(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-08
(45)【発行日】2022-09-16
(54)【発明の名称】コンクリート造の梁構造
(51)【国際特許分類】
E04B 1/21 20060101AFI20220909BHJP
E04B 1/58 20060101ALI20220909BHJP
【ＦＩ】
E04B1/21 D
E04B1/58 503E
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2018198823
(22)【出願日】2018-10-23
(65)【公開番号】P2020066873
(43)【公開日】2020-04-30
【審査請求日】2021-08-03
(73)【特許権者】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(72)【発明者】
【氏名】服部 敦志
(72)【発明者】
【氏名】森田 仁彦
(72)【発明者】
【氏名】寺嶋 知宏
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 英義
【審査官】須永 聡
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－３２２２７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１６９６７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－０８７４５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０２１２７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－３１９９８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０２５６８０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０４Ｂ １／１６
Ｅ０４Ｂ １／２０
Ｅ０４Ｂ １／２１
Ｅ０４Ｂ １／３８－１／６１
Ｅ０４Ｃ ５／１８
Ｅ０４Ｇ ２１／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プレキャストコンクリート造の梁材ユニット同士の間に、現場打設コンクリート造の梁材接続部が設けられたコンクリート造の梁構造であって、前記梁材接続部は、前記梁材ユニットを形成するコンクリートより低強度コンクリートで形成されているとともに、
前記梁材接続部のせん断補強筋は、前記梁材ユニットに対する前記梁材接続部のコンクリート強度差によるせん断強度の低下分をせん断補強筋で負担させるために、前記梁材ユニットに配筋されるせん断補強筋に比べて、高強度鉄筋が略同一の間隔をあけて高密度に配筋されていることを特徴とするコンクリート造の梁構造。
【請求項2】
前記梁材接続部の材端部、及び中間部には、せん断補強筋を２本または３本を密着させ、梁主筋を囲むように巻き立てられた密着せん断補強筋部と、１本のせん断補強筋が交互に設けられており、
前記梁材接続部に接する前記梁材ユニットの内部側の最材端には、密着せん断補強筋部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート造の梁構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、建物の骨組みを構成する建築構造の梁部材に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、高層建物を建設する場合、建設現場に、予め工場で製作されたプレキャストコンクリート（以後、「ＰＣａ」という）製の柱部材や梁部材、または外装板などを搬入し、其々のＰＣａ材を所定位置に設置した後、接合させるプレキャスト化工法が数多く採用されている。プレキャスト化工法のなかでは、ＰＣａ柱部材やＰＣａ梁部材に関する技術開発が活発に行われてきた。
従来のＰＣａ造の梁部材では、工場で製作されたＰＣａ造の梁材ユニット同士の間に、後打ち部として前記梁材ユニットと同強度のコンクリートを現場打設して、一体化されていた。従って、高強度コンクリートを用いて製造されたＰＣａ造の梁材ユニットの場合、建設現場で、後打ち部に高強度コンクリートが打設されていた。その後打ち部に高強度コンクリートを現場打設する作業工程では、粘性の高い高強度コンクリートで平滑面を形成するには作業難易度が高いために作業効率が悪く、かつ強度管理が難しい為に現場での取り扱いが容易でない、という課題があった。また、後打ち部に高強度コンクリートを現場打設することで、普通強度コンクリートに比べて、材料費コストが高く、建築コストが高くなる、という課題があった。
また、梁構造の後打ち部に高強度コンクリートを現場打設し、かつ床スラブに普通強度コンクリートを打設するには、後打ち部と床スラブとのコンクリート打ち分け箇所では型枠の設置・脱型作業に手間がかかる、という課題があった。
以下に、ＰＣａ梁部材を対象とするプレキャスト化工法について、その特徴を述べる。
従来のＰＣａ造の梁部材では、工場で製作されたＰＣａ造の梁材ユニット同士の間に、後打ち部として前記梁材ユニットと同強度のコンクリートを現場打設して、一体化されていた。従って、高強度コンクリートを用いて製造されたＰＣａ造の梁材ユニットの場合、建設現場で、後打ち部に高強度コンクリートが打設されていた。その後打ち部に高強度コンクリートを現場打設する作業工程では、粘性の高い高強度コンクリートで平滑面を形成するには作業難易度が高いために作業効率が悪く、かつ強度管理が難しい為に現場での取り扱いが容易でない、という課題があった。また、後打ち部に高強度コンクリートを現場打設することで、普通強度コンクリートに比べて、材料費コストが高く、建築コストが高くなる、という課題があった。
