JPH0953301A

JPH0953301A - 固化性塑造材製構造体およびその構築方法

Info

Publication number: JPH0953301A
Application number: JP16660396A
Authority: JP
Inventors: Masato Miyake; 正人三宅; Masayuki Okimoto; 眞之沖本; Takuzo Katsura; 拓造葛; Riyouichi Naka; 亮一那珂; Toshihiko Yoshizumi; 俊彦吉住
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-06-09
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1997-02-25
Anticipated expiration: 2016-06-07
Also published as: JP3689182B2

Abstract

(57)【要約】【目的】コンクリート，モルタル等の固化性塑造材に
ひび割れが発生しない強固な固化性塑造材製構造体の提
供。【構成】環状の筋材２を所定間隔でオーバラップさせ
て配置し、これらをコンクリート１４中に埋設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、道路，橋梁等の土木構
造物および建築構造物における、合理的なコンクリート
等の固化性塑造材の補強用筋材と、固化性塑造材製構造
体と、その構築方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンクリート床版、壁体等の構造
体は、鉄筋等の筋材を所定間隔で碁盤の目状に縦，横
に、かつ平面状に配筋した構造とされている。このよう
に、コンクリート床版や壁体等に使用される筋材は、直
線材であるため筋材の運搬，筋材の配置等の作業性の面
からその長さが制限され、短い筋材を現場で継なぎ合わ
せて使用しなければならない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】例えば、図２０に示さ
れるように従来のコンクリート床版７では、筋材６を所
定間隔で碁盤の目状に縦，横に交叉させ、かつ平面状に
配置した構造となされている。このようなコンクリート
床版７の構造は、当該コンクリート床版７上を走行する
例えば自動車の車輪圧等の集中荷重圧Ｐにより平面的な
広がりをもってあらゆる方向に断面力が発生する。これ
に対して前記従来の技術では、前記の碁盤の目状に縦，
横に平面状に配置した筋材６により集中荷重圧の発生力
に対して２方向の補強を行っているのみであり、均等な
面的補強がなされていない。

【０００４】また、このような単なる碁盤の目状配置の
筋材６による二方向の補強は、コンクリート２９に対す
る周辺からの拘束力が小さいため、コンクリート床版７
はせん断耐力や疲労耐力が小さい。また、コンクリート
２９の硬化時の収縮や乾燥による収縮によって発生する
収縮力に対する補強抵抗が小さいことから、特に道路，
橋梁用ではコンクリート床版７に亀裂８が発生し問題と
なっている。

【０００５】壁体構造においても同様で、設計において
は２方向からの荷重を想定して、筋材を碁盤目状に配置
して２方向からの補強を行っているのみであるが、特に
地下構造などの壁体には、実際には平面的な広がりをも
ってあらゆる方向から荷重が作用すると考えられる。し
かしながら均等な面補強はなされていない。

【０００６】また、このような単なる碁盤目状配置の筋
材による２方向の補強は、コンクリートに対する周辺か
らの拘束力が小さいためコンクリート壁は剪断耐力の疲
労耐力が小さい。

【０００７】さらに、従来では、筋材６として直線材を
用いるため運搬，筋材の配置等の作業性の限界から筋材
の長さが制限され、短尺の筋材６を使用しなければなら
ず、そのため筋材６同士の連結部１５が多くなり、この
連結部分が構造上の欠陥となりやすい。

【０００８】また、短い筋材６を碁盤の目状に平面状に
配置する配筋作業には、多くの人手と、厳しい労働を必
要としている。

【０００９】本発明は前記従来の問題点を解決したコン
クリート床版，壁体等の固化性塑造材製構造およびその
構築方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明では、環状の筋材２を所定間隔でオーバラッ
プさせて平面状に配置し、これらをコンクリートまたは
モルタルからなる固化性塑造材１２中に埋設する。前記
環状の筋材２は、鉄筋又は繊維強化樹脂で構成するとよ
い。また本発明では、環状の筋材２を所定間隔でオーバ
ラップさせて配置し、前記環状の筋材２によって形成さ
れる閉空間１６と、前記オーバラップによって形成され
る閉空間１７にコンクリートまたはモルタルからなる固
化性塑造材１２，１２ａを充填することにより、床版，
壁体等の固化性塑造材製構造体１を均等に補強すると同
時に、充填されるコンクリートまたはモルタルからなる
固化性塑造材１２，１２ａを拘束するものである。

