プレキャスト柱部材接合構造
【課題】プレキャスト柱部材同士をピン接合し、且つ、プレキャスト柱部材同士間で引張り軸力を伝達することができるプレキャスト柱部材接合構造を得ることを目的とする。
【解決手段】プレキャスト柱部材１２Ｂには、上端接続管２０及び複数の第１シース管３０が埋設されており、これらの上端接続管２０及び第１シース管３０によってプレキャスト柱部材１２Ｂに第１貫通孔６２が形成されている。また、プレキャスト柱部材１２Ａには、上端接続管２０、第２シース管４０、及び下端接続管５０が埋設されており、これらの上端接続管２０、第２シース管４０、及び下端接続管５０によってプレキャスト柱部材１２Ａに第２貫通孔６４が形成されている。そして、各第１貫通孔６２及び第２貫通孔６４に挿入されたＰＣ鋼材６０によってプレキャスト柱部材１２Ｂとプレキャスト柱部材１２Ａとが圧着接合されている。
【解決手段】プレキャスト柱部材１２Ｂには、上端接続管２０及び複数の第１シース管３０が埋設されており、これらの上端接続管２０及び第１シース管３０によってプレキャスト柱部材１２Ｂに第１貫通孔６２が形成されている。また、プレキャスト柱部材１２Ａには、上端接続管２０、第２シース管４０、及び下端接続管５０が埋設されており、これらの上端接続管２０、第２シース管４０、及び下端接続管５０によってプレキャスト柱部材１２Ａに第２貫通孔６４が形成されている。そして、各第１貫通孔６２及び第２貫通孔６４に挿入されたＰＣ鋼材６０によってプレキャスト柱部材１２Ｂとプレキャスト柱部材１２Ａとが圧着接合されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレキャスト柱部材接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数のプレキャスト柱部材を現場で組み立てて柱を構築するプレキャスト工法が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に開示されたプレキャストコンクリート構造部材の接合構造では、地震時に作用する曲げモーメントが最小となる柱の中央部において、隣接するプレキャスト柱部材同士が円柱形のピン部材でピン接合されている。これにより、隣接するプレキャスト柱部材同士の接合部に配筋される鉄筋等を省略可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８５４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、地震時には、種々の要因（例えば、建物の転倒モーメントなど）により、柱に引張り軸力が作用する場合がある。特に、建物の外周に立てられた柱では、柱に作用する引張り軸力が大きくなり易い。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されたプレキャストコンクリート構造部材の接合構造では、プレキャスト柱部材同士をピン部材でピン接合する構成であるため、プレキャスト柱部材の間で上記した引張り軸力を十分に伝達できない場合があり、この点に、改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記の事実を考慮し、プレキャスト柱部材同士をピン接合し、且つ、プレキャスト柱部材同士間で引張り軸力を伝達することができるプレキャスト柱部材接合構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のプレキャスト柱部材接合構造は、第１端面の中央部から側面へ放射状に延びる複数の第１貫通孔が形成された第１プレキャスト柱部材と、第２端面が前記第１端面に突き合わされると共に、該第２端面の中央部に第２貫通孔が形成された該第２プレキャスト柱部材と、前記第１貫通孔の各々と前記第２貫通孔とに挿入され、前記第１端面と前記第２端面とを圧着接合する複数のＰＣ鋼材と、を備えている。
【０００８】
請求項１に記載のプレキャスト柱部材接合構造によれば、第１プレキャスト柱部材には、第１端面の中央部から側面へ放射状に延びる複数の第１貫通孔が形成されている。この第１端面には、第２プレキャスト柱部材の第２端面が突き合わされる。第２端面の中央部には第２貫通孔が形成されており、第１貫通孔の各々と第２貫通孔とに挿入される複数のＰＣ鋼材によって、第１プレキャスト柱部材の第１端面と第２プレキャスト柱部材の第２端面とが圧着接合されている。
【０００９】
これにより、第１プレキャスト柱部材と第２プレキャスト柱部材とがピン接合されると共に、第１プレキャスト柱部材及び第２プレキャスト柱部材にプレストレスが導入される。従って、第１プレキャスト柱部材と第２プレキャスト柱との間で引張り軸力が伝達可能になるため、耐震性能が向上する。
【００１０】
請求項２に記載のプレキャスト柱部材接合構造は、請求項１に記載のプレキャスト柱部材接合構造において、前記第１端面と前記第２端面との接合部が、階層の中央部に位置されている。
【００１１】
請求項２に記載のプレキャスト柱部材接合構造によれば、第１プレキャスト柱部材の第１端面と第２プレキャスト柱部材の第２端面との接合部が、階層の中央部に位置されている。これにより、地震時に第１プレキャスト柱部材及び第２プレキャスト柱部材に作用する曲げモーメント（以下、「地震時曲げモーメント」という）の反曲点が、階層の中央部に位置される。この結果、第１プレキャスト柱部材及び第２プレキャスト柱部材に作用する地震時曲げモーメントが、階層の中央部に対して逆対称（点対称）になるため、第１プレキャスト柱部材及び第２プレキャスト柱部材の設計が単純化される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、上記の構成としたので、プレキャスト柱部材同士をピン接合し、且つ、プレキャスト柱部材同士間で引張り軸力を伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態におけるプレキャスト柱部材を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造が適用されたプレキャスト柱部材を示す縦断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の一実施形態におけるプレキャスト柱部材を上下方向下側から見た平面図であり、（Ｂ）は本発明の一実施形態におけるプレキャスト柱部材の接合部を示す図２の拡大断面図であり、（Ｃ）は本発明の一実施形態におけるプレキャスト柱部材を上下方向上側から見た平面図である。
【図４】（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造を有する建物を示す立面図であり、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造の変形例を有する建物を示す立面図である。
【図５】（Ａ）は、図４（Ａ）に示される建物を模式化した構造モデルを示す立面図であり、（Ｂ）は図４（Ｂ）に示される建物を模式化した構造モデルを示す立面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造の変形例を示す縦断面図である。
【図７】図６の７−７線断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造の変形例を示す拡大縦断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造の変形例を示す拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造について説明する。なお、各図において適宜示される矢印Ｚは、プレキャスト柱部材の柱軸方向（上下方向）を示している。
