JPS62133223A - 繊維強化コンクリ−ト構造 - 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】 「産業上の利用分野」 この発明は、構造物の柱や杭の構造、特に外表面に補強
層を有して圧縮耐力に優れた繊維強化コンクリート構造
に関するものである。

「従来の技術」 構造物における柱や抗の構造として、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す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、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雉があると
いう問題を残している。

このため、従来の充填鋼管コンクリート構造に代イっっ
て、簡単な構成でありながら充分にコンファインド効果
を発揮することのできる構造の提供が望まれていた。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、コンクリート造の柱状体の外表面に、その
柱状体の周方向に沿って配設した炭素繊維、ガラス繊維
、アラミド繊維等の高強度補強繊維を固化材により一体
に固めて成形してなる補強層を設けたことを特徴として
いる。

「作用」 この発明によれば、高強度補強繊維により成形された補
強層は柱状体の軸方向の変形は自由であり、この補強層
が常にコンファインド効果を発揮してその内部の柱状体
を外側から締め付け、柱状体が膨らむような変形を押さ
えることにより圧縮耐力を増大させる。

「実施例」 以下、この発明を柱に適用した場合の実施例について図
面を参照して説明する。

まず、第１図ないし第３図を参照して、第１実施例の繊
維強化コンクリート柱（以下単に柱という）Ａについて
説明する。この柱Ａは、断面円形のコンクリート造の柱
状体ｌの外表面に補強層２が設けられた構成となってい
る。この補強層２は、高強度補強繊Ｍ１（以下単に繊維
という）３が、柱状体１の周方向に沿ってその外表面全
体を覆うように三重に巻き付けられ、固化材４によって
一体的に結束成形されたものである。繊維３は、たとえ
ば炭素ｍ維、ガラス繊維、アラミド繊維等の、引張り強
度ならびに弾性率が極めて高い繊維である。

また、固化材４としては、繊維３を一体に固めることが
できるとともに適度の脆弱性を有している材料、たとえ
ばＰＥＥＫ樹脂を用いることが望ましいが、それ以外に
、ゴム、塩化ビニール等を用いても良い。

この補強層２は、繊維３が極めて引張り力に強くまた弾
性率が高いことから、これを外側に広げるような力（リ
ングテンション）に対しては極めて強く抵抗して殆ど変
形することはなく、かつ、軸方向に圧縮力が加えられた
時には、固化材４が適度の脆弱性を有していることから
繊維３同士が互いに若干ずれることにより、軸方向の変
形は可能なものである。

この住Ａを形成するには、まず第３図に示すように繊維
３を予め固化材４で固めてパイプ状に成形し、これを型
枠として内部にコンクリートを打設することとする。繊
維３をパイプ状に成形するには、柱状体ｌと同一外形寸
法の内型枠（図示せず）に繊Ｍ１３を巻き付け、これを
固化材４で固めた後に型枠を解体するか、あるいは、遠
心成形の手法を用いて外型枠（図示せず）を回転させな
がらその内面に繊維３を張り付けつつ固めるようにすれ
ば良い。また、繊維３をパイプ状とすることなく、柱状
体１を従来のコンクリート柱と同様にコンクリートを打
設して形成した後に繊維３を巻き付け、その後固化材４
を塗布して固めることにより往Ａを形成することもでき
る。もちろん、柱状体ｌをプレキャストとし、その表面
に繊維３を巻き付けても良い。

上記構成の柱Ａにおいては、軸方向の圧縮力が加えられ
た時には、補強層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２に対してアンボンド状
態とする処理を施すことなく、柱Ａの圧縮耐力は高めら
れ、従来の注に比してその断面を小さくすることができ
る。さらに、この補強層２は、鋼管に比して昔しく軽量
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。

