(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
複数のプレキャストコンクリート造の柱と、当該複数の柱間に架設される複数のプレキャストコンクリート造の梁と、前記柱の直上に設けられたプレキャストコンクリート造の直上階の柱と、を備え、当該梁にプレストレスが導入される構造物であって、
前記直上階の柱は、前記梁の下端面の位置にて、前記柱の上に配置され、
前記梁のうち隣り合うもの同士は、前記直上階の柱を挟んで配置され、
この状態で、前記梁の断面内に配置された緊張材によって一度に複数スパンに亘ってプレストレスが導入されて、前記直上階の柱および前記梁からなる柱梁架構のプレストレストコンクリート構造が形成され、当該プレストレストコンクリート構造が前記柱と接合されていることを特徴とする構造物。
複数のプレキャストコンクリート造の柱と、当該複数の柱間に架設される複数のプレキャストコンクリート造の梁と、前記柱の直上に設けられたプレキャストコンクリート造の直上階の柱と、を備え、当該梁にプレストレスが導入される構造物の構築方法であって、
前記複数の柱の建方を行うステップと、
前記複数の柱を当該柱の直下階に固定するステップと、
前記複数の直上階の柱および前記複数の梁の建方を行い、当該複数の直上階の柱のうちの1つを固定柱として前記柱の直上に配置するとともに、前記複数の直上階の柱の残りをスライド柱として前記柱の直上からずらして配置し、このとき、前記直上階の柱の柱梁接合部を、前記梁の下端面の位置にて前記柱の上に配置するとともに、前記梁のうち隣り合うもの同士を、前記直上階の柱の柱脚部を挟んで配置するステップと、
直上階の前記固定柱を前記柱に固定するステップと、
前記梁に一度に複数スパンに亘ってプレストレスを導入して前記直上階の柱および前記梁からなる柱梁架構のプレストレストコンクリート構造を形成した後、直上階の前記スライド柱を前記柱上でスライドさせて、当該柱の直上に配置する工程と、
当該スライド柱を前記柱に固定する工程と、を順番に行うことを特徴とする構造物の構築方法。
【背景技術】
【0002】
従来より、構造物の柱や梁を、予め工場にてプレキャストコンクリート柱(以降、PCa柱と呼ぶ)およびプレキャストコンクリート梁(以降、PCa梁と呼ぶ)として製作しておき、これらPCa柱およびPCa梁を現場に運搬して建方作業を行うプレキャストコンクリート構造(以降、PCa構造と呼ぶ)が知られている。
【0003】
また、PCa柱やPCa梁は、梁の長スパン化やひびわれ発生を抑止する柱梁架構を実現するために、PC製作工場や現場に搬入された後に緊張力が導入されて、プレストレストコンクリート構造(以降、PC構造と呼ぶ)となる場合がある。
【0004】
以上のPC構造では、PCa柱およびPCa梁の建方作業を行った後、PCa柱の柱脚部の継手部分にグラウトを充填して、PCa柱の柱脚部を下階に固定する。その後、PCa梁内にPC鋼線を挿通し、この鋼線を緊張して、プレストレスを導入する。
【0005】
しかしながら、PCa梁にプレストレスを導入すると、これらのPCa梁は軸方向に収縮することになる。すると、PCa柱の柱脚部は既に固定されているにもかかわらず、柱頭が構造物の中心側に向かって引っ張られることになり、特に建物の外周側に位置するPCa柱には、大きな不静定応力が生じる場合があった。
【0006】
以上の問題を解決するため、例えば以下の手法が提案されている(特許文献1参照)。
すなわち、PCa柱を建て込んだ後、PCa柱間にPCa梁を仮設する。このとき、このPCa梁の端面でPCa柱の上端部を挟むように、PCa梁を配置する。
次に、これらPCa柱のうちの1本を直下階に固定する。この状態で、PCa梁に一度に複数スパンに亘ってプレストレスを導入する。すると、プレストレスの導入に伴って、仮設されたPCa柱が固定されたPCa柱に向かって水平にスライドする。
その後、残りのPCa柱を床面に固定する。
【0007】
この提案によれば、PCa梁にプレストレスを導入すると、PCa柱が水平にスライドするので、これらPCa柱に不静定応力が生じるのを防止できる。
また、連続多スパンに亘って一度でプレストレスを導入できるので、工期を短縮できるうえに、プレストレス導入に用いる緊張材(PC鋼線)や定着具の数量を低減できるので、コストを低減できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、特許文献1に示された手法では、PCa柱の上端部を挟んでPCa梁を配置するため、PCa柱が長くなり、重量が大きくなる、という問題があった。そのため、PCa柱を揚重するための揚重機が大型化し、施工コストが高くなる、という問題があった。特に、PCa柱が太径化すると、このような問題が顕著であった。
