JP3167845U

JP3167845U - FRP structure

Info

Publication number: JP3167845U
Application number: JP2011001072U
Authority: JP
Inventors: 清水　博文; 博文清水; 哲也熊田
Original assignee: Hirose and Co Ltd
Current assignee: Hirose and Co Ltd
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2011-03-01
Publication date: 2011-05-19
Anticipated expiration: 2021-03-01

Abstract

【課題】安価で高強度なＦＲＰ構造物を提供する。【解決手段】引抜成形ＦＲＰからなる形材、棒材及びパイプ材を構造材とする引抜成形ＦＲＰ構造物であって、構造の一部に、前記パイプ材にＦＲＰからなる内挿材を内挿して構成した二重構造部を有することを特徴とする、引抜成形ＦＲＰ構造物。【選択図】図１An inexpensive and high-strength FRP structure is provided. A pultruded FRP structure including a pultruded FRP shaped member, a bar, and a pipe as a structural material, wherein an interpolating material made of FRP is inserted into a part of the structure. A pultruded FRP structure, characterized in that it has a double structure part configured as described above. [Selection] Figure 1

Description

本考案は引抜成形ＦＲＰからなる構造材によって構成するＦＲＰ構造物に関する。 The present invention relates to an FRP structure constituted by a structural material made of pultruded FRP.

従来、橋梁や水路等の構造物は鋼製や鉄筋コンクリート製のものが一般的であった。
しかし、鋼や鉄筋コンクリートは重量があるため、大規模な下部構造が必要となり、構築にかかる費用が高価であった。また、鋼や鉄筋コンクリートは腐食して劣化するため、メンテナンスが必要であった。
このため、近年、ＦＲＰ材を用いた構造物が検討されている。 Conventionally, structures such as bridges and waterways are generally made of steel or reinforced concrete.
However, since steel and reinforced concrete are heavy, a large-scale substructure is required, and the construction cost is expensive. Moreover, since steel and reinforced concrete corrode and deteriorate, maintenance was necessary.
For this reason, in recent years, structures using FRP materials have been studied.

ＦＲＰ材は鋼や鉄筋コンクリートより軽量であり、施工現場への搬入が容易である。また、人力により容易に組み立てることができる。
また、ＦＲＰ材は軽量であるため、下部構造を簡略化することにより、構築にかかる費用が安価となる。
また、ＦＲＰ材は耐食性が高いため、海岸に設置する構造物であっても、メンテナンス費用が低減される。 The FRP material is lighter than steel and reinforced concrete, and is easy to carry into the construction site. Moreover, it can be easily assembled by human power.
In addition, since the FRP material is lightweight, the cost for construction is reduced by simplifying the lower structure.
Moreover, since FRP material has high corrosion resistance, even if it is a structure installed in a coast, a maintenance cost is reduced.

しかし、ＦＲＰ材を用いた構造物には、以下のような問題点もあるため、広く施工されるには至っていない。
（１）ＦＲＰ材は鋼や鉄筋コンクリートと比べて高価である。
（２）引抜成形ＦＲＰ材は異方性材料であるため、強軸方向に対して弱軸方向の強度が低い。 However, the structure using the FRP material has the following problems and has not been widely constructed.
(1) The FRP material is more expensive than steel and reinforced concrete.
(2) Since the pultruded FRP material is an anisotropic material, the strength in the weak axis direction is lower than the strong axis direction.

本考案は、安価で高強度な、引抜成形ＦＲＰを用いた構造物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a structure using a pultruded FRP that is inexpensive and has high strength.

