JP7373419B2

JP7373419B2 - 補強材

Info

Publication number: JP7373419B2
Application number: JP2020014793A
Authority: JP
Inventors: ラヴィシング; 仁佐々木
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 2019-02-06
Filing date: 2020-01-31
Publication date: 2023-11-02
Anticipated expiration: 2040-01-31
Also published as: JP2020128687A

Description

本発明の実施形態の一つは、補強材、およびそれを利用する構造体の施工方法に関する。例えば本発明の実施形態の一つは、鉄筋ユニットを補強するための補強材、およびこれを利用する構造体の施工方法に関する。

鉄筋コンクリートで形成される構造体は、コンクリート、およびこのコンクリート内に埋設され、複数の鉄筋によって構築される鉄筋ユニットを基本構造として有する。例えば鉄筋コンクリートで形成される平板状の構造体は、特許文献１に開示されるように、一方向にストライプ状に延伸する複数の主筋、および複数の主筋に交差する複数の配力筋を基本構成とする鉄筋ユニットを配置し、その後鉄筋ユニットを埋め込むようにレディーミクストコンクリート（生コンクリート）を打設、硬化させることで施工される。構造体に加えられる圧縮力に対する耐性は主にコンクリートが担い、張力に対する耐性は主筋と配力筋が主に担うことで高い強度を有する構造体が構築される。すなわち、鉄筋ユニットによってコンクリートが補強され、これにより、構造体のひび割れが防止される。

特開２００７－１２６８５４号公報

本発明の実施形態の一つは、鉄筋コンクリートを含む構造体を高い作業性で施工可能にする補強材を提供すること、およびこの補強材を用いる構造体の施工方法を提供することを課題の一つとする。例えば本発明の実施形態の一つは、鉄筋ユニットの構築作業を容易にすることが可能な補強材、これを用いて鉄筋コンクリートを含む構造体を施工する方法、およびこの方法によって施工される構造体を提供することを課題の一つとする。

本発明の実施形態の一つは補強材である。この補強材は少なくとも一つの弾性体、および複数の補強ロッドを備える。少なくとも一つの弾性体は、巻き取られた状態から展開された状態へ自発的に変形するように構成される。複数の補強ロッドは、少なくとも一つの弾性体に固定され、少なくとも一つの弾性体と交差する。

本発明の実施形態の一つは補強材である。この補強材は弾性体、および複数の補強ロッドを備える。弾性体は巻き取られた状態から展開された状態へ自発的に変形するように構成される。複数の補強ロッドは、弾性体の第１の面に固定される。

本発明の実施形態の一つは構造体の施工方法である。この施工方法は、複数の鉄筋をストライプ状に配置すること、補強材を複数の鉄筋上に配置すること、鉄筋の少なくとも一部、および補強材の少なくとも一部を埋め込むようにレディーミクストコンクリートを打設することを含む。補強材は少なくとも一つの弾性体、および複数の補強ロッドを備える。少なくとも一つの弾性体は、巻き取られた状態から展開された状態へ自発的に変形するように構成される。複数の補強ロッドは、少なくとも一つの弾性体に固定され、少なくとも一つの弾性体と交差する。補強材は複数の補強ロッドが複数の鉄筋と交差するように鉄筋上に配置される。

本発明の実施形態の一つは構造体の施工方法である。この施工方法は、複数の鉄筋をストライプ状に配置すること、補強材を複数の鉄筋上に配置すること、複数の鉄筋の少なくとも一部、および補強材の少なくとも一部を埋め込むようにレディーミクストコンクリートを打設することを含む。補強材は弾性体、および複数の補強ロッドを備える。弾性体は巻き取られた状態から展開された状態へ自発的に変形するように構成される。複数の補強ロッドは、弾性体の第１の面に固定される。補強材は複数の補強ロッドが複数の鉄筋と交差するように鉄筋上に配置される。弾性体は、補強材の配置後、レディーミクストコンクリートの打設前に除去される。

本発明の実施形態の一つは構造体である。この構造体は複数の鉄筋、少なくとも一つの弾性体、複数の補強ロッド、およびコンクリートを有する。複数の鉄筋は
ストライプ状に配置され、第１の方向に延伸する。少なくとも一つの弾性体は、複数の鉄筋上に位置し、第１の方向に延伸する。複数の補強ロッドは弾性体上に位置し、複数の鉄筋と交差する。コンクリートは複数の鉄筋の少なくとも一部、少なくとも一つの弾性体の少なくとも一部、および複数の補強ロッドの少なくとも一部を埋め込む。

本発明の実施形態の一つは構造体である。この構造体は複数の鉄筋、複数の補強ロッド、クランプ、およびコンクリートを有する。複数の鉄筋はストライプ状に配置され、第１の方向に延伸する。複数の補強ロッドは、複数の鉄筋上に位置し、複数の鉄筋と交差する。クランプは補強ロッドを鉄筋に固定する。コンクリートは、複数の鉄筋の少なくとも一部、および複数の補強ロッドの少なくとも一部を埋め込む。クランプは、複数の鉄筋の一つが挿入される第１のホルダ、および第１のホルダに固定され、複数の補強ロッドの一つが挿入される第２のホルダを有する。第１のホルダと第２のホルダの少なくとも一つは、断面が開いた形状を有する。

本発明の実施形態により、鉄筋コンクリートを含み、かつ、強度の高い構造体を高い作業性で施工することが可能となる。また、この構造体を施工するコストを低減し、かつ、施工作業の効率化と安全性の向上、作業員の負担の軽減を図ることができる。

