JP2884465B2

JP2884465B2 - Ｆｒｐ補強材の端末定着構造

Info

Publication number: JP2884465B2
Application number: JP5346980A
Authority: JP
Inventors: 浩木村
Original assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1999-04-19
Anticipated expiration: 2014-04-19
Also published as: JPH07189427A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高強度高弾性繊維と熱硬
化性樹脂を複合化した連続体からなる補強材（以下ＦＲ
Ｐ補強材と称す）の端末定着構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその技術的課題】コンクリートはひび
割れを起しやすい性状を有しており、これを防止するた
めコンクリート中に鉄筋や鋼材を埋設して補強を図って
いるが、さらに補強効果を高めるためプレストレストコ
ンクリート法が採用されている。このプレストレストコ
ンクリ−ト法は、予め補強材に所定の緊張力を与えてお
き、そこへコンクリ−トを打設し、コンクリ−トが養成
した後に補強材の緊張を解放することにより、コンクリ
ートと補強材の付着力、補強材の緊張力によってコンク
リートにプレストレスを導入し、コンクリートを強化す
るものである。従来、このプレストレストコンクリ−ト
用の補強材として鋼線ないし鋼撚り線が使用されていた
が、重量、耐食性および磁性などの面で問題があった。
そのためこのような鋼系補強材に代えてＦＲＰ補強材が
開発されており、係る補強材は軽量であるため運搬や配
筋の作業性の向上を図り得るほか、耐食性もすぐれてい
るため耐塩害構造物に適し、また非磁性であるため非磁
性構造物に適しており、適用が拡大される傾向にある。

【０００３】このＦＲＰ補強材をプレストレストコンク
リートに用いる場合、当然のこととして一定の緊張力を
与えるための端末定着体が必要である。この端末定着構
造としては、鋼線ないし鋼撚り線からなる補強材に採用
されているクサビ方式が考えられるが、この方式をＦＲ
Ｐ補強材にそのまま適用すると、コーンやスリーブから
加わる圧縮作用により高強力低伸度繊維の剪断切れ現象
が生じて所定の定着力が得られない。この対策として種
々のものが提案されており、代表的なものとしては樹脂
充填ソケット方式がある。これは鋼製ソケットにＦＲＰ
補強材の端部を挿入し、ソケット内面とＦＲＰ補強材外
面との間隙に熱硬化性樹脂を流し込み、樹脂を硬化反応
させてソケットとＦＲＰ補強材を一体化するものであ
り、樹脂の充填効果と接着効果により比較的高い定着性
が得られる利点がある。しかしながら、この方式は熱硬
化性樹脂の調合や温度管理に手間がかかるとともに、樹
脂の硬化には通常６時間程度を要するため加工コストが
高くなる点、さらにソケットを使用するため定着体の外
径寸法が大きくなり、コンクリ−ト断面に対して密に配
筋しようとすると、ソケット同士がせり合うため配筋密
度をあまり高くできないという点に不具合があった。

【０００４】そこで本出願人は、特公平３−３１８３２
号公報において、ＦＲＰ補強材の端部所要域表面に円筒
状の樹脂製緩衝層を設け、これをクサビ止めする方法を
提案した。この先行技術は樹脂製緩衝層がクサビの挟圧
に対し緩衝の作用をするため、ＦＲＰ補強材の剪断切れ
が防止されするとともに、ＦＲＰ補強材との接着面積が
向上するため定着荷重が向上する。したがって、短時間
の定着にはそれなりの効果があると考えられるが、長時
間の安定した定着が難しいという点に大きな問題があっ
た。すなわち、プレストレストコンクリ−トにおけるコ
ンクリ−トの養生時間は、通常の場合１２時間〜２４時
間程度に及び、その間はＦＲＰ補強材の緊張を一定に保
持しておくことが必要である。したがって、少なくとも
養生期間中はクサビによる安定した定着状態が維持され
ていなければならないわけである。しかし、ＦＲＰ補強
材は高強度、高弾性繊維に熱硬化性樹脂を含浸し、その
含浸熱硬化性樹脂を硬化させて所定断面形状、所定外径
寸法に成形したものである。したがって、用いる繊維の
種類によって引張り特性が異なるが、弾性係数は概ね４
０００〜１５０００ｋｇｆ／ｍｍ²の範囲にあり、鋼線
ないし鋼撚り線の場合の２００００〜２１０００ｋｇｆ
／ｍｍ²と比べて著しく小さい。そのため両者に同じ緊
張力を与えた場合、ＦＲＰ補強材においては鋼線ないし
鋼撚り線と比べて歪が大きくなり、クサビの口元部分に
応力が集中し、過大な集中応力部分が生ずる。これは先
行技術においても同様であり、上記の理由でクサビ先端
部に位置する樹脂製緩衝層に集中応力が作用するため、
連続緊張下では樹脂性緩衝層の応力集中部が破壊され、
その破壊によって応力集中部がクサビ口元より先の樹脂
性緩衝層に移動し、同様にこの部分が破壊され、さらに
樹脂性緩衝層の破壊が時間の経過とともにクサビ全域へ
と徐々に拡大進行する。そのためこうしたいわゆる遅れ
破壊現象により樹脂製緩衝層は破壊され、終局状態では
クサビからＦＲＰ補強材がすべり出し、定着力が喪失す
るという不具合があったものである。