なお、この柱Ａでは繊維３を三重に巻き付けるようにし
たが、この巻き付は回数は繊維３の強度や柱Ａの受ける
圧縮力等を勘案して適宜決定すれば良い。

次に、第４図および第５図を参照して第２実施例の柱Ｂ
について説明する。この柱Ｂでは柱状体ＩＩの外表面に
補強層１２が設けられている。補強層Ｉ２は、所定長さ
くたとえば３０ｃｍ程度）に切断された繊維１３・・・
を充分に密な状態で、かつ個々の繊維１３・・・がほぼ
柱状体１１の周方向に沿って並ぶようにして、固化材Ｉ
４により一体に固めたものとされている。

この柱Ｂを形成するには、第５図に示すように、ｔ！！
！３・・・を固化＋、ｔ　１４により固めて予めパイプ
状の補強層Ｉ２を成形し、これを型枠として内部にコン
クリートを打設すれば良い。

この柱Ｂにおける補強層１２では、個々の繊維１３・・
・か相互に絡み合い、全体として一連となってリングテ
ンションに抵抗して柱状体１１を締め付け、その圧縮耐
力を増大させることができるとともに、上述した住Ａに
おける補強層２と同様に、補強層１２自体は軸方向変形
は可能である。

次に、第６図および第７図を参照して第３実施例の柱Ｃ
について説明する。この柱Ｃにおける補強層２２は、テ
ープ状に編まれた繊維２３を柱状体２１に巻き付けた構
成となっている。すなわち、繊維２３を、予め第６図に
示すようにバイアス状に編んで所定幅寸法のテープ２５
を形成しておき、このテープ２５を第７図に示すように
、互いにラップさせながら柱状体２Ｉに巻き付けていく
。そして、柱状体２１の全体にわたって巻き付けた後に
、その表面に固化（第２４を塗布してテープ２５を固め
る。

このｈｃにおいても、上述の柱Ａ、Ｉ３と全く同様に、
補強層２２は軸方向変形が可能な状態で、柱状体２１の
圧縮耐力を増大させることができる。

以上、この発明の実施例について説明したか、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
例では高強度補強繊維として、炭素繊維、ガラス繊維、
アラミド繊維を例示したが、それらと同等の他の繊維（
たとえばセラミック繊維、金属繊維等）を用いても勿論
良いし、また、固化材の材料も、上記実施例で例示した
ものと同等のものを用いても良い。また、上記実施例で
はいずれら柱の断面形状は円形としたが、これは四角形
やへ角形等の多角形であっても良い。さらに、この発明
は往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、この発明によれば、コンク
リート造の柱状体の外表面に、高強度補強繊維を固化材
により一体に固めて形成した補強層を設けたから、内部
の柱状体が外側に膨らむように変形することが防止でき
、したがって柱状体の圧縮耐力を増大させてその断面を
小さくできるという効果を奏する。

また、補強層はそれ自体で軸方向の変形が可能であり、
また軽量であるから取り扱いが容易であるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】 第１図ないし第７図はこの発明の実施例を示す図である
。第１図ないし第３図は第１実施例を示し、第１図はこ
の第１実施例の柱の部分側面図、第２図は第１図におけ
る■部の拡大断面図、第３図はパイプ状に成形された補
強層を示す斜視図である。第４図および第５図は第２実
施例を示し、第・１図はこの第２実施例の注の部分側面
図、第５図はパイプ状に成形された補強層を示す斜視図
である。第６図および第７図は第３実施例を示し、第６
図はテープの形状を示す図、第７図は柱状体にテープを
巻き付けている状態を示す側面図である。 Ａ、Ｂ、Ｃ・・・・・繊維強化コンクリート化、１．１
１．２１・・・柱状体、２，１２．２２・・・・・・補
強層、３，１３．２３・・・・・・高強度補強繊維、４
　、　Ｉ　−１。 ２４・・・・・・同化材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コンクリート造の柱状体の外表面に、その柱状体の周方
   向に沿って配設した炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊
   維等の高強度補強繊維を固化材により一体に固めて成形
   してなる補強層を設けたことを特徴とする繊維強化コン
   クリート構造。