JP4491163B2 - Opening reinforcement structure for reinforced concrete plate members - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄筋コンクリート造壁及びスラブなどに好適な鉄筋コンクリート造板部材の開口補強構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、図12に示すような鉄筋コンクリート造の壁10に開口11を設けた場合、開口11の入隅部12,12・・・で剛性が急変するため、入隅部12,12・・・に応力や歪みが集中する。
【0003】
そのため、壁10にコンクリートの乾燥収縮による歪みや、地震時の応力による歪みなどが発生すると、これらの歪みが開口11の入隅部12,12・・・に集中して、入隅部12,12・・・にひび割れ13が発生することが多い。
【0004】
そこで、従来は、壁10の入隅部12,12・・・の近傍で、ひび割れ13が発生すると予想される部分に、ひび割れ13とほぼ直交するように直線状の補強鉄筋14を配置していた。なお、図12中の符号15は柱、16は梁である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の補強鉄筋14による補強では、終局強度の補強には効果があるものの、ひび割れ13の発生を防止するには効果が低いという問題があった。特に、コンクリートの強度が大きくなると、補強鉄筋14によるひび割れ防止の効果が低くなる。
【0006】
本発明の目的は、このような問題点を解決するためになされたものであり、開口の入隅部に発生するひび割れを防止することが可能な鉄筋コンクリート造板部材の開口補強構造を提供することを技術的課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は鉄筋コンクリート造板部材の開口補強構造であり、前述の技術的課題を解決するために、以下のように構成されている。すなわち、本発明は、角形の開口を有する鉄筋コンクリート造板部材を補強するため、前記開口の入隅部分の近傍に補強部材を設けた鉄筋コンクリート造板部材の開口補強構造において、前記補強部材が、鉄筋の引っ張り剛性に対して2倍以上の引っ張り剛性を有する高強度連続繊維を樹脂で固めた棒状部材によって所定形状に形成されていることを特徴とする。
【0008】
また、本発明は、前記補強部材が、直線部分と、前記直線部分の両端部に設けられたフック状部分と、前記直線部分のほぼ中央に設けられたリング状部分とを有し、前記直線部分が前記入隅部分の近傍に発生すると予想される仮想ひび割れに対してほぼ直交するように配置されていること、前記補強部材はほぼL字状に形成され、その両辺における直線部分の先端にフック状部分を有するとともに、前記各直線部分の交差部にリング状部分を有し、前記各直線部分が前記入隅部の両側の開口縁に沿って配置されていること、前記補強部材はほぼL字状に形成され、その両辺における直線部分が細長いU字状に形成されるとともに、前記U字状の両端部に互いに離れた位置に配置されたフック状部分を有し、前記各直線部分が前記入隅部の両側の開口縁に沿って配置されていること、前記補強部材はメッシュ状に形成されていること、前記高強度連続繊維は炭素繊維であり、前記樹脂はエポキシ樹脂であること、を特徴とする。
【0009】
本発明によれば、補強部材が鉄筋の引っ張り剛性に対して2倍以上の引っ張り剛性を有するので、開口の入隅部の補強を十分に行うことができ、コンクリートの強度が大きい場合でも、ひび割れの発生を防止することができる。また、補強部材の形状を所定形状とすることによって、コンクリートとの付着強度を高くすることができ、これにより、補強効果を上げることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る鉄筋コンクリート造板部材の開口補強構造の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は本発明の鉄筋コンクリート造板部材の開口補強構造を適用した第1実施形態の鉄筋コンクリート造壁5示す図である。この鉄筋コンクリート造壁5は、そのほぼ中央部分に四角形の開口51が設けられている。また、開口51における4つの入隅部52,52・・・の近傍には、次に説明する補強部材53,53・・・が埋設されている。なお、図1中の符号54は柱、55は梁である。
【0011】
強強部材53は、高強度連続繊維の一種である炭素繊維を、エポキシ樹脂で固めた棒状部材を所定形状に形成したものである。この棒状部材には、異形鉄筋と同様に多数の凹凸が設けられている。
【0012】
また、炭素繊維は、従来の鉄筋の引っ張り剛性205GPa(ヤング率、鉄筋コンクリート構造計算基準)に対して2倍以上の引っ張り剛性を有するものが使用されている。
【0013】
このような炭素繊維としては、例えば東レ(株)の「トレカ糸」(商標名)を使用することができる。この「トレカ糸」のうち、タイプM46J,M50J,M55Jは引っ張り剛性が436GPa〜588GPa(ヤング率)であり、鉄筋の約2〜3倍程度の引っ張り剛性を有している。