【０００５】本発明は前記のような問題点を解消するた
めに創案されたもので、その目的とするところは補強材
の任意位置を定着でき作業性もよいクサビ式の利点を生
かしつつ、遅れ破壊を生じさせず２４時間以上のコンク
リート養生時間の間安定した定着状態を保持することが
できるＦＲＰ補強材の端末定着構造を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、複数のクサビ列を使用しかつ各クサビ角度を
一様とせず段階的に変化させて定着を図るようにしたも
のである。すなわち本発明は、高強度高弾性繊維と熱硬
化性樹脂の複合体からなるＦＲＰ補強材に外装されたク
サビスリーブと、クサビスリーブ後部に連結されるカプ
ラーと、クサビスリーブと組をなし前記カプラー内に配
された弾性体によりＦＲＰ補強材とクサビスリーブ間に
押込まれるクサビとを備えた第１定着具の後方に、カプ
ラー連結用のねじを有するクサビスリーブと、該クサビ
スリーブの後方に連結されるカプラーと、クサビスリー
ブと組をなしカプラーの内部に配された弾性体によりＦ
ＲＰ補強材とクサビスリーブ間に押込まれるクサビとを
有する１つ以上の定着具を直列に設けてなり、前記クサ
ビのテーパ角α₁とこれより後方のクサビのテーパ角αn
がα₁＜αnの関係となっている構成としたことを特徴と
している。後続の定着具は通常２〜４個であるが、場合
によってはそれ以上であってもよい。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明
する。図１と図２は、本発明によるＦＲＰ補強材の端末
定着構造の第１実施例すなわち定着具を直列３連式とし
た例を示し、図３と図４は本発明の第２実施例すなわ
ち、定着具を直列２連式とした実施例を示している。各
実施例において、Ａは定着すべきＦＲＰ補強材であり、
第１実施例において、Ｘ₁は第１定着具、Ｘ₂は第２定着
具、Ｘ₃は第３定着具である。また第２実施例におい
て、Ｘ₁は第１定着具、Ｘ₂は第２定着具である。

【０００８】詳述すると、ＦＲＰ補強材Ａは高強度、高
弾性繊維に熱硬化性樹脂を含浸させその熱硬化性樹脂を
硬化させて、所定断面形状、外径寸法の連続体としたも
のであり、図５(a)(b)(c)は本発明で定着対象とするＦ
ＲＰ補強材を例示している。図５(a)の例においては、
複合線条体１を素線として複数本撚り合わせたストラン
ド構造からなっている。複合線条体１は、炭素繊維、ポ
リアラミド繊維、炭化珪素繊維などの高強力低伸度特性
を備えた極細長繊維を多数本集合したヤーンに、エポキ
シ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂な
どの熱硬化性樹脂を所定量含浸させ、賦形ダイスで成形
と余剰樹脂を除去した後、ヤーンの表面にタルク等の粉
末乾燥剤を塗布して表面を乾燥させ、その外周にポリエ
ステル、ナイロン等の合成繊維または高強力低伸度繊維
の繊維を巻き付けあるいは編組等により被覆を施してな
るものである。そして、この複合線条体１の複数本を撚
合機に通して所要のピッチと撚り方向で撚合し、この状
態で熱処理して含浸熱硬化性樹脂を硬化させたものであ
る。図５(b)の例は、図５(a)で得たＦＲＰ補強材Ａ'の
端部所要長さにわたって、エポキシ樹脂などの熱硬化性
樹脂(これを主体として補強用繊維を混入した複合樹脂
を含む)からなる円筒状の緩衝層７を設けたものであ
る。図５(c)の例は、図５(a)に示すＦＲＰ補強材Ａ'を
複数本抱合せ束にし、その所要長さにわたって、エポキ
シ樹脂などの熱硬化性樹脂(これを主体として補強用繊
維を混入した複合樹脂を含む)からなる円筒状の緩衝層
７を設け、マルチストランド型補強材としたものであ
る。図５(a)の例では複合線条体１は７本使用され、１
×７構造となっているが、これに限定されるものではな
く、また図５(c)はＦＲＰ補強材Ａ'を３本使用している
が、これに限定されるものではない。