また、梁構造の後打ち部に高強度コンクリートを現場打設し、かつ床スラブに普通強度コンクリートを打設するには、後打ち部と床スラブとのコンクリート打ち分け箇所では型枠の設置・脱型作業に手間がかかる、という課題があった。
以下に、ＰＣａ梁部材を対象とするプレキャスト化工法について、その特徴を述べる。
【0003】
例えば、特許文献１（実開平４－４２５０２号公報）には、梁部材の端部、及び柱梁接合部を高強度コンクリートで構築し、梁部材の中間部を低強度コンクリートで構築するＲＣ柱梁部材が示されている。
特許文献２（特開平７－３０５４４３号公報）には、梁下半部のみを高強度コンクリートを用いてハーフＰＣａ梁部を製作し、梁上半部については建設現場で普通強度コンクリートを現場打設して、接合させるプレキャストＲＣ梁構造が示されている。
特許文献３（特許第４１３７０３７号公報）には、梁下半部のみのハーフＰＣａ梁部の上部側、梁上半部、及び床スラブに低強度コンクリートを打設して接合させた床スラブ付きのＲＣ梁の設計方法が示されている。
特許文献４（特開２００８－１６９６７２号公報）には、梁端部にＰＣａ梁部を配置し、梁中央部に低強度コンクリートを打設して接合させたコンクリート梁構造が示されている。
特許文献２（特開平７－３０５４４３号公報）には、梁下半部のみを高強度コンクリートを用いてハーフＰＣａ梁部を製作し、梁上半部については建設現場で普通強度コンクリートを現場打設して、接合させるプレキャストＲＣ梁構造が示されている。
特許文献３（特許第４１３７０３７号公報）には、梁下半部のみのハーフＰＣａ梁部の上部側、梁上半部、及び床スラブに低強度コンクリートを打設して接合させた床スラブ付きのＲＣ梁の設計方法が示されている。
特許文献４（特開２００８－１６９６７２号公報）には、梁端部にＰＣａ梁部を配置し、梁中央部に低強度コンクリートを打設して接合させたコンクリート梁構造が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平４－４２５０２号公報
【文献】特開平７－３０５４４３号公報
【文献】特許第４１３７０３７号公報
【文献】特開２００８－１６９６７２号公報
【非特許文献】
【0005】
【文献】日本建築学会：鉄筋コンクリート造建物の靭性保証型耐震設計指針（案）・同解説、１９９７年７月１０日、第１版第１刷
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、ＰＣａ材と現場打設コンクリート材を接合させるプレキャスト化工法に使用する梁構造として、梁全体をＰＣａ材で構築する場合と同程度の構造性能を有するとともに、建築コストを低く抑えることが可能なコンクリート造の梁構造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】
【0007】
本発明者らは、プレキャスト化工法に使用する梁構造として、ＰＣａ造の梁材ユニット同士の間に、せん断補強筋を高密度配筋する、或いは高強度せん断補強筋を配筋した状態で、低強度コンクリートを現場打設して梁材接続部を構築し、当該梁材接続部と梁材ユニットを接合させた。本梁構造によって、高い構造性能を有しながら、低コスト化を可能とした。
【0008】
第１の発明のコンクリート造の梁構造は、プレキャストコンクリート造の梁材ユニット（例えば、後述の梁材ユニット３、３ａ３ｂ）同士の間に、現場打設コンクリート造の梁材接続部（例えば、後述の梁材接続部４）が設けられたコンクリート造の梁構造（例えば、後述の梁構造１）であって、前記梁材接続部は、前記梁材ユニットを形成するコンクリートより低強度コンクリートで形成されているとともに、前記梁材接続部のせん断補強筋（例えば、後述のせん断補強筋６、６４ａ、６４ｂ、６５ａ～６５ｄ）は、前記梁材ユニットに対する前記梁材接続部のコンクリート強度差によるせん断強度の低下分をせん断補強筋で負担させるために、前記梁材ユニットに配筋されるせん断補強筋に比べて、高強度鉄筋が略同一の間隔をあけて高密度に配筋されていることを特徴とする。
【0009】
本発明によれば、梁材接続部のせん断補強筋を、梁材ユニットのせん断補強筋に比べて、高密度配筋し、かつ高強度鉄筋を配筋することで、せん断補強筋が負担出来るせん断強度分を増大させることができる。よって、ＰＣａ造の梁材ユニット同士の間に、前記梁材接続部が設けられた本発明の梁構造では、せん断補強筋の配筋量や鉄筋強度を高めることで、せん断補強筋のせん断抵抗力が増大されるために、梁全体をＰＣａ材で構築する場合と同程度の構造性能を確保することができる。
また、現場打設コンクリート造の梁材接続部は、梁材ユニットの製造時のコンクリートより低強度コンクリートで形成されるために、梁全体をＰＣａ材で構築する場合に比べて、建築コストを低減することが可能である。
本発明の梁構造は、ＰＣａ造の梁材ユニット同士の間に、現場打設コンクリート造の梁材接続部を設けて其々を接合させたものであり、梁全体をＰＣａ材で構築する場合に比べて、ＰＣａ造の梁材ユニットが小型サイズとなるために、建設現場にて梁材ユニットの揚重や建て方などを効率的に行うことができる。
また、現場打設コンクリート造の梁材接続部は、梁材ユニットの製造時のコンクリートより低強度コンクリートで形成されるために、梁全体をＰＣａ材で構築する場合に比べて、建築コストを低減することが可能である。