【0010】
また、PCa梁にプレストレスを導入するまでの期間は、PCa柱の柱脚部が直下階に固定されていない。よって、固定されていない部分、つまりPCa柱間にPCa梁が架設された構造(構築過程)は、重心位置が高く、風力や地震力に対して不安定となる。そこで、安全性を確保するために、サポートなどで各PCa柱やPCa梁に控えをとる必要があり、施工コストが高くなっていた。
【0011】
本発明は、連続する多スパンにプレストレスを導入する構造物について、不静定応力を軽減しつつ、低コストで構築できる構造物およびその構築方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
請求項1に記載の構造物(例えば、後述の構造物1、1A)は、複数のプレキャストコンクリート造の柱(例えば、後述の柱10)と、当該複数の柱間に架設される複数のプレキャストコンクリート造の梁(例えば、後述の梁20)と、前記柱の直上に設けられたプレキャストコンクリート造の直上階の柱(例えば、後述の直上階の柱30)と、を備え、当該梁にプレストレスが導入される構造物であって、前記直上階の柱は、前記梁の下端面の位置にて、前記柱の上に配置され、前記梁のうち隣り合うもの同士は、前記直上階の柱を挟んで配置され、この状態で、前記梁の断面内に配置された緊張材によって一度に複数スパンに亘ってプレストレスが導入され
て、前記直上階の柱および前記梁からなる柱梁架構のプレストレストコンクリート構造が形成され、当該プレストレストコンクリート構造が前記柱と接合されていることを特徴とする。
【0013】
請求項
2に記載の構造物の構築方法は、複数のプレキャストコンクリート造の柱と、当該複数の柱間に架設される複数のプレキャストコンクリート造の梁と、前記柱の直上に設けられたプレキャストコンクリート造の直上階の柱と、を備え、当該梁にプレストレスが導入される構造物の構築方法であって、前記複数の柱の建方を行うステップ(例えば、後述のステップS1)と、前記複数の柱を当該柱の直下階に固定するステップ(例えば、後述のステップS2)と、前記複数の直上階の柱および前記複数の梁の建方を行うステップ(例えば、後述のステップS3)と、前記梁に一度に複数スパンに亘ってプレストレスを導入する工程(例えば、後述のステップS5)と、前記直上階の柱を前記柱に固定する工程(例えば、後述のステップS6)と、を順番に行うことを特徴とする。
前記プレストレスを導入する工程では、前記直上階の柱および前記梁からなる柱梁架構のプレストレストコンクリート構造が形成される。
【0014】
この発明によれば、まず、複数の柱の建方を行い、次に、これらの柱を各柱の直下階に固定して、自立させる。次に、複数の直上階の柱および複数の梁の建方を行い、柱の上にこれら直上階の柱および梁を仮設させる。この状態で、複数の梁に一度にプレストレスを導入する。すると、プレストレスにより柱が水平にスライドするので、プレキャストコンクリート造の直上階の柱に生じる不静定応力を軽減できる。
【0015】
また、連続多スパンに亘って一度にプレストレスを導入するので、工期を短縮できるうえに、プレストレス導入に用いる緊張材(PC鋼線)や定着具の数量を削減できるから、コストを低減できる。
【0016】
また、柱を直下階に固定して自立させ、これら自立させた柱の上にて、直上階の柱を挟んで梁を配置する。よって、固定されていない部分、つまり直上階の柱および梁からなる構造は、重心位置が低くなり、構造安定性を確保できる。したがって、サポートが不要となり、低コストとなる。
さらに、各柱の長さを従来に比べて短くできるので、軽量化が可能で、柱を揚重する揚重機械を小型化でき、低コストとなる。
【0017】
本発明の構造物は、前記直上階の柱は、前記梁の上端面、前記直上階の柱の中間部、または直上階の梁の下端面で複数の部材(例えば、後述の柱梁接合部33、柱本体34)に分割されること
が好ましい。
【0018】
この発明によれば、直上階の柱を複数の部材に分割したので、これらの部材を揚重する揚重機械を小型化でき、さらに低コストとなる。
【0019】
本発明の構造物は、前記柱の上端部または前記直上階の柱の下端部には、前記梁を支持する顎部(例えば、後述の顎部12、35)が設けられること
が好ましい。
【0020】
