JPH11107529A - 後打コンクリートの締結方法と後打コンクリート締結材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既成構造体・後打コンクリート間の締結状態
の信頼性と、施工の簡便性とを同時に満足し得る後打コ
ンクリートの締結方法と後打コンクリート締結材の提
供。 【解決手段】 既成構造体の被締結面１と後打コンクリ
ート２とを締結する為の後打コンクリートの締結方法に
おいて、螺旋炭素繊維条３を被締結面１に定着せしめる
べく、当該螺旋炭素繊維条３がその一巻毎に一定の間隔
を隔てて掛け止められた炭素繊維帯４を、接着剤を以て
被締結面１へ貼り付ける締結材配設工程と、前記被締結
面１を被って鉄筋５を配設する配筋工程と、前記螺旋炭
素繊維条３及び鉄筋５が配設された被締結面１上にコン
クリートを打つコンクリート打設工程を経る後打コンク
リートの締結方法と、螺旋炭素繊維条３を、その一巻毎
に一定の間隔を隔てて炭素繊維帯４へ掛け止めて成る後
打コンクリート締結材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、既成構造体たるコ
ンクリート構造物や鉄骨と、後にその表面に打設したコ
ンクリート（後打ちコンクリート）との一体性を高める
後打コンクリートの締結方法と、それに用いる後打コン
クリート締結材に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄筋コンクリート造の建造物は、外観の
自由度が高い点や材料が極めて廉価である点を長所とし
て持つ反面、工事が煩雑で熟練工を要する他、型枠の解
体が可能と成るまでの期間が工程に大きく影響するとい
った短所を有している。この様な短所を解決すべく、部
材の一部をプレキャスト化し、後に打設する場所打ちコ
ンクリートと一体化する工法が今日多く用いられるよう
になってきた。

【０００３】その様な工法が特に多く用いられる部材
が、スラブ（合成スラブ）と梁（合成梁）である。合成
スラブは、現場に設置されたプレキャストコンクリート
板（以下、プレキャスト板と記す）の上へ更にコンクリ
ートを打設してより強力なスラブを形成し、それと同時
に当該スラブの形成期間が工期に大きな影響を与えない
ことを目的として案出されたものであるが、当該合成ス
ラブにおいては、プレキャスト板と後打コンクリートの
一体性を高めるべく、図１４の如くプレキャスト板６の
打継面にコッタ７を形成する手段や、図１５の如くプレ
キャスト板８の打継面から脱出した組立鉄筋トラス９を
用いて後打コンクリートと連結する手段が採られてい
る。しかしながら、前記コッタでは、プレキャスト板と
後打コンクリートの一体性が低い為に、形成された合成
スラブの厚みに比べて有効な剪断強度を得ることができ
ないという問題があり、組立鉄筋トラスを用いた手段に
あっては、プレキャスト板を形成するにあたって配筋が
極めて煩雑となる等の問題があった。

【０００４】又、合成梁は、鉄骨梁の上に鉄筋コンクリ
ートスラブを形成し、Ｔ形断面梁として曲げモーメント
を負担するようにしたものであるが、当該合成梁は、鉄
骨梁とコンクリートとの一体化が不可欠であり、従来よ
り鉄筋コンクリートスラブへ埋設するスタッドジベルや
ヒゲ鉄筋を締結材として鉄骨梁に固着（溶着）すること
によって両者の一体化を図っていた。しかしながら、当
該スタッドジベルやヒゲ鉄筋の溶接作業は極めて煩雑で
あり、その作業に工期を多く消費する等の問題があっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この様に、合成スラブ
や合成梁の施工法をはじめとして、既成構造体と後打ち
コンクリートとを一体化する従来手段のいずれにおいて
も、簡便な施工性を維持しつつ、コンクリートや鉄或い
は石から構成された既成構造体と、後に打設したコンク
リートとの良好な締結状態を満足することはできなかっ
た。

