JP2001020457A - Ｐｃ鋼材の端部定着構造および定着具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着管の設置間隔、端あき等の寸法を最小限
に抑えて、強度上、最適な部材寸法を有するＰＣ構造部
材の製造を可能にしたＰＣ鋼材の端部定着構造および定
着具を提供する。 【解決手段】 コンクリート構造体２の端部に、外周面
に複数の突起を有する定着管１を定着具として埋設す
る。この定着管１にＰＣ鋼材５の端部５ａを挿通し、か
つ定着管１の端部に当接する定着ナット６で定着する。
定着管１の周囲に複数の拘束筋３を配筋する。定着管１
は円筒形をなし、外周面に断面略矩形状または台形状の
突起１ａ，１ｂおよび１ｃをそれぞれ有する。突起１ａ
と１ｂは定着管１の軸方向の両端部に、突起１ｃは突起
１ａと１ｂ間に有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主にプレストレ
ストコンクリート（以下「ＰＣ」という）構造におい
て、ＰＣ鋼線またはＰＣ鋼より線などのＰＣ鋼材の端部
を定着するＰＣ鋼材の端部構造および定着具に関する。

【０００２】

【従来の技術】これまで、ＰＣ構造におけるＰＣ鋼材の
端部を定着する方法として、例えば図３（ａ），（ｂ）
に図示するように、コンクリート構造体（以下「構造
体」という）２０の端面にＰＣ鋼材２１の端部を定着す
るための凹陥部２２を形成し、この凹陥部２２内に支圧
板２３を埋め込み、その前面にアンカーヘッド（定着
板）２４を支持させる。

【０００３】そして、これらを貫通させて緊張したＰＣ
鋼材２１の端部をくさび２５または圧着グリップ（図省
略）をもってアンカーヘッド２４に定着し、その後、凹
陥部２２をモルタル２６で埋めるようにしたものが知ら
れている。

【０００４】このような従来のＰＣ構造の端部定着構造
は、支圧板２３を介して構造体２０にプレストレスが導
入されるものであり、その応力はプレストレス導入緊張
力方向に対してある角度をもった拡がりで構造体２０に
伝えられる。このとき、従来の定着構造では支圧板２３
の形状は、図示するように一般に矩形板状に形成され、
そのサイズによって構造体２０に作用する応力の大きさ
が変わる。

【０００５】このため、構造体２０の許容できる応力度
以内となるように、支圧板２３のサイズＬ、ピッチＳ、
端あきＷの各寸法などが決められる。なお、ここで従来
の定着工法は、場所打ちＰＣ構造を対象に開発されてお
り、適用コンクリート設計強度は３０Ｎ／ｍｍ² （３０
０Ｋｇ／ｃｍ² ）程度までを想定している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような構成におい
て、上述の装置を配置して、構造体２０の部材寸法Ｒを
決めるとすると、強度の割に過大な寸法になる傾向にあ
り、これに伴って他の部材の寸法も過大になることが多
く、特に高層架構の場合には自重の重い構造物になって
しまう等の課題があった。

【０００７】一方で、小型化した定着構造を用いて、支
圧板２３のピッチＳおよび端あきＷの寸法などを小さく
して、構造体２０に配置しようとする場合には、装置近
くのコンクリート応力は、コンクリートの許容できる応
力度を大きく超える傾向にある。

【０００８】こうした場合、図３に図示するように補強
鉄筋２７を配筋して周囲を補強するとすると、補強鉄筋
２７の配筋量が多くなる等の課題があった。また、図示
するように、通常ＰＣ鋼材２１の緊張後は、ＰＣ鋼材２
１が挿通されているシース２８内が空洞になっており、
ＰＣ鋼材２１の緊張力は支圧板２３を介してシース周囲
のコンクリートに伝達される。

【０００９】なお、シース２８内はＰＣ鋼材２１を緊張
した後の数日後にグラウト材にて充填されるのが一般的
である。また、ＰＣ鋼材２１の緊張力が支圧板２３を介
して周囲のコンクリートに伝達される際、構造体２０に
はシース２８の外径に相当する断面欠損を有するため、
構造体２０の支圧強度および割裂強度の点できわめて不
利な状況になる等の課題があった。

【００１０】さらに、ＰＣ鋼材２１の端部は一般に、先
にも述べたように鋼製のくさび２５でアンカーヘッド２
４に定着されるが、定着に際して緊張されて伸びたＰＣ
鋼材２１がアンカーヘッド２４にセットされるときに、
ＰＣ鋼材２１の伸びの一部が戻り、緊張力が減少（セッ
トロス）することがあり、その分緊張力が無駄になるだ
けでなく、緊張力計算や緊張管理を複雑なものとしてい
る。

