JP7602899B2

JP7602899B2 - アンボンドプレキャストプレストレストコンクリート構造体及びその構造体を備えた建造物

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Publication number: JP7602899B2
Application number: JP2020197557A
Authority: JP
Inventors: 直樹高森; 盈朱
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2024-12-19
Anticipated expiration: 2040-11-27
Also published as: JP2021156152A

Description

本発明の一実施形態は、アンボンドプレキャストプレストレストコンクリート構造体に関する。本明細書で開示される発明の一実施形態は、アンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱の構造、アンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱と梁の接合構造に関する。

高層建築物に用いられる柱として、鉛直方向に張力を付与したプレキャストフプレストレストコンクリート（以下、「ＰＣａＰＣ」ともいう）柱が知られている。引張力を付与したＰＣａＰＣ柱は、通常のプレキャストコンクリート柱に比べて残留変形がないため、高層建物に用いる柱として適していると考えられている。例えば、ＰＣａＰＣ柱として、コンクリート柱体に形成された複数の緊張材挿通孔にそれぞれ緊張材が挿通され、緊張材が引張力を掛けられた状態で設けられると共に、緊張材がコンクリート柱体に対してアンホボンド状態で配設された構造が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１９－０１９６６４号公報

アンボンドプレストレス構造は鉄筋コンクリート構造に比べて、端部が開くことで揺れに対して変形に富み損傷を小さくすることいができる。しかし、部材の脚部、頂部の端部においてかぶりコンクリートが圧縮されることで損傷が起こりやすいという問題がある（以下、このような損傷を「圧壊」又は「圧縮破壊」という）。地震等によってアンボンドＰＣａＰＣ柱に圧縮破壊が生じると耐震性が低下する原因となるため、強度を維持するためには圧縮破壊した部分の補修が必要となる。

このような問題に鑑み、本発明の一実施形態は、アンボンドＰＣａＰＣ構造体において、圧縮破壊を防止することのできる構造を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係るアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート構造体は、柱状に成型された第１のコンクリート部材と第１のコンクリート部材にアンボンド状態で挿通され張力が印加された緊張材とを含む第１のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体と、柱状に成型された第２のコンクリート部材と第２のコンクリート部材にアンボンド状態で挿通され張力が印加された緊張材とを含む第２のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体と、を含む。第１のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体の一端と、第２のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体の一端とが対向するように上下方向に配置されて形成された接合部を有し、接合部において、第１のコンクリート部材及び第２のコンクリート部材の一方又は双方の端面は、周縁部が曲面に成型されている。

本発明の一実施形態に係るアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート構造体は、柱状に成型された第１のコンクリート部材と第１のコンクリート部材にアンボンド状態で挿通され張力が印加された緊張材とを含む第１のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体と、柱状に成型された第２のコンクリート部材と第２のコンクリート部材にアンボンド状態で挿通され張力が印加された緊張材とを含む第２のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体と、梁構造を有し柱梁接合部を含むコンクリート部材と、を含む。第１のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体と第２のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体とは、コンクリート部材の柱梁接合部を挟んで上下に配置され、柱梁接合部において、第１のコンクリート部材及び第２のコンクリート部材の一方又は双方の端面は、周縁部が曲面に成型されている。

本発明の一実施形態によれば、アンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体の端部におけるかぶりコンクリートの圧縮破壊を避けて変位を増幅させることで、その変位を利用することによって振動エネルギーを吸収することのできるアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート構造体を得ることができる。

本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の接合部の構造を示す断面模式図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の接合部の構造を示す平面模式図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱梁接合部の構造を示す断面模式図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱梁接合部の構造を示す平面模式図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の接合部において制震装置が付加された構造を示す断面模式図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の接合部において制震装置が付加された構造を示す平面模式図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱梁接合部において制震装置が付加された構造を示す断面模式図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱梁接合部において制震装置が付加された構造を示す平面模式図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱梁接合部において制震装置が付加された構造を示す平面模式図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の接合部の構造を示す断面模式図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の接合部の構造を示す平面模式図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱において、プレキャストコンクリート工法で製造されるコンクリート部材と型枠材とを模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱梁接合部の構造を示す断面模式図である。本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ柱の柱梁接合部の構造を示す平面模式図である。