本発明の実施形態の一つである補強材の巻き取られた状態の模式的側面図と断面図。本発明の実施形態の一つである補強材の展開された状態の模式的斜視図。本発明の実施形態の一つである補強材が巻き取られた状態から展開された状態へ遷移する際の模式的上面図と側面図。本発明の実施形態の一つである補強材の巻き取られた状態の模式的側面図。本発明の実施形態の一つである補強材の補強ロッドを固定する方法を示す模式図。本発明の実施形態の一つである補強材の補強ロッドを固定する方法を示す模式図。本発明の実施形態の一つである補強材の巻き取られた状態における模式的側面図と断面図。本発明の実施形態の一つである補強材の展開された状態における模式的斜視図。本発明の実施形態の一つである補強材が巻き取られた状態から展開された状態へ遷移する際の模式的上面図と側面図。本発明の実施形態の一つである、構造体の施工方法を示す模式的上面図と断面図、および側面図。本発明の実施形態の一つである、構造体の施工方法を示す模式的上面図と断面図。本発明の実施形態の一つである、構造体の施工方法を示す模式的上面図と断面図。本発明の実施形態の一つである、構造体の施工方法を示す模式的上面図と断面図。本発明の実施形態の一つである補強材と鉄筋との固定方法を説明する模式的斜視図。本発明の実施形態の一つである補強材を利用する構造体の施工方法を示す模式的上面図、断面図、および側面図。本発明の実施形態の一つである補強材を利用する構造体の施工方法を示す模式的上面図、断面図、および側面図。本発明の実施形態の一つである補強材と配管との固定方法を説明する模式的斜視図と上面図。

以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。ただし、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状などについて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。

本明細書および図面において、同一、あるいは類似する複数の構成を総じて表記する際には同一の符号を用い、これら複数の構成のそれぞれを区別して表記する際には、さらに小文字のアルファベットを添えて表記する。

（第１実施形態）
本実施形態では、本発明の実施形態の一つである補強材１００について説明する。

１．構造
補強材１００の模式的側面図を図１（Ａ）に、図１（Ａ）の鎖線Ａ－Ａ´に沿った模式的断面図を図１（Ｂ）に、補強材１００の斜視図を図２（Ａ）に示す。図１（Ａ）、図１（Ｂ）は補強材１００がロール状に巻き取られた状態を示しており、一方、図２（Ａ）は補強材１００が展開された状態を示す。

これらの図に示すように、補強材１００は少なくとも一つ、あるいは複数の弾性体１０２、および弾性体１０２と交差する複数の補強ロッド１０４を備える。複数の補強ロッド１０４が延伸する方向と弾性体１０２が延伸する方向がなす角は、７０°以上９０°以下、７５°以上９０°以下、８０°以上９０°以下、あるいは８５°以上９０°以下となるように複数の補強ロッド１０４と弾性体１０２が配置され、互いに固定される。一つの弾性体１０２は複数でもよく、この場合、複数の補強ロッド１０４と複数の弾性体１０２は格子形状を形成する。

補強ロッド１０４は、そのピッチＰ₁（図２（Ａ）参照）が１ｃｍ以上１ｍ以下、１０ｃｍ以上１ｍ以下、１５ｃｍ以上５０ｃｍ以下、あるいは２０ｃｍ以上３０ｃｍ以下になるように配置することができる。複数の弾性体１０２を用いる場合、弾性体１０２はそのピッチＰ₂が１ｃｍ以上１００ｍ以下、２０ｃｍ以上１ｍ以下、３０ｃｍ以上８０ｃｍ以下、あるいは３０ｃｍ以上５０ｃｍ以下となるように配置することができる。例えばピッチＰ₂がピッチＰ₁よりも大きくなるように配置することで、弾性体１０２の使用量を低減することができ、かつ、後述するように高い作業性を維持することができる。

図２（Ｂ）に示すように、隣接する二つの補強ロッド１０４を可撓性の連結材１０６によって互いに連結してもよい。連結材１０６は紐状であり、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン、ナイロンなどの脂肪族ポリアミド、綿や麻などの天然高分子、ポリイソプレンやポリイソブチレン、ポリブタジエンなどの主鎖に二重結合を有する高分子などから選択される材料を含むことができる。あるいは、連結材１０６は、鉄や銅、亜鉛などの金属もしくはその合金を含む針金でもよい。連結材１０６と補強ロッド１０４は、結び付けられる、あるいは接着剤を用いて互いに固定される。

弾性体１０２は超弾性を示し、弾性変形するように構成される。より具体的には、弾性体１０２は形状記憶合金や形状記憶樹脂、あるいは形状記憶繊維を含む。形状記憶合金としては、ニッケル、チタン、鉄、マンガン、アルミニウム、および銅から選択される金属を含む合金が挙げられる。このような合金の典型例としては、例えば銅、アルミニウム、およびマンガンを含む合金が例示される。形状記憶樹脂や形状記憶繊維としては、ノルボルネンやその誘導体の開環メタセシス重合体、架橋ポリイソプレン、スチレンーブタジエン共重合体、架橋ポリエチレン、ポリウレタン、ポリエステルなどを含む高分子が挙げられる。あるいは、形状記憶合金、および形状記憶樹脂もしくは形状記憶繊維との混合物でもよい。この場合、弾性体１０２は、例えば形状記憶合金が形状記憶樹脂もしくは形状記憶繊維によって覆われた構造を有してもよく、あるいは形状記憶合金と形状記憶樹脂もしくは形状記憶繊維が積層された構造でも良い。