【００１１】一般に筋材により拘束を受けるコンクリー
ト等の固化性塑造材の強度は、拘束を受けない場合に比
べて高い強度を発揮することが知られており、この特性
の利用方法としては、従来例として図２１に示される鉄
筋コンクリート製の柱９や、梁（図示せず）において使
用されている主筋１１間を連結する帯筋１０があり、柱
９や梁では、帯筋１０内のコンクリート２９の強度が高
くなると同時に、この柱９や梁に破壊荷重が作用して
も、当該柱９や梁が急激に破壊することがなく徐々に破
壊する靱性を与えることができる。

【００１２】しかし、前記の柱９と異なって図２０に示
すコンクリート床版７や壁体では、面的な構造物である
ため、そこには帯筋１０のごときものは存在せず、した
がって、従来は筋材を碁盤の目状に配置する方法が採用
されているが、この従来の方法では、帯筋１０と同様な
役割を果たすべき筋材が配置されていないことから高強
度化ができていない。

【００１３】そこで、本発明では、図１に示されるとお
り円形に閉合された鉄筋又は、繊維強化樹脂からなる筋
材２を、所定間隔でその一部がオーバラップするように
して配置することにより、コンクリートまたはモルタル
からなる固化性塑造材１２，１２ａを拘束して強度を向
上するとともに、破壊時に靱性を向上させることが可能
となったものである。

【００１４】前記円形閉合された筋材２同士は図９に示
されるとおり、互いに嵌合してチェーン状に連鎖形成し
てもよい。また、図１１に示されるようにオーバラップ
して複数段に平面状に配置される円形閉合された筋材２
または上下方向または左右方向に隣り合う円形閉合され
た筋材２の前記オーバラップにより形成される閉空間１
７にせん断補強部材５を介在させてもよい。

【００１５】また本発明では、前記の円形に閉合した独
立の筋材２を用いる代りに、図８に示される扁平スパイ
ラル形状の長尺筋材３を複数オーバラップさせて平面的
に配置し、長尺筋材３により形成される閉空間１８とオ
ーバラップにより形成される閉空間１９にコンクリート
またはモルタルからなる固化性塑造材１２，１２ａを充
填することによって、コンクリート等の固化性塑造材製
床版のような面的な構造物にも同様な効果を得ることが
可能である。

【００１６】さらに本発明では、図１６に示すように鉄
筋からなる環状の筋材２ａと、繊維強化樹脂からなる環
状の筋材２ｂを配設領域を分けて、それぞれ所定間隔で
オーバラップさせて配置し、これらをコンクリートの固
化性塑造材１２中に埋設して壁体３０を構成し、この壁
体３０をシールド用掘進機の発進又は到達用立坑を構成
する壁体とし、前記繊維強化樹脂からなる環状の筋材２
ａで補強される壁体部分を、前記掘進機で切削される被
切削壁体部分として構成することができる。

【００１７】

【作用】本発明によると、環状の筋材２により形成され
る閉空間１６と、複数段に平面状に配置される筋材２の
オーバラップにより形成される閉空間１７にもそれぞれ
コンクリートまたはモルタルからなる固化性塑造材１
２，１２ａが充填されることで、各閉空間１６，１７に
充填されたコンクリート等の固化性塑造材１２，１２ａ
が筋材２により拘束され、かつ前記環状の筋材２同士の
連結が堅固となり、簡単な配筋作業になると共に、コン
クリートまたはモルタルからなる固化性塑造材１２の打
設作業により、各閉空間１６，１７にもコンクリートま
たはモルタルからなる固化性塑造材１２，１２ａを充填
して、非常に強固な固化性塑造材製構造体が構成され
る。

【００１８】また、本発明によると、扁平スパイラル形
状の長尺筋材３により形成される閉空間１８と、平面状
に配置される前記長尺筋材３のオーバラップにより形成
される閉空間１９にコンクリートまたはモルタルからな
る固化性塑造材１２，１２ａを充填することで、前記と
同様に、前記各閉空間１８，１９内の前記コンクリート
またはモルタルからなる固化性塑造材１２，１２ａが拘
束され、かつ前記扁平スパイラル形状の長尺筋材３同士
の連結が強固となり、非常に強固なコンクリート、モル
タル等の固化性塑造材製の床版、壁体等の構造体が簡単
な配筋作業で構成される。