上記の目的を達成するために、本願の第一考案は、引抜成形ＦＲＰからなる形材、棒材及びパイプ材を構造材とする引抜成形ＦＲＰ構造物であって、構造の一部に、前記パイプ材にＦＲＰからなる内挿材を内挿して構成した二重構造部を有することを特徴とする、引抜成形ＦＲＰ構造物を提供することを目的とする。
本願の第二考案は、第一考案の引抜成形ＦＲＰ構造物において、前記構造材どうしの接合はボルト接合とし、ボルト接合する前記構造材の少なくとも一方は前記二重構造部とすることを特徴とする、引抜成形ＦＲＰ構造物を提供することを目的とする。
本願の第三考案は、第一考案又は第二考案の引抜成形ＦＲＰ構造物において、前記パイプ材を引張材とすると共に、前記二重構造部を圧縮材としてトラス構造を構成することを特徴とする、引抜成形ＦＲＰ構造物を提供することを目的とする。
本願の第四考案は、第三考案の引抜成形ＦＲＰ構造物において、前記トラス構造はラチストラス構造であり、引張材である前記パイプ材と、圧縮材である前記二重構造部とは、前記パイプ材に、前記二重構造部の内部に配置する前記構造材が貫通した状態で交差することを特徴とする、引抜成形ＦＲＰ構造物を提供することを目的とする。 In order to achieve the above object, a first device of the present application is a pultruded FRP structure including a pultruded FRP, a bar, and a pipe as a structural material, and a part of the structure includes the pultruded FRP structure. It is an object of the present invention to provide a pultruded FRP structure characterized by having a double structure portion configured by inserting an insertion material made of FRP into a pipe material.
The second device of the present application is characterized in that in the pultruded FRP structure of the first device, the structural materials are joined to each other by bolt joining, and at least one of the structural materials to be bolt-joined is the double structure portion. An object of the present invention is to provide a pultruded FRP structure.
The third device of the present application is characterized in that in the pultruded FRP structure of the first device or the second device, the truss structure is formed by using the pipe material as a tension material and the double structure portion as a compression material. An object of the present invention is to provide a pultruded FRP structure.
The fourth device of the present application is the pultruded FRP structure of the third device, wherein the truss structure is a lattice structure, and the pipe material that is a tensile material and the double structure portion that is a compression material are the pipe An object of the present invention is to provide a pultruded FRP structure characterized in that the structure material arranged inside the double structure portion intersects with the material in a state of passing through the material.

本考案は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
（１）構造物の一部を圧縮や曲げ強度の高い二重構造部とすることにより、強固なＦＲＰ構造物とすることができる。
（２）応力が集中する接合部を二重構造部とすることにより、構造物をより強固にすることができる。
（３）パイプ材に内挿材を内挿して二重構造部を構成するため、パイプ材により外観の統一されたＦＲＰ構造物とすることができる。
（４）引抜成形ＦＲＰからなるパイプ材を引張材、二重構造部を圧縮材としてトラス構造とすることにより、ＦＲＰの使用量が少なく、安価なＦＲＰ構造物を構築することができる。 The present invention can obtain at least one of the following effects by means for solving the above-described problems.
(1) By making a part of the structure a double structure part having high compression and bending strength, a strong FRP structure can be obtained.
(2) By making the joint where stress is concentrated a double structure, the structure can be made stronger.
(3) Since the double structure part is configured by interpolating the insertion material into the pipe material, it is possible to obtain an FRP structure whose appearance is unified by the pipe material.
(4) By using a truss structure with the pipe material made of pultruded FRP as the tensile material and the double structure portion as the compression material, the amount of FRP used is small and an inexpensive FRP structure can be constructed.

本考案のＦＲＰ構造物の斜視図Perspective view of FRP structure of the present invention 形材の説明図Explanation of shape 棒材、パイプ材の説明図Illustration of bars and pipes 形材、棒材、パイプ材の説明図Explanatory drawing of shapes, bars, pipes 接合状態の断面図Cross section of the joined state 接合状態の説明図Illustration of joining state トラス構造の説明図Illustration of truss structure 斜材の連結部の断面図Sectional view of the connecting part of diagonal materials

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

＜１＞本考案の構成
本考案の引抜成形ＦＲＰ構造物は、形材１、棒材２、パイプ材３の各構造材を組み合わせて構成したものである（図１）。
各構造材はＦＲＰ（ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ：繊維強化プラスチック）からなり、軽量で強度が高く、耐食性に優れている。
各構造材は、引抜成形法により成形する。 <1> Configuration of the Present Invention The pultruded FRP structure of the present invention is configured by combining the structural members of the shape member 1, the bar member 2, and the pipe member 3 (FIG. 1).
Each structural material is made of FRP (Fiber Reinforced Plastics) and is lightweight, high in strength, and excellent in corrosion resistance.
Each structural material is formed by a pultrusion method.

