JP2000170323A - Truss and brace structure material - Google Patents

Truss and brace structure material

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JP2000170323A
JP2000170323A JP10346876A JP34687698A JP2000170323A JP 2000170323 A JP2000170323 A JP 2000170323A JP 10346876 A JP10346876 A JP 10346876A JP 34687698 A JP34687698 A JP 34687698A JP 2000170323 A JP2000170323 A JP 2000170323A
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Japan
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fiber
truss
steel pipe
toughness
strength
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Application number
JP10346876A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Fukumoto
敏之 福元
Takashi Okayasu
隆史 岡安
Tetsushi Kanda
徹志 閑田
Yukio Hayashi
幸雄 林
Kenichi Kono
賢一 河野
Nobuaki Yoshioka
伸明 吉岡
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Kajima Corp
Original Assignee
Kajima Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the buckling strength and toughness of a truss beam by filling the inside of a steel pipe comprising an upper chord or a lower chord constituting the truss beam with the composite material (FRC material) of the fiber reinforcing cement of high toughness. SOLUTION: The inside of a hollow steel pipe is filled with the composite material (FRC material) of the fiber reinforcing cement of high toughness 6. In this case, it may be filled into the whole cross section of the hollow inside and the entire length of the steel pipe 7, but a hollow part may be left on the center part of an axial direction to be filled in the form of a ring, and thereby a truss beam can be lightweight. In addition, it is easily deformed for the horizontal force of an upper chord 2 and a lower chord 3, for instance, the inside of the hollow pipe 7 can be filled with the FRC material 6 of the high toughness only in the neighborhood of a joining part with a column 9. Thereby the buckling strength and the toughness of the truss beam 1 are improved by bending strength and the high toughness possessed by the FRC material 6 and tensile strength is improved as chord material by high tension performance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、トラス梁に使用さ
れる上弦材、下弦材や、ラーメン構造のブレースなどの
構造材に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an upper chord material, a lower chord material, and a structural material such as a brace having a rigid frame structure used for a truss beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、トラス梁1は一例として図12に
も示すように周知のごとく、互いに平行な上弦材2と下
弦材3との間に斜材4の両端部を接合したもので、これ
ら上弦材2と下弦材3および斜材4を断面円形の鋼管で
構成するものがある。
2. Description of the Related Art For example, a truss beam 1 is formed by joining both ends of a diagonal member 4 between an upper chord member 2 and a lower chord member 3 which are parallel to each other as shown in FIG. The upper chord 2, the lower chord 3 and the diagonal 4 may be made of a steel pipe having a circular cross section.

【0003】このように上弦材2、下弦材3および斜材
4を鋼管で構成する場合、これを中空のまま使用して中
空鋼管トラスとするものや、中空内部にコンクリート5
やモルタルを密実に充填してこれを硬化させ、鋼管コン
クリート構造のコンクリート充填鋼管トラス(CFTト
ラス)とするものがある。この場合、図12に示すように
鋼管の全長にわたってコンクリート5を充填するもの
や、図13に示すようにトラスの塑性変形が発生しやすい
箇所である端部にのみ部分的にコンクリート5を充填す
るものがある。
When the upper chord 2, the lower chord 3 and the diagonal 4 are made of steel pipes as described above, they may be used as hollow steel pipe trusses, or concrete 5 may be used inside the hollow.
And mortar are densely filled and hardened to form a concrete filled steel pipe truss (CFT truss) having a steel pipe concrete structure. In this case, concrete 5 is filled over the entire length of the steel pipe as shown in FIG. 12, or concrete 5 is partially filled only at the end where plastic deformation of the truss is likely to occur as shown in FIG. There is something.

【0004】このCFTトラスは、中空鋼管トラスに比
較して、内部に充填されているコンクリートも圧縮力を
負担するために、座屈強度が著しく向上するとされてお
り、図14に示すように2格間トラスのような補剛材間隔
が適切なものであれば、中空鋼管トラスのように横座屈
後に耐力が低下するような性状は見られない。しかしな
がら、4格間トラスのような補剛材間隔が広い場合は、
図15に示すように中空鋼管トラスと同様に横座屈後に耐
力低下を示す性状となる。
[0004] This CFT truss is said to have a significantly improved buckling strength, as compared to a hollow steel pipe truss, because the concrete filled therein also bears a compressive force, as shown in FIG. If the stiffener spacing is appropriate, such as a coffer truss, there is no such property that the strength decreases after lateral buckling unlike the hollow steel pipe truss. However, if the stiffener spacing is wide such as a four-span truss,
As shown in FIG. 15, as in the case of the hollow steel pipe truss, the truss has a property showing a decrease in proof stress after lateral buckling.

【0005】ブレースもトラスと同様で、中空鋼管ブレ
ースやコンクリート充填鋼管ブレース(CFTブレー
ス)が使用されることがあるが、CFTブレースは圧縮
挙動において図25に示すように内部に充填したコンクリ
ートが圧縮力を負担するため、圧縮耐力が大きくなる。
[0005] The braces are similar to the trusses, and hollow steel pipe braces or concrete-filled steel pipe braces (CFT braces) are sometimes used. In the CFT braces, as shown in FIG. In order to bear the force, the compressive strength becomes large.

【0006】引張挙動においても図26に示すようにコン
クリートの存在によって鋼管が2軸応力状態となるため
に引張耐力も大きくなる。
In the tensile behavior, as shown in FIG. 26, the steel pipe is in a biaxial stress state due to the presence of concrete, so that the tensile strength increases.

【0007】また、特にブレース付きラーメン架構にお
いても中空鋼管ブレースとCFTブレースとを比較する
と、図27〜図30の水平荷重による変形関係を示すグラフ
によるように中空鋼管ブレースに比較してCFTブレー
スの方が耐力が大きいことがわかる。ちなみに、図27、
図28は梁中央にヒンジが形成される場合で、図27がCF
Tブレース、図28が中空鋼管ブレースであり、図29、図
30が梁中央が弾性に留まる場合で、図29がCFTブレー
ス、図30が中空鋼管ブレースであり、これによれは、ブ
レースに座屈が発生する水平荷重の値がCFTブレース
の方が中空鋼管ブレースよりも大きい。
[0007] In addition, when comparing the hollow steel tube brace and the CFT brace also in a rigid frame with a brace, the CFT brace is compared with the hollow steel tube brace as shown in the graphs of FIGS. It can be seen that the proof stress is greater. By the way, Figure 27,
FIG. 28 shows a case where a hinge is formed at the center of the beam, and FIG.
T brace, FIG. 28 is a hollow steel tube brace, FIG. 29, FIG.
30 is the case where the center of the beam remains elastic, FIG. 29 is the CFT brace, and FIG. 30 is the hollow steel tube brace. According to this, the horizontal load value at which the buckling occurs in the brace is smaller for the CFT brace than for the hollow steel tube. Greater than braces.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このようにCFTトラ
スは、横座屈耐力、上弦材や下弦材の座屈耐力が中空鋼
管トラスに比較して大きくなってはいるものの、座屈後
に耐力低下がみられる場合もあり、靱性の向上が必要で
ある。
As described above, in the CFT truss, the lateral buckling strength and the buckling strength of the upper chord and the lower chord are larger than those of the hollow steel pipe truss. In some cases, it is necessary to improve toughness.

