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プレハブ コンクリート建物およびプレキャスト昇降システム ガイド

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直接の答え: プレハブ コンクリート建物について知っておくべきこと

プレハブコンクリート建物は、工場で鋳造および硬化されたコンクリートコンポーネントから組み立てられ、その後建設のために現場に輸送される構造物です。 現場打ち工法と比較して、プレハブ工法は通常、建設スケジュールを次のように短縮します。 30～50パーセント なぜなら、構造フレーム、壁パネル、床スラブ、梁は、現場の整地作業と基礎工事が並行して行われている間に、制御された条件下で硬化されるからです。プレキャスト プロジェクトがスケジュールと予算内に収まるかどうかを決定する唯一の最も重要な変数は、 プレキャストコンクリート用昇降システム アンカー、インサート、クラッチ、リギングハードウェアなどの要素ごとに選択されており、パネルやビームをひび割れたり、過剰な応力をかけたり、落としたりすることなく、選択、回転、設置できるようになります。この 1 つの決定を間違えると、プレキャスト手法が提供する他のすべての効率が、やり直し、遅延、ユニットの損傷によって失われてしまいます。

このガイドでは、プレハブ コンクリート建物の実際と従来の構造との比較、プレキャスト フレームで使用されるすべての主要コンポーネントの種類、吊り上げシステムの設計方法とアンカーごとの選択方法、型枠から保管ヤードまでの製造プロセス、荷重処理に特有の構造設計の考慮事項、要素間の接続方法、輸送ロジスティクス、一般的な欠陥と適切な吊り上げ方法によるそれらの防止方法、コスト要因、持続可能性への影響、巻末の詳細な用語集と FAQ セクションなど、全体像を詳しく説明します。

プレハブコンクリート建物とは

プレハブ コンクリート建物 (プレキャスト コンクリート建物とも呼ばれることもあります) は、主要な耐荷重要素、柱、梁、壁パネル、中空コア スラブ、階段が工場のオフサイトで製造され、その後出荷され、最終基礎で組み立てられる構造物です。これは、現場で型枠を構築し、コンクリートを所定の位置に直接流し込み、永久的に残る場所で硬化する従来の現場打ちコンクリートとは異なります。

プラント環境により、メーカーはコンクリート配合設計、硬化温度、湿度、型枠の許容範囲をより厳密に制御できるようになります。この制御により、天候にさらされるオープンな現場で通常達成できるものよりも、より一貫した圧縮強度、より滑らかな表面仕上げ、およびより少ない欠陥が実現されます。また、プラントから出るすべての要素には、持ち上げ、移動、裏返し、設置するための組み込みの方法が必要であることも意味します。これは、プレキャスト コンクリートの吊り上げシステムが、型から剥がされた瞬間から構造上の最終位置に設置される日まで、製品の寿命全体にわたって果たす役割とまったく同じです。

建設方法としてのプレキャスト コンクリートは 1 世紀以上にわたって使用されてきましたが、今日存在する現代のプレキャスト産業は、迅速で再現性のある建設に対する需要が現場で組み立てられる型枠を上回った戦後の再建活動から生まれました。初期のプラントは単純な梁と中空のコア板を鋳造しました。現代の工場では、現在、複雑な断熱サンドイッチ壁パネル、一体仕上げの建築ファサードユニット、ロングスパンのダブルティー屋根部材を単一の連続生産サイクルで鋳造しています。

プレハブ コンクリート建物は、倉庫や物流センター、駐車場、農業用建物、冷蔵施設、低層および中層の住宅街区、学校、工場など、幅広い建築タイプで使用されています。それらすべてに共通するのは、現場で注入されたコンクリートではなく、再現可能な工場で鋳造されたコンポーネントで構築された構造フレームまたはエンベロープです。

プレハブコンクリートと現場打ち：実際の比較

この 2 つの方法は競合するものではなく、異なるプロジェクト プロファイルに適したツールです。現場打ちは、基礎、再現可能な型に標準化するのが難しい複雑な形状、および大型の要素を現場に輸送することが現実的でないプロジェクトでは、依然として一般的です。プレハブ コンクリートは、再現可能な構造ベイ、タイトなスケジュール、または現場での成形の柔軟性よりも一貫した工場品質が優先されるプロジェクトで成功する傾向があります。

プレハブコンクリート工法と場所打ちコンクリート工法の総合比較。
因子 プレハブコンクリート 現場打ち
スケジュール 工場と現場での並行作業 順次、天候に依存
品質の一貫性 高度に管理された環境 変動しやすく、現場の状況に影響される
設計の柔軟性 再現可能なベイに最適 不規則な形状に最適
現場の労働力のニーズ 下部、主に建設作業員 より高い、型枠と仕上げ
輸送要件 必須、要素サイズを制限できる なし、現場でコンクリートを流し込む

