学科Ⅳ（構造）
一級建築士 令和4年度 学科Ⅳ（構造） 問22
問題・正答・学習用解説
問題
プレストレストコンクリート構造に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。選択肢
正答と解説
正答：（4）
正答の考え方
防錆材で被覆した緊張材を使う場合にも、必ずシース内へグラウトを注入するという記述が誤りです。プレストレストコンクリートは、コンクリートが苦手な引張りを生じにくくするため、あらかじめ鋼材で締め付けて圧縮力を与える構造です。ポストテンション方式は、コンクリートが硬化した後にPC鋼材を引っ張り、端部で固定して圧縮力を導入します。
この方式には、シース内へグラウトを充填して鋼材とコンクリートを付着させる方法のほか、防錆材と被覆で鋼材を保護し、付着させないアンボンド工法があります。アンボンド緊張材は、端部の定着部などを通じて力を伝える仕組みで、通常、緊張材の周囲へセメント系グラウトを注入することを前提にしていません。
したがって「ポストテンションだから必ずグラウト」とは言えません。ただし防食が不要なのではなく、防錆材と被覆の連続性や端部の防水・防食などが重要です。また、付着を利用する設計のシースへ必要なグラウトを入れなくてもよいという意味でもありません。設計上の力の伝わり方と、防食を担う材料を組み合わせて確認します。
各選択肢の解説
選択肢1
（1）PC鋼材であらかじめ圧縮を与えると、使用時の曲げによる引張応力を打ち消しやすくなり、ひび割れやたわみを抑えて長いスパンに対応できます。ひび割れが少なければ水や腐食原因物質の侵入経路も減るため、一般に鋼材の防食性を高められます。ただし全ての荷重状態で絶対にひび割れないという意味ではありません。グラウトの充填、防錆被覆、端部の防食など、採用する方式に応じた施工品質も必要です。
選択肢2
（2）減衰は、揺れのエネルギーが摩擦や塑性変形などで失われ、振動が収まる性質です。PC部材は緊張力によって元の形へ戻ろうとする性質が強く、通常のRC部材のような大きなひび割れや鉄筋の塑性化による履歴エネルギー吸収は一般に小さくなります。そのため安全限界時の減衰特性を表す数値がRCより小さいという記述は適切です。残留変形を抑えやすい性質と、エネルギーを多く消費する性質は区別して考えます。
選択肢3
（3）圧着接合は、PC鋼材の緊張力で梁と柱の接合面を強く押し付ける方法です。押付け力が大きいほど接触面の摩擦抵抗は大きくなり、基本的には摩擦係数と有効な押付け力の積でせん断耐力を評価します。有効プレストレス力は、緊張時の力から各種の損失を考慮して残る力です。最初にジャッキで加えた力を、時間が経っても全量残ると仮定しないことが重要です。接合面の状態など、所定の条件も満たす必要があります。
選択肢4
（4）アンボンド工法では、防錆材と被覆で保護したPC鋼材を用い、周囲のコンクリートと付着させずに働かせます。この場合まで一律にシース内へのグラウト注入を義務とした点が不適切です。一方、付着させる方式ではグラウトが付着の確保と防食を担うので、確実な充填が重要です。防錆材の有無だけを切り離して判断せず、緊張材が付着型かアンボンド型か、定着部を含めどのように保護されるかを読み分けます。
周辺知識
コンクリートは押される力には強く、引っ張られる力には弱い材料です。床や梁が下向きに曲がると下面に引張りが生じます。RCは主に鉄筋でその引張りを受け持つのに対し、PCは事前の圧縮を利用して、使用時の引張りを小さくする考え方です。
プレテンション方式は、先に緊張した鋼材の周囲へコンクリートを打ち、硬化後に鋼材の緊張を解放して、付着によって圧縮力を移します。ポストテンション方式は、硬化後に鋼材を緊張して端部で定着します。さらに後者の中で、グラウトにより付着させるものと、アンボンドのものを区別します。
導入した力は、コンクリートのクリープ・乾燥収縮や鋼材のリラクセーションなどで減少します。クリープは持続荷重による時間とともに増す変形、リラクセーションは伸びをほぼ一定に保った鋼材の応力が時間とともに減る現象です。設計では残る有効な力を用います。工法名だけでなく、圧縮を導入する時期、力を渡す場所、付着の有無、防食の方法までつなげて理解します。