JP2014201481A

JP2014201481A - 耐衝撃構造

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Publication number: JP2014201481A
Application number: JP2013078602A
Authority: JP
Inventors: 森田　武; Takeshi Morita; 武森田
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2013-04-04
Filing date: 2013-04-04
Publication date: 2014-10-27

Abstract

【課題】確実に裏面剥離、貫通を抑止可能な繊維補強コンクリートを使用してなる耐衝撃構造を提供する。【解決手段】コンクリートに繊維を混入した繊維補強コンクリートを用いて形成される耐衝撃構造であって、繊維補強コンクリートを、コンクリートの圧縮強度が２５Ｎ／ｍｍ２以上、且つ曲げじん性係数が１．８Ｎ／ｍｍ２以上として形成する。【選択図】なし

Description

本発明は、繊維補強コンクリートを使用してなる耐衝撃構造に関する。

例えば、航空機、自動車、列車、あるいは爆発事故や竜巻などによる飛来物がコンクリート構造物（コンクリート構造部材）に衝突することにより、コンクリート構造物には、曲げ破壊あるいはせん断破壊といった全体的な破壊や、表面破壊（衝突面の破壊）、裏面剥離（衝突面と反対面のコンクリートの剥離）、貫通などの局部的な破壊が生じる。また、局部破壊のうち、裏面剥離や貫通が生じると、裏面側にコンクリート片等の飛散物が飛散し、構造物内部に存在する人や設備、物品等にも被害が及ぶことになる。このため、裏面剥離や貫通を抑止し、構造物内部に存在する人や設備、物品等への被害を防止できるようにすることが求められる。

これに対し、裏面剥離や貫通を抑止する方法としては、部材厚さを厚くする方法、裏面を鋼板やシート状の材料で補強する方法、繊維補強コンクリートを使用してコンクリート構造物を形成する方法などが提案、実用化されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２０１０−０２４６７６号公報特開２００６−０８９２９５号公報

一方、上記の裏面剥離や貫通を抑止する方法のうち、特に繊維補強コンクリートを使用して裏面剥離、貫通を抑止する対策においては、未だ、系統的な設計が可能なほど、データや知見が蓄積されていないのが現状である。

本発明は、上記事情に鑑み、確実に裏面剥離、貫通を抑止可能な繊維補強コンクリートを使用してなる耐衝撃構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の耐衝撃構造は、コンクリートに繊維を混入した繊維補強コンクリートを用いて形成される耐衝撃構造であって、前記繊維補強コンクリートは、コンクリートの圧縮強度が２５Ｎ／ｍｍ^２以上、且つ曲げじん性係数が１．８Ｎ／ｍｍ^２以上であることを特徴とする。

また、本発明の耐衝撃構造において、前記繊維補強コンクリートは、繊維径が０．０１〜１．５ｍｍ、繊維長さが５〜３０ｍｍ、引張強度が２９０Ｎ／ｍｍ^２以上の前記繊維を、混入率が３．０体積％以下となるようにコンクリートに混入してなることが望ましい。

さらに、本発明の耐衝撃構造において、前記繊維は、その表面に高さが０．０５ｍｍ以上、繊維長さ方向の幅が１ｍｍ以上の凹凸加工を施して形成されていることがより望ましい。

また、本発明の耐衝撃構造においては、第１繊維と第２繊維の２種類の繊維を単独で、あるいは双方ともにコンクリートに混入してなり、前記第１繊維は、繊維径が０．０１〜０．１ｍｍ、繊維長さが１０〜２０ｍｍ、引張強度が２９０Ｎ／ｍｍ^２以上で、混入率が０．５〜１．２体積％となるようにコンクリートに混入され、前記第２繊維は、繊維径が０．５〜１．５ｍｍ、繊維長さが２０〜３０ｍｍ、引張強度が２９０Ｎ／ｍｍ^２以上で、混入率が０．５〜３．０体積％となるようにコンクリートに混入されることがさらに望ましい。

さらに、本発明の耐衝撃構造においては、前記繊維が鋼、セルロース、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリビニルアルコールのいずれかで形成され、前記繊維補強コンクリートは、単独あるいは複数種の前記繊維をコンクリートに混入してなることが望ましい。

