JP6893409B2

JP6893409B2 - コンクリート構造物

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Publication number: JP6893409B2
Application number: JP2016226022A
Authority: JP
Inventors: 靖史三浦; 正俊大庭; 隆一三浦
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 2016-11-21
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2021-06-23
Anticipated expiration: 2036-11-21
Also published as: JP2018084034A

Description

本発明は、コンクリート構造物の乾燥収縮ひび割れの発生及び拡大を防止又は抑制する技術に関する。

鉄筋コンクリート構造物は、例えば外力による変形が柱や梁などで拘束された部分において、コンクリートの乾燥収縮や、温度によるコンクリートの体積変化等による引張力によって、施工後のコンクリート構造物の表面に収縮ひび割れを発生することがある。特に、梁や壁面に設備配管等のために設けられるスリーブ開口の近傍部分は、ひび割れが発生する可能性が高く、発生したひび割れは、放置しておくと徐々に拡大して漏水の原因になったり、コンクリート構造物の耐久性の低下を引き起こしたりするおそれがあるため、ひび割れの発生は可及的に防止又は抑制することが重要である。

そこで従来、コンクリート構造物のひび割れの発生及び拡大を防止又は抑制する方法として、補強筋とは別に、コンクリート打設後にひび割れの発生が予想される範囲にひび割れ防止手段を取り付けることが知られている。例えば、下記の特許文献１に記載の方法は、コンクリートまたはモルタルからなる層を複数積層し、壁厚方向の一部の層に、非金属系繊維が混入されたものである。

しかしながら、この方法は、通常のコンクリートを打設して構築した壁に、非金属系繊維を混入したコンクリート層を有する積層構造の耐力壁を打ち継ぐものであることから、工数が多く、工期も長くなる懸念がある。

特開２０１４−２３７９２２号公報

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、コンクリート構造物のひび割れの発生を防止又は抑制しつつ、工数の減少及び工期の短縮を図ることにある。

コンクリート構造物の一態様は、鉄筋組立体が埋設された鉄筋コンクリート梁であって、前記鉄筋組立体は、前記鉄筋コンクリート梁の内部を長手方向に延びる主筋と、前記主筋に結合されると共に前記主筋の周囲を包囲するスターラップ筋と、前記鉄筋コンクリート梁の延長方向と直交する方向へ開口する環状体と前記環状体の下側部位に設けられるスリーブ支持部とを持ち前記主筋又は前記スターラップ筋に結合される開口部補強筋と、を備える鉄筋コンクリート梁と、前記鉄筋コンクリート梁に埋設され、前記鉄筋コンクリート梁の延長方向と直交する方向へのび、前記環状体の内側に刺し通されるとともに前記スリーブ支持部で支持され、前記鉄筋コンクリート梁の両側面それぞれに開口部を構築するスリーブと、前記鉄筋コンクリート梁における前記スリーブの直下の下部表面に埋設され、前記下部表面の形状に沿って略コ字形にひろがり、前記両側面それぞれの前記開口部の付近へのびる補強ネットと、を備えることを特徴とするものである。

コンクリート構造物の上記一態様において、前記鉄筋コンクリート梁の前記延長方向において、前記補強ネットが前記開口部の幅方向両端の外側までひろがるように構築されてもよい。

コンクリート構造物の上記一態様において、前記鉄筋コンクリート梁は鉄筋組立体が埋設されたものであって、前記鉄筋組立体は、前記鉄筋コンクリート梁の内部を長手方向に延びる主筋と、前記主筋に結合されると共に前記主筋の周囲を包囲するスターラップ筋と、前記主筋又は前記スターラップ筋に結合され、前記スリーブが内側に刺し通される環状体と前記環状体の下側部位に設けられ前記スリーブを支持するスリーブ支持部とを持つ開口部補強筋と、を備えてもよい。

本発明によれば、コンクリート構造物の表面近傍が、補強ネットで拘束されるので、コンクリートの乾燥収縮や、温度によるコンクリートの体積変化等による引張力によるコンクリート表面の収縮ひび割れの発生及びその拡大が防止又は抑制される。また、補強ネットは、型枠の内面に留め付けてから型枠内にコンクリートを打設することで、このコンクリートの表面近傍に埋設状態で一体化されるため、作業性が良く、工数の減少及び工期の短縮を図ることができる。