【0009】CFTブレースも同様で、中空鋼管ブレー
スに比較して耐力は大きくなってはいるものの、中空鋼
管ブレース同様に圧縮側で座屈を生じると、その後に耐
力低下が顕著にあらわれ、靱性に乏しい場合もあり、靱
性を得ようとすると不経済な構造設計となった。
[0009] The same applies to the CFT brace. Although the proof strength is higher than that of the hollow steel pipe brace, if buckling occurs on the compression side as in the case of the hollow steel pipe brace, the proof strength is significantly reduced thereafter, and the toughness is reduced. In some cases, the structural design was uneconomical in trying to obtain toughness.

【0010】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、座屈耐力および靱性を向上し、特にCFTトラスに
おいては、従来の横補剛材等の補剛材を節減し、コスト
減も図ることができ、CFTブレースにおいても不経済
な構造設計を行わずに靱性を得ることのできるブレース
構造材を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages of the prior art and improve the buckling strength and toughness. In particular, in the case of a CFT truss, the conventional stiffener such as a lateral stiffener can be saved, and the cost can be reduced. It is an object of the present invention to provide a brace structural material that can be obtained and can obtain toughness without performing uneconomical structural design even in a CFT brace.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、第1に、トラス梁として使用されるトラス構
造材であって、上弦材または/および下弦材となる鋼管
内に高靱性の繊維補強セメント複合材料(FRC材料)
を充填したことを要旨とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention firstly provides a truss structural material used as a truss beam, which has high toughness in a steel pipe serving as an upper chord and / or a lower chord. Fiber reinforced cement composite material (FRC material)
The main point is that is filled.

【0012】第2に、高靱性の繊維補強セメント複合材
料(FRC材料)は、鋼管の一部分にのみ充填するこ
と、第3に、高靱性の繊維補強セメント複合材料(FR
C材料)は、鋼管の全長または一部分にわたって中空部
が形成されるように充填することを要旨とするものであ
る。
Second, the high toughness fiber reinforced cement composite material (FRC material) is filled only in a part of the steel pipe. Third, the high toughness fiber reinforced cement composite material (FRC material) is used.
The C material) is intended to be filled so that a hollow portion is formed over the entire length or a part of the steel pipe.

【0013】第4に、ラーメン構造のブレースとして使
用されるトラス構造材であって、鋼管内に高靱性の繊維
補強セメント複合材料(FRC材料)を充填したことを
要旨とするものである。
Fourth, a truss structural material used as a brace having a rigid frame structure, wherein a steel pipe is filled with a high toughness fiber reinforced cement composite material (FRC material).

【0014】第5に、トラスの上弦材、下弦材およびブ
レースの端部に接合するプレートに、スタッド、カイザ
ー筋、異形鉄筋などの、高靱性の繊維補強セメント複合
材料(FRC材料)の引張耐力を前記プレートに伝達す
る部材を取り付け、この伝達部材を高靱性の繊維補強セ
メント複合材料(FRC材料)内に埋設することを要旨
とするものである。
Fifthly, the tensile strength of a high-toughness fiber-reinforced cement composite material (FRC material) such as studs, Kaiser bars, deformed bars, etc., is attached to the upper and lower chord members of the truss and the plate joined to the ends of the braces. Is attached to the plate, and the transmission member is embedded in a high-toughness fiber-reinforced cement composite material (FRC material).

【0015】第6に、トラスの上弦材、下弦材およびブ
レースの端部に接合する管通しタイプのガセットプレー
トに、高靱性の繊維補強セメント複合材料(FRC材
料)の引張耐力を前記ガセットプレートに伝達するため
の孔を複数設けたことを要旨とするものである。
Sixth, the tensile strength of a high-toughness fiber reinforced cement composite material (FRC material) is applied to the gusset plate by using a pipe-through type gusset plate joined to the upper chord material, lower chord material, and the end of the brace. The gist is to provide a plurality of holes for transmitting.

【0016】第7に、高靱性の繊維補強セメント複合材
料(FRC材料)は、材令28日の硬化体の引張試験に
おいて引張ひずみが1%以上を示すクラック分散型であ
って、下記〔F1〕のPVA短繊維を、水セメント比
(W/C×100)40%以上で且つ砂セメント比(S
/C)が1.0以下(0を含む)の調合のマトリクス
に、1.5越え〜3vol.%の配合量で、3次元方向
にランダムに分散配合したものであることを要旨とする
ものである。 〔F1〕 繊維強度:1000〜1500MPa未満。 見かけの繊維強度:700〜1000MPa未満。 繊維直径:40〜50μm。 繊維長さ:5〜20mm。
Seventh, the high-toughness fiber-reinforced cement composite material (FRC material) is a crack-dispersed type exhibiting a tensile strain of 1% or more in a tensile test of a hardened body on the age of 28, and has the following [F1 ] PVA staple fiber having a water cement ratio (W / C × 100) of 40% or more and a sand cement ratio (S
/ C) is less than 1.0 (including 0). The gist of the present invention is that the composition is randomly dispersed and compounded in three-dimensional directions at a compounding amount of%. [F1] Fiber strength: 1000 to less than 1500 MPa. Apparent fiber strength: 700 to less than 1000 MPa. Fiber diameter: 40-50 μm. Fiber length: 5-20 mm.

【0017】第8に、高靱性の繊維補強セメント複合材
料(FRC材料)は、材令28日の硬化体の引張試験に
おいて引張ひずみが1%以上を示すクラック分散型であ
って、下記〔F2〕のPVA短繊維を、水セメント比
(W/C×100)が30%以上で且つ砂セメント比
(S/C)が1.0以下(0を含む)の調合のマトリク
スに、1〜3vol.%の配合量で、3次元方向にラン
ダムに分散配合したものであることを要旨とするもので
ある。 〔F2〕 繊維強度:1500MPa以上で2400MPa以下。 見かけの繊維強度:1000MPa以上で1800MP
a以下。 繊維直径:50μm以下。 繊維長さ:5〜20mm。
Eighth, the high-toughness fiber-reinforced cement composite material (FRC material) is a crack-dispersed type exhibiting a tensile strain of 1% or more in a tensile test of a hardened material on the age of 28, and has the following [F2 ] Is added to the matrix of the mixture having a water cement ratio (W / C × 100) of 30% or more and a sand cement ratio (S / C) of 1.0 or less (including 0) by 1 to 3 vol. . The gist of the present invention is that the composition is randomly dispersed and compounded in three-dimensional directions at a compounding amount of%. [F2] Fiber strength: 1500 MPa or more and 2400 MPa or less. Apparent fiber strength: 1800MP over 1000MPa
a or less. Fiber diameter: 50 μm or less. Fiber length: 5-20 mm.

【0018】請求項1記載の本発明によれば、トラス梁
を構成する上弦材または/および下弦材となる鋼管内に
高靱性の繊維補強セメント複合材料(FRC材料)を充
填することにより、FRC材料の有する曲げ耐力、高い
靱性によってトラス梁の座屈耐力および靱性が向上す
る。また、FRC材料の有する高い引張性能によって、
弦材としての引張耐力も向上する。
According to the first aspect of the present invention, a high toughness fiber reinforced cement composite material (FRC material) is filled in a steel pipe serving as an upper chord material and / or a lower chord material constituting a truss beam. The buckling strength and toughness of the truss beam are improved by the bending strength and high toughness of the material. Also, due to the high tensile performance of the FRC material,
The tensile strength as a chord material is also improved.