以下、本発明の実施形態の内容を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様を含み、以下に例示される実施形態の内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、それはあくまで一例であって、本発明の内容を限定するものではない。また、本明細書において、ある図面に記載されたある要素と、他の図面に記載されたある要素とが同一又は対応する関係にあるときは、同一の符号（又は符号として記載された数字の後にａ、ｂ等を付した符号）を付して、繰り返しの説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有しない。

［第１の実施形態］
本発明の一実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体の構成について示す。本実施形態では、アンボンドＰＣａＰＣ構造体が柱状構造を有する一例を示す。

図１は、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ａの断面模式構造を示す。アンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ａは、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２と第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２とを含む。アンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ａは、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２と第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２とが一つの柱体を形成するように上下方向に重ねて配置された構造を有する。図１は、アンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ａにおいて、特に、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２と第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２との接合部の断面模式構造を示す。また、図２（Ａ）は、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２の平面模式構造（図１に示すＡ１側を平面視したときの構造）を示し、図２（Ｂ）は、第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２の平面模式構造（図１に示すＢ１側を平面視したときの構造）を示す。以下の説明では、これらの図面を適宜参照するものとする。

第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２は、柱状に成型された第１のコンクリート部材（第１のプレキャストコンクリート部材）１０４を含み、第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２は、柱状に成型された第２のコンクリート部材（第２のプレキャストコンクリート部材）１１４を含む。本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ａは、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２の一端と第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２の一端とが対向するように上下方向に重ねて配置されて接合された構造を有する。

第１のコンクリート部材１０４及び第２のコンクリート部材１１４は、断面が正方形状になるように成型され、主筋及びフープ筋（図示されず）が埋設されている。また、第１のコンクリート部材１０４は、第１の緊張材挿通孔１０５が長手方向に貫通するように設けられ、第２のコンクリート部材１１４は、第２の緊張材挿通孔１１５が長手方向に貫通するように設けられる。第１の緊張材挿通孔１０５は、平面視において、第１のコンクリート部材１０４の輪郭に沿った複数箇所に設けられる。第１の緊張材挿通孔１０５は、表面から所定のかぶり厚さを有するように、第１のコンクリート部材１０４の内側の領域に設けられる。第２の緊張材挿通孔１１５も同様に、第２のコンクリート部材１１４に設けられる。

なお、図２（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の緊張材挿通孔１０５及び第２の緊張材挿通孔１１５が、プレキャストコンクリート部材の角部とその間の領域の合計８箇所に対応して設けられる例を示すが、緊張材貫通孔の数に限定はなく、適宜設けることができる。また、第１のコンクリート部材１０４及び第２のコンクリート部材１１４の断面形状は正方形状に限定されず、長方形状、六角形状等の角形形状であってもよいし、円形又は楕円形であってもよい。

第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２は、第１の緊張材１０６が第１の緊張材挿通孔１０５に挿通され、第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２は、第２の緊張材１１６が第２の緊張材挿通孔１１５に挿通される。第１の緊張材１０６及び第２の緊張材１１６は、例えば、芯材として用いられるＰＣ鋼棒の表面に特殊なグリースが塗布され、さらにその外周をポリエチレン等のプラスチック材料で被覆された構造を有する。第１の緊張材挿通孔１０５及び第２の緊張材挿通孔１１５の内径は、挿通される緊張材の外径よりも大きく形成される。そのため、第１の緊張材挿通孔１０５の内壁と第１の緊張材１０６との間には隙間が形成され、第２の緊張材挿通孔１１５の内壁と第２の緊張材１１６との間には隙間が形成される。第１の緊張材１０６はコンクリートに接合されず、第１のコンクリート部材１０４にアンボンド状態で挿通され、第２の緊張材１１６も同様に、第２のコンクリート部材１１４にアンボンド状態で挿通されている。

なお、本発明において、アンボンド状態とは、上記のように緊張材がコンクリートと接合されず、コンクリート柱体に揺れが生じた際に緊張材がその材軸方向に自由に変形できる状態をいうものとする。

緊張材がアンボンド状態で設けられるアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ａは、例えば、次のようにして組み立てられる。第１のコンクリート部材１０４は、上端部には凹部１３０が設けられ、第１の緊張材挿通孔１０５は凹部１３０の内側に形成されている。緊張材を通すことのできる貫通孔が設けられたプレート１３２が、第１の緊張材挿通孔１０５と重なるように配置される。第１の緊張材１０６は、上部がプレート１３２から突出した状態に設けられ、ジャッキ等により上方に引っ張られて張力が印加される。第１の緊張材１０６は、張力が印加された状態でプレート１３２上のナット１３４により締め付けられる。第１の緊張材１０６は、ナット１３４により締め付けられているため、ジャッキ等を外しても張力が残留している。