【００１５】
図１に示されるように、本実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造１０は、上下方向に隣接して配置される一対のプレキャスト柱部材１２と、これらのプレキャスト柱部材１２同士を圧着接合する複数（本実施形態では、４本）のＰＣ鋼材６０とを備えている。なお、上下方向に隣接する一対のプレキャスト柱部材１２の構成は同じである。また、一対のプレキャスト柱部材１２のうち、必要に応じて上側に配置されたプレキャスト柱部材１２を第２プレキャスト柱部材としてのプレキャスト柱部材１２Ａとし、下側に配置されたプレキャスト柱部材１２を第１プレキャスト柱部材としてのプレキャスト柱部材１２Ｂとして以下説明する場合がある。
【００１６】
プレキャスト柱部材１２は、角柱状のプレキャストコンクリートで形成されている。プレキャスト柱部材１２の柱軸方向の中央部に設けられた梁仕口部１２Ｈには、複数のプレキャスト梁部材１４が設けられている。これらのプレキャスト梁部材１４はプレキャストコンクリートで形成され、梁仕口部１２Ｈの４つの側面１２Ｓにそれぞれ設けられている。
【００１７】
なお、プレキャスト梁部材１４の数や配置は適宜変更可能である。また、本実施形態では、工場等においてプレキャスト柱部材１２と複数のプレキャスト梁部材１４とが一体に製造されているが、これらのプレキャスト梁部材１４は適宜省略可能である。
【００１８】
図２に示されるように、プレキャスト柱部材１２には、上端接続管２０と、複数（本実施形態では、４つ）の第１シース管３０と、第２シース管４０と、下端接続管５０とが埋設されている。
【００１９】
図３（Ｂ）に示されるように、接続部としての上端接続管２０は、下端から上端に向けて直径が徐々に大きくなる拡径管で構成され、プレキャスト柱部材１２の上端部に埋設されると共に、当該プレキャスト柱部材１２の上端面１２Ｕの中央部を開口している。また、分岐部としての上端接続管２０の側周壁には４つの分岐孔２２が形成されている。各分岐孔２２には、プレキャスト柱部材１２の上端部に埋設された第１シース管３０の上端部が接続されており、これらの分岐孔２２を通して上端接続管２０から各第１シース管３０へＰＣ鋼材６０がそれぞれ挿入可能になっている。
【００２０】
第１シース管３０は円筒状の管で構成され、上端接続管２０の側周壁からプレキャスト柱部材１２の４つの側面１２Ｓへそれぞれ延びると共に、上端接続管２０からプレキャスト柱部材１２の各側面１２Ｓへ向けて緩やかに湾曲されている。この第１シース管３０の下端部は、プレキャスト柱部材１２の側面１２Ｓに形成された切欠き溝１６に接続されている。また、第１シース管３０の下端部には、固定部としての支圧板３２が取り付けられている。この支圧板３２は切欠き溝１６内に収容されており、第１シース管３０に挿入されたＰＣ鋼材６０の下端部（一端部）がクサビ等によって固定されている。
【００２１】
このように構成された上端接続管２０及び複数の第１シース管３０によって、プレキャスト柱部材１２の上端面１２Ｕの中央部から４つの側面１２Ｓへ放射状に延びる４つの第１貫通孔６２が形成されている。
【００２２】
一方、図２に示されるように、第２シース管４０は円筒状の管で構成されると共に、平面視にてプレキャスト柱部材１２の中央部に埋設され、柱軸方向に沿って延びている。この第２シース管４０の上端部は、接続部としての上端接続管２０の下端部に接続されており、上端接続管２０から第２シース管４０へＰＣ鋼材６０が挿入可能になっている。
【００２３】
また、図３（Ｂ）に示されるように、第２シース管４０の上端部には、固定部としての支圧板４２が取り付けられている。この支圧板４２は上端接続管２０内に収容されており、第２シース管４０に挿入された各ＰＣ鋼材６０の上端部（他端部）がクサビ等によって固定されている。更に、第２シース管４０の下端部には、下端接続管５０が設けられており、第２シース管４０から下端接続管５０へＰＣ鋼材６０が挿入可能になっている。接続部としての下端接続管５０は上端から下端に向けて直径が徐々に大きくなる拡径管で構成され、プレキャスト柱部材１２の下端部に埋設されると共に、当該プレキャスト柱部材１２の下端面１２Ｌの中央部を開口している。
【００２４】
このように構成された上端接続管２０、第２シース管４０、及び下端接続管５０によって、プレキャスト柱部材１２の中央部を柱軸方向に貫通する第２貫通孔６４が形成されている。また、第２貫通孔６４と第１貫通孔６２とは上端接続管２０を共有しており、当該上端接続管２０において第２貫通孔６４から第１貫通孔６２が分岐している。
【００２５】
ここで、図３（Ｂ）に示されるように、プレキャスト柱部材１２の第２端面としての下端面１２Ｌは、半球体状（ドーム状）に湾曲された凹面とされており、鋼製の下端面プレート７０によって被覆されている。下端面プレート７０は、プレキャスト柱部材１２の下端面１２Ｌに沿って湾曲されており、プレキャスト柱部材１２の下端部に埋設された図示しないスタッド等によって当該下端面１２Ｌに固定されている。
【００２６】
また、図３（Ａ）に示されるように、下端面プレート７０の下面の中央部には、下端接続管５０に通じる４つの出口孔７４が形成されている。これらの出口孔７４は略半円形状で、係止突起７２の周方向に間隔を空けると共にプレキャスト柱部材１２の各側面１２Ｓと対向するように形成されており、第２シース管４０に挿入された４本のＰＣ鋼材６０が各出口孔７４からプレキャスト柱部材１２の外部へ出るようになっている。また、隣接する出口孔７４の間には、係止突起７２が設けられている。この係止突起７２は柱軸方向下側から見て略十字形状のプレートで、下端面プレート７０に重ねられ、溶接等で下端面プレート７０に固定されている。
【００２７】
一方、図３（Ｂ）に示されるように、プレキャスト柱部材１２の第１端面としての上端面１２Ｕは、プレキャスト柱部材１２の下端面１２Ｌに応じて、上に凸となるように半球体状（ドーム状）に湾曲された凸面とされており、鋼製の上端面プレート８０によって被覆されている。上端面プレート８０は、プレキャスト柱部材１２の上端面１２Ｕに沿って湾曲されており、プレキャスト柱部材１２の上端部に埋設された図示しないスタッド等によって当該上端面１２Ｕに固定されている。
【００２８】
また、図３（Ｃ）に示されるように、上端面プレート８０の中央部には、上端接続管２０に通じる接続孔８４が形成されており、下端面プレート７０の出口孔７４から出た４本のＰＣ鋼材６０が接続孔８４から上端接続管２０へ挿入可能になっている。また、接続孔８４には、上端面プレート８０に他のプレキャスト柱部材１２の下端面プレート７０が重ねられたときに、下端面プレート７０に設けられた係止突起７２が挿入されるようになっている。この接続孔８４の直径は係止突起７２の外径よりも大きくされており、接続孔８４内で係止突起７２が移動可能になっている。これにより、接続孔８４が許容する範囲内で、下端面プレート７０に対して上端面プレート８０がスライド可能になっている。なお、係止突起７２及び接続孔８４の形状は適宜変更可能である。
【００２９】
次に、本実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造の施工方法の一例について説明する。
【００３０】
先ず、図１に示されるように、プレキャスト柱部材１２Ａの第２シース管４０（図２参照）内に４本のＰＣ鋼材６０を挿入し、各ＰＣ鋼材６０の上端部を第２シース管４０の上端部に取り付けられた支圧板４２（図３（Ｂ）参照）にクサビ等によって固定する。この際、下端面プレート７０に形成された各出口孔７４からＰＣ鋼材６０をプレキャスト柱部材１２Ａの外部へ延出させておく。
【００３１】