【0019】請求項2記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、FRC材料は、鋼管の一部分である端部にの
み充填することで、座屈耐力および靱性の向上を図りつ
つ、施工性も向上でき、コスト低減も図れる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the above-mentioned effects, the FRC material is filled only in the end part of the steel pipe to improve the buckling resistance and the toughness while improving the buckling resistance and the toughness. Performance can be improved and costs can be reduced.

【0020】請求項3記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、FRC材料は、鋼管の全長または一部分にわ
たって中空部が形成されるように充填することで、トラ
スの軽量化を図れる。この場合、中空に形成しても充填
材料は従来のコンクリートに比較して靱性が高いから破
壊が抑制され、不都合は生じない。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the above operation, the truss can be reduced in weight by filling the FRC material so that a hollow portion is formed over the entire length or a part of the steel pipe. In this case, even if it is formed in a hollow shape, the filling material has higher toughness than conventional concrete, so that fracture is suppressed and no inconvenience occurs.

【0021】請求項4記載の本発明によれば、ラーメン
構造のブレースとして、鋼管内に高靱性の繊維補強セメ
ント複合材料(FRC材料)を充填することにより、圧
縮挙動ではFRC材料の有する高い曲げ性状によって座
屈耐力およびその後の耐力低下が抑制され、靱性も向上
する。また、引張挙動の面では、高靱性コンクリートは
引張挙動にも優れているので引張耐力が向上する。
According to the fourth aspect of the present invention, by filling a steel pipe with a high toughness fiber reinforced cement composite material (FRC material) as a brace having a rigid frame structure, a high bending property of the FRC material in compression behavior is obtained. Buckling strength and subsequent reduction in strength are suppressed by the properties, and toughness is also improved. In terms of tensile behavior, high-toughness concrete also has excellent tensile behavior, so that tensile strength is improved.

【0022】請求項5記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、上弦材、下弦材、ブレースの端部に接合する
プレートに、スタッド、カイザー筋、異形鉄筋などの部
材を設け、この部材を、高靱性の繊維補強セメント複合
材料(FRC材料)内に埋設することにより、FRC材
料の有する引張力をプレートに有効に伝達することがで
きる。
According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the above functions, members such as studs, Kaiser bars, deformed reinforcing bars, etc. are provided on the upper chord member, the lower chord member, and the plate joined to the ends of the braces. By embedding the member in a high toughness fiber reinforced cement composite material (FRC material), the tensile force of the FRC material can be effectively transmitted to the plate.

【0023】請求項6記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、上弦材、下弦材、ブレースの端部に接合する
管通しタイプのガセットプレートに孔を複数穿設するこ
とにより、この孔を介して弦材やブレース内に充填した
高靱性の繊維補強セメント複合材料(FRC材料)の引
張耐力をガセットプレートに有効に伝達することができ
る。
According to the sixth aspect of the present invention, in addition to the above-mentioned operation, a plurality of holes are formed in the pipe-through type gusset plate joined to the ends of the upper chord material, the lower chord material, and the brace. Through the holes, the tensile strength of the high-toughness fiber-reinforced cement composite material (FRC material) filled in the strings or braces can be effectively transmitted to the gusset plate.

【0024】請求項7および請求項8記載の本発明によ
れば、高靱性の繊維補強セメント複合材料(FRC材
料)は、汎用繊維であるPVA繊維を用いてクラック分
散型のFRC材料が実現でき、その経済性と高靱性を兼
備できる。
According to the seventh and eighth aspects of the present invention, a high-toughness fiber-reinforced cement composite material (FRC material) can realize a crack-dispersed FRC material using PVA fiber which is a general-purpose fiber. , It has both economical efficiency and high toughness.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図1は本発明のトラス構造材
の第1実施形態を示す説明図、図2は同上要部である弦
材の縦断側面図で、トラス梁1に実施する例について説
明する。図中、図12に示した従来例と同一の構成要素に
は同一の参照符号を付してある。トラス梁1は従来と同
様に互いに平行な上弦材2と下弦材3との間に斜材4の
両端部を接合したもので、これら上弦材2と下弦材3お
よび斜材4を断面円形の鋼管7で構成する。また鋼管
は、角形断面も考えられる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of a truss structural material of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional side view of a chord, which is a main part of the truss structural member. In the figure, the same components as those of the conventional example shown in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals. The truss beam 1 is formed by joining both ends of a diagonal member 4 between an upper chord member 2 and a lower chord member 3 which are parallel to each other as in the conventional case. It is composed of a steel pipe 7. Further, the steel pipe may have a square cross section.

【0026】本発明ではこの中空の鋼管7の内部に高靱
性の繊維補強セメント複合材料(以下、FRC材料と称
する)6を充填する。このFRC材料6は、一例とし
て、材令28日の硬化体の引張試験において引張ひずみ
が1%以上を示すクラック分散型の繊維補強セメント複
合材料(FRC材料)であって、下記〔F1〕のPVA
短繊維を、水セメント比(W/C×100)40%以上
で且つ砂セメント比(S/C)が1.0以下(0を含
む)の調合のマトリクスに、1.5越え〜3vol.%
の配合量で、3次元方向にランダムに分散配合したもの
とする。 〔F1〕 繊維強度:1000〜1500MPa未満。 見かけの繊維強度:700〜1000MPa未満。 繊維直径:40〜50μm。 繊維長さ:5〜20mm。
In the present invention, the hollow steel pipe 7 is filled with a high-toughness fiber-reinforced cement composite material (hereinafter referred to as FRC material) 6. The FRC material 6 is, as an example, a crack-dispersed fiber-reinforced cement composite material (FRC material) having a tensile strain of 1% or more in a tensile test of a hardened body on an age of 28 days. PVA
Short fibers are added to a matrix of a mixture having a water-cement ratio (W / C × 100) of 40% or more and a sand-cement ratio (S / C) of 1.0 or less (including 0). %
Is randomly dispersed and blended in the three-dimensional direction. [F1] Fiber strength: 1000 to less than 1500 MPa. Apparent fiber strength: 700 to less than 1000 MPa. Fiber diameter: 40-50 μm. Fiber length: 5-20 mm.

【0027】または、FRC材料6は、材令28日の硬
化体の引張試験において引張ひずみが1%以上を示すク
ラック分散型の繊維補強セメント複合材料(FRC材
料)であって、下記〔F2〕のPVA短繊維を、水セメ
ント比(W/C×100)が30%以上で且つ砂セメン
ト比(S/C)が1.0以下(0を含む)の調合のマト
リクスに、1〜3vol.%の配合量で、3次元方向に
ランダムに分散配合したものとする。 〔F2〕 繊維強度:1500MPa以上で2400MPa以下。 見かけの繊維強度:1000MPa以上で1800MP
a以下。 繊維直径:50μm以下。 繊維長さ:5〜20mm。
Alternatively, the FRC material 6 is a crack-dispersed fiber-reinforced cement composite material (FRC material) having a tensile strain of 1% or more in a tensile test of a hardened body on an age of 28 days, and has the following [F2] Of PVA staple fibers in a matrix having a water-cement ratio (W / C × 100) of 30% or more and a sand-cement ratio (S / C) of 1.0 or less (including 0) by 1 to 3 vol. % And randomly dispersed and compounded in the three-dimensional direction. [F2] Fiber strength: 1500 MPa or more and 2400 MPa or less. Apparent fiber strength: 1800MP over 1000MPa
a or less. Fiber diameter: 50 μm or less. Fiber length: 5-20 mm.