弾性体１０２は、図１（Ａ）や図１（Ｂ）に示す巻き取られた状態から図２（Ａ）に示す展開された状態へ自発的に遷移するように構成される。すなわち弾性体１０２は、外力を加えて展開された状態から巻き取られた状態へ変形した後に外力を取り除くと、元の状態である展開された状態へ自発的に戻る。形状記憶合金の形状回復温度（Ａｆ点）は、－４０℃以上５０℃以下、０℃以上４０℃以下、あるいは１０℃以上４０℃以下になるように調整される。弾性体１０２の形状は、例えばテープ（帯）状でもよく、紐状やコイル状であってもよい。図示しないが、弾性体１０２は、テープ状や紐状に成形された形状記憶合金と、それを覆う樹脂を含むことができる。

補強ロッド１０４は、鉄や銅、ニッケル、アルミニウム、ステンレスなどの金属、あるいはガラス繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック、ボロン繊維強化プラスチック、アラミド繊維強化プラスチック、およびポリエチレン強化プラスチックなどの繊維含有プラスチックを含む。金属の典型例は鉄である。繊維含有プラスチックは、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、エポキシ樹脂、ナイロンなどのポリアミド、フェノール樹脂などの有機樹脂、およびガラス繊維や炭素繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維などの繊維を含む材料であり、これを用いることで補強材１００が軽量化され、後述するように補強材１００を含む構造体を施工するうえで作業性が大幅に向上する。また、繊維含有プラスチックの高い強度に起因し、補強材１００の外径を小さくすることも可能となる。

補強ロッド１０４の大きさや断面形状に制約はない。断面が円、あるいは実質的に円と近似できる場合、その円の外径は３ｍｍ以上１０ｃｍ以下、５ｍｍ以上５ｃｍ以下、５ｍｍ以上３ｃｍ以下、あるいは５ｍｍ以上２ｃｍ以下の範囲から選択することができる。補強ロッド１０４の長さは、例えば１０ｃｍ以上１００ｍ以下、１ｍ以上１０ｍ以下、１ｍ以上５ｍ以下、１．５ｍ以上３ｍ以下の範囲から選択すればよい。図示しないが、補強ロッド１０４は中空構造を有してもよい。

補強ロッド１０４は弾性体１０２の一方の面（第１の面１０２ａ、図１（Ｂ）、図２（Ａ）参照）上に配置され、この第１の面１０２ａが内側に位置し、第１の面１０２ａに対向する第２の面１０２ｂが外側に配置されるように弾性体１０２が巻き取られる。したがって、巻き取られた状態では補強ロッド１０４は、少なくともその一部が弾性体１０２によって覆われ、他の一部が弾性体１０２から露出する。また、補強ロッド１０４と弾性体１０２を比較すると、巻き取られた状態では後者が最表面に位置する。図示しないが、補強ロッド１０４と弾性体１０２の位置関係は逆でも良い。すなわち、補強ロッド１０４が第２の面１０２ｂ上に配置され、巻き取られた状態では弾性体１０２の一部が補強ロッド１０４に覆われ、他の一部が補強ロッド１０４から露出されるように補強ロッド１０４と弾性体１０２を配置してもよい。この場合、巻き取られた状態では補強ロッド１０４が最表面に位置する。

上述したように、弾性体１０２は、巻き取られた状態から展開された状態へ自発的に戻る。このため補強材１００は、巻き取られた状態を維持するための固定材１０８を一つ、あるいは複数有してもよい（図１（Ａ））。固定材１０８は紐状の部材、あるいは針金であり、連結材１０６と同様の材料を含むことができる。固定材１０８を用いることで、巻き取られた状態を維持したまま補強材１００を容易に搬送することが可能となり、かつ、作業性が向上する。

図３（Ａ）と図３（Ｂ）に、巻き取られた補強材１００が一部展開された状態の上面図と側面図をそれぞれ示す。補強材１００を使用する際、補強ロッド１０４が弾性体１０２の上に位置するように、すなわち、第２の面１０２ｂが第１の面１０２ａよりも下に位置するように、巻き取られた補強材１００が配置される。したがって、固定材１０８を外す、あるいは巻き取られた状態で外力を開放することにより、展開された状態を回復するための復元力が働き、作業員が手を加えなくても、あるいは大きな力を用いなくても補強材１００が回転し（図３（Ｂ）矢印参照）、その結果、補強ロッド１０４を配置することが可能となる。

なお、補強材１００はロール状に巻き取られた状態だけでなく、折りたたまれた状態を取ることもできる。例えば図４（Ａ）に示すように、二つ折りに折りたたまれた状態を取ることができる。あるいは図４（Ｂ）に示すように、断面がＳ字形状を有するように補強材１００を折りたたんでもよい。折りたたみ様式に制約はなく、巻き三つ折り、観音折り、外三つ折り、巻き四つ折りなど、様々な折たたみ様式を適用することができる。

２．補強ロッドと弾性体との固定
補強ロッド１０４と弾性体１０２とを固定する形式は任意に選択することができる。例えば接着剤１１０を用いて補強ロッド１０４を弾性体１０２に固定してもよい（図５（Ａ））。接着剤の一例としては、エポキシ系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、アクリル系接着剤、酢酸ビニル系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤などが挙げられる。

あるいは、一対の面ファスナー１１２を用いてもよい。具体的には、補強ロッド１０４と弾性体１０２のいずれか一方に対して表面に複数のフックが形成されたフック布１１２ａを貼り付け、他方に対して表面に複数のループが形成されたループ布１１２ｂを貼り付ける（図５（Ｂ））。両者を互いに接触させることでフックがループに引っ掛かり、接着力が得られる。なお、補強ロッド１０４の表面が粗く、表面の凹凸がフックとしても機能することができる場合、補強ロッド１０４にはフック布１１２ａを貼り付けず、弾性体１０２の表面にループ布１１２ｂを貼り付けるだけで十分な接着力を得ることができる。

あるいは図５（Ｃ）に示すように、弾性体１０２に互いにほぼ平行な一対のスリット１０２ｃを形成し、これらを貫通するように補強ロッド１０４を配置することで補強ロッド１０４と弾性体１０２とを固定してもよい。

あるいは図６（Ａ）に示すように、弾性体１０２の第１の面１０２ａにリング状、あるいは筒状のクランプ１１６を固定し、補強ロッド１０４をクランプ１１６内に挿入することで補強ロッド１０４と弾性体１０２とを固定してもよい。弾性体１０２とクランプ１１６の固定は、図示しない接着剤や面ファスナー、あるいは釘やねじなどを用いて行えばよい。

クランプ１１６は断面が円形の空洞、あるいは断面が円弧の溝を有しており、前者の場合、補強ロッド１０４をクランプ１１６に挿入することで補強ロッド１０４と弾性体１０２とが固定される。後者の場合、補強ロッド１０４をクランプ１１６に挿入することで固定を行ってもよいが、弾性変形可能な材料を用いてクランプ１１６を構成することで、図６（Ｂ）の点線矢印で示すように、補強ロッド１０４をクランプ１１６に押し当てることで容易に固定することができる。この時、溝が開くようにクランプ１１６が変形し、補強ロッド１０４が溝内に収納されるとクランプ１１６は元の形状、あるいはそれに近い形状に戻る。クランプ１１６に使用可能な材料の一例としては、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルなどが挙げられる。

あるいは図６（Ｃ）に示すように、結束バンドに例示される紐状の固定冶具１１８を用いて補強ロッド１０４と弾性体１０２とを固定してもよい。固定冶具１１８に使用可能な材料は、固定材１０８のそれと同様である。

なお、複数の弾性体１０２を用いる場合、複数の弾性体１０２と複数の補強ロッド１０４が交差する全ての交差点でこれらを固定する必要は無い。特に連結材１０６を用いる場合には、複数の補強ロッド１０４はピッチＰ₁で互いに連結されるため、一部の交差点で弾性体１０２と補強ロッド１０４を固定するだけで、均等に補強ロッド１０４を配置することができる。

補強材１００を用いて鉄筋コンクリートの構造体を施工する方法の詳細は後述するが、構造体は、複数の鉄筋で構成される鉄筋ユニットを構築した後に鉄筋ユニットを埋め込むようにレディーミクストコンクリートを打設、硬化することで形成される。この時、上述した構造を有する補強材１００を鉄筋ユニットの一部に使用することで、高い強度を有する構造体を与えることができるだけでなく、鉄筋ユニットの構築作業の作業性を大幅に向上させることができる。その結果、作業員の負担が大幅に軽減されるだけでなく、作業時間の短縮が図られ、構造体の施工コストを低減することが可能となる。

（第２実施形態）
本実施形態では、補強材１００とは異なる構造を有する補強材１３０について説明する。第１実施形態と同様、あるいは類似する構成については説明を割愛することがある。

補強材１３０の模式的側面図を図７（Ａ）に、図７（Ａ）の鎖線Ｂ－Ｂ´に沿った模式的断面図を図７（Ｂ）に、補強材１３０の斜視図を図８に示す。図７（Ａ）、図７（Ｂ）は補強材１３０がロール状に巻き取られた状態を示しており、一方、図８は補強材１３０が展開された状態を示す。

これらの図に示すように、補強材１３０は弾性体１３２、および複数の補強ロッド１０４を備える。複数の補強ロッド１０４は、弾性体１３２の一つの面（第１の面１３２ａ）に着脱可能なように固定される。任意の構成として、補強材１３０は隣接する二つの補強ロッド１０４を連結する複数の可撓性の連結材１０６を含んでもよい。

弾性体１０２と同様、弾性体１３２は超弾性を示し、弾性変形するように構成される。すなわち、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示す巻き取られた状態から図８に示す展開された状態へ自発的に遷移するように構成される。したがって、外力を加えて展開された状態から巻き取られた状態へ変形した後に外力を取り除くと、元の状態である展開された状態へ自発的に戻る。弾性体１３２の形状は、例えばシート状、テープ状、紐状とすることができ、本実施形態ではシート状の弾性体１３２を用いた例が示されている。図示しないが、弾性体１３２は形状記憶合金と、それを覆う樹脂を含むことができる。

補強材１００と異なり補強材１３０では、巻き取られた状態において補強ロッド１０４が弾性体１３２を取り囲む。換言すると、補強ロッド１０４が弾性体１３２の第１の面１３２ａの外側に位置し、第１の面１０２ａは、これ対向する第２の面１３２ｂよりも外側に配置されるように補強材１３０が巻き取られる（図７（Ｂ））。補強材１００と同様、補強材１３０も巻き取られた状態を維持するための固定材１０８を一つ、あるいは複数有してもよい（図７（Ａ））。