次に、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面プレート８０の上にプレキャスト柱部材１２Ａの下端面プレート７０を載置して突き合せる。この際、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面プレート８０に対してプレキャスト柱部材１２Ａの下端面プレート７０を接近させながら、プレキャスト柱部材１２Ａの下端面プレート７０から延出された４本のＰＣ鋼材６０をプレキャスト柱部材１２Ｂの上端面プレート８０の接続孔８４から上端接続管２０へ挿入する。更に、上端接続管２０へ挿入された４本のＰＣ鋼材６０を上端接続管２０の各分岐孔２２を通して第１シース管３０へそれぞれ挿入し、プレキャスト柱部材１２Ｂの各側面１２Ｓに形成された切欠き溝１６から外部へ延出させる。この状態で、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面プレート８０に形成された接続孔８４に、プレキャスト柱部材１２Ａの下端面プレート７０に設けられた係止突起７２を挿入し、上端面プレート８０に下端面プレート７０を突き合わせる。
【００３２】
次に、プレキャスト柱部材１２Ｂの各切欠き溝１６から延出されたＰＣ鋼材６０の下端部にそれぞれ引張り力を付与し、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面プレート８０にプレキャスト柱部材１２Ａの下端面プレート７０を圧着させると共に、プレキャスト柱部材１２Ａ及びプレキャスト柱部材１２Ｂにプレストレスを導入する。この状態で、各ＰＣ鋼材６０の所定部位をクサビ等によって第１シース管３０の下端部に取り付けられた支圧板３２（図３（Ｂ）参照）に固定し、ＰＣ鋼材６０の不要部分を切断する。これにより、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面１２Ｕとプレキャスト柱部材１２Ａの下端面１２Ｌとが圧着接合されると共に、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端部とプレキャスト柱部材１２Ａの下端部とが相対回転可能にピン接合される。
【００３３】
なお、本実施形態では、プレキャスト柱部材１２Ａの第２貫通孔６４にＰＣ鋼材６０を挿入した後に、プレキャスト柱部材１２Ｂの上にプレキャスト柱部材１２Ａを載置したが、プレキャスト柱部材１２Ｂの上にプレキャスト柱部材１２Ａを載置した後に、プレキャスト柱部材１２Ａの上端面１２Ｕ又はプレキャスト柱部材１２Ｂの各側面１２Ｓから第１貫通孔６２及び第２貫通孔６４へＰＣ鋼材６０を挿入しても良い。
【００３４】
次に、本実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造の作用について説明する。
【００３５】
一般に、一対の柱と上下の梁で構成されたラーメン架構は、上下の梁間の中央部、換言すると階層の中央部に、地震時に柱に作用する曲げモーメント（以下、「地震時曲げモーメント」という）の反曲点があるものと仮定して設計される。しかしながら、柱や梁の材料強度や断面積等の相違から、柱に作用する地震時曲げモーメントの反曲点が階層の中央部からずれる場合がある。この場合、柱に作用する地震時曲げモーメントが階層の中央部に対して逆対称（点対称）にならないため、当該反曲点を境に柱の上部と下部で必要強度にばらつきが生じる。この結果、柱の設計が複雑化するため、不経済となる。
【００３６】
これに対して本実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造１０によれば、前述したように、４本のＰＣ鋼材６０によってプレキャスト柱部材１２Ｂの上端部とプレキャスト柱部材１２Ａの下端部とが相対回転可能にピン接合される。これにより、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面１２Ｕとプレキャスト柱部材１２Ａの下端面１２Ｌとの接合部では、地震時曲げモーメントが発生せず、若しくは、地震時曲げモーメントが発生してもその量が無視できる程度に小さいものとなる。従って、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面１２Ｕとプレキャスト柱部材１２Ａの下端面１２Ｌとの接合部を階層の中央部に位置させることにより、地震時曲げモーメントの反曲点を階層の中央部に位置させることができる。
【００３７】
例えば、図４（Ａ）には、複数層からなる建物９０の立面図が模式的に示されている。この建物９０は、プレキャスト柱部材１２Ａ，１２Ｂと梁部材９２とを接合して構成された複数のラーメン架構を有している。この建物９０を例に具体的に説明すると、階層の中央部、換言するとラーメン架構を構成する上下の梁部材９２の間の中央部（梁仕口部１２Ｈ間の中央部）に、上下方向に隣接するプレキャスト柱部材１２Ａ，１２Ｂの接合部Ｒを位置させることにより、地震時曲げモーメントの反曲点を階層の中央部に位置させることができる。これにより、プレキャスト柱部材１２Ａの下部及びプレキャスト柱部材１２Ｂの上部に作用する地震時曲げモーメントＭが、階層の中央部に対して逆対称（点対称）になるため、これらのプレキャスト柱部材１２Ａ及びプレキャスト柱部材１２Ｂの必要強度のばらつきが低減される。従って、プレキャスト柱部材１２Ａ及びプレキャスト柱部材１２Ｂの設計を単純化することができる。更に、所定階層における全てのプレキャスト柱部材１２Ａとプレキャスト柱部材１２Ｂとの接合部Ｒを当該階層の中央部に位置させることにより、当該階層の層間変形量が調整し易くなる。従って、建物９０の設計が容易になると共に、耐震性能が向上する。
【００３８】
なお、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面１２Ｕとプレキャスト柱部材１２Ａの下端面１２Ｌとの接合部は、必要に応じて階層の中央部に位置させれば良く、階層の中央部からずれていても良い。
【００３９】
また、本実施形態では、４本のＰＣ鋼材６０によってプレキャスト柱部材１２Ａ及びプレキャスト柱部材１２Ｂにプレストレスを導入したことにより、プレキャスト柱部材１２Ｂとプレキャスト柱部材１２Ａとの間で引張り軸力が伝達可能になっている。従って、例えば、建物９０に転倒モーメント等が作用しても、プレキャスト柱部材１２Ａとプレキャスト柱部材１２Ｂとの間で引張り軸力が伝達されるため、耐震性能が向上する。
【００４０】
更に、本実施形態では、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面１２Ｕ及び上端面プレート８０と、プレキャスト柱部材１２の下端面１２Ｌ及び下端面プレート７０とが上に凸となるように半球体状に湾曲されている。これにより、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端部に対してプレキャスト柱部材１２Ａの下端部が相対的に回転したときに、上端面プレート８０に沿って下端面プレート７０がスライドする。従って、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面１２Ｕ及びプレキャスト柱部材１２Ａの下端面１２Ｌの破損、損傷が抑制される。
【００４１】
また、上端面プレート８０に形成された接続孔８４には、下端面プレート７０に設けられた係止突起７２が挿入されており、上端面プレート８０に対する下端面プレート７０のスライド量が所定値以上になると、接続孔８４の縁に係止突起７２の外周部が接触して上端面プレート８０に対する下端面プレート７０のスライドが規制される。これにより、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端部に対するプレキャスト柱部材１２Ａの下端部の相対回転量が規制されるため、プレキャスト柱部材１２Ａの脱落等が抑制される。