また、本発明の耐衝撃構造においては、前記繊維補強コンクリートを板状に成形して構成されるとともに、板状の前記繊維補強コンクリートの内部に、表面に対して平行に、且つ格子状に鉄筋を埋設して構成されていることが望ましい。

さらに、本発明の耐衝撃構造においては、前記板状の繊維補強コンクリートの内部の表面側と裏面側にそれぞれ、格子状に鉄筋を埋設して構成されていることがより望ましい。

また、本発明の耐衝撃構造においては、格子状に配筋された鉄筋の縦筋と横筋のそれぞれに関し、鉄筋比が下記の式を満たすように構成されていることがさらに望ましい。
ｐ＝ａ×（ｔ×ｓ）≧０．００８
ここに、ｐは鉄筋比（但し、ｐ≦０．０５）、ｔは板厚、ｓは鉄筋の間隔、ａはｔ×ｓの範囲にある鉄筋の断面積を示す。

さらに、本発明の耐衝撃構造においては、前記板状の繊維補強コンクリートの内部に埋設される鉄筋のかぶり厚さを、外側に配される鉄筋の直径の２倍または４０ｍｍのうちの小さい方の値以上、且つ板厚の２０％以下とすることがより望ましい。

本発明の耐衝撃構造においては、コンクリートの圧縮強度が２５Ｎ／ｍｍ^２以上、且つ曲げじん性係数が１．８Ｎ／ｍｍ^２以上である繊維補強コンクリートを用いることによって、裏面剥離の抑止効果（裏面剥離や貫通の局部破壊を抑止する効果）を得ることができる。これにより、飛来物の衝突などによって裏面側にコンクリート片等が飛散し、構造物内部に存在する人や設備、物品等に被害が及ぶことを防止することが可能になる。

また、繊維補強していないコンクリートを使用した場合と比較して、短繊維補強コンクリートを使用することにより、コンクリート構造体の部材寸法を小さくでき、資源の有効活用を図ることも可能になる。

本発明の一実施形態にかかる耐衝撃構造の繊維補強コンクリートの優位性を確認するために行った実証実験で用いた試験体を示す図である。実証実験の高速衝突実験で使用した高圧空気式飛翔体発射装置を示す図である。衝突速度３１５ｍ／ｓｅｃとした場合のプレーンコンクリート板の高速衝突実験結果を示す図である。衝突速度３１５ｍ／ｓｅｃとした場合のＰＰ１０のコンクリート板の高速衝突実験結果を示す図である。衝突速度３１５ｍ／ｓｅｃとした場合のＰ５Ｔ５のコンクリート板の高速衝突実験結果を示す図である。衝突速度４１５ｍ／ｓｅｃとした場合のプレーンコンクリート板の高速衝突実験結果を示す図である。衝突速度４１５ｍ／ｓｅｃとした場合のＰＰ１０のコンクリート板の高速衝突実験結果を示す図である。衝突速度４１５ｍ／ｓｅｃとした場合のＰ５Ｔ５のコンクリート板の高速衝突実験結果を示す図である。実証実験の各試験体の表面破壊直径と貫入深さの関係を示す図である。実証実験の各試験体の裏面剥離直径と裏面剥離深さの関係を示す図である。

以下、図１から図１０を参照し、本発明の一実施形態に係る耐衝撃構造について説明する。

まず、本実施形態の耐衝撃構造は、コンクリートに繊維を混入した繊維補強コンクリートを使用してなる耐衝撃構造であって、例えば自動車などが衝突した際に、内部に存在する人や設備、物品等に被害が生じないように、裏面剥離や貫通の発生を抑止できるように設計された耐衝撃構造である。

より具体的に、本実施形態の耐衝撃構造は、短繊維補強コンクリートを用いて形成され、その圧縮じん性係数が２５Ｎ／ｍｍ^２以上かつ曲げじん性係数が１．８Ｎ／ｍｍ^２以上とされている。

また、本実施形態の繊維補強コンクリートは、繊維径が０．０１〜１．５ｍｍ、繊維長さが５〜３０ｍｍ、繊維の引張強度が２９０Ｎ／ｍｍ^２以上の短繊維を用い、この短繊維を３体積％以下の混入率でコンクリートに混入して構成されている。