この発明によれば、梁を支保工で直下階の躯体から支持する必要がないので、工期を短縮して、施工コストをさらに低減できる。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、まず、複数の柱の建方を行い、次に、これらの柱を各柱の直下階に固定して、自立させる。次に、複数の直上階の柱および複数の梁の建方を行い、柱の上にこれら直上階の柱および梁を仮設させる。この状態で、複数の梁に一度にプレストレスを導入する。すると、プレストレスにより柱が水平にスライドするので、プレキャストコンクリート造の直上階の柱に生じる不静定応力を軽減できる。また、連続多スパンに亘って一度にプレストレスを導入するので、工期を短縮できるうえに、プレストレス導入に用いる緊張材(PC鋼線)や定着具の数量を削減できるから、コストを低減できる。また、柱を直下階に固定して自立させ、これら自立させた柱の上にて、直上階の柱を挟んで梁を配置する。よって、固定されていない部分、つまり直上階の柱および梁からなる構造は、重心位置が低くなり、構造安定性を確保できる。したがって、サポートが不要となり、低コストとなる。さらに、各柱の長さを従来に比べて短くできるので、軽量化が可能で、柱を揚重する揚重機械を小型化でき、低コストとなる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【
図1】本発明の第1実施形態に係る構造物の構築方法が適用された構造物の模式図である。
【
図2】前記実施形態に係る構造物の直上階の柱の柱脚部の拡大断面図である。
【
図3】前記実施形態に係る構造物の構築方法のフローチャートである。
【
図4】前記実施形態に係る構造物の柱の建方を行って柱を固定した状態を示す模式図である。
【
図5】前記実施形態に係る構造物の直上階の柱および梁の建方を行った状態を示す模式図である。
【
図6】前記実施形態に係る構造物の直上階の柱および梁の建方を行った状態における、直上階の柱の柱脚部の拡大断面図である。
【
図7】前記実施形態に係る構造物の柱および梁にPC鋼線を挿通した状態を示す模式図である。
【
図8】前記実施形態に係るPC鋼線を緊張した状態を示す模式図である。
【
図9】前記実施形態の変形例に係る構造物の模式図である。
【
図10】前記実施形態の別の変形例に係る構造物の模式図である。
【
図11】本発明の第2実施形態に係る構造物の構築方法が適用された構造物の一部の模式図である。
【
図12】前記実施形態の変形例に係る構造物の模式図である。
【
図13】前記実施形態の別の変形例に係る構造物の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係る構造物の構築方法が適用された構造物1の模式図である。
【0024】
構造物1は、直下階の躯体40と、この直下階の躯体40の上に水平方向に並んで配置された7本のプレキャストコンクリート造の柱10と、これら7本の柱10間に架設された6本のプレキャストコンクリート造の梁20と、柱10の直上に設けられたプレキャストコンクリート造の7本の直上階の柱30と、を備える。
【0025】
直下階の躯体40とは、例えば柱である。
直上階の柱30は、梁20の下端面の位置にて、柱10の上に配置されている。つまり、直上階の柱30と柱10との接合面の高さ位置は、梁20の下端面となっている。これにより、隣り合う梁20同士は、直上階の柱30を挟んで配置されている。
各柱10、30は、柱位置X1〜X7に位置している。
【0026】
各梁20および各直上階の柱30には、6スパンに亘って延びる円筒形状のシース(図示省略)が貫通している。このシースには、緊張材としてのPC鋼線21が挿通されており、このPC鋼線21は、緊張されて定着具22により固定されている。また、シースとPC鋼線21との間隙には、無収縮グラウトが充填されている。
【0027】
PC鋼線21は、6スパンに亘って、梁20の断面内で梁20の軸方向に沿って直線状に延びており、これにより、梁20には、軸方向に沿ってプレストレスが導入される。また、このようにPC鋼線21を梁20の軸方向に沿って直線状に設けることにより、PC鋼線21とシースとの摩擦によるプレストレスの低下を防止している。
【0028】
図2は、各直上階の柱30の柱脚部の拡大断面図である。
各柱30の柱脚部の柱筋31は、スリーブ継手32により、この柱30の直下の柱10から上方に突出する柱筋11に連結されている。具体的には、スリーブ継手32の内径は、柱筋11、31の外径よりも大きくなっており、柱筋11、31の外周面とスリーブ継手32の内周面との間の間隙には、無収縮グラウトが充填されている。