本発明の梁構造は、ＰＣａ造の梁材ユニット同士の間に、現場打設コンクリート造の梁材接続部を設けて其々を接合させたものであり、梁全体をＰＣａ材で構築する場合に比べて、ＰＣａ造の梁材ユニットが小型サイズとなるために、建設現場にて梁材ユニットの揚重や建て方などを効率的に行うことができる。
【0010】
第２の発明によるコンクリート造の梁構造では、前記梁材接続部の材端部（例えば、後述の梁材接続部の材端部４ａ）、及び中間部（例えば、後述の梁材接続部の中間部４ｂ）には、せん断補強筋を２本または３本を密着させ、梁主筋を囲むように巻き立てられた密着せん断補強筋部（例えば、後述の密着せん断補強筋部６４ａ、６４ｂ）と、１本のせん断補強筋が交互に設けられており、前記梁材接続部に接する前記梁材ユニットの内部側の最材端には、密着せん断補強筋部が設けられていることを特徴とする。
【0011】
第２の発明によれば、上述の作用効果に加えて、梁材接続部の材端部、及び/または中間部に、せん断補強筋を２本または３本を密着させて密着せん断補強筋部を設けることで、梁材接続部のせん断補強筋量を増やすことができ、高密度に配筋することができる。梁材接続部にせん断補強筋を高密度配筋することで、せん断補強筋が負担可能なせん断強度を増大させることができる。
また、梁材接続部の密着せん断補強筋部は、複数本のせん断補強筋を２重、３重に重ね巻きするのではなく、横方向に密着させつつ、梁主筋を囲むように横一列に束ねられたものであり、せん断補強筋の表面からコンクリート外面までの最短距離を表す鉄筋のかぶり厚さが低減されることはなく、耐久性、及び構造性能に優れた梁構造を実現することができる。
また、梁材接続部の密着せん断補強筋部は、複数本のせん断補強筋を２重、３重に重ね巻きするのではなく、横方向に密着させつつ、梁主筋を囲むように横一列に束ねられたものであり、せん断補強筋の表面からコンクリート外面までの最短距離を表す鉄筋のかぶり厚さが低減されることはなく、耐久性、及び構造性能に優れた梁構造を実現することができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、梁全体をＰＣａ材で構築するのではなく、ＰＣ造の梁材ユニット同士の間に、せん断補強筋の応力負担能力を高めた現場打設コンクリート造の梁材接続部を設けて、其々を接合させて梁構造を実現した。よって、プレキャスト化工法に使用する梁構造として、梁全体をＰＣａ材で構築する場合と同程度の構造性能を確保しつつ、低コスト化を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の第１実施形態に係る梁構造の立面図、及び見下げ平面図である。
【図3】本発明の第２実施形態に係る梁構造を構成する梁材接続部の部分拡大図である。
【図4】第１実施形態に係る梁構造の構築手順のフローチャートである。
【図5】梁のせん断抵抗機構の模式図である。
【図6】変形例の梁材接続部の配筋状況を示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明は、ＰＣａ造の梁材ユニット同士の間に、現場打設コンクリート造の梁材接続部が設けられたコンクリート造の梁構造である。コンクリート造の梁構造は、現場打設コンクリート造の梁材接続部が梁材ユニットを形成するコンクリートより低強度コンクリートで形成されているとともに、梁材接続部のせん断補強筋が、梁材ユニットに配筋されるせん断補強筋に比べて、高密度に配筋されている、及び/または高強度鉄筋が配筋されている点が特徴である。
第一実施形態は、全ての梁せい断面がＰＣａ造の梁材ユニット同士の間に、前記梁材ユニットと同様に、全ての梁せい断面が現場打設コンクリート造の梁材接続部を接合させたコンクリート造の梁構造である（図１、図２）。
第二実施形態は、梁断面を梁上部分と梁下部分に区分けした場合、梁下部分のみがプレキャストコンクリート製のハーフＰＣａ造の梁材ユニットと、当該梁材ユニットの梁上部分、及び当該梁材ユニットに接して設ける梁材接続部を現場打設コンクリートで形成したコンクリート造の梁構造である（図３）。
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では、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略する。
第一実施形態は、全ての梁せい断面がＰＣａ造の梁材ユニット同士の間に、前記梁材ユニットと同様に、全ての梁せい断面が現場打設コンクリート造の梁材接続部を接合させたコンクリート造の梁構造である（図１、図２）。
第二実施形態は、梁断面を梁上部分と梁下部分に区分けした場合、梁下部分のみがプレキャストコンクリート製のハーフＰＣａ造の梁材ユニットと、当該梁材ユニットの梁上部分、及び当該梁材ユニットに接して設ける梁材接続部を現場打設コンクリートで形成したコンクリート造の梁構造である（図３）。
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では、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略する。
【0015】
（第一実施形態）
図１は、第一実施形態に係るＰＣａ造の梁材ユニット３、３ａ、３ｂと、現場打設コンクリート造の梁材接続部４を接合させたコンクリート造の梁構造１である。図１（ａ）は、コンクリート造の梁構造の立面図である。図１（ｂ）は、コンクリート造の梁構造の見下げ平面図である。梁構造１は、隣接する柱部材２間の中央付近において、全ての梁せい断面がＰＣａ造の梁材ユニット３、３ａ、３ｂと、全ての梁せい断面が現場打設コンクリート造の梁材接続部４を接合させたコンクリート造の梁構造である。