【００４２】
更に、上端面プレート８０及び下端面プレート７０の接触面の摩擦係数を増減することにより、上端面プレート８０に対する下端面プレート７０のスライド量を調整することも可能である。
【００４３】
更にまた、上端面プレート８０及び下端面プレート７０を上に凸となるように半球体状に湾曲させたことにより、上端面プレート８０と下端面プレート７０との隙間に雨水等が溜まり難いため、これらの上端面プレート８０及び下端面プレート７０の腐食、劣化が抑制される。
【００４４】
次に、本実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造の変形例について説明する。
【００４５】
上記実施形態では、図４（Ａ）に示される建物９０のように、１つのプレキャスト柱部材１２Ａ，１２Ｂに対して１つの梁仕口部１２Ｈを設け、２階層にまたがるようにプレキャスト柱部材１２Ａ，１２Ｂを設置したがこれに限らない。例えば、図４（Ｂ）に示される建物９４のように、１つのプレキャスト柱部材１８に２つの梁仕口部１８Ｈを設け、３階層にまたがるようにプレキャスト柱部材１８を設置しても良い。
【００４６】
また、１つのプレキャスト柱部材１８に２つの梁仕口部１８Ｈを設けた場合は、図４（Ｂ）に示されるように、所定の階層においてプレキャスト柱部材１８の接合部Ｒが水平方向に連続しないようにプレキャスト柱部材１８を配列しても良い。これにより、所定の階層の剛性を大きくすることができる。
【００４７】
ここで、図５（Ａ）には、図４（Ａ）に示される建物９０を模式化した構造モデルが示されており、図５（Ｂ）には、図４（Ｂ）に示される建物９４を模式化した構造モデルが示されている。
【００４８】
図５（Ａ）に示されるように、所定の階層においてプレキャスト柱部材１２の接合部Ｒが水平方向に連続する建物９０では、例えば、地震力Ｆによってプレキャスト柱部材１２の梁仕口部１２Ｈに接合された梁部材９２の端部にヒンジＸが発生した場合、当該プレキャスト柱部材１２が矢印Ｋ方向へ回転し易くなる。これに対して図５（Ｂ）に示されるように、所定の階層においてプレキャスト柱部材１８の接合部Ｒが水平方向に連続しない建物９４では、プレキャスト柱部材１８の梁仕口部１８Ｈに接合された梁部材９２の端部にヒンジＸが発生してもプレキャスト柱部材１８の矢印Ｋ方向の回転量を小さくすることができる。
【００４９】
次に、上記実施形態では、平面視にてプレキャスト柱部材１２の中央部に第２シース管４０を埋設したがこれに限らない。例えば、図６及び図７に示される変形例のように、上端接続管２０から下方へ延びる第２シース管４０を複数の分岐シース管４４に分岐し、梁仕口部１２Ｈの角部（コーナー部）を通った後、これらの分岐シース管４４を再び第２シース管４０に集合させて下端接続管５０に連結しても良い。これにより、分岐シース管４４に挿入されたＰＣ鋼材６０が、平面視にてプレキャスト柱部材１２の角部に配筋されるため、プレキャスト柱部材１２に作用する地震時曲げモーメントに対してＰＣ鋼材６０が抵抗し易くなる。従って、プレキャスト柱部材１２の曲げ耐力を大きくすることができる。なお、この変形例では、上端接続管２０、第２シース管４０、分岐シース管４４、及び下端接続管５０によって第２貫通孔６４が形成されている。
【００５０】
また、図８に示される変形例のように、プレキャスト柱部材１２Ａには、その下端面１２Ｌの中央部から各側面１２Ｓへ放射状に延びる複数の第２シース管４６を埋設しても良い。具体的には、プレキャスト柱部材１２Ａの下端部には、当該プレキャスト柱部材１２Ａの下端面１２Ｌの中央部を開口する接続部としての下端接続管５２が埋設されている。この下端接続管５２の側周壁には複数の分岐孔５４が形成されており、これらの分岐孔５４に第２シース管４６の下端部がそれぞれ接続されている。
【００５１】
また、第２シース管４６の上端部は、プレキャスト柱部材１２Ａの各側面１２Ｓに形成された切欠き溝１６に接続されている。この第２シース管４６の上端部には固定部としての支圧板３２が取り付けられており、この支圧板３２に第２シース管４６に挿入されたＰＣ鋼材６０の上端部がクサビ等によって固定されている。また、第２シース管４６に挿入されたＰＣ鋼材６０の下端部は、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端部に埋設された上端接続管２０を介して第１シース管３０に挿入され、クサビ等によって第１シース管３０の下端部に取り付けられた支圧板３２に固定されている。これにより、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面１２Ｕとプレキャスト柱部材１２Ａの下端面１２Ｌとが圧着接合されている。
【００５２】
このようにプレキャスト柱部材１２Ａに、当該プレキャスト柱部材１２Ａの下端面１２Ｌの中央部から各側面１２Ｓへ放射状に延びる第２シース管４６を埋設することにより、第１シース管３０及び第２シース管４６にＰＣ鋼材６０を挿入し易くなる。従って、施工性が向上する。また、ＰＣ鋼材６０の必要長さが短くなるため、コスト削減を図ることができる。なお、この変形例では、第２シース管４６及び下端接続管５２によって第２貫通孔６４が形成されている。
【００５３】
また、図９に示される変形例のように、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端部に埋設された第１シース管３４とプレキャスト柱部材１２Ａの下端部に埋設された第２シース管４８とを略直線状に配列しても良い。これにより、第１シース管３４及び第２シース管４８に挿入されたＰＣ鋼材６０が湾曲しないため、ＰＣ鋼材６０に引張り力を付与し易くなる。従って、プレキャスト柱部材１２Ａ及びプレキャスト柱部材１２Ｂにプレストレスを導入し易くなる。なお、この変形例では、第１シース管３４によって第１貫通孔６２が形成され、第２シース管４８によって第２貫通孔６４が形成されている。
【００５４】
更に、図示を省略するが、図２に示す構成において、プレキャスト柱部材１２Ａ及びプレキャスト柱部材１２Ｂの上下をそれぞれ反転させた状態で、プレキャスト柱部材１２Ｂの上にプレキャスト柱部材１２Ａを載置しても良い。
【００５５】
また、上記実施形態では、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面１２Ｕとプレキャスト柱部材１２Ｂの下端面１２Ｌを上に凸となるように湾曲させたが、これらの上端面１２Ｕ及び下端面１２Ｌを下に凸となるように湾曲させても良い。また、上端面１２Ｕ及び下端面１２Ｌを湾曲させず、平坦面にしても良い。更に、下端面プレート７０及び上端面プレート８０は必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。
【００５６】
また、プレキャスト柱部材１２は角柱状に限らず、円柱状でも良い。この場合、プレキャスト柱部材には、その上端面又は下端面の中央部から側周面へ放射状に延びる複数の第１貫通孔を形成すれば良い。
【００５７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ プレキャスト柱部材接合構造
１２ プレキャスト柱部材（第１プレキャスト柱部材、第２プレキャスト柱部材）
１２Ｌ 下端面（第１端面、第２端面）
１２Ｓ 側面
１２Ｕ 上端面（第１端面、第２端面）
１８ プレキャスト柱部材（第１プレキャスト柱部材、第２プレキャスト柱部材）
６０ ＰＣ鋼材
６２ 貫通孔（第１貫通孔、第２貫通孔）
６４ 貫通孔（第１貫通孔、第２貫通孔）