【0014】
一般に、鉄筋コンクリート造板部材のひび割れを防止するには、補強部材の引っ張り剛性がコンクリートの引っ張り剛性より高いほど効果が大きくなる。これは、コンクリートと補強部材に同量の歪みが発生すると、補強部材には引っ張り剛性の比だけ大きい応力が発生し、この応力によって周囲のコンクリートを拘束することにより、補強効果が発揮されるものであるため、補強部材の引っ張り剛性がコンクリートの引っ張り剛性より高いほど補強効果が高くなるのである。
【0015】
従来の補強鉄筋とコンクリートの引っ張り剛性の比は10倍程度であった。しかし、現在の建物に使用されるコンクリートはより高強度になりつつあり、コンクリートの引っ張り剛性は従来より高くなってきている。
【0016】
そのため、補強鉄筋の引っ張り剛性もそれに応じて高くする必要があるが、補強鉄筋の引っ張り剛性を高めることは現在のところ不可能であり、従来の補強鉄筋を使用した場合には、最近の高強度コンクリートと補強鉄筋の引っ張り剛性の比が5倍程度に小さくなり、補強効果は不十分である。
【0017】
そこで、本発明では、上述のように鉄筋の2倍以上の引っ張り剛性を有する補強部材53を使用することにより、高強度コンクリートと補強部材53の引っ張り剛性の比を10倍程度にして、普通強度のコンクリートはもちろん高強度コンクリートでも補強効果を十分に発揮できるようにしたものである。
【0018】
一方、補強部材53の補強効果は、補強部材53の引っ張り剛性によりコンクリートの歪みの増加を抑えることでその効果を発揮するものであるため、補強部材53とコンクリートの一体性が高いほど、補強効果が高くなる。そこで、本実施形態では、上述のように補強部材53の素材に従来の異形鉄筋のような多数の凹凸を設けてあるが、この凹凸だけでは十分な付着力を発揮することは困難と考えられる。
【0019】
そこで、本実施形態の補強部材53は、図2に示すように、適宜な長さの直線部分60と、この直線部分60の両端部に設けられたU字形のフック状部分61,61と、直線部分60のほぼ中央に設けられた扁平なリング状部分62とが設けられている。
【0020】
この補強部材53は、図3に示すように、その直線部分60が、入隅部12の近傍でひび割れが発生しやすいと考えられるライン56に対してほぼ直交するとともに、リング状部分62がこのライン56に重なるように配置されている。これによって、補強部材53とコンクリートとの一体性をできるだけ高くすることができ、補強効果を十分に発揮することができる。
【0021】
このように、本発明の鉄筋コンクリート造壁5は、補強部材53の引っ張り剛性が、従来の鉄筋の引っ張り剛性の2倍以上なので、補強効果が十分に高くなり、通常のコンクリートのみならず、高強度コンクリートを使用した場合でも、ひび割れの発生を防止することが可能になる。
【0022】
また、補強部材53は、直線部分60の両側にフック状部分61,61を有するとともに、直線部分60の中央に扁平なリング状部分62を有しているので、コンクリートとの付着力が大きくなり、補強効果が更に高くなる。
【0023】
更に、補強部材53は、通常の鉄筋の5〜10倍の引っ張り強度を有しているので、鉄筋に比較して少ない使用量でより高い終局耐力を得ることができる。
【0024】
また、本実施形態では、扁平なリング状部分62を、ひび割れが発生しやすいライン56に重ねて配置したので、補強に直接作用する部分の断面積を2倍に高めることができ、上述したコンクリート付着強度の改善と相まって、高い補強効果を得ることができる。
【0025】
また、炭素繊維の比重は鋼材の約1/5以下であるため、補強部材53を非常に軽量化することができる。更に、補強部材53は、通常の鉄筋より強度が高いく、鉄筋と同径以下にすることができるので、壁筋やスラブ筋との収まりが良くなり、コンクリート打設の障害になることもない。従って、補強部材53の運搬や取り付けが容易になるとともに、施工性が非常に良好となる。
(第2実施形態)
図4は本発明を適用した第2実施形態の鉄筋コンクリート造壁7を示す。この鉄筋コンクリート造壁7は、図1の鉄筋コンクリート造壁5の補強部材53に代えて、ほぼL字状の補強部材70,70・・・を配置したものであり、それ以外は図1の鉄筋コンクリート造壁5と同様である。
【0026】
この鉄筋コンクリート造壁7の補強部材70は、図5に示すように、炭素繊維をエポキシ樹脂で固めた棒状部材をほぼL字状に形成したものであり、その両辺における直線部分71,71の端部には、U字形のフック状部分72,72が設けられている。また、直線部分71,71の交差部には、ほぼ円形のリング状部分73が設けられている。
【0027】
この補強部材70は、図6にも示すように、その両方の直線部分71,71が開口51の入隅部52における両側の開口縁57,58に沿って配置されている。
【0028】
この鉄筋コンクリート造壁7は、上述の鉄筋コンクリート造壁5と同様な作用効果がある。
(第3実施形態)
図7は、本発明を適用した第3実施形態の鉄筋コンクリート造壁8を示す。この鉄筋コンクリート造壁8は、図1の鉄筋コンクリート造壁5の補強部材53を、ほぼL字状の補強部材80に代えたものであり、その他は鉄筋コンクリート造壁5と同様である。