【０００９】第１実施例においては、ＦＲＰ補強材Ａと
して図５(a)の構造のものが用いられており、第１定着
具Ｘ₁と第２定着具Ｘ₂および第３定着具Ｘ₃は、それぞ
れクサビスリーブ３ａ，３ｂ，３ｃと、これと組をなす
クサビ４ａ，４ｂ，４ｃと、クサビスリーブ３ａ，３
ｂ，３ｃを直列に連結しかつ内蔵した弾性体６ａ，６
ｂ，６ｃによりクサビ４ａ，４ｂ，４ｃを押圧するため
のカプラー５ａ，５ｂ，５ｃとを有している。前記クサ
ビスリーブ３ａ，３ｂ，３ｃと、クサビ４ａ，４ｂ，４
ｃおよびカプラー５ａ，５ｂ，５ｃは鋼など機械的強度
の高い材料で構成されている。各クサビスリーブ３ａ，
３ｂ，３ｃは外径側が直筒状をなし、ＦＲＰ補強材Ａの
端部から遠ざかる位置の第１クサビスリーブ３ａは後端
部外周に雄ねじ３３が設けられており、第２クサリスリ
ーブ３ｂと第３クサビスリーブ３ｃには前端部外周と後
端部外周にそれぞれ雄ねじ３２、３３が設けられてい
る。

【００１０】第１カプラー５ａないし第３カプラー５ｃ
は、好ましくは回動操作容易にするため外形が多角形と
なっているか少なくとも１組の平行面を有している。ま
た、少なくとも第１カプラー５ａと第２カプラー５ｂに
は、第１クサビスリーブ３ａと第２クサビズリーブ３ｂ
の端面と当接可能な段部を有せしめるように前端部と後
端部に雌ねじ５０，５１が設けられている。そして、後
端部に近い位置には弾性体６ａ，６ｂ，６ｃの支持座と
して内フランジ５２が設けられている。この実施例では
第３カプラー５ｃは後端部に雌ねじを有さず内フランジ
５２で終わるキャップ状を呈しているが、これに限定さ
れず第１カプラー５ａや第２カプラー５ｂと同じもので
あってもよい。弾性体６ａ，６ｂ，６ｃは物性として可
縮性を有するものが選択され、簡便にはコイルスプリン
グや皿バネ類が用いられる。

【００１１】第１クサビ４ａと第２クサビ４ｂと第３ク
サビ４ｃは、それぞれ組をなすクサビスリーブ３ａ，３
ｂ，３ｃのテーパ孔３１ａ，３１ｂ，３１ｃ内に装着さ
れ、弾性体６ａ，６ｂ，６ｃにより軸方向に押圧され、
それぞれの内径面４０をもってＦＲＰ補強材Ａと密接す
る。第１クサビ４ａないし第３クサビ４ｃは軸方向と直
角の断面が円弧状をなし半径方向で所定のクリアランス
を有するように分割された複数割(２つ割り、３つ割り
など)からなっているが、いずれの場合にも内径面４０
に微細な凹凸を有しており、また、図７(a)(b)(c)のよ
うに外径側が後端に向かうほど肉厚が増したテーパ面４
１ａ，４１ｂ,４１ｃとなっている。一方、前記第１ク
サビスリーブ３ａないし第３クサビスリーブ３ｃは、内
径側に図６(a)(b)(c)で示すようにそれぞれ長手方向一
端から他端に向かって拡開したテーパ孔３１ａ，３１
ｂ，３１ｃが貫設されている。各テーパ孔３１ａ，３１
ｂ，３１ｃの最小径(口元径)はＦＲＰ補強材Ａの外径と
同等以上となっていることが必要である。前記テーパ孔
３１ａ，３１ｂ，３１ｃのテーパ角α₁，α₂，α₃は、
組をなすクサビ４ａ，４ｂ，４ｃのテーパ角α₁，α₂，
α₃とそれぞれ一致しているが、本発明は、これら第１
クサビスリーブ３ａと第１クサビ４ａのテーパ角α
₁と、第２クサビスリーブ３ｂと第２クサビ４ｂのテー
パ角α₂、第３クサビスリーブ３ｃと第３クサビ４ｃの
テーパ角α₃を同等とせず、クサビ列の口元から端部に
向かって大きくなるような関係としている。すなわち、
α₁＜α₂＜α₃の段階的関係となるように構成してい
る。

