JP3878096B2

JP3878096B2 - Reinforced concrete members

Info

Publication number: JP3878096B2
Application number: JP2002260813A
Authority: JP
Inventors: 亮一斉藤; 昭二白▲濱▼; ▲泰▼志野中; 泰鍵山
Original assignee: Shinko Wire Co Ltd
Current assignee: Kobelco Wire Co Ltd
Priority date: 2002-09-06
Filing date: 2002-09-06
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2022-09-06
Also published as: JP2004098361A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はプレキャストコンクリート部材や現場打ちコンクリート部材内において鉄筋が配筋されない薄肉の無筋部分を引張力に対して補強した補強コンクリート部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば橋梁の橋桁や床版、建物の床版や梁等、躯体の一部をプレキャストコンクリートで製作する場合のように予め工場製作されたプレキャストコンクリート部材（以下ＰＣ部材）を敷設した後に現場打ちコンクリートを打設し、一体化させてコンクリート構造物を構築する場合、ＰＣ部材の端面や側面からは隣接するＰＣ部材との継手のための主筋を突出させることが必要になるが、例えば主筋をループ状に突出させる場合のように主筋の継手部における配筋の都合から、互いに突き合わせられるＰＣ部材の端部において図13に示すように下端側を薄肉にせざるを得ない場合がある。
【０００３】
継手のための主筋はＰＣ部材の上端側と下端側に配筋されるが、図13における薄肉部分に主筋を配筋できる程度の肉厚を確保できない場合には、被りの確保上、下端側の主筋が薄肉部分より上に配筋されるため、図13−(b)に示すように薄肉部分に主筋が配筋されない無筋の部分が形成される。
【０００４】
ＰＣ部材の下端に沿い、径の小さい補強筋を配筋することもあるが、コンクリートの中性化による鉄筋への錆の発生を回避し、鉄筋の耐久性を確保する上で、鉄筋の周囲が一定の厚さ（被り厚さ）（例えば25mm以上）を有するコンクリートで被覆され、保護されている必要があるため、この被り厚さを確保できない場合には薄肉部分に補強筋を配筋することができても、薄肉部分の全断面に亘って配筋することはできない。この結果、ＰＣ部材の端部の薄肉部分に補強筋も主筋も配筋されない無筋部分が形成されることになる。
【０００５】
薄肉部分は主筋等によってその上に打設される現場打ちコンクリートと一体化するため、薄肉部分が独立して荷重を負担する場合程の荷重に抵抗できる耐力を持つ必要はないが、橋桁において図６に示すような輪荷重により現場打ちコンクリートから予期しない支圧力を受けたときに、無筋部分は引張強度が低いことから、薄肉部分と非薄肉部分の境界においてひび割れが発生し、破損することが考えられる。
【０００６】
このような場合、無筋部分の表面側から炭素繊維等の強化繊維を貼着することにより無筋部分を補強する方法（特許文献１参照）や、強化繊維を混入したコンクリートで薄肉部分自体を製作する方法（特許文献２、特許文献３参照）が考えられる。
【０００７】
【特許文献１】
特開2000-192576号公報（図１〜図７）
【特許文献２】
特開平６-31709号公報（図１、図２）
【特許文献３】
特開2000-309011号公報（図１〜図７）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１では表面側から無筋部分を補強することはできても、薄肉の無筋部分を内部において補強することはできない。特許文献２、特許文献３ではＰＣ部材全体を同一材料で製作しなければならないため、薄肉部分のみを繊維混入コンクリートで形成する訳にはいかない。
【０００９】
この発明は上記背景より、鉄筋を配筋できない薄肉の無筋部分の引張強度を確保する構造のコンクリート部材を提案するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明ではコンクリート部材の鉄筋が配筋されない薄肉の無筋部分の内部に、引張力を負担する、前記鉄筋より小径で直径数ｍｍ〜１０数ｍｍの細線材を薄肉の無筋部分が連続する方向に配置してあり、前記細線材は、その長さ方向に間隔を隔てて配置されるコンクリートの強度以上の圧縮強度を有する無機質材で製作されたコンクリートと同質のスリーブ内に挿通し、かつ、予め緊張力が与えられてコンクリートとの付着により当該薄肉の無筋部分にプレストレスを与え、薄肉の無筋部分の引張強度を確保し、破損を防止する。コンクリート部材はプレキャストコンクリート部材と現場打ちコンクリート部材を含む。