Ｒ 接合部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレキャスト柱部材接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数のプレキャスト柱部材を現場で組み立てて柱を構築するプレキャスト工法が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に開示されたプレキャストコンクリート構造部材の接合構造では、地震時に作用する曲げモーメントが最小となる柱の中央部において、隣接するプレキャスト柱部材同士が円柱形のピン部材でピン接合されている。これにより、隣接するプレキャスト柱部材同士の接合部に配筋される鉄筋等を省略可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８５４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、地震時には、種々の要因（例えば、建物の転倒モーメントなど）により、柱に引張り軸力が作用する場合がある。特に、建物の外周に立てられた柱では、柱に作用する引張り軸力が大きくなり易い。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されたプレキャストコンクリート構造部材の接合構造では、プレキャスト柱部材同士をピン部材でピン接合する構成であるため、プレキャスト柱部材の間で上記した引張り軸力を十分に伝達できない場合があり、この点に、改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記の事実を考慮し、プレキャスト柱部材同士をピン接合し、且つ、プレキャスト柱部材同士間で引張り軸力を伝達することができるプレキャスト柱部材接合構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のプレキャスト柱部材接合構造は、第１端面の中央部から側面へ放射状に延びる複数の第１貫通孔が形成された第１プレキャスト柱部材と、第２端面が前記第１端面に突き合わされると共に、該第２端面の中央部に第２貫通孔が形成された該第２プレキャスト柱部材と、前記第１貫通孔の各々と前記第２貫通孔とに挿入され、前記第１端面と前記第２端面とを圧着接合する複数のＰＣ鋼材と、を備えている。
【０００８】
請求項１に記載のプレキャスト柱部材接合構造によれば、第１プレキャスト柱部材には、第１端面の中央部から側面へ放射状に延びる複数の第１貫通孔が形成されている。この第１端面には、第２プレキャスト柱部材の第２端面が突き合わされる。第２端面の中央部には第２貫通孔が形成されており、第１貫通孔の各々と第２貫通孔とに挿入される複数のＰＣ鋼材によって、第１プレキャスト柱部材の第１端面と第２プレキャスト柱部材の第２端面とが圧着接合されている。
【０００９】
これにより、第１プレキャスト柱部材と第２プレキャスト柱部材とがピン接合されると共に、第１プレキャスト柱部材及び第２プレキャスト柱部材にプレストレスが導入される。従って、第１プレキャスト柱部材と第２プレキャスト柱との間で引張り軸力が伝達可能になるため、耐震性能が向上する。
【００１０】
請求項２に記載のプレキャスト柱部材接合構造は、請求項１に記載のプレキャスト柱部材接合構造において、前記第１端面と前記第２端面との接合部が、階層の中央部に位置されている。
【００１１】
請求項２に記載のプレキャスト柱部材接合構造によれば、第１プレキャスト柱部材の第１端面と第２プレキャスト柱部材の第２端面との接合部が、階層の中央部に位置されている。これにより、地震時に第１プレキャスト柱部材及び第２プレキャスト柱部材に作用する曲げモーメント（以下、「地震時曲げモーメント」という）の反曲点が、階層の中央部に位置される。この結果、第１プレキャスト柱部材及び第２プレキャスト柱部材に作用する地震時曲げモーメントが、階層の中央部に対して逆対称（点対称）になるため、第１プレキャスト柱部材及び第２プレキャスト柱部材の設計が単純化される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、上記の構成としたので、プレキャスト柱部材同士をピン接合し、且つ、プレキャスト柱部材同士間で引張り軸力を伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態におけるプレキャスト柱部材を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造が適用されたプレキャスト柱部材を示す縦断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の一実施形態におけるプレキャスト柱部材を上下方向下側から見た平面図であり、（Ｂ）は本発明の一実施形態におけるプレキャスト柱部材の接合部を示す図２の拡大断面図であり、（Ｃ）は本発明の一実施形態におけるプレキャスト柱部材を上下方向上側から見た平面図である。
【図４】（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造を有する建物を示す立面図であり、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造の変形例を有する建物を示す立面図である。
【図５】（Ａ）は、図４（Ａ）に示される建物を模式化した構造モデルを示す立面図であり、（Ｂ）は図４（Ｂ）に示される建物を模式化した構造モデルを示す立面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造の変形例を示す縦断面図である。
【図７】図６の７−７線断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造の変形例を示す拡大縦断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造の変形例を示す拡大縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造について説明する。なお、各図において適宜示される矢印Ｚは、プレキャスト柱部材の柱軸方向（上下方向）を示している。
【００１５】
図１に示されるように、本実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造１０は、上下方向に隣接して配置される一対のプレキャスト柱部材１２と、これらのプレキャスト柱部材１２同士を圧着接合する複数（本実施形態では、４本）のＰＣ鋼材６０とを備えている。なお、上下方向に隣接する一対のプレキャスト柱部材１２の構成は同じである。また、一対のプレキャスト柱部材１２のうち、必要に応じて上側に配置されたプレキャスト柱部材１２を第２プレキャスト柱部材としてのプレキャスト柱部材１２Ａとし、下側に配置されたプレキャスト柱部材１２を第１プレキャスト柱部材としてのプレキャスト柱部材１２Ｂとして以下説明する場合がある。
【００１６】
プレキャスト柱部材１２は、角柱状のプレキャストコンクリートで形成されている。プレキャスト柱部材１２の柱軸方向の中央部に設けられた梁仕口部１２Ｈには、複数のプレキャスト梁部材１４が設けられている。これらのプレキャスト梁部材１４はプレキャストコンクリートで形成され、梁仕口部１２Ｈの４つの側面１２Ｓにそれぞれ設けられている。
【００１７】
なお、プレキャスト梁部材１４の数や配置は適宜変更可能である。また、本実施形態では、工場等においてプレキャスト柱部材１２と複数のプレキャスト梁部材１４とが一体に製造されているが、これらのプレキャスト梁部材１４は適宜省略可能である。
【００１８】
図２に示されるように、プレキャスト柱部材１２には、上端接続管２０と、複数（本実施形態では、４つ）の第１シース管３０と、第２シース管４０と、下端接続管５０とが埋設されている。
