JPH0913504A - プレストレストコンクリートアーチの緊張材配置方法 - Google Patents

プレストレストコンクリートアーチの緊張材配置方法

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JPH0913504A
JPH0913504A JP7168893A JP16889395A JPH0913504A JP H0913504 A JPH0913504 A JP H0913504A JP 7168893 A JP7168893 A JP 7168893A JP 16889395 A JP16889395 A JP 16889395A JP H0913504 A JPH0913504 A JP H0913504A
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tension
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 正の曲げモーメントの発生部分では、コンク
リートの弱点である引張り応力が作用する惧れがある。 【解決手段】 内部に緊張材12を埋設してコンクリー
ト14を打設したプレストレストコンクリート構造をも
ってアーチ型に形成する。両端脚部10aをピン16を
介して結合したピン構造とする。緊張材12を、アーチ
の頂部aにあってはアーチの内周近傍を通り、頂部aか
ら略45度傾斜した変位部分bにあってはアーチの外周
近傍を通り、かつ、脚部10aにあってはピン16との
結合部分を通るように滑らかに湾曲させて配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート内に
埋設した緊張材に緊張力を付加して構築されるプレスト
レストコンクリートアーチの緊張材配置方法に関する。
【0002】
【従来の技術】屋内競技場等の大空間施設はその構造上
円形ドームが多く用いられるが、このような円形ドーム
では特公平5−68582号公報に開示されるように、
強度低下を抑制しつつ大きな開口部を形成するにアーチ
が用いられる。この場合、前記アーチは強度が著しく高
いプレストレストコンクリート構造となっている。前記
プレストレストコンクリートは、プレストレスを付加し
た緊張材を埋設するようにコンクリートを打設して構築
され、コンクリートが硬化した状態で大きな内部応力が
発生されるようになっている。ところで、前記プレスト
レストコンクリートは前記緊張材が通常はコンクリート
の表面と略平行、つまりコンクリートの外側形状に沿っ
て埋設されるようになっており、上述したようにプレス
トレストコンクリートアーチとして構築した場合は、こ
のアーチの外側形状に沿った湾曲形状で埋設されること
になる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のプレストレストコンクリートアーチにあっては、
緊張材をアーチの外側形状に沿った湾曲形状で埋設した
場合には、自重の鉛直荷重により曲げモーメントが図7
に示すようにアーチ1の頂部aとこの頂部aから略45
度傾斜した変位部分bとで大きく逆転する。つまり、前
記曲げモーメントは頂部aでは負側に最大となり、略4
5度の変位部分bでは正側に最大となる。このため、特
に正の曲げモーメントの発生部分では、コンクリートの
弱点である引張り応力が作用する惧れがある。
【0004】このように、アーチに作用する曲げモーメ
ントが部位によって異なった場合は、負側に作用する最
大モーメントの箇所を基準にしてアーチの断面設計を行
う必要ある。このため、アーチの断面積が全体的に大き
くなり、アーチ1の重量が更に増大して前記鉛直荷重、
延いては前記曲げモーメントの更なる増大が来されると
いう課題があった。
【0005】尚、図7中左半分は脚部1aがピン結合さ
れた場合、同図中右半分は脚部1aが固定構造となった
場合を示し、ピン結合の場合は曲げモーメントが脚部1
aで無くなり、固定構造の場合は曲げモーメントが負側
に作用する。
【0006】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て、コンクリートにプレストレスを付加する緊張材の埋
設位置を調整することにより、アーチに作用する正,負
の曲げモーメントを打ち消して、コンクリートの弱点で
ある引張り応力を無くすようにしたプレストレストコン
クリートアーチの緊張材配置方法を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明の第1の方法は、コンクリート内に埋設した
緊張材に緊張力を付加して構築され、脚部がピン構造と