一方、本実施形態の繊維補強コンクリートにおいては、第１繊維（短繊維）と第２繊維（短繊維）のいずれかを単独でコンクリートに混入、または双方を組み合わせてコンクリートに混入してもよい。

そして、この場合、第１繊維は、その繊維径を０．０１〜０．１ｍｍ、好適には０．０５ｍｍ±０．０１ｍｍ、繊維長さを１０〜２０ｍｍ、好適には１０ｍｍ、繊維の引張強度が２９０Ｎ／ｍｍ^２以上、繊維混入率を０．５体積％以上で１．２体積％以下とする。

また、第２繊維は、その繊維径を０．５〜１．５ｍｍ、好適には０．７ｍｍ±０．１ｍｍ、繊維長さを２０〜３０ｍｍ、好適には３０ｍｍ、繊維の引張強度が２９０Ｎ／ｍｍ^２以上、繊維混入率を０．５体積％以上で３．０体積％以下とする。

短繊維としては、例えば、銅、セルロース、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリビニルアルコールを用いると、上記の条件、繊維を混入することによる後述の作用効果を確実に得ることができる。

また、上記の繊維（短繊維）は、その表面に、高さが０．０５ｍｍ以上で、繊維方向（繊維の長さ方向）の幅が１ｍｍ以上となるように凹凸加工を施して形成されていることが好ましい。

さらに、本実施形態の耐衝撃構造は、繊維補強コンクリートの内部に鉄筋を埋設して構成するようにしてもよい。このとき、耐衝撃構造の板状のコンクリート構造の内部（板状の繊維補強コンクリート（コンクリート板）の内部）に、表面に対して平行且つ格子状に鉄筋を配筋することが好ましい。さらに、コンクリート構造（耐衝撃構造）が板状である場合には、板の表面側（衝突面側）と裏面側にそれぞれ鉄筋を格子状に配筋するようにしてもよい。

また、耐衝撃構造のコンクリート構造の内部に格子状に鉄筋を配筋する場合において、縦筋及び横筋は、鉄筋比が次の式１の条件を満たすように配筋することが好ましい。なお、式１において、ｐは鉄筋比（但し、ｐ≦０．０５）、ｔは板厚、ｓは鉄筋の間隔、ａはｔ×ｓの範囲内にある鉄筋の断面積を示す。

さらに、耐衝撃構造のコンクリート構造の内部に鉄筋を配筋する場合には、鉄筋のかぶり厚さを、外側（表面に近い側）に配筋される鉄筋の直径の２倍または４０ｍｍのうちの小さい方の値以上、且つ板厚（壁厚）の２０％以下とすることが好ましい。

ここで、本発明にかかる繊維補強コンクリート（耐衝撃構造）の優位性を確認するために行なった実証実験について説明する。また、この実証実験では、高圧空気式飛翔体発射装置を用いて飛翔体（剛飛翔体）を衝突させ、コンクリートを短繊維と鉄筋で補強した試験体（コンクリート板）と、第１繊維及び第２繊維の２種類の短繊維で補強した試験体の破壊状況を確認した。

また、この実証実験では、飛翔体の衝突速度、短繊維補強と鉄筋補強の有無をパラメータとし、短繊維補強には、ポリプロピレン短繊維とポチエチレンテレフタレート短繊維の２種類を用いた。

より具体的に、試験体のコンクリートの使用材料を表１に、ベースコンクリート（繊維を混入していないコンクリート、以下「ＰＬＡＩＮ」という）の調合を表２に示す。

短繊維補強には、繊維長が１０ｍｍ、繊維径が０．０５ｍｍのポリプロプレン短繊維（以下、ＰＰ短繊維という）、及び繊維長が３０ｍｍ、繊維径が０．７０ｍｍのポリエチレンテレフタレート短繊維（以下、ＰＥＴ短繊維という）を用いた。また、短繊維の混入率は、ＰＬＡＩＮに対して外割りで１．０体積％とした。さらに、短繊維補強は、ＰＰ短繊維を単独で使用した場合（以下、ＰＰ１０という）と、ＰＰ短繊維（第１繊維）とＰＥＴ短繊維（第２繊維）を０．５体積％ずつ混合して使用した場合（以下、Ｐ５Ｔ５という）の２種類とした。