図９（Ａ）と図９（Ｂ）に、巻き取られた補強材１３０が一部展開された状態の模式的上面図と側面図をそれぞれ示す。補強材１３０を使用する際、弾性体１３２が補強ロッド１０４の上に位置するように、すなわち、第１の面１３２ａが第２の面１３２ｂよりも下に位置するように、巻き取られた補強材１３０が配置される。したがって、補強ロッド１０４と弾性体１３２を比較すると、巻き取られた状態では前者が最表面に位置する。上述したように、弾性体１３２は巻き取られた状態から展開された状態へ自発的に遷移する。したがって、固定材１０８を外す、あるいは巻き取られた状態で外力を開放することで展開された状態を回復するための復元力が働き、作業員が手を加えなくても、あるいは大きな力を用いなくても補強材１３０が回転し（図９（Ｂ）矢印参照）、その結果、補強ロッド１０４を配置することが可能となる。

詳細な説明は割愛するが、弾性体１３２と補強ロッド１０４は、着脱可能なように固定される。したがって、弾性体１３２と補強ロッド１０４の固定は、図５（Ｂ）に示す一対の面ファスナー１１２を用いて行うことができる。あるいは、水や有機溶媒に溶解する接着剤１１０などを用いて固定してもよい（図５（Ａ）参照）。あるいは、溝を有するクランプ１１６を用いて固定してもよい（図６（Ｂ）参照）。

補強材１００と同様、上述した構造を有する補強材１３０を鉄筋ユニットの一部に使用することで、高い強度を有する鉄筋コンクリートの構造体を与えることができるだけでなく、鉄筋ユニットの構築作業の作業性を大幅に向上させることができる。その結果、作業員の負担が大きく軽減され、作業時間の短縮が図られ、構造体の施工コストを低減することが可能となる。

（第３実施形態）
本実施形態では、補強材１００あるいは１３０を用いて鉄筋コンクリートの構造体を施工する方法を述べる。構造体の形状や大きさ、用途、設置場所などに制約はない。本実施形態では一例として、平板状の構造体（以下、スラブと記す）を施工する方法を図１０（Ａ）から図１７（Ｄ）を用いて説明する。図１０（Ａ）、図１１（Ａ）、図１２（Ａ）、図１３（Ａ）、図１５（Ａ）、図１６（Ａ）は、スラブを施工する方法を説明する模式的上面図（ＸＹ平面図）であり、図１０（Ｂ）、図１１（Ｂ）、図１２（Ｂ）、図１３（Ｂ）、図１５（Ｂ）、図１６（Ｂ）は、それぞれこれらの図中の鎖線に沿った模式的断面図であり、図１０（Ｃ）、図１１（Ｃ）、図１２（Ｃ）、図１３（Ｃ）、図１５（Ｃ）、図１６（Ｃ）は、それぞれこれらの図に対応する模式的側面図である。なお、図１６（Ａ）では、見やすさを考慮し、補強ロッド１０４は図示されていない。

１．鉄筋ユニットの構築
まず、スラブを施工する場所に鉄筋ユニット１４４を形成する。鉄筋ユニット１４４は地面に直接形成してもよく、捨てコンクリート上に形成してもよいが、本実施形態では、Ｈ鋼で形成される梁１４０上にデッキ１４２を設け、その上に鉄筋ユニット１４４を構築する例を示す。なお、以下に示すデッキ１４２はあくまで一例であり、デッキ１４２の構造に制約はなく、様々な構造を有するデッキに対して本発明に係る実施形態を適用することができる。

具体的には、平行に配置される複数の梁１４０上に、デッキ１４２を固定する（図１０（Ａ）から図１０（Ｃ））。デッキ１４２は鉄やステンレスで形成される平板であり、凹凸形状を有してもよい。デッキ１４２は、溶接、あるいはボルトによって梁１４０に固定される。

次に、デッキ１４２上に鉄筋トラス１４６を形成する。鉄筋トラス１４６の構造に制約はないが、例えば図１１（Ａ）から図１１（Ｃ）に示すように、下主筋１５０、上主筋１５２、端部材１４８、吊材１５４、ラチス材１５６などの鉄筋を主な構成として備えることができる。以下、梁１４０上に固定されたデッキ１４２上に鉄筋トラス１４６を設置する方法を述べるが、あらかじめ鉄筋トラス１４６が設けられたデッキ１４２を梁１４０上に固定してもよい。

下主筋１５０と上主筋１５２は、一つの方向（例えば第１の方向であるＸ方向）に延伸し、上主筋１５２が下主筋１５０上に配置される。上主筋１５２と下主筋１５０はそれぞれ溶接、あるいはボルトによって端部材１４８に固定され、端部材１４８も溶接、あるいはボルトによってデッキ１４２に固定される。なお、下主筋１５０と上主筋１５２は、スラブの長辺方向と平行になるように配置してもよく、短辺方向と平行になるように配置してもよい。

ラチス材１５６は下主筋１５０と上主筋１５２の間に配置され、溶接、またはボルトによって下主筋１５０と上主筋１５２に固定される。ラチス材１５６は下主筋１５０と上主筋１５２の間で波形状を有し、下主筋１５０と上主筋１５２が延伸する方向に延伸する。これにより、下主筋１５０と上主筋１５２が強固に固定され、Ｘ方向、および上下方向（Ｚ方向）に掛かる張力に対して高い耐性が付与される。