その後、第１の緊張材１０６の上端部は、継手１３６によって第２の緊張材１１６の下端部と連結される。そして、第１のコンクリート部材１０４の上端部に、第１の緊張材１０６、ナット１３４の周りを覆うカバー材１３８を設ける。この状態で第２のコンクリート部材１１４を上方から下降させ、グラウト１４０を介して第１のコンクリート部材１０４の上端部と第２のコンクリート部材１１４の下端部とを接合させる。その後、第２のコンクリート部材１１４及び第２の緊張材１１６に対しても同様の作業が行われる。このようにして、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２と第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２とが接合されたアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００が形成される。アンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ａは、緊張材（第１の緊張材１０６及び第２の緊張材１１６）により、全体として圧縮力が加えられた状態を有する。

このようなアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ａは、第１のコンクリート部材１０４及び第２のコンクリート部材１１４が、アンボンド状態に設けられた緊張材により圧縮応力が加えられていることで、通常の鉄筋コンクリートよりも強度が高く、ひび割れが生じにくいという利点を有する。また、プレストレスを与えている緊張材（第１の緊張材１０６及び第２の緊張材１１６）には復元力があるため、アンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ａに一時的に過大な荷重が作用しても、その荷重が除かれると復元するという利点を有する。

ところで、地震の横揺れに対して、柱体の脚部には、横方向の力が作用する側に引っ張り応力が作用し反対側には圧縮応力が作用し、柱体の頂部には、横方向の力が作用する側に圧縮応力が作用し反対側には引っ張り応力が作用する。この場合において、基礎スラブと天井スラブの間に、柱頭部と柱脚部がアンボンド状態で設けられたコンクリート柱体は、地震等の振動により回転変位すると、端部のかぶりコンクリートが圧縮破壊されやすいという問題を有する。また、このような圧縮破壊は、アンボンド状態でコンクリート部材が接合された柱状構造体の接合部でも起こり得るので問題となる。

これに対し、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ａは、第１のコンクリート部材１０４の上端部、及び第２のコンクリート部材１１４の下端部において、それらの周縁部１１０が曲面状に成型されている。別言すれば、第１のコンクリート部材１０４の上端部及び第２のコンクリート部材１１４の下端部は、周縁部１１０が角張っておらず曲面形状を有する。このような第1のコンクリート部材１０４及び第２のコンクリート部材１１４の端部の形状によれば、柱状体が回転変位したときに圧縮される側の端部において圧縮応力が集中しないことにより、かぶりコンクリートの圧縮破壊を防止することができる。別言すれば、アンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ａは、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２及び第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２が、第１のコンクリート部材１０４及び第２のコンクリート部材１１４の端部において周縁部１１０が曲面形状を有することで、柱状体に回転変位を生じさせるエネルギーを吸収しやすい構造を有している。第１のコンクリート部材１０４及び第２のコンクリート部材１１４の端部に形成される曲面形状は、周縁部１１０の全周に亘って設けられていることが好ましい。また、図示されないが、第１のコンクリート部材１０４の下端部、第２のコンクリート部材の上端部にも同様に周縁部１１０が曲面に成型されていることが好ましい。

なお、図１、図２（Ａ）及び（Ｂ）は、第１のコンクリート部材１０４の上端部及び第２のコンクリート部材１１４の下端部の両方の周縁部１１０が曲面形状を有する態様を示すが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、第１のコンクリート部材１０４の上端部及び第２のコンクリート部材１１４の下端部の一方の周縁部１１０にのみ曲面形状が設けられていても同様の作用効果を得ることができる。

第１のコンクリート部材１０４、第２のコンクリート部材１１４の端部において、周縁部１１０に設けられる曲面形状の曲率半径は、かぶりコンクリートの厚さ以下であればよい。別言すれば、緊張材に対するコンクリート部材のかぶり厚さより小さいことが好ましい。

なお、本実施形態では、第１のコンクリート部材１０４及び第２のコンクリート部材１１４の端部における周縁部１１０が曲面形状を有する構造を示すが、このような形状の他に、第１のコンクリート部材１０４及び第２のコンクリート部材１１４の端部における周縁部１１０が３０度から６０度の角度、例えば４５度の角度で面取りされた形状を有していてもよい。このような面取り形状によっても、同様の作用効果を得ることができる。

