JPS61216962A - プレストレストコンクリ−ト用緊張材の緊張・定着機構 - Google Patents

プレストレストコンクリ−ト用緊張材の緊張・定着機構

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JPS61216962A
JPS61216962A JP5424185A JP5424185A JPS61216962A JP S61216962 A JPS61216962 A JP S61216962A JP 5424185 A JP5424185 A JP 5424185A JP 5424185 A JP5424185 A JP 5424185A JP S61216962 A JPS61216962 A JP S61216962A
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JP
Japan
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outer tube
rod
frp
tensioning
prestressed concrete
Prior art date
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Pending
Application number
JP5424185A
Other languages
English (en)
Inventor
高木 兼士
英晴 内藤
佐藤 善高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Penta Ocean Construction Co Ltd
Original Assignee
Penta Ocean Construction Co Ltd
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Publication date
Application filed by Penta Ocean Construction Co Ltd filed Critical Penta Ocean Construction Co Ltd
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、プレストレストコンクリートに圧縮応力を与
えるための緊張材の緊張・定着機構に関するものである
(従来の技術) プラスチック材料を、高強度を有するガラス繊維、炭素
繊維、アラミド繊維等で強化した繊維強化プラスチック
(以下FRPと略記する)は引張耐力、耐食性等に優れ
ているため、プレストレストコンクリート用の緊張材と
して注目を集めている。
このFRPを緊張材として用いるに際しては、一般にそ
の形状をロフト状としている。従来、このようなFRP
ロッドの緊張・定着機構としては、通常のPC鋼材に体
して用いられているような模型のものと、エポキシ樹脂
等の接着剤を用いた接着型のものとが考えられている。
第5図は前記模型の緊張・定着機構の一例を示す断面図
および左側面図である6同図において、31はFRPロ
ッドであり、33は楔、35は外とう管である。前記外
とう管35の内面には前記楔33の外面と同等のテーパ
が設けられている。
楔33は鋼製であるため9間隔りの締り代をとった2つ
のピースからなり、前記FRPロッド31を抱くように
外とう管35内に挿入セットされ、FRPロッド31に
矢示方向の引張力が加わった場合に外とう管内に食い込
み、FRPロッド31を締めつけて定着させる。
また、第6図は前記接着型の緊張・定着機構の一例を示
す正面図および左側面図である。同図において、37は
接着剤としての樹脂であり、39は外とう管である。外
とう管39の内面はラッパ状に変化し、前記樹脂37は
この外とう管39のラッパ状の内面に充填されてFRP
ロッド31および外とう管39の内面とに接着し、FR
Pロッド31の定着を行っている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、前記模型のプレストレストコンクリート
用FRPロッドの緊張・定着機構では。
矢示方向の力がFRPロッド31に作用した場合。
FRPロッド31と楔33との間には第7図にfで示す
ような支圧応力が生じ、この応力は楔33の先端部に集
中する。この応力集中は楔33の剛性がFRPロッド3
1のそれに比べて大きいほど著しく、これによってFR
Pロッド31が楔33の先端部で破断しやすくなる。ま
た、前記締り代は間隔でFRPロッド31の軸方向に連
続して存在するものであり、そのため、楔33とFRP
ロッド31とが接触しない領域が軸方向に生じ、FRP
ロッド31の断面方向には第8図にFで示す力が加わり
、図示の如く膨出変形する。このとき、楔33と接触し
ていないFRPロッド31の表面の繊維やその表面近く
にある一部の繊維は、軸方向の引張力に対して有効に作
用しないばかりか、締り代の存在によってFRPロッド
31の周囲から作用する支圧応力が不均一になるので、
FRPロッド31は断面内において剪断力を受けること
となり、この剪断力は楔33の全長にわたるものである
ため、FRPロッド31は軸方向に割れを生じることと
なる。
また、前記接着型のプレストレストコンクリート用FR
Pロッドの緊張・定着機構では、矢示方向の力がFRP
ロッド31に作用した場合、FRPロッド31と樹脂3
7との界面における剪断応力は、外とう管39の先端部
に集中する。従って、高引張荷重下においては、この剪
断応力がFRPロッド31と樹脂37との接着強度を超
える領域が生ずることがあり、その界面ではFRPロッ
ド31と樹脂37との間が剥離してこの領域の樹脂37
がFRPロッド31の引張力をほとんど負担しなくなる
ため、剪断応力の集中する位置が徐々に内部へ進行して
ゆき、最終的にはFRPロッド31と樹脂37との界面