一方、吊材１５４は、下主筋１５０と上主筋１５２が延伸する方向と交差する方向（例えば第２の方向であるＹ方向）に延伸する。吊材１５４は、溶接、あるいはボルトによってデッキ１４２に固定されるとともに、上主筋１５２にも固定される。吊材１５４は、デッキ１４２を底面、上主筋１５２を頂点とする三角形を囲む形状を有するように折り曲げられ、デッキ１４２と上主筋１５２に固定される。これにより、第２の方向（Ｙ方向）に掛かる張力に対して高い耐性が付与される。

次に、補強材１００を配置する。具体的には、巻き取られた、あるいは折りたたまれた補強材１００を鉄筋トラス１４６上に配置する（図１２（Ａ）から図１２（Ｃ）参照）。この時、弾性体１０２上に補強ロッド１０４が位置し、かつ、補強ロッド１０４が下主筋１５０と上主筋１５２が延伸する方向（第１の方向）と交差する方向に延伸するように補強材１００を配置する。例えば補強ロッド１０４が延伸する方向と第１の方向がなす角が７０°以上９０°以下、７５°以上９０°以下、８０°以上９０°以下、あるいは８５°以上９０°以下となるように補強材１００を配置する。下主筋１５０と上主筋１５２がスラブの長辺方向と平行になるように配置される場合、補強ロッド１０４は配力筋として機能する。一方、下主筋１５０と上主筋１５２がスラブの短辺方向と平行になるように配置される場合、下主筋１５０と上主筋１５２が配力筋として機能し、補強ロッド１０４は主筋として機能する。

その後固定材１０８を外し、弾性体１０２が有する復元力を利用して補強材１００を展開する（図１２（Ａ）から図１２（Ｃ））。上述したように、補強ロッド１０４は弾性体１０２と固定されるため、補強材１００が展開されると同時にピッチＰ₁を維持しながら補強ロッド１０４が鉄筋トラス１４６上に配置される。したがって、複数の補強ロッド１０４を作業員が一つずつ配置する作業が不要となる。

補強材１３０を用いる場合には、巻き取られた、あるいは折りたたまれた補強材１３０を、補強ロッド１０４上に弾性体１３２が位置し、かつ、補強ロッド１０４が下主筋１５０と上主筋１５２が延伸する方向（第１の方向）と交差する方向に延伸するように補強材１００を配置する（図１３（Ａ）から図１３（Ｃ）参照）。これにより、弾性体１３２を介すことなく、補強ロッド１０４が上主筋１５２と接触することができる。その後、固定材１０８を外し、弾性体１３２が有する復元力を利用して補強材１３０を展開する。上述したように、補強ロッド１０４は弾性体１３２に固定することができるため、補強材１００が展開されると同時にピッチＰ₁を維持しながら補強ロッド１０４が鉄筋トラス１４６上に配置される。補強ロッド１０４が弾性体１３２と固定されていない場合でも、隣接する補強ロッド１０４は連結材１０６によって連結されるので、ピッチＰ₁、あるいはそれに近い間隔で複数の補強ロッド１０４を配置することができる。したがって、複数の補強ロッド１０４を作業員が一つずつ配置する作業が不要となる。

その後、補強ロッド１０４を上主筋１５２と固定する。固定は結束バンドなどの紐状の部材を用いてもよいが、図１４（Ａ）から図１４（Ｄ）に模式的に示すクランプ１６０を用いてもよい。図１４（Ｂ）に示すように、クランプ１６０は二つの筒状、あるいはリング状のホルダ１６２ａ、１６２ｂを備えており、これらは互いに接着、あるいは固定される。ホルダ１６２ａ、１６２ｂには円形の断面を有する空洞、あるいは断面の一部が円弧状である溝が設けられ、空洞や溝が延伸する方向は、ホルダ１６２ａ、１６２ｂ間で互いに交差する。これらの図に示されるように、ホルダ１６２ａ、１６２ｂの少なくともいずれか一方は溝を有し、弾性変形可能な材料を含む。溝は、他方のホルダに対して反対側に形成される。弾性変形可能な材料の一例としては、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルなどが挙げられる。

図１４（Ａ）から図１４（Ｄ）から理解されるように、ホルダ１６２ａの空洞、あるいは溝を上主筋１５２が貫通できるよう、ホルダ１６２ａが構成される。したがって、ホルダ１６２ａが空洞を有する場合、その内径は上主筋１５２の外径と同一、あるいはそれ以上である。ホルダ１６２ａが溝を有する場合、溝の内径は上主筋１５２の外径と同一でもよく、それよりも小さくてもよい。一方、ホルダ１６２ｂの空洞、あるいは溝を補強ロッド１０４が貫通できるよう、ホルダ１６２ｂが構成される。したがって、ホルダ１６２ｂが空洞を有する場合、その内径は補強ロッド１０４の外径と同一、あるいはそれ以上である。ホルダ１６２ｂが溝を有する場合、溝の内径は補強ロッド１０４の外径と同一でもよく、それよりも小さくてもよい。

