JP4029767B2 - コンクリートへの繊維強化樹脂材の定着構造及び定着方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートへの繊維強化樹脂材の定着構造及び定着方法に関し、特に定着用プレートを用いたものに関する。
【0002】
【従来の技術】
コンクリート構造物の柱や梁、床、壁などを補強する方法として、繊維強化樹脂(FRP:Fiber Reinforced Plastics)により形成された部材(以下、繊維強化樹脂材)をコンクリート面上に配設する方法が知られている。この補強方法は、繊維強化樹脂材をコンクリートの表面に沿って配設することで、コンクリートに生じた引張力の一部を繊維強化樹脂材に負担させることにより、コンクリートの応力を軽減する。繊維強化樹脂は、炭素繊維をはじめとする各種高強度繊維を内部に備えた樹脂であり、強度、特に引張強度が極めて大きく、しかも非常に軽量である。
【0003】
このような繊維強化樹脂材をコンクリート上に設置する場合、接着剤等により単に貼り付けただけでは、コンクリートの方が繊維強化樹脂材よりも強度が小さいので、接着部においてコンクリートの表面に剥離やひび割れなどが発生して定着を確保できず、コンクリートを十分に補強することができない虞がある。特に、古い構造物では、コンクリートの強度が非常に低く、コンクリート表面部が脆く崩壊し易いことから、FRP板の定着を確保することはきわめて困難である。
【0004】
そこで、従来より、アンカーボルトをはじめとする各種定着部材を用いて、繊維強化樹脂材をコンクリート上に定着することが行われている(特許文献1等参照)。図5は、従来の繊維強化樹脂材の定着構造の一例を示したものである。繊維強化樹脂材4は、同図に示すように、コンクリート2の表面上に配設され、繊維強化樹脂材4上には鋼製プレート6が配設される。鋼製プレート6は、コンクリート2に打設されたアンカーボルト8によりナット10を介して固定されている。鋼製プレート6と繊維強化樹脂材4とは、接着剤等の接合材を介して相互に接合されて一体化されており、繊維強化樹脂材4に発生する応力は、鋼製プレート6からアンカーボルト8を通じてコンクリート2に伝達されるようになっている。
【0005】
【特許文献1】
特開平5−163838号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の繊維強化樹脂材4の定着方法にあっては、次のような問題があった。すなわち、繊維強化樹脂材4に発生する応力をアンカーボルト8を通じてコンクリート2に十分に伝達できるようにするには、鋼製プレート6のサイズを可及的に大きくする必要がある。このため、鋼製プレート6の重量が非常に大きくなり、施工に手間や時間がかかってコストアップを招く要因となっていた。
【0007】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、繊維強化樹脂材をコンクリートに定着するための鋼製プレートの軽量化が図れるコンクリートへの繊維強化樹脂材の定着構造及び定着方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明にかかるコンクリートへの繊維強化樹脂材の定着構造にあっては、コンクリートの表面に、当該コンクリートに固定された定着用プレートを介して繊維強化樹脂材を定着する定着構造であって、前記繊維強化樹脂材上に、前記定着用プレートに係合して、前記繊維強化樹脂材に発生する応力を前記定着用プレートに伝達する、樹脂系材料からなる突起部を設けた構成とする。
【0009】
このような構成によれば、前述したような突起部を繊維強化樹脂材に設けたことで、この突起部を介して、繊維強化樹脂材に発生する応力を定着用プレートに伝達させることができる。これにより、定着用プレートのサイズを大きくしなくても、繊維強化樹脂材からの応力が定着用プレートに十分に伝えることができる。したがって、定着用プレートを小型化して、定着用プレートの軽量化を図ることができる。
【0010】
また、かかる定着構造にあっては、前記突起部が、樹脂系接着剤を盛り付けることにより形成されたり、また、前記繊維強化樹脂材に一体成形されたり、また、前記繊維強化樹脂材上に樹脂製部材を一体的に接合して設けられたりしても良い。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に本発明にかかるコンクリートへの繊維強化樹脂材の定着構造および定着方法の実施の形態について、添付図面を用いて説明する。図1は、本発明にかかるコンクリートへの繊維強化樹脂材の定着構造の一実施形態を示したものである。なお、上記図5に示す従来例と同一の構成要素には、同一の符号を付して示してある。
【0012】