ＰＣａ造の梁材ユニット３、３ａ、３ｂは、柱部材２の上部に設置される。ＰＣａ造の梁材ユニット３、３ａ、３ｂは、柱部材２の側面から３方向に延びる直方体形状であり、梁主筋７が直方体形状の材端面から突出して設けられている。現場打設コンクリート造の梁材接続部４は、柱部材間のほぼ中央に位置するＰＣａ造の梁材ユニット３ａ、３ｂ同士の間に設けられる。梁材接続部４では、対向する各梁材ユニットから突出している梁主筋７、７ａ、７ｂ同士が鉄筋継手部を介して連結されている。
鉄筋継手部４では、図２に示すように、対向する各ＰＣａ造の梁材ユニットの梁端面から突出する梁上端筋同士、及び梁下端筋７ｂ1、７ｂ2同士に重ね継手添え筋８と割裂補強筋９を添えて、重ね継手で連結される。
ＰＣａ造の梁材ユニット３、３ａ、３ｂには、図１及び図２に示すように、梁材接続部と接合される材端面（鉛直接合面）には梁せいの中間高さ付近に凹形状を有するシャーコッター５が複数設けられている。また、ＰＣａ造の梁材ユニット３、３ａ、３ｂは、圧縮強度が４８Ｎ／ｍｍ２の高強度コンクリートで形成されている。
梁材接続部４は、梁材ユニット３、３ａ、３ｂ同士の間の底面、及び側面に型枠材を設置し、梁材ユニット３ａ、３ｂを形成するコンクリートより低強度コンクリートを型枠材内に現場打設を行い、形成される。よって、コンクリート造の梁構造１では、現場打設コンクリート造の梁材接続部４が梁材ユニット３、３ａ、３ｂを形成するコンクリートより低強度コンクリートで形成されているとともに、梁材接続部のせん断補強筋６、６４ａ、６４ｂ、６５a～６５ｄが、梁材ユニットに配筋されるせん断補強筋６１に比べて、高密度に配筋されている、及び/または高強度鉄筋が配筋されている。梁材接続部４の下端面、及び上端面は、梁材ユニット３ａ、３ｂの上端面、及び下端面と面一に形成されている。
図１は、第一実施形態に係るＰＣａ造の梁材ユニット３、３ａ、３ｂと、現場打設コンクリート造の梁材接続部４を接合させたコンクリート造の梁構造１である。図１（ａ）は、コンクリート造の梁構造の立面図である。図１（ｂ）は、コンクリート造の梁構造の見下げ平面図である。梁構造１は、隣接する柱部材２間の中央付近において、全ての梁せい断面がＰＣａ造の梁材ユニット３、３ａ、３ｂと、全ての梁せい断面が現場打設コンクリート造の梁材接続部４を接合させたコンクリート造の梁構造である。
ＰＣａ造の梁材ユニット３、３ａ、３ｂは、柱部材２の上部に設置される。ＰＣａ造の梁材ユニット３、３ａ、３ｂは、柱部材２の側面から３方向に延びる直方体形状であり、梁主筋７が直方体形状の材端面から突出して設けられている。現場打設コンクリート造の梁材接続部４は、柱部材間のほぼ中央に位置するＰＣａ造の梁材ユニット３ａ、３ｂ同士の間に設けられる。梁材接続部４では、対向する各梁材ユニットから突出している梁主筋７、７ａ、７ｂ同士が鉄筋継手部を介して連結されている。
鉄筋継手部４では、図２に示すように、対向する各ＰＣａ造の梁材ユニットの梁端面から突出する梁上端筋同士、及び梁下端筋７ｂ1、７ｂ2同士に重ね継手添え筋８と割裂補強筋９を添えて、重ね継手で連結される。
ＰＣａ造の梁材ユニット３、３ａ、３ｂには、図１及び図２に示すように、梁材接続部と接合される材端面（鉛直接合面）には梁せいの中間高さ付近に凹形状を有するシャーコッター５が複数設けられている。また、ＰＣａ造の梁材ユニット３、３ａ、３ｂは、圧縮強度が４８Ｎ／ｍｍ２の高強度コンクリートで形成されている。
梁材接続部４は、梁材ユニット３、３ａ、３ｂ同士の間の底面、及び側面に型枠材を設置し、梁材ユニット３ａ、３ｂを形成するコンクリートより低強度コンクリートを型枠材内に現場打設を行い、形成される。よって、コンクリート造の梁構造１では、現場打設コンクリート造の梁材接続部４が梁材ユニット３、３ａ、３ｂを形成するコンクリートより低強度コンクリートで形成されているとともに、梁材接続部のせん断補強筋６、６４ａ、６４ｂ、６５a～６５ｄが、梁材ユニットに配筋されるせん断補強筋６１に比べて、高密度に配筋されている、及び/または高強度鉄筋が配筋されている。梁材接続部４の下端面、及び上端面は、梁材ユニット３ａ、３ｂの上端面、及び下端面と面一に形成されている。
【0016】
ここでは、図１と図２に示すＰＣａ造の梁材ユニット、及び現場打設コンクリート造の梁材接続部に配筋されるせん断補強筋について、配筋方法とその配筋位置に関して述べる。
ＰＣａ造の梁材ユニットの材端部には、せん断補強筋を２本密着させて、密着せん断補強筋部６３ａ、６３ｂを設けた。
梁材接続部の材端部４ａには、せん断補強筋を２本密着させて密着せん断補強筋部６４ａ、６４ｂを設け、梁材接続部の中間部４ｂには所定のあばら筋間隔をあけて、せん断補強筋６５ａ～６５ｄが１本づつ配筋される。なお、密着せん断補強筋部６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂは、せん断補強筋を３本密着させて巻き立てる場合であってもよい。または、梁材接続部の一部または全てのせん断補強筋６には、梁材ユニットのせん断補強筋より高強度鉄筋である。
具体的には、梁材接続部４は、ＰＣａ造の梁材ユニット３のコンクリート強度より低強度コンクリート（例えば、圧縮強度が２７Ｎ／ｍｍ２、３０Ｎ／ｍｍ２、３６／ｍｍ２）を使用し、現場打設コンクリートで形成する。
ＰＣａ造の梁材ユニットの材端部には、せん断補強筋を２本密着させて、密着せん断補強筋部６３ａ、６３ｂを設けた。
