JPS59158858A - 外囲に応力を加えられた複合構造要素及び該構造要素の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本廃明け、概して構造要素に係わり１％にプレストレス
を施された複合構造要素に係わる。

複合材がこの複合物を構成する各材料の有利な４１件を
包含し伯ることは、偵造工学者によって明トビ・−ムは
コンクリートの圧縮特性と鋼の引張り特性とを具備する
。

鍋及びコンクリート力）ら成る複合構造要素の特性６オ
、コンクリ−トビ〜ム中に含まれる金属棒にプレストレ
スを加えることによって改善されることが知られている
。プレストレスの句与は例えは。

コンクリートビーム中９こ設置される金属棒に予め引張
り応力を加えることによって集流され、この金＆棒かコ
ンクリートに圧縮応力を与える。、コンクリ−１・に与
えられるこの反作用応力によって何よりも才す、複合構
造要素のポアソン比が改善される。

技術者及び科学者は、改善された新規な僅合物を絶えず
探求している。今日のビーム材の問題点の・一つは、引
張り応力及び圧縮応力に対して極度に抗性である一方、
一定の不利な条件下では座屈する傾向ｌこあることであ
る。即ち、座屈に関して。

現用の複合構造材のものよりも大きい抗性を有するビー
ムを見出すことが永年の蛛鳩とされてきた。

従って本発明は、上述の欠点を実質的に低減するかまた
は見服する、改善さむた新規な複合構造要素を提供する
ことを目的とする。本発明によって提供される複合構造
要素は開口付中空構造体を含み、この構造体は囲壁部材
によって規定されており、との囲壁部材は内側部材と外
側部材とを有し、第一の剪断応力は前記内側部材に加え
られ。

この構造体内のフィシ材料は予め付与された。前記剪断
応力に対抗する応力を有する。

本発明の別の特徴によって上記構造材の製造方法が提供
され、この方法は、中空構造体を形成する工程、中空構
造体を第一の圧力下に置く工程。

凝結可能なフィシを第二の圧力下に前記中空構造体内へ
注入する工程、及び第二の圧力なフィシが凝結する間実
質的−こ維持する工程を含む。

耳や；亡明の史ζこ別の特徴が、外１ノドζこ応力を加
えらり、たト・今（１う造りシ素を提供する。

また、不−２（３明の別の背１：；ｋによ；Ｌ　（注、
何造ｔ４＼の外１−ｙ、　（ま斯つａ夕とであり、また
造１−ｉ（１いｊＪ　（ノドなフィシげ二Ｊンクリート
である。

本発明の史（こ別の特岱によって外すｔ）応カバ譬二・
合物の一１＋ンｒイッチｆＡ造が提供され、この袷がで
は。

プレストレスを加えられた金材’ｉ％　’Ｉ：ｂ材が繭
合摺端３？素内に″ｆヰ入され、その際構造体のり計−
では金（１４，。診晃で、また充Ｊ（μＡオ唇ｉはコン
クリートであり、ＪｉＵｌ）ｌ、の前詔１用メロ？薯こ
はプレストレスか右目えられ、−万Ｆ１１Ｊ自己−コン
クリート１でもヲルストにスが刀「えられる。」７記の
ようなｙ″□ましい７１、Δ呆を１゛Ｉる【こ（ま、フ
ィシ注入圧ＩＪ、： （ａ）　　ノｌ’ｊ’ｊば・ケに素の膿；線面形状；（
ｔ））金ノ１萌出壁の厚ろ； ｔｃｊ　　拾遺要素の長さ；及び ＋Ｃｌ）　　菟から公称終用に至る、注入圧の’ｆ　１
ｊ４１Ｌこ従った変化 などの１′、ｋｌ：＋数でなけれ（ｄ：’　ｉ、’らな
い。

不発明のり４に別の特徴（ζよって、イ・孔な准する外
怜がりｄ供さ石７、この外壁を’＞１＋　３ｉＱ　ｔ、
　−Ｃフィシは押出されＡＩ！：、ｌＪ）つ僧１化して
・ｌ′挽請安東外−２４＋（７付７誉したテン１ライト
を構成し借る。この１１．１ゲＩＪ５ケ費系の内削（注
、夕「−１こ述ぺた１１゛、造要素の場合と同様ζＣ製
造されξ）。