以上のように、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体は、地震等による振動エネルギーが作用した場合であっても、かぶりコンクリートの圧縮破壊を防止することができる。すなわち、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体は、微小な振動に対しては建物の剛性で抵抗し、大地震のように大きさ揺れが作用した場合には、アンボンドＰＣａＰＣ柱体の端部におけるかぶりコンクリートの圧縮破壊を避けて変位を増幅させることで、その変位を利用することによって振動エネルギーを吸収することができる。

［第２の実施形態］
本実施形態は、アンボンドＰＣａＰＣ構造体が柱梁接合構造を有する場合の一例を示す。以下においては、第１の実施形態と相違する部分を中心に説明する。

図３は、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｂの断面模式構造を示す。アンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｂは、コンクリート部材１２４で形成された梁１２２を挟んで配置された第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２と第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２とを含む。第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２は梁１２２の下側に配置されて柱梁接合を形成し、第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２は梁１２２の上側に配置されて柱梁接合を形成する。図３は、このようなアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｂの柱梁接合部１２０の断面模式構造を示す。また、図４（Ａ）は、梁１２２の柱梁接合部１２０の平面模式構造（図３に示すＡ２側を平面視したときの構造）を示し、図４（Ｂ）は、第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２の平面模式構造（図３に示すＢ１側を平面視したときの構造）を示す。以下の説明では、これらの図面を適宜参照するものとする。

梁１２２は、例えば、プレキャストコンクリート梁であり、柱梁接合部１２０に第３の緊張材挿通孔１２５が設けられた構造を有する。第３の緊張材挿通孔１２５は、第１の緊張材挿通孔１０５及び第２の緊張材挿通孔１１５の配置と整合する位置に設けられる。例えば、図４（Ａ）に示すように、第３の緊張材挿通孔１２５は、第２のコンクリート部材１１４に設けられる第２の緊張材挿通孔１１５の配置に対応して（図４（Ｂ）参照）、８箇所設けられる。別言すれば、図３に示すように、第３の緊張材挿通孔１２５は、第１の緊張材挿通孔１０５及び第２の緊張材挿通孔１１５と連通するように設けられる。

第３の緊張材挿通孔１２５には第３の緊張材１２６が挿通され、継手１３６によって第１の緊張材１０６及び第２の緊張材１１６と連結される。なお、図示されないが、第１の緊張材１０６がそのまま第３の緊張材挿通孔１２５に連通され、第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２の部分で継手１３６により第２の緊張材１１６と連結される構造を有していてもよい。

第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２と梁１２２との接合部、及び第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２と梁１２２との接合部にはグラウト１４０が充填される。第１の実施形態と同様に、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２は、第１のコンクリート部材１０４の上端の周縁部１１０が曲面形状を有し、第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２は、第２のコンクリート部材１１４の下端の周縁部１１０が曲面形状を有する。梁１２２の下面及び上面に形成される柱梁接合部１２０の平坦な面に対して、第１のコンクリート部材１０４及び第２のコンクリート部材１１４の端部が曲面形状を有していることで、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２、第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２が回転変位しても、かぶりコンクリートの圧縮破壊を防止することができる。また、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２及び第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２は、回転変位に対して変位しやすい構造を有し、その変位を利用したエネルギーによって振動エネルギーを吸収することができる。

以上のように、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｂは柱梁接合部を有し、その柱梁接合部においても第1の実施形態と同様に、かぶりコンクリートの圧縮破壊を防止することができる。また、アンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｂは、微小な振動に対しては建物の剛性で抵抗し、大地震のように大きさ揺れが作用した場合には、アンボンドＰＣａＰＣ柱体の端部におけるかぶりコンクリートの圧縮破壊を避けて変位を増幅させることで、その変位を利用することによって振動エネルギーを吸収することができる。

［第３の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態に示すアンボンドＰＣａＰＣ構造体に対し、制震装置が付加された構成を示す。以下においては、第１の実施形態と相違する部分を中心に説明する。

図５は、制震装置１５０が設けられたアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｃの断面模式構造を示す。図６（Ａ）は、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２側の平面模式構造（図５に示すＡ３側を平面視したときの構造）を示し、図６（Ｂ）は、第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２の平面模式構造（図５に示すＢ３側を平面視したときの構造）を示す。以下の説明では、これらの図面を適宜参照するものとする。