【0029】
補強部材80は、図8にも示すように、その両辺の直線部分81,81が細長いU字状に形成されている。これらの直線部分81,81は、そのU字状の曲がった方の端部より少し内側に入った部分が結合されると共に、両端に互いに離れた位置に配置されたフック状部分82a,82bが設けられている。
【0030】
この補強部材80は、図9に示すように、各直線部分81,81が入隅部52の両側の開口縁57,58に沿って配置されている。
【0031】
この鉄筋コンクリート造壁8も、上述の鉄筋コンクリート造壁5と同様な作用効果がある。
(第4実施形態)
図10は、本発明を適用した第4実施形態の鉄筋コンクリート造壁9を示す。この鉄筋コンクリート造壁9は、図1の鉄筋コンクリート造壁5の補強部材53を、メッシュ状の補強部材90に代えたものであり、その他は鉄筋コンクリート造壁5と同様である。
【0032】
補強部材90は、図11にも示すように、棒状部材で形成され複数の長辺部材91と、複数の短辺部材92とを縦横にピッチ50mm程度のメッシュ状に接着したものであり、全体の形が長方形のシート状をなしている。
【0033】
この補強部材90は、図10に示すように、その長辺部材91が入隅部52の近傍に発生されると予想される仮想ひび割れ56(図3)に対してほぼ直交するように、且つ長辺部材91のほぼ中央部が仮想ひび割れ56上にくるように配置されている。
【0034】
この鉄筋コンクリート造壁9は、上述の鉄筋コンクリート造壁5と同様な作用効果がある上に、補強部材90の製造が容易であるという特徴がある。
【0035】
なお、上述の第1〜第4実施形態では、本発明を鉄筋コンクリート造壁5,7,8,9に適用した場合について説明したが、本発明は鉄筋コンクリート造スラブなどの板部材に適用することができる。
【0036】
また、上述の実施形態では、補強部材53,70,80,90として、炭素繊維をエポキシ樹脂で固めた棒状部材を使用したが、炭素繊維に代えて鉄筋の2倍以上の引っ張り剛性を有する高強度連続繊維を使用することができ、また、エポキシ樹脂に代えて高強度連続繊維を棒状に固めることが可能な適宜な樹脂を使用することができる。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、補強部材が鉄筋の引っ張り剛性に対して2倍以上の引っ張り剛性を有するので、開口の入隅部の補強を十分に行うことができ、コンクリートの強度が大きい場合でも、ひび割れの発生を防止することができる。また、補強部材の形状を所定形状とすることによって、コンクリートとの付着強度を高くすることができるので、補強効果を更に上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る鉄筋コンクリート造板部材の開口補強構造を適用した第1実施形態の鉄筋コンクリート造壁を示す図である。
【図2】本発明に係る第一実施形態の補強部材を示す図である。
【図3】本発明に係る第一実施形態の補強部材の配置を示す図である。
【図4】本発明に係る鉄筋コンクリート造板部材の開口補強構造を適用した第2実施形態の鉄筋コンクリート造壁を示す図である。
【図5】本発明に係る第2実施形態の補強部材を示す図である。
【図6】本発明に係る第2実施形態の補強部材の配置を示す図である。
【図7】本発明に係る鉄筋コンクリート造板部材の開口補強構造を適用した第3実施形態の鉄筋コンクリート造壁を示す図である。
【図8】本発明に係る第3実施形態の補強部材を示す図である。
【図9】本発明に係る第3実施形態の補強部材の配置を示す図である。
【図10】本発明に係る鉄筋コンクリート造板部材の開口補強構造を適用した第4実施形態の鉄筋コンクリート造壁を示す図である
【図11】本発明に係る第4実施形態の補強部材を示す図である。
【図12】従来例に係る鉄筋コンクリート造壁の開口補強構造を示す図である。
【符号の説明】
5,7,8,9 鉄筋コンクリート造壁
51 開口
52 入隅部
53,70,80,90 補強部材
56 仮想ひび割れ
57,58 開口縁
60,71,81 直線部分
61,72,82 フック状部分
62,73 リング状部分[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an opening reinforcing structure for a reinforced concrete plate member suitable for a reinforced concrete wall and a slab.
[0002]
[Prior art]
In general, when the opening 11 is provided in the reinforced
[0003]
Therefore, when distortion due to dry shrinkage of concrete or distortion due to stress during an earthquake occurs on the
[0004]
Therefore, conventionally, a