【０００６】本発明は、上記実情に鑑みて成されたもの
であって、既成構造体・後打コンクリート間の締結状態
の信頼性と、施工の簡便性とを同時に満足し得る後打コ
ンクリートの締結方法と後打コンクリート締結材の提供
を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に
成された本発明による後打コンクリートの締結方法は、
既成構造体の被締結面と後打コンクリートとを締結する
為の後打コンクリートの締結方法において、螺旋炭素繊
維条を被締結面に定着せしめるべく、当該螺旋炭素繊維
条がその一巻毎に一定の間隔を隔てて掛け止められた炭
素繊維帯を、所定の接着剤で被締結面へ貼り付ける締結
材配設工程と、前記被締結面を被って鉄筋を配設する配
筋工程と、前記螺旋炭素繊維条及び鉄筋が配設された被
締結面上にコンクリートを打つコンクリート打設工程を
経ることを特徴とする。尚、既成構造体と単位繊維帯の
付着強度を阻害する要素を取り除く為の下地処理工程
（清掃、汚れ除去、段差欠損部処理、プライマー塗布
等）を前記締結材配設工程の前に適宜介在させ得ること
は言うまでもない。

【０００８】この方法は、エポキシ系接着剤をはじめと
する接着剤による炭素繊維帯の付着強度が、コンクリー
ト製の既成構造体に対しては、当該既成構造体を構成す
るコンクリートや石の剪断強度に依存する（コンクリー
トや石の剪断強度を超える）までに至っており、鉄鋼製
の既成構造体に対しては、その上に打設する場所打ちコ
ンクリートの剪断強度に依存するまでに至っている他、
炭素繊維自体にあっても、直径数μｍのもので、引っ張
り強度：数百ｋｇ／平方ミリメートル、弾性係数：数万
ｋｇ／平方ミリメートルの性能を有している実情から、
かかる接着剤、及び炭素繊維を利用して、既成構造体と
後打コンクリートとの一体性を、前記炭素繊維帯に保持
された螺旋炭素繊維条（引っ張り強度が鉄筋の１０倍を
超えるとされている）を介して高めようとするものであ
る。

【０００９】螺旋炭素繊維条の構成、太さ、螺旋径、螺
旋ピッチ並びに炭素繊維帯の幅や長さは、既成構造体や
後打コンクリートの規模に応じて定めれば良いが、従
来、スタッドジベル、ヒゲ鉄筋、コッタ、組立鉄筋トラ
スを用いることによって機能的に満足できる用途に対し
てであれば、一般的な鉄筋の太さを超える炭素繊維条は
必要なく、螺旋径にあっても最大で７０ｍｍ程度あれば
足りる。又、被締結面に定着する際に、螺旋炭素繊維条
の螺旋形状を大きく損なわない範囲に設定するとすれ
ば、炭素繊維帯の幅は、最大でも２０ｍｍ程度に止めら
れる必要がある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明による後打コンクリ
ートの締結方法を、それに用いる本発明による後打コン
クリート締結材（以下、締結材と記す）の構造と共に説
明する。

【００１１】図１０は、本発明による後打コンクリート
の締結方法を、鉄骨梁１０を使用した合成梁の構築に適
用した例を示したものである。合成梁の場合、本発明に
よる締結材１２は、鉄筋コンクリート床（スラブ）１１
と鉄骨梁１０の間の剪断力を伝達する（剪断ずれを抑制
する）役割をスタッドジベルやヒゲ鉄筋に代わって果た
すものである。今日多く用いられる施工法の一つ、即
ち、捨て型枠たるデッキプレート１３を隣接する鉄骨梁
１０の間に架設し、当該デッキプレート１３の上に、上
下２段の配筋（ダブル配筋）を施し、その上にコンクリ
ートを打設するという手法に基づいて説明すると、先
ず、前記の如く隣接する鉄骨梁１０の間に前記デッキプ
レート１３を架設する支保工程と、既成構造体たる鉄骨
梁１０のフランジ部のうち、デッキプレート１３が掛か
っていない部分、即ち、鉄骨梁１０の中央部を被締結面
１として、当該中央部に沿って螺旋炭素繊維条３を固着
する締結材配設工程（図３参照）を行う。尚、これらの
工程は相前後しても良く、当該施工法に限らず、いかな
る施工を行う場合であっても、締結材配設工程の前には
前記下地処理工程を適宜行う。続いて、前記被締結面１
及びデッキプレート１３の表面を被って前記の如くダブ
ル配筋を行う配筋工程（施工法によってはダブル配筋を
採らない場合もある）と、前記螺旋炭素繊維条３及び鉄
筋５を埋設すべく後打コンクリートを打つコンクリート
打設工程を行い、合成梁を構築する一連の作業が終了す
る。