図１４（Ｂ）に示すクランプ１６０を用いて補強ロッド１０４と上主筋１５２が固定される場合、あらかじめ上主筋１５２を複数のクランプ１６０のホルダ１６２ａに挿入し、その後鉄筋トラス１４６を構築する。その後、補強材１００、あるいは１３０を用いて補強ロッド１０４を配置する。補強ロッド１０４と上主筋１５２との固定は、これらが交差する位置にクランプ１６０を配置し、ホルダ１６２ｂに対して上から補強ロッド１０４を押し込むことで行われる。この時、可撓性を有するホルダ１６２ｂの溝が一時的に開き、ホルダ１６２ｂの溝内に補強ロッド１０４が収納される。このため、作業員がしゃがみながら結束バンドなどの紐状の部材を使用する、あるいは溶接する必要は無く、手、あるいは足で補強ロッド１０４をクランプ１６０に押し当てるだけで補強ロッド１０４を上主筋１５２に固定することができ、作業性が大幅に向上する。その結果、作業員の負担が軽減されるとともに、作業のより高い安全性が確保され、かつ、作業時間の大幅な短縮が可能である。

一方、図１４（Ｃ）に示すクランプ１６０を用いて補強ロッド１０４を上主筋１５２に固定する場合、あらかじめ補強ロッド１０４が複数のクランプ１６０のホルダ１６２ｂに挿入された補強材１００、あるいは１３０を用いて補強ロッド１０４を鉄筋トラス１４６上に配置する。補強ロッド１０４と上主筋１５２との固定は、これらが交差する位置にクランプ１６０を配置し、上主筋１５２に対してホルダ１６２を上から押し込むことで行われる。この時、可撓性を有するホルダ１６２ａの溝が一時的に開き、ホルダ１６２ａの溝内に上主筋１５２が収納される。したがって、紐状の部材の使用、あるいは溶接による固定と比較し、作業性を大幅に向上させることができる。

図１４（Ｄ）に示すクランプ１６０を用いて補強ロッド１０４を上主筋１５２に固定する場合には、補強材１００、あるいは１３０を用いて補強ロッド１０４を鉄筋トラス１４６上に配置する。その後、上主筋１５２に対してホルダ１６２ａを押し込んでホルダ１６２ａの溝内に上主筋１５２を収納し、さらにホルダ１６２ｂに対して上から補強ロッド１０４を押し込む。したがって、紐状の部材の使用、あるいは溶接による固定と比較し、作業性を大幅に向上させることができる。

ここまでの工程により、鉄筋トラス１４６と補強ロッド１０４によって構成される鉄筋ユニット１４４が構築される。

２．コンクリートの打設
その後、鉄筋ユニット１４４の全体、あるいは少なくとも一部を埋め込むようにレディーミクストコンクリート１５８を打設する（図１５（Ａ）から図１５（Ｃ））。補強材１００、１３０は、全体がレディーミクストコンクリート１５８内に埋設されてもよく、一部だけが埋設されてもよい。必要に応じ、レディーミクストコンクリート１５８の上面を平坦化する。

補強材１００を使用する場合、弾性体１０２を除去することなくレディーミクストコンクリート１５８が打設される。したがって、弾性体１０２は、少なくとも一部がレディーミクストコンクリート１５８内に埋設される。一方、補強材１３０を使用する場合には、弾性体１３２を補強ロッド１０４に固定したままレディーミクストコンクリート１５８を打設してもよく、弾性体１３２を除去した後にレディーミクストコンクリート１５８を打設してもよい。前者の場合、弾性体１３２の少なくとも一部がレディーミクストコンクリート１５８内に埋設される。

この後、レディーミクストコンクリート１５８を硬化させることでスラブが施工される。

スラブ内に空調設備や電気配線、ガス供給、給排水などのための配管１７０を敷設する場合には、鉄筋トラス１４６の上または内部に配管１７０を配置すればよい（図１６（Ａ）から図１６（Ｃ）参照）。このような配管は比較的柔軟性があるため、レディーミクストコンクリート１５８の打設の際に意図しない方向に屈曲する、意図しない場所に移動することがあり、これに起因して局所的に大きな力が掛かって破断することある。この場合には、配管１７０の位置や形状が大きく変化しないよう、配管１７０を補強ロッド１０４に固定すればよい。固定方法としては、結束バンドや針金を用いてもよいが、図１７（Ａ）から図１７（Ｄ）に示すようなクランプ１８０を用いてもよい。

このクランプ１８０は、補強ロッド１０４と上主筋１５２を固定するクランプ１６０と同様の構造を有することができる。具体的には、図１７（Ａ）から図１７（Ｃ）に示すように、各クランプ１８０は、空洞または溝を有する二つのホルダ１８２ａ、１８２ｂを備えており、これらは互いに連結される。空洞や溝が延伸する方向は、ホルダ１８２ａ、１８２ｂ間で互いに交差する。ホルダ１８２ａ、１８２ｂの両者に溝が設けられる、または一方には円形の断面を有する空洞が設けられ、他方には断面の一部が円弧状である溝が設けられることが好ましい。この場合、溝は、他方のホルダに対して反対側に形成され、溝が設けられるホルダは、弾性変形可能な材料を含む。図１６（Ａ）に示すように、配管１７０は必ずしも補強ロッド１０４や下主筋１５０、上主筋１５２、吊材１５４と平行に延伸せず、これらに対して斜めに延伸する場合もある。また、ＸＹ平面において曲線状に延伸する部分も有する場合がある。このため、図１７（Ｄ）に示すように、ホルダ１８２ａと１８２ｂがねじ（あるいはピン）１８４などによって連結され、ねじ１８４の軸を中心に互いに自由に回転できるよう、クランプ１８０を構成してもよい。