【００１１】
細線材はコンクリート部材の無筋部分の内部に配置されて引張力を負担することで、引張鉄筋と同様の機能を発揮し、引張力に対して無筋部分の耐力を向上させる働きをし、薄肉部分と非薄肉部分の境界におけるひび割れの発生と、それに伴う破損を防止する。
【００１２】
薄肉の無筋部分が、鉄筋を配筋したときに必要な被り厚さ(例えば25mm以上)を確保できない肉厚しか持たない場合にも、その部分に配置される細線材が鉄筋より小径(数mm〜10数mm)であることで、細線材として請求項３に記載のように鋼線を使用しても、鋼線の表面からコンクリート表面までに鋼線を保護するのに十分な厚さの被りを確保することができるため、細線材の耐久性の低下の問題を発生させることなく、薄肉の無筋部分を引張補強することが可能になる。
【００１３】
細線材の表面からコンクリート表面までに細線材を保護するのに十分な厚さの被りを確保することができない場合には、請求項２に記載のように細線材として非金属製の繊維強化材料を使用することにより対応できる。この場合、非金属製であることで、細線材の中性化による錆の発生がなく、耐久性低下の問題がないため、鋼線を用いる場合程の被りを確保する必要がない利点がある。繊維強化材料には炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維等がある。
【００１４】
このように細線材が鋼線であるか繊維強化材料であるかを問わずに、引張力を負担する細線材が小径であることで、コンクリートの被覆の程度に関係なく細線材の耐久性の低下の問題を発生させることなく、薄肉の無筋部分を引張補強することが可能になる。
【００１５】
細線材はコンクリート部材がプレキャストの場合はコンクリート部材の製作時に、現場打ちコンクリートの場合はコンクリート部材の構築時に鉄筋の配筋と共に配置される。配置の方向はコンクリート部材の材軸方向であるか、それに直交する、コンクリート部材の幅方向であるか等、問われないが、薄肉部分が連続する方向に細線材が連続して配置される。この場合には、細線材が撓むことにより薄肉部分のコンクリート表面から露出する可能性があることから、細線材に予め緊張力が与えられることにより撓みの低減が図られる。
【００１６】
さらに細線材がその長さ方向に間隔を隔てて配置されるスリーブ内に挿通させられることにより、撓みが生じた場合にも細線材がコンクリート表面に露出する事態が回避される。細線材はスリーブ内に挿通させられた状態で緊張力が与えられる。
【００１７】
細線材に緊張力が与えられると、コンクリートとの付着によりコンクリートにプレストレスを与えることができるため、コンクリート部材の全断面の内、引張側に引張応力を生じさせないようにすることもできる等、コンクリート部材の引張耐力を調整することが可能になる。
【００１８】
薄肉部分が連続する方向に直交する方向が引張力の作用方向である場合にはその方向に細線材を配置することが合理的であるが、その方向に配置することはコンクリートの充填性や細線材の保持性の面から難しいため、薄肉部分が連続する方向に配置される。
【００１９】
例えばコンクリート部材がプレキャストコンクリートで、橋桁の構成部材である場合に、図５に示すように材軸方向が橋軸直角方向を向き、橋軸方向に並列してコンクリート部材が配列させられる場合、薄肉部分が橋桁の下端側に位置し、隣接するコンクリート部材は双方の薄肉部分が突き合わせられる形で配列し、薄肉部分は橋軸直角方向に連続することになる。この場合に図８に示すように細線材を橋軸方向に配置すると、コンクリート部材の製作時に無筋部分へのコンクリートの充填性が低下するか、細線材の配置状態を保持するための手段を施すことが難しくなる可能性があるため、図７に示すように細線材を橋軸直角方向に配置することにより対応することになる。
【００２０】
繊維強化材料の細線材としては表1、図３−(a)〜(c)に例示する材料が使用され、細線材として使用する際には表面がエポキシ樹脂その他の接着剤により固められる場合もある。図３−(a)〜(c)は表１に対応している。
【００２１】
ここで、図３−(c)に示すアラミド繊維を組紐状に編み、エポキシ樹脂で固めた形のアラミドロッドを細線材として用い、スリーブによって細線材を支持した上で、細線材に緊張力を与えたときの、細線材への導入緊張力と撓み量との関係を図11，図12に示す。図11はスリーブによる支持間隔が３ｍの場合、図12は２ｍの場合である。表２にアラミドロッドの標準仕様を示すが、ここでは３mｍのアラミドロッドを用いている。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【表２】