また、補強ネットの一部が、コンクリート構造物の開口を形成するスリーブの両端と略面一となる位置に埋設されることによって、ひび割れが発生しやすかったスリーブ開口の外周でのひび割れの発生及びその拡大を有効に防止又は抑制することができる。

本発明に係るコンクリート構造物の補強構造を、スリーブによる開口を有するコンクリート梁に適用した好ましい実施の形態を示す正面図である。図１におけるＡ−Ａ’線で切断した断面図である。本発明の実施の形態で用いられる補強ネットの部分的な平面図である。図２におけるＢ−Ｂ’線で切断した部分拡大断面図である。図２におけるＣ部の部分拡大断面図である。本発明に係るコンクリート構造物の補強方法を、スリーブによる開口を有するコンクリート梁の施工に適用した好ましい実施の形態を示す施工過程の説明図である。コンクリート梁の施工過程を、図４と対応する位置で切断して示す部分拡大断面図である。コンクリート梁の施工過程を、図５と対応する位置で切断して示す部分拡大断面図である。

以下、本発明に係るコンクリート構造物とその補強構造及び補強方法をスリーブによる開口を有するコンクリート梁に適用した好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

まず図１及び図２において、参照符号１は鉄筋コンクリート梁、参照符号２は鉄筋コンクリート梁１の上部から水平に延びるスラブである。なお、鉄筋コンクリート梁１は上述の「コンクリート構造物の一態様」に記載されたコンクリート構造物に相当するものである。

鉄筋コンクリート梁１には、鉄筋組立体１０が埋設されている。この鉄筋組立体１０は、鉄筋コンクリート梁１の上部及び下部を長手方向に延びる複数の主筋１１と、これら主筋１１に溶接等により結合されると共にその周囲を略長方形状に包囲するように延びる多数のスターラップ筋１２と、主筋１１又はスターラップ筋１２に溶接等により結合された開口部補強筋１４とを備える。

鉄筋コンクリート梁１には、例えば空調用のダクトなどの配管用の開口部１ａが、鉄筋コンクリート梁１の延長方向と直交する方向であってかつ水平な方向へ貫通したスリーブ１３によって開設されている。スリーブ１３は例えば円筒状のものであって、鉄筋コンクリート梁１の水平方向の幅に相当する長さを有し、鉄筋組立体１０における開口部補強筋１４は、スリーブ１３の長手方向両端近傍の外周に位置している。

鉄筋コンクリート梁１の開口部１ａ近傍には、鉄筋コンクリート梁１の下部表面に沿って、図２に示す断面において略コ字形をなして延びる補強ネット１５が埋設されている。この補強ネット１５は、上端がスリーブ１３の下端の高さに達し、このスリーブ１３の両端と略面一となっている。また好ましくは、補強ネット１５の幅方向両端１５ａ，１５ｂは、開口部１ａ（スリーブ１３）の幅方向両側位置より鉄筋コンクリート梁１の長手方向へ250ｍｍ以上の位置まで延びている。

補強ネット１５は、引っ張り強度の高い非金属の繊維、例えば耐アルカリ性を有するガラス繊維によってメッシュ状に織られたものであって、詳しくは図３に示すように、多数の繊維を帯状の束にした第一の糸１５１と、この第一の糸１５１よりも繊維の数が少ない第二の糸１５２とを、互いに直交するように織り込んだものである。そしてこの補強ネット１５は、図１に示すように、第一の糸１５１が鉄筋コンクリート梁１の延長方向となり、第二の糸１５２が鉄筋コンクリート梁１の延長方向に対して直交方向となるように設けられている。