【0029】
また、スリーブ継手32は、例えばスプライススリーブ(日本スプライススリーブ社製)であるが、柱筋11、31の外径よりも大きい円筒形状であればよく、例えばシースでもよい。
【0030】
次に、以上の構造物1を構築する手順を、
図3のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、ステップS1では、
図4に示すように、直下階の躯体40上に7本の柱10の建方を行う。これら柱10は、柱位置X1〜X7に配置される。
【0031】
ステップS2では、
図4に示すように、全ての複数の柱10をこの柱10の直下階の躯体40に固定する。具体的には、直下階の躯体40から延びる主筋と柱10の主筋とを例えば機械式継手で接合し、各柱10と直上階の躯体40との間に無収縮モルタルを充填する。
【0032】
ステップS3では、
図5に示すように、直上階の柱30の建方を行うとともに、6本の梁20の建方を行う。これら6本の梁20は、図示しない支保工で直下階の躯体40から支持する。
【0033】
ここで、6スパンに亘る柱30のうちの1つ、ここでは、中央の柱30を選択する。そして、この選択した柱30を固定柱30Aとし、この固定柱30Aに隣接する柱30を、スライド柱30Bとする。また、スライド柱30Bに隣接する柱30を、スライド柱30Cとし、スライド柱30Cに隣接する柱30を、スライド柱30Dとする。
【0034】
固定柱30Aは、柱位置X4に配置される。
また、柱位置X3、X5よりも寸法d1だけ外側の位置を、柱位置X3A、X5Aとする。スライド柱30Bは、この柱位置X3A、X5Aに配置される。
【0035】
また、柱位置X2、X6よりも寸法d2だけ外側の位置を、柱位置X2A、X6Aとする。この寸法d2は、寸法d1よりも大きい値である。スライド柱30Cは、この柱位置X2A、X6Aに配置される。
また、柱位置X1、X7よりも寸法d3だけ外側の位置を、柱位置X1A、X7Aとする。この寸法d3は、寸法d2よりも大きい値である。スライド柱30Dは、この柱位置X1A、X7Aに配置される。
【0036】
スライド柱30B〜30Dのスリーブ継手32の内径は、
図6に示すように、スライド柱30B〜30Dが寸法d1〜d3だけずれて配置されても、スリーブ継手32の内周面と柱筋11の外周面とが干渉しないように、柱筋11の外径よりも大きく形成されている。このようにスリーブ継手32の内径が大きく確保されることにより、スライド柱30B〜30Dは、直下の柱10の上をスライド可能となる。
【0037】
次に、ステップS4では、
図7に示すように、固定柱30Aの柱脚部のスリーブ継手32内に無収縮グラウトを充填して、固定柱30Aの柱脚部をこの固定柱30Aの直下の柱10に固定する。
さらに、6スパンに亘って、直線状に延びるシースにPC鋼線21を挿通するとともに、直上階の柱30と梁20との間の目地にモルタルを充填する。
【0038】
次に、ステップS5では、目地モルタルの強度が所定強度まで発現した後、6スパンの両端に位置するスライド柱30Dの一方(ここでは、
図6中左端のスライド柱30D)に定着具22を設置し、他方(ここでは、
図6中右端のスライド柱30D)に図示しないジャッキを設置する。次に、この定着具22にPC鋼線21の一端を固定し、この状態で、ジャッキでPC鋼線21を
図7中右方向に緊張する。
その後、他方のスライド柱30Dにも定着具22を取り付けて、このPC鋼線21の他端側をこの定着具22に固定する。これにより、6スパンに亘る梁20にプレストレスを導入する。
【0039】
すると、
図8に示すように、固定柱30Aは、柱脚部が固定されているためスライドしないが、残るスライド柱30B〜30Dは、固定柱30Aに向かってスライドする。すなわち、柱位置X3A、X5Aに配置されたスライド柱30Bは、柱位置X3、X5に移動し、柱位置X2A、X6Aに配置されたスライド柱30Cは、柱位置X2、X6に移動し、柱位置X1A、X7Aに配置されたスライド柱30Dは、柱位置X1、X7に移動する。
【0040】
次に、梁20および各直上階の柱30のシース内に無収縮グラウトを充填する。
続いて、ステップS6では、スライド柱30B〜30Dの柱脚部のスリーブ継手32内に無収縮グラウトを充填することで、スライド柱30B〜30Dの柱脚部を直下の柱10に固定する。
その後、図示しないが、スラブなどのトップコンクリートを打設する。