また、コンクリートの空気量は、空気量調整剤を適宜添加して、約５％となるように調整した。高速衝突実験時（材齢３５日もしくは３６日）の圧縮強度は、ＰＬＡＩＮが３９Ｎ／ｍｍ^２、ＰＰ１０が２５Ｎ／ｍｍ^２、Ｐ５Ｔ５が３３Ｎ／ｍｍ^２であった。また、短繊維補強コンクリートの曲げ特性を把握するため、曲げタフネス試験を実施した結果、曲げじん性係数は、ＰＬＡＩＮが０．４３Ｎ／ｍｍ^２、ＰＰ１０が１．９３Ｎ／ｍｍ^２、Ｐ５Ｔ５が２．５４Ｎ／ｍｍ^２であった。
このように、ＰＰ１０とＰ５Ｔ５は短繊維の混入によってＰＬＡＩＮよりも圧縮強度が低く、曲げじん性は高くなった。

次に、本実証実験で使用した試験体の種類と実験条件を表３に示す。なお、この表３に示した試験体記号はコンクリートの種類、鉄筋の有無（Ｎ（鉄筋無）、Ｒ（鉄筋有））及び衝突速度（３（３１５ｍ／ｓｅｃ）、４（４１５ｍ／ｓｅｃ））を表している。表３に示す通り、本実証実験では計９体の試験体を用いた。但し、表３中のＰＬＡＩＮ−Ｎ−３、ＰＬＡＩＮ−Ｒ−３、ＰＰ１０−Ｎ−３の試験体（※）は、本実証実験とは別に行った実験（以下、別実験１という；「森田武，別府万寿博，鈴木誠：高速衝突を受けるポリプロピレン短繊維補強コンクリートの耐衝撃性能、日本建築学会構造系論文集，第６８４号，ｐｐ．３１９−３２７，２０１３年２月」）で用いたものであり、これらの試験体を用いた試験結果は比較・考察のために別に行った試験結果を引用している。

また、各試験体は、縦５０ｃｍ×横５０ｃｍ×厚さ８ｃｍの板状に形成し、衝突面（表面）を正方形としている。また、図１に示すように、無筋コンクリート板１と、鉄筋２を備える鉄筋コンクリート板３をＰＬＡＩＮ、ＰＰ１０、Ｐ５Ｔ５の各々について製作して試験体とした。このとき、鉄筋コンクリート板３の試験体は、Ｄ６（ＳＤ２９５Ａ、降伏点３４２Ｎ／ｍｍ^２）の鉄筋（縦筋２ａ、横筋２ｂ）２を１００ｍｍピッチで格子状に配筋して製作した。

次に、本実証実験の高速衝突実験では、図２に示す高圧空気式飛翔体発射装置４を使用した。この装置４は、圧縮器（エアコンプレッサー）５と増圧器６とエアチャンバー７と、長さ１２ｍ、内径３５ｍｍの発射管８を備えて構成され、圧縮空気で飛翔体を発射、加速する。

そして、本実験では、直径２５ｍｍ、質量５０ｇで、先端形状が半球形の鋼製（ＳＳ４００）の剛飛翔体を高圧空気式飛翔体発射装置４から発射し、上下端を５ｃｍ幅で固定支持した試験体（コンクリート板）に衝突させた。衝突速度は、既往の実験（以下、別実験２という；「別府万寿博，三輪幸治，大野友則，塩見昌紀：鋼製剛飛翔体の高速衝突を受けるコンクリート板の局部破壊に関する実験的研究，土木学会論文集，Ｖｏｌ．６３，Ｎｏ．１，ｐｐ．１７８−１９１，２００７年３月」）を参考にして、普通強度コンクリート板を試験体とした場合に、裏面剥離が生じる速度である３１５ｍ／ｓｅｃと、剛飛翔体が貫通する速度である４１５ｍ／ｓｅｃの２水準の速度を設定速度とした。ここで、実際の実験時の衝突速度は、図２の発射口に設置したレーザー式速度検出センサで測定しており、設定速度を３１５ｍ／ｓｅｃにした場合には３０５〜３１５ｍ／ｓｅｃ、設定速度を４１５ｍ／ｓｅｃにした場合には４０６〜４０９ｍ／ｓｅｃであった。