【００２４】
撓み量は「コンクリート標準示方書（施工編）」に準じ、下記の式▲１▼、もしくは▲２▼を用いて算出している。
【００２５】
ｐ1＝7.8×10⁻ ³＋(1.18＋0.245Ｒ)／(ｔ＋20)≦0.1 −▲１▼、
またはｐ2＝2.4×10⁻ ²Ｈ（N/mm²） −▲２▼のいずれか小さい方。
【００２６】
ここで、ｐ(ｐ1, ｐ2)：側圧（N/mm²）、Ｒ：上方向打上り速度（m/ｓ）、ｔ：型枠内コンクリート温度（℃）、Ｈ：考慮点より上のフレッシュコンクリートの高さ（m）。
【００２７】
Ｒ＝3.0（m/ｓ）、ｔ＝20（℃）、Ｈ＝0.27（m）とすると、ｐ1＝0.0557（N/mm²）、ｐ2＝0.00648（N/mm²）より、小さい方を選択してｐ＝0.00648（N/mm²）。
【００２８】
アラミドロッド（ｄ＝３mｍ）が受ける1.0 mm当たりの側圧ｑ（N/mm）はｑ＝ｐ×ｄより、ｑ＝0.01944（N/mm）。
【００２９】
アラミドロッドの導入緊張力Ｔ（N）による撓み量ｙ（mm）はｙ＝ｑＬ^２／８Ｔにより求めた。ここで、Ｌ：支持間隔長（mm）。
【００３０】
図11，図12の結果から、支持間隔が３ｍの場合も２ｍの場合も、導入緊張力Ｔが2000Ｎを下回ると、撓み量ｙが著しく増加し、3000〜6000Ｎの範囲では撓み量の差異が見られないことが分かる。よって導入緊張力Ｔが3000Ｎ以上であれば、実質的に細線材の撓みが問題にならないことになる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は図１，図７に示すように鉄筋２の配筋とコンクリートの打設によって製作、もしくは構築されるコンクリート部材１において、鉄筋２が配筋されない薄肉の無筋部分３に引張力を負担する、前記鉄筋２より小径の細線材４を配置することにより、この無筋部分３を補強したものである。コンクリート部材１内の鉄筋２は主筋2aと配力筋、及びせん断補強筋と部分的な補強筋2bを含む。
【００３２】
図面では図４，図５に示すようにコンクリート部材１としてのプレキャストコンクリート部材を橋桁の一部として使用した場合を示すため、下端側の幅方向両側に無筋部分３，３が形成されるコンクリート部材１を示しているが、コンクリート部材１の断面形状は橋梁の橋桁や床版であるか、建物の床版や梁であるか等、使用対象に応じて任意に形成されるため、図示する形状には限定されない。コンクリート部材１は現場打ちコンクリートで構築される場合もある。
【００３３】
細線材４には鋼線が使用される他、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維等の繊維強化材料が使用され、繊維強化材料の場合は図３−(a)に示す棒状、(b)に示すストランド状、(c)に示す組紐状等に形成される。繊維強化材料を用いる場合は前記のように必要により表面が合成樹脂系接着剤等で固められる。コンクリート部材１内に配筋される鉄筋２の径は主筋2aの場合で30mm前後程度であり、補強筋2bの場合で細くとも10数mm以上であるのに対し、細線材４の径は数mm〜10数mm程度であり、鉄筋２の径より小さい。
【００３４】
図１,図７等は無筋部分３が連続するコンクリート部材１の材軸方向(橋軸直角方向)に細線材４を配置した場合 ( 本発明の例 )を示すが、図８に示すようにコンクリート部材１の幅方向(橋軸方向)に配置する場合もある。
【００３５】
図７，図８はコンクリート部材１の幅方向の側面から、ループ状に湾曲して下端側と上端側が連続した主筋2aが突出し、隣接するコンクリート部材１，１の主筋2a，2aを重ね合わせ、双方の湾曲部分によって閉じたループを形成し、このループ内にこれに包囲されるように鉄筋６を配筋した様子を示している。またコンクリート部材１内では下端側の主筋2aの下に補強筋2bを配筋している。コンクリート部材１，１間にはコンクリート７や無収縮モルタル等のモルタルが充填される。
【００３６】
無筋部分３が連続する方向に細線材４を連続して配置する場合には、細線材４が撓むことによるコンクリート表面からの露出を回避するために、細線材４には予め緊張力が与えられる。または細線材４がその長さ方向に間隔を隔てて配置されるスリーブ５内に挿通させられ、スリーブ５内に挿通させられた状態で緊張力が与えられる。
【００３７】
細線材４の撓みはスリーブ５の配置個数が多い程、あるいは単一のスリーブ５の長さが大きい程抑制されるが、スリーブ５自身の弾性係数がコンクリートの弾性係数と相違することによるスリーブ５への応力集中を低減する上では配置個数は少ない方がよく、またスリーブ５と骨材との噛み合いによる無筋部分３のせん断耐力を確保する上ではスリーブ５は短い方がよい。
【００３８】
またスリーブ５部分を含め、細線材４が全長に亘ってコンクリートとの付着を確保するために、スリーブ５の内径は、スリーブ５の内周面と細線材４との間にコンクリートが流入できる程度のクリアランスを持つ大きさであることが望ましい。以上により、具体的には例えば細線材４の径を３mmとしたとき、スリーブ５の内径は８mm程度、外径は30mm程度、長さは23 mm程度がよく、２ｍ間隔程度で配置される。
【００３９】
またスリーブ５への応力集中を回避する上ではスリーブ５の弾性係数がコンクリートの弾性係数に近い方がよいため、スリーブ５はコンクリートに馴染み易い、コンクリートと同質で、コンクリートの強度以上の圧縮強度を有する無機質材で製作されることが好ましい。
【００４０】
図１，図７ではコンクリート部材１を材軸方向に見た断面上、無筋部分３の先端部寄りの１箇所に細線材４を配置しているが、細線材４は鉄筋２より小径であり、繊維強化材料である場合には被りを確保する必要がないため、図８に示す場合を含め、無筋部分３の任意の位置に１箇所、もしくは複数箇所配置される。無筋部分３の断面上の細線材４の配置位置と配置数の設定により、細線材４に緊張力を与えたときのコンクリート部材１の引張耐力が調整される。
【００４１】