木、Ｒ明の１丈能及び実施方７ｉ÷を、η＼付図面ｌこ
示した女子茸？４４％１本１’ｙ１４　Ｒ二よって珍１
；１こ詳述する。

５７、：二１区に５いて、辿ｎ′の形態で示さイする８
ミ合構造要メ信オ横び１ａ１か矩形のビーム１１である
。このビーム１１は、凝結′０Ｊ能なフィラ狗料１２を
内部に有する、囲壁によって規定された中仝の槁遺体か
ら成る。山）隼によるＦ７；＋ｉ！ｉ体は、頂１ｔ４ｉ
５壁１３、底部〒−１４、側壁１６及び核気壁１６に対
向する埋装１７をπするものとして図示されている。囲
壁は好ましくは鋼製であり、また槓鯖可能Ｉ料は好まし
く（Ｊコンクリ−１・であるか、その・（ｙ、のわ合９
１石も本発明の範囲内にある。更に粕゛訂゛すべさこと
として、図には横１四囲が矩形のブロックが示されてい
るが円柱形丈たはその俄の形状のｊニル０仔造要果も本
発明の範囲内にある。

第２１９１に示す横断面に（ゴ中夫に位置する招１８が
含まれており、この棒１８はプレストレスヶ加えられて
もよい。ここで衿び横断面か矩形の脣１８が図示されて
はいるが棒並びにわｔ・遺体の険１：’□１而（ニオ円
形でもよい。また第２図の構造体１９内ｊこ（沫１本の
セ、）が示されているが、２本以上の棒も使ｊｆＪされ
得る。１本または複数本の伜の配置、９′もまたも、ζ
々てあり伶る。史に伊合構造材には、特にＷ　ｉ　ｒ　
ａｎ　ｄ（＋’（ａｔｔｅｌｌｅ　の、金属ファイバ補
強コンクリートの間品名）コンクリート、あるいはその
他のファイ”Ｍ強コンクリートを使用してもよい。

４り遺体１９内部にフィラ材刺２１か図示されており、
また頂部壁を符号２２によって、底部壁を’＋ｔ＋号２
３によって、Ｋ１］２ひに（１１・）至＾′符″弓２４
及び２６によってそれそ゛れ示ず。ここでも、円）ト、
玉角形ズたけそのｆｆｌの形状の↑４Ｑ　１ｔｊｉ　ｊ
ＪＪ！を有する栴途体も使用され和る点に留意すべきで
ある。

第３図において、複合物は、好ましく（・１金ｌ−力）
ら成る外ｆｆｌ；シェル４１を含む。１　（１ｉｉ１ま
た（１ネＳ〕数’＋ｕｉｉのライナ４２か、シェルの内
周を鮫ｆイｑする。フィシを符−νづ４３（こよって示
す。フィシは圧力下にライナをシェルの内側］に刊珂・
Ｊ−け、シェルとフィシの曲に接汚さ別、たｉ、ｌｒｌ
ヶ形成−する。この方法（こよって。

外ｌ；）：１シエル及びフィシ（′ｉ各々の化学的作用
からｑい１・こ保燕され得る。またライナは、応力を力
１ｊえられる外ｐｌｉｌシュルにサン１ξイツチ構造の
特性をｊ　（＝ｊ加する。使用される１個または沙数個
のライナ（ｉ、同じ材料１こよって構成されても異なる
材靭によって構成され、でもよい。ライナとシェルの接
］ｉあるいはライナと他のライナの接オフは、第１図に
ボす圧力によるなど他の手段によっても達成され得る。

・炉、４図は、複合構造要素の興味深い変形例４５とそ
の使用を示す。外側シェルを、符ぢ４６によって示す。

外ｙ１１Ｊシェルには、複数個のアノＱ−チャ４７が設
けられている。フィシ４８は外側シェル内へ、圧力Ｐ１
下に注入される。しかし外側シェルは当初大地４９中に
設置、されており、該大地は、　　　　　　構造要素４
５に圧力Ｐ８を加える。フィシは圧力Ｐ１を受けると、
アパーチャを通過して押出され。

デンドライト様の根状体を抱成する。この具体例は％ζ
こ１例えば砂のような極度に湿って献物な土壌に脚柱な
係止させるのに有用である。

第５図は加圧チャンバ２７を臀略的に示し、このチャン
バ２７内で複合構造要素が製造される。

このチャンバ２７には、これを加圧する手段が設置Ｏれ
て、いる。特に入口弁２゛８が、昆圧管から圧力ｐ８を
導入する。高圧管を符号２９によって示す。高圧チャン
バは頂部壁３１．底部壁３２並びに側＠３３及び３４を
有する。チャンバ２７内のシ金物形成要素３６け、円筒
形のものとして図示されている。フィシ３７は中空の円
筒形要素３６内へ、ピストンロツＦ３９によって作動す
るピストン３８によって圧入される。ピストンはフィシ
材料３７に圧力Ｐ工を加える。ピストンはこの圧力を、
フィシ材料が凝結する間中核材料に加え続ける。更に、
複合構造要素３６の製造プロセスの間、チャンバ２７内
に圧力ＰＦ、が維持される。