鉄筋コンクリート梁１は、既述のように、特に開口部１ａの周辺で、コンクリートの乾燥収縮や、温度によるコンクリートの体積変化等に起因する引張力によって、ひび割れが発生することがあり、このようなひび割れは、鉄筋コンクリート梁１の延長方向に対して直交方向に発生することが多い。しかしながら、上記構成によれば、鉄筋コンクリート梁１は、開口部１ａの直下を含む下部表面に沿って、下側から略コ字形に囲むように埋設された補強ネット１５で拘束されているので、乾燥収縮等によってコンクリートに生じる引張力に対する抗力が増大し、開口部１ａの周辺でのひび割れの発生やその拡大を防止又は抑制することができる。

そして図示の例のように、補強ネット１５を、第二の糸１５２に比較して相対的に引っ張り強度の高い第一の糸１５１が鉄筋コンクリート梁１の延長方向となるように設けることによって、第一の糸１５１がコンクリートをひび割れの方向と直交する方向に拘束するため、開口部１ａの周辺でのひび割れの発生やその拡大を一層有効に抑制することができる。

また、図４及び図５に示すように、コンクリートが補強ネット１５の第一の糸１５１及び第二の糸１５２の織り目などにも充填されているため、例えば補強ネット１５を、鉄筋コンクリート梁１の表面に接着剤などで貼り付けた場合に比較して、コンクリートと強固に一体化した状態となっている。なお、図４における参照符号１６は、後述する施工過程で用いられたタッカーのステープルで、留め付け手段に相当するものである。

補強ネット１５は、幅方向両端１５ａ，１５ｂが開口部１ａ（スリーブ１３）の幅方向両側位置より鉄筋コンクリート梁１の長手方向へ250ｍｍ以上の位置まで延び、上端が開口部１ａの下端の高さに達しているため、万一ひび割れが発生し、進行したとしても、補強ネット１５が剥離してしまうことはない。また、この補強ネット１５は、外側から薄い被り厚さのコンクリート層で覆われているため、接着剤の劣化による剥離などのおそれもない。

また、補強ネット１５には耐アルカリ性ガラス繊維からなるものを採用することによって、アルカリ性のコンクリート中で補強ネット１５の引張強度が経時的に低下するのを防止することができる。したがって、長期にわたって鉄筋コンクリート梁１のひび割れ等の防止又は抑制効果を維持することができる。

図６は、図１に示す鉄筋コンクリート梁１及びスラブ２の施工過程を示すものである。この図６において、参照符号３は型枠であって、底板３１ａ及び側板３１ｂ，３１ｃを上側へ開いた断面略コ字形に組んだ梁用型枠３１と、この梁用型枠３１の両側板３１ｂ，３１ｃの上端から水平方向へ延びるスラブ用型枠３２とを備える。

梁用型枠３１には、まず所定個所、すなわちこの例では図１に示す開口部１ａを形成するためのスリーブ１３の取付位置の下側となる個所に、一方の側板３１ｂの内面における所定の高さ（スリーブ１３の下端高さ）から、底板３１ａの上面を経て他方の側板３１ｃの内面における所定の高さ（スリーブ１３の下端高さ）にかけて、図７及び図８にも示すように、補強ネット１５を留め付ける。補強ネット１５の留め付けには、例えば良く知られたタッカーを用い、すなわち図７に示すように、タッカーのステープル１６によって、補強ネット１５における第一の糸１５１を所定の間隔Ｐ（例えばＰ≦200ｍｍ）で型枠３１に固定する。

次に、梁用型枠３１に、主筋１１、スターラップ筋１２、及び開口部補強筋１４からなる鉄筋組立体１０を組み込む。開口部補強筋１４にはスリーブ支持部１４ａが設けられ、このスリーブ支持部１４ａには、予め図１に示す開口部１ａを形成するためのスリーブ１３が支持されている。そして、鉄筋組立体１０の組み込みに伴い、スリーブ１３は、その両端が梁用型枠３１の両側板３１ｂ，３１ｃの内面に密接するように固定される。このとき、スリーブ１３の両端は、梁用型枠３１の側板３１ｂ，３１ｃに留め付けられた補強ネット１５と略面一となっている。