図９は細線材４に緊張力を導入するための張力導入装置８の例を示す。細線材４の端部には楔形のグリップ4aが細線材４を保持することにより一体化しており、緊張力導入側のグリップ4aは張力導入装置８の締付けボルト９に接続したアンカーヘッド10の楔孔11に挿通し、その内周面に密着している。
【００４２】
細線材４は張力導入装置８側に位置する端型枠12を挿通し、端型枠12の外側においてアンカーヘッド10に保持される。端型枠12の下に位置する下型枠13には締付けボルト９を支持するプレート14が接合され、プレート14に、締付けボルト９が螺入するナット15が固定されている。
【００４３】
細線材４の、緊張力が導入される側の反対側の端部は図10に示すようにグリップ4aがアンカーヘッド10に保持された状態で端型枠12に係止しており、この状態で張力導入装置８の締付けボルト９をナット15に対して後退させることによって細線材４に緊張力が導入される。緊張力はこの他、ジャッキを用いて導入されることもある。コンクリートは細線材４を緊張した状態で下型枠13上の端型枠12，12間に打設される。
【００４４】
【発明の効果】
コンクリート部材の鉄筋が配筋されない薄肉の無筋部分に引張力を負担する、コンクリート部材内に配筋される鉄筋より小径の細線材を配置するため、無筋の薄肉部分の引張強度を確保することができる。
【００４５】
特に細線材はコンクリート部材の無筋部分の内部に配置されて引張力を負担することで、引張鉄筋と同様の機能を発揮するため、引張力に対して無筋部分の耐力を向上させ、薄肉部分と非薄肉部分の境界におけるひび割れの発生と、それに伴う破損を防止することができる。
【００４６】
薄肉の無筋部分に配置される細線材が鉄筋より小径（数mm〜10数mm）であるため、細線材として鋼線を使用しても、鋼線の表面からコンクリート表面までに鋼線を保護するのに十分な厚さの被覆を確保することができる。
【００４７】
中性化による錆の発生がなく、耐久性低下の問題が生じない繊維強化材料を細線材として使用することにより、細線材の表面からコンクリート表面までに、細線材を保護するのに十分な厚さの被りを確保することができない場合にも細線材の耐久性の低下の問題を発生させることなく、薄肉の無筋部分を引張補強することができる。
【００４８】
細線材に予め緊張力を与えることにより撓みの低減を図るため、薄肉の無筋部分が連続する方向に細線材が連続して配置されていても、細線材が撓むことにより薄肉部分のコンクリート表面からの露出を回避することができる。
【００４９】
また細線材に緊張力を与えることで、コンクリートとの付着によりコンクリートにプレストレスを与えることができるため、コンクリート部材の引張耐力を調整することが可能になる。
【００５０】
細線材がその長さ方向に間隔を隔てて配置されるスリーブ内に挿通していることにより、撓みが生じた場合にも細線材がコンクリート表面に露出する事態が回避される。
【図面の簡単な説明】
【図１】細線材を無筋部分の長さ方向に配置した場合のコンクリート部材の一部を示した断面図である。
【図２】細線材とスリーブの関係を示した斜視図である。
【図３】 (a)は細線材が炭素繊維である場合、(b)は細線材がアラミド繊維である場合のそれぞれの形状例を示した断面図、(c)は細線材がアラミド繊維である場合の他の形状例を示した側面図である。
【図４】コンクリート部材の使用対象として橋桁を示した斜視図である。
【図５】図４のｘ−ｘ線断面図である。
【図６】幅方向に隣接するコンクリート部材間に輪荷重が作用するときのコンクリート部材の薄肉部分に対する応力状態を示した図５の一部拡大図である。
【図７】幅方向に隣接するコンクリート部材間の配筋状態を示した図５の一部拡大図である。
【図８】細線材を無筋部分の幅方向に配置した場合のコンクリート部材を示した図５の一部拡大図である。
【図９】張力導入装置と細線材の関係を示した立面図である。
【図１０】図８と反対側の細線材の端部を示した立面図である。
【図１１】スリーブによる支持間隔が３ｍである場合の細線材の緊張力と撓み量の関係を示したグラフである。
【図１２】スリーブによる支持間隔が２ｍである場合の細線材の緊張力と撓み量の関係を示したグラフである。
【図１３】 (a)は従来の無筋部分を有するプレキャストコンクリート部材の例を示した断面図、(b)は(a)の一部拡大図である。
【符号の説明】
１……コンクリート部材、２……鉄筋、2a……主筋、2b……補強筋、３……無筋部分、４……細線材、4a……グリップ、５……スリーブ、６……鉄筋、７……コンクリート、８……張力導入装置、９……締付けボルト、10……アンカーヘッド、11……楔孔、12……端型枠、13……下型枠、14……プレート、15……ナット。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reinforced concrete member that reinforces a thin unreinforced portion where a reinforcing bar is not arranged in a precast concrete member or a cast-in-place concrete member with respect to a tensile force.
[0002]
[Prior art]
For example, cast-in-place concrete after laying precast concrete members (hereinafter referred to as PC members) that have been prefabricated in the factory, such as when building parts of the frame such as bridge girders and floor slabs, floor slabs and beams of buildings, etc. When a concrete structure is constructed by placing and integrating, it is necessary to project the main bar for the joint with the adjacent PC member from the end face or side surface of the PC member. As shown in FIG. 13, there are cases where the lower end side of the end portions of the PC members that are abutted against each other must be made thin due to the arrangement of the main bars at the joints as shown in FIG.