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, although the reinforcement by the conventional reinforcing
[0006]
The object of the present invention is to solve such problems, and to provide an opening reinforcing structure for a reinforced concrete plate member capable of preventing cracks generated at the corners of the opening. Is a technical issue.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an opening reinforcing structure for a reinforced concrete plate member, and is configured as follows in order to solve the above technical problem. That is, the present invention provides an opening reinforcing structure for a reinforced concrete plate member in which a reinforcing member is provided in the vicinity of a corner portion of the opening in order to reinforce a reinforced concrete plate member having a square opening. It is characterized in that it is formed in a predetermined shape by a rod-like member obtained by solidifying high-strength continuous fibers having a tensile rigidity of 2 times or more with respect to the tensile rigidity of the resin.
[0008]
In the invention, it is preferable that the reinforcing member includes a straight portion, a hook-like portion provided at both ends of the straight portion, and a ring-like portion provided substantially at the center of the straight portion. The portion is arranged so as to be substantially orthogonal to the virtual crack that is expected to occur in the vicinity of the entering corner portion, the reinforcing member is formed in an approximately L shape, and at the tip of the straight portion on both sides thereof A hook-shaped portion and a ring-shaped portion at the intersection of each straight portion, and each straight portion is disposed along the opening edges on both sides of the corner, the reinforcing member is substantially Each of the straight portions is formed in an L-shape, and linear portions on both sides thereof are formed in an elongated U-shape, and hook-shaped portions arranged at positions separated from each other at both ends of the U-shape. Is on both sides of the corner Being disposed along the opening edge, the reinforcing member that is formed in a mesh shape, the high-strength continuous fiber is carbon fiber, said resin is an epoxy resin, characterized by.