プレハブコンクリート建設の主な利点

プレハブ コンクリート建設の魅力は、建物の種類や地域に関係なく、ほぼすべてのプロジェクトに現れるいくつかの実用的な利点に帰着します。

全体的なスケジュールの短縮

サイト作業とオフサイト キャスティングは順番ではなく並行して実行され、これがほとんどのプロジェクトで最大の 1 回の時間の節約になります。掘削、基礎の注入、設備の粗調整が現場で行われる一方で、プラントは固定された生産サイクルで柱、梁、パネル、スラブを同時に鋳造しています。基礎が構造接続を受け入れるのに必要な強度に達するまでに、すぐに組み立てられるコンポーネントがトラックいっぱいに積まれてすでに庭に待機している可能性があります。

一貫した再現可能な品質

制御されたバッチ処理、機械的振動、監視された硬化により、天候や現場条件によって現場打ち作業に生じる変動が軽減されます。冬に気候制御されたプラントで鋳造されたパネルは、夏に鋳造されたパネルと実質的に同じ強度と仕上げ品質に達しますが、屋外のオープンサイトに注入されたコンクリートにはほとんど当てはまりません。

現場での労働力と貿易の重複を削減

建設作業員は、現場で型枠を構築してコンクリートを配置するのではなく、完成したコンポーネントを組み立てるため、一度に必要な作業の数が削減され、限られた敷地面積内で重複する複数の作業員の管理に伴う調整のオーバーヘッドが削減されます。

材料廃棄物の削減

再利用可能なスチールまたはグラスファイバーの型枠と正確なバッチ処理により、数回使用すると廃棄されたり劣化したりする木材や合板で作られることが多い現場で作られる型枠と比較して、型枠の無駄やコンクリートの流し込みが削減されます。

予想以上に設計の自由度が高い

最新のプレキャスト型は、現場で成形するには労働集約的な建築仕上げ、露出した骨材、レンガ状のテクスチャー、複雑な形状を製造できると同時に、基礎となる生産プロセスを十分に標準化して高速性とコスト効率を維持できます。

これらの利点はいずれも自動的に実現されるものではありません。コンポーネントが損傷なく現場に到着し、安全かつ効率的に組み立てられるかどうかに依存します。プレキャスト コンクリートの吊り上げシステムの背後にあるエンジニアリングは、工場と完成した建物の間の結合組織となります。

プレハブ コンクリート建築コンポーネントの一般的なタイプ

ほとんどのプレキャスト建物は、反復可能なコンポーネント ファミリの小規模なセットから組み立てられており、それぞれに独自の持ち上げや取り扱いの要件があります。

構造柱と梁

柱と梁は、プレキャスト フレームの主骨格を形成します。これらは通常、作業上最も重い単一要素であり、単一の柱の重量が数トンになる可能性があり、建設中に水平の鋳造位置から垂直の立位位置に傾ける必要があるため、安全マージンが広い定格の吊り上げ金具が必要です。

固体壁パネル

プレキャスト固体壁パネルは、構造用か非構造用かに関係なく、現場で平らに鋳造され、直立して傾けられます。パネルは長さと高さに比べて薄いため、リフトポイントが計画された吊り上げ計画に従って配置されていない場合、特にチルトアップ段階で亀裂が発生しやすくなります。

断熱サンドイッチパネル

サンドイッチ パネルは、剛性断熱材の層で分離された 2 つのコンクリート ワイスで構成され、せん断コネクタで結合されています。これらのパネルは固体パネルよりも重く、持ち上げるのがより複雑です。これは、持ち上げ解析では 2 つのコンクリート層間の複合挙動も考慮し、ピック中にコネクタに過剰な応力がかかるのを避ける必要があるためです。

建築ファサードパネル

建築パネルには仕上げ面、露出した骨材、レンガ仕上げ、または型枠ライナーのテクスチャーが施されていることが多く、これらは取り扱い中のリギング接触や汚れから保護する必要があります。これらのパネルのリフティング ポイントは背面のみに配置されることが多く、仕上げ面に跡がつかないようにパッド付きのリギングが使用されます。

中空スラブ

中空コアのスラブは、床と屋根のスパンの強度を維持しながら重量を軽減するために、ユニットの長さにわたって連続した空隙を備えて押し出されます。ピッキング中の曲げ応力を設計制限内に保つように配置されたストランド リフティング ループまたは埋め込みリフティング アンカーを使用して、それらは平らに持ち上げられます。