梁材接続部の材端部４ａには、せん断補強筋を２本密着させて密着せん断補強筋部６４ａ、６４ｂを設け、梁材接続部の中間部４ｂには所定のあばら筋間隔をあけて、せん断補強筋６５ａ～６５ｄが１本づつ配筋される。なお、密着せん断補強筋部６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂは、せん断補強筋を３本密着させて巻き立てる場合であってもよい。または、梁材接続部の一部または全てのせん断補強筋６には、梁材ユニットのせん断補強筋より高強度鉄筋である。
具体的には、梁材接続部４は、ＰＣａ造の梁材ユニット３のコンクリート強度より低強度コンクリート（例えば、圧縮強度が２７Ｎ／ｍｍ２、３０Ｎ／ｍｍ２、３６／ｍｍ２）を使用し、現場打設コンクリートで形成する。
【0017】
（梁構造の構築方法）
以下、本実施形態の梁構造の構築手順について、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。
ステップＳ１では、図１に示すように柱部材２の上部にＰＣａ造の梁材ユニット３、３ａ、３ｂを配置し、柱部材と接合させる。ここでいうＰＣａ造の梁材ユニットは、ＰＣ工場において、梁材ユニットを形成する型枠材の中に、梁主筋とせん断補強筋を配筋した地組み梁鉄筋を設置した後、コンクリートを打設してプレキャストコンクリート造の梁材ユニットを構築する。そのＰＣａ造の梁材ユニットは、建設現場までトラックで運搬する。
ステップＳ２では、図２に示すように柱部材上に設置された各ＰＣａ造の梁材ユニット同士の間において、梁材ユニット３ａ、３ｂの材端面から梁主筋７ｂ、７ｂ1、７ｂ2を梁材接続部の水平長さの半分程度突出させておき、前記梁主筋同士を連結するとともに、梁材ユニット同士の間の梁材接合部内にせん断補強筋を配筋する。次に、梁材ユニット用に、底面型枠材と側面型枠材を設置する。
以下に、梁材接続部での梁主筋の連結方法を示す。各ＰＣａ造の梁材ユニット４の梁端面から突出する梁上端筋同士、及び梁下端筋７ｂ１、７ｂ２同士は、僅かな隙間（１５ｍｍ程度）をあけて突合せて配置し、その対向する梁主筋同士（梁上端筋、梁下端筋）に重ね継手添え筋８を添わせた後、その梁主筋７と重ね継手添え筋８を覆うように半円弧状に加工した割裂補強筋９を設置して、重ね継手で連結する。
重ね継手添え筋８は、梁上端筋、または梁下端筋より細径の異形鉄筋を複数用いて、梁上端筋の下面側、及び梁下端筋の上面側に配置する。梁主筋がＤ４１径の場合、重ね継手添え筋８にはＤ２５径を２本添わせ、梁主筋がＤ３５～Ｄ３８径の場合、重ね継手添え筋にはＤ２２径を２本添わせる。
ステップＳ３は、図１、図２に示すように梁材接続部の型枠材の内部に、梁材ユニットを形成するコンクリートより低強度コンクリートを現場打設して梁材接続部を形成する。その梁材接続部とＰＣａ造の梁材ユニットとを接合することで、コンクリート造の梁構造を実現する。
梁材接続部４に現場打設されたコンクリートは、梁材ユニット３、３ａ、３ｂの材端面に設けられた凹形状のシャーコッター５に入り込み、梁材ユニット３、３ａ、３ｂと
梁材接続部４との一体性を高める。
以下、本実施形態の梁構造の構築手順について、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。
ステップＳ１では、図１に示すように柱部材２の上部にＰＣａ造の梁材ユニット３、３ａ、３ｂを配置し、柱部材と接合させる。ここでいうＰＣａ造の梁材ユニットは、ＰＣ工場において、梁材ユニットを形成する型枠材の中に、梁主筋とせん断補強筋を配筋した地組み梁鉄筋を設置した後、コンクリートを打設してプレキャストコンクリート造の梁材ユニットを構築する。そのＰＣａ造の梁材ユニットは、建設現場までトラックで運搬する。
ステップＳ２では、図２に示すように柱部材上に設置された各ＰＣａ造の梁材ユニット同士の間において、梁材ユニット３ａ、３ｂの材端面から梁主筋７ｂ、７ｂ1、７ｂ2を梁材接続部の水平長さの半分程度突出させておき、前記梁主筋同士を連結するとともに、梁材ユニット同士の間の梁材接合部内にせん断補強筋を配筋する。次に、梁材ユニット用に、底面型枠材と側面型枠材を設置する。
以下に、梁材接続部での梁主筋の連結方法を示す。各ＰＣａ造の梁材ユニット４の梁端面から突出する梁上端筋同士、及び梁下端筋７ｂ１、７ｂ２同士は、僅かな隙間（１５ｍｍ程度）をあけて突合せて配置し、その対向する梁主筋同士（梁上端筋、梁下端筋）に重ね継手添え筋８を添わせた後、その梁主筋７と重ね継手添え筋８を覆うように半円弧状に加工した割裂補強筋９を設置して、重ね継手で連結する。
重ね継手添え筋８は、梁上端筋、または梁下端筋より細径の異形鉄筋を複数用いて、梁上端筋の下面側、及び梁下端筋の上面側に配置する。梁主筋がＤ４１径の場合、重ね継手添え筋８にはＤ２５径を２本添わせ、梁主筋がＤ３５～Ｄ３８径の場合、重ね継手添え筋にはＤ２２径を２本添わせる。
ステップＳ３は、図１、図２に示すように梁材接続部の型枠材の内部に、梁材ユニットを形成するコンクリートより低強度コンクリートを現場打設して梁材接続部を形成する。その梁材接続部とＰＣａ造の梁材ユニットとを接合することで、コンクリート造の梁構造を実現する。
梁材接続部４に現場打設されたコンクリートは、梁材ユニット３、３ａ、３ｂの材端面に設けられた凹形状のシャーコッター５に入り込み、梁材ユニット３、３ａ、３ｂと
梁材接続部４との一体性を高める。
【0018】
（梁構造のせん断抵抗機構）
以下、本実施形態の梁構造のせん断抵抗機能について、図５に示す梁材を対象とするせん断抵抗機構の模式図を参照しながら説明する。
図５（ａ）は、梁せい中央部の斜めコンクート体Ｃの応力伝達機構（アーチ機構）の模式図である。図５（ｂ）は、梁主筋Ｔとせん断補強筋Ｔと梁断面内での斜めコンクリート体Ｃによる応力伝達機構（トラス機構）の模式図である。