【0028】前記PVA繊維配合の高靭性FRC材料6
は,マトリクスと繊維の摩擦付着強度が1〜6MPa,
化学付着強度が40MPa以下である。
High toughness FRC material 6 containing the PVA fiber
Is that the frictional adhesion strength between the matrix and the fiber is 1-6MPa,
The chemical adhesion strength is 40 MPa or less.

【0029】そして、モルタル中にPVA短繊維を3次
元方向にランダムに配合させてなる調合に際し、下記の
式(5)で求まるコンプレメンタリエネルギーJ′b
と、式(l)の関係を有するマトリクスの破壊靭性Jti
p との間で、 3Jtip <J′b の関係が成立するPVA短繊維を使用し且つマトリクス
の調合を決定する。
In addition, when mixing PVA short fibers in a mortar at random in a three-dimensional direction, the complementary energy J'b obtained by the following equation (5) is obtained.
And the fracture toughness Jti of the matrix having the relationship of equation (1)
Use PVA short fibers satisfying the relationship of 3Jtip <J'b with p and determine the formulation of the matrix.

【0030】[0030]

【数2】 ただし、 σa :マルチクラッチ発生時の作用応力 δa :マルチクラック発生時のクラック中央部の開口変
位 σc :繊維による架橋応力 σc (δ) :繊維による架橋応力と開口変位δの関係 σpeak:最大架橋応力 δpeak:σpeakに対応する開口変位 を表す。ここに、Jtip はマトリクスの調合すなわち水
セメント比や砂/セメント比によって制御可能な値であ
り、実験によってその値を確認することができる。例え
ぱ大岸、小野:セメントペースト、モルタルの破壊靭性
に及ぼす試験要因効果、「コンクリート工学」Vol.2
5、No.2、PP.113−125。
(Equation 2) Where σ a : acting stress when a multi-clutch occurs δ a : opening displacement at the center of the crack when a multi-crack occurs σ c : bridging stress due to fiber σ c (δ): relationship between bridging stress due to fiber and opening displacement δ σ peak : maximum bridging stress δ peak : opening displacement corresponding to σ peak . Here, Jtip is a value that can be controlled by the preparation of the matrix, that is, the water-cement ratio or the sand / cement ratio, and the value can be confirmed by an experiment. For example, Ogishi, Ono: Effect of test factors on fracture toughness of cement paste and mortar, Concrete Engineering Vol.2
5, No. 2, PP. 113-125.

【0031】前記高靭性FRC材料6は引張ひずみ1%
以上、好ましくは2%以上を有する。この「引張ひず
み」は材令28日以上の硬化体の引張試験で得られる応
力一歪み曲線において、最大引張応力値でのひずみ量
(%)を言う。実際には、材令28日での試験体の引張
試験(例えば断面30mm×l3mmの試験体を80m
mの試験区間で引張試験を行う)における引張ひずみ
(%)で代表される。
The high toughness FRC material 6 has a tensile strain of 1%
Or more, preferably 2% or more. The term "tensile strain" refers to the amount of strain (%) at the maximum tensile stress value in a stress-strain curve obtained by a tensile test of a cured product having a material age of 28 days or more. Actually, a tensile test of a specimen at a material age of 28 days (for example, a specimen having a cross-section of 30 mm × 13 mm having a length of 80 m
m, a tensile test is performed in a test section of m).

【0032】この引張ひずみが1%以上であることは、
載荷方向(応力方向)とほぽ直角方向に多数のクラック
(マルチクラック)が発生するクラック分散型の破壊現
象が生じていることを意味する。
The fact that the tensile strain is 1% or more means that
This means that a crack-dispersed fracture phenomenon in which a number of cracks (multi-cracks) occur in a direction substantially perpendicular to the loading direction (stress direction) has occurred.

【0033】マルチクラックの発生要因であるSteady S
tate Cracking 現象(SSC現象)をPVA繊維で実現
すべく種々の試験研究を重ねた結果、用いるPVA繊維
の性質と、マトリクスの性質をうまく組み合わせると、
PVA繊維であっても引張ひずみ1%以上、好ましくは
2%以上の高靭性FRC材料が得られることがわかっ
た。
Steady S is a cause of multi-crack
As a result of repeated tests and studies to realize the tate cracking phenomenon (SSC phenomenon) with PVA fiber, when the properties of the PVA fiber used and the properties of the matrix are combined well,
It has been found that a high toughness FRC material having a tensile strain of 1% or more, preferably 2% or more can be obtained even with PVA fibers.

【0034】下記のPVA短繊維F1を、水セメント比
(W/C×100)が40%以上で砂セメント比(S/
C)が1.0以下(0を含む)の調合のマトリクスに、
1.5超え〜3vol.%の配合量で、3次元方向にラ
ンダムに分散配合させた場合(配合1と言う)と、下記
のPVA繊維F2を、水セメント比(W/C×100)
が30%以上で砂セメント比(S/C)が1.0以下
(0を含む)の調合のマトリクスに、1〜3vol.%
の配合量で、3次元方向にランダムに分散配合させた場
合(配合2と言う)には、クラック分散型の高靭性FR
C材料が得られることがわかった。
The following PVA short fiber F1 was prepared by mixing a water cement ratio (W / C × 100) of 40% or more with a sand cement ratio (S / C).
C) In a matrix of formulas with 1.0 or less (including 0),
1.5 to 3 vol. % And randomly mixed in the three-dimensional direction (referred to as “formulation 1”), the following PVA fiber F2 is mixed with a water-cement ratio (W / C × 100).
Is 30% or more and the sand-cement ratio (S / C) is 1.0 or less (including 0). %
When the compounding amount is randomly dispersed and compounded in the three-dimensional direction (referred to as compounding 2), the crack dispersing type high toughness FR
It was found that C material was obtained.

【0035】〔Fl〕 繊維強度:1000〜1500MPa未満, 見かけの繊維強度:700〜1000MPa未満, 繊維直径:40〜50μm, 繊維長さ:5〜20mm。 〔F2〕 繊維強度:1500MPa以上で2400MPa以下, 見かけの繊維強度:1000MPa以上で1800MP
a以下, 繊維直径:50μm以下好ましくは40μm未満で、好
ましくは20μm以上, 繊維長さ:5〜20mm。 F1とF2における「見かけの繊維強度」は、当該PV
A繊維が実際のFRC材料中で破断する強度であり、こ
れは実際のFRC材料中の繊維について破断試験するこ
とにより実測できる。
[Fl] Fiber strength: 1000 to less than 1500 MPa, apparent fiber strength: 700 to less than 1000 MPa, fiber diameter: 40 to 50 μm, fiber length: 5 to 20 mm. [F2] Fiber strength: 1500 MPa or more and 2400 MPa or less, Apparent fiber strength: 1000 MPa or more and 1800 MPa
a or less, fiber diameter: 50 μm or less, preferably less than 40 μm, preferably 20 μm or more, fiber length: 5 to 20 mm. The "apparent fiber strength" in F1 and F2 is the PV
The strength at which the A fiber breaks in the actual FRC material, which can be measured by performing a break test on the fiber in the actual FRC material.