【００１２】これは、ＦＲＰ補強材Ａを緊張したときに
緊張力に相当する定着力を各クサビ４ａ，４ｂ，４ｃに
等分配させ、クサビ一個毎に負担すべき定着力を小さく
するとともに、各クサビ先端部に発生する集中応力を低
減するためである。前記角度はＦＲＰ補強材Ａの径、構
造、摩擦係数、クサビの材質、長さななどによって適宜
設定すればよいが、α₁とα₂の相対角度差(α₂−α₁）
はあまりこれがが大きいと上記効果を達成することがで
きないため、通常の場合１°〜４°が好ましい。また、
第１実施例(３連式)の場合、α₂とα₃相対角度差(α₃−
α₂）はα₁とα₂の相対角度差と同等であってもよい
が、十分な定着力を発揮させる点からは(α₂−α₁）≠
(α₃−α₂）でかつ(α₂−α₁）＜(α₃−α₂）とするこ
とが好ましい。各弾性体６ａ，６ｂ，６ｃは緊張初期に
おけるクサビとＦＲＰ補強材間の摩擦力を高るめために
若干クサビの押圧力を得るだけでよいため、ばね定数は
小さくてよい。そのばね定数は弾性体６ａ，６ｂ，６ｃ
で同等であってもよいし、段階的に異なっていてもよ
い。

【００１３】第一実施例においては、端末定着体は次の
ように構成されている。すなわち、第１クサビスリーブ
３ａにＦＲＰ補強材Ａを貫通させ、第１クサビスリーブ
３ａのテーパ孔３１ａに第１クサビ４ａを挿入し、第１
クサビ４ａの後端面に弾性体６ａを当接させた状態で第
１カプラー５ａの雌ねじ５０を第１クサビスリーブ３ａ
の雄ねじ３３に螺合しており、これにより第１クサビ４
ａは内フランジ５２を介して弾性体６ａが押圧されるた
め第１クサビ４ａは第１クサビスリーブ３ａのテーパ孔
３１ａに進出し、テーパ角α₁に対応するくさび効果に
より内径面４０をもってＦＲＰ補強材Ａに接触する。そ
して、前記第１カプラー５ａの後端部の雌ねじ５１には
第２クサビスリーブ３ｂが雄ねじ３２をもって螺合さ
れ、この第２クサビスリーブ３ｂのテーパ孔３１ｂに第
２クサビ４ｂが挿入され、この背後に弾性体６ｂを配し
た状態で第２カプラー５ｂの先端側雌ねじ５０を第２ク
サビスリーブ３ｂ螺合させることにより第２クサビ４ｂ
は押圧され、テーパ角α₂に対応するくさび作用でＦＲ
Ｐ補強材Ａに接触する。そして、第２カプラー５ｂの後
端側雌ねじ５１には第３クサビスリーブ３ｃが雄ねじ３
２をもって螺合され、この第３クサビスリーブ３ｃのテ
ーパ孔３１ｃに第３クサビ４ｃが挿入され、この背後に
弾性体６ｃを配した状態で第３カプラー５ｃの先端側雌
ねじ５０を第２クサビスリーブ３ｃに螺合させることに
より第３クサビ４ｃは押圧され、テーパ角α₃に対応す
るくさび作用でＦＲＰ補強材Ａに接触する。