なったプレストレストコンクリートアーチの緊張材配置
方法において、前記緊張材を、アーチの頂部にあっては
アーチの内周近傍を通り、頂部から略45度傾斜した変
位部分にあってはアーチの外周近傍を通り、かつ、脚部
にあってはピン結合部分を通るように滑らかに湾曲させ
て配置する。
【0008】また、本発明の第2の方法は、コンクリー
ト内に埋設した緊張材に緊張力を付加して構築され、脚
部が固定構造となったプレストレストコンクリートアー
チの緊張材配置方法において、前記緊張材を、アーチの
頂部にあってはアーチの内周近傍を通り、頂部から略4
5度傾斜した変位部分にあってはアーチの外周近傍を通
り、かつ、脚部にあっては内周部分を通るように滑らか
に湾曲させて配置する。
【0009】以上の構成により本発明の第1のプレスト
レストコンクリートアーチの緊張材配置方法は、アーチ
の脚部がピン構造となったものに適用した場合で、プレ
ストレストコンクリートアーチに埋設される緊張材を、
アーチの頂部にあってはアーチの内周近傍を通り、頂部
から略45度傾斜した変位部分にあってはアーチの外周
近傍を通り、かつ、前記脚部にあってはピン結合部分を
通るように滑らかに湾曲させたので、このように配置さ
れた緊張材に張力を付加することにより、前記頂部に正
の曲げモーメントが発生すると共に、略45度の変位部
分では負の曲げモーメントが発生する。すると、これら
頂部および変位部分に発生したモーメントは、アーチの
完成後に作用する自重による等分布荷重で前記頂部に発
生する負の曲げモーメント、および前記変位部分に発生
する正の曲げモーメントと打ち消し合う。また、ピン構
造となったアーチの脚部では、緊張材による曲げモーメ
ントと自重による曲げモーメントとがピン結合部分で零
となる。
【0010】また、本発明の第2のプレストレストコン
クリートアーチの緊張材配置方法は、脚部が固定構造と
なったものに適用したもので、緊張材をアーチの頂部で
アーチの内周近傍を通り、頂部から略45度傾斜した変
位部分でアーチの外周近傍を通り、かつ、前記脚部では
内周部分を通るように滑らかに湾曲させたので、緊張材
に張力を付加することにより、前記頂部に正の曲げモー
メント、および略45度の変位部分に負の曲げモーメン
トがそれぞれ発生し、これらモーメントはアーチの完成
後に作用する自重による等分布荷重で前記頂部に発生す
る負の曲げモーメント、および前記変位部分に発生する
正の曲げモーメントと打ち消し合う。また、固定構造と
なったアーチの脚部では、緊張材による曲げモーメント
が正となって、自重による負となる曲げモーメントと打
ち消し合うことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して詳細に説明する。図1から図3は本発明
にかかるプレストレストコンクリートアーチの緊張材配
置方法にかかる実施形態の一例を示し、図1はプレスト
レストコンクリートアーチの概略構成図、図2は緊張材
に緊張力を付加したときに作用する曲げモーメントの領
域説明図、図3は等分布荷重による曲げモーメントの領
域説明図である。
【0012】即ち、プレストレストコンクリートアーチ
10は、図1に示すように内部に緊張材12を埋設して
コンクリート14を打設したプレストレストコンクリー
ト構造をもってアーチ型に形成される。前記プレストレ
ストコンクリートアーチ10の両端脚部10a,10a
は、ピン16を介して結合されるピン構造となってい
る。
【0013】ここで、前記緊張材12を図1に示すよう
に、アーチの頂部aにあってはアーチの内周近傍を通
り、頂部aから略45度傾斜した変位部分bにあっては
アーチの外周近傍を通り、かつ、脚部10aにあっては
ピン16との結合部分を通るように滑らかに湾曲させて
配置する。
【0014】以上の構成により上記緊張材配置方法にあ
っては、プレストレストコンクリートアーチ10に埋設
される緊張材12が、アーチの頂部aにあってはアーチ
10の内周近傍を通り、頂部aから略45度傾斜した変
位部分bにあってはアーチ10の外周近傍を通るように
滑らかに湾曲させたので、このように配置された緊張材
12に張力を付加することにより、前記頂部aを中心と
して正の曲げモーメント(+X)の領域T1 が発生する
と共に、略45度の変位部分bを中心として負の曲げモ
ーメント(−Y)の領域T2 が発生する。
【0015】一方、前記プレストレストコンクリートア
ーチ10には自重による等分布荷重が常時作用してお
り、この等分布荷重によりプレストレストコンクリート
アーチ10には、図3に示すように前記頂部aを中心と
して負の曲げモーメント(−X)の領域T3 が発生する
