JPS6319230A

JPS6319230A - Ｆｒｐ部材

Info

Publication number: JPS6319230A
Application number: JP61163341A
Authority: JP
Inventors: Minoru Sugita; 杉田　稔; Teruyuki Nakatsuji; 照幸中辻; Tadashi Fujisaki; 忠志藤崎; Kenichi Sugizaki; 杉崎　健一; Toshio Hiraga; 平賀　寿雄; Noribumi Minowa; 美濃和　則文; Takashi Nishimoto; 敬西本; Toshihisa Miyata; 稔久宮田
Original assignee: DAINIPPON GLASS KOGYO KK; Shimizu Construction Co Ltd; Dainihon Glass Industry Co Ltd
Current assignee: DAINIPPON GLASS KOGYO KK; Shimizu Construction Co Ltd; Dainihon Glass Industry Co Ltd
Priority date: 1986-07-11
Filing date: 1986-07-11
Publication date: 1988-01-27

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、鉄骨代替材料等の目的で使用されるＦＲＰ
部材に関する。

「従来の技術」いわゆるＦＲＰ（繊維強化プラスチック）は、比強度が
高い、耐蝕性に優れる、成形性が良く形状の自由度が高
い等の特徴を有し、種ヤの構造材料等に使用されている
。近年、以上の特徴を活用し、建築物の骨格を成す鉄骨
代替材料として、該鉄骨と同様の形状に成形したＦＲＰ
部材の適用が種々検討されている。この場合、前記ＦＲ
Ｐ部才の周囲にコンクリートを打設しても、塩分等によ
る腐蝕の心配が無いので、建築物の耐久性が向上し、し
かも軽量なので施工時の取扱が著しく容易になる等の利
点が考えられる。

「発明が解決しようとする問題点」ところで、前記従来のＦＲＰ部材は、ヤング率が低いた
め、前記の如く鉄骨代替材料として建築物の骨格に使用
した場合、低応力変で座奮う（生じやすい、という欠点
があった。即ち、両端固定の長往に軸方向圧縮荷重が作
用した場合、該長柱に座屈が生じうる最小の荷重（座屈
荷重）Ｐ＆は、次式で与えられる量であり、（Ｅはヤング率、■は断面二次モーメント、Ｃは長柱の
長さ　）２１２部材のヤング率Ｅが低いことによって、
座菖荷重Ｐｋの低下を招いてしまうのである。このため
、実際に前記目的で使用する場合、ＦＲＰ印材の断面積
を増加さけて（断面二次モーメント■を増加させて）座
屈強度を向上させろ必要かあるが、これは同時に建築物
を構築するために要するＦＲＰ部材重量の増加を招き、
前記の如き２１２部材の利点を損なう結果となっていた
。

二の発明は、座屈強度の向上により、鉄骨代替材料とし
て建築物の骨組みに適用可能な２１２部材を如何にして
実現するかを問題にしている。

−問題哉を解決するための手段」この発明は、炭素！惟等の高剛性繊維をＰ　Ｒ’Ｐ部材
の長手方向に沿って配設すると共に、前記２１２部材の
断面の釣合軸の交点から遠ざかるに従って前記高剛性繊
維を密度高く配置したようなＦＲＰ部材を構成して、前
記問題点を解決している。

ここで、前記高剛性繊維としては、府記炭素繊錐の池に
、硼素繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊イ（を等が挙げ
られるか、鉄ファイバー（弾性率２／ｌ／′Ｒｘ”）と
同等、もしくはそれ以上の弾性率を有する繊維であるこ
とが好ましい。

また、ｉｉり５己ＦＲＰ部材の端縁部に該２１２部材の
長手方向に延在する膨出部を設けたような構成も好まし
い。

「作用　」この発明では、高剛性繊維が２１２部材の断面の釣合軸
から遠ざかるに従って密度高く配置されているので、２
１２部材の見掛は上の断面二次モーメントが向上する。