【００１２】図９は、本発明による後打コンクリートの
締結方法を、合成スラブの構築に適用した例を示したも
のである。この例については、鉄筋コンクリート梁２５
と鉄筋コンクリートスラブとを同時に形成する施工法で
あって、鉄筋コンクリート梁２５を形成する為の梁型枠
（内にはコンクリート梁２５を補強する為の鉄筋が配さ
れている）１４上にプレキャスト板１５を架設し、当該
プレキャスト板１５上に配筋して、その上にコンクリー
トを打設するという手法に基いて説明する。先ず、鉄筋
コンクリート梁２５を形成すべく内部に配筋が施された
梁型枠１４を形成する型枠組工程を行い、次に、隣接し
て組まれた梁型枠１４の間に、前記既設構造体たるプレ
キャスト板１５を架設する横架工程を行う。そして、前
記既成構造体たる当該プレキャスト１５の表面（被締結
面１）に螺旋炭素繊維条３を固着する締結材配設工程
（図１参照）を行い、更に前記被締結面１を被って前記
の如く鉄筋５を配設する配筋工程（図２参照）と、前記
螺旋炭素繊維条３及び鉄筋５が配設された被締結面１上
にコンクリートを打つコンクリート打設工程を経ること
によって、合成スラブ１６を構築する一連の作業が終了
する。尚、この例においては、合成スラブ１６と共に、
合成梁も同時に構築され、この様に合成スラブと合成梁
が同時に構築された例としては、図４及び図１１の如く
コンクリート梁２５にかえて鉄骨１０を用いる場合もあ
る。

【００１３】図１２は、本発明による後打コンクリート
の締結方法を鉄骨１７より成る柱脚を立設する為のコン
クリートアンカー１８の構築に適用した例を示したもの
である。この例では、先ず、コンクリートアンカー１８
を形成すべく内部に配筋が施された型枠を形成する型枠
組工程と、下端面に耐沈下プレート１９を溶着した鉄骨
１７の下端部側面（被締結面１）に螺旋炭素繊維条３を
適宜固着する締結材配設工程を行い、当該鉄骨１７を立
設状態に支えて後打ちコンクリート２を打つコンクリー
ト打設工程を行うことによって、コンクリートアンカー
１８と鉄骨１７とを一体化する一連の作業が終了する。
尚、既存の構造物に鉄骨を立設する為の後施工アンカー
を構築する場合にあっては、既成構造体たる鉄骨に加え
て、別の既成構造体たるコンクリート床に前記螺旋炭素
繊維条を固着する締結材配設工程と前記型枠組工程を行
い、次いでコンクリート打設工程を行えば、当該コンク
リートアンカーが、前記鉄骨とコンクリート床の双方と
締結されることとなる（図示省略）。

【００１４】上記いずれの施工法にあっても、従来の施
工法において用いられていたスタッドジベル等を、前記
螺旋炭素繊維条３に置換したもので、後打コンクリート
２における螺旋炭素繊維条３に囲まれた円柱状のコア部
２４に、当該螺旋炭素繊維条３が繋ぎ止められることに
よって、予め当該螺旋炭素繊維条を固着した既成構造体
と後打コンクリート２とが定着されるものである。前記
既成構造体に対する螺旋炭素繊維条３の固着に際して
は、図５の如く当該螺旋炭素繊維条３の素材と同様な炭
素繊維をシート状に収束して成る炭素繊維帯４に、当該
螺旋炭素繊維条３をその一巻毎に掛け、且つ一定の間隔
を隔てて螺旋炭素繊維条３の内側と炭素繊維帯４の外側
を接着固定した後打コンクリート締結材１２を予め形成
し、前記炭素繊維帯４の外側を既成構造体の被締結面１
に、当該炭素繊維帯４が直線的にピンと張った状態（螺
旋炭素繊維条３に掛かった部分は除く）と成るようにエ
ポキシ系接着剤で貼着する手法を採る。そうすることに
よって、エポキシ系接着剤は炭素繊維帯４を構成する炭
素繊維間に含浸し、炭素繊維帯４を更に補強しつつ既成
構造体に強固に定着させ、同時に、螺旋炭素繊維条３を
一定の螺旋ピッチを持って既成構造体に固着することと
なる。尚、エポキシ系接着剤の用途は、今日の建築業界
において日々増加する傾向にあり、コンクリート構造体
に対しては勿論のこと、鉄骨等に対しても十分な定着強
度を奏することが認められている。