【００１９】
図３（Ｂ）に示されるように、接続部としての上端接続管２０は、下端から上端に向けて直径が徐々に大きくなる拡径管で構成され、プレキャスト柱部材１２の上端部に埋設されると共に、当該プレキャスト柱部材１２の上端面１２Ｕの中央部を開口している。また、分岐部としての上端接続管２０の側周壁には４つの分岐孔２２が形成されている。各分岐孔２２には、プレキャスト柱部材１２の上端部に埋設された第１シース管３０の上端部が接続されており、これらの分岐孔２２を通して上端接続管２０から各第１シース管３０へＰＣ鋼材６０がそれぞれ挿入可能になっている。
【００２０】
第１シース管３０は円筒状の管で構成され、上端接続管２０の側周壁からプレキャスト柱部材１２の４つの側面１２Ｓへそれぞれ延びると共に、上端接続管２０からプレキャスト柱部材１２の各側面１２Ｓへ向けて緩やかに湾曲されている。この第１シース管３０の下端部は、プレキャスト柱部材１２の側面１２Ｓに形成された切欠き溝１６に接続されている。また、第１シース管３０の下端部には、固定部としての支圧板３２が取り付けられている。この支圧板３２は切欠き溝１６内に収容されており、第１シース管３０に挿入されたＰＣ鋼材６０の下端部（一端部）がクサビ等によって固定されている。
【００２１】
このように構成された上端接続管２０及び複数の第１シース管３０によって、プレキャスト柱部材１２の上端面１２Ｕの中央部から４つの側面１２Ｓへ放射状に延びる４つの第１貫通孔６２が形成されている。
【００２２】
一方、図２に示されるように、第２シース管４０は円筒状の管で構成されると共に、平面視にてプレキャスト柱部材１２の中央部に埋設され、柱軸方向に沿って延びている。この第２シース管４０の上端部は、接続部としての上端接続管２０の下端部に接続されており、上端接続管２０から第２シース管４０へＰＣ鋼材６０が挿入可能になっている。
【００２３】
また、図３（Ｂ）に示されるように、第２シース管４０の上端部には、固定部としての支圧板４２が取り付けられている。この支圧板４２は上端接続管２０内に収容されており、第２シース管４０に挿入された各ＰＣ鋼材６０の上端部（他端部）がクサビ等によって固定されている。更に、第２シース管４０の下端部には、下端接続管５０が設けられており、第２シース管４０から下端接続管５０へＰＣ鋼材６０が挿入可能になっている。接続部としての下端接続管５０は上端から下端に向けて直径が徐々に大きくなる拡径管で構成され、プレキャスト柱部材１２の下端部に埋設されると共に、当該プレキャスト柱部材１２の下端面１２Ｌの中央部を開口している。
【００２４】
このように構成された上端接続管２０、第２シース管４０、及び下端接続管５０によって、プレキャスト柱部材１２の中央部を柱軸方向に貫通する第２貫通孔６４が形成されている。また、第２貫通孔６４と第１貫通孔６２とは上端接続管２０を共有しており、当該上端接続管２０において第２貫通孔６４から第１貫通孔６２が分岐している。
【００２５】
ここで、図３（Ｂ）に示されるように、プレキャスト柱部材１２の第２端面としての下端面１２Ｌは、半球体状（ドーム状）に湾曲された凹面とされており、鋼製の下端面プレート７０によって被覆されている。下端面プレート７０は、プレキャスト柱部材１２の下端面１２Ｌに沿って湾曲されており、プレキャスト柱部材１２の下端部に埋設された図示しないスタッド等によって当該下端面１２Ｌに固定されている。
【００２６】
また、図３（Ａ）に示されるように、下端面プレート７０の下面の中央部には、下端接続管５０に通じる４つの出口孔７４が形成されている。これらの出口孔７４は略半円形状で、係止突起７２の周方向に間隔を空けると共にプレキャスト柱部材１２の各側面１２Ｓと対向するように形成されており、第２シース管４０に挿入された４本のＰＣ鋼材６０が各出口孔７４からプレキャスト柱部材１２の外部へ出るようになっている。また、隣接する出口孔７４の間には、係止突起７２が設けられている。この係止突起７２は柱軸方向下側から見て略十字形状のプレートで、下端面プレート７０に重ねられ、溶接等で下端面プレート７０に固定されている。
【００２７】
一方、図３（Ｂ）に示されるように、プレキャスト柱部材１２の第１端面としての上端面１２Ｕは、プレキャスト柱部材１２の下端面１２Ｌに応じて、上に凸となるように半球体状（ドーム状）に湾曲された凸面とされており、鋼製の上端面プレート８０によって被覆されている。上端面プレート８０は、プレキャスト柱部材１２の上端面１２Ｕに沿って湾曲されており、プレキャスト柱部材１２の上端部に埋設された図示しないスタッド等によって当該上端面１２Ｕに固定されている。
【００２８】
また、図３（Ｃ）に示されるように、上端面プレート８０の中央部には、上端接続管２０に通じる接続孔８４が形成されており、下端面プレート７０の出口孔７４から出た４本のＰＣ鋼材６０が接続孔８４から上端接続管２０へ挿入可能になっている。また、接続孔８４には、上端面プレート８０に他のプレキャスト柱部材１２の下端面プレート７０が重ねられたときに、下端面プレート７０に設けられた係止突起７２が挿入されるようになっている。この接続孔８４の直径は係止突起７２の外径よりも大きくされており、接続孔８４内で係止突起７２が移動可能になっている。これにより、接続孔８４が許容する範囲内で、下端面プレート７０に対して上端面プレート８０がスライド可能になっている。なお、係止突起７２及び接続孔８４の形状は適宜変更可能である。
【００２９】
次に、本実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造の施工方法の一例について説明する。
【００３０】
先ず、図１に示されるように、プレキャスト柱部材１２Ａの第２シース管４０（図２参照）内に４本のＰＣ鋼材６０を挿入し、各ＰＣ鋼材６０の上端部を第２シース管４０の上端部に取り付けられた支圧板４２（図３（Ｂ）参照）にクサビ等によって固定する。この際、下端面プレート７０に形成された各出口孔７４からＰＣ鋼材６０をプレキャスト柱部材１２Ａの外部へ延出させておく。
【００３１】
次に、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面プレート８０の上にプレキャスト柱部材１２Ａの下端面プレート７０を載置して突き合せる。この際、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面プレート８０に対してプレキャスト柱部材１２Ａの下端面プレート７０を接近させながら、プレキャスト柱部材１２Ａの下端面プレート７０から延出された４本のＰＣ鋼材６０をプレキャスト柱部材１２Ｂの上端面プレート８０の接続孔８４から上端接続管２０へ挿入する。更に、上端接続管２０へ挿入された４本のＰＣ鋼材６０を上端接続管２０の各分岐孔２２を通して第１シース管３０へそれぞれ挿入し、プレキャスト柱部材１２Ｂの各側面１２Ｓに形成された切欠き溝１６から外部へ延出させる。この状態で、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面プレート８０に形成された接続孔８４に、プレキャスト柱部材１２Ａの下端面プレート７０に設けられた係止突起７２を挿入し、上端面プレート８０に下端面プレート７０を突き合わせる。
【００３２】