ＲＣ梁部材は、コンクリートと、上下の梁主筋と、梁主筋同士を囲むように巻き立てられるせん断補強筋とで構成される。ＲＣ梁部材のせん断強度は、非特許文献１に記載されている図５に示されるように、梁せい中央部の斜めコンクート体Ｃが負担するせん断強度分（アーチ機構）、及び梁主筋Ｔとせん断補強筋Ｔ、梁断面内の斜めコンクリート体Ｃが負担するせん断強度分（トラス機構）の累加として設計されている
具体的には、日本建築学会の設計施工規準類に倣うと、ＲＣ梁のせん断強度は、梁せい中央部の斜めコンクート体Ｃに斜め圧縮力が生じ、これによりせん断力が伝達されるというコンクリートのアーチ機構によるせん断強度抵抗分と、梁主筋Ｔの付着力、せん断補強筋Ｔの引張力、及びコンクリートの斜め圧縮力Ｃで形成されるトラス体によるせん断強度抵抗分の和として評価される（非特許文献１、ｐｐ.１４２～ｐｐ.１６２）。
そこで、本発明によるコンクリート造の梁構造では、梁材接続部を他の梁部位（梁材ユニット）より低強度コンクリートで形成するものであり、梁せい中央部の斜めコンクート体のせん断強度抵抗分（アーチ機構）が低下する一方で、梁材接続部のせん断補強筋量やせん断補強筋強度を高めることによって、せん断補強筋が負担するせん断強度抵抗分（トラス機構）を増加させるものである。よって、本発明では、ＰＣａ材と現場打設コンクリート材を接合させるプレキャスト化工法に使用する梁構造として、梁全体をＰＣａ材で構築する場合と同程度の構造性能を確保するものである。
以下、本実施形態の梁構造のせん断抵抗機能について、図５に示す梁材を対象とするせん断抵抗機構の模式図を参照しながら説明する。
図５（ａ）は、梁せい中央部の斜めコンクート体Ｃの応力伝達機構（アーチ機構）の模式図である。図５（ｂ）は、梁主筋Ｔとせん断補強筋Ｔと梁断面内での斜めコンクリート体Ｃによる応力伝達機構（トラス機構）の模式図である。
ＲＣ梁部材は、コンクリートと、上下の梁主筋と、梁主筋同士を囲むように巻き立てられるせん断補強筋とで構成される。ＲＣ梁部材のせん断強度は、非特許文献１に記載されている図５に示されるように、梁せい中央部の斜めコンクート体Ｃが負担するせん断強度分（アーチ機構）、及び梁主筋Ｔとせん断補強筋Ｔ、梁断面内の斜めコンクリート体Ｃが負担するせん断強度分（トラス機構）の累加として設計されている
具体的には、日本建築学会の設計施工規準類に倣うと、ＲＣ梁のせん断強度は、梁せい中央部の斜めコンクート体Ｃに斜め圧縮力が生じ、これによりせん断力が伝達されるというコンクリートのアーチ機構によるせん断強度抵抗分と、梁主筋Ｔの付着力、せん断補強筋Ｔの引張力、及びコンクリートの斜め圧縮力Ｃで形成されるトラス体によるせん断強度抵抗分の和として評価される（非特許文献１、ｐｐ.１４２～ｐｐ.１６２）。
そこで、本発明によるコンクリート造の梁構造では、梁材接続部を他の梁部位（梁材ユニット）より低強度コンクリートで形成するものであり、梁せい中央部の斜めコンクート体のせん断強度抵抗分（アーチ機構）が低下する一方で、梁材接続部のせん断補強筋量やせん断補強筋強度を高めることによって、せん断補強筋が負担するせん断強度抵抗分（トラス機構）を増加させるものである。よって、本発明では、ＰＣａ材と現場打設コンクリート材を接合させるプレキャスト化工法に使用する梁構造として、梁全体をＰＣａ材で構築する場合と同程度の構造性能を確保するものである。
【0019】
第一実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）本実施形態の梁構造は、ＰＣａ造の梁材ユニット同士の間に、複数のせん断補強筋を密着させて密着せん断補強筋部を設ける、及び/または高強度せん断補強筋を用いる。また、梁材接続部は、梁材ユニットよりも鉄筋量や鉄筋強度を高めたせん断補強筋を配筋し、かつ低強度コンクリートを現場打設して構築される。
梁構造では、梁材接続部が低強度コンクリートであっても、梁材接続部のせん断補強筋を密着させて高密度、または高強度鉄筋を配筋することで、梁材接続部のコンクリート強度差によるせん断強度の低下分を補うようにせん断補強筋が割増しで負担する。よって、本実施形態の梁構造では、梁全体が同一のコンクリート強度で形成された梁部材と同等の構造性能を確保することができる。
（２）梁材接続部のせん断補強筋は、梁材ユニットのせん断補強筋に比べて、高密度に配筋する、または高強度鉄筋を配筋する、或いは高強度鉄筋を高密度に配筋することで、梁主筋の付着力、せん断補強筋の引張力、及びコンクリートの斜め圧縮力で構成されるトラス機構によるせん断補強筋が負担するせん断強度を増大させることができる。
（３）梁構造は、ＰＣａ造の梁材ユニットと、低強度コンクリートを用いた現場打設コンクリート造の梁材接続部とを一体化させたコンクリート造の梁構造である。その梁材接続部を形成する低強度コンクリートは、全国殆どの建設場所であっても容易に入手可能な圧縮強度が３６／ｍｍ２を下回る市場流通コンクリートであるために、建設場所の影響を殆ど受けることなく、コンクリート造の梁構造を容易に構築することができる。
（１）本実施形態の梁構造は、ＰＣａ造の梁材ユニット同士の間に、複数のせん断補強筋を密着させて密着せん断補強筋部を設ける、及び/または高強度せん断補強筋を用いる。また、梁材接続部は、梁材ユニットよりも鉄筋量や鉄筋強度を高めたせん断補強筋を配筋し、かつ低強度コンクリートを現場打設して構築される。
梁構造では、梁材接続部が低強度コンクリートであっても、梁材接続部のせん断補強筋を密着させて高密度、または高強度鉄筋を配筋することで、梁材接続部のコンクリート強度差によるせん断強度の低下分を補うようにせん断補強筋が割増しで負担する。よって、本実施形態の梁構造では、梁全体が同一のコンクリート強度で形成された梁部材と同等の構造性能を確保することができる。
