(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記注入材は、前記第二領域の前記シース管のうち、前記第一領域に隣接する部分に注入された、第三注入材をさらに有することを特徴とする、請求項1に記載のコンクリート構造体。
【発明を実施するための形態】
【0016】
<第一の実施形態>
第一の実施形態では、
図1に示すように、RC構造の柱2,2にPC構造の梁(コンクリート部材10)3を横架する場合について説明する。
【0017】
本実施形態のコンクリート構造体1は、
図2に示すように、コンクリート部材10と、コンクリート部材10に埋設されたシース管20と、シース管20に挿入された線材30(
図3参照)と、シース管20と線材30との隙間に注入された注入材40とを備えている。なお、
図2では、線材30の図示を省略している。
【0018】
コンクリート部材10は、高強度コンクリート(本実施形態では、設計基準強度が150〜200N/mm
2)により構成された第一領域11と、普通コンクリート(本実施形態では、20〜40N/mm
2程度)により構成された第二領域12とにより構成されている。
【0019】
第一領域11は、いわゆる柱梁接合部(パネルゾーン)であって、線材(PC鋼材又は高強度鉄筋)30の定着域を構成している。図示は省略するが、第一領域11には、柱主筋およびフープ筋が配筋されている。第二領域12は、左右の柱2,2の間に配設された梁3の本体部分である。
なお、第一領域11と第二領域12の範囲は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
【0020】
コンクリート部材10には、梁3の軸方向に沿ってシース管20が埋設されている。シース管20には、線材30(
図3参照)が挿通される。
【0021】
シース管20は、一般部21と、定着部22とを備えている。
一般部21は、いわゆるスパイラルシース(登録商標)により構成されていて、その大部分が第二領域12に埋設されている。一般部21の両端部は、第一領域11,11に埋設されている。なお、一般部21は、必ずしもスパイラルシースである必要はない。
【0022】
定着部22は、柱梁接合部(第一領域11)内に埋設されている。
定着部22は、一般部21に連結されたトランペットシース23と、支圧板25を介してトランペットシース23に連結された鋼管スリーブ24とを備えている。
【0023】
トランペットシース23の一端は、一般部21に連結されており、トランペットシース23の他端は支圧板25に当接している。
トランペットシース23は、一般部21から支圧板25に近づくにしたがって拡径する円錐台状に形成されている。
【0024】
鋼管スリーブ24は、筒状に形成された鋼管である。鋼管スリーブ24の一端は支圧板25に当接していて、鋼管スリーブ24の他端は柱2(柱梁接合部)の側面において開口している。
【0025】
支圧板25は、線材30の頭部(アンカーヘッド31)を係止するための部材である。支圧板25は、トランペットシース23の拡径部分の断面形状および鋼管スリーブ24の断面形状よりも大きな面積を有している。また、支圧板25の中央には、一般部21の内径より大きな内径を有した貫通孔が形成されている。当該貫通孔には線材30が挿通される。
トランペットシース23の周囲にはスパイラル筋26が配筋されている。
【0026】
線材30は、PC鋼材により構成されている。線材30にはプレストレスが導入されている。
図3に示すように、線材30の両端(図面では、一端のみを記載している)は、アンカーヘッド31を介して支圧板25に係止されている。なお、線材30を構成する材料は限定されるものではなく、例えばPC鋼棒やPC鋼線、高強度鉄筋等であってもよい。
【0027】
スパイラル筋26は、螺旋状に形成された補強筋である。スパイラル筋26は、必要に応じて配筋すればよく、省略してもよい。
【0028】
本実施形態の注入材40は、第一注入材41と、第二注入材42と、第三注入材43とを備えている。
【0029】
第一注入材41は、
図2に示すように、第一領域11において、シース管20内に注入されたグラウト材である。すなわち、第一注入材41は、第一領域11のシース管20である一般部21の端部、トランペットシース23および鋼管スリーブ24に注入されている。
【0030】
第一注入材41は、第一領域11を構成する母材コンクリート(高強度コンクリート)と同等以上の強度(本実施形態では、設計基準強度が150〜200N/mm
2)であって、第二注入材42の強度よりも高い強度を有している。
【0031】