【0036】F1を用いる配合1においては、マトリク
スの水セメント比が40%未満ではこの繊維にとっては
マトリクスの弾性係数と破壌靭性が高くなってマルチク
ラックが発生せず、l%以上の引張ひずみが発生しな
い。また、砂セメント比が1.0を超えるとこの繊維に
とってはマトリクスの弾性係数と破壊靭性が高くなって
マルチクラックが発生せず、1%以上の引張ひずみが発
生しない。したがって、F1繊維を用いる場合のマトリ
クスは水セメントが40%以上、好ましくは42%以
上、さらに好ましくは44%以上とし、砂セメント比は
1.0以下、好ましくは0.7以下、さらに好ましくは
0.5以下とする。しかし、この調合のマトリクスであ
っても、F1繊維の配合量が1.5vol.%以下では
マルチクラックが発生しないので、F1繊維の配合量を
1.5vol.%より多くする必要がある。しかし、あ
まり多く配合しても効果は飽和するので3vol.%以
下とする。
In Formula 1 using F1, if the water-cement ratio of the matrix is less than 40%, the modulus of elasticity and rupture toughness of the matrix are increased for this fiber, so that multicracks do not occur and the tensile strain of 1% or more is obtained. Does not occur. On the other hand, if the sand-cement ratio exceeds 1.0, the elastic modulus and fracture toughness of the matrix are increased for this fiber, so that multi-cracks do not occur and tensile strain of 1% or more does not occur. Therefore, the matrix in the case of using F1 fiber is 40% or more of water cement, preferably 42% or more, more preferably 44% or more, and the sand cement ratio is 1.0 or less, preferably 0.7 or less, more preferably. 0.5 or less. However, even with this blended matrix, the blending amount of F1 fiber was 1.5 vol. % Or less, multi-cracks do not occur. Need to be more than%. However, the effect is saturated even if it is mixed in too much. % Or less.

【0037】また、この調合のマトリクスと繊維配合量
であっても、F1繊維の長さが5mm未満であると、マ
ルチクラックが発生しないので、5mm以上の長さのも
のを使用する必要がある。しかし、20mmより長いも
のを使用しても、前記の配合量ではマルチクラックが発
生しなくなる。したがってF1繊維の長さは5〜20m
mとする必要があり、好ましくは6〜18mm、さらに
好ましくは6〜15mmである。
Further, even with the matrix and the fiber blending amount of this preparation, if the length of the F1 fiber is less than 5 mm, multi-cracks do not occur, so that it is necessary to use a fiber having a length of 5 mm or more. . However, even if a material longer than 20 mm is used, multicracks do not occur at the above-mentioned amount. Therefore, the length of F1 fiber is 5-20m
m, preferably 6 to 18 mm, more preferably 6 to 15 mm.

【0038】前記のような高靱性のFRC材料6を中空
の鋼管7の内部に充填する場合、図2に示すように中空
内部の全断面にわたって、かつ、鋼管7の全長にわたっ
て充填してもよいが、図3に示すように軸線方向の中心
部に中空部8を残してリング状に充填してもよい。これ
により、トラス梁を軽量化できる。なお、中空状に充填
する場合、従来のコンクリートを使用したのでは破壊し
やすい問題が生じるが、本発明のように高靱性のFRC
材料6を使用すれば、破壊が抑制され、中空にしても問
題は生じない。
When filling the hollow steel pipe 7 with the high toughness FRC material 6 as described above, it may be filled over the entire cross section of the hollow interior and over the entire length of the steel pipe 7 as shown in FIG. However, as shown in FIG. 3, the hollow portion 8 may be filled in a ring shape while leaving the hollow portion 8 at the center in the axial direction. Thereby, the weight of the truss beam can be reduced. In the case of filling in a hollow shape, there is a problem that the conventional concrete is liable to be broken.
If the material 6 is used, destruction is suppressed, and no problem occurs even if the material 6 is hollow.

【0039】また、図1に示すように上弦材2および下
弦材3の、水平加力に対して変形しやすい、例えば柱9
との接合部付近にのみ、高靱性のFRC材料6を中空の
鋼管7の内部に充填することもできる。
Further, as shown in FIG. 1, the upper chord 2 and the lower chord 3 are easily deformed by a horizontal load.
The high-toughness FRC material 6 can be filled into the hollow steel pipe 7 only in the vicinity of the joint with the steel pipe 7.

【0040】このようにして高靱性のFRC材料6を充
填した鋼管7で構成される上弦材2および下弦材3を有
するトラス梁1は、図9に示すように従来のモルタルや
スチールファィバーコンクリート(SFRC)等の既存
材料に比較して高靱性のFRC材料6の有する曲げ耐
力、高い靱性によって、トラス梁1の端部に加わる一方
向等の曲げによる材端モーメントに対するたわみ角関係
を示す図11に示すように、従来の中空鋼管トラスやコン
クリート鋼管トラスに比較して、トラス梁1の座屈耐力
および靱性が向上しているのがわかる。また、図10に示
すようなFRC材料6の有する高い引張性能によって、
弦材としての引張耐力も向上する。
As shown in FIG. 9, the truss beam 1 having the upper chord 2 and the lower chord 3 composed of the steel pipe 7 filled with the tough FRC material 6 is made of a conventional mortar or steel fiber concrete (see FIG. 9). FIG. 11 shows a bending angle relationship with a moment at the end of the truss beam 1 due to bending in one direction or the like applied to the end of the truss beam 1 due to the bending strength and high toughness of the FRC material 6 having higher toughness as compared with existing materials such as SFRC). As shown in FIG. 5, it can be seen that the buckling strength and toughness of the truss beam 1 are improved as compared with the conventional hollow steel pipe truss and concrete steel pipe truss. Further, due to the high tensile performance of the FRC material 6 as shown in FIG.
The tensile strength as a chord material is also improved.

【0041】ところで、上弦材2や下弦材3を構成する
鋼管7と柱9との接合構造は、図4にも示すように例え
ば管通しガセットプレート10を介して鋼管7をボルト12
により柱9に接合するものであり、この管通しガセット
プレート10を鋼管7の接合端部に設けたスリットに挿入
することで鋼管7と接合する。
By the way, as shown in FIG. 4, the steel pipe 7 and the column 9 constituting the upper chord member 2 and the lower chord member 3 are connected to the steel pipe 7 through bolts 12 through a gusset plate 10, for example.
By joining this pipe passing gusset plate 10 into a slit provided at the joint end of the steel pipe 7, it is joined to the steel pipe 7.

【0042】このような接合構造の場合、管通しガセッ
トプレート10は鋼管7の内部に充填した高靱性のFRC
材料6内に埋設されることになるため、図5、図6に示
すように管通しガセットプレート10の両面に複数のスタ
ッド11を突設し、このスタッド11を高靱性のFRC材料
6内に埋設することにより、高靱性のFRC材料6の引
張耐力を管通しガセットプレート10に有効に伝達でき、
接合強度も向上する。
In the case of such a joint structure, the pipe passing gusset plate 10 is made of a high toughness FRC filled inside the steel pipe 7.
5 and 6, a plurality of studs 11 are protruded on both surfaces of the pipe passing gusset plate 10 and the studs 11 are inserted into the high toughness FRC material 6 as shown in FIGS. By burying, the tensile strength of the high toughness FRC material 6 can be effectively transmitted to the gusset plate 10 through a pipe.
The joining strength is also improved.

【0043】図7、図8は管通しガセットプレート10に
複数のカイザー筋13を突設した場合で、作用効果は前記
したスタッド11を設けた場合と同様である。
FIGS. 7 and 8 show a case where a plurality of Kaiser streaks 13 are protruded from the pipe passing gusset plate 10, and the operation and effect are the same as those in the case where the stud 11 is provided.