【００１４】第２実施例においては、ＦＲＰ補強材Ａと
して図５(b)の構造のものが使用されており、第１定着
具Ｘ₁と第２定着具Ｘ₂は、それぞれクサビスリーブ３
ａ，３ｂと、これと組をなすクサビ４ａ，４ｂと、クサ
ビスリーブ３ａ，３ｂを直列に連結しかつ内蔵した弾性
体６ａ，６ｂによりクサビ４ａ，４ｂを押圧するための
カプラー５ａ，５ｂとを有している。第１クサビスリー
ブ３ａと第２クサビスリーブ３ｂのテーパ孔３１ａ，３
１ｂは口元直径が緩衝層７の外径と同等以上となってい
る。そして、テーパ孔３１ａと組をなすクサビ４ａのテ
ーパ角α₁は対応しており、テーパ孔３１ｂとこれと組
をなすクサビ４ｂのテーパ角α₂も対応しており、かつ
α₁＜α₂の関係にある。これらについては第１実施例と
同様である。この第２実施例における端末定着構造は次
のとおりである。すなわち、第１クサビスリーブ３ａに
ＦＲＰ補強材Ａの緩衝層７を貫通させ、第１クサビスリ
ーブ３ａのテーパ孔３１ａに第１クサビ４ａを挿入し、
第１クサビ４ａの後端面に弾性体６ａを当接させた状態
で第１カプラー５ａの雌ねじ５０を第１クサビスリーブ
３ａの雄ねじ３３に螺合しており、これにより第１クサ
ビ４ａは内フランジ５２を介して弾性体６ａが押圧され
るため第１クサビ４ａは第１クサビスリーブ３ａのテー
パ孔３１ａに進出し、テーパ角α₁に対応するくさび効
果により内径面４０をもって緩衝層７に接触する。そし
て、前記第１カプラー５ａの後端部の雌ねじ５１には第
２クサビスリーブ３ｂが雄ねじ３２をもって螺合され、
この第２クサビスリーブ３ｂのテーパ孔３１ｂに第２ク
サビ４ｂが挿入され、この背後に弾性体６ｂを配した状
態で第２カプラー５ｂの先端側雌ねじ５０を第２クサビ
スリーブ３ｂ螺合させることにより第２クサビ４ｂは押
圧され、テーパ角α₂に対応するくさび作用で緩衝層７
に接触する。他の構造は第１実施例と同様であるから、
同じ部分に同じ符号を付して説明は省略する。

【００１５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、定着具が４組以上の場合を含む。この場合
テーパ角の関係は前記実施例と同様にα₁＜α₂＜α₃＜
αｎ−１＜αｎとすることはいうまでもない。また、第
１実施例を図５(b)(c)の構造のＦＲＰ補強材Ａに適用
し、第２実施例を図５(a)の構造のＦＲＰ補強材Ａに適
用することができるのも当然である。また、第１実施例
において、場合によっては第３カプラー５ｃを省略し、
第３クサビ４ｃをたがねや金づちに類する工具によって
打ち込むようにしてもよい。