制震装置１５０は、接合部を挟んで第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２と第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２とを架橋するように設けられる。制震装置１５０は柱状体に取り付けることができ、その効果を発揮できるものであればその構造に限定はない。例えば、制震装置１５０として、一対の支持部材の間にダンパー部材が設けられたものを用いることができる。この場合、一方の支持部材が第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２に固定され、他方の支持部が第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体に固定され、ダンパー部材が接合部を交差するように設けられる。制震装置１５０としては、例えば、鋼材ダンパー、摩擦ダンパー、オイルダンパー、粘性ダンパー、粘弾性ダンパー等を用いることができる。

制震装置１５０は、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２及び第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２の外周に沿って複数設けられることが好ましい。例えば、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、制震装置１５０が、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２及び第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２の各角部を挟むように、合計８箇所に設けられていてもよい。このように、制震装置１５０を等方的に設けることで、柱体の特定方向の変位によらず、様々な方向から作用する応力に対して制震機能を発揮させることができる。

第１の実施形態で説明したように、第１のコンクリート部材１０４の端部は、周縁部１１０が曲面形状に成形されているため、地震等の揺れが作用すると第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２は回転変位しやすいという特性を有する。また、第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２についても同様である。これに対し、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｃは、通常時（静止時）においては制震装置１５０が回転変位を抑制するように作用し、安定性を向上させることができる。一方、アンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｃは、地震等の揺れが作用したとき、一定限度の揺れに対して制震装置１５０が振動エネルギーを吸収し、制震装置１５０の限界を超えた揺れに対しては、柱体の変位を利用して振動エネルギーを吸収することで構造の安定性を高めることができる。

このように、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｃは、第１の実施形態において得られる作用効果に加え、制震装置１５０が付加されたことで、より安定性の高い柱体構造を得ることができる。

［第４の実施形態］
本実施形態は、第２の実施形態に示すアンボンドＰＣａＰＣ構造体に対し、制震装置が付加された構成を示す。以下においては、第２の実施形態と相違する部分を中心に説明する。

図７は、制震装置が設けられたアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｄの断面模式構造を示す。図８は、制震装置が設けられたアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｄの平面模式構造（図７に示すＡ４部分の断面を平面視したときの模式的な構造）を示す。以下の説明では、これらの図面を適宜参照するものとする。

制震装置１５０は、柱梁接合部１２０を挟んで第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２と梁１２２とを架橋するように第１の制震装置１５０ａが設けられ、柱梁接合部１２０を挟んで第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２と梁１２２とを架橋するように第２の制震装置１５０ｂが設けられる。第１の制震装置１５０ａ及び第２の制震装置１５０ｂは、第３の実施形態に示すものと同様のものが適用される。

第１の制震装置１５０ａは、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２と梁１２２の側面部との間、及び第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２と梁１２２の上面部との間を架橋するように設けることができる。また、第２の制震装置１５０ｂは、第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２と梁１２２の側面部との間、及び第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２と梁１２２の上面部との間を架橋するように設けることができる。このように、図８に示すように、複数の制震装置は、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２及び第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２の各角部を挟むように配置され、梁１２２と架橋するように合計８箇所に設けられていてもよい。

第１の制震装置１５０ａ及び第２の制震装置１５０ｂの取り付け構造は、適宜変更され得る。例えば、第１の制震装置１５０ａ及び第２の制震装置１５０ｂは、柱体の側面と梁の側面を架橋するように取り付けることができる。また、第１の制震装置１５０ａ及び第２の制震装置１５０ｂは、柱体の側面と梁の上面とを架橋するように取り付けることができる。

図９は、アンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｄにおいて、梁１２２が十字梁である場合の平面概略図を示す。図９は、十字梁１２３と第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２の構造を示すが、第２の制震装置１５０ｂは、上記と同様にして取り付けることができる。

図７に示すような柱梁接合構造は、柱体が回転変位すると柱梁接合面から剥離しやすいという問題を有する。これに対し、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｄは、通常時（静止時）においては第１の制震装置１５０ａ及び第２の制震装置１５０ｂが回転変位を抑制するように作用し、柱梁接合部の構造安定性が高められている。一方、アンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｄは、地震等の揺れが作用したとき、一定限度の揺れに対しては第１の制震装置１５０ａ及び第２の制震装置１５０ｂが振動エネルギーを吸収し、第１の制震装置１５０ａ及び第２の制震装置１５０ｂの限界を超えた揺れに対しては、柱体の変位を利用して振動エネルギーを吸収することで柱梁接合構造の安定性を高めている。