【００１９】本発明では、環状の筋材２として通常は金
属、たとえば鉄、鋼、棒鋼、線材或いはその他の金属材
料が使用されるが、前述のようにこれに限らず筋材２ｂ
を、繊維強化樹脂（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastic
s)によって構成してもよく、このＦＲＰ筋材で補強され
た構造体は切削が容易であるので、一旦構築した後、再
度切削や掘削することが想定される床版，壁体などの構
造体に使用するとき、その切削や掘削作業性が向上す
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図を参
照して説明する。まず、本発明の実施の形態に対する比
較例として示す図１３には、鉄筋を円形に加工形成する
と共に、鉄筋材の端部相互を溶接により固着して、円形
閉合した筋材２を構成し、前記円形閉合された筋材２の
中心が縦，横碁盤の目状に連なるように平面状に並べら
れ、かつ互いに隣接した状態が示されている。このよう
な筋材２の平面状の配列のもとでコンクリート等の固化
性塑造材を打設するとき、円形閉合の筋材２内にコンク
リートまたはモルタルからなる固化性塑造材１２が充填
される一方で、何れの円形閉合した筋材２にも拘束され
ていないコンクリート等の固化性塑造材１３が生じてし
まう。

【００２１】そこで、本発明の第１の実施の形態では、
図１３に示されるような多数の円形閉合された筋材２の
中心が平面から見て碁盤の目状配列を変更し、図１およ
び図２に示すように当該筋材２が縦（前後方向），横
（左右方向）方向に一部重合するように複数段平面状に
配列したうえ、コンクリートまたはモルタルからなる固
化性塑造材１２，１２ａを打設してコンクリートまたは
モルタルからなる床版，壁体等の固化性塑造材製構造体
１を構成した例が示されている。前記筋材２は、本発明
では例えば鉄筋又は、繊維強化樹脂のいずれかで構成さ
れる。なお、環状の筋材２を、繊維強化樹脂で構成する
には、図１７、図１８を参照して後述するように、繊維
を螺旋状に巻回して１回又は数回トラバースして筒状と
し、この筒状の繊維に樹脂を含浸，埋設して筒状体を構
成し、この筒状体を長手方向に所定幅で切断することで
構成できる。

【００２２】本発明の第１の実施の形態では、打設され
るコンクリートまたはモルタルからなる固化性塑造材
は、円形閉合された前記筋材２内の閉空間１６と、上下
に隣り合う円形閉合された筋材２同士のオーバラップに
より形成された部分の閉空間１７にも充填するように打
設されるので、結果として、コンクリートまたはモルタ
ルからなる床版や壁体などの固化性塑造材製構造体１を
構成すべく打設されるすべてのコンクリートまたはモル
タルからなる固化性塑造材１２，１２ａが円形閉合され
た筋材２で拘束され、したがって、比較例として図１３
に示されるようないずれの円形閉合された筋材２にも拘
束されないコンクリートまたはモルタルからなる固化性
塑造材１３の存在をなくすることができる。

【００２３】この場合、例えば図２に示すように多数の
円形閉合された筋材２を、その隣り合う筋材２が同一平
面上において接触するようにして、第１筋材層２０を構
成し、その第１筋材層２０の上面に前後方向にのみ筋材
２の半径分（半ピッチ分）ずらした状態で、第１筋材層
２０と同様な構成の第２筋材層２１を形成して、複数の
筋材層からなる複合筋材層２７を構成する方法がある。
コンクリート床版，壁体等の固化性塑造材製構造体１を
構築する場合の一例として、例えば、図２に示すよう
に、所定厚の下部コンクリート層２５を型枠内に打設形
成した後、下部コンクリート層２５の固化前で、かつ下
部コンクリート層２５が各筋材層２０，２１を支持でき
る所定の強度に達する適当時間後に、各筋材層２０，２
１を設置した後、各閉空間１６，１７にも充填すると共
に各筋材層２０，２１を埋込むように、上部コンクリー
ト層２６を打設する。そしてこのような工程を繰り返し
て、図３に示すように、固化性塑造材製構造体１の内部
に、各筋材層２０，２１からなる複合筋材層２７を埋込
み形成したコンクリート床版，壁体等の塑造材製構造体
１を築造する。

【００２４】発明の第１の実施の形態に係るコンクリー
ト製床版，壁体等の塑造材製構造体１では円形閉合され
た筋材２により、コンクリート床版，壁体等の塑造材製
構造体１が全ての方向について一様に補強された構造で
あり、従来のコンクリート床版，壁体等の塑造材製構造
体に比べ強度が高く、ひび割れ発生を防止できるコンク
リート床版，壁体等の塑造材製構造体を供給することが
可能である。