【００１５】螺旋炭素繊維条３は、直径数μｍの炭素繊
維複数本にエポキシ樹脂を含浸させて収束し、直径数ｍ
ｍの炭素繊維条を構成しつつ均一な螺旋径を持つ螺旋状
に成形したものであって、上記比較的大規模な施工に用
いる場合であっても、螺旋炭素繊維条３は、有効直径
（被覆や含浸樹脂等を含まない炭素繊維のみによる直
径）：１．５ｍｍ程度、螺旋径：７０ｍｍ程度、螺旋ピ
ッチ：４０ｍｍ程度のもので十分に足り、炭素繊維帯４
にあっては、厚みによっても異なるが、幅：２０ｍｍ程
度で十分足りる。

【００１６】上記規格から外れたものを用いても良い
が、例えば炭素繊維帯４の幅を広くし過ぎると、被締結
面１と炭素繊維帯４の接着面積を広める上で、螺旋炭素
繊維条３における固着領域の形状を平坦化する必要性が
生じ、その結果、後打コンクリート中における螺旋炭素
繊維条３に囲まれた前記コア部２４の円柱状が崩れるこ
ととなるので、後打コンクリート２の破壊強度を大きく
する上で好ましくなく、又、螺旋炭素繊維条３の螺旋形
状が特殊となることによって、当該螺旋炭素繊維条３の
製造コストも高まる点でも好ましくない。尚、炭素繊維
帯４に螺旋炭素繊維条３を掛け止める際の接着力は、施
工時において両者が分離しない程度であれば良い。

【００１７】例えば、前記規格の後打コンクリート締結
材を用いて、幅２００ｍｍの鉄骨梁を含む合成梁を構築
する場合、前記炭素繊維帯の前記エポキシ系接着剤によ
る耐鉄骨接着強度が後打コンクリートの剪断強度の１０
倍であると仮定すれば、図３の如く幅２０ｍｍの炭素繊
維帯４によって前記螺旋炭素繊維条３を当該鉄骨１０の
中央に沿って一条固着すれば足り、プレキャスト板６と
後打コンクリート２との打継接合にあっても、同様の仮
定を採れば、図１及び図２の如く２００ｍｍ毎に１条の
割合でプレキャスト板１５の幅に合わせた本数の螺旋炭
素繊維条３を、それぞれ幅２０ｍｍの炭素繊維帯４で固
着すれば足りると思われる。又、図１２の如く鉄骨柱を
立設する為のアンカー１８を構築する場合や、図１３の
如く中空鉄骨２３の側面へ、新規なコンクリート部を後
打コンクリート２として構築する場合も、前記合成梁と
同様の基準で後打コンクリート締結材１２を配設すれば
良い。

【００１８】本発明による後打コンクリート締結材の構
成要素たる螺旋炭素繊維条３の構造としては、複数本の
炭素繊維を樹脂を含浸して収束させて成る素線２０を螺
旋状に成形して用いても良いし、当該素線２０を寄り合
わせた紐２１を螺旋状に成形して用いても良い。含浸さ
せる樹脂としてはエポキシ系樹脂が一般的であるが、炭
素繊維への含浸性や、炭素繊維帯４を定着させる接着剤
との相性等を満足するものがあれば特に限定するもので
はない。一方、炭素繊維帯４の構造としては、炭素繊維
を同一方向へ帯状に配し、樹脂を含浸させて成形したも
のでも良いし、図８の如く炭素繊維を織ったものでも良
い。その際、帯の幅方向へ配する糸２２にあっては、炭
素繊維以外の繊維を用いても良い。