このように、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｄは、第２の実施形態において得られる作用効果に加え、制震装置が付加されたことで、より安定性の高い柱体構造を得ることができる。

［第５の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態に示すアンボンドＰＣａＰＣ構造体に対し、上下に配置されるアンボンドＰＣａＰＣ柱体の端部の形状が異なる態様を示す。以下においては、第１の実施形態と相違する部分を中心に説明する。

図１０は、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｅの断面模式構造を示す。図１１（Ａ）は、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２ｅ側の平面模式構造（図１０に示すＡ５側を平面視したときの構造）を示し、図１１（Ｂ）は、第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２ｅの平面模式構造（図１０に示すＢ５側を平面視したときの構造）を示す。以下の説明では、これらの図面を適宜参照するものとする。

第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２ｅは第１のコンクリート部材１０４ｅを含み、第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２ｅは第２のコンクリート部材１１４ｅを含む。第１のコンクリート部材１０４ｅの上端部及び第２のコンクリート部材１１４ｅの下端部は、周縁部１１１がテーパー状に成型された形状を有する。別言すれば、第１のコンクリート部材１０４ｅと第２のコンクリート部材１１４ｅとが対向する端面の周縁部は、テーパー状に面取りされた形状を有する。すなわち、第１の実施形態では、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２ｅと第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２ｅとの接合部におけるコンクリート部材の周縁部が曲面形状に成形されていたが、本実施形態においては直線状の傾斜面を有するテーパー形状に成型されている。

図１０、図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、第１のコンクリート部材１０４ｅ及び第２のコンクリート部材１１４ｅの断面形状が角形である例を示すが、周縁部１１１におけるテーパー状の成型面は各面に形成されていることが好ましい。また、第１のコンクリート部材１０４ｅ及び第２のコンクリート部材１１４ｅの断面形状が円形である場合には、周縁部１１１におけるテーパー状の成型面が全周に亘って形成されていることが好ましい。

一方、第１のコンクリート部材１０４ｅ及び第２のコンクリート部材１１４ｅの端部の周縁部１１１をテーパー状に成型すると、柱体として断面積が減少することになり、軸力比が増加し耐震性への影響が懸念される場合がある。そのような場合には、第１のコンクリート部材１０４ａ及び第２のコンクリート部材１１４ａの一部に超高強度コンクリートを用いてもよい。具体的には、第１のコンクリート部材１０４ａの上端部から所定の領域までを、及び第２のコンクリート部材１１４ｅの下端部から所定の領域までを超高強度コンクリートで形成してもよい。第１のコンクリート部材１０４ａ及び第２のコンクリート部材１１４ａにおいて、超高強度コンクリートで形成する領域の長さ（材軸方向の長さ）は、１００ｍｍ～５００ｍｍ、例えば２００ｍｍ程度とすればよい。

図１０は、第１のコンクリート部材１０４ｅの上側に超高強度コンクリート領域１０３と、と第２のコンクリート部材１１４ｅの下側に超高強度コンクリート領域１１３が形成された例を示す。第１のコンクリート部材１０４ｅ及び第２のコンクリート部材１１４ｅにおいて、他の領域は高強度コンクリートで形成されていればよい。このような構造は、コンクリート構造体の製造工程において、プレキャストコンクリート工法でコンクリートを打設する際に強度の異なるコンクリートを２段階で打設すればよい。

このように、アンボンドＰＣａＰＣ柱体の接合部分を強度の高いコンクリートで形成することで、接合部におけるコンクリートの周縁部をテーパー状に成型したとしても、軸力比の増加による耐震性の低下を抑制することができる。

本実施形態で示す第１のコンクリート部材１０４ｅ及び第２のコンクリート部材１１４ｅの形状は、プレキャストコンクリート工法でコンクリートを打設するときに型枠材を用いることで形成することができる。図１２は、プレキャストコンクリート工法で製造される第２のコンクリート部材１１４ｅと型枠材１４２とを模式的に示す（第１のコンクリート部材１０４eについても同様である）。型枠材１４２は、コンクリートを打設する前に図示されない型枠材の中に設置される。型枠材１４２は、第２のコンクリート部材１１４ｅの各面に対応して配置される。型枠材１４２の断面形状は直角三角形であり、斜面が打設されるコンクリートに接するように配置される。