【００２５】また、円形閉合された筋材２を異形鉄筋に
より構成すれば、筋材２とコンクリート等の塑造材料と
の付着性能が一段と向上し、さらに強度が高く、ひび割
れの発生を防止できるコンクリート等の塑造材製床版が
提供される。筋材２を繊維強化樹脂で構成する場合にお
いても、その形状を異形断面形状とすることにより、前
記異形鉄筋の場合と同じ作用効果が得られる。

【００２６】図１に示す本発明の第１の実施の形態に係
るコンクリート床版，壁体等の塑造材製構造体１よりも
さらに高強度化するために、発明の第２の実施の形態と
して図４に示すように、円形閉合された筋材２をその中
心を半径分だけ縦（前後方向）または横（左右方向）に
ずらしながら複数段平面状に配列することにより、強固
なコンクリート床版，壁体等の塑造材製構造体を築造す
ることが可能となる。

【００２７】この場合、例えば図５に示すように多数の
円形閉合された筋材２を、その隣り合う筋材２が同一平
面上において接触するようにして、第１筋材層２０を構
成し、その第１筋材層２０の上面に左右方向にのみ筋材
２の半径分（半ピッチ分）をずらした状態で、第１筋材
層２０と同様な構成の第２筋材層２１を形成し、その第
２筋材層２１の上面に、前後方向にのみ半ピッチ分ずら
した状態で、第３筋材層２２を形成し、次いで前後方向
および左右方向の両方向に半ピッチ分ずらした状態で第
４筋材層２３を形成して、複数の筋材層からなる複合筋
材層２７を構成する方法がある。

【００２８】なお、各筋材層２０〜２３を形成する場
合、隣り合う円形閉合された筋材２相互を番線または連
結金具等により予め連結して構成しておくとよい。

【００２９】また各筋材層２０〜２３のずれ防止の為
に、上下に隣り合う各筋材層２０〜２３を番線等により
結合しておいてもよい。

【００３０】図５には、前記発明の第２の実施の形態と
して、所定厚に打設された下部コンクリート層が所定強
度に達した後で固化前に、円形閉合された筋材２により
構成された第１ないし第４筋材層を順次重ねるように配
設した状態が縦断側面図で示されている。

【００３１】図６には前記発明の第３の実施の形態とし
て示される固化性塑造材製構造体１の内部に複合筋材層
２７が２段埋込み成形された構造体１が断面図で示され
おり、先の実施の形態と同一要素に同一符号を付して説
明する。

【００３２】図７には、本発明の他の例として扁平スパ
イラル形状の長尺筋材３が示されている。図８には発明
の第４の実施の形態として、前記扁平スパイラル形状の
長尺筋材３をずらしながら平面配置して補強された固化
性塑造材製構造体１が断面図で示されている。本実施の
形態では、図１または図４の円形閉合した筋材２の平面
配列の代りに、図７の扁平スパイラル形状の長尺筋材３
をずらしながら平面状に配置しているが、その補強効果
は、円形閉合した筋材２を用いた場合と同じである。

【００３３】この扁平スパイラル形状の長尺筋材３を製
作する場合、コイル状の鋼製螺旋線材等を扁平に引き伸
ばした状態で、その線材の交差重合部または線材相互の
接触部分を溶接または番線等により結合する。なお、コ
イル状の線材等を引き延ばした状態で平面状に配置し又
は、その状態で平面状にオーバーラップするようにずら
して配置した際、閉空間が形成され維持される場合に
は、線材の交差重合部或いは相互の接触部を溶接又は番
線による固定を省略しても良い。

【００３４】各扁平スパイラル形状の長尺筋材３におけ
る閉空間１８および平面状にオーバラップするようにず
らして配置される扁平スパイラル形状の長尺筋材３相互
の重合部分により形成される閉空間１９には、コンクリ
ートまたはモルタルからなる固化性塑造材１２，１２ａ
充填されるようにして床版が構築される。

【００３５】さらに、発明の第４の実施の形態では、第
１，第２実施例の円形閉合された筋材２の代りに扁平ス
パイラル形状の長尺筋材３を使用することで、筋材の配
筋敷設作業の自動化，省力化が容易となるという利点が
付加される。

【００３６】図１，図２および、図７，図８に示される
円形閉合された筋材２または、扁平スパイラル形状の長
尺筋材３を用いたコンクリート床版，壁体等の塑造材製
構造体１の補強構造では、補強する各筋材２，３の量が
多量の場合には、床版等の構造体の破壊は、円形閉合さ
れた筋材２や長尺筋材３に囲まれたコンクリートまたは
モルタルからなる固化性塑造材１２，１２ａのせん断破
壊耐力によって決まる。