鉄筋組立体１０の組み込み後は、梁用型枠３１及びスラブ用型枠３２に、コンクリートを打設する。このコンクリートのうち、補強ネット１５の内側に充填されたコンクリートの一部は、第一の糸１５１と第二の糸１５２による網目や繊維間を通って梁用型枠３１の内面へ廻り込んで硬化する。このため、補強ネット１５は薄い被り厚さのコンクリート層に覆われた状態となる。

そして所要の養生期間を経てコンクリートが硬化したら、梁用型枠３１及びスラブ用型枠３２を解体・除去することによって、図１及び図２に示す鉄筋コンクリート梁１及びスラブ２の施工が完了する。

すなわち上述の方法によれば、梁用型枠３１の所定個所の内面に、予め補強ネット１５を、タッカーなどを用いて留め付けてから、通常の工程で施工することによって、鉄筋コンクリート梁１の表面に沿って、補強ネット１５を埋設することができる。したがって、鉄筋コンクリート梁１の施工後にその表面に接着剤などで貼り付ける場合に比較して作業性が良く、工数の減少及び工期の短縮を図ることができる。

また、上述の方法で施工することによって、先に説明したように、コンクリートが補強ネット１５の織り目に充填されて、コンクリートが表面近傍からしっかり拘束された状態となり、しかも補強ネット１５が剥離しにくい構造とすることができる。

なお、上述した実施の形態では、補強ネット１５として、耐アルカリ性を有するガラス繊維によって織られたものを用いることとしたが、耐アルカリ性を有し、コンクリートの乾燥収縮や、温度によるコンクリートの体積変化等に起因する引張力に対する十分な抗力（引張強度）を有するものであれば、他の非金属繊維、例えばカーボン繊維や合成樹脂繊維によって織られたものを用いても良い。

また、上述した実施の形態では、補強ネット１５は、第一の糸１５１を第二の糸１５２に比較して相対的に引っ張り強度が高いものとしたが、第一の糸１５１と第二の糸１５２は互いに同程度の引っ張り強度であっても良く、補強ネット１５を梁用型枠３１などの内面に留め付けるための留め付け手段としては、例えば接着剤を用いても良い。

さらに、本発明は、補強ネット１５を鉄筋コンクリート梁１における開口部１ａの下側の部分の表面に沿って埋設したが、コンクリート壁における開口部の周囲など、ひび割れが生じやすい他のコンクリート構造物の補強にも適用することができる。

１鉄筋コンクリート梁
１ａ開口部
１０鉄筋組立体
１３スリーブ
１５補強ネット
１５１第一の糸
１５２第二の糸
１６ステープル（留め付け手段）
２スラブ
３型枠
３１梁用型枠

Claims

鉄筋組立体が埋設された鉄筋コンクリート梁であって、前記鉄筋組立体は、前記鉄筋コンクリート梁の内部を長手方向に延びる主筋と、前記主筋に結合されると共に前記主筋の周囲を包囲するスターラップ筋と、前記鉄筋コンクリート梁の延長方向と直交する方向へ開口する環状体と前記環状体の下側部位に設けられるスリーブ支持部とを持ち前記主筋又は前記スターラップ筋に結合される開口部補強筋と、を備える鉄筋コンクリート梁と、
前記鉄筋コンクリート梁に埋設され、前記鉄筋コンクリート梁の延長方向と直交する方向へのび、前記環状体の内側に刺し通されるとともに前記スリーブ支持部で支持され、前記鉄筋コンクリート梁の両側面それぞれに開口部を構築するスリーブと、
前記鉄筋コンクリート梁における前記スリーブの直下の下部表面に埋設され、前記下部表面の形状に沿って略コ字形にひろがり、前記両側面それぞれの前記開口部の付近へのびる補強ネットと、
を備えることを特徴とするコンクリート構造物。
前記補強ネットは、第一の糸と前記第一の糸よりも強度の低い第二の糸を有し、
前記第一の糸は前記鉄筋コンクリート梁の延長方向にのび、
前記第二の糸は前記鉄筋コンクリート梁の延長方向と直交する方向にのびることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物。
前記鉄筋コンクリート梁の前記延長方向において、前記補強ネットが前記開口部の幅方向両端より外側までひろがるように構築されたことを特徴とする請求項１または２に記載のコンクリート構造物。