図３から図８は、高速衝突実験後の各試験体１、３の表面１ａ、３ａ、裏面１ｂ、３ｂ、厚さ方向に切断した切断面の状況を衝突速度毎に示している。また、各図中の貫入深さ及び裏面剥離深さは、各々の深さの最大値である。さらに、表面破壊直径と裏面剥離直径は、破壊面の最大長さ、最小長さ及び中間程度の長さの測定値を平均して求めた値である。

まず、図３から図５に示すように、衝突速度が３１５ｍ／ｓｅｃの場合には、ＰＬＡＩＮのみが裏面剥離した。そして、表面破壊直径は、ＰＬＡＩＮ＞ＰＰ１０＞Ｐ５Ｔ５の順に小さくなり、ＰＰ短繊維とＰＥＴ短繊維を併用したＰ５Ｔ５の有効性が確認された。すなわち、ＰＰ短繊維とＰＥＴ短繊維を併用することによって優れた耐衝撃性が得られることが確認された。

また、ＰＬＡＩＮ−Ｒ（鉄筋有）の裏面剥離は、鉄筋２によって剥離片の脱落が辛うじて防止されたが、裏面剥離深さと直径はＰＬＡＩＮ−Ｎ（鉄筋無）よりも若干小さくなる程度であった。ＰＰ１０−Ｎ、ＰＰ１０−Ｒ、Ｐ５Ｔ５−Ｎ、Ｐ５Ｔ５−Ｒでは、板内部から裏面近くまで斜め方向にひび割れが生じており、ＰＰ１０とＰ５Ｔ５における鉄筋補強の効果は明確に認められなかった。

次に、図６から図８に示すように、衝突速度が４１５ｍ／ｓｅｃの場合には、Ｐ５Ｔ５−Ｒ以外の試験体はすべて裏面剥離が確認された。また、表面破壊直径は、ＰＬＡＩＮ＞ＰＰ１０＞Ｐ５Ｔ５の順に小さく、且つ、鉄筋補強によってより小さくなった。この結果から、ＰＰ短繊維とＰＥＴ短繊維を併用したＰ５Ｔ５の有効性、すなわち、ＰＰ短繊維とＰＥＴ短繊維を併用することによって優れた耐衝撃性が得られることが確認された。さらに、鉄筋補強は、ＰＬＡＩＮ、ＰＰ１０、Ｐ５Ｔ５における裏面剥離深さを低減させる効果を発揮することが確認された。

次に、局部破壊の評価を行った結果について説明する。まず、図９は、表面破壊直径と貫入深さの関係を示した図である。なお、この図９と後述の図１０には、ＰＬＡＩＮ−Ｎ，ＲとＰＰ１０−Ｎを用い、衝突速度２１５ｍ／ｓｅｃで行った実験結果（別実験１の結果）、及びＰＥＴ短繊維を１．０体積％混入した試験体（以下、ＰＥＴ１０−Ｎという）を用い、衝突速度２１５ｍ／ｓｅｃと３１５ｍ／ｓｅｃで行った実験結果を併せて示している。

ここで、普通強度コンクリート（圧縮強度２５．８Ｎ／ｍｍ^２）を用いて本実験と同様に実験を行った研究（別実験２）によると、表面破壊直径（Ｃｄ）と貫入深さ（ｔｓ）にはＣｄ＝５．１１ｔｓの関係がある。そして、圧縮強度が（別実験２）と若干異なるが、ＰＬＡＩＮとＰＥＴ１０は概ねＣｄ＝５．１１ｔｓで近似されている。

これに対し、ＰＰ１０とＰ５Ｔ５の結果を線形回帰するとＣＤ＝３．５４ｔｓとなり、ＰＬＡＩＮとＰＥＴ１０に比べて表面破壊直径が約３割低減することが確認された。また、Ｐ５Ｔ５とＰＥＴ１０の比較から、ＰＰ短繊維のように細径繊維が表面破壊直径の低減に有効であることが確認された。