この定着構造は、図1に示すように、上記従来例と同様、コンクリート構造物の柱や梁、床、壁などを形成するコンクリート2の表面に、本発明の繊維強化樹脂材としての繊維強化樹脂板材4と、本発明の定着用プレートとしての鋼製プレート6とを順に配設して、これら繊維強化樹脂板材4および鋼製プレート6をアンカーボルト8を介してコンクリート2に固定する構造である。
【0013】
繊維強化樹脂板材4は、炭素繊維を内部に備えた樹脂(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics)をはじめとする繊維強化樹脂により形成されている。また、鋼製プレート6は、鋼材により形成された板状の部材である。また、アンカーボルト8は、コンクリート2の内部に深く打ち込まれてコンクリート2に定着されている。アンカーボルト8の先端部にはナット10が装着され、このナット10によって鋼製プレート6および繊維強化樹脂板材4がコンクリート2に押さえ付けられている。繊維強化樹脂板材4は、接着剤等の接合材によりコンクリート2の表面に接合されているとともに、繊維強化樹脂板材4と鋼製プレート6との間にも接着剤等の接合材が介設されることで、繊維強化樹脂板材4と鋼製プレート6とは相互に接合されている。
【0014】
また、繊維強化樹脂板材4には、鋼製プレート6に図中上方から係合するように突起部12が設けられている。本実施形態では、この突起部12が、樹脂系接着剤14を繊維強化樹脂板材4上に盛り付けることにより形成されている。使用する樹脂系接着剤14としては、例えば、エポキシ樹脂をはじめとする各種樹脂をベースにした接着剤、具体的にはシーカ社製のシーカデュア(商品名)などを用いることができる。硬化した樹脂系接着剤14は、繊維強化樹脂板材4上に付着して、繊維強化樹脂板材4に一体化される。
【0015】
なお、ここでは、繊維強化樹脂板材4が、図中の矢印A方向に示すように下向きに引張力が発生したときに応力が発生するように設置されていることから、突起部12が鋼製プレート6の上方にのみ設けられているが、他の方向に引張力が発生したときにも応力が発生するようにする場合には、その引張力の方向に応じて、前述した鋼製プレート6の上方以外の位置に適宜設けても良い。例えば、全方向に発生する引張力に対応する場合には、突起部12を鋼製プレート6の全周にわたって設ければ良い。
【0016】
このように繊維強化樹脂板材4上に突起部12が設けられることで、この突起部12を通じて、繊維強化樹脂板材4に発生する応力を鋼製プレート6にスムーズに伝達することができる。これにより、鋼製プレート6のサイズを大きく設定しなくても、繊維強化樹脂板材4の応力をコンクリート2に十分に伝達することができる。このことから、鋼製プレート6のサイズを小さくして、鋼製プレート6の軽量化を図ることができる。
【0017】
以上説明したように本実施形態の定着構造にあっては、繊維強化樹脂板材4上に、当該繊維強化樹脂板材4の応力を鋼製プレート6に伝達するための突起部12が一体的に設けられることで、鋼製プレート6のサイズを小さくしても、繊維強化樹脂板材4の応力を鋼製プレート6に十分に伝達することができ、これにより、鋼製プレート6の軽量化を図ることができる。このことから、鋼製プレート6の取り扱いが非常に容易になり、施工作業もきわめて簡単になり、施工性が向上する。これにより、施工作業に要する手間や時間を大幅に軽減することができ、コストダウンを図ることもできる。
【0018】
また、本実施形態では、繊維強化樹脂板材4上に樹脂系接着剤14を塗布して盛り付けるだけで、簡単に突起部12を設けることができる。このため、施工作業が非常に簡単となり、施工作業に要する手間の軽減や時間の短縮がより一層図れ、より大幅なコストダウンを達成することが可能である。
【0019】
図2は、本発明にかかる定着構造の他の実施形態を示したものである。この実施形態でも、前述した実施形態と同様に、コンクリート2の表面に、繊維強化樹脂板材4および鋼製プレート6を順に配設して、これら繊維強化樹脂板材4および鋼製プレート6をアンカーボルト8によりコンクリート2に定着している。そして、本実施形態でも、繊維強化樹脂板材4上に突起部12が繊維強化樹脂板材4と一体的に形成されるが、この突起部12は、接着剤により構成されるのではなく、予め成形された樹脂製部材16を繊維強化樹脂板材4に接着することにより設けられている。この樹脂製部材16は、例えばエポキシ樹脂などの樹脂をはじめ、繊維強化樹脂板材4と同じ繊維強化樹脂(FRP)などにより形成された部材であり、本実施形態では、ブロック状に成形されている。樹脂製部材16は、繊維強化樹脂板材4上に、鋼製プレート6に係合するようにこれに隣接して、樹脂系接着剤などの接着剤をはじめとする各種接合材により接合される。
【0020】
このように樹脂製部材16により繊維強化樹脂板材4上に突起部12を設けても、繊維強化樹脂板材4に発生する応力を当該樹脂製部材16を介して鋼製プレート6に十分に伝達させることができ、これにより、鋼製プレート6のサイズを大きく設定しなくて済み、鋼製プレート6の軽量化を達成して、施工性の向上を図り、コストダウンを達成することができる。