ダブルティースラブ

ダブルティー部材は、特に駐車場構造物の長いスパンの床や屋根に使用されます。その独特のリブ形状は、リフティング ポイントをリブの真上に配置する必要があることを意味し、その部分にはピックの集中応力に抵抗するのに十分な深さがあります。

階段およびその他のプレキャスト

階段、踊り場、プランター、ユーティリティ ボールトは、ほとんどのプレキャスト建築パッケージを完成させます。これらの小さくて奇妙な形状の部品は、多くの場合、パネルやスラブに使用される標準的なアンカー レイアウトではなく、カスタムの吊り上げ構成を必要とします。

プレキャスト基礎要素

一部のプロジェクトでは、現場のスケジュールをさらに圧縮するために、プレキャストフーチング、勾配梁、または基礎壁も使用します。これらの要素は一般に、上のグレードのコンポーネントよりも単位体積あたりの重量が大きく、厚くてコンパクトな形状を考えると、特に堅牢な吊り上げ金具が必要です。

プレキャスト コンクリートの昇降システム: 仕組み

プレキャスト コンクリートの吊り上げシステムは、鋳型要素を損傷することなく型枠から最終的な安置場所まで移動させるためのハードウェアと計画の完全なチェーンです。これは単一の製品ではなく、いくつかのリンクされた部品で構成されるシステムであり、移動する特定のコンポーネントの重量、形状、および取り扱い順序にすべて一致させる必要があります。

埋め込み式リフティングアンカーとインサート

リフティングアンカーは、コンクリートが硬化する前にコンクリートに直接打設されます。一般的なアンカー スタイルには、平板アンカー、球形ヘッド アンカー、リング アンカー、およびねじ付きインサートが含まれます。各アンカータイプは定格に従って製造されています。 使用荷重制限 、正しいタイプは要素の形状、アンカーが真上に荷重されるか斜めに荷重されるか、ピック中にピースが平らから垂直に傾くかどうかによって異なります。

リフティングクラッチとカプラー

リフティング クラッチは、クレーンのチェーンまたはケーブルを埋め込みアンカーに接続する再利用可能な索具ハードウェアです。クラッチは特定のアンカーのプロファイルに適合するように設計されているため、球形ヘッド アンカーと平板アンカーにはそれぞれ異なるクラッチ設計が必要です。不一致のクラッチとアンカーの組み合わせを使用することは、プレキャスト要素の脱落の最も一般的かつ最も防止可能な原因の 1 つです。

スプレッダービームとリフティングフレーム

ビームや壁パネルなどの細長い要素の場合、スプレッダー ビームはクレーンの 1 つのフック荷重を複数のピック ポイントに分散させ、ケーブル角度を垂直に近づけて各アンカーにかかる側面荷重を軽減します。リフティング フレームは、標準的なリギング ジオメトリが機能しない不規則な形状に対しても同様の目的を果たします。

チルトアップハードウェア

水平にキャストされた壁パネルは、最終的な垂直位置に到達するまでに約 90 度回転する必要があります。パネルの上部に配置されたエレクションアンカーと基部のヒンジポイントを含むチルトアップハードウェアは、クレーンが最初に荷重を受ける瞬間だけでなく、スイング全体を通じて応力がパネルの設計容量内に留まるように、この回転を管理します。

リギングの形状とスリングの角度

リギングレッグと要素の水平面間の角度は、各アンカーが受ける荷重に直接影響します。水平からの角度が減少するにつれて、つまりリギングが浅くなるか広がると、持ち上げられる総重量は変わらないにもかかわらず、各脚の張力が急激に増加します。このため、吊り上げ計画では最小のスリング角度を指定し、通常は水平から 45 度以上に保たれ、より急で垂直なピックのみを対象としているアンカーに予期せぬ過負荷がかかることを回避します。

動的要因とインパクトファクター

要素の静的重量は、リフティング システムのサイズを決定するための開始点にすぎません。クレーンはピッキング中に加速および減速し、滑らかに見えるリフトでも静的重量を超える負荷が一時的に急増します。リフティング解析では通常、これを考慮して動的増幅係数を適用するとともに、剥離または固定中にピースが型枠、隣接する要素、または地面に接触した場合の衝撃に対する追加の許容値を適用します。

安全マージンを簡単に言うと、次のようになります。 プレキャスト吊り上げハードウェアは、通常、アンカーの極限破壊強度よりもはるかに低い値に設定された使用荷重制限で選択され、通常は 4:1 または 5:1 の範囲の比率で使用されます。このギャップは、静止している部品の静的重量だけでなく、実際の取り扱い中に日常的に発生する衝撃荷重、不均一なピック角度、わずかな位置ずれを吸収するために特別に存在します。