次に、図１０は、表面剥離直径と裏面剥離深さの関係を示した図である。無筋の普通強度コンクリート板（板厚６０〜９０ｍｍ）の裏面剥離直径は２２５ｍｍ程度になる。これに対し、本実験では、ＰＬＡＩＮが２２５ｍｍ以上、ＰＰ１０とＰ５Ｔ５が２２５ｍｍ以下となり、短繊維補強による裏面剥離直径の低減効果が認められた。

また、鉄筋補強によって裏面剥離深さが低減されている。本実験の鉄筋コンクリート板には衝突面側と裏面側に鉄筋が格子状に配されており、鉄筋格子の交点が剛飛翔体の衝突軸上にあった。このため、鉄筋コンクリート板の裏面剥離深さが無筋コンクリート板よりも低減する効果は、鉄筋格子によって裏面側に生じる局部的な変形が抑制された可能性や鉄筋格子の交点が不連続点となって応力波が干渉された可能性などによるものと考えられ、また、これらの複合的な作用によるものと考えられる。

よって、上記の通り、短繊維補強と鉄筋補強による局部破壊の抑止効果を把握するために、コンクリート板に対する高速衝突実験を実施した結果、裏面剥離の抑止に対する短繊維補強の有効性が実証された。また、鉄筋補強は主に裏面剥離深さの低減に有効であった。そして、細径繊維（ＰＰ）と太径繊維（ＰＥＴ）を併用して短繊維補強し、且つ鉄筋補強すると、裏面剥離の抑止効果がさらに高くなることが確認された。

したがって、本実施形態の耐衝撃構造においては、コンクリートの圧縮強度が２５Ｎ／ｍｍ^２以上、且つ曲げじん性係数が１．８Ｎ／ｍｍ^２以上である繊維補強コンクリートを用いることによって、裏面剥離の抑止効果（裏面剥離や貫通の局部破壊を抑止する効果）を得ることが可能になる。

よって、本実施形態の耐衝撃構造によれば、飛来物の衝突などによって裏面側にコンクリート片等が飛散し、構造物内部に存在する人や設備、物品等に被害が及ぶことを防止することが可能になる。また、繊維補強していないコンクリートを使用した場合と比較して、短繊維補強コンクリートを使用することにより、コンクリート構造体の部材寸法を小さくでき、資源の有効活用を図ることも可能になる。

また、繊維径が０．０１〜１．５ｍｍ、繊維長さが５〜３０ｍｍ、引張強度が２９０Ｎ／ｍｍ^２以上の繊維を、混入率が３．０体積％以下となるようにコンクリートに混入して繊維補強コンクリート（耐衝撃構造）を形成することで、また、その表面に高さが０．０５ｍｍ以上、繊維長さ方向の幅が１ｍｍ以上の凹凸加工を施した繊維を用いることで、より確実に裏面剥離の抑止効果を得ることが可能になる。

さらに、細径の第１繊維と太径の第２繊維の２種類の繊維をコンクリートに混入して繊維補強コンクリート（耐衝撃構造）を形成すると、また、繊維径が０．０１〜０．１ｍｍ、繊維長さが１０〜２０ｍｍ、引張強度が２９０Ｎ／ｍｍ^２以上で、混入率が０．５〜１．２体積％となるように第１繊維をコンクリートに混入し、繊維径が０．５〜１．５ｍｍ、繊維長さが２０〜３０ｍｍ、引張強度が２９０Ｎ／ｍｍ^２以上で、混入率が０．５〜３．０体積％となるように第２繊維をコンクリートに混入すると、優れた耐衝撃性を得ることが可能になる。
また、第１繊維の細径繊維を用いることで、衝突面の破壊（表面破壊直径）を低減することが可能になる。

また、繊維補強コンクリートを板状に成形し、内部に格子状に鉄筋を埋設して構成すると、裏面剥離深さを低減することが可能になる。すなわち、裏面剥離の抑止効果をさらに高めることが可能になる。また、板状の繊維補強コンクリートの内部の表面側と裏面側にそれぞれ、格子状に鉄筋を埋設して構成すると、さらに、板状の繊維補強コンクリートの内部に埋設される鉄筋のかぶり厚さを、外側に配される鉄筋の直径の２倍または４０ｍｍのうちの小さい方の値以上、且つ板厚の２０％以下とすると、より確実に裏面剥離の抑止効果を高めることができる。