【0044】前記第1実施形態はトラス梁1の場合であ
るが、第2実施形態として図16に示すようなブレース付
きのラーメン架構におけるブレース14について本構造材
を用いる場合を説明する。この場合も、第1実施形態と
同様、ブレース14として、中空の鋼管7の内部に高靱性
のFRC材料6を充填する。
The first embodiment is the case of the truss beam 1, but a second embodiment will be described in which the present structural material is used for the brace 14 in a rigid frame with a brace as shown in FIG. Also in this case, similarly to the first embodiment, the inside of the hollow steel pipe 7 as the brace 14 is filled with the tough FRC material 6.

【0045】これにより、ブレース14は図9に示すよう
に従来のモルタルやスチールファィバーコンクリート
(SFRC)等の既存材料に比較して高靱性のFRC材
料6の有する曲げ耐力、高い靱性によって図23に示すよ
うに圧縮挙動では従来のコンクリート充填鋼管や中空鋼
管に比較して座屈耐力が大きく、その後の耐力低下も抑
制されるため高耐力、高靱性のものとなる。
As a result, as shown in FIG. 9, the brace 14 has the bending strength and high toughness of the high toughness FRC material 6 as compared with the existing materials such as conventional mortar and steel fiber concrete (SFRC) as shown in FIG. As shown in the figure, in the compression behavior, the buckling strength is larger than that of the conventional concrete-filled steel pipe or hollow steel pipe, and the subsequent reduction in the strength is suppressed, so that the steel has high strength and high toughness.

【0046】また、高靱性のFRC材料6は引張挙動も
よいため、図24に示すように従来のコンクリート充填鋼
管や中空鋼管に比較して引張耐力が向上する。
Further, since the tough FRC material 6 has a good tensile behavior, the tensile strength is improved as compared with the conventional concrete-filled steel pipe or hollow steel pipe as shown in FIG.

【0047】ところで、ブレース14の柱9や梁16との接
合構造は、図16にも示すように例えば2枚のプレートを
十字形に交差させた側面十字形の十字管通しガセット15
を介してブレース14をボルト12により柱9や梁16に接合
するものであり、この十字管通しガセット15を鋼管7の
接合端部に設けたスリットに挿入することで鋼管7と接
合する。
As shown in FIG. 16, the joint structure of the brace 14 with the column 9 and the beam 16 is, for example, a cross pipe gusset 15 having a side cross shape in which two plates are crossed in a cross shape.
The brace 14 is joined to the column 9 or the beam 16 by the bolt 12 through the through hole. The gusset 15 is inserted into a slit provided at the joint end of the steel pipe 7 to join the steel pipe 7.

【0048】このような接合構造の場合、十字管通しガ
セット15は鋼管7の内部に充填した高靱性のFRC材料
6内に埋設されることになるため、図17、図18に示すよ
うに十字管通しガセット15の両面に複数のスタッド11を
突設し、このスタッド11を高靱性のFRC材料6内に埋
設することにより、高靱性のFRC材料6の引張耐力を
十字管通しガセット15に有効に伝達でき、接合強度も向
上する。図中17は十字管通しガセット15を柱9や梁16の
接合部に接合するためのボルト孔を示す。
In the case of such a joint structure, the cruciform pipe passing gusset 15 is buried in the high toughness FRC material 6 filled in the steel pipe 7, and as shown in FIGS. By projecting a plurality of studs 11 on both sides of the pipe passing gusset 15 and embedding the studs 11 in the high toughness FRC material 6, the tensile strength of the high toughness FRC material 6 is effectively applied to the cross pipe passing gusset 15. And the joint strength is also improved. In the figure, reference numeral 17 denotes a bolt hole for joining the cross-tube gusset 15 to the joint between the column 9 and the beam 16.

【0049】また、図19に示すように前記スタッド11に
替えて、十字管通しガセット15のプレート自体に複数の
孔18を穿設し、この孔18を介してブレース14となる鋼管
7内に充填した高靱性のFRC材料6の引張耐力を十字
管通しガセット15に有効に伝達することができ、ブレー
ス14と柱9や梁16との接合強度が向上する。
As shown in FIG. 19, a plurality of holes 18 are formed in the plate of the gusset 15 instead of the studs 11, and the steel pipe 7 which becomes the brace 14 is formed through the holes 18. The tensile strength of the filled high-toughness FRC material 6 can be effectively transmitted to the gusset 15 through the cross tube, and the joining strength between the brace 14 and the column 9 or the beam 16 is improved.

【0050】図20、図21はブレース14を柱9や梁16に接
合するガセットに、鋼管7の端部開口を閉塞するように
してここに接合するエンドプレート19を設けた場合で、
該エンドプレート19の一方の面に複数のスタッド11を溶
接により突設し、このスタッド11を鋼管7の内部に充填
した高靱性のFRC材料6内に埋設し、これにより高靱
性のFRC材料6の引張耐力をガセットに有効に伝達
し、ブレース14と柱9や梁16との接合強度を向上させ
る。
FIGS. 20 and 21 show a case where a gusset for joining the brace 14 to the column 9 or the beam 16 is provided with an end plate 19 for joining the steel tube 7 so as to close the end opening thereof.
A plurality of studs 11 are protruded from one surface of the end plate 19 by welding, and the studs 11 are buried in a high toughness FRC material 6 filled in a steel pipe 7, thereby forming a high toughness FRC material 6. This effectively transmits the tensile strength of the gusset to the gusset and improves the joint strength between the brace 14 and the column 9 or the beam 16.

【0051】図22は同じくブレース14を柱9や梁16に接
合するガセットにエンドプレート19を設けた場合、該エ
ンドプレート19の一方の面に複数の異形鉄筋20を溶接に
より突設し、この異形鉄筋20を鋼管7の内部に充填した
高靱性のFRC材料6内に埋設し、これにより高靱性の
FRC材料6の引張耐力をガセットに有効に伝達し、ブ
レース14と柱9や梁16との接合強度を向上させる。
FIG. 22 also shows that when an end plate 19 is provided on a gusset that joins the brace 14 to the column 9 or the beam 16, a plurality of deformed reinforcing bars 20 are projected from one surface of the end plate 19 by welding. The deformed reinforcing bar 20 is buried in the high toughness FRC material 6 filled in the steel pipe 7, thereby effectively transmitting the tensile strength of the high toughness FRC material 6 to the gusset, and the brace 14, the column 9, the beam 16 and the like. Improve the bonding strength.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上述べたように本発明の構造材は、中
空鋼管でトラスの弦材やブレースを構成する場合に、該
鋼管内に高靱性の繊維補強セメント複合材料(FRC材
料)を充填することで、この高靱性のFRC材料の耐
力、靱性によって、トラスの弦材やブレースの座屈耐力
および靱性を向上し、特にCFTトラス梁においては、
従来の横補剛材等の補剛材を節減し、コスト減も図るこ
とができ、また、CFTブレースにおいても不経済な構
造設計を行わずに靱性を得ることのできるものである。
As described above, when the structural material of the present invention is used to form a truss chord or brace with a hollow steel pipe, the steel pipe is filled with a high toughness fiber reinforced cement composite material (FRC material). The buckling strength and toughness of truss chords and braces are improved by the strength and toughness of this high toughness FRC material, especially in CFT truss beams.
The conventional stiffeners such as lateral stiffeners can be saved, the cost can be reduced, and the toughness can be obtained even in the CFT brace without uneconomical structural design.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のトラス構造材の第1実施形態を示す説
明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of a truss structural member of the present invention.