第６図の具体例は、複数種のプレストレス圧力を用いて
製造された複合構造要素６６を示す。この複合構造要素
は、横方向圧力ＰＥ及び縦方向圧力ｒ１　　ユ加えられ
た外側シェルを含む。前記シェルはフィシを充填された
第一の隔室５８を囲繞しており、この隔室５８内船こは
、充填及び凝結プロセスの間縦方向圧力Ｐ２を加えられ
たフィシが充填されている。内側シェル５９か、更に別
の隔室６１を規定する。シェル５９は好ま、シ＜は金属
であり、また圧力Ｐ３を加えられ、この圧力は圧力Ｐ１
及び７才たはＰ２に等しくても、それより大きくてもよ
く、あるいはマイナスにすることすら可能である。内・
爾の隔富内には圧力Ｐ４においてフィシまたは俸が存在
り前記圧力Ｐ４は他の圧力に対して負であっても、ある
いはそれらよりも小さくても、大きくてもまたそれらに
翅しくてもよい。

このように複合構造要素には、圧縮下に極めて抗性であ
るフィラ材料七、引張り応力に対して極めて抗性である
外側用材料とが使用される。材料同士は、中空の容器と
フィシ材料とに芙質的に直焚する方向で圧力が加えられ
る間に互いに結合される。イ合られる複合物は、座屈に
対して極めて抗性でかつ＆度の圧縮力及び張力に耐え得
る桁造袂索になる。この構造要素は、、中空閣遺体に剪
断応力を加えつつフィシに圧縮応力を、その硬化の間加
え続けることｌこよって製造される。加えて、列部り応
力をカロえられた１本才たは複数本の補強用棒がフイー
ラ中に挿入されて硬化工程の間保持されることも可能で
ある。

荷造材は、必要であれは応力除去処理を施され得る。第
７図の”Ｔ”形複合構造要素は特に、他の複合材との相
互接伏に有用である。第７図の構造要素も、本文中に述
べた複合物である。結合用の他の形状も当然使用され得
よう。