一般的なプレキャスト吊り上げハードウェアの比較

特定の要素に適切なハードウェアを選択するには、通常、アンカー スタイルをピースの形状とピックの方向に一致させる必要があります。これについては、以下にまとめます。

プレキャスト コンクリートの製造および組立に使用される吊り金具のタイプの一般的な比較。
ハードウェアの種類 一般的な使用方法 ピックの方向 再利用可能
平板アンカー 壁パネル、薄肉部分 垂直またはチルトアップ いいえ (埋め込み)
球面ヘッドアンカー 梁、柱 斜めまたは垂直 いいえ (埋め込み)
ねじ込みインサート スラブ、階段 垂直 いいえ (埋め込み)
ストランドリフティングループ 中空スラブ 水平 いいえ (埋め込み)
リフティングクラッチ リギングをアンカーに接続します アンカーと一致します はい
スプレッダービーム 長い梁、広いパネル 水平 はい
チルトアップヒンジ 壁パネルベースの回転 平らから垂直へ はい

プレハブコンクリートコンポーネントの製造方法

プレキャスト生産は、コンクリートの品質と各ピースの内部に埋め込まれた吊り金具の両方を保護するように設計された反復可能なシーケンスに従います。

  1. スチールまたはグラスファイバーの型を洗浄し、離型剤を塗布して、必要な寸法に組み立てます。
  2. 鉄筋、メッシュ、および埋め込まれた吊り上げアンカーが、製造図に従って所定の位置に配置され、結ばれます。
  3. コンクリートはバッチ処理され、スランプと空気含有量がテストされ、機械的振動を加えて型枠に配置され、空隙が除去されます。
  4. この要素は、剥離に十分な強度に達するまで、制御された温度下で硬化し、場合によっては蒸気や加熱床で促進されます。
  5. 型が剥がされ、埋め込まれたアンカーを使用して鋳造ベッドから部品が持ち上げられます。これは、吊り上げシステムの性能を試す最初の実際のテストです。
  6. 要素は保管ヤードに移動し、出荷のために積み込まれる前に設計強度が完全になるまでさらに硬化します。

ステップ 5 である型からの最初の持ち上げは、多くの場合、コンクリートが 28 日間の設計強度にまだ達していない間に発生することに注意してください。これが、リフティングアンカーの設置が、最終的な硬化強度だけでなく、剥離時のコンクリートの初期強度に基づいて計算される理由であり、この手順を急ぐことがプレキャストヤードでひび割れの一般的な原因となる理由です。

金型の種類と再利用サイクル

スチール金型は、数千回の再利用サイクルにわたって厳しい公差を保持できるため、中空コアのスラブや標準ビームなどの大量の再現可能な形状に最も一般的に選択されます。ガラス繊維や木材で裏打ちされた金型は、建築用または 1 回限りの形状でより一般的であり、初期の工具コストが低いことが、使用可能な寿命の短さを上回ると考えられます。金型の再利用回数は、金型への投資がその金型で鋳造されるすべての部品に分散されるため、プレキャスト生産における単位当たりのコストを左右する最大の要因の 1 つです。

プレキャスト用コンクリート配合設計

プレキャスト混合物は、生産スケジュールが金型をできるだけ早く剥がして再利用することに依存しているため、一般的な現場打ち混合物よりも初期の強度が高くなるように設計されることがよくあります。これは多くの場合、水とセメントの比率を低くし、促進混和剤を使用し、場合によっては初期強度と長期耐久性の両方を向上させる補助的なセメント質材料を使用することを意味します。

硬化方法

標準要素では制御された室内環境下での周囲養生が一般的ですが、特に寒冷な気候や生産スケジュールで即日剥離が必要な場合には、強度の向上をさらに促進するために蒸気養生または輻射加熱ベッドが使用されます。硬化が不十分であったり、過度に急激な熱増加がコンクリートの長期的な強度と耐久性に影響を与える可能性があるため、硬化温度と硬化時間は厳密に追跡されます。

保管ヤードの取り扱い

剥離された要素は通常、要素の長さに沿って計算された位置に配置されたダンネージ、木材または鋼製の支持体上に保管され、要素が最大強度まで硬化し続ける間に新たな曲げ応力が発生するのを防ぎます。パネルは多くの場合、ほぼ垂直に保持される A フレーム ラックに保管されるため、ヤードの設置面積が削減され、出荷前の追加の取り扱いが最小限に抑えられます。

プレキャスト要素の構造設計に関する考慮事項

プレキャスト要素を設計するエンジニアは、建物が完成すると決して発生しないが、取り扱い中には避けられない荷重条件を考慮する必要があります。最終位置にある壁パネルは、重力と横方向の荷重のみを受けますが、チルトアップリフト中は、全長に沿ってではなく、ほんの数点で支持されるため、曲げ応力も受けます。

