また外力が消えれ
ばそのひび割れ幅が閉じて復元するという働き
をするので、当該柱の靭性が飛躍的に向上す
る。

(6) 従つてこの全方向ブレース兼用PCテンドン
によるプレストレストコンクリート造柱を活用
してうまく設計すれば、一般には鉄骨鉄筋コン
クリート造又は鉄骨造としなければ設計困難な
高層ないしは超高層建築も、鉄骨を用いずに経
済的に短工期で建設できる。

(7) 施工上から見ても、鋼管シースに内蔵した４
本のPCテンドンを入れて、複数階を一度に緊
張しグラウトするだけであるので、その大きな
効果に比べて僅かの手間で済む。

等、少量の鋼材と簡単容易な施工によつて経済的
に、建物その他の構築物における鉄筋コンクリー
ト造柱の耐力と靭性を高めることができる構法で
ある。

なお以上は最も代表的な実施例について記述し
たが、PCテンドンの方向は必ずしも柱断面の対
角線方向に限定するものではなく、その方向と数
量に関してはあらゆるバリエーシヨンを含むもの
とする。即ち例えば建物の一方向だけを補強した
い場合には、第３図ａのようにPCテンドンを柱
断面に対して一方向だけ、各階を単数または複数
のＸ形に配設して緊張すればよく、またｘ−ｘ
−．ｙ−ｙ両方向を補強する場合にも第３図ｂの
ように、ｘ−x.y−ｙ軸に平行にＸ形に、それぞ
れ必要量だけのPCテンドンを入れることもある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるPCテンドンをＸ形に内
蔵緊張したプレストレストコンクリート造柱の横
断面図、第２図はその縦断面図、第３図は異つた
実施例の横断面図である。 １……柱、１ａ……柱主筋、１ｂ……フープ、
２……基礎ばり、３……大ばり、３ａ……大ばり
主筋、４……PCテンドン、４ａ……PCテンドン
の下端定着部、４ｂ……定着金具、４ｊ……継手
金具、５……鋼管シース。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鉄筋コンクリート造の柱に対し、その最下階
   柱脚直下の基礎または基礎ばり中にPCテンドン
   の下端の定着部を埋設定着し、それより柱断面の
   対角線方向またはその他の方向に、各階をＸ形に
   複数階を連続して、PCテンドンを内蔵した鋼管
   シースを柱の主筋とフープの内側に配設し、コン
   クリートを打設して所要強度発現後に上記複数階
   の最上部に於てPCテンドンの上端を緊張定着し、
   鋼管シース内にグラウト材を圧入充填することを
   特徴とするPCテンドンをＸ形に内蔵緊張したプ
   レストレストコンクリート造柱。