【００１１】この発明は以上の課題を解決するためにな
されたもので、定着具の設置間隔、端あき等の寸法を最
小限に抑えて、強度上、最適な部材寸法を有するＰＣ構
造部材の製造を可能にしたＰＣ鋼材の端部定着構造およ
び定着具を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めの手段として、この発明に係るＰＣ鋼材の端部定着構
造は、請求項１として、コンクリート構造体の端部に、
外周面に複数の突起を有する定着具を埋設し、この定着
具にＰＣ鋼材の端部を挿通し、かつ前記定着具の端部に
当接する定着部材で定着する。

【００１３】請求項２として、請求項１の定着部構造に
おいて、定着具の周囲に複数の拘束筋を配筋する。そし
て、この発明に係るＰＣ鋼材の端部定着具は、円筒形を
なし、外周面に断面略矩形状または台形状の突起を複数
有する。

【００１４】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態１．図１は、こ
の発明に係るＰＣ鋼材の端部定着構造および定着具の一
例を示し、図において、符号１はコンクリート構造体２
（以下「構造体２」という）の端部に定着具として埋設
された定着管、３は定着管１の周囲に配筋された拘束
筋、４は構造体２に定着管１と隣接して埋設されたシー
ス管、５は定着管１とシース管４に連続して挿通された
ＰＣ鋼材、そして符号６はＰＣ鋼材５の端部５ａを構造
体２の端部に定着する、定着部材としての定着ナットで
ある。

【００１５】定着管１は円筒形に形成され、その軸方向
の両端部に突起１ａと１ｂが、この突起１ａと１ｂ間の
外周面に複数の突起１ｃがそれぞれ突設されている。突
起１ａ，１ｂおよび１ｃはいずれも定着管１の円周方向
に連続して、または所定間隔に複数形成され、またいず
れも断面略矩形状または台形状（各側面部に末広がりの
テーパを有する）に形成されている。

【００１６】また、突起１ｃは定着管１の長さに応じて
定着管１の軸方向に所定間隔に形成されている。さら
に、突起１ａまたは１ｂ、あるいはその両方にグラウト
注入用またはグラウト注入時のエア抜き用の小孔１ｄが
定着管１に連通して形成されている。

【００１７】なお、定着管１は原則として、突起１ａ，
１ｂおよび突起１ｃとともに鋳造などで一体成形されて
おり、可能であれば所定の長さに切断した鋼管の外周面
に突起１ａ，１ｂおよび突起１ｃに相当する部材を後か
ら溶着する等して形成することもできる。

【００１８】拘束筋３は、定着管１の周囲に打設された
コンクリートを強く拘束することで、主に定着管周囲の
コンクリートの割裂を防止する目的で配筋され、例えば
グリット筋（閉鎖形）またはスパイラル筋（渦巻き状）
が拘束筋として定着管１の軸方向に連続して配筋されて
いる。

【００１９】また、拘束筋３は原則として一段配筋さ
れ、特に割裂応力が大きくなる傾向にある緊張端側（突
起１ａ側）の第一番目の支圧面付近では、鉄筋間隔を密
にし、さらにその外側に二段目が配筋されている。

【００２０】なお、拘束筋３はコンクリート強度、ＰＣ
鋼材５の緊張力などから、本数、段数、鉄筋径などが決
められている。ＰＣ鋼材５の端部５ａには、いわゆるマ
ンション加工によってスリーブ７が取り付けられてい
る。スリーブ７は定着管１に突起１ｂ側から挿入され、
かつ突起１ａ側の端部から所定長さ突出している。

【００２１】そして、ＰＣ鋼材５に所定大の緊張力が導
入された後、スリーブ７の端部に形成された雄ねじ７ａ
に定着ナット６が螺合されている。定着ナット６は定着
管１の突起１ａの端面に当接している。また、小孔１ｄ
から定着管１内にグラウト材が充填されている。

【００２２】こうして、ＰＣ鋼材５の端部５ａは構造体
２の端部に定着され、また構造体２にＰＣ鋼材５に導入
された緊張力に相当するプレストレスが導入されてい
る。このような構成において、ＰＣ鋼材５の緊張力は、
定着ナット６を介して定着管１に伝達される。

【００２３】そして、定着管１が構造体２のコンクリー
ト中に埋設され、かつ定着管１が突起１ａ，１ｂおよび
複数の突起１ｃを有することから、緊張材５の緊張力は
支圧力として周囲のコンクリートに伝達される。

【００２４】その際、突起の支圧面に対して垂線方向に
支圧力が作用することから、支圧力を周囲のコンクリー
トに広く分散させることができる。特に突起１ａ，１ｂ
および１ｃが台形状を成している場合、支圧力を分散さ
せる効果は大きい。