このため、すべてのリフティングアンカーの位置は通常、専用のアンカーによって決定されます。 リフティング解析 、最終的な稼働中の構造設計とは別のものです。この分析では、吊り上げられる特定の年齢でのコンクリートの強度、要素の重量分布、索具の角度、クレーンの加速やピック時の軽度の衝撃荷重による動的影響が考慮されます。

設計上避けるべき一般的なハンドリングストレス

  • 長くて薄い要素を平坦に持ち上げる際の、支持されていないスパンからの曲げ応力。
  • 部品が中心からわずかにずれている場合、またはリギング脚の長さが不均一である場合のねじれ応力。
  • クレーンのオペレーターが持ち上げる速度が速すぎる場合、または剥離中にピースが型枠に接触した場合の衝撃荷重。
  • チルトアップシーケンス中の回転応力。パネルが平面から垂直に回転するにつれて内部力の分布が連続的に変化します。

対称的なアンカーの配置

可能な限り、リフティング アンカーは要素の重心に対して対称的に配置されているため、ピック中にピースは片側に傾かずに水平に吊り下げられます。大きな窓開口部や不規則な輪郭を持つパネルなどの非対称要素では、コンクリート質量の不均一な分布にもかかわらずピースのバランスを保つために、単純な対称グリッドからアンカーの位置をずらす揚力解析が必要です。

開口部とその開口部がリフトポイントに及ぼす影響

ドアや窓の開口部によってコンクリートの塊が除去され、パネルを通る連続的な荷重経路が遮断されます。大きな開口部の近くにあるリフト ポイントは、開口部によって生じる縮小部分に曲げ応力が集中するのを避けるために配置する必要があります。そのため、大きな開口部を持つパネルでは、同じ全体サイズの固体パネルに使用される標準数を超える追加のアンカーが必要になることがよくあります。

リフティング設計と最終構造設計の調整

リフティングアンカーの位置は、完成した構造とは独立して選択されるわけではありません。アンカーの位置は、鉄筋の配置、埋め込まれた導管、接続金具、建築上の露出や仕上げとの衝突を避ける必要があります。つまり、吊り上げエンジニアと構造詳細担当者は、通常、後付けで吊り上げポイントを追加するのではなく、製造図面プロセスの早い段階でアンカーのレイアウトを調整します。

プレキャスト要素間の接続方法

プレキャスト要素を所定の位置に設置したら、周囲の構造に永久的に接続する必要があります。選択した接続方法は、組み立て順序と、接続が硬化または完成する間に必要な一時的な固定の量の両方に影響します。

グラウトスリーブ接続

グラウト注入スリーブ接続では、隣接する部分から突き出た鉄筋を受ける 1 つの要素に鋳造された鋼製スリーブを使用し、部分が位置合わせされると高強度グラウトが環状空間を充填します。この方法は、完全な構造的連続性が必要な柱と基礎および柱と柱の接続に一般的です。

プレートのボルト接続

ボルト接続では、各要素に埋め込まれたスチール プレートを使用し、現場でボルトまたは溶接スチール アングルを使用して接続します。これらの接続はすぐに最大強度に達するため、グラウトの硬化時間に依存する接続よりも早く一時的なブレースを取り外すことができます。

溶接プレート接続

ボルト締めプレートと同様に、溶接接続は埋め込まれた鋼板を現場溶接で直接接合します。この方法は迅速ですぐに強度が得られますが、構造を密閉した後の溶接品質と接続部の防火には細心の注意を払う必要があります。

ダボとキー溝の接続

ダボ接続では、キー溝またはポケットにセットされた突き出たスチールバーを使用し、後でグラウトまたはコンクリートで充填されます。この方法は床スラブと支持梁の間で一般的であり、完成した床によって形成されるダイヤフラム全体に水平せん断力を伝達するのにも役立ちます。

リフト前の品質検査

リフトの故障はプレキャスト要素全体に損傷を与えたり、作業員を危険にさらしたりする可能性があるため、ほとんどのプレキャストヤードや組立作業員は、その日の最初のピッキング前だけでなく、すべてのピッキングの前に、短時間ではありますが一貫した一連のチェックを実行します。

持ち上げる前

作業員は、コンクリートがその特定のリフトに必要な最小強度に達していることを確認し、埋め込まれたアンカーに損傷や位置ずれがないか検査し、特定の要素に設置されているアンカーのタイプに適切なマッチングクラッチが使用されていることを確認します。