と共に、前記略45度の変位部分bを中心として正の曲
げモーメント(+Y)の領域T4 が発生する。
【0016】従って、前記プレストレストコンクリート
アーチ10が完成された状態では、図2に示した緊張材
12の緊張による曲げモーメントの領域T1 ,T2 と、
図3に示した自重による曲げモーメントの領域T3 ,T
4 とが同時に作用することになる。このため、前記頂部
aでは正側の曲げモーメント(+X)と、負側の曲げモ
ーメント(−X)とが打ち消し合うと共に、前記変位部
分bでは負側の曲げモーメント(−Y)と、正側の曲げ
モーメント(+Y)とが打ち消し合うことになる。従っ
て、前記プレストレストコンクリートアーチ10は前記
頂部aを中心とする領域および前記変位部分bを中心と
する領域では曲げモーメントが作用するのを防止するこ
とができ、延いては、コンクリートの弱点である引張り
応力の発生を防止して、安全性および耐久性を向上し、
かつ、経済的な構造を得ることができる。
【0017】また、前記プレストレストコンクリートア
ーチ10の脚部10aにあっては、前記緊張材12を前
記変位部分bからピン16の結合部分を通るように滑ら
かに湾曲させたので、この変位部分bを中心とする緊張
材12の緊張による曲げモーメントの領域T2 と、自重
による曲げモーメントの領域T4 は前記ピン結合部分で
終結されて零となる。
【0018】図4から図6は他の実施形態を示し、前記
形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を
省略して述べる。尚、図4は図1に対応したプレストレ
ストコンクリートアーチの概略構成図、図5は図2に対
応した緊張材に緊張力を付加した時に作用する曲げモー
メントの領域説明図、図6は図3に対応した等分布荷重
による曲げモーメントの領域説明図である。
【0019】即ち、この実施形態ではプレストレストコ
ンクリートアーチ10の脚部10aが固定構造となった
ものに本発明を適用したもので、緊張材12が脚部10
aの内周部分を通るように変位部分bから滑らかに配置
してある。尚、アーチの頂部aにあっては緊張材12が
アーチ10の内周近傍を通り、頂部aから略45度傾斜
した変位部分bにあってはアーチ10の外周近傍を通る
ように滑らかに湾曲させてある。
【0020】従って、この実施形態にあっても緊張材1
2に緊張力を付加した場合には、図5に示すように、頂
部aを中心として正の曲げモーメント(+X)の領域T
1 が発生すると共に、略45度の変位部分bを中心とし
て負の曲げモーメント(−Y)の領域T2 が発生する。
また、自重による等分布荷重の作用によっても、図6に
示すように前記頂部aを中心として負の曲げモーメント
(−X)の領域T3 が発生すると共に、前記略45度の
変位部分bを中心として正の曲げモーメント(+Y)の
領域T4 が発生する。
【0021】従って、前記プレストレストコンクリート
アーチ10が完成された状態では、緊張材12の緊張に
よる曲げモーメントの領域T1 ,T2 と、自重による曲
げモーメントの領域T3 ,T4 とが打ち消し合って、ア
ーチ10に引張り応力が発生するのを防止することがで
きる。
【0022】また、前記プレストレストコンクリートア
ーチ10の脚部10aにあっては、前記緊張材12を脚
部10aの内周部分を通るように変位部分bから滑らか
に配置したので、図5に示したように緊張材12に緊張
力を付加することにより、脚部10aには正の曲げモー
メント(+Z)の領域T5 が発生する一方、自重による
等分布荷重により、前記脚部10aには負の曲げモーメ
ント(−Z)の領域T6 が発生する。従って、脚部10
a部分ではプレストレストコンクリートアーチ10の完
成状態で、領域T5 の正の曲げモーメント(+Z)と領
域T6 の負の曲げモーメント(−Z)とを打ち消し合う
ことができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
に示すプレストレスとコンクリートアーチの緊張材配置
方法にあっては、アーチの脚部がピン構造となったもの
に適用した場合で、プレストレストコンクリートアーチ
に埋設される緊張材を、アーチの頂部にあってはアーチ
の内周近傍を通り、頂部から略45度傾斜した変位部分
にあってはアーチの外周近傍を通り、かつ、前記脚部に
あってはピン結合部分を通るように滑らかに湾曲させた
ので、緊張材に張力を付加した際に前記頂部に発生する
正の曲げモーメントおよび前記略45度の変位部分に発
生する負の曲げモーメントは、アーチの自重による等分
布荷重で前記頂部に発生する負の曲げモーメントおよび
前記変位部分に発生する正の曲げモーメントと打ち消し
