JPH07111080B2 - 高強度繊維プリプレグによるコンクリ−ト柱状体の補強方法 - Google Patents

高強度繊維プリプレグによるコンクリ−ト柱状体の補強方法

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JPH07111080B2
JPH07111080B2 JP61157066A JP15706686A JPH07111080B2 JP H07111080 B2 JPH07111080 B2 JP H07111080B2 JP 61157066 A JP61157066 A JP 61157066A JP 15706686 A JP15706686 A JP 15706686A JP H07111080 B2 JPH07111080 B2 JP H07111080B2
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登 石川
稔 沢出
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、コンクリート柱状体の圧縮耐力を向上させ
ることのできるコンクリート柱状体の補強方法に関する
ものである。
「従来の技術」 従来、圧縮耐力に優れたコンクリート柱状体として、鋼
管の内部にコンクリートを充填する充填鋼管コンクリー
ト構造が知られている。
この構造のコンクリート柱状体では、鋼管とコンクリー
トとが付着状態にあってそれらが構造的に一体に挙動す
るようになっている。したがって、コンクリートに軸方
向の圧縮力が加わった時には鋼管にも同様の圧縮力が加
わり、鋼管は軸方向の歪みを生じてしまう。そして、こ
の歪みが大きくなると、鋼管はミーゼスの降伏条件を越
えたり、局部座屈を生じてしまい、そのような時にはも
はやコンファインド効果を発揮することができなくなる
という問題があった。
このため、近年、鋼管とコンクリートとをアンボンド状
態としてそれらが構造的に別体として挙動するように
し、さらに、鋼管に軸力が加わった時には自由に変形し
て歪みが生じないように、鋼管にスリットを設ける等の
対策を施すことにより、鋼管が充分にコンファインド効
果を発揮できるようにするという試みがなされている。
「発明が解決しようとする問題点」 ところが、上記従来の構造においては、主に、次の2つ
の問題点があった。
第1に、鋼管に上記のような対策を施すことは構造が複
雑となり、施工の手間およびコストの点で難があった。
第2に、新規に設けるコンクリート柱状体に対しては、
上記構造の採用は可能であるが、既存の鉄筋コンクリー
ト柱状体には適用することができない。
このため、従来の充填鋼管コンクリート方式に代わっ
て、簡単でありながら充分にコンファインド効果を発揮
することができ、しかも既存のコンクリート柱状体にも
適用可能なコンクリート柱状体の補強方法の提供が望ま
れていた。
「問題点を解決するための手段」 この発明のコンクリート柱状体の補強方法は、高強度繊
維を未硬化の合成樹脂により長尺帯状に成形してなる高
強度繊維帯状プリプレグをコンクリート柱状体の外周面
にほぼ周方向に沿ってかつ軸方向へ重ね代を設けて均一
に巻き付けることを特徴としている。
「作用」 この発明によれば、次のような作用効果を得ることがで
きる。
(イ)周知のように、プリプレグはキュアリング前で
は、室温下で軟質であるため、容易に鉄筋コンクリート
柱状体に巻き付けることができる。これは、柱状体が角
柱等の円柱以外の形状に対して、特に利点となる。
(ロ)鉄筋コンクリート柱状体に軸力が加わった時、高
強度繊維プリプレグがコンクリートの横方向の膨出を拘
束するため、コンファインド効果により鉄筋コンクリー
ト柱状体の強度が増加する。
(ハ)帯状プリプレグは、鉄筋コンクリート柱状体の軸
方向には、ほとんど剛性を持たないため、鉄筋コンクリ
ート柱状体の軸方向の変形に自由に追随する。そのた
め、鋼管で問題となる局部座屈防止のための付着力を取
り除くことを目的とした特殊な工夫が不必要となる。
(ニ)プリプレグは、鉄筋コンクリート柱状体の軸方向