持ち上げ中

完全なピックが進む前に、最初は要素をゆっくりと持ち上げてバランスとリギング角度を確認します。クレーンのオペレーターは、ハードウェアの問題を示す可能性のある異常な動き、ねじれ、または音を監視します。

設定後

ピースが最終位置にセットされると、作業員はリギングを解除する前に鉛直、アライメント、ベアリングをチェックし、ピッキング中に発生した可能性のある亀裂がないかピースを検査します。

継続的なハードウェア検査

再利用可能なリギングハードウェア、クラッチ、スプレッダービーム、チェーンは、個別のリフトチェックとは別に定期的なスケジュールで検査されます。これは、耐荷重ハードウェアの磨耗は数百回のリフトにわたって徐々に蓄積され、特定のピッキング前の 1 回の目視チェックでは明らかではない場合があるためです。

一般的なプレキャスト欠陥と正しい吊り上げによる欠陥の防止方法

取り扱い後にプレキャスト要素に見つかる欠陥の多くは、元のコンクリートの配置ではなく、リフト自体の問題に遡ります。

亀裂の処理

剥離後にリフトポイント付近またはパネルの中央に現れる微細な亀裂は、通常、コンクリートが適切な初期強度に達する前に吊り上げられたこと、または完成品の実際の重量分布と一致しないアンカー位置によって引き起こされます。

角の欠けとエッジの損傷

角の損傷は、吊り上げ金具自体からではなく、ピックとセットダウンのシーケンス中の型枠、隣接する要素、または保管ダンネージとの接触によって発生することがよくあります。そのため、アンカーの選択と同じくらいパッド付きのリギングと慎重なセットダウン手順が重要です。

虫の穴と表面の空洞

一般にバグホールと呼ばれる小さな表面のボイドは、通常、持ち上げプロセスではなく配置中の不適切な振動に遡りますが、多くの場合、金型から最初に持ち上げた後の検査中に最初に気づきます。

アンカー引き抜き

埋め込まれたアンカーが荷重を受けて周囲のコンクリートから分離する引き抜き破壊は、ほとんどの場合、吊り上げ時の不十分なコンクリート強度、不適切なアンカーの埋め込み深さ、または結果として生じるコンクリートのブレークアウトに抵抗するために必要な補強材を持たずにアンカーがフリーエッジに近すぎる位置に設置されたことに関連しています。

現場での勃起シーケンス

現場でのプレハブ コンクリート建物の組み立ては、建物のサイズに関係なく、一般に同じ大まかな手順に従いますが、ペースや作業員の人数はプロジェクトの複雑さに応じて変化します。

  1. 基礎、フーチング、および柱ベースの接続は、プレキャスト納品が到着する前に完了し、検査されます。
  2. まず柱を持ち上げ、ベース接続部に設置し、配管し、一時的に固定します。
  3. 梁が持ち上げられ、柱の間で接続され、一次フレームが形成されます。
  4. 壁パネルは、各パネルの設計された吊り上げおよび補強計画に従って、上に傾けてフレームに接続されます。
  5. 完成したフレームに床と屋根のスラブを設置し、接合部にグラウトを注入します。
  6. 恒久的な接続が適切な強度に達すると、一時的なブレースは取り外され、構造は後続の取引に引き渡されます。

仮固定

柱や壁パネルは、リギングを外した瞬間に単独で安定することはほとんどありません。基礎に固定された調整可能な鋼製ブレースは、周囲の構造が十分に接続されて永続的な横方向の支持が提供されるまで、各要素を垂直に安定して保持します。ブレースのレイアウトは、吊り上げ順序を決定する同じ組立エンジニアリングの一部として、事前に計画されます。

クレーンの位置変更を最小限に抑えるためのシーケンス

大型のクローラー クレーンやタワー クレーンの位置変更には、個々のピックそのものよりもはるかに多くの時間がかかるため、組立計画では通常、厳密に構造ロジックではなくクレーンの位置ごとにピックをグループ化し、再配置する前に 1 つのクレーンの位置から到達可能なすべての要素を設定します。

プレキャスト要素の輸送と物流

プレキャスト要素を工場から現場に安全に運ぶこと自体が物流上の課題であり、ヤードで使用されているのと同じ吊り上げアンカーが、配送トレーラーからの要素の積み下ろしに再び使用されることがよくあります。

トレーラーセレクション

フラットベッド トレーラーは標準的なビームと短いパネルを扱いますが、特殊な A フレーム トレーラーは壁パネルを垂直に近い位置で運び、輸送中の曲げ応力を軽減します。拡張可能または操縦可能なトレーラーは、長スパンの梁やダブル T 型部材などの異常に長い要素に使用されます。