また、格子状に配筋された鉄筋の縦筋と横筋のそれぞれに関し、鉄筋比がｐ＝ａ×（ｔ×ｓ）≧０．００８（ｐは鉄筋比（但し、ｐ≦０．０５）、ｔは板厚、ｓは鉄筋の間隔、ａはｔ×ｓの範囲にある鉄筋の断面積を示す）を満たすように構成すると、さらに確実に裏面剥離の抑止効果を高めることができる。されていることがさらに望ましい。

以上、本発明に係る耐衝撃構造の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１試験体（無筋コンクリート板：耐衝撃構造）
１ａ表面（衝突面）
１ｂ裏面
２鉄筋
２ａ縦筋
２ｂ横筋
３試験体（鉄筋コンクリート板：耐衝撃構造）
３ａ表面（衝突面）
３ｂ裏面
４高圧空気式飛翔体発射装置
５圧縮器
６増圧器
７エアチャンバー
８発射管

Claims

コンクリートに繊維を混入した繊維補強コンクリートを用いて形成される耐衝撃構造であって、
前記繊維補強コンクリートは、コンクリートの圧縮強度が２５Ｎ／ｍｍ^２以上、且つ曲げじん性係数が１．８Ｎ／ｍｍ^２以上であることを特徴とする耐衝撃構造。
請求項１記載の耐衝撃構造において、
前記繊維補強コンクリートは、繊維径が０．０１〜１．５ｍｍ、繊維長さが５〜３０ｍｍ、引張強度が２９０Ｎ／ｍｍ^２以上の前記繊維を、混入率が３．０体積％以下となるようにコンクリートに混入してなることを特徴とする耐衝撃構造。
請求項１または請求項２に記載の耐衝撃構造において、
前記繊維は、その表面に高さが０．０５ｍｍ以上、繊維長さ方向の幅が１ｍｍ以上の凹凸加工を施して形成されていることを特徴とする耐衝撃構造。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の耐衝撃構造において、
第１繊維と第２繊維の２種類の繊維を単独で、あるいは双方ともにコンクリートに混入してなり、
前記第１繊維は、繊維径が０．０１〜０．１ｍｍ、繊維長さが１０〜２０ｍｍ、引張強度が２９０Ｎ／ｍｍ^２以上で、混入率が０．５〜１．２体積％となるようにコンクリートに混入され、
前記第２繊維は、繊維径が０．５〜１．５ｍｍ、繊維長さが２０〜３０ｍｍ、引張強度が２９０Ｎ／ｍｍ^２以上で、混入率が０．５〜３．０体積％となるようにコンクリートに混入されることを特徴とする耐衝撃構造。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の耐衝撃構造において、
前記繊維が鋼、セルロース、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリビニルアルコールのいずれかで形成され、
前記繊維補強コンクリートは、単独あるいは複数種の前記繊維をコンクリートに混入してなることを特徴とする耐衝撃構造。
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の耐衝撃構造において、
前記繊維補強コンクリートを板状に成形して構成されるとともに、
板状の前記繊維補強コンクリートの内部に、表面に対して平行に、且つ格子状に鉄筋を埋設して構成されていることを特徴とする耐衝撃構造。
請求項６記載の耐衝撃構造において、
前記板状の繊維補強コンクリートの内部の表面側と裏面側にそれぞれ、格子状に鉄筋を埋設して構成されていることを特徴とする耐衝撃構造。
請求項６または請求項７に記載の耐衝撃構造において、
格子状に配筋された鉄筋の縦筋と横筋のそれぞれに関し、鉄筋比が下記の式を満たすように構成されていることを特徴とする耐衝撃構造。
ｐ＝ａ×（ｔ×ｓ）≧０．００８
ここに、ｐは鉄筋比（但し、ｐ≦０．０５）、ｔは板厚、ｓは鉄筋の間隔、ａはｔ×ｓの範囲にある鉄筋の断面積を示す。
請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の耐衝撃構造において、
前記板状の繊維補強コンクリートの内部に埋設される鉄筋のかぶり厚さを、外側に配される鉄筋の直径の２倍または４０ｍｍのうちの小さい方の値以上、且つ板厚の２０％以下とすることを特徴とする耐衝撃構造。