の変形に自由に追随するため、鋼管でのスリット形成の
ように拘束材に特殊な工夫を施す必要がない。
(ホ)帯状プリプレグを鉄筋コンクリート柱状体に巻き
付けるだけでよいため、既存の鉄筋コンクリート柱状体
に対してもコンファインド効果による強化を容易に施す
ことができる。
(ヘ)高強度繊維を一方向に配列した厚みの薄い帯状の
プリプレグを使用するため、鉄筋コンクリート柱状体の
径寸法をほとんど変化させずに、柱状体の耐圧縮性の向
上が可能である。
(ト)プリプレグが、軸方向へ重ね代を設けて周方向へ
巻き付けられているので、プリプレグ同士が上下に離れ
ることによるコンファインド効果の低下を引き起こす心
配がなく、常に良好なコンファインド効果をコンクリー
ト柱状体に作用させることができる。
「実施例」 以下、この発明をその実施例によりさらに詳しく説明す
る。
まず、第2図に示すように、炭素繊維、アラミド繊維、
ガラス繊維、ナイロン繊維などのような高強度繊維1を
一方向(長手方向)に配向し、常温では硬化しない合成
樹脂にて帯状のプリプレグ2を作成する。このプリプレ
グ2内の繊維1は、一方向の配向が最も効率的である
が、プリプレグ2が確実にまとまるように交叉方向の繊
維を含んでもよい。
このようにして作製した帯状のプリプレグ2を、第1図
(a)(b)に示すように、円柱状の鉄筋コンクリート
柱状体3や四角柱状の鉄筋コンクリート柱状体4の端部
3a、4aに接着剤にて接合する。接合は、ドライピッドの
打ち込み等の接着以外の方法でもよい。そして、帯状の
プリプレグ2を鉄筋コンクリート柱状体3、4の周囲に
適当な重ね代を設けて螺旋状に巻き付ける。この際、プ
リプレグ2と鉄筋コンクリート柱状体3、4とは、接着
剤により相互に接着した方が望ましいが、接着せずに巻
き付けるだけでもよい。また、断面四角形コンクリート
柱状体4では、予め角部を円弧状に面取り加工して、巻
着するプリプレグ2の繊維1が損傷を受けないようにす
ることが望ましい。巻き付け後のプリプレグ2の他端部
を鉄筋コンクリート柱状体3、4に接着などの方法によ
り接合する。
プリプレグ2の巻き付けは、強化の程度に応じて、一重
巻きから多重巻きとする。巻き方は、少なくとも、2本
の帯(プリプレグ)を同方向に接するか、やや重ねて巻
くようにし、鉄筋コンクリート柱状体3、4の下方から
巻き上げても、上方から巻き下げてもよい。多重巻きの
場合、巻き方向は、右上がり巻きと、左上がり巻きを交
互に繰り返す方が望ましいが、巻き方向が同一でもよ
い。
ここで、特に既存のコンクリート柱状体の場合に必要に
なることであるが、第3図に示すように、柱状体5の最
も曲げ応力を受ける上下端部5a、5bのプリプレグ2が尻
切れ状態となるので、最後にこの上下端部5a、5bにプリ
プレグ2を重ね巻きして、補強しておくことが大切であ
る。
対象となる鉄筋コンクリート柱状体としては、断面円形
な柱状体3の方がコンファインド効果が高く、より高い
強化が期待できるが、断面角形の柱状体4に対しても、
上記したように適用できる。
上記のようにして、巻き付けた後のプリプレグ2は、11
0℃以下の温度に加熱することにより樹脂を硬化させて
もよいが、特に硬化させなくてもよい。
上記のようにして帯状のプリプレグ2を巻着した柱状体
3、4、5においては、軸方向の圧縮力が加えられた時
には、プリプレグ2は軸方向には変形が可能であるか
ら、変形吸収部を設けたり柱状体3、4、5とプリプレ
グ2とをアンボンド状態とする処理を施すことなく、柱
状体3、4、5の圧縮耐力は高められ、しかも、従来の
補強方法の柱状体に比してその断面を小さくすることが
できる。さらに、このプリプレグ2は、鋼管に比して著
しく軽量であるので取り扱いは容易であり、施工の手間
を大きく軽減することができる。
上記具体的方法を10cmφ×20cmの2種の円柱状コンクリ
ートサンプルに対して適用した。サンプル1は、プリプ
レグ一重巻きのものであり、サンプル2は、プリプレグ
二重巻き(交叉)のものである。その結果を以下の表1
に示す。
以上、この発明の実施例について説明したが、この発明