型枠材１４２の材質は適宜選択され得るが、発泡スチロール等の発泡性樹脂材料、シリコーンゴム等のゴム材料、熱可塑性樹脂材料（プラスチック）等を用いることが好ましい。このような材料を用いることで、型枠材１４２を容易に成型することができる。

型枠材１４２は、コンクリートを打設した後も、第１のコンクリート部材１０４ｅ及び第２のコンクリート部材１１４ｅの端部にそのまま残存されてもよい。すなわち、第１のコンクリート部材１０４ｅ及び第２のコンクリート部材１１４ｅのテーパー状に成型された部分に当接するように型枠材１４２が設けられていてもよい。第１のコンクリート部材１０４ｅ及び第２のコンクリート部材１１４ｅに残存する型枠材１４２は、グラウト１４０を充填するときの型枠材としても利用することができる。

また、アンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｅの中に型枠材１４２がそのまま残存していてもよい。第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２ｅと第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２ｅの接合部に型枠材１４２が存在することで、地震等で水平方向に力が作用した場合に、型枠材１４２の変形、破壊によってそのエネルギーを吸収し、損傷を低減することができる。

本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体は、第１の実施形態におけるものと同様に、地震等による振動エネルギーが作用した場合であってもかぶりコンクリートの圧縮破壊を防止することができる。さらに、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体は、プレキャストコンクリート工法の中で型枠材を使ってコンクリート部材を成型できるので、施工が容易となる。また、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体は、型枠材によって回転変位のエネルギーの一部を吸収することで、耐震性を高めることができる。

本実施形態で示す接合部の構造は、第３の実施形態で示すアンボンドＰＣａＰＣ構造体に適用することもでき、第３の実施形態で得られる作用効果に加え、本実施形態で得られる作用効果を得ることができる。

［第６の実施形態］
本実施形態は、第２の実施形態に示すアンボンドＰＣａＰＣ構造体に対し、上下に配置されるアンボンドＰＣａＰＣ柱体の端部の形状が異なる態様を示す。以下においては、第２の実施形態と相違する部分を中心に説明する。

図１３は、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｆの断面模式構造を示す。アンボンドＰＣａＰＣ構造体１００ｆは、コンクリート部材１２４で形成された梁１２２を挟んで配置された第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２ｆと第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２ｆとを含む。第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２ｆは梁１２２の下側に配置されて柱梁接合を形成し、第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２ｆは梁１２２の上側に配置されて柱梁接合を形成する。また、図１４（Ａ）は、梁１２２の柱梁接合部１２０の平面模式構造（図１３に示すＡ６側を平面視したときの構造）を示し、図１４（Ｂ）は、第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２ｆの平面模式構造（図１３に示すＢ６側を平面視したときの構造）を示す。以下の説明では、これらの図面を適宜参照するものとする。

第５の実施形態と同様に、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２ｆの第１のコンクリート部材１０４ｆの上端部及び第２のコンクリート部材１１４ｆの下端部は、周縁部１１１がテーパー状に成型された形状を有する。周縁部１１１には、同様に型枠材１４２が設けられていてもよい。

梁１２２の下面及び上面に形成される柱梁接合部１２０の平坦な面に対して、第１のコンクリート部材１０４ｆ及び第２のコンクリート部材１１４ｆの端部がテーパー状に成型されていることで、第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１０２ｆ、第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体１１２ｆが回転変位しても、かぶりコンクリートの圧縮破壊を防止することができる。また、第１のコンクリート部材１０４ｆ及び第２のコンクリート部材１１４ｆの端部に型枠材１４２が配置されていることで、回転変位に対するエネルギーの一部を吸収することができる。

以上のように、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体は柱梁接合部を有し、その柱梁接合部においても第５の実施形態と同様に、地震等による振動エネルギーが作用した場合であってもかぶりコンクリートの圧縮破壊を防止することができる。さらに、本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体は、プレキャストコンクリート工法の中で型枠材を使ってコンクリート部材を成型できるので、施工が容易となる。また本実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体は、型枠材によって回転変位のエネルギーの一部を吸収することで、耐震性を高めることができる。