本発明の原理を特定の具体例及び適用に関連させて説明
したが、この説明は単なる一例としてなされたものであ
り、本発明の範囲を何ら限定するものでないと理解され
るべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は複合構造要素の一具体例の説明図、第２図は複
合構造要素の、棒部材を含む別の具体例の横断面図、第
３図は複合構造要素の、フィシとシェルとの間にライナ
部材を含む別の具体例の横＃′ｒＷ図、第４図は係止用
のデンドライトを含む複合構造材の具体例の断面図、第
５囚は複合構造要ズ・５を製造するひ罎つの方法の説明
図、第６図は析々に〕°１１なるｙ−１−力をイー１す
る史に別の具体例の説明図。 自）、７図（１通常Ｑ）　”　’［”　”形を有゛Ｊる
個含づアｊ造汝素の［説１ｙ打４である。 １１・・・ビーム、　　　１２，２１，３７，４３゜４
８・・・フィシ、１：’１，１４，１６，１７，２２゜
２３　、２４　、２６　、３１　、３２　、３３　、３
４・・・・・・囲λ・７６．１８・・・棒、　　１９・
・・イ・イ込体、２７・・加ＥＦ。 ナヤンパ、　　２８・・人口弁、　　２９・・・晶圧ひ
。 ３６・・・作合物形成装贋゛、　　３８・・・ピストン
５３９・・・ｌ！ストンロッド、　　４１　、４．６・
・外側シェル、４２・・ライ９−１　４５・・・複合４
￥ｉ；造要素、　　４７・・了、ｌ！−づ−ヤ、　　４
９・・大地、　　　５８，６］・・隔室、５９・・・内
ｆｔ！ｌｉシェル。 ま（外（冗ン　１〕→′？１し ｊｌｏ：ｉｂ人　　７ン１−゛し・つ１り；ル−′Ｌし
代１八ｉｐり士用　　口　　義　　ｈ４１代理友弁理士
今　　利　　　　元 ト・ｉｌ’ｉｊｉの浄書（内容に変更なし”／ ｉｇ　　４ 〉 ｉｇ　　３ −゛■孔ｂりネ１１ｊ］三　Σ薯 １１１１和５９年３月γ日 ｑ・’ｆ＋ｆ＋汀長官若杉和夫１股 １　、　二［ｉ）表示　　　１７７和５８年特％’Ｆ　
願ｍ’　２５２　’Ｉ　Ｏ５号２、発明の名称　　　外
囲に応力を加えられた複合構造要素及び該構造要素の製
造方法 ３、ンｄｉＪにを？Ｉ−る占 １１件どの関係　　待式′［出願人 民　名　　　　ミロン・デュヴアル （はか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）中空の構造体を含み、この＋７４　遺体はりＩ代
   ｉ′部材によって規定さイ１、ており、この凹壁部材１
   オ内ｉ：ｉｉｉ部材と外１′！４０部材とを有し、第一
   のヰ潰ゴ、・１応力は前記内倶１剖、材に加えられ、こ
   の何’：（１’ｙａ　イ’Ｉ’門の戊１昂可能なフイラ
   材札は圧再応力を・１１するこさを特徴とする一ＩＸ合
   杓造要素。 （２）中空イか・遺体が円１．イ）状であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載のｎｌ湯憎素。 （３）　　中空措遺体が金属材料から成り、フイラ拐「
   ＋（オセメントであること亨で他機とする’Ｐ＋　ｉ斤
   勘淘求の庫１１囲第１弾または第２項に記載のへね要素
   。 （〕１：１・□′・状＋、−１１瓢手段かイ、；２、結
   したフイライ′Ａ′４−＋中に配置りされているこ古を
   判徴とず２）仙許訃ｊ（の）Ｍ’。 間第３］１に記載の構造吸素。 （５）中空位、遺体の横顕曲が矩形であること不ぺ慣−
   もンとする特許請求の虻間第１球、第３項乃宇第４項の
   いずれかに記載の栖竜少素。 （６）　　中を信這体七フイラ豹゛料との間にライナ↑
   届羽を詮むこ、七を特ｆさ・吉するｆ１許１ｉ１’ｌ求
   の本・’、ｕ：ｉ：ｌ第１　：１．：＋乃全第５項のい
   ずれかに「ｊピ名：のイｌう造χ４素。 （７１１；ｊｊ　Ｊｏｎ　ｆ’ｌ’ｆき材１ζアバーナ
   ヤが辰けｔ）れており、このアパーチャＩＣよって、用
   軸応力に応じデンドライトが形成され得ること？！ｆ、
   ！！′νくとするｔｉ；′Ｉ許請求の肺ｆ；Ｊｊ第１項
   乃至第６項のいずれかに記載の構造要素。 （８）中′Ｔハ４造遺体伏奴個の−Ｊ〆によって、分、
   慎しかつ規定された中空のし革（こ分剤さイル。複訳個
   の隔室の少なくとも幾つかの中１こはフイラ材料が光填
   され、複数社の圧ね応力がｉｊｊ記幾つかの隔室並びに
   これらの隔γを分間２Ｆするヒγ、に存在することを特
   徴とする特許請求の範囲第′１項乃ｉ７項のいずれかに
   記載あ構ｉ□′　　素。　　　　　　　　　　　　　　
   　　′１・−・・□、′　□・　− （９）中空構造体を形成する工程、中空構造体を笛−の
   圧力下、に置く工程、凝結可能なフィシを第二の圧力・
   下に前記中空構造体内へ注入する。工程、及び第二の圧
   力をフィシが凝結する間維持する工程を含むことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至野８項に記載の構造要
   素を製造する方法。 ００１　　第−及び第二の圧力の加えられる方間が互い
   に対して垂、直であることを特徴とる特許情、求の範囲
   第９項に記載の方法。 （Ｉｌｌ　　第一の圧力が８０ｋＩ１．／ｃｒｒＬ２に
   等しく、・墓二の圧力がｉ　００　ｋｇ　７ｃｍ、”に
   等しいことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   構造要素を製造する方法。 （１２＋　　ｊ？ｌ−の圧力が中空構造体の両側部、頂
   部及び底部に対して垂直に加えられ、第二の圧力”　′
   ”ｉｔ＊　ｍいている前記中空４才・、遺体の開口部の
   横断１′、−面一対ｑて垂直に刃口えられることを特徴
   とする特許請求の範囲第９−に記載の方法。 ａ３）開いている中空構造体が鋼によって製造さ：れ、
   フィシ材料はコンクリートであることを特徴とする特許
   請求の範囲第９歩に記載の方些　　。 ０勺　他の複合構造要素と結合されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれかに記載の構
   造要素。 （１５１明細書本文中に添付図面な参賊しつつ一例　□
   として記載した複合構造要素及び該構造、要素の製造方
   法。