[0003]
The main bars for the joint are arranged on the upper end side and the lower end side of the PC member. However, if it is not possible to secure a wall thickness that can arrange the main bars in the thin portion in FIG. As shown in FIG. 13- (b), an unmuscle portion where the main muscles are not arranged is formed in the thin portion.
[0004]
Reinforcing bars with a small diameter may be arranged along the bottom edge of the PC member, but in order to avoid the rusting of the reinforcing bars due to the neutralization of concrete and to ensure the durability of the reinforcing bars, Is covered with concrete having a certain thickness (cover thickness) (for example, 25 mm or more) and must be protected. If this cover thickness cannot be ensured, reinforcement bars are placed on the thin wall portion. Even if it can, it cannot be arranged over the entire cross section of the thin portion. As a result, an unreinforced portion where neither the reinforcing bar nor the main bar is arranged is formed in the thin portion at the end of the PC member.
[0005]
The thin-walled part is integrated with the cast-in-place concrete placed on the main bar, so it is not necessary that the thin-walled part be able to resist the load as much as if the thin-walled part bears the load independently. When unexpected bearing pressure is received from cast-in-place concrete due to the wheel load shown in Fig. 6, the tensile strength of the non-muscle part is low, and cracks occur at the boundary between the thin part and non-thin part. Can be considered.
[0006]
In such a case, a method of reinforcing the non-muscle part by sticking a reinforcing fiber such as carbon fiber from the surface side of the non-muscle part (see Patent Document 1), or a thin-wall part itself with concrete mixed with the reinforcing fiber. A manufacturing method (see Patent Document 2 and Patent Document 3) is conceivable.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2000-192576 A (FIGS. 1 to 7)
[Patent Document 2]
JP-A-6-31709 (FIGS. 1 and 2)
[Patent Document 3]
JP 2000-309011 A (FIGS. 1 to 7)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in Patent Document 1, even though the unmuscle portion can be reinforced from the surface side, the thin unmuscle portion cannot be reinforced inside. In