【図2】本発明のトラス構造材の第1実施形態を示す弦
材部分の縦断側面図である。
FIG. 2 is a longitudinal side view of a chord portion showing a first embodiment of the truss structural member of the present invention.

【図3】本発明のトラス構造材の第1実施形態を示す弦
材部分の他の例を示す縦断側面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional side view showing another example of a chord portion showing the first embodiment of the truss structural member of the present invention.

【図4】本発明のトラス構造材の第1実施形態を示す柱
との接合部の正面図である。
FIG. 4 is a front view of a joint with a column, showing the first embodiment of the truss structural member of the present invention.

【図5】本発明のトラス構造材の第1実施形態を示す柱
との接合部の要部の正面図である。
FIG. 5 is a front view of a main part of a joint portion with a column showing the first embodiment of the truss structural material of the present invention.

【図6】本発明のトラス構造材の第1実施形態を示す柱
との接合部の要部の縦断側面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional side view of a main part of a joint portion with a column showing the first embodiment of the truss structural material of the present invention.

【図7】本発明のトラス構造材の第1実施形態を示す柱
との接合部の要部の他の例の正面図である。
FIG. 7 is a front view of another example of the main part of the joint part with the column showing the first embodiment of the truss structural material of the present invention.

【図8】本発明のトラス構造材の第1実施形態を示す柱
との接合部の要部の他の例の縦断側面図である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional side view of another example of a main part of a joint portion with a column showing the first embodiment of the truss structural material of the present invention.

【図9】本発明のトラス構造材で使用する高靱性のFR
C材料の曲げ性能を示すグラフである。
FIG. 9 shows a high toughness FR used in the truss structural material of the present invention.
It is a graph which shows the bending performance of C material.

【図10】本発明のトラス構造材で使用する高靱性のF
RC材料の引張性能を示すグラフである。
FIG. 10 shows a high toughness F used in the truss structural material of the present invention.
It is a graph which shows the tensile performance of RC material.

【図11】本発明のトラス構造材による一方向等曲げを
受けるトラス梁の材端モーメントとたわみ角関係を示す
グラフである。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the end moment and the deflection angle of a truss beam subjected to one-way equal bending by the truss structural member of the present invention.

【図12】従来のコンクリート充填鋼管トラスを示す説
明図である。
FIG. 12 is an explanatory view showing a conventional concrete-filled steel pipe truss.

【図13】従来のコンクリート充填鋼管トラスの他の例
を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory view showing another example of a conventional concrete-filled steel pipe truss.

【図14】従来のコンクリート充填トラスや中空鋼管ト
ラスの一方向等曲げを受けるトラス梁の材端モーメント
とたわみ角関係を示す2格間トラスにおけるグラフであ
る。
FIG. 14 is a graph of a conventional concrete-filled truss or a hollow steel pipe truss in a two-span truss showing the relationship between the end moment and the deflection angle of a truss beam subjected to uniform bending in one direction.

【図15】従来のコンクリート充填トラスや中空鋼管ト
ラスの一方向等曲げを受けるトラス梁の材端モーメント
とたわみ角関係を示す4格間トラスにおけるグラフであ
る。
FIG. 15 is a graph of a conventional truss-filled truss or hollow steel pipe truss truss beam subjected to one-way bending in one direction, showing the relationship between the end moment and the deflection angle of a four-span truss.

【図16】本発明のトラス構造材の第2実施形態を示す
正面図である。
FIG. 16 is a front view showing a second embodiment of the truss structural member of the present invention.

【図17】本発明のトラス構造材の第2実施形態を示す
柱との接合部の要部の第1例を示す正面図である。
FIG. 17 is a front view showing a first example of a main part of a joint part with a column showing a second embodiment of the truss structural material of the present invention.

【図18】本発明のトラス構造材の第2実施形態を示す
柱との接合部の要部の第1例を示す縦断側面図である。
FIG. 18 is a longitudinal sectional side view showing a first example of a main part of a joint portion with a column showing a second embodiment of the truss structural material of the present invention.

【図19】本発明のトラス構造材の第2実施形態を示す
柱との接合部の要部の第2例を示す正面図である。
FIG. 19 is a front view showing a second example of a main part of a joint portion with a column, showing a second embodiment of the truss structural material of the present invention.

【図20】本発明のトラス構造材の第2実施形態を示す
柱との接合部の要部の第3例を示す縦断正面図である。
FIG. 20 is a longitudinal sectional front view showing a third example of a main part of a joint portion with a column showing a second embodiment of the truss structural material of the present invention.

【図21】本発明のトラス構造材の第2実施形態を示す
柱との接合部の要部の第3例を示す側面図である。
FIG. 21 is a side view showing a third example of a main part of a joint part with a column showing a second embodiment of the truss structural material of the present invention.

【図22】本発明のトラス構造材の第2実施形態を示す
柱との接合部の要部の第4例を示す縦断正面図である。
FIG. 22 is a longitudinal sectional front view showing a fourth example of a main part of a joint part with a column showing a truss structural member according to a second embodiment of the present invention.

【図23】本発明のトラス構造材の第2実施形態を示す
圧縮挙動のグラフである。
FIG. 23 is a graph of compression behavior showing a second embodiment of the truss structural member of the present invention.

【図24】本発明のトラス構造材の第2実施形態を示す
引張挙動のグラフである。
FIG. 24 is a graph of tensile behavior showing a second embodiment of the truss structural member of the present invention.

【図25】従来のコンクリート充填鋼管部材の圧縮挙動
を示すグラフである。
FIG. 25 is a graph showing the compression behavior of a conventional concrete-filled steel pipe member.

【図26】従来のコンクリート充填鋼管部材の引張挙動
を示すグラフである。
FIG. 26 is a graph showing the tensile behavior of a conventional concrete-filled steel pipe member.

【図27】コンクリート充填鋼管ブレース付きラーメン
架構で、梁中央にヒンジが形成される場合の水平荷重と
変形関係を示すグラフである。
FIG. 27 is a graph showing the relationship between horizontal load and deformation when a hinge is formed at the center of a beam in a rigid frame with a concrete-filled steel pipe brace.

【図28】中空鋼管ブレース付きラーメン架構で、梁中
央にヒンジが形成される場合の水平荷重と変形関係を示
すグラフである。
FIG. 28 is a graph showing the relationship between horizontal load and deformation when a hinge is formed at the center of a beam in a rigid frame with hollow steel tube braces.

【図29】コンクリート充填鋼管ブレース付きラーメン
架構で、梁中央が留まる場合の水平荷重と変形関係を示
すグラフである。
FIG. 29 is a graph showing a relationship between a horizontal load and a deformation when a beam center is retained in a rigid frame with a concrete-filled steel pipe brace.