【００３７】前述のようなコンクリート１２，１２ａの
剪断破壊によるコンクリート床版，壁体等の塑造材製構
造体１の耐破壊力を更に向上させるには、各筋材２同士
を筋材の交差重合部相互の接触部において溶接又は、番
線により結合することが望ましい。円形閉合された筋材
２の場合には特に好ましい。

【００３８】図９には、円形閉合された筋材２におけ
る、隣り合う筋材２を連結してチェーン状に連続した筋
材４が示されている。このようなチェーン状に連続した
筋材４を用いて、図１に示されるような平面状に配列の
構成にしてコンクリート床版，壁体等の塑造材製構造体
１の補強構造とすることにより、二つの円形閉合された
筋材２に囲まれたコンクリートまたは、モルタルからな
る固化性塑造材１２，１２ａがせん断破壊した場合であ
っても、筋材２同士が連続しているため、コンクリート
床版，壁体等の塑造材製構造体１の急激な破壊を防止す
ることが可能である。

【００３９】前記の効果は、本発明の第４の実施の形態
に示す扁平スパイラル形状の連続した長尺筋材３を用い
ることによっても同様に得られる。

【００４０】図１１には、図１の二つの円形閉合された
筋材２に囲まれたコンクリートまたは、モルタルからな
る固化性塑造材１２，１２ａのせん断耐力を向上させる
他の方法として、図１０に示すせん断補強部材５を用い
て補強を行った例が発明の第５の実施の形態として示さ
れている。この第５の実施の形態では、二つの円形閉合
された筋材２のオーバラップした部分に囲まれた閉空間
１７のコンクリートまたはモルタルからなる固化性塑造
材１２ａの中に、断面Ｌ字状の鋼材からなるせん断補強
部材５を隣り合う筋材２の対向する交差部にわたって配
置することで、このせん断補強部材５によりオーバラッ
プした二つの円形閉合された筋材２同士が連鎖状に結合
され、コンクリート床版，壁体等の塑造材製構造体１の
強度（せん断耐力）を飛躍的に向上させることが可能と
なる。

【００４１】せん断補強部材５の形状は、図１０に示さ
れるような断面Ｌ字型をした山形鋼等の鋼材に特定され
ず、せん断補強を目的として配置される鋼材の形状は、
コ字型，Ｉ字型等の断面形状の鋼材を用いても何ら不具
合は生じない。要するに、互いにオーバラップして多段
状に平面状に配置される円形閉合された筋材２の閉空間
１７にせん断補強部材５が介在することにより、このせ
ん断補強部材５に係止されて隣合う円形閉合された筋材
２同士が離間しない構造であればよい。

【００４２】本発明を実施する場合、構造体が床版等で
ある場合は、図１２に示すように、複数の環状の筋材２
からなる筋材層２０単体を傾斜させると共にオーバーラ
ップさせて、ほぼ平面状に配置してもよい。

【００４３】さらに、オーバラップして平面状に配置さ
れる円形閉合された筋材２を連結する手段として、図
９，図１１に示す発明の第５の実施の形態のほかに、番
線または略Ω形状のクリップ金具（図示せず）を用いて
隣合う筋材２同士を連結してもよい。

【００４４】図１４，図１５には、本発明の第６の実施
の形態として鉄筋又は、繊維強化樹脂からなる環状の筋
材２で補強された固化性塑造材製構造体の他の具体例と
して壁体３０が示されている。この壁体３０を現場施工
で構築するには、図示省略する型枠内，掘削溝内等にお
いて任意の保持手段で、前記環状の筋材２を複数垂直面
でオーバラップさせた状態に保持しておき、環状の筋材
２が埋設されるように型枠内，掘削溝内などにおいて、
コンクリート等固化性塑造材１２を打設して構築する。

【００４５】前記環状筋材２の保持手段の具体例として
は、例えば各筋材２同士を連結する。この場合、筋材２
が鉄筋であるときは、各筋材２同士を溶接又は結束のい
ずれかで連結できる。筋材２が繊維強化樹脂からなる場
合は、各筋材２同士を結束する。鉄筋の筋材２の結束に
はなまし鉄線を使うのがよい。また繊維強化樹脂の環状
筋材２同士の結束には、樹脂、繊維強化樹脂などの非金
属系材料からなる紐、帯、線などを結束材料として用い
ることができる。更に、繊維強化樹脂製の環状筋材２の
場合は、鉄筋等の結束に通常使われるなまし鉄線程度の
ものを使用することもできる。