（１）形材
形材１は、断面がＣ形（チャンネル材、図２ａ）、Ｌ形（アングル材、図２ｂ）又はＨ形（図２ｃ）の長尺材である。
形材１はせん断強度が高いため、構造物のうち、せん断力が作用する部位に配置する。 (1) Profile The profile 1 is a long material having a C-shaped cross section (channel material, FIG. 2a), L-shaped (angle material, FIG. 2b), or H-shaped (FIG. 2c).
Since the shape material 1 has high shear strength, it is arrange | positioned among the structures in the site | part to which shear force acts.

（２）棒材
棒材２は、断面が正方形の、中実の長尺材である。
棒材２の断面寸法は、パイプ材３の断面内寸とほぼ同寸とし、棒材２をパイプ材３に内挿可能とする（図３）。 (2) Bar material The bar material 2 is a solid long material with a square cross section.
The cross-sectional dimension of the bar 2 is approximately the same as the inner cross-section of the pipe 3 so that the bar 2 can be inserted into the pipe 3 (FIG. 3).

（３）パイプ材
パイプ材３は、断面が正方形であり、中空の長尺材である。
パイプ材３は中空であるため、形材１や棒材２よりも安価で、軽量である。
パイプ材３には、棒材２の他にも形材１やパイプ材３を内挿することもできる（図４）。 (3) Pipe material The pipe material 3 has a square cross section and is a hollow long material.
Since the pipe member 3 is hollow, it is cheaper and lighter than the shape member 1 and the rod member 2.
In addition to the rod 2, the shape 1 and the pipe 3 can be inserted into the pipe 3 (FIG. 4).

（４）構造材の組み合わせ
本考案は形材１、棒材２、パイプ材３の各構造材を組み合わせて構成する構造物である（図１）。
ＦＲＰ材は鋼材よりも軽量であるため、各構造材の構築現場への搬入が容易である。特に、陸路での搬入が困難な山間部においても、ヘリコプターを用いた搬入が可能となる。
また、ＦＲＰ材は軽量であるため、人力により容易に組み立てることができる。このため重機の搬入や設置が困難な山間部においても施工可能である。
また、ＦＲＰ材は耐食性が高いため、メンテナンス作業が軽減される。特に、海岸に設置する構造物や、山間部に設置される構造物のメンテナンス作業頻度が低減され、メンテナンス費用を削減できる。 (4) Combination of structural materials The present invention is a structure configured by combining structural materials of a shape member 1, a bar member 2, and a pipe member 3 (FIG. 1).
Since the FRP material is lighter than the steel material, it is easy to carry each structural material to the construction site. In particular, it is possible to carry in using a helicopter even in mountainous areas where it is difficult to carry in on land.
Further, since the FRP material is lightweight, it can be easily assembled by human power. For this reason, construction is possible even in mountainous areas where it is difficult to carry in and install heavy machinery.
Moreover, since the FRP material has high corrosion resistance, maintenance work is reduced. In particular, the maintenance work frequency of structures installed on the coast and structures installed in mountainous areas is reduced, and maintenance costs can be reduced.

（５）各部材の接合
各部材は、ボルト孔４を設けてボルト孔４に挿通したボルト５を締結して接合する。
ボルト５締結時には、各部材にはせん断力が作用するが、引抜成形ＦＲＰ材は引張強度に比べてせん断強度は低い。
このため、中空のパイプ材３を接合する際には、パイプ材３にＦＲＰ材からなる内挿材６を内挿して二重構造部Ａを形成して接合することにより、ボルト５締結時にパイプ材３がせん断力によって破損することを防ぐことができる（図５、図６）。
内挿材６はＦＲＰ材であり、引抜成形材である形材１や棒材２、パイプ材３に限らず、例えば圧縮成形したＦＲＰ材を採用できる。
パイプ材３に内挿材６を内挿する際には、一方に接着剤を塗布した状態で内挿して、接着剤を介して一体とすることにより、より強度を増すことができる。 (5) Joining of each member Each member provides the bolt hole 4 and fastens and joins the bolt 5 inserted through the bolt hole 4.
When the bolt 5 is fastened, a shear force acts on each member, but the pultruded FRP material has a lower shear strength than the tensile strength.
For this reason, when joining the hollow pipe material 3, the pipe material 3 is inserted with the insertion material 6 made of FRP material to form the double structure portion A and joined to form a pipe when the bolt 5 is fastened. It is possible to prevent the material 3 from being damaged by a shearing force (FIGS. 5 and 6).
The insertion material 6 is an FRP material, and is not limited to the shape material 1, the rod material 2, and the pipe material 3 that are pultruded materials, and for example, a compression-molded FRP material can be employed.
When inserting the insertion material 6 into the pipe material 3, the strength can be further increased by inserting the pipe material 3 with the adhesive applied to one of the pipe members 3 and integrating the pipe material 3 with the adhesive.