図１７（Ａ）から図１７（Ｄ）から理解されるように、ホルダ１８２ａの空洞、あるいは溝を配管１７０が貫通できるよう、ホルダ１８２ａが構成される。したがって、ホルダ１８２ａが空洞を有する場合、その内径は配管１７０の外径と同一、あるいはそれ以上である。ホルダ１８２ａが溝を有する場合、溝の内径は配管１７０の外径と同一でもよく、それよりも小さくてもよい。一方、ホルダ１８２ｂの空洞、あるいは溝を補強ロッド１０４が貫通できるよう、ホルダ１８２ｂが構成される。したがって、ホルダ１８２ｂが空洞を有する場合、その内径は補強ロッド１０４の外径と同一、あるいはそれ以上である。ホルダ１８２ｂが溝を有する場合、溝の内径は補強ロッド１０４の外径と同一でもよく、それよりも小さくてもよい。

図１７（Ｂ）に示すクランプ１８０を用いて補強ロッド１０４と配管１７０が固定される場合、あらかじめクランプ１８０のホルダ１８２ｂに補強ロッド１０４が挿入された補強材１００、または１３０を配置・展開し、補強ロッド１０４を鉄筋トラス１４６上に配置する。配管１７０の補強ロッド１０４への固定は、これらが交差する位置でクランプ１８０に対して配管１７０を押し込むことで行われる。この時、可撓性を有するホルダ１８２ａの溝が一時的に開き、ホルダ１８２ａの溝内に配管１７０が収納される。

一方、図１７（Ｂ）に示すクランプ１８０を用いて補強ロッド１０４と配管１７０が固定される場合には、配管１７０を敷設した後、補強材１００、または１３０を配置・展開し、補強ロッド１０４を鉄筋トラス１４６上に配置する。その後、配管１７０と補強ロッド１０４が交差する位置にクランプ１８０を配置し、ホルダ１８２ａ、１８０ｂの溝に対してそれぞれ配管１７０と補強ロッド１０４を押し込めばよい。

このため、作業員が長時間しゃがみながら結束バンドなどの紐状の部材を使用する、あるいは溶接する必要は無く、手、あるいは足で補強ロッド１０４や配管１７０をクランプ１６０に押し当てるだけで補強ロッド１０４を上主筋１５２に固定することができる。このため、作業員の負担が軽減されるとともに、作業のより高い安全性が確保され、かつ、作業時間の大幅な短縮が可能である。

上述したように、本発明の実施形態の一つである補強材１００、あるいは１０３を用いることで、鉄筋コンクリートの構造体内部に設けられる鉄筋ユニットの構築作業が容易となり、作業効率の増大、作業員の負担の軽減、作業の安全性の向上が図れるとともに、低コストで構造体を提供することが可能となる。

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される。

１００：補強材、１０２：弾性体、１０２ａ：第１の面、１０２ｂ：第２の面、１０２ｃ：スリット、１０４：補強ロッド、１０６：連結材、１０８：固定材、１１０：接着剤、１１２：面ファスナー、１１２ａ：フック布、１１２ｂ：ループ布、１１６：クランプ、１１８：固定冶具、１３０：補強材、１３２：弾性体、１３２ａ：第１の面、１３２ｂ：第２の面、１４０：梁、１４２：デッキ、１４４：鉄筋ユニット、１４６：鉄筋トラス、１４８：端部材、１５０：下主筋、１５２：上主筋、１５４：吊材、１５６：ラチス材、１５８：レディーミクストコンクリート、１６０：クランプ、１６２：ホルダ、１６２ａ：ホルダ、１６２ｂ：ホルダ、１７０：配管、１８０：クランプ、１８２：ホルダ、１８２ａ：ホルダ、１８２ｂ：ホルダ

Claims

形状記憶合金、形状記憶樹脂、または形状記憶繊維を含み、巻き取られた状態から展開された状態へ自発的に変形するように構成される少なくとも一つの超弾性体、および
前記少なくとも一つの弾性体に固定され、前記少なくとも一つの弾性体と交差する複数の補強ロッドを備える、コンクリート構造体の補強材。
前記弾性体はテープ状である、請求項１に記載の補強材。
前記巻き取られた状態において、前記複数の補強ロッドの一部が前記少なくとも一つの弾性体によって覆われる、請求項１に記載の補強材。
前記複数の補強ロッドの少なくとも一部を覆い、前記巻き取られた状態を維持する固定材をさらに含む、請求項１に記載の補強材。
前記少なくとも一つの弾性体は複数の弾性体を含む、請求項１に記載の補強材。
形状記憶合金、形状記憶樹脂、または形状記憶繊維を含み、巻き取られた状態から展開された状態へ自発的に変形するように構成される超弾性体、および
前記弾性体の第１の面に固定される複数の補強ロッドを備える、コンクリート構造体の補強材。
前記弾性体はシート状である、請求項６に記載の補強材。
前記巻き取られた状態において、前記複数の補強ロッドは前記第１の面よりも外側に位置する、請求項６に記載の補強材。
前記複数の補強ロッドの各々は、ガラス繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック、ボロン繊維強化プラスチック、アラミド繊維強化プラスチック、およびポリエチレン強化プラスチックから選択される材料を含む、請求項１または６に記載の補強材。
前記形状記憶合金は、ニッケル、チタン、鉄、マンガン、アルミニウム、および銅から選択される金属を含む、請求項１または６に記載の補強材。
前記形状記憶合金は、銅、アルミニウム、およびマンガンを含む、請求項１０に記載の補強材。
前記複数の補強ロッドのうち隣接する二つは、連結材によって互いに連結される、請求項１または６に記載の補強材。