[0009]
According to the present invention, since the reinforcing member has a tensile rigidity more than twice the tensile rigidity of the reinforcing bar, the corners of the opening can be sufficiently reinforced, and even if the strength of the concrete is large, the crack is generated. Can be prevented. Further, by setting the shape of the reinforcing member to a predetermined shape, it is possible to increase the adhesion strength with the concrete, thereby increasing the reinforcing effect.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an opening reinforcing structure for a reinforced concrete plate member according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a view showing a reinforced
[0011]
The
[0012]
In addition, carbon fibers having a tensile rigidity more than twice that of a conventional reinforcing bar tensile rigidity of 205 GPa (Young's modulus, reinforced concrete structure calculation standard) are used.
[0013]
As such a carbon fiber, for example, “Torayka Yarn” (trade name) manufactured by Toray Industries, Inc. can be used. Among these “trade card yarns”, types M46J, M50J, and M55J have a tensile rigidity of 436 GPa to 588 GPa (Young's modulus), and have a tensile rigidity of about 2 to 3 times that of the reinforcing bar.
[0014]
In general, in order to prevent cracking of a reinforced concrete plate member, the higher the tensile rigidity of the reinforcing member is, the greater the effect. This is because when the same amount of strain occurs in the concrete and the reinforcing member, the reinforcing member generates a stress that is as large as the ratio of the tensile stiffness, and the surrounding concrete is constrained by this stress, thereby exerting a reinforcing effect. Therefore, the reinforcement effect becomes higher as the tensile rigidity of the reinforcing member is higher than the tensile rigidity of the concrete.
[0015]
The ratio of the tensile strength of the conventional reinforcing steel and concrete was about 10 times. However, the concrete used in current buildings is becoming stronger, and the tensile rigidity of the concrete is higher than before.
[0016]
For this reason, it is necessary to increase the tensile rigidity of the reinforcing reinforcing bars accordingly, but it is currently impossible to increase the tensile rigidity of the reinforcing reinforcing bars. The ratio of tensile rigidity between concrete and reinforced reinforcing bars is reduced to about 5 times, and the reinforcing effect is insufficient.
[0017]
Therefore, in the present invention, by using the reinforcing
[0018]
On the other hand, the reinforcing effect of the reinforcing
[0019]
Therefore, as shown in FIG. 2, the reinforcing
[0020]
As shown in FIG. 3, the reinforcing
[0021]
Thus, the reinforced
[0022]
Further, since the reinforcing
[0023]
Furthermore, since the reinforcing
[0024]
Moreover, in this embodiment, since the flat ring-shaped
[0025]
Moreover, since the specific gravity of carbon fiber is about 1/5 or less of steel materials, the
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a reinforced
[0026]
As shown in FIG. 5, the reinforcing
[0027]
As shown in FIG. 6, both the
[0028]
The reinforced
(Third embodiment)
FIG. 7 shows a reinforced
[0029]
As shown in FIG. 8, the reinforcing
[0030]
As shown in FIG. 9, in the reinforcing
[0031]
This reinforced
(Fourth embodiment)
FIG. 10 shows a reinforced
[0032]
As shown in FIG. 11, the reinforcing
[0033]
As shown in FIG. 10, the reinforcing
[0034]
The reinforced
[0035]
In the first to fourth embodiments, the case where the present invention is applied to the reinforced
[0036]
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the rod-shaped member which hardened the carbon fiber with the epoxy resin was used as the
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the reinforcing member has a tensile rigidity more than twice that of the reinforcing bar, the corners of the opening can be sufficiently reinforced, and the strength of the concrete can be increased. Even when is large, the occurrence of cracks can be prevented. Moreover, since the adhesion strength with concrete can be increased by setting the shape of the reinforcing member to a predetermined shape, the reinforcing effect can be further increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a reinforced concrete wall according to a first embodiment to which an opening reinforcing structure for a reinforced concrete plate member according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a view showing a reinforcing member of the first embodiment according to the present invention.
