この記事の要点
プレストレストコンクリートの設計で「PC鋼材の種類は何を使えばいいのか」と迷う場面があります。
PC鋼線・PC鋼棒はそれぞれ引張強度と施工性が異なるため、用途に応じた選定が必要です。
この記事では、PC鋼材の種類・規格と、プレストレスの導入方法を解説します。
試験対策では「PC鋼材は普通鋼より引張強度が高い」「緊張してコンクリートに圧縮力を与える」という基本を押さえましょう。
プレテンション方式とポストテンション方式の違いも問われます。
この記事では、PC鋼材とは何か、PC鋼棒とどう違うのか、PC鋼線との関係はどうなっているのかを整理します。
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PC鋼材とは、プレストレストコンクリート(PC構造)に用いられる高強度の鋼材です。
PC鋼材をあらかじめ引張(緊張)することで、コンクリートに圧縮力(プレストレス)を与えます。
コンクリートは引張に弱いですが、あらかじめ圧縮力を与えておくことで、荷重がかかっても引張応力が生じにくくなります。
今回は、PC鋼材の種類、プレストレスを導入する仕組み、普通の鉄筋との違いについて説明します。
コンクリート材料全般については、下記が参考になります。
繊維補強コンクリートとは?1分でわかる意味、SFRC、鋼繊維、靭性向上の仕組み
PC鋼材は形状・製法によって以下の3種類に分けられます。
| 種類 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|
| PC鋼線(単線) | 冷間引き抜きした細い鋼線 | プレテンション方式の小・中断面部材 |
| PC鋼より線 | 複数のPC鋼線を撚り合わせたもの | ポストテンション方式の梁・スラブ |
| PC鋼棒 | 合金鋼の棒状材。ネジ切り可能 | ポストテンション方式の梁・柱 |
いずれも普通の鉄筋(SD295・SD345など)より引張強度が著しく高い点が特徴です。試験対策では「PC鋼材は高強度」という点を押さえましょう。
プレストレスをコンクリートに導入する方法は主に2種類あります。
プレテンションは工場製品(PC板・PC柱など)に多く使われます。ポストテンションは現場施工の大梁・スラブで多く使われます。この2種類の違いはよく試験で問われます。
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PC鋼材と普通鉄筋(異形鉄筋)の主な違いをまとめます。
| 比較項目 | PC鋼材 | 普通鉄筋(SD) |
|---|---|---|
| 引張強度 | 非常に高い(1,000〜1,800 N/mm2程度、種類による) | 295〜785 N/mm2程度(種類による) |
| 使い方 | 緊張してプレストレスを導入する | コンクリートと一体化して引張力を負担する |
| 形状 | 線・より線・棒 | 異形棒鋼(ふしあり)が主流 |
試験対策では「PC鋼材はSD材より引張強度が高い」という点を押さえましょう。強度の具体的な数値は種類・規格によって変わるため、大小関係の方向性を理解することが重要です。
混同しやすい用語
プレテンション と ポストテンション
プレテンションは、コンクリート打設前にPC鋼材を緊張(プレ=前)する方式です。
硬化後に緊張を解放し付着でプレストレスを伝えます。
工場製PCa製品に多い。
ポストテンションは、コンクリート硬化後にPC鋼材を緊張(ポスト=後)する方式です。
シース管を通じてPC鋼材を定着具で固定します。
現場打ちの大スパン梁・スラブに多い。
「プレ=先に緊張、ポスト=後から緊張」として整理しましょう。
PC鋼材 と 鉄筋(SD材)
PC鋼材は、緊張してコンクリートにプレストレス(圧縮力)を導入するための高強度鋼材です。
鉄筋(SD材)は、コンクリートに配置して引張力を分担させる補強材です。
両者は用途と引張強度が異なります。
PC鋼材は鉄筋の代わりに使うものではありません。
今回はPC鋼材について説明しました。PC鋼材はプレストレストコンクリートに使う高強度の鋼材で、PC鋼線・PC鋼より線・PC鋼棒の3種類があります。
緊張してコンクリートに圧縮力(プレストレス)を与えること、プレテンション(打設前に緊張)とポストテンション(打設後に緊張)の違いを合わせて確認しておきましょう。
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PC鋼材とは何ですか?
プレストレストコンクリート(PC構造)に用いられる高強度の鋼材です。あらかじめ引張(緊張)してコンクリートに圧縮力(プレストレス)を与え、普通鉄筋より引張強度が著しく高いのが特徴です。
PC鋼材の3種類は?
PC鋼線(冷間引き抜きした細い鋼線)、PC鋼より線(複数のPC鋼線を撚り合わせたもの)、PC鋼棒(合金鋼の棒状材でネジ切り可能)です。
プレテンションとポストテンションの違いは?
プレテンションは打設前にPC鋼材を緊張し硬化後に解放する方式(工場製PCa製品)、ポストテンションは硬化後にシース管を通してPC鋼材を緊張・定着する方式(現場打ちの大スパン梁・スラブ)です。