【0041】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)柱10を直下階の躯体40に固定して自立させ、次に、柱10の上で直上階の柱30および梁20を仮設させる。この状態で、複数の梁20に一度にプレストレスを導入する。すると、プレストレスにより柱30B〜30Dが水平にスライドするので、プレキャストコンクリート造の直上階の柱30A〜30Dに生じる不静定応力を軽減できる。
【0042】
また、連続多スパンに亘って一度にプレストレスを導入するので、工期を短縮できるうえに、プレストレス導入に用いるPC鋼線21や定着具22の数量を削減できるから、コストを低減できる。
また、柱10を直下階の躯体40に固定して自立させ、これら自立させた柱10の上にて、直上階の柱30を挟んで梁20を配置する。よって、固定されていない部分、つまり直上階の柱30および梁20からなる構造は、重心位置が低くなり、構造安定性を確保できる。したがって、サポートが不要となり、低コストとなる。
さらに、各柱10の長さを従来に比べて短くできるので、軽量化が可能で、柱10を揚重する揚重機械を小型化でき、低コストとなる。
【0043】
なお、本実施形態では、
図9に示すように、柱10の上端部に、側方に突出して梁20の下面を支持する顎部12を設けてもよい。
あるいは、
図10に示すように、直上階の柱30の下端部に、側方に突出して梁20を支持する顎部35を設け、梁20の端面にこの顎部35が係合する切欠き部23を設けてもよい。
このようにすれば、上述の(1)に加えて、以下のような効果がある。
(2)梁20を支保工で直下階の躯体40から支持する必要がないので、工期を短縮して、施工コストを低減できる。
【0044】
〔第2実施形態〕
図11は、本発明の第2実施形態に係る構造物の構築方法が適用された構造物1Aの一部の模式図である。
本実施形態では、直上階の柱30が梁20の上端面で二分割される点が、第1実施形態と異なる。
【0045】
すなわち、直上階の柱30は、梁20の上端面にて、梁20が接合される柱梁接合部33と、この柱梁接合部33の上に設けられた柱本体34と、に二分割される。
よって、隣り合う梁20同士は、柱梁接合部33を挟んで配置されており、シースは、各梁20および各柱梁接合部33を貫通する。
【0046】
本実施形態では、ステップS3にて、直上階の柱30の柱梁接合部33および柱本体34の建方を行うとともに、6本の梁20の建方を行う。さらに、各直上階の柱30について、柱梁接合部33と柱本体34とを一体化させておく。すなわち、柱梁接合部33の主筋と柱本体34の主筋とを例えば機械式継手で接合し、柱梁接合部33と柱本体34との間に無収縮モルタルを充填する。
【0047】
本実施形態によれば、上述の(1)に加えて、以下のような効果がある。
(3)直上階の柱30を柱梁接合部33と柱本体34とに二分割したので、これらの部材33、34を揚重する揚重機械を小型化でき、さらに低コストとなる。
【0048】
なお、本実施形態では、
図12に示すように、柱10の上端部に、側方に突出して梁20の下面を支持する顎部12を設けてもよい。
あるいは、
図13に示すように、柱梁接合部33の下端部に、側方に突出して梁20を支持する顎部35を設け、梁20の端面にこの顎部35が係合する切欠き部23を設けてもよい。
これのようにすれば、上述の(1)〜(3)と同様の効果がある。
【0049】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上述の各実施形態では、中央の柱30を柱10に固定して固定柱30Aとしたが、これに限らず、他の柱30を柱10に固定してもよい。
【0050】
また、上述の第2実施形態では、直上階の柱30を、梁20の上端面にて二分割したが、これに限らず、直上階の柱30の中間部や、直上階の梁(つまり梁20の直上の梁)の下端面にて、分割してもよい。
【0051】
また、上述の第2実施形態では、ステップS3にて、各直上階の柱30の柱梁接合部33と柱本体34とを一体化させたが、これに限らない。すなわち、ステップS3にて、各直上階の柱30の柱梁接合部33と柱本体34を一体化せず、ステップS4にて、固定柱30Aの柱梁接合部33をこの固定柱30Aの直下の柱10に固定する。そして、ステップS5にて、各柱梁接合部33と梁20にプレストレスを導入し、ステップS6にて、スライド柱30B〜30Dの柱梁接合部33を直下の柱10に固定するとともに、各柱梁接合部33と柱本体34と一体化してもよい。