第二注入材42は、第二領域12のシース管20のうち、第三注入材43が注入されていない部分に注入されたグラウト材である。
第二注入材42には、第一注入材41および母材コンクリートよりも低い強度(本実施形態では、20〜40N/mm
2程度)のものを使用する。
【0032】
第三注入材43は、
図3に示すように、第二領域12のシース管20のうち、第一領域11に隣接する部分に注入されたモルタルである。
第三注入材43には、第一注入材41および母材コンクリートよりも低い強度(本実施形態では、20〜40N/mm
2程度)のものを使用する。
【0033】
第三注入材43には、注入に必要な充填性と流動性を備えるとともに、注入後のフレッシュ時の形状保持性を備えたものを使用する。このような性状の第三注入材43を使用すると、シース管20内の第一領域11と第二領域12との境界部分に密実な境界部が形成される。
【0034】
フレッシュ時の形状保持性を備えたモルタルとしては、粘性型モルタルを使用してもよいし、粘性型あるいは非粘性型のモルタルに形状保持性を付与したものを使用してもよい。形状保持性の付与方法としては、有機繊維または無機繊維を混入したり、増粘材を加えたりすることにより行えばよい。また、ベントナイト等のチクソトロピー性を高める材料を加えたモルタルを使用してもよい。
なお、第三注入材43には、モルタルの代りに、注入時の充填性と流動性、および、注入後の形状保持性を有する樹脂材料を使用してもよい。
【0035】
次に、本実施形態のグラウト材注入方法について説明する。
本実施形態のグラウト材注入方法は、線材30が配設されたシース管20内に、塞ぎモルタルとして第三注入材43を注入し、その後、第一注入材41および第二注入材42を注入する、というものである。
【0036】
第三注入材43は、第二領域12の端部(第一領域11に隣接する部分)のシース管20に連通する注入口51から注入する。
【0037】
第三注入材43の注入状況の確認は、第三注入材43の注入範囲の前後に連通する確認口52,52を利用して行う。具体的には、一方の確認口52から空気を送り込み、他方の確認口52から空気の流出状況により判断すればよい。つまり、他方の確認口52からの空気の流出がなくなったら、シース管20内が第三注入材43で遮蔽されたと判断できる。なお、注入状況の確認方法は限定されるものではなく、例えば、内視鏡等を確認口52から挿入して目視により確認してもよいし、一方の確認口52からシース管20内に向けて放出した光を他方から検知することにより行ってもよい。
なお、第三注入材43の充填が不十分な場合には、確認口52から第三注入材43を注入するとよい。
【0038】
第三注入材43の硬化状況の確認は、施工時に注入したモルタルを別途採取しておき、注入箇所近傍で養生した場合の凝結始発を貫入抵抗により判断する。
【0039】
本実施形態では、梁3の上面からシース管20に至る注入口51および確認口52を形成する場合について説明したが、注入口51および確認口52の位置や向きは限定されるものではなく、例えば梁3の側面に形成してもよい。
【0040】
第一注入材41は、第一領域11に形成された鋼管スリーブ24側から一般部21およびトランペットシース23に圧入する。
なお、第一注入材41の注入は、柱2の側面からシース管20に至るように形成した注入口から行ってもよいし、支圧板25に設けた注入口から行ってもよい。また、柱2側に連通する確認口52から行ってもよい。
【0041】
第一注入材25を一般部21とトランペットシース23に注入したら、鋼管スリーブ24内にも第一注入材41を充填する。
【0042】
第二注入材42は、梁3の本体部に形成された注入口(図示せず)、または、シース管20の梁側に連通する確認口52から圧入する。
【0043】
本実施形態のコンクリート構造体1によれば、高強度コンクリートにより形成された第一領域11に対しては、高強度コンクリートと同等以上の強度を有した第一注入材41をシース管20に注入するため、コンクリート構造体1の耐力が低下することがない。
また、第一注入材41の注入範囲を第一領域11のみに限定しているため、シース管20の全長に第一注入材41を注入する場合に比べて安価である。
【0044】
第一領域11と第二領域12との境界部分に第三注入材43が予め注入されているため、第一注入材41の注入を計画通りに行うことができる。そのため、第一注入材41の注入量の増加による材料費の高騰を防止できる。
【0045】
第三注入材43の注入範囲の両側に確認口52が形成されているため、第三注入材43のシース管20での片流(左右均等に第三注入材43が広がらないこと)を確認することができる。また、片流があった場合には、いずれか一方の確認口52から第三注入材43を補充すればよい。