【0021】
図3は、本実施形態にかかる定着構造がコンクリート梁20に適用された場合の一実施形態を示している。この実施形態では、同図に示すように、繊維強化樹脂板材4がコンクリート梁20の外表面に沿って予めU字形に成形されて配設されている。コンクリート梁20の内部には、定着部材としてPC鋼棒22が横方向に貫通して配設されている。このPC鋼棒22の端部22a、22bは、それぞれコンクリート梁の側面部20a、20bに突出されている。PC鋼棒22の各端部22a、22bには、鋼製プレート6とナット10とがそれぞれ装着され、繊維強化樹脂板材4の端部4a、4bは、これら鋼製プレート6およびナット10によりコンクリート梁20側に押さえ付けられている。
【0022】
鋼製プレート6の上方には、繊維強化樹脂板材4上に一体的に突起部12が設けられる。この突起部12は、樹脂系接着剤を盛り付けることにより設けられも良く、もしくは、別の樹脂部材を接着して設けられても良い。このように繊維強化樹脂板材4上に突起部12が設けられることで、この突起部12を通じて、繊維強化樹脂板材4に発生する応力を鋼製プレート6にスムーズに伝達することができ、これにより、鋼製プレート6のサイズを大きく設定しなくても、繊維強化樹脂板材4の応力をコンクリート梁20に十分に伝達することができる。このことから、鋼製プレート6の軽量化を図ることができ、したがって、施工性の大幅な向上が図れ、施工性の向上を図り、コストダウンを達成することができる。
【0023】
なお、前述した実施形態では、突起部12を、樹脂を盛り付けることにより設けたり、また別の樹脂部材を接着することにより設けたりしていたが、本発明にあっては、この他に、突起部12を図4に示すように予め工場等で繊維強化樹脂板材4に一体成形することにより設けても良い。
【0024】
また、前述した実施形態では、繊維強化樹脂材として、繊維強化樹脂板材を用いたが、本発明にあってはこれに限らず、シート状の部材などを用いても構わない。
【0025】
また、前述した実施形態では、定着用プレートとして、鋼製プレートを用いたが、本発明にあってはこれに限らず、他の金属製のプレートを用いても良く、また金属製以外の材料により形成されたプレートを用いても良い。
【0026】
【発明の効果】
本発明によれば、繊維強化樹脂材上に一体的に設けられた樹脂系材料からなる突起部を通じて、繊維強化樹脂材に発生する応力を定着用プレートおよび定着部材を介してコンクリートにスムーズに伝達させることができることから、定着用プレートのサイズを小さくして軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるコンクリートへの繊維強化樹脂材の定着構造及び定着方法の一実施形態を示す断面図である。
【図2】本発明にかかるコンクリートへの繊維強化樹脂材の定着構造及び定着方法の他の実施形態を示す断面図である。
【図3】本発明にかかるコンクリートへの繊維強化樹脂材の定着構造及び定着方法をコンクリート梁に適用した場合の一実施形態を示す断面図である。
【図4】本発明にかかるコンクリートへの繊維強化樹脂材の定着構造及び定着方法の他の実施形態を示す断面図である。
【図5】従来のコンクリートへの繊維強化樹脂材の定着構造および定着方法の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
2 コンクリート
4 繊維強化樹脂板材(繊維強化樹脂材)
6 鋼製プレート(定着用プレート)
8 アンカーボルト
10 ナット
12 突起部
14 樹脂系接着剤
16 樹脂製部材
20 コンクリート梁
22 PC鋼棒
Claims (5)
- コンクリートの表面に、当該コンクリートに固定された定着用プレートを介して繊維強化樹脂材を定着する定着構造であって、
前記繊維強化樹脂材上に、前記定着用プレートに係合して、前記繊維強化樹脂材に発生する応力を前記定着用プレートに伝達する、樹脂系材料からなる突起部を設けたことを特徴とするコンクリートへの繊維強化樹脂材の定着構造。 - 前記突起部が、樹脂系接着剤を盛り付けることにより形成されたことを特徴とする請求項1に記載のコンクリートへの繊維強化樹脂材の定着構造。
- 前記突起部が、前記繊維強化樹脂材上に樹脂製部材を接合して設けられたことを特徴とする請求項1に記載のコンクリートへの繊維強化樹脂材の定着構造。
- 前記突起部が、前記繊維強化樹脂材に一体成形されたことを特徴とする請求項1に記載のコンクリートへの繊維強化樹脂材の定着構造。
- コンクリートの表面に、当該コンクリートに固定された定着用プレートを介して定着する方法であって、
端部に樹脂系材料からなる突起部を備えた繊維強化樹脂材を、前記突起部が前記定着用プレートに係合するように、前記定着用プレートで前記コンクリートに押さえ付けることを特徴とする繊維強化樹脂材の定着方法。
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