Patent Documents

2 and 3, since the entire PC member must be made of the same material, it is impossible to form only a thin-walled portion with fiber-mixed concrete.
[0009]
In view of the above background, the present invention proposes a concrete member having a structure that ensures the tensile strength of a thin unstriped portion where reinforcing bars cannot be arranged.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a thin unstressed portion is continuous with a thin wire rod having a diameter smaller than that of the rebar and having a diameter of several millimeters to several tens of millimeters, which bears a tensile force inside the thin unstressed portion where the reinforcing bars of the concrete member are not arranged. Arranged in a direction, and the thin wire material is inserted into a sleeve of the same quality as a concrete made of an inorganic material having a compressive strength equal to or greater than the strength of concrete arranged at intervals in the length direction, and By applying tension in advance and applying adhesion to the concrete, prestress is applied to the thin muscleless portion, ensuring the tensile strength of the thin muscleless portion and preventing breakage. Concrete members include precast concrete members and cast-in-place concrete members.
[0011]
The fine wire is placed inside the unreinforced part of the concrete member and bears the tensile force, exerts the same function as the tensile reinforcement, works to improve the proof strength of the unreinforced part against the tensile force, Prevents the occurrence of cracks at the boundary between thin and non-thin parts and the accompanying damage.
[0012]
Even if the thin unbarbed portion has a wall thickness that cannot secure the necessary covering thickness (for example, 25 mm or more) when the reinforcing bar is placed, the thin wire placed in that portion has a smaller diameter (several by a mm~10 few mm), to be used steel wire, thick enough to protect the steel wire from the surface of the steel wire to the concrete surface as claimed in claim 3 as a thin wire material Therefore, it is possible to tension and reinforce a thin-walled non-muscle portion without causing the problem of a decrease in durability of the thin wire.
[0013]
When the covering of sufficient thickness to protect the fine wire material from the surface of the fine wire material to the concrete surface cannot be secured, the non-metallic fiber reinforced material as the fine wire material according to claim 2 It can respond by using. In this case, since it is made of non-metal, there is no rust generation due to neutralization of the thin wire material, and there is no problem of deterioration in durability, so there is an advantage that it is not necessary to ensure the covering as much as when using a steel wire. . Examples of the fiber reinforced material include carbon fiber, aramid fiber, glass fiber, and vinylon fiber.
[0014]
Regardless of whether the fine wire material is a steel wire or a fiber reinforced material, the fine wire material that bears the tensile force has a small diameter. It is possible to reinforce the thin unmuscle portion without causing a problem of deterioration.
[0015]
When the concrete member is precast, the fine wire is arranged together with the reinforcing bars when the concrete member is manufactured, and when the concrete member is cast-in-place concrete, when the concrete member is constructed. Or the direction of arrangement is wood axis of the concrete member, perpendicular thereto, or whether the width direction of the concrete member, but are not limited, Ru thin wire material in a direction thin meat portions are continuous are arranged in succession . In this case, since there is a possibility that the exposed thin-walled portion of the concrete surface by fine wire material is bent, the reduction of deflection by pretensioned force is applied to the fine wire is achieved.
[0016]
Furthermore, since the fine wire is inserted into the sleeve arranged in the length direction with an interval, the situation where the fine wire is exposed to the concrete surface even when bending occurs is avoided. The fine wire is given tension in a state of being inserted into the sleeve.
[0017]
When tension is applied to the thin wire, prestress can be applied to the concrete by adhering to the concrete, so that tensile stress can be prevented from being generated on the tensile side of the entire cross section of the concrete member, etc. It becomes possible to adjust the tensile strength of the concrete member.
[0018]
Although when the direction orthogonal to the direction in which the thin portions are consecutive is acting direction of the tensile force it is reasonable to place a thin wire material in that direction, it is concrete filling property and fine to place in that direction Since it is difficult to maintain the wire , the thin portions are arranged in a continuous direction.
[0019]
For example, when the concrete member is precast concrete and is a structural member of a bridge girder, the material axis direction is perpendicular to the bridge axis direction and the concrete members are arranged in parallel with the bridge axis direction as shown in FIG. The portions are located on the lower end side of the bridge girder, and the adjacent concrete members are arranged in such a manner that the thin portions of both are abutted, and the thin portions are continuous in the direction perpendicular to the bridge axis. In this case, if the fine wire is arranged in the direction of the bridge axis as shown in FIG. 8, the concrete fillability to the unreinforced portion is reduced during the production of the concrete member, or means for maintaining the arrangement state of the fine wire is provided. Since it may be difficult to apply, the fine wire material is arranged in the direction perpendicular to the bridge axis as shown in FIG.
[0020]
As the fine wire material of the fiber reinforced material, the materials exemplified in Table 1 and FIGS. 3 (a) to (c) are used, and when used as the fine wire material, the surface may be hardened by an epoxy resin or other adhesive. is there. FIGS. 3A to 3C correspond to Table 1. FIG.
[0021]
Here, the aramid rod shown in Fig. 3- (c) is knitted into a braided shape, and an aramid rod in a shape solidified with an epoxy resin is used as the thin wire material. After the thin wire material is supported by the sleeve, tension is applied to the thin wire material. 11 and 12 show the relationship between the tensile force introduced into the fine wire and the amount of bending when given. FIG. 11 shows the case where the support interval by the sleeve is 3 m, and FIG. 12 shows the case where it is 2 m. Table 2 shows the standard specifications of the aramid rod. Here, a 3 mm aramid rod is used.
[0022]
[Table 1]

[0023]
[Table 2]

[0024]
The amount of deflection is calculated using the following formula (1) or (2) according to the “Standard Specification for Concrete (Construction)”.
[0025]
^{^{p1 = 7.8 × 10 - 3 +}} (1.18 + 0.245R) / (t + 20) ≦ 0.1 - ▲ 1 ▼,
Or ^{^{p2 = 2.4 × 10 - 2 H}} (N / mm 2) - ▲ 2 ▼ whichever is smaller.
[0026]
Here, p (p1, p2): lateral pressure (N / mm ² ), R: upward launch speed (m / s), t: concrete temperature in formwork (° C), H: fresh above the consideration point Concrete height (m).
[0027]
If R = 3.0 (m / s), t = 20 (° C), H = 0.27 (m), select the smaller one from p1 = 0.0557 (N / mm ² ) and p2 = 0.00648 (N / mm ² ) P = 0.00648 (N / mm ² ).
[0028]
The side pressure q (N / mm) per 1.0 mm received by the aramid rod (d = 3 mm) is q = 0.01944 (N / mm) from q = p × d.
[0029]
The amount of deflection y (mm) due to the introduction tension T (N) of the aramid rod was obtained by y = qL ² / 8T. Here, L: support interval length (mm).
[0030]
From the results shown in FIGS. 11 and 12, when the support interval is 3 m or 2 m, the bending amount y increases remarkably when the introduction tension T is less than 2000 N, and there is a difference in the bending amount in the range of 3000 to 6000 N. I can't see it. Therefore, if the introduction tension T is 3000 N or more, the bending of the thin wire material does not become a problem.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIGS. 1 and 7, the invention described in claim 1 is a thin, unreinforced portion in which the reinforcing bar 2 is not arranged in the concrete member 1 manufactured or constructed by placing the reinforcing bar 2 and placing concrete. This unreinforced portion 3 is reinforced by disposing a thin wire 4 having a diameter smaller than that of the reinforcing bar 2, which bears a tensile force on 3. The reinforcing bar 2 in the concrete member 1 includes a main reinforcing bar 2a and a distributing bar, and a shear reinforcing bar and a partial reinforcing bar 2b.
[0032]
4 and 5 show the case where a precast concrete member as a concrete member 1 is used as a part of a bridge girder, as shown in FIGS. 4 and 5, and concrete in which unreinforced