【図30】中空鋼管ブレース付きラーメン架構で、梁中
央が留まる場合の水平荷重と変形関係を示すグラフであ
る。
FIG. 30 is a graph showing a relationship between a horizontal load and a deformation when the center of the beam stays in a rigid frame with a hollow steel pipe brace.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…トラス梁 2…上弦材 3…下弦材 4…斜材 5…コンクリート 6…高靱性の繊維補強セメント複合材料(FRC材料) 7…鋼管 8…中空部 9…柱 10…管通しガセットプレート 11…スタッド 12…ボルト 13…カイザー筋 14…ブレース 15…十字管通しガセ
ット 16…梁 17…ボルト孔 18…孔 19…エンドプレート 20…異形鉄筋
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Truss beam 2 ... Upper chord material 3 ... Lower chord material 4 ... Diagonal material 5 ... Concrete 6 ... High toughness fiber reinforced cement composite material (FRC material) 7 ... Steel pipe 8 ... Hollow part 9 ... Column 10 ... Pipe passing gusset plate 11 ... Studs 12 ... Bolts 13 ... Kaiser bars 14 ... Braces 15 ... Cross tube gussets 16 ... Beams 17 ... Bolt holes 18 ... Hole 19 ... End plates 20 ... Deformed bars

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 閑田 徹志 東京都調布市飛田給二丁目19番1号 鹿島 建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 林 幸雄 東京都港区元赤坂一丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 河野 賢一 東京都港区元赤坂一丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 吉岡 伸明 東京都港区元赤坂一丁目3番8号 鹿島建 設株式会社東京支店内 Fターム(参考) 2E163 FA12 FB09 FB32 FF17  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tetsushi Shikada 2-9-1-1, Tobita-Shi, Chofu-shi, Tokyo Kashima Construction Co., Ltd. (72) Inventor Yukio Hayashi 1-2-1, Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo 7 Kashima Construction Co., Ltd. (72) Inventor Kenichi Kono 1-2-7 Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo Kashima Construction Co., Ltd. (72) Nobuaki Yoshioka 1-3-3 Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo No. 8 Kashima Construction Co., Ltd. Tokyo branch F term (reference) 2E163 FA12 FB09 FB32 FF17

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トラス梁として使用されるトラス構造材
であって、上弦材または/および下弦材となる鋼管内に
高靱性の繊維補強セメント複合材料(FRC材料)を充
填したことを特徴とするトラス構造材。
1. A truss structural material used as a truss beam, characterized in that a steel pipe serving as an upper chord and / or a lower chord is filled with a high-toughness fiber-reinforced cement composite material (FRC material). Truss structural material.
【請求項2】 高靱性の繊維補強セメント複合材料(F
RC材料)は、鋼管の一部分にのみ充填する請求項1記
載のトラス構造材。
2. A high toughness fiber reinforced cement composite material (F
The truss structural material according to claim 1, wherein the RC material) fills only a part of the steel pipe.
【請求項3】 高靱性の繊維補強セメント複合材料(F
RC材料)は、鋼管の全長または、一部分にわたって中
空部が形成されるように充填する請求項1記載のトラス
構造材。
3. A high toughness fiber reinforced cement composite material (F
The truss structural material according to claim 1, wherein the RC material is filled so as to form a hollow portion over the entire length or a part of the steel pipe.
【請求項4】 ラーメン構造のブレースとして使用され
るトラス構造材であって、鋼管内に高靱性の繊維補強セ
メント複合材料(FRC材料)を充填したことを特徴と
するブレース構造材。
4. A truss structural material used as a brace having a rigid frame structure, wherein a steel pipe is filled with a high toughness fiber reinforced cement composite material (FRC material).
【請求項5】 トラスの上弦材、下弦材およびブレース
の端部に接合するプレートに、スタッド、カイザー筋、
異形鉄筋などの、高靱性の繊維補強セメント複合材料
(FRC材料)の引張耐力を前記プレートに伝達する部
材を取り付け、この伝達部材を高靱性の繊維補強セメン
ト複合材料(FRC材料)内に埋設する請求項1から請
求項4のいずれかに記載の構造材。
5. A stud, a Kaiser streak, a plate attached to an end of a truss upper chord, lower chord and a brace.
A member for transmitting the tensile strength of a high-toughness fiber-reinforced cement composite material (FRC material), such as a deformed reinforcing bar, is attached to the plate, and this transmission member is embedded in the high-toughness fiber-reinforced cement composite material (FRC material). The structural material according to claim 1.
【請求項6】 トラスの上弦材、下弦材およびブレース
の端部に接合する管通しタイプのガセットプレートに、
高靱性の繊維補強セメント複合材料(FRC材料)の引
張耐力を前記ガセットプレートに伝達するための孔を複
数設けた請求項1から請求項4のいずれかに記載の構造
材。
6. A pipe-through type gusset plate to be joined to the upper chord, lower chord and end of a brace of a truss,
The structural material according to any one of claims 1 to 4, wherein a plurality of holes are provided for transmitting a tensile strength of a high-toughness fiber-reinforced cement composite material (FRC material) to the gusset plate.
【請求項7】 高靱性の繊維補強セメント複合材料(F
RC材料)は、材令28日の硬化体の引張試験において
引張ひずみが1%以上を示すクラック分散型であって、
下記〔F1〕のPVA短繊維を、水セメント比(W/C
×100)40%以上で且つ砂セメント比(S/C)が
1.0以下(0を含む)の調合のマトリクスに、1.5
越え〜3vol.%の配合量で、3次元方向にランダム
に分散配合したものである請求項1から請求項6のいず
れかに記載の構造材。 〔F1〕 繊維強度:1000〜1500MPa未満。 見かけの繊維強度:700〜1000MPa未満。 繊維直径:40〜50μm。 繊維長さ:5〜20mm。
7. A high toughness fiber reinforced cement composite material (F
RC material) is a crack-dispersed type exhibiting a tensile strain of 1% or more in a tensile test of a cured body of an age of 28 days,
The PVA short fiber of the following [F1] is used in a water-cement ratio (W / C).
× 100) In a matrix of a mixture having a sand-cement ratio (S / C) of not more than 1.0 (including 0) having a sand-cement ratio of not less than 40%,
Over to 3 vol. The structural material according to any one of claims 1 to 6, wherein the structural material is randomly dispersed and compounded in a three-dimensional direction at a compounding amount of%. [F1] Fiber strength: 1000 to less than 1500 MPa. Apparent fiber strength: 700 to less than 1000 MPa. Fiber diameter: 40-50 μm. Fiber length: 5-20 mm.
【請求項8】 高靱性の繊維補強セメント複合材料(F
RC材料)は、材令28日の硬化体の引張試験において
引張ひずみが1%以上を示すクラック分散型であって、
下記〔F2〕のPVA短繊維を、水セメント比(W/C
×100)が30%以上で且つ砂セメント比(S/C)
が1.0以下(0を含む)の調合のマトリクスに、1〜
3vol.%の配合量で、3次元方向にランダムに分散
配合したものである請求項1から請求項6のいずれかに
記載の構造材。 〔F2〕 繊維強度:1500MPa以上で2400MPa以下。 見かけの繊維強度:1000MPa以上で1800MP
a以下。 繊維直径:50μm以下。 繊維長さ:5〜20mm。
8. A high toughness fiber reinforced cement composite material (F
RC material) is a crack-dispersed type exhibiting a tensile strain of 1% or more in a tensile test of a cured body of an age of 28 days,
The PVA short fiber of the following [F2] is used in a water-cement ratio (W / C).
× 100) is 30% or more and the ratio of sand cement (S / C)
Is 1.0 or less (including 0)
3 vol. The structural material according to any one of claims 1 to 6, wherein the structural material is randomly dispersed and compounded in a three-dimensional direction at a compounding amount of%. [F2] Fiber strength: 1500 MPa or more and 2400 MPa or less. Apparent fiber strength: 1800MP over 1000MPa
a or less. Fiber diameter: 50 μm or less. Fiber length: 5-20 mm.
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