（６）トラス構造
ＦＲＰ材は、軸方向の引張および圧縮強度が高いため、構造物はトラス構造により構築することが好ましい。ＦＲＰ材は鋼材に比べて弾性係数が低いため、トラス構造が好適である。
トラス構造を構成する際には、引張力が作用する部位はパイプ材３とし、圧縮力が作用する部位は二重構造部Ａとすることにより、強度の高い構造とすることができる（図７）。
引張力が作用する部位は中空のパイプ材３とすることにより、材料費が安価で軽量な構造物とすることができる。 (6) Truss structure Since the FRP material has high tensile and compressive strength in the axial direction, the structure is preferably constructed by a truss structure. Since the FRP material has a lower elastic coefficient than the steel material, a truss structure is preferable.
When the truss structure is configured, the portion where the tensile force acts is the pipe material 3 and the portion where the compressive force acts is the double structure portion A, so that a structure with high strength can be obtained (FIG. 7). ).
By using the hollow pipe material 3 as the site where the tensile force acts, the structure can be made light and inexpensive.

（７）斜材の連結
トラス構造を、斜材がＸ字状となるラチストラス構造とする場合には、引張力が作用する斜材を構成するパイプ材３の側面に、二重構造部Ａの内部に挿通する内挿材６（例えば棒材２）が貫通可能な挿通孔３１を設け、挿通孔３１に内挿材６（棒材２）を貫通して連結する（図８）。
挿通した内挿材６（棒材２）は両端からパイプ材３に挿通して二重構造部Ａを形成することにより、パイプ材３のみからなる引張力が作用する斜材と同径となると共に、強度を増すことができる。 (7) Connection of diagonal members When the truss structure is a lattice structure in which the diagonal member has an X shape, the double structure portion A is formed on the side surface of the pipe member 3 constituting the diagonal member on which the tensile force acts. An insertion hole 31 through which the insertion material 6 (for example, the rod 2) inserted through the inside can pass is provided, and the insertion material 31 (the rod 2) is penetrated and connected to the insertion hole 31 (FIG. 8).
The inserted insertion member 6 (bar member 2) is inserted into the pipe member 3 from both ends to form the double structure portion A, thereby having the same diameter as that of the diagonal member on which the tensile force consisting only of the pipe member 3 acts. In addition, the strength can be increased.

１形材
２棒材
３パイプ材
３１挿入孔
４ボルト孔
５ボルト
６内挿材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Profile 2 Bar 3 Pipe material 31 Insertion hole 4 Bolt hole 5 Bolt 6 Insertion material

Claims

A pultruded FRP structure having a pultruded FRP shape, bar, and pipe as a structural material,
In a part of the structure, the pipe material has a double structure part configured by interpolating an insertion material made of FRP,
Pultruded FRP structure.

In the pultruded FRP structure according to claim 1, the joining of the structural members is a bolt joint,
A pultruded FRP structure, wherein at least one of the structural members to be bolted is the double structure portion.

In the pultruded FRP structure according to claim 1 or 2,
A pultruded FRP structure characterized in that a truss structure is formed using the pipe material as a tensile material and the double structure portion as a compression material.

In the pultruded FRP structure according to claim 3,
The truss structure is a lattice structure;
The pipe material that is a tensile material and the double structure portion that is a compression material intersect the pipe material in a state where the structure material disposed inside the double structure portion penetrates. A pultruded FRP structure.