特大荷物のルート計画

標準の幅、高さ、または重量制限を超える要素については、橋のクリアランス、交差点での回転半径、配送経路に沿った積載制限を確認するためにルート調査が必要であり、多くの場合、移動には護衛車両が必要です。

積み込み順序と配送順序

プレキャスト要素は通常、組み立てられるのとは逆の順序でトレーラーに積み込まれます。そのため、最初に必要な部分がトレーラーから最初に取り外され、現場でのシャッフルの量が最小限に抑えられ、適切な部分がアクセス可能になるまでクレーンがアイドル状態にある時間が短縮されます。

輸送中の要素の固定

タイダウンストラップとブロッキングは、要素に新たな曲げ応力を導入することなく移動を防止するように配置されており、当初の吊り上げ解析で使用された支持点と荷重経路についての同じ理解に基づいて機能します。これは、計画外の支持点に対して移動した場合、輸送振動や突然のブレーキによって、部品が抵抗するように設計されていない負荷がかかる可能性があるためです。

建設中の天候と現場の状況

大型のフラットパネルは、トレーラーから降ろされたり、直立に傾けられたりすると帆のように動作するため、プレキャストの建方に影響を与える最も重要な気象要因は風です。組立計画では通常、最大風速を超えると吊り上げ作業が停止するように設定されており、作業員は一日の始めに一度だけ確認するのではなく、継続的に状況を監視します。

寒冷気候は、コンクリートの強度が増す速度を遅くすることで、間接的に吊り上げのタイミングに影響を与えます。打設後の特定の年齢に合わせてスケジュールされたリフトは、コンクリートが実際に必要な強度に達するまで低温条件で延期する必要がある場合があります。これは、標準的なスケジュールから推測されるのではなく、現場で養生された試験片によって確認されます。

プレハブコンクリートプロジェクトのコスト要因

プレハブ コンクリートの建設コストは、場所打ち工事とは異なるさまざまな要因の組み合わせによって決まります。重いプレキャスト要素を長距離輸送するには費用がかかり、特大荷物の場合はルート許可が必要になる場合があるため、工場から現場までの輸送距離がより重要になります。金型の複雑さと再利用回数も重要で、単純な再現可能なパネル金型ではコストが多数の同一の流し込みに分散されますが、高度にカスタム化された建築物では金型あたりのコストがはるかに高くなります。

また、プレキャスト プロジェクトでは、場所打ち作業よりもクレーン時間と吊り上げ装置のレンタルが総コストに占める割合が高くなります。これは、ほぼすべての構造要素にクレーン ピックが必要となるためです。プレキャスト コンクリートに適した吊り上げシステムを最初に選択することが重要視されます。不適切に計画されたリフトを再装備すると、クレーンの高価な時間が無駄になり、その日の組み立てスケジュール全体が遅れる可能性があるためです。

金型の償却

何百もの同一の流し込みで使用される鋼製金型は、金型コストが各ユニットの総価格のほんの一部にまで償却されますが、一度限りの建築作品用に構築された金型は、1 回の鋳造実行でコスト全体を回収する必要がある場合があります。そのため、再現性の高い建物レイアウトでは、ユニットあたりのプレキャスト価格が最も低くなる傾向があります。

人件費の推移

プレハブ建設では、労働時間が現場から工場内にシフトされるため、一般に、現場の労働賃金割増、天候による遅れによる時間外労働、混雑した敷地面積で同時に複数の取引を調整する際の安全上のオーバーヘッドが軽減されます。

材料効率と持続可能性

プレハブコンクリート建設は、型枠がプロジェクトごとに建設されて廃棄されるのではなく、工場内で何百回も再利用されるため、現場打ち工法よりも現場での廃棄物が少なくなる傾向があります。プラント設定での正確なバッチ処理により、コンクリートの過剰な流し込みも軽減され、鉄筋の端材は作業現場に散在するよりも、固定された生産施設で簡単に収集およびリサイクルできます。

再利用可能な吊り上げ金具、スプレッダービーム、クラッチ、リギングチェーンもこの効率化に貢献しています。これは、コンクリートに永久的に残る埋め込みアンカーとは異なり、使い捨てではなく、同じツールセットが機器の耐用年数全体にわたって数千回の吊り上げに対応するためです。

断熱サンドイッチパネルは、断熱層が現場で設置される別の層として追加されるのではなく、壁アセンブリ自体に組み込まれるため、一部の現場で構築される壁アセンブリと比較して熱ブリッジを低減するため、完成した建物の運用エネルギー性能にも貢献します。