【００１９】

【発明の効果】以上の如く本発明による後打コンクリー
トの締結方法を使用すれば、螺旋炭素繊維条を掛け止め
た炭素繊維帯を既成構造体へ接着剤で貼着するという簡
便な施工を以て、コンクリートや鉄等の金属或いは石か
ら構成された既成構造体と、後に打設したコンクリート
との良好な締結状態を比較的長期に亘って得ることがで
きる。又、前記螺旋炭素繊維条を固着した部分にあって
は、接着剤を使用して炭素繊維帯を貼着してあるので、
既成構造体の被締結面近傍における帯長手方向への破壊
強度を更に高める効果もある。

【００２０】本発明による後打コンクリート締結材を使
用すれば、高い引っ張り強度を有する炭素繊維帯を以
て、従来のスタッドジベル的役割を果たす螺旋炭素繊維
条を、強固に保持することができ、所定の接着剤で固着
するといった簡単な作業によって、高い剪断強度を持っ
た後打コンクリート締結材を被締結面に配設することが
できる。しかも、当該後打コンクリート締結材は、螺旋
形状を呈する比較的細い線条であって、柔軟性が極めて
高いことから、ごく小さい力でスプリングの如く押し縮
め容易に小型化することができ、その上、軽量であるこ
とが相俟って持ち運びの便が良い。更に、施工時におい
ては、通常の長さへ容易に引き伸ばすことができ、当該
変形による癖（変形の残り）も付きにくいことから、施
工が容易であるのみならず、搬送時に生じた癖によって
施工時の作業能率に不具合が生じることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による後打コンクリートの締結方法にお
ける締結材配設工程を終えた状態の一例を示す斜視図で
ある。

【図２】本発明による後打コンクリートの締結方法にお
いて図１の状態とする締結材配設工程に続いて配筋工程
を終えた状態の一例を示す斜視図である。

【図３】本発明による後打コンクリートの締結方法にお
ける締結材配設工程を終えた状態の一例を示す斜視図で
ある。

【図４】本発明による後打コンクリートの締結方法にお
ける締結材配設工程を終えた状態の一例を示す斜視図で
ある。

【図５】本発明による後打コンクリート締結材の一例を
示す斜視図である。

【図６】本発明による後打コンクリート締結材の螺旋炭
素繊維条を構成する炭素繊維条の一例を示す斜視図であ
る。

【図７】本発明による後打コンクリート締結材の螺旋炭
素繊維条を構成する炭素繊維条の一例を示す斜視図であ
る。

【図８】本発明による後打コンクリート締結材における
炭素繊維帯の一例を示す斜視図である。

【図９】本発明による後打コンクリートの締結方法で構
築された合成スラブ（合成梁）の一例を示す断面図であ
る。

【図１０】本発明による後打コンクリートの締結方法で
構築された合成梁の一例を示す断面図である。

【図１１】本発明による後打コンクリートの締結方法で
構築された合成スラブ（合成梁）の一例を示す断面図で
ある。

【図１２】本発明による後打コンクリートの締結方法で
構築されたアンカーの一例を示す断面図である。

【図１３】本発明による後打コンクリートの締結方法で
構築された新規コンクリート部の一例を示す断面図であ
る。

【図１４】（イ）（ロ）従来から用いられているプレキ
ャスト板の一例を示す平面図と断面図である。

【図１５】（イ）（ロ）従来から用いられているプレキ
ャスト板の一例を示す平面図と断面図である。

【符号の説明】

１ 被締結面 ２ 後打コンクリート ３ 螺旋炭素繊維条 ４ 炭素繊維帯 ５ 鉄筋

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既成構造体の被締結面（１）と後打コン
   クリート（２）とを締結する為の後打コンクリートの締
   結方法において、螺旋炭素繊維条（３）を被締結面
   （１）に定着せしめるべく、当該螺旋炭素繊維条（３）
   がその一巻毎に一定の間隔を隔てて掛け止められた炭素
   繊維帯（４）を、接着剤を以て被締結面（１）へ貼り付
   ける締結材配設工程と、前記被締結面（１）を被って鉄
   筋（５）を配設する配筋工程と、前記螺旋炭素繊維条
   （３）及び鉄筋（５）が配設された被締結面（１）上に
   コンクリートを打つコンクリート打設工程を経る後打コ
   ンクリートの締結方法。
2. 【請求項２】 螺旋炭素繊維条（３）を、その一巻毎に
   一定の間隔を隔てて炭素繊維帯（４）へ掛け止めて成る
   後打コンクリート締結材。