【００１６】

【実施例の作用】次に本発明の実施例の作用を説明す
る。本発明の端末定着構造はプレストレストコンクリー
ト用の型枠にＦＲＰ補強材Ａを貫通させた状態で両端に
施すのを通例とする。しかし、場合によっては片端だけ
は予め工場などで出荷前に施しておいてもよい。第１実
施例においては、ＦＲＰ補強材Ａの端から遠い位置から
第１クサビスリーブ３ａ，第１カプラー５ａ、第２クサ
リスリーブ３ｂ、第２カプラー５ｂ、第３クサビスリー
ブ３ｃ、第３カプラー５ｃが直列に連結されている。そ
して、第１クサビスリーブ３ａ内の第１クサビ４ａが第
１カプラー５ａに支持された弾性体６ａによって、第２
クサビスリーブ３ｂ内の第２クサビ４ｂが第２カプラー
５ｂ内の弾性体６ｂによって、また第３クサビスリーブ
３ｃ内の第３クサビ４ｃが第３カプラー５ｃ内の弾性体
６ｃによってそれぞれ後方から押圧される。第１クサビ
４ａないし第３クサビ４ｃはそれぞれ複数割りとなって
いるため、隣接する単位クサビ片同士の間隔を狭めるよ
うにしてそれぞれ組をなす第１クサビスリーブ３ａない
し第３クサビスリーブ３ｃ内へ押込まれ、各々内径面４
０によりＦＲＰ補強材Ａと密に接触する。第２実施例に
おいては、ＦＲＰ補強材Ａの端から遠い位置から第１ク
サビスリーブ３ａ，第１カプラー５ａ、第２クサリスリ
ーブ３ｂ、第２カプラー５ｂが直列に連結されている。
そして、第１クサビスリーブ３ａ内の第１クサビ４ａが
第１カプラー５ａに支持された弾性体６ａによって、第
２クサビスリーブ３ｂ内の第２クサビ４ｂが第２カプラ
ー５ｂ内の弾性体６ｂによってそれぞれ後方から押圧さ
れる。第１クサビ４ａと第２クサビ４ｂはそれぞれ複数
割りとなっているため、隣接する単位クサビ片同士の間
隔を狭めるようにしてそれぞれ組をなす第１クサビスリ
ーブ３ａと第３クサビスリーブ３ｂ内へ押込まれ、各々
内径面４０によりＦＲＰ補強材外周の円筒状緩衝層７と
密に接触する。プレストレストコンクリートを得るにあ
たっては、この状態でＦＲＰ補強材Ａ緊張手段により緊
張する。これは図１０に例示するような方法をとればよ
い。すなわち、図１０(a)は最後部のカプラー(この例で
は第２実施例に適用したため第2カプラー5b)に緊張用カ
プラー８を螺合などの方法で取付け、この緊張用カプラ
ー８にテンションバー９を連結してジャッキ等で牽引す
るようにしたものである。図１０(b)は最後部のカプラ
ー(この例では第2カプラー5b)に直接牽引力を付与する
ようにしたもので、最後部のカプラーに延長部５３を設
け、これにテンションバー９を連結して牽引するように
したものである。図１０(c)は第１カプラー５ａの前端
面に対する引掛け部８０を有する緊張用カプラー８を使
用し、これにテンションバー９を連結して牽引するよう
にしたものである。この例では緊張用カプラー８は２部
体８ａ，８ｂからなりそれらをボルト類で強固に連結す
るようにしている。これに代えて後側部体８ｂに雌ねじ
を設け、これを前側部体８ａの外周の雄ねじに螺合する
ようにしてもよいし、あるいはまた２部体８ａ，８ｂを
円周方向２つ割り構造としてもよい。また、緊張用カプ
ラー８を１つの筒体とし胴部にカプラー、クサビスリー
ブ、クサビを挿入する窓穴を設けてもよい。なお、緊張
方法は図１に示す第１実施例の場合も同様である。そし
ていずれにしても、緊張後、図１１のように止圧板１０
と第１クサビスリーブ３ａとの間にスペーサ１１をセッ
トし、ジャッキアップを開放すればよく、これで緊張力
が付与される。