プレキャストとリフティングの用語集

  • 使用荷重制限: 通常の使用においてリフティングハードウェアが耐えられると評価される最大荷重。
  • スリング角度: リギングレッグと持ち上げられる要素の水平面との間の角度。
  • 動的増幅率: クレーンピック時の加速と軽微な衝撃を考慮して静荷重に適用される追加の許容値。
  • チルトアップ: 水平に鋳造されたパネルを現場で最終的な垂直位置に回転させるプロセス。
  • ダンネージ: 不要な曲げ応力を避けるために、保管されているプレキャスト要素の下の計算された位置に木材または鋼製サポートを配置します。
  • グラウトスリーブ: 1 つの要素に鋳造されたスチール スリーブが、高強度グラウトが充填された隣接するピースからのバーを受け入れる接続方法。
  • スプレッダービーム: 単一のクレーン フックの荷重を要素上の複数のピック ポイントに分散するために使用される剛性ビーム。
  • バグホール: 硬化コンクリート内の小さな表面の空洞。通常、打設中に閉じ込められた空気によって引き起こされます。

よくある質問

プレキャストコンクリートの吊り上げシステムは何で構成されていますか?

通常、これには、コンクリートに打設された埋め込みアンカー、クレーンの索具に接続する対応する吊り上げクラッチ、および多くの場合、複数のピック ポイントに荷重を分散するスプレッダー ビームまたは吊り上げフレームが含まれます。

プレキャストパネルを持ち上げるのにクレーンフックを使用できないのはなぜですか?

一般的なフックでは、埋め込まれたアンカーに安全に、または均等に係合することができません。マッチしたクラッチは、特定のアンカーの形状にロックするように設計されており、荷重を正しく分散し、ピック時の滑りを防ぎます。

鋳造後どれくらいでプレキャスト要素を持ち上げることができますか?

これはコンクリートの配合と養生方法によって異なりますが、通常、要素は引き上げ解析で定義された特定の初期強度に達すると、型から引き上げられます。この強度は、28 日間の設計強度を大幅に下回ります。

プレキャスト吊り上げ時の亀裂の原因は何ですか?

最も一般的な原因は、コンクリートが十分な強度に達する前に吊り上げたり、要素の形状に対して不適切に配置されたアンカーを使用したり、不均一なリギング角度を適用して応力を均等に分散せずに 1 点に集中させたりすることです。

プレキャストリフティングアンカーは再利用可能ですか?

いいえ、埋め込まれたアンカーはコンクリートに永久に打ち込まれたままになります。システムの再利用可能な部分は、外部ハードウェア、クラッチ、スプレッダー ビーム、リギング チェーンであり、これらはさまざまなリフトで繰り返し使用されます。

リフティングアンカーとリフティングインサートの違いは何ですか?

これらの用語はしばしば同じ意味で使用されますが、一般にアンカーは成形された頭部を備えた形鋼要素を指し、インサートは別のボルトタイプのリフティングアイが現場でねじ込まれるねじ付きソケットを指すことが多くなります。

すべてのプレキャスト要素にはスプレッダー ビームが必要ですか?

いいえ、スプレッダー ビームは主に、一点ピックでは過剰なケーブル角度や不均一な荷重分散が生じる、長い要素や幅広の要素に使用されます。短いまたはよりコンパクトな部品は、多くの場合、単純な多脚チェーンを使用して持ち上げられます。

アンカーを吊り上げる位置はどのように決められますか？

アンカーの位置は、要素の重量、形状、吊り上げ時のコンクリート強度、および型枠の剥離から最終的な組み立てまでの特定の取り扱いシーケンスを考慮した吊り上げ解析から得られます。

リフト中にスリング角度がそれほど重要なのはなぜですか?

スリング角度が浅くなると、総重量が変わらない場合でも、各索具の脚にかかる張力が急激に増加し、より急なピック角度のみで評価されていたアンカーに過負荷がかかる可能性があります。

風の強い状況でもプレキャスト要素を持ち上げることはできますか?

大型のフラットパネルは特に風の影響を受けやすいため、建設計画では一般に最大風速のしきい値を設定し、それを超えると状況が改善するまで吊り上げ作業が一時停止されます。

吊り上げアンカーがパネルの端に近すぎるとどうなりますか?

周囲に十分な補強材がない状態でアンカーをフリー エッジに近づきすぎると、負荷がかかると周囲のコンクリートが破壊される可能性があります。そのため、エッジの最小距離がすべての吊り上げ解析の標準部分となります。

寒さはプレキャスト要素をいつ持ち上げられるかに影響しますか?

はい、気温が低いとコンクリートの強度上昇が遅くなるため、現場で養生した試験片でコンクリートが実際にそのピックに必要な強度に達していることが確認されるまで、吊り上げを遅らせる必要があるかもしれません。

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