全体が剥離してしまい、FRPロッド31が引き抜けて
しまうという問題点があった。
本発明は、これらの点に着目してなされたもので、FR
Pロッド内における応力集中の発生を防止することで、
FRPが有する大きな引張耐力を有効に利用できるプレ
ストレストコンクリート用FRPロッドの緊張・定着機
構を提供せんとするものである。
(問題点を解決するための手段) そのため、本発明ではプレストレストコンクリート用緊
張材の緊張・定着機構を、テーパが内面に付けた外とう
管と、この外とう管内に挿入された緊張材の外面と前記
外とう管内面との間に配置されて、前記外とう管内面と
は非接着状態となっている充填材とで構成し、その充填
材の硬度を、それ自身の変形によって外とう管中に食い
込み可能な程度にしたものである。
(作用) このように構成された本発明のプレストレストコンクリ
ート用緊張材の緊張・定着機構では、充填材にそれ自身
の変形によって外とう管中に食い込み可能な程度の硬度
を持たせているため、その変形によってエネルギーを吸
収して、緊張材からの応力伝播を円滑に行わせ、硬質の
楔を用いた場合のように応力が先端部へ集中することを
防止し、さらに、充填材はその断面内における圧縮変形
に伴う径(断面積)の減少により、外とう管中に食い込
むことで模作用を生じさせて、従来の模型の緊張・定着
機構の模のような締り代を不要とし、緊張材としてのF
RPロッドの断面内に生じる応力を一様なものとして、
その軸方向の割れの防止を可能とし、また、充填材と外
とう管内面とを非接着状態として、従来の接着型の緊張
・定着機構の樹脂のような外とう管内面と接着状態にあ
るものに比べて、外とう管による充填材の変形を拘束す
る度合をはるかに小さくすることで、充填材を介して外
とう管に伝達される圧力分布を均一化し、その結果、充
填材全体が緊張材の引張力に抵抗するようにして、充填
材の先端部における剪断応力の集中をなくし、緊張材の
抜けも防止したものである。
(実施例) 次に1本発明の実施の一例を図面を参照しながら説明す
る。第1図は本発明に係るプレストレストコンクリート
用緊張材の緊張・定着機構の一実施例を示す半断面図お
よび左側面図である。同図において、11はFRPロッ
ド、13は充填材、15は外とう管である。この外とう
管15の内面には定着状態でFRPロッド11が引張さ
れる方向(図中の矢示方向)に直線的に漸次細くなるテ
ーパが付けられている。この外とう管15内にはFRP
ロッド11が挿入され、このFRPロッド11の外面と
前記外とう管15の内面との間に充填材13が詰められ
ている。
この充填材13は、材質としてその硬度がそれ自身の変
形によって前記外とう管15の中に食い込み可能な程度
のもの、即ち、その弾性係数として  E=IX10’
〜100XIO’   kg/aJ   の範囲のもの
が考えられ1本実施例ではエポキシ樹脂が用いられてお
り、FRPロッド11と外とう管15との間に詰められ
た状態で、前記FRPロッド11の外面とは接着状態と
なり、前記外とう管15の内面とは非接着状態となって
いる。このような充填材13の形成は、例えば第2図に
示すような方法で行われる。即ち、内面に剥離剤を塗布
した外とう管15にFRPロッド11を挿通固定し、シ
ール17で洩れ止めをした後、外とう管15内に溶融し
たエポキシ樹脂19を流し込み。
固化させるものである。
このように構成されたプレストレストコンクリート用緊
張材の緊張・定着機構において、定着状態のFRPロッ
ド11に第1図の矢示方向の引張力が加わった場合、前
述の如く、充填材13の硬度がそれ自身の変形によって
外とう管15の中に食い込み可能な程度のものとなって
いるため、その変形によってエネルギーを吸収しやすく
、FRPロッド11からの応力伝播が円滑に行われて。
硬質の楔を用いた場合のように応力の先端部への集中が
なくなり、さらに、充填材13がその断面内における圧
縮変形に伴う径(断面積)の減少によって、外とう管1
5中に食い込むことで楔作用を発揮して締り代を設ける
必要がなくなるため。
FRPロッド11の断面内に生じる応力も一様にするこ
とが可能となる。また、前述の如く、充填材13と外と
う管15の内面とは非接着状態となっているので、従来
の接着型の緊張・定着機構の樹脂のように外とう管15
の内面と接着状態にあるものに比べて、外とう管15に
よる充填材13の変形を拘束する度合ははるかに小さく
なって、充填材13を介して外とう管に伝達される圧力
分布は均一化され、充填材13全体がFRPロッド11
の引張力に抵抗することになり、その結果。
充填材13の先端部における剪断応力の集中がなくなる 次に、本実施例のプレストレストコンクリート用緊張材
の緊張・定着機構の引張試験の結果を示す。
第3図はその実験方法を示す説明図であり、FRPロッ
ド11の両端に本実施例のプレストレストコンクリート
用緊張材の緊張・定着機構を配置し、その外とう管15
を試験用治具21で支持して図示を省略した引張試験機
で破断あるいは引き抜けるまで引張し、最大引張荷重を
測定するものである。このときの供験体の仕様および試
験結果は以下の通りである。
(1)FRPロッド 繊   維・・・・・・KEVLAR29樹脂母材・・
・・・・ビニルエステル系直   径   φ= 6 
mm 容積百分率 Vf=69.7% (m維含有率) 理論引張耐力Pmax= 5 、518ton(理論引
張耐力=(繊維素材の強さ) ×(ロッド中の繊維の全面積)) (II)充填材 種  類・・・・・・エポキシ系接着剤圧縮強度  a
c= 1900  kg/aJ引張強度  σt=  
700  kg/a#弾性係数  E=3.5X10’
  kg/aJ粘   度   η= 500  po
ise(III)外とう管 材   質・・・・・・5S41 形  状・・・・・・第4図の通り (IV)試験結果 充填材と外とう管とが接着状態にない場合最大引張荷重
 :  5.03ton 定着効率:91.2% 最終時の状況 : 破断 充填材と外とう管とが接着状態にある場合最大引張荷重