次に、プレキャスト柱部材１２Ｂの各切欠き溝１６から延出されたＰＣ鋼材６０の下端部にそれぞれ引張り力を付与し、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面プレート８０にプレキャスト柱部材１２Ａの下端面プレート７０を圧着させると共に、プレキャスト柱部材１２Ａ及びプレキャスト柱部材１２Ｂにプレストレスを導入する。この状態で、各ＰＣ鋼材６０の所定部位をクサビ等によって第１シース管３０の下端部に取り付けられた支圧板３２（図３（Ｂ）参照）に固定し、ＰＣ鋼材６０の不要部分を切断する。これにより、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面１２Ｕとプレキャスト柱部材１２Ａの下端面１２Ｌとが圧着接合されると共に、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端部とプレキャスト柱部材１２Ａの下端部とが相対回転可能にピン接合される。
【００３３】
なお、本実施形態では、プレキャスト柱部材１２Ａの第２貫通孔６４にＰＣ鋼材６０を挿入した後に、プレキャスト柱部材１２Ｂの上にプレキャスト柱部材１２Ａを載置したが、プレキャスト柱部材１２Ｂの上にプレキャスト柱部材１２Ａを載置した後に、プレキャスト柱部材１２Ａの上端面１２Ｕ又はプレキャスト柱部材１２Ｂの各側面１２Ｓから第１貫通孔６２及び第２貫通孔６４へＰＣ鋼材６０を挿入しても良い。
【００３４】
次に、本実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造の作用について説明する。
【００３５】
一般に、一対の柱と上下の梁で構成されたラーメン架構は、上下の梁間の中央部、換言すると階層の中央部に、地震時に柱に作用する曲げモーメント（以下、「地震時曲げモーメント」という）の反曲点があるものと仮定して設計される。しかしながら、柱や梁の材料強度や断面積等の相違から、柱に作用する地震時曲げモーメントの反曲点が階層の中央部からずれる場合がある。この場合、柱に作用する地震時曲げモーメントが階層の中央部に対して逆対称（点対称）にならないため、当該反曲点を境に柱の上部と下部で必要強度にばらつきが生じる。この結果、柱の設計が複雑化するため、不経済となる。
【００３６】
これに対して本実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造１０によれば、前述したように、４本のＰＣ鋼材６０によってプレキャスト柱部材１２Ｂの上端部とプレキャスト柱部材１２Ａの下端部とが相対回転可能にピン接合される。これにより、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面１２Ｕとプレキャスト柱部材１２Ａの下端面１２Ｌとの接合部では、地震時曲げモーメントが発生せず、若しくは、地震時曲げモーメントが発生してもその量が無視できる程度に小さいものとなる。従って、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面１２Ｕとプレキャスト柱部材１２Ａの下端面１２Ｌとの接合部を階層の中央部に位置させることにより、地震時曲げモーメントの反曲点を階層の中央部に位置させることができる。
【００３７】
例えば、図４（Ａ）には、複数層からなる建物９０の立面図が模式的に示されている。この建物９０は、プレキャスト柱部材１２Ａ，１２Ｂと梁部材９２とを接合して構成された複数のラーメン架構を有している。この建物９０を例に具体的に説明すると、階層の中央部、換言するとラーメン架構を構成する上下の梁部材９２の間の中央部（梁仕口部１２Ｈ間の中央部）に、上下方向に隣接するプレキャスト柱部材１２Ａ，１２Ｂの接合部Ｒを位置させることにより、地震時曲げモーメントの反曲点を階層の中央部に位置させることができる。これにより、プレキャスト柱部材１２Ａの下部及びプレキャスト柱部材１２Ｂの上部に作用する地震時曲げモーメントＭが、階層の中央部に対して逆対称（点対称）になるため、これらのプレキャスト柱部材１２Ａ及びプレキャスト柱部材１２Ｂの必要強度のばらつきが低減される。従って、プレキャスト柱部材１２Ａ及びプレキャスト柱部材１２Ｂの設計を単純化することができる。更に、所定階層における全てのプレキャスト柱部材１２Ａとプレキャスト柱部材１２Ｂとの接合部Ｒを当該階層の中央部に位置させることにより、当該階層の層間変形量が調整し易くなる。従って、建物９０の設計が容易になると共に、耐震性能が向上する。
【００３８】
なお、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面１２Ｕとプレキャスト柱部材１２Ａの下端面１２Ｌとの接合部は、必要に応じて階層の中央部に位置させれば良く、階層の中央部からずれていても良い。
【００３９】
また、本実施形態では、４本のＰＣ鋼材６０によってプレキャスト柱部材１２Ａ及びプレキャスト柱部材１２Ｂにプレストレスを導入したことにより、プレキャスト柱部材１２Ｂとプレキャスト柱部材１２Ａとの間で引張り軸力が伝達可能になっている。従って、例えば、建物９０に転倒モーメント等が作用しても、プレキャスト柱部材１２Ａとプレキャスト柱部材１２Ｂとの間で引張り軸力が伝達されるため、耐震性能が向上する。
【００４０】
更に、本実施形態では、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面１２Ｕ及び上端面プレート８０と、プレキャスト柱部材１２の下端面１２Ｌ及び下端面プレート７０とが上に凸となるように半球体状に湾曲されている。これにより、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端部に対してプレキャスト柱部材１２Ａの下端部が相対的に回転したときに、上端面プレート８０に沿って下端面プレート７０がスライドする。従って、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面１２Ｕ及びプレキャスト柱部材１２Ａの下端面１２Ｌの破損、損傷が抑制される。
【００４１】
また、上端面プレート８０に形成された接続孔８４には、下端面プレート７０に設けられた係止突起７２が挿入されており、上端面プレート８０に対する下端面プレート７０のスライド量が所定値以上になると、接続孔８４の縁に係止突起７２の外周部が接触して上端面プレート８０に対する下端面プレート７０のスライドが規制される。これにより、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端部に対するプレキャスト柱部材１２Ａの下端部の相対回転量が規制されるため、プレキャスト柱部材１２Ａの脱落等が抑制される。
【００４２】
更に、上端面プレート８０及び下端面プレート７０の接触面の摩擦係数を増減することにより、上端面プレート８０に対する下端面プレート７０のスライド量を調整することも可能である。
【００４３】
更にまた、上端面プレート８０及び下端面プレート７０を上に凸となるように半球体状に湾曲させたことにより、上端面プレート８０と下端面プレート７０との隙間に雨水等が溜まり難いため、これらの上端面プレート８０及び下端面プレート７０の腐食、劣化が抑制される。
【００４４】
次に、本実施形態に係るプレキャスト柱部材接合構造の変形例について説明する。
【００４５】
上記実施形態では、図４（Ａ）に示される建物９０のように、１つのプレキャスト柱部材１２Ａ，１２Ｂに対して１つの梁仕口部１２Ｈを設け、２階層にまたがるようにプレキャスト柱部材１２Ａ，１２Ｂを設置したがこれに限らない。例えば、図４（Ｂ）に示される建物９４のように、１つのプレキャスト柱部材１８に２つの梁仕口部１８Ｈを設け、３階層にまたがるようにプレキャスト柱部材１８を設置しても良い。
【００４６】
また、１つのプレキャスト柱部材１８に２つの梁仕口部１８Ｈを設けた場合は、図４（Ｂ）に示されるように、所定の階層においてプレキャスト柱部材１８の接合部Ｒが水平方向に連続しないようにプレキャスト柱部材１８を配列しても良い。これにより、所定の階層の剛性を大きくすることができる。
【００４７】