（２）梁材接続部のせん断補強筋は、梁材ユニットのせん断補強筋に比べて、高密度に配筋する、または高強度鉄筋を配筋する、或いは高強度鉄筋を高密度に配筋することで、梁主筋の付着力、せん断補強筋の引張力、及びコンクリートの斜め圧縮力で構成されるトラス機構によるせん断補強筋が負担するせん断強度を増大させることができる。
（３）梁構造は、ＰＣａ造の梁材ユニットと、低強度コンクリートを用いた現場打設コンクリート造の梁材接続部とを一体化させたコンクリート造の梁構造である。その梁材接続部を形成する低強度コンクリートは、全国殆どの建設場所であっても容易に入手可能な圧縮強度が３６／ｍｍ２を下回る市場流通コンクリートであるために、建設場所の影響を殆ど受けることなく、コンクリート造の梁構造を容易に構築することができる。
【0020】
（第二実施形態）
第二実施形態は、ＰＣａ造の梁材ユニットの形状が第一実施形態と異なるものであり、梁断面の梁下部分のみがプレキャストコンクリート製のハーフＰＣａ造の梁材ユニット３ａ、３ｂと、当該梁材ユニットの梁上部分、及び当該梁材ユニットに接して設ける梁材接続部４を現場打設コンクリートで形成させたコンクリート造の梁構造１である。
図３は、第二実施形態に係る梁構造を構成する梁材接続部の部分拡大図である。ハーフＰＣａ造の梁材ユニット３ａ、３ｂには、梁上端筋は埋設されておらず、梁断面の梁下部側に複数の梁下端筋７ｂ１、７ｂ２が埋設され、その梁下端筋を覆うように、複数のせん断補強筋６４ａ、６４ｂが配筋されている。梁幅６５０ｍｍで、梁せい５００ｍｍの梁断面を有するハーフＰＣａ造の梁材ユニットの場合、梁断面内に横幅４００ｍｍ、高さ２００ｍｍで、深さ２５ｍｍの凹部形状のシャーコッター５が１段形成されている。梁材接続部の梁下端筋７ｂ１、７ｂ２は、第一実施形態と同様に、各梁材ユニットの材端面から突出させた梁下端筋同士が重ね継手添え筋８と割裂補強筋９を介して連結される。また、梁材接続部の梁上端筋は、各梁材ユニットから突出させた梁上端筋同士が機械式継ぎ手で連結される。
ハーフＰＣａ造の梁材ユニット３ａ、３ｂの材端部には、第１実施形態と同様に、せん断補強筋を密着させた密着せん断補強筋部６４ａ、６４ｂを１巻きのみ配置し、他はせん断補強筋を１本ごとに配置した。梁材接続部の材端部４ａ、４ｂには、第１実施形態と同様に、せん断補強筋を密着させ、横一列に１巻き形式で束ねて密着せん断補強筋部６４ａ、６４ｂを配置し、他はせん断補強筋６５ａ～６５ｄを１本ごとに配置した。梁材接続部４の底面位置は、図２中に示す点線部分であり、梁材ユニット３ａ、３ｂの下面と同一である。
また、本実施形態では、ハーフＰＣａ造の梁材ユニットの梁上部分、及び当該梁材ユニット同士の間の梁材接続部４に、低強度コンクリートを現場打設してコンクリート造の梁構造１を形成したが、さらに、低強度コンクリートを梁材ユニットの梁上部分と、梁材接続部４に加えて、床スラブ部分にも同時に低強度コンクリートを現場打設して、床スラブ付きのコンクリート造の梁構造としてもよい。
第二実施形態は、ＰＣａ造の梁材ユニットの形状が第一実施形態と異なるものであり、梁断面の梁下部分のみがプレキャストコンクリート製のハーフＰＣａ造の梁材ユニット３ａ、３ｂと、当該梁材ユニットの梁上部分、及び当該梁材ユニットに接して設ける梁材接続部４を現場打設コンクリートで形成させたコンクリート造の梁構造１である。
図３は、第二実施形態に係る梁構造を構成する梁材接続部の部分拡大図である。ハーフＰＣａ造の梁材ユニット３ａ、３ｂには、梁上端筋は埋設されておらず、梁断面の梁下部側に複数の梁下端筋７ｂ１、７ｂ２が埋設され、その梁下端筋を覆うように、複数のせん断補強筋６４ａ、６４ｂが配筋されている。梁幅６５０ｍｍで、梁せい５００ｍｍの梁断面を有するハーフＰＣａ造の梁材ユニットの場合、梁断面内に横幅４００ｍｍ、高さ２００ｍｍで、深さ２５ｍｍの凹部形状のシャーコッター５が１段形成されている。梁材接続部の梁下端筋７ｂ１、７ｂ２は、第一実施形態と同様に、各梁材ユニットの材端面から突出させた梁下端筋同士が重ね継手添え筋８と割裂補強筋９を介して連結される。また、梁材接続部の梁上端筋は、各梁材ユニットから突出させた梁上端筋同士が機械式継ぎ手で連結される。
ハーフＰＣａ造の梁材ユニット３ａ、３ｂの材端部には、第１実施形態と同様に、せん断補強筋を密着させた密着せん断補強筋部６４ａ、６４ｂを１巻きのみ配置し、他はせん断補強筋を１本ごとに配置した。梁材接続部の材端部４ａ、４ｂには、第１実施形態と同様に、せん断補強筋を密着させ、横一列に１巻き形式で束ねて密着せん断補強筋部６４ａ、６４ｂを配置し、他はせん断補強筋６５ａ～６５ｄを１本ごとに配置した。梁材接続部４の底面位置は、図２中に示す点線部分であり、梁材ユニット３ａ、３ｂの下面と同一である。
また、本実施形態では、ハーフＰＣａ造の梁材ユニットの梁上部分、及び当該梁材ユニット同士の間の梁材接続部４に、低強度コンクリートを現場打設してコンクリート造の梁構造１を形成したが、さらに、低強度コンクリートを梁材ユニットの梁上部分と、梁材接続部４に加えて、床スラブ部分にも同時に低強度コンクリートを現場打設して、床スラブ付きのコンクリート造の梁構造としてもよい。
【0021】
本第二実施形態によれば、上述の第一実施形態による効果に加えて、以下のような効果がある。
（４）本実施形態では、ハーフＰＣａ造の梁材ユニットと、当該ハーフＰＣａ造の梁断面の梁上部分、及び梁材ユニット間の梁材接続部に低強度コンクリートを現場打設することで、コンクリート造の梁構造を実現する。ハーフＰＣａ造の梁材ユニットと、現場打設コンクリート造の当該ハーフＰＣａ造の梁上部分、及び梁材接続部との接合面積は、第一実施形態より増加するために、ＰＣａ造の梁材ユニットと梁材接続部との一体性が高められた梁構造を実現できる。