portions

3 and 3 are formed on both sides in the width direction on the lower end side. Although the member 1 is shown, since the cross-sectional shape of the concrete member 1 is arbitrarily formed according to the object of use, such as a bridge girder or floor slab of a bridge, or a floor slab or beam of a building, it is illustrated. The shape is not limited. The concrete member 1 may be constructed of on-site concrete.
[0033]
Another is the fine line material 4 steel wire is used, carbon fiber, aramid fiber, glass fiber, fiber-reinforced material such as vinylon fibers are used, in the case of fiber-reinforced material rod shape shown in FIG. 3- (a), ( It is formed in a strand shape shown in b), a braided shape shown in (c), or the like. When a fiber reinforced material is used, the surface is hardened with a synthetic resin adhesive or the like as necessary as described above. The diameter of the reinforcing bar 2 arranged in the concrete member 1 is about 30 mm in the case of the main reinforcing bar 2a, and the diameter of the thin wire 4 is several in comparison with the reinforcing bar 2b, which is at least 10 mm or more. mm to about several tens of mm, which is smaller than the diameter of the reinforcing bar 2.
[0034]
1 and 7 show the case where the thin wire 4 is disposed in the direction of the material axis (the direction perpendicular to the bridge axis) of the concrete member 1 in which the unbarbed portion 3 is continuous ( example of the present invention ) , but as shown in FIG. In some cases , the concrete member 1 is arranged in the width direction (bridge axis direction).
[0035]
7 and 8 show a main bar 2a that protrudes in a loop from the side surface in the width direction of the concrete member 1 and is continuous at the lower end side and the upper end side, and overlaps the

main bars

2a and 2a of the adjacent

concrete members

1 and 1, A closed loop is formed by both curved portions, and the reinforcing bar 6 is arranged so as to be surrounded by the loop. In the concrete member 1, a reinforcing bar 2b is arranged below the main bar 2a on the lower end side. Between the

concrete members

1 and 1, mortar such as concrete 7 or non-shrink mortar is filled.
[0036]
In the case where the thin wire 4 is continuously arranged in the direction in which the non-muscle portions 3 are continuous, in order to avoid exposure from the concrete surface due to bending of the thin wire 4, the thin wire 4 has a tension force in advance. Given. Or thin wire material 4 is being inserted into the sleeve 5 that are arranged at spaced intervals along its length, tension force is applied in a state of being is inserted into the sleeve 5.
[0037]
The bending of the thin wire 4 is suppressed as the number of the sleeves 5 is increased, or as the length of the single sleeve 5 is increased, but the sleeve 5 itself has an elastic coefficient different from that of concrete. In order to reduce the stress concentration on the sleeve, it is better that the number of arrangement is small, and in order to secure the shear strength of the unmuscle portion 3 due to the engagement between the sleeve 5 and the aggregate, the sleeve 5 is preferably short.
[0038]
In addition, in order to ensure that the fine wire 4 adheres to the concrete over the entire length including the sleeve 5 portion, the inner diameter of the sleeve 5 is such that the concrete can flow between the inner peripheral surface of the sleeve 5 and the fine wire 4. It is desirable that the size has a clearance of. Specifically, for example, when the diameter of the thin wire 4 is 3 mm, the sleeve 5 has an inner diameter of about 8 mm, an outer diameter of about 30 mm, and a length of about 23 mm, and is arranged at intervals of about 2 m.
[0039]
Further, in order to avoid stress concentration on the sleeve 5, it is better that the elastic coefficient of the sleeve 5 is close to that of concrete. Therefore, the sleeve 5 is easy to be familiar with concrete, is the same quality as concrete, and has a compressive strength higher than that of concrete. It is preferable to manufacture with the inorganic material which has.
[0040]
In FIG. 1 and FIG. 7, the thin wire 4 is arranged at one location near the tip of the unbarbed portion 3 on the cross section of the concrete member 1 viewed in the material axis direction. In the case of a fiber reinforced material, since it is not necessary to secure the covering, one or a plurality of positions are arranged at any position of the unmuscle portion 3 including the case shown in FIG. The tensile strength of the concrete member 1 when tension is applied to the fine wire 4 is adjusted by setting the arrangement position and the number of arrangement of the fine wire 4 on the cross section of the non-muscle portion 3.
[0041]
FIG. 9 shows an example of a tension introducing device 8 for introducing a tension force to the fine wire 4. A wedge-shaped grip 4 a is integrated with the end of the thin wire 4 by holding the thin wire 4, and the grip 4 a on the tension introducing side is a wedge of the anchor head 10 connected to the tightening bolt 9 of the tension introducing device 8. It is inserted through the hole 11 and is in close contact with its inner peripheral surface.
[0042]
The fine wire 4 is inserted into the end mold frame 12 positioned on the tension introducing device 8 side, and is held by the anchor head 10 outside the end mold frame 12. A plate 14 that supports the clamping bolt 9 is joined to the lower mold frame 13 positioned below the end mold frame 12, and a nut 15 into which the clamping bolt 9 is screwed is fixed to the plate 14.
[0043]
The end of the thin wire 4 opposite to the side where the tension force is introduced is locked to the end form frame 12 with the grip 4a held by the anchor head 10 as shown in FIG. Then, the tension force is introduced into the thin wire 4 by retracting the tightening bolt 9 of the tension introducing device 8 with respect to the nut 15. In addition, tension may be introduced using a jack. Concrete is placed between the