は上記に限定されるものではない。たとえば、上記実施
例では高強度繊維として、炭素繊維を例示したが、それ
らと同等の他の繊維(たとえば、アラミド繊維、ガラス
繊維、ナイロン繊維等)を用いても勿論良い。また、本
発明では、柱状体の断面形状は円形に限らず、四角形や
八角形等の多角形であっても良い。さらに、この発明は
柱状体であればよいので、柱に限らず杭に適用すること
もできることは勿論である。
「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明のコンクリート柱
状体の補強方法は、高強度繊維を未硬化の合成樹脂によ
り長尺帯状に成形してなる高強度繊維帯状プリプレグを
コンクリート柱状体の外周面にほぼ周方向に沿って均一
に巻き付けることを特徴としているもので、この構成に
より、次のような作用効果を得ることができる。
(イ)プリプレグはキュアリング前では、室温下で軟質
であるため、いかなる形状の鉄筋コンクリート柱状体に
も容易に巻き付けることができる。
(ロ)鉄筋コンクリート柱状体に軸力が加わった時、外
周面に巻き付けた高強度繊維プリプレグがコンクリート
の横方向の膨出を拘束するため、コンファインド効果に
より鉄筋コンクリート柱状体の強度が増加する。
(ハ)帯状プリプレグは、鉄筋コンクリート柱状体の軸
方向には、ほとんど剛性を持たないため、鉄筋コンクリ
ート柱状体の軸方向の変形に自由に追随する。そのた
め。鋼管で問題となる局部座屈防止のための付着力を取
り除くことを目的とした特殊な工夫が不必要となる。
(ニ)プリプレグは、鉄筋コンクリート柱状体の軸方向
の変形に自由に追随するため、鋼管でのスリット形成の
ように拘束材に特殊な工夫を施す必要がない。
(ホ)帯状プリプレグを鉄筋コンクリート柱状体に巻き
付けるだけでよいため、既存の鉄筋コンクリート柱状体
に対してもコンファインド効果による強化を容易に施す
ことができる。
(ヘ)高強度繊維を一方向に配列した厚みの薄い帯状の
プリプレグを使用するため、鉄筋コンクリート柱状体の
径寸法をほとんど変化させずに、柱状体の耐圧縮性の強
化が可能である。
(ト)プリプレグが、軸方向へ重ね代を設けて周方向へ
巻き付けられているので、プリプレグ同士が上下に離れ
ることによるコンファインド効果の低下を引き起こす心
配がなく、常に良好なコンファインド効果をコンクリー
ト柱状体に作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)(b)ないし第3図はこの発明の一実施例
を示すもので、第1図(a)および(b)は、それぞれ
円柱状の柱状体および四角柱状の柱状体に帯状プリプレ
グを巻着したところの斜視図、第2図は帯状プリプレグ
の斜視図、第3図は柱状体が既存の柱状体である場合の
帯状プリプレグ巻着状態図である。 1……高強度繊維、2……帯状プリプレグ、3、4、5
……鉄筋コンクリート柱状体、3a、4a、5a、5b……柱状
体の端部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊池 郁郎 東京都中央区京橋2丁目16番1号 清水建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−35231(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高強度繊維を未硬化の合成樹脂により長尺
    帯状に成形してなる高強度繊維帯状プリプレグをコンク
    リート柱状体の外周面にほぼ周方向に沿ってかつ軸方向
    へ重ね代を設けて均一に巻き付けることを特徴とする高
    強度繊維プリプレグによるコンクリート柱状体の補強方
    法。
JP61157066A 1986-07-03 1986-07-03 高強度繊維プリプレグによるコンクリ−ト柱状体の補強方法 Expired - Lifetime JPH07111080B2 (ja)

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