【００４６】このようにして連結した任意数の環状筋材
２を、その最上部で吊下げ支持し、型枠内や掘削溝内に
建込んでゆき、つづいて前述のとおりコンクリート等固
化性塑造材１２を打設するとよい。

【００４７】また、図１４、図１５において、垂直配置
の環状筋材２が繊維強化樹脂からなり、これらが横方向
に複数層重層配置するときは、必要に応じて各図に示す
ように繊維強化樹脂からなる補強筋３２を用いて横方向
に位置する筋材２同士を連結し、相互間に間隔が適正に
保持されるように構成するのがよい。

【００４８】図１６には、本発明の第７の実施の形態と
して、鉄筋からなる環状の筋材２ａと、繊維強化樹脂か
らなる筋材２ｂを組合わせて、これらで補強された固化
性塑造材製構造体の具体例としての壁体３０が断面で示
されている。特にこの第７の実施の形態では、鉄筋から
なる環状の筋材２ａと、繊維強化樹脂からなる環状の筋
材２ｂの配設領域を分けて、それぞれ所定間隔でオーバ
ラップさせて配置し、これらをコンクリートの固化性塑
造材１２中に埋設して壁体３０を構成している。

【００４９】したがって、例えば前記の壁体３０をシー
ルド用掘進機の発進又は到達用立坑を構成する壁体と
し、前記炭素繊維を主とした繊維強化樹脂からなる環状
の筋材２ａで構成される部分を前記掘進機で切削される
被切削壁体部分として構成することができる。

【００５０】繊維強化樹脂としては、炭素繊維，ガラス
繊維，アラミド繊維等によって強化した樹脂を使用する
ことができる。図１７，図１８には、繊維強化樹脂（Ｆ
ＲＰ）の一例として、強化繊維に炭素繊維を用いた炭素
繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ：Ｃarbn Fiber Reinforced Pl
astics) からなる環状の筋材２ｂが示されている。この
ＣＦＲＰの筋材２ｂを製作するには、先ず長尺の炭素繊
維３３の連続繊維を螺旋状に巻き、そしてこれを１回な
いし複数回トラバースしながら筒状とし、炭素繊維３３
に樹脂を含浸させ、または樹脂を含浸させた上で、さら
に繊維が埋設されるようにして長尺筒体を構成し、この
長尺筒体を所定幅で輪切り状に切断することで容易に製
作できる。このようにして構成された繊維強化樹脂の環
状の筋材２ｂは、炭素繊維３３の連続繊維が円周（軸）
方向に存在するので、鉄筋に匹敵する高弾性率の環状筋
材を得ることができ、かつ被切削性に優れている。な
お、これらの繊維強化樹脂は上記のような単一の繊維で
強化したものに限らず、炭素繊維とガラス繊維或いは、
炭素繊維とアラミド繊維といったように複数の種類の繊
維によって強化した樹脂を用いても良い。たとえば、円
周（軸）方向を炭素繊維とし、軸方向以外の繊維配向や
軸方向にあって繊維と樹脂との密着を良くするための機
能を与えるために、ガラス繊維を補強繊維として用いる
こともできる。なお、強化繊維として炭素繊維或いはア
ラミド繊維を用いると、ガラス繊維のようにコンクリー
トのアルカリに侵されることもないので、長期間の耐久
性を要する場合には好ましい。

【００５１】このように、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）は、
弾性率の高いものが得やすい半面、小さな歪に対しても
発生応力が高く、特に曲線形状のものは応力がその曲率
半径に大きく依存する。例えば矩形の隅角部の曲げ半径
の小さいものでは、隅角の曲げ加工部の応力が高くなり
すぎて適用が効率的ではないが、環状の場合は材料の曲
率半径を大きく取った状態で、環状の筋材を得ることが
できるため、強固の優れた筋材となる。また、このＦＲ
Ｐ筋材は軽量であるため施工作業が容易であるほか、被
切削性が金属に比べてよいため、ＦＲＰ筋材を用いて構
築した床版或いは壁体などの構造体を再度切削、掘削さ
る際の作業性のにも優れている。