FIG. 3 is a view showing the arrangement of reinforcing members according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing a reinforced concrete wall according to a second embodiment to which an opening reinforcing structure for a reinforced concrete plate member according to the present invention is applied.
FIG. 5 is a view showing a reinforcing member according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing the arrangement of reinforcing members according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view showing a reinforced concrete wall according to a third embodiment to which an opening reinforcing structure for a reinforced concrete plate member according to the present invention is applied.
FIG. 8 is a view showing a reinforcing member according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a view showing the arrangement of reinforcing members according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a view showing a reinforced concrete wall according to a fourth embodiment to which an opening reinforcing structure for a reinforced concrete plate member according to the present invention is applied. FIG. 11 is a view showing a reinforcing member according to the fourth embodiment according to the present invention. It is.
FIG. 12 is a view showing an opening reinforcing structure for a reinforced concrete wall according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
5, 7, 8, 9 Reinforced
Claims (3)
前記補強部材が、前記鉄筋コンクリート造板部材を構成する鉄筋の引っ張り剛性に対して2倍以上の引っ張り剛性を有する高強度連続繊維を樹脂で固めた棒状部材によって形成され、
前記補強部材は、直線部分と、前記直線部分の両端部に設けられたフック状部分と、前記直線部分のほぼ中央に設けられたリング状部分とを有し、前記直線部分が前記入隅部分の近傍に発生すると予想される仮想ひび割れに対してほぼ直交するように配置され、前記リング状部分は、前記仮想ひび割れに重ねて配置されていることを特徴とする鉄筋コンクリート造板部材の開口補強構造。 Have a opening of rectangular, for reinforcing the reinforced concrete plate member high strength concrete is used, in the opening reinforcing structure reinforced concrete plate member provided with a reinforcing member in the vicinity of the inner corner portion of the opening,
The reinforcing member is formed by a rod-shaped member obtained by solidifying high-strength continuous fibers having a tensile rigidity of 2 times or more with respect to the tensile rigidity of the reinforcing bars constituting the reinforced concrete plate member ,
The reinforcing member includes a straight portion, hook-shaped portions provided at both ends of the straight portion, and a ring-shaped portion provided at substantially the center of the straight portion, and the straight portion is the corner portion. An opening reinforcing structure for a reinforced concrete plate member , wherein the ring-shaped portion is arranged so as to overlap the virtual crack, and is arranged so as to be substantially orthogonal to a virtual crack expected to occur in the vicinity of .
前記補強部材が、前記鉄筋コンクリート造板部材を構成する鉄筋の引っ張り剛性に対して2倍以上の引っ張り剛性を有する高強度連続繊維を樹脂で固めた棒状部材によって形成され、
前記補強部材はほぼL字状に形成され、その両辺における直線部分の先端にフック状部分を有するとともに、前記各直線部分の交差部にリング状部分を有し、前記各直線部分が前記入隅部の両側の開口縁に沿って配置され、前記リング状部分は、前記仮想ひび割れに重ねて配置されていることを特徴とする鉄筋コンクリート造板部材の開口補強構造。 In order to reinforce a reinforced concrete plate member having a square opening and using high-strength concrete, in the opening reinforcing structure of the reinforced concrete plate member provided with a reinforcing member in the vicinity of the corner of the opening,
The reinforcing member is formed by a rod-shaped member obtained by solidifying high-strength continuous fibers having a tensile rigidity of 2 times or more with respect to the tensile rigidity of the reinforcing bars constituting the reinforced concrete plate member,
The reinforcing member is substantially L-shaped, has hook-shaped portions at the ends of the straight portions on both sides thereof, and has ring-shaped portions at the intersections of the straight portions, and the straight portions have the corners. are arranged along the sides of the opening edge parts, the ring-shaped portion, the opening reinforcement structure of reinforced concrete plate member, characterized in that it is arranged to overlap the virtual crack.
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