（５）床スラブ付きの梁構造は、ＰＣａ造の梁材ユニットと、低強度コンクリートを用いた現場打設コンクリート造の梁材ユニットの梁上部分、梁材接続部、及び床スラブを同時に一体化できるために、床スラブを含むコンクリート造の梁構造を実現できる。
（６）ハーフＰＣａ造の梁材ユニットは、第一実施形態の全ての梁せい断面がフルＰＣａ造の梁材ユニットに比べて、重量が軽いことで、小型の楊重装置であってもハーフＰＣａ造の梁材ユニットを容易に所定位置に設置できる。
（４）本実施形態では、ハーフＰＣａ造の梁材ユニットと、当該ハーフＰＣａ造の梁断面の梁上部分、及び梁材ユニット間の梁材接続部に低強度コンクリートを現場打設することで、コンクリート造の梁構造を実現する。ハーフＰＣａ造の梁材ユニットと、現場打設コンクリート造の当該ハーフＰＣａ造の梁上部分、及び梁材接続部との接合面積は、第一実施形態より増加するために、ＰＣａ造の梁材ユニットと梁材接続部との一体性が高められた梁構造を実現できる。
（５）床スラブ付きの梁構造は、ＰＣａ造の梁材ユニットと、低強度コンクリートを用いた現場打設コンクリート造の梁材ユニットの梁上部分、梁材接続部、及び床スラブを同時に一体化できるために、床スラブを含むコンクリート造の梁構造を実現できる。
（６）ハーフＰＣａ造の梁材ユニットは、第一実施形態の全ての梁せい断面がフルＰＣａ造の梁材ユニットに比べて、重量が軽いことで、小型の楊重装置であってもハーフＰＣａ造の梁材ユニットを容易に所定位置に設置できる。
【0022】
（変形例）
図６は、梁材接続部４の配筋形式の変形例を示す部分拡大図である。ＰＣａ造の梁材ユニットの材端部には、第１、第２実施形態と同様に、密着せん断補強筋部６３ａ、６３ｂが設けられている。また、梁材接続部の材端部４ａには、第１、第２実施形態と同様に、密着せん断補強筋部６４ａ、６４ｂが設けられている。
また、梁材接続部での梁主筋同士の継手方法、及び梁材接続部に接する梁材ユニットの材端面のシャーコッター５は、第１、第２実施形態と同様である。しかし、梁材接続部の中間部には、１本のみ巻き立てられたせん断補強筋６５ａ、６５ｂを挟んで左右に密着せん断補強筋部６４ａ～６４ｄが設けられている。また、梁材接続部のせん断補強筋６５ａ、６５ｂ、及び密着せん断補強筋部６４ａ～６４ｄには、一部本数または全本数をＰＣａ造の梁材ユニット３ａ、３ｂのせん断補強筋６１より高強度鉄筋を配置する。
本変形例によれば、上述の各実施形態による効果に加えて、以下のような効果がある。
（７）梁材接続部の材端部、及び中間部に、複数本のせん断補強筋を密着させた密着せん断補強筋部を設けることで、梁材接続部のせん断補強筋量が増加されるために、梁材接続部のせん断補強筋が負担するせん断強度分（トラス機構）を高めることができる。また、梁材接続部に高強度せん断補強筋を配筋することで、せん断補強筋量を増加させた場合と同様に、せん断補強筋が負担するせん断強度分（トラス機構）を高めることができる。
図６は、梁材接続部４の配筋形式の変形例を示す部分拡大図である。ＰＣａ造の梁材ユニットの材端部には、第１、第２実施形態と同様に、密着せん断補強筋部６３ａ、６３ｂが設けられている。また、梁材接続部の材端部４ａには、第１、第２実施形態と同様に、密着せん断補強筋部６４ａ、６４ｂが設けられている。
また、梁材接続部での梁主筋同士の継手方法、及び梁材接続部に接する梁材ユニットの材端面のシャーコッター５は、第１、第２実施形態と同様である。しかし、梁材接続部の中間部には、１本のみ巻き立てられたせん断補強筋６５ａ、６５ｂを挟んで左右に密着せん断補強筋部６４ａ～６４ｄが設けられている。また、梁材接続部のせん断補強筋６５ａ、６５ｂ、及び密着せん断補強筋部６４ａ～６４ｄには、一部本数または全本数をＰＣａ造の梁材ユニット３ａ、３ｂのせん断補強筋６１より高強度鉄筋を配置する。
本変形例によれば、上述の各実施形態による効果に加えて、以下のような効果がある。
（７）梁材接続部の材端部、及び中間部に、複数本のせん断補強筋を密着させた密着せん断補強筋部を設けることで、梁材接続部のせん断補強筋量が増加されるために、梁材接続部のせん断補強筋が負担するせん断強度分（トラス機構）を高めることができる。また、梁材接続部に高強度せん断補強筋を配筋することで、せん断補強筋量を増加させた場合と同様に、せん断補強筋が負担するせん断強度分（トラス機構）を高めることができる。
【0023】
また、上述の各実施形態では、梁材接続部の梁上端筋や梁下端筋は、重ね継手添え筋と割裂補強筋を用いた重ね継ぎ手方式、または機械式継ぎ手によって連結したが、これに限らず、ねじ節鉄筋継手や端部ねじ加工継手、或いはねじ節鉄筋継手とモルタル充填式継手の併用継手などで連結させてもよい。
【符号の説明】
【0024】
１ 梁構造
２ 柱部材
３、３ａ、３ｂ 梁材ユニット
４ 梁材接続部（４ａ：梁材接続部の材端部、４ｂ：梁材接続部の中間部）
５ シャーコッター
６、６５ａ～６５ｄ せん断補強筋
６３ａ、６３ｂ、６４ａ～６４ｄ 密着せん断補強筋部
７ 梁主筋（７ａ：梁上端筋、７ｂ、７b1、７b2：梁下端筋）
８ 重ね継手添え筋
９ 割裂補強筋
１０ 機械式継ぎ手
２ 柱部材
３、３ａ、３ｂ 梁材ユニット
４ 梁材接続部（４ａ：梁材接続部の材端部、４ｂ：梁材接続部の中間部）
５ シャーコッター
６、６５ａ～６５ｄ せん断補強筋
６３ａ、６３ｂ、６４ａ～６４ｄ 密着せん断補強筋部
７ 梁主筋（７ａ：梁上端筋、７ｂ、７b1、７b2：梁下端筋）
８ 重ね継手添え筋
９ 割裂補強筋
１０ 機械式継ぎ手
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】