本実施形態で示す接合部の構造は、第４の実施形態で示すアンボンドＰＣａＰＣ構造体に適用することもでき、第３の実施形態で得られる作用効果に加え、本実施形態で得られる作用効果を得ることができる。

第１乃至第６の実施形態に係るアンボンドＰＣａＰＣ構造体は、ビルディング等の高層建築物の柱又は柱梁構造として用いることができる。

１００・・・アンボンドＰＣａＰＣ構造体、１０２・・・第１のアンボンドＰＣａＰＣ柱体、１０４・・・第１のコンクリート部材、１０５・・・第１の緊張材挿通孔、１０６・・・第１の緊張材、１１０・・・周縁部、１１１・・・周縁部、１１２・・・第２のアンボンドＰＣａＰＣ柱体、１１３・・・超高強度コンクリート領域、１１４・・・第２のコンクリート部材、１１５・・・第２の緊張材挿通孔、１１６・・・第２の緊張材、１２０・・・柱梁接合部、１２２・・・梁、１２３・・・十字梁、１２４・・・コンクリート部材、１２５・・・第３の緊張材挿通孔、１２６・・・第３の緊張材、１３０・・・凹部、１３２・・・プレート、１３４・・・ナット、１３６・・・継手、１３８・・・カバー材、１４０・・・グラウト、１４２・・・型枠材、１５０・・・制震装置

Claims

柱状に成型された第１のコンクリート部材と、前記第１のコンクリート部材にアンボンド状態で挿通され張力が印加された緊張材と、を含む第１のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体と、
柱状に成型された第２のコンクリート部材と、前記第２のコンクリート部材にアンボンド状態で挿通され張力が印加された緊張材と、を含む第２のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体と、
を含み、
前記第１のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体の一端と、前記第２のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体の一端とが、対向するように上下方向に配置されて形成された接合部を有し、
前記接合部において、前記第１のコンクリート部材及び前記第２のコンクリート部材の一方又は双方の端面がテーパー状に成型されており、
前記端面に型枠材が当接されている
ことを特徴とするアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート構造体。
前記接合部を挟んで、前記第１のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体と第２のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体とを架橋するよう設けられた制震装置をさらに含む
請求項１に記載のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート構造体。
前記制震装置が、鋼材ダンパー、摩擦ダンパー、オイルダンパー、粘性ダンパー、粘弾性ダンパーから選ばれた一種の含む
請求項２に記載のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート構造体。
前記テーパー状に成型されている領域に、前記型枠材が当接されている
請求項１に記載のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート構造体。
柱状に成型された第１のコンクリート部材と、前記第１のコンクリート部材にアンボンド状態で挿通され張力が印加された緊張材と、を含む第１のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体と、
柱状に成型された第２のコンクリート部材と、前記第２のコンクリート部材にアンボンド状態で挿通され張力が印加された緊張材と、を含む第２のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体と、
梁構造を有し柱梁接合部を含むコンクリート部材と、
を含み、
前記第１のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体と第２のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体とは、前記コンクリート部材の前記柱梁接合部を挟んで上下に配置され、
前記柱梁接合部において、前記第１のコンクリート部材及び前記第２のコンクリート部材の一方又は双方の端面は、周縁部が曲面に成型されており、
前記端面に型枠材が当接されている
ことを特徴とするアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート構造体。
前記柱梁接合部を挟んで、前記第１のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体と前記コンクリート部材とを架橋するように設けられた第１の制震装置と、
前記柱梁接合部を挟んで、前記第２のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート柱体と前記コンクリート部材とを架橋するように設けられた第２の制震装置と、をさらに含む
請求項５に記載のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート構造体。
前記曲面の曲率半径は、前記緊張材に対するコンクリートのかぶり厚さより小さい
請求項５又は６に記載のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート構造体。
前記第１の制震装置及び前記第２の制震装置が、鋼材ダンパー、摩擦ダンパー、オイルダンパー、粘性ダンパー、粘弾性ダンパーから選ばれた一種の含む
請求項６に記載のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート構造体。
前記柱梁接合部において、前記第１のコンクリート部材及び前記第２のコンクリート部材の一方又は双方の端面は、周縁部が曲面に代えてテーパー状に成型されている
請求項５乃至８のいずれか一項に記載のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート構造体。
前記テーパー状に成型されている領域に、前記型枠材が当接されている
請求項９に記載のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート構造体。
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のアンボンドプレキャストプレストレストコンクリート構造体を含む建造物。