end molds

12 and 12 on the lower mold 13 while the fine wire 4 is in tension.
[0044]
【The invention's effect】
A thin wire with a smaller diameter than the reinforcing bar placed in the concrete member, which bears the tensile force on the thin unstressed part where the reinforcing bar of the concrete member is not laid, ensures the tensile strength of the unsheathed thin part. be able to.
[0045]
In particular, thin wire rods are placed inside the unreinforced parts of concrete members and bear the tensile force, thereby exhibiting the same function as tensile reinforcing bars. It is possible to prevent the occurrence of cracks at the boundary between the portion and the non-thin portion and the accompanying damage.
[0046]
Since the thin wire placed in the thin unbarbed portion has a smaller diameter (several mm to several tens of mm) than the reinforcing bar, even if a steel wire is used as the thin wire, the steel wire can be moved from the surface of the steel wire to the concrete surface. A coating with a sufficient thickness to protect can be ensured.
[0047]
No rust by the neutral reduction, the use of fiber-reinforced material which does not cause problems with reduced durability as thin wire material, from the surface of the thin wire material to the concrete surface, thickness sufficient to protect the thin line member Even when the covering of the thickness cannot be ensured, the thin non-muscle portion can be tension-reinforced without causing the problem of a decrease in the durability of the thin wire.
[0048]
Order to reduce the deflection by providing a pre-tension to fine wire, be arranged thin wire material in the direction of unreinforced portion of the thin-walled successive continuously, the thin portion by the thin line material is bent concrete Exposure from the surface can be avoided.
[0049]
Moreover , since the prestress can be given to concrete by adhesion | attachment with concrete by giving tension | tensile_strength to a thin wire, it becomes possible to adjust the tensile strength of a concrete member.
[0050]
By fine wire is inserted into the sleeve, which is spaced apart along its length, fine line material even when deflection has occurred is avoided a situation that is exposed to the concrete surface.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a part of a concrete member when a thin wire material is arranged in the length direction of an unreinforced portion.
FIG. 2 is a perspective view showing a relationship between a fine wire material and a sleeve.
3A is a cross-sectional view showing an example of each shape when the fine wire is a carbon fiber, FIG. 3B is a cross-sectional view showing each shape example when the fine wire is an aramid fiber, and FIG. 3C is an aramid fiber. It is the side view which showed the example of another shape in a certain case.
FIG. 4 is a perspective view showing a bridge girder as a use object of a concrete member.
5 is a cross-sectional view taken along line xx of FIG.
6 is a partially enlarged view of FIG. 5 showing a stress state on a thin portion of the concrete member when a wheel load is applied between the concrete members adjacent in the width direction.
7 is a partially enlarged view of FIG. 5 showing a bar arrangement state between concrete members adjacent in the width direction.
8 is a partially enlarged view of FIG. 5 showing a concrete member when a thin wire material is arranged in the width direction of an unstriped portion.
FIG. 9 is an elevation view showing the relationship between the tension introducing device and the fine wire.
FIG. 10 is an elevational view showing an end portion of the fine wire on the opposite side to FIG. 8;
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the tension of a fine wire and the amount of deflection when the support interval by the sleeve is 3 m.
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the tension of a fine wire and the amount of deflection when the support interval by the sleeve is 2 m.
FIG. 13A is a cross-sectional view showing an example of a conventional precast concrete member having an unreinforced portion, and FIG. 13B is a partially enlarged view of FIG.
[Explanation of symbols]
1 …… Concrete member 2 …… Reinforcing bar 2a …… Main reinforcing bar 2b …… Reinforcing bar 3 …… Unreinforced part 4 …… Fine wire rod 4a …… Grip 5 …… Sleeve 6 …… Reinforcing bar 7 ... Concrete, 8 ... Tension introducing device, 9 ... Clamp bolt, 10 ... Anchor head, 11 ... Wedge hole, 12 ... End formwork, 13 ... Lower formwork, 14 ... Plate, 15 ……nut.

Claims

In a concrete member manufactured or constructed by placing reinforcing bars and concrete, a tensile force is borne inside a thin unstressed portion where the reinforcing bars are not placed. A thin wire having a thickness of several millimeters is arranged in a direction in which thin unsheathed portions are continuous, and the thin wire has an compressive strength equal to or higher than the strength of the concrete arranged at intervals in the length direction. Reinforced concrete member that is inserted into a sleeve of the same quality as the concrete manufactured in the above and is prestressed by applying tension to the thin unstressed portion by adhesion to the concrete.

The reinforced concrete member according to claim 1, wherein the fine wire material is a fiber reinforced material.

The reinforced concrete member according to claim 1, wherein the fine wire is a steel wire.