合い、また、アーチの脚部では緊張材による曲げモーメ
ントと自重による曲げモーメントとがピン結合部分で零
に終結して、アーチ全体に曲げモーメントが作用するの
を防止し、延いては、コンクリートの弱点である引張り
応力の発生を防止して、安全性および耐久性を向上し、
かつ、経済的な構造を得ることができる。
【0024】また、本発明の請求項2に示すプレストレ
ストコンクリートアーチの緊張材配置方法にあっては、
脚部が固定構造となったものに適用したもので、アーチ
の頂部で内周近傍を通ると共に、略45度傾斜した変位
部分でアーチの外周近傍を通り、かつ、前記脚部では内
周部分を通るように緊張材を滑らかに湾曲させたので、
この場合にあっても緊張材に張力を付加することにより
前記頂部に発生する正の曲げモーメント、および略45
度の変位部分に発生する負の曲げモーメントは、アーチ
に作用する自重の等分布荷重で前記頂部に発生する負の
曲げモーメント、および前記変位部分に発生する正の曲
げモーメントと打ち消し合い、また、固定構造となった
アーチの脚部では、緊張材による正の曲げモーメントと
自重による負の曲げモーメントとが打ち消し合うため、
アーチに曲げモーメントが作用するのを防止して、引張
り応力の発生を防止することができるという優れた効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる実施形態の一例を示すプレスト
レストコンクリートアーチの概略構成図である。
【図2】本発明にかかる実施形態の一例を示す緊張材に
緊張力を付加した時に作用する曲げモーメントの領域説
明図である。
【図3】本発明にかかる実施形態の一例を示す等分布荷
重による曲げモーメントの領域説明図である。
【図4】本発明の他の実施形態を示す図1に対応したプ
レストレストコンクリートアーチの概略構成図である。
【図5】本発明の他の実施形態を示す図2に対応した緊
張材に緊張力を付加したときに作用する曲げモーメント
の領域説明図である。
【図6】本発明の他の実施形態を示す図3に対応した等
分布荷重による曲げモーメントの領域説明図である。
【図7】従来のプレストレストコンクリートアーチを示
す概略構成図である。
【符号の説明】
10 プレストレストコンクリートアーチ 10a 脚部 12 緊張材 14 コンクリート 16 ピン a 頂部 b 変位部分

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンクリート内に埋設した緊張材に緊張
    力を付加して構築され、脚部がピン構造となったプレス
    トレストコンクリートアーチの緊張材配置方法におい
    て、前記緊張材を、アーチの頂部にあってはアーチの内
    周近傍を通り、頂部から略45度傾斜した変位部分にあ
    ってはアーチの外周近傍を通り、かつ、脚部にあっては
    ピン結合部分を通るように滑らかに湾曲させて配置した
    ことを特徴とするプレストレストコンクリートアーチの
    緊張材配置方法。
  2. 【請求項2】 コンクリート内に埋設した緊張材に緊張
    力を付加して構築され、脚部が固定構造となったプレス
    トレストコンクリートアーチの緊張材配置方法におい
    て、前記緊張材を、アーチの頂部にあってはアーチの内
    周近傍を通り、頂部から略45度傾斜した変位部分にあ
    ってはアーチの外周近傍を通り、かつ、脚部にあっては
    内周部分を通るように滑らかに湾曲させて配置したこと
    を特徴とするプレストレストコンクリートアーチの緊張
    材配置方法。
JP07168893A 1995-07-04 1995-07-04 プレストレストコンクリートアーチの緊張材配置方法 Expired - Lifetime JP3077565B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105781121A (zh) * 2016-03-16 2016-07-20 浙江大学城市学院 双向不对称张拉预应力束道理论伸长量的确定方法
CN107447991A (zh) * 2016-05-31 2017-12-08 上海宝冶集团有限公司 下弦管内预应力拱架节点的施工方法

Cited By (3)

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CN107447991B (zh) * 2016-05-31 2020-02-28 上海宝冶集团有限公司 下弦钢管内预应力拱架节点的施工方法

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