【００１７】前記のような方法でアッセンブリー体を牽
引すれば、複数組のカプラーとクサビスリーブとが直列
につながっているため、第１クサビ４ａないし第３クサ
ビ４ｃ(第１実施例)、第１クサビ４ａと第２クサビ４ｂ
(第2実施例)は、ＦＲＰ補強材Ａと一体になってそれぞ
れ組をなすクサビスリーブ３ａないし３ｃ(第２実施例
では3aと3b)に引き込まれ、同時にＦＲＰ補強材Ａ(第2
実施例では緩衝層７)を締め付ける。このようなクサビ
効果によって緊張力と釣り合う定着力がクサビに作用す
る。一般にクサビ方式の場合、クサビと接触している部
分のＦＲＰ補強材に作用する応力は口元側で高く端部側
で低いが、ＦＲＰ補強材Ａは伸びが大きいため口元側に
応力が集中してしまう特性がある。このため、単一のク
サビを用いた場合には、図９のようにクサビ口元部分Ｍ
に過大な集中応力σが作用し、それによりＦＲＰ補強材
やこれを外囲する緩衝層が破壊してしまう。しかし、本
発明においては複数のクサビを直列に配置しており、こ
のため、定着力が分散され、クサビ１個毎に負担すべき
定着力が小さくなる。しかも、その複数個のクサビのテ
ーパ角は同等でなく、ＦＲＰ補強材Ａの端末に向かうほ
ど段階的に大きくなるようにしている。すなわち、第１
実施例にあっては第１クサビ４ａないし第３クサビ４ｃ
のテーパ角をα₁＜α₂＜α₃とし、第２実施例では第１
クサビ４ａと第２クサビ４ｂテーパ角をα₁＜α₂として
いる。このようなテーパ角度関係とすることにより、各
クサビの口元付近の集中応力を低減することができる。
すなわち、クサビ角はこれが小さいと一定の引込み量に
対するＦＲＰ補強材Ａの締付け力は小さい。逆にいう
と、クサビ角が小さい場合ＦＲＰ補強材Ａを一定に締め
付けるときのクサビスリーブ内への引込み量が大きくな
る。従って、第１クサビ４ａのテーパ角α₁を第２クサ
ビ４ｂのテーパ角α₂より小さくしておけば、第１クサ
ビ４ａと第２クサビ４ｂ間でのＦＲＰ補強材Ａの伸びは
クサビスリーブ内への引込み量の大きな第１クサビ４ａ
による広い接触面積によって吸収されることになり、第
１クサビ４ａと第２クサビ４ｂに緊張力を分散して受け
持たせることができる。そして、同じ原理により第２ク
サビ４ｂと第３クサビ４ｃ間でのＦＲＰ補強材Ａの伸び
が第２クサビ４ｂによって吸収されるため、第２クサビ
４ｂと第３クサビ４ｃに緊張力を分散して受け持たせる
ことができる。このようにＦＲＰ補強材Ａの緊張力は３
個のクサビに分散されるため、緊張力に相当する定着力
は３個のクサびで分担され、１個ごとに負担する定着力
が低減されるため、図８のように各クサビの口元付近Ｍ
₁，Ｍ₂，Ｍ₃の集中応力σ₁，σ₂，σ₃を低減することが
でき、長時間の定着が可能となるものである。

【００１８】次に本発明の具体例を示すと以下のとおり
である。具体例１直径０.００７ｍｍ，フィラメント数１２，０００本の
高強度炭素繊維ヤ−ンにエポキシ樹脂を３５重量％含浸
し、プリプレグ化したものを複数本撚合し、外周にポリ
エステル繊維を巻き付けて素線を形成し、さらにこの素
線を心に１本、側に６本の構成で撚合し、最後に熱処理
してエポキシ樹脂を硬化して、外径１２．５ｍｍで１×
７のストランド構造を有するＦＲＰ補強材を得た。定着
構造は第1実施例を用いた。第1クサビスリ−ブないし第
3クサビスリーブは鋼製であり、外径はいずれも５５ｍ
ｍ、長さはいずれも７０ｍｍである。第１クサビないし
第３クサビは鋼製の３つ割りクサビを用い、いずれも内
径１２．２ｍｍ、長さ７０ｍｍであり、３つ割りの部分
はいずれも１．５ｍｍのクリアランスをとっている。ま
たいずれも内面にピッチ１．０ｍｍ、深さ０．４ｍｍの
凹凸を有している。第1クサビスリ−ブと第1クサビのテ
−パ−角α₁は４．５°、第２クサビスリーブと第2クサ
ビのテ−パ−角α₂は６．５°、第３クサビスリーブと
第３クサビのテ−パ−角α₃は１０°に設定した。第１
カプラーないし第３カプラーは鋼製で、外径６５ｍｍで
あり、クサビスリ−ブ間隔は第１、第２クサビ間と第
２、第３クサビ間のいずれも４０ｍｍとした。弾性体は
ばね定数が３kgf/ｍｍのコイルスプリングを使用した。
このクサビ列を用いて図１０に示す方法によりＦＲＰ補
強材の保証破断荷重１４，５００kgｆの６０％に相当す
る８，７００kgfで緊張し２４時間保持した。その結果
何ら異常がなく安定して定着することができた。