【0046】
<第二の実施形態>
第二の実施形態のコンクリート構造体1は、第三注入材43を備えていない点で、第一の実施形態のコンクリート構造体と異なっている。
【0047】
第二の実施形態では、第一注入材41として、注入に必要な充填性と流動性を備えるとともに、注入後のフレッシュ時の形状保持性を備えたグラウト材を使用している。
この他の第一注入材41の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0048】
フレッシュ時の形状保持性を備えたグラウト材としては、粘性型グラウト材を使用してもよいし、粘性型あるいは非粘性型のグラウトに形状保持性を付与したものを使用してもよい。形状保持性の付与方法としては、有機繊維または無機繊維を混入したり、増粘材を加えたりすることにより行えばよい。また、ベントナイト等のチクソトロピー性を高める材料を加えたグラウト材を使用してもよい。
【0049】
この他の第二の実施形態のコンクリート構造体1の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0050】
次に、第二の実施形態のグラウト材注入方法について説明する。
第二の実施形態のグラウト材注入方法では、まず、線材30が挿入されたシース管20のうち、コンクリート部材10の第一領域11に埋設された部分に第一注入材41を注入し、その後、第二領域12に埋設された部分に第二注入材42を注入する。
【0051】
第一注入材41の注入は、
図4に示すように、柱2の側面からトランペットシース23に至る注入口51を利用して行う。
第一注入材41の注入状況は、第一領域11と第二領域12との境界部に形成された確認口52を利用して確認する。
【0052】
第一注入材41は、フレッシュ時の形状保持性を備えているため、所定範囲に注入することができる。そのため、塞ぎモルタル(第三注入材43)等により境界部を塞がなくとも、強度の異なるグラウト材(第一注入材41、第二注入材42)を、第一領域11と第二領域12とで打ち分けることができる。
【0053】
また、高強度コンクリートにより形成された第一領域11内のシース管20に対しては、高強度コンクリートと同等以上の強度を有した第一注入材41を注入するため、コンクリート構造体の耐力が低下することがない。
また、第一注入材41の注入範囲を第一領域11のみに限定しているため、シース管20全長に第一注入材41を注入する場合に比べて安価である。
【0054】
<第三の実施形態>
第三の実施形態のコンクリート構造体1は、
図5に示すように、コンクリート部材10と、コンクリート部材10に埋設されたシース管20と、シース管20に挿入された線材30と、シース管20と線材30との隙間に注入された注入材40とを備えている。
【0055】
コンクリート部材10は、柱2と、柱2の側面に左右から接続する梁3,3とにより構成されている。
柱梁接合部(第一領域11)は、高強度コンクリートにより形成されている。
【0056】
梁3は、プレキャスト部材からなる。梁3は、目地部4を介して柱2の側面に接合されている。
本実施形態では、プレキャスト部材からなる梁3を柱2の側面に圧着する場合について説明するが、梁3は現場打ち工法により構築してもよい。
【0057】
シース管20は、左右の梁3,3および柱2の各々に埋設されている。柱2と梁3との目地部4では、目地モルタルの浸入を防止するための浸入防止パッド27がシース管20の開口端に周設されている。
【0058】
シース管20内に注入された注入材40は、第一領域11(柱梁接合部)においてシース管20内に注入された第一注入材41と、第二領域12(梁3)においてシース管20内に注入された第二注入材42とを備えている。
【0059】
本実施形態の第一注入材41の詳細は、第二の実施形態で示した第一注入材41と同様なため詳細な説明は省略する。
また、第二注入材42の詳細は、第一の実施形態の第二注入材42と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0060】
第三の実施の形態では、第一注入材41を第一領域11のシース管20に注入した後、第二注入材42を第二領域12のシース管20に注入する。
【0061】
第一注入材41のシース管20への注入は、柱2の横方向の中間部に形成された注入口51から行う。
本実施形態では、注入口51の左右に、それぞれ複数の確認口52,52を形成しておき、第一注入材41の注入時に、第一注入材41の注入状況が確認できるようにしておく。なお、第一注入材41の片流が生じた場合には、確認口52から第一注入材41の注入を行えばよい。