【００５２】また、このＣＦＲＰ筋材は軽量であるため
施工作業が容易であるほか、被切削性が金属に比べてよ
いため、前述のようにＣＦＲＰ筋材を用いて構築した床
版或いは壁体を再度切削、掘削する際の作業性にも優れ
ている。

【００５３】なお、本発明の各実施の形態では、筋材２
が円形閉合された例として真円形のものが示されている
が、本発明はこのような形状に限定されず、無端状に閉
合されていれば、楕円形等の非円形のリングであっても
構わず、要するに、両端が閉じた環状の筋材であれば本
発明の実施の形態における所期の効果を奏することがで
きる。

【００５４】

【発明の効果】本発明のコンクリート固化性塑造材製構
造体とその構築方法によると、環状の筋材２又は、扁平
スパイラル形状の長尺筋材３をオーバラップさせながら
配置し、前記環状の筋材２又は、扁平スパイラル形状の
長尺筋材３によって形成される閉空間１６，１８及び、
オーバラップにより形成される閉空間１７，１９にコン
クリートまたはモルタルからなる固化性塑造材１２，１
２ａを打設することにより、前記環状の筋材２や長尺筋
材３によりコンクリートまたはモルタルからなる固化性
塑造材１２，１２ａが拘束され、かつコンクリートまた
はモルタルからなる固化性塑造材１２，１２ａを介して
各環状の筋材２同士や、長尺筋材３同士が強固に結合さ
れるので、従来のコンクリート等の塑造材製床版，壁
体、その他の構造体の問題点であったコンクリートまた
はモルタル等のひび割れの発生を防ぎ、かつ、簡易な配
筋作業により高強度で経済的な固化性塑造材製構造体を
供給することが可能となる。

【００５５】さらに、本発明によると、環状筋材を繊維
強化樹脂で構成することにより、この環状筋材で補強さ
れた構造体は、強靱にしてなおかつ切削可能であり、特
に、一旦構築した後、再度掘削することが想定される床
版や、トンネル掘進用立坑におけるシールド掘進機の発
進，到達部の壁体等の部分は、繊維強化樹脂からなる環
状筋材を用い、その他の部分は金属製例えば鋼製の環状
筋材を用いて構築しておくことにより、掘削する部分の
掘削作業性が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態として、円形に閉合
した筋材で補強されたコンクリート床版を示す説明図で
ある。

【図２】所定厚に打設された下部コンクリート層が所定
強度に達した後で固化前に、円形閉合された筋材により
構成された第１および第２筋材層を重ねるように配設し
た状態を示す縦断側面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る固化性塑造材
製構造体を示す側面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態として円形に閉合し
た筋材の他の平面配置例により補強された固化性塑造材
製構造体を示す図である。

【図５】所定厚に打設された下部コンクリート層が所定
強度に達した後で固化前に、円形閉合された筋材により
構成された第１ないし第４筋材層を順次重ねるように配
設した状態を示す縦断側面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態として、固化性塑造
材製構造体を示す側面図である。

【図７】扁平スパイラル形状の長尺筋材を示す図であ
る。

【図８】本発明の第４の実施の形態として、前記扁平ス
パイラル形状の長尺筋材をずらしながら平面配置して補
強された固化性塑造材製構造体を示す図である。

【図９】円形閉合した筋材をチェーン状に連続した状態
を示す図である。

【図１０】せん断補強部材の斜視図である。

【図１１】本発明の第５の実施の形態として、図１の閉
合した筋材の平面配置に図１０のせん断補強部材を組合
せた配置の固化性塑造材製構造体を示す説明図である。

【図１２】円形閉合された筋材または筋材層の他の配置
方法を説明するための側面説明図である。

【図１３】比較例として示す円形に閉合した筋材の平面
配置例の説明図である。

【図１４】本発明の第６の実施の形態として、繊維強化
樹脂からなる環状の筋材で補強された固化性塑造材製構
造体を示す図である。

【図１５】図１４と直角方向の一部断面図である。

【図１６】本発明の第７の実施の形態として、鉄筋から
なる環状の筋材と、繊維強化樹脂からなる筋材を組合わ
せて、これらで補強された固化性塑造材製構造体を示す
断面説明図である。