 :  1.86ton 定着効率:33.7% 最終時の状況 : 引き抜け ここで。
定着効率=(最大引張荷重)/(理論引張耐力)本実施
例のプレストレストコンクリート用緊張材の緊張・定着
機構によれば、その定着効率は91.2%と極めて高い
値が得られた。なお、従来の模型緊張・定着機構を用い
た場合には、最大引張荷重が約3ton(定着効率にし
て約60%)程度であった。
以上図示の実施例について詳細に説明したが、例えば、
充填材の材質として、エポキシ等のレジンばかりでなく
、半田、鉛等の金属材料も利用可能であり、また、流し
込みによらず、外とう管の内面と同等なテーパを有する
充填材を予め成形しておき、これをFRPロッドと外と
う管との間に挿入するものであってもよく、種々のバリ
エーションを含むものである。さらに、緊張材と充填材
との間は必ずしも接着状態になくともよく、初期の低荷
重状態における滑りを防止できれば、充填材の楔効果に
伴う支圧力によって緊張材を強力に締めつけるため、緊
張材が抜けるようなことはない、従って、前記初期の低
荷重に耐え得る程度の簡単なストッパ、抜は止めリング
等を緊張材に固着しておけば、緊張材の抜けは完全に防
止することができる。
また1本発明に係るプレストレストコンクリート用緊張
材の緊張・定着機構は前述のFRPロッドによる緊張材
ばかりでなく、通常F RM (fiberre−in
forced metal)と呼ばれている繊維材料の
束を溶融金属で固定したもの、あるいは、前記FRP、
MRPを複数本撚り合せたもの、さらには、高強度の繊
維材料をそのまま素状に撚り合せたもの等にも全く同様
に適応することができる。
(発明の効果) 本発明は以上の様に構成され、充填材がそれ自身の変形
によって外とう管中に食い込み可能な程度の硬度を有す
るものであるため、応力の充填材先端部への集中がなく
なり、さらに、充填材が外とう管中に食い込むことで締
り代を設けなくとも模作用を発揮するため、緊張材の断
面内に生じる応力も一様となって、緊張材の先端部で破
断、さらには軸方向の割れを防止することが可能となり
、充填材と外とう管内面とは非接着状態となっているの
で、外とう管による充填材の変形を拘束する度合ははる
かに小さくなり、充填材を介して外とう管に伝達される
圧力分布は均一化されて、充填材全体が緊張材の引張力
に抵抗し、充填材の先端部における剪断応力の集中がな
くなって、緊張材の抜けも防止できる等の優れた効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るプレストレストコンクリート用緊
張材の緊張・定着機構の一実施例を示す半断面図および
左側面図、第2図は充填材の形成方法の一例を示す説明
図、第3図はその実験方法を示す説明図、第4図はこの
試験で用いられる外とう管の形状、寸法を示す正面図お
よび左側面図であり、第5図は従来の模型緊張・定着機
構の一例を示す断面図および左側面図、第6図は従来の
接着型緊張・定着機構の一例を示す正面図および左側面
図、第7図は前記模型緊張・定着機構における支圧応力
分布をしめず説明図、第8図は前記模型緊張・定着機構
におけるFRPロッドへの作用力とFRPロッドの変形
を説明する説明図である。 11・・・・・・FRPロッド、13・・・・・・充填
材、15・・・・・・外とう管。 第1図 第2図     第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)プレストレストコンクリートに圧縮応力を与える
    緊張材の緊張・定着機構において、テーパが内面に付け
    られている外とう管と、この外とう管内に挿通された緊
    張材の外面と前記外とう管の内面との間に配置されて、
    前記外とう管内面とは非接着状態となっている充填材と
    によって構成され、前記充填材の硬度を、それ自身の変
    形によって外とう管中に食い込み可能な程度にしたこと
    を特徴とするプレストレストコンクリート用緊張材の緊
    張・定着機構。
JP5424185A 1985-03-20 1985-03-20 プレストレストコンクリ−ト用緊張材の緊張・定着機構 Pending JPS61216962A (ja)

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JP5424185A JPS61216962A (ja) 1985-03-20 1985-03-20 プレストレストコンクリ−ト用緊張材の緊張・定着機構

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JPS61216962A true JPS61216962A (ja) 1986-09-26

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ID=12965041

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JP5424185A Pending JPS61216962A (ja) 1985-03-20 1985-03-20 プレストレストコンクリ−ト用緊張材の緊張・定着機構

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0350119U (ja) * 1989-09-25 1991-05-16
JPH03125746A (ja) * 1989-10-06 1991-05-29 Ohbayashi Corp プレストレストコンクリート用緊張材の定着方法
JP2002097746A (ja) * 2000-09-21 2002-04-05 Dps Bridge Works Co Ltd 定着具付きfrp補強材

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