【００２５】また、定着管周囲のコンクリートに割裂応
力が発生するが、定着管１の周囲に拘束筋３が密に配筋
されていることで、コンクリートの割裂応力を緩和させ
ることができる。

【００２６】さらに定着管１は、ＰＣ鋼材５の定着部に
おいてシース管４を兼ねているため、ＰＣ鋼材５を緊張
する際の定着部の断面欠損（定着部が中空になってい
る）に対し、定着部の補強部材になっている。

【００２７】また特に、ＰＣ鋼材５の端部５ａが定着ナ
ット６で定着されていることで、緊張力の一部が失われ
るセットロスを防止できる。なお、ここでマンション加
工とは、ＰＣ鋼材５の端部５ａにスリーブ７（マンショ
ン）を挿入し、その状態で圧着装置（図省略）を用いて
冷間押し出し加工する方法で、この方法によりスリーブ
７が塑性変形してＰＣ鋼材５と一体になる。発明の実施
の形態２．図２（ａ），（ｂ）は、特にＰＣ鋼材５が複
数のＰＣ鋼より線５ｂを束ねて形成されている場合の定
着構造を示し、図において符号８と９はＰＣ鋼材５の端
部を定着するための定着板とくさびである。

【００２８】定着板８は定着管１の外径と略同形の円形
板状に形成され、かつＰＣ鋼より線５ｂのそれぞれをく
さび９とともに挿通するためのくさび孔８ａが蜂の巣状
に形成されている。くさび孔８ａは円錐形状に形成され
ている。

【００２９】こうして形成された定着板８は、定着管１
の端部に添え付けられ、またＰＣ鋼材５は定着管１の中
で各ＰＣ鋼より線５ｂに解きほごされ、各ＰＣ鋼より線
５ｂは定着板８の小孔８ａにそれぞれ挿通されている。

【００３０】そして、各ＰＣ鋼材５に所定大の緊張力が
導入された後、くさび孔８ａにくさび９を挿入すること
により各ＰＣ鋼より線５ｂが定着されている。こうし
て、複数のＰＣ鋼より線５ｂからなるＰＣ鋼材５が構造
体２の端部に定着されている。

【００３１】このような構成において、定着部における
力の流れは、ＰＣ鋼材５の緊張力が定着板８を介して定
着管１に伝達される以外は、図１に図示する例と略同じ
である。

【００３２】

【発明の効果】この発明は以上説明した通りであり、特
に定着具としての定着管がＰＣ鋼材を挿通するシース管
と略同径の円筒形（ストレート管）をなしていることか
ら、その設置間隔（ピッチ）、端あき等の寸法を最小限
に抑えることができるため、ＰＣ構造部材の部材寸法
（主に断面寸法）を強度上、最適な寸法とすることがで
きる。

【００３３】また、定着管の外周面に断面略矩形状また
は台形状の突起を複数有することから、ＰＣ鋼材の緊張
力は突起を介して周囲のコンクリートに確実に伝達でき
るため、ＰＣ鋼材の端部を構造体に確実に定着できる。

【００３４】さらに、定着管の周囲に複数の拘束筋が配
筋されているので、定着管周囲のコンクリートの割裂応
力を緩和させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＰＣ鋼材の端部定着構造の一例を示す縦断面図
である。

【図２】ＰＣ鋼材の端部定着構造の他の例を示し、
（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は横断面図である。

【図３】ＰＣ鋼材の端部定着構造の従来例を示し、
（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は横断面図である。

【符号の説明】

１ 定着管（定着金具） １ａ 突起 １ｂ 突起 １ｃ 突起 １ｄ 小孔 ２ 構造体（コンクリート構造体） ３ 拘束筋 ４ シース管 ５ ＰＣ鋼材 ５ａ ＰＣ鋼材の端部 ５ｂ ＰＣ鋼より線 ６ 定着ナット（定着部材） ７ スリーブ ７ａ 雄ねじ ８ 定着板 ８ａ くさび孔 ９ くさび（定着部材）

フロントページの続き (72)発明者 福田 孝晴 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 猪俣 享 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 Ｆターム(参考） 2E164 AA31 DA14 DA22 DA24 DA25

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート構造体の端部に、外周面に
   複数の突起を有する定着具を埋設し、この定着具にＰＣ
   鋼材の端部を挿通するとともに前記定着具の端部に当接
   する定着部材で定着してなることを特徴とするＰＣ鋼材
   の端部定着構造。
2. 【請求項２】 定着具の周囲に複数の拘束筋を配筋して
   なることを特徴とする請求項１記載のＰＣ鋼材の端部定
   着構造。
3. 【請求項３】 請求項１または２の定着具であり、円筒
   形をなし、外周面に断面略矩形状または台形状の突起を
   複数有することを特徴とする定着具。