【図１７】繊維強化樹脂からなる環状の筋材の正面図で
ある。

【図１８】図１７のＡ−Ａ断面図である。

【図１９】従来の直線の筋材により補強されたコンクリ
ート床版の説明図である。

【図２０】集中荷重によりコンクリート床版に発生する
ひび割れの状態を示す断面説明図である。

【図２１】複数の主筋に跨って円形に閉合して配置され
た帯筋の配設状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１固化性塑造材製構造体２環状の筋材２ａ鉄筋からなる筋材２ｂ繊維強化樹脂からなる筋材３長尺筋材４チェーン状に連続した筋材５せん断補強部材６筋材７コンクリート床版９柱１０帯筋１２，１２ａコンクリートまたモルタルからなる固化
性塑造材１６閉空間１７閉空間１８閉空間１９閉空間２０第１筋材層２１第２筋材層２２第３筋材層２３第４筋材層２４コンクリート床版２５下部コンクリート層２６上部コンクリート層２７複合筋材層２８型枠２９コンクリート３０壁体３２補強筋３３連続炭素繊維

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者那珂亮一東京都千代田区大手町二丁目６番３号新日本製鐵株式会社内 (72)発明者吉住俊彦東京都千代田区大手町二丁目６番３号新日本製鐵株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】環状の筋材２を所定間隔でオーバラップ
させて配置し、これらをコンクリートまたはモルタルか
らなる固化性塑造材１２中に埋設したことを特徴とする
固化性塑造材製構造体。
【請求項２】前記環状の筋材２は、鉄筋又は、繊維強
化樹脂のいずれかで構成されることを特徴とする請求項
１記載の固化性塑造材製構造体。
【請求項３】鉄筋からなる環状の筋材２ａと、繊維強
化樹脂からなる環状の筋材２ｂとを配設領域を分けて、
それぞれ所定間隔でオーバラップさせて配置し、これら
をコンクリートまたはモルタルからなる固化性塑造材１
４に埋設したことを特徴とする固化性塑造材製構造体。
【請求項４】環状の筋材２を所定間隔でオーバラップ
させて配置し、前記環状の筋材２によって形成される閉
空間１６と、前記オーバラップによって形成される閉空
間１７にコンクリートまたはモルタルからなる固化性塑
造材１２，１２ａを充填した請求項１に記載の固化性塑
造材製構造体。
【請求項５】環状の筋材２が円形閉合された筋材であ
る請求項１ないし４のいずれかに記載の固化性塑造材製
構造体。
【請求項６】複数の前記環状の筋材２がチェーン状に
連って構成されている請求項１ないし５のいずれかに記
載の固化性塑造材製構造体。
【請求項７】前記筋材２のオーバラップにより形成さ
れる閉空間１７に、せん断補強材５を介在させている請
求項１ないし６のいずれかに記載の固化性塑造材製構造
体。
【請求項８】長尺筋材３を扁平スパイラル形状とし、
当該長尺筋材３を所定間隔ずらしながらオーバラップさ
せて配置し、これらをコンクリートまたはモルタルから
なる固化性塑造材１２中に埋設したことを特徴とする固
化性塑造材製構造体。
【請求項９】扁平スパイラル形状の長尺筋材３によっ
て形成される閉空間１８と、前記オーバラップによって
形成される閉空間１９にコンクリートまたはモルタルか
らなる固化性塑造材１２を充填した請求項８に記載の固
化性塑造材製構造体。
【請求項１０】前記固化性塑造材１２によって構成さ
れる構造体は、床版又は壁体である請求項１ないし９の
いずれかに記載の固化性塑造材製構造体。
【請求項１１】請求項３に記載の構造体が、掘進機の
発進又は到達用立坑を構成する壁体であり、この壁体に
おいて、前記掘進機による被切削用壁を補強する筋材
が、前記繊維強化樹脂からなる環状の筋材２ｂで構成さ
れ、前記被切削用壁の周囲の壁を補強する筋材が前記鉄
筋からなる環状の筋材２ａから構成されることを特徴と
する固化性塑造材製構造体。
【請求項１２】鉄筋又は繊維強化樹脂からなる環状の
筋材２又は、扁平スパイラル形状の長尺筋材３をオーバ
ラップさせてに配置し、次いでコンクリートまたはモル
タルからなる固化性塑造材１２を打設して床版又は壁体
等の構造体１を構成することを特徴とする固化性塑造材
製構造体の構築方法。
【請求項１３】型枠内に所定量のコンクリートまたは
モルタルからなる固化性塑造材１２を充填し、その上に
前記扁平スパイラル形状の長尺筋材３を配置し、次にこ
の長尺筋材３の上に所定量のコンクリートまたはモルタ
ルからなる固化性塑造材１２を打設して床版又は壁体等
の構造体１を形成することを特徴とする請求項１２に記
載の固化性塑造材製構造体の構築方法。