ここで、図５（Ａ）には、図４（Ａ）に示される建物９０を模式化した構造モデルが示されており、図５（Ｂ）には、図４（Ｂ）に示される建物９４を模式化した構造モデルが示されている。
【００４８】
図５（Ａ）に示されるように、所定の階層においてプレキャスト柱部材１２の接合部Ｒが水平方向に連続する建物９０では、例えば、地震力Ｆによってプレキャスト柱部材１２の梁仕口部１２Ｈに接合された梁部材９２の端部にヒンジＸが発生した場合、当該プレキャスト柱部材１２が矢印Ｋ方向へ回転し易くなる。これに対して図５（Ｂ）に示されるように、所定の階層においてプレキャスト柱部材１８の接合部Ｒが水平方向に連続しない建物９４では、プレキャスト柱部材１８の梁仕口部１８Ｈに接合された梁部材９２の端部にヒンジＸが発生してもプレキャスト柱部材１８の矢印Ｋ方向の回転量を小さくすることができる。
【００４９】
次に、上記実施形態では、平面視にてプレキャスト柱部材１２の中央部に第２シース管４０を埋設したがこれに限らない。例えば、図６及び図７に示される変形例のように、上端接続管２０から下方へ延びる第２シース管４０を複数の分岐シース管４４に分岐し、梁仕口部１２Ｈの角部（コーナー部）を通った後、これらの分岐シース管４４を再び第２シース管４０に集合させて下端接続管５０に連結しても良い。これにより、分岐シース管４４に挿入されたＰＣ鋼材６０が、平面視にてプレキャスト柱部材１２の角部に配筋されるため、プレキャスト柱部材１２に作用する地震時曲げモーメントに対してＰＣ鋼材６０が抵抗し易くなる。従って、プレキャスト柱部材１２の曲げ耐力を大きくすることができる。なお、この変形例では、上端接続管２０、第２シース管４０、分岐シース管４４、及び下端接続管５０によって第２貫通孔６４が形成されている。
【００５０】
また、図８に示される変形例のように、プレキャスト柱部材１２Ａには、その下端面１２Ｌの中央部から各側面１２Ｓへ放射状に延びる複数の第２シース管４６を埋設しても良い。具体的には、プレキャスト柱部材１２Ａの下端部には、当該プレキャスト柱部材１２Ａの下端面１２Ｌの中央部を開口する接続部としての下端接続管５２が埋設されている。この下端接続管５２の側周壁には複数の分岐孔５４が形成されており、これらの分岐孔５４に第２シース管４６の下端部がそれぞれ接続されている。
【００５１】
また、第２シース管４６の上端部は、プレキャスト柱部材１２Ａの各側面１２Ｓに形成された切欠き溝１６に接続されている。この第２シース管４６の上端部には固定部としての支圧板３２が取り付けられており、この支圧板３２に第２シース管４６に挿入されたＰＣ鋼材６０の上端部がクサビ等によって固定されている。また、第２シース管４６に挿入されたＰＣ鋼材６０の下端部は、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端部に埋設された上端接続管２０を介して第１シース管３０に挿入され、クサビ等によって第１シース管３０の下端部に取り付けられた支圧板３２に固定されている。これにより、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面１２Ｕとプレキャスト柱部材１２Ａの下端面１２Ｌとが圧着接合されている。
【００５２】
このようにプレキャスト柱部材１２Ａに、当該プレキャスト柱部材１２Ａの下端面１２Ｌの中央部から各側面１２Ｓへ放射状に延びる第２シース管４６を埋設することにより、第１シース管３０及び第２シース管４６にＰＣ鋼材６０を挿入し易くなる。従って、施工性が向上する。また、ＰＣ鋼材６０の必要長さが短くなるため、コスト削減を図ることができる。なお、この変形例では、第２シース管４６及び下端接続管５２によって第２貫通孔６４が形成されている。
【００５３】
また、図９に示される変形例のように、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端部に埋設された第１シース管３４とプレキャスト柱部材１２Ａの下端部に埋設された第２シース管４８とを略直線状に配列しても良い。これにより、第１シース管３４及び第２シース管４８に挿入されたＰＣ鋼材６０が湾曲しないため、ＰＣ鋼材６０に引張り力を付与し易くなる。従って、プレキャスト柱部材１２Ａ及びプレキャスト柱部材１２Ｂにプレストレスを導入し易くなる。なお、この変形例では、第１シース管３４によって第１貫通孔６２が形成され、第２シース管４８によって第２貫通孔６４が形成されている。
【００５４】
更に、図示を省略するが、図２に示す構成において、プレキャスト柱部材１２Ａ及びプレキャスト柱部材１２Ｂの上下をそれぞれ反転させた状態で、プレキャスト柱部材１２Ｂの上にプレキャスト柱部材１２Ａを載置しても良い。
【００５５】
また、上記実施形態では、プレキャスト柱部材１２Ｂの上端面１２Ｕとプレキャスト柱部材１２Ｂの下端面１２Ｌを上に凸となるように湾曲させたが、これらの上端面１２Ｕ及び下端面１２Ｌを下に凸となるように湾曲させても良い。また、上端面１２Ｕ及び下端面１２Ｌを湾曲させず、平坦面にしても良い。更に、下端面プレート７０及び上端面プレート８０は必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。
【００５６】
また、プレキャスト柱部材１２は角柱状に限らず、円柱状でも良い。この場合、プレキャスト柱部材には、その上端面又は下端面の中央部から側周面へ放射状に延びる複数の第１貫通孔を形成すれば良い。
【００５７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５８】
１０ プレキャスト柱部材接合構造
１２ プレキャスト柱部材（第１プレキャスト柱部材、第２プレキャスト柱部材）
１２Ｌ 下端面（第１端面、第２端面）
１２Ｓ 側面
１２Ｕ 上端面（第１端面、第２端面）
１８ プレキャスト柱部材（第１プレキャスト柱部材、第２プレキャスト柱部材）
６０ ＰＣ鋼材
６２ 貫通孔（第１貫通孔、第２貫通孔）
６４ 貫通孔（第１貫通孔、第２貫通孔）
Ｒ 接合部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端面の中央部から側面へ放射状に延びる複数の第１貫通孔が形成された第１プレキャスト柱部材と、
第２端面が前記第１端面に突き合わされると共に、該第２端面の中央部に第２貫通孔が形成された該第２プレキャスト柱部材と、
前記第１貫通孔の各々と前記第２貫通孔とに挿入され、前記第１端面と前記第２端面とを圧着接合する複数のＰＣ鋼材と、
を備えるプレキャスト柱部材接合構造。
【請求項２】
前記第１端面と前記第２端面との接合部が、階層の中央部に位置されている請求項１に記載のプレキャスト柱部材接合構造。
【請求項１】
第１端面の中央部から側面へ放射状に延びる複数の第１貫通孔が形成された第１プレキャスト柱部材と、
第２端面が前記第１端面に突き合わされると共に、該第２端面の中央部に第２貫通孔が形成された該第２プレキャスト柱部材と、
前記第１貫通孔の各々と前記第２貫通孔とに挿入され、前記第１端面と前記第２端面とを圧着接合する複数のＰＣ鋼材と、
を備えるプレキャスト柱部材接合構造。
【請求項２】
前記第１端面と前記第２端面との接合部が、階層の中央部に位置されている請求項１に記載のプレキャスト柱部材接合構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１１０７９（Ｐ２０１３−１１０７９Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４３３９６（Ｐ２０１１−１４３３９６）
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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