【００１９】具体例２ＦＲＰ補強材として、具体例１で使用したものと同じも
のを使用し、端部３００ｍｍにわたって２液混合型エポ
キシ樹脂を塗布し、直径１２．８ｍｍの円筒状緩衝層を
成形した。定着構造は第２実施例を用い、第１クサビ、
第２クサビの２連からなるクサビ列を構成した。第１，
第２クサビスリーブの外径はいずれも６０ｍｍ、長さは
いずれもそれぞれ１１０ｍｍである。第１クサビと第２
クサビはいずれも内径１２．４ｍｍ、長さ１１０ｍｍの
３つ割りタイプを使用した。第１クサビスリーブと第１
クサビのテーパ角α₁は４．５°、第２クサビスリーブ
と第２クサビのテーパ角α₂は７．５°とし、第１、第
２クサビスリーブ間隔を５０ｍｍとした。このクサビ列
を用いて同様にＦＲＰ補強材の保証破断荷重１４，５０
０ｋｇｆの６０％に相当する８，７００ｋｇｆで緊張
し、２４時間保持した。その結果何ら異常がなく安定し
て定着することができた。

【００２０】

【発明の効果】以上説明した本発明によるときには、複
数のクサビスリーブをカプラーにより連結し、各クサビ
スリーブ内にはクサビを装着しそれらをそれぞれカプラ
ーを支持面とする弾性体で押圧しており、しかも各クサ
ビの角度を一様とせず、クサビ列の口元から端部に向か
って段階的に大きくしている。このため、ＦＲＰ補強材
を緊張したときに、ＦＲＰ補強材の伸びが各クサビ間で
吸収され、緊張力に相当する定着力を各クサビに略等分
配することが可能となる。このためクサビ１個毎に負担
すべき定着力が小さくなるとともに、各クサビ先端部に
発生する集中応力を低減することができ、この結果、Ｆ
ＲＰ補強材の遅れ破壊が防止されるため、プレストレス
トコンクリ−トにおけるコンクリ−ト養生時間に相当す
る２４時間以上の連続緊張に耐え得る安定した定着を図
ることができるというすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＦＲＰ補強材の端末定着構造の第
１実施例を示す縦断側面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

【図３】本発明によるＦＲＰ補強材の端末定着構造の第
２実施例を示す側面図である。

【図４】本発明によるＦＲＰ補強材の端末定着構造の第
２実施例を示す部分切欠縦断側面図である。

【図５】本発明で適用されるＦＲＰ補強材を例示する断
面図である

【図６】本発明における第１クサビスリーブないし第３
クサビスリーブの断面図である。

【図７】本発明における第１クサビないし第３クサビの
断面図である。

【図８】本発明を採用した場合のＦＲＰ補強材に作用す
る集中応力の分布を示す線図である。

【図９】クサビスリーブとクサビを１組だけ使用した場
合のＦＲＰ補強材に作用する集中応力分布を示す線図で
ある。

【図１０】本発明における緊張方法を例示した部分切欠
側面図である。

【図１１】本発明における緊張力付与状態を示す側面図
である。

【符号の説明】

ＡＦＲＰ補強材Ｘ₁第１定着具Ｘ₂第２定着具Ｘ₃第３定着具３ａ，３ｂ，３ｃクサビスリーブ４ａ，４ｂ，４ｃクサビ５ａ，５ｂ，５ｃカプラー６ａ，６ｂ，６ｃ弾性体 α₁，α₂，α₃テーパ角

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高強度高弾性繊維と熱硬化性樹脂の複合体
からなるＦＲＰ補強材に外装されたクサビスリーブと、
クサビスリーブ後部に連結されるカプラーと、クサビス
リーブと組をなし前記カプラー内に配された弾性体によ
りＦＲＰ補強材とクサビスリーブ間に押込まれるクサビ
とを備えた第１定着具の後方に、カプラー連結用のねじ
を有するクサビスリーブと、該クサビスリーブの後方に
連結されるカプラーと、クサビスリーブと組をなしカプ
ラーの内部に配された弾性体によりＦＲＰ補強材とクサ
ビスリーブ間に押込まれるクサビとを有する１つ以上の
定着具を直列に設けてなり、前記クサビのテーパ角α₁
とこれより後方のクサビのテーパ角αnがα₁＜αnの関
係となっていることを特徴とするＦＲＰ補強材の端末定
着構造。
【請求項２】後続の定着具が２つであり、その２つの定
着具のクサビのテーパ角α₂，α₃と第１定着具のクサビ
のテーパ角α₁との関係がα₁＜α₂＜α₃となっている請
求項１に記載のＦＲＰ補強材の端末定着構造。
【請求項３】ＦＲＰ補強材の端末領域に緩衝層が外囲さ
れているものを含む請求項１または請求項２のいずれか
に記載のＦＲＰ補強材の端末定着構造。