【0062】
第一注入材41は、フレッシュ時の形状保持性を備えているため、所定範囲に注入することができる。そのため、強度の異なるグラウト材を、第一領域11と第二領域12とで打ち分けることができる。
【0063】
また、高強度コンクリートにより形成された第一領域11に対しては、高強度コンクリートと同等以上の強度を有した第一注入材41を注入するため、コンクリート構造体1の耐力が低下することがない。
また、第一注入材41の注入範囲を第一領域11のみに限定しているため、シース管20の全長に第一注入材41を注入する場合に比べて安価である。
【0064】
<第四の実施形態>
第四の実施形態のコンクリート構造体1は、
図6に示すように、コンクリート部材10(柱2)と、柱2の軸方向に沿って柱2に埋設されたシース管20と、シース管20に挿入された線材30と、シース管20と線材30との隙間に注入された注入材40とを備えている。
【0065】
コンクリート部材10は、柱脚部のヒンジ領域(柱せいに対して1.0倍〜1.5倍の範囲)を含むように設定された第一領域11と、その他の領域である第二領域12とにより構成されている。
【0066】
柱2の下端部には、注入口51が形成されている。また、第一領域11と第二領域12との境界部には、排出口53が形成されている。さらに、排出口53の上方にも注入口51が形成されている。
【0067】
柱脚部では、大きな応力変動が生じるおそれがあるため、柱主筋とグラウト材およびコンクリートが一体的に荷重に抵抗する必要があり,柱主筋とグラウト材の十分な付着抵抗力が必要となる。一方、それ以外の応力変動の少ない部分である第二領域12は、第一の実施形態の場合(
図2参照)と異なり、柱断面に対してシース内の主筋を除くグラウト材部の占める割合が少なく、応力変動も少ないため、柱主筋とグラウト材の付着抵抗力は大きな問題とならない。
【0068】
線材30は、鉄筋により構成されている。線材30の下端は、基礎Kに定着している。なお、線材30を構成する材料は限定されるものではない。
【0069】
注入材40は、第一注入材41と、第二注入材42とを備えている。
第一注入材41は、第一領域11に埋設されたシース管20内に注入されたグラウト材であって、第一領域11を構成する母材コンクリート(高強度コンクリート
)以上の強度(本実施形態では、設計基準強度が150〜200N/mm
2)を有している
。
【0070】
第二注入材42は、第二領域12に埋設されたシース管20内に注入されたグラウト材であって、第一注入材41よりも低い強度(本実施形態では、20〜40N/mm
2程度)を有している。
【0071】
次に、本実施形態のコンクリート構造体1のグラウト材注入方法について説明する。
注入材40の注入は、柱2の下部から順次進めていく。こうすることで、第一領域11と第二領域12との間に塞ぎモルタル等を注入することなく、異なるグラウト材(第一注入材41および第二注入材42)を打ち分けることができる。
【0072】
第一注入材41の注入は、柱2の下端部に形成された注入口51から圧入し、排出口53から流出するまで行う。
【0073】
第一注入材41の注入後、第一注入材41の硬化が開始した段階で、第二注入材42を注入する。第二注入材42の注入は、排出口53の上方に形成された注入口51から圧入することにより行う。
【0074】
本実施形態の高強度コンクリートにより形成されたコンクリート構造体1によれば、第一領域11に対しては、高強度コンクリートと同等以上の強度を有したグラウト材または比較的高強度のグラウト材である第一注入材41を注入するため、コンクリート構造体の耐力が低下することがない。
また、第一注入材41の注入範囲を第一領域11のみに限定しているため、シース管20全長に第一注入材41を注入する場合に比べて安価である。
【0075】
第四の実施形態では,一つの同一強度のコンクリートで形成されたプレキャスト柱部材内でのグラウトの打ち分け方法を示したが、建物高さ方向で層ごとに柱のコンクリート強度が異なる場合において、それぞれの層柱のコンクリート強度にグラウト材強度を揃えて、連続するシース内で強度の異なるグラウト材を打ち分けても良い。
【0076】
以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
【0077】
例えば、コンクリートの強度や、注入材の強度は、前記各実施形態で示した強度に限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
また、コンクリート部材は、梁や柱に限定されるものではない。