「実施例」以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例である２１２部材を示す図
である。第１図において、その外形がＴ形鋼と同様に形
成されたＦＲＰ部材ｌは、該ＦｎＰ部材ｌの長手方向に
延在する直線連続繊維がマトリックスとなる合成樹脂内
に埋設されて、所定の形状に成形されている。

ここで、前記直線連続繊維としては、ガラス繊維、炭素
繊維、硼素繊維、セラミック繊維、金属繊維、ビニロン
繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミドａ椎
等の繊維の長繊維を５θ〜２θθ本合糸したストランド
を、更に８〜１２θ本束ねたロービング又はトウが用い
られる。また、前記種々の繊推を２種以上適宜組み合わ
せた構成であっても良い。

また、前記合成樹脂としては、特に限定されず、エボキ
ノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、
ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性
樹脂や、ポリアセタール樹脂、飽和ポリエステル樹脂、
ポリアミド樹脂、ポリスチロール樹脂、ポリカーボネイ
ト樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピ
レン樹脂、アクリル樹脂等の熱可塑性樹脂が、前記ＰＲ
Ｐ部Ｈ１の用途等に応じて適宜選択される。

また、前記２１２部材ｌには、炭素繊維等の高剛性繊維
２が、ＦＲＰ部材ｌの長手方向に沿って、即ち前記直線
連続繊維と平行に配設されていると共に、ＦＲＰ部材ｌ
の断面での複数本の釣合軸３．３（図示例では水平方向
及び鉛直方向の２軸）の交点４から遠ざかるに従って、
前記高剛性繊維２か密度高く配置されている。ここで、
ＦＲＰ部材１中の前記高剛性繊維の含有率は、該高剛性
ｍ惟の弾性率及びＦＲＰ部材ｌに要求される座屈強度等
により決定されるが、ｌθ％〜５θ％の範囲が好ましい
。

そして、前記２１２部材ｌには、そのフリンジｌａ端縁
部下部に、このＦＲＰ部材ｌの長手方向に延在するリッ
プ（膨出部）ｌｂが形成されている。

また、ＦＲＰ部材ｌの内部には、該２１２部材ｌへ作用
する剪断力を補強する目的で、バイアスクロス状の補強
繊維が積層されて埋設されることもある。

以上のような構成を有するＦＲＰ部Ｕｔは、釣合軸３．
３の交点４から遠ざかるに従って、前記高剛性繊維２が
密度高く配置されているので、その見掛は上の断面二次
モーメントが向上し、従ってＦＲＰＲ２部材端屈強度向
上を十分期待することが可能となる。即ち、前記高剛性
繊維２の配置方法は、好ましくは前記釣合軸３．３の交
点４に対して、同心円状にその密度が高くなるような配
置方法であるが、製造工程の簡略化を図る目的で、本実
施例の如き配置方法であっても良い。そして、特に本実
施例では、そのフランジ１ａ端縁部にリップ１ｂが形成
されているので、この面からも断面二次モーメントが向
上し、従ってＦＲＰ部材１の座屈強度がより向上される
。よって、座屈強度の向上により、鉄骨代替材料として
建築物の骨組みに適用可能なＰＲＰ部材を実現すること
か可能となる。

また、第２図は、この発明の他の実施例であるＦＲＰ部
材１を示す図である。第２図において、このＦＲＰ′Ｋ
Ｓ１’ｔｌは、その外形が所謂チャンネル（溝形鋼）状
に形成されており、前記実施例と同様に、直線連続繊維
とこれを囲繞するマトリックスたる合成樹脂とで構成さ
れている。また、ＦＲＰＲ２部材端、前記高剛性繊維２
が該ＦＲＰ部材■の長手方向にｔＯっで配設されている
と共に、ＦＲＰ部材Ｉの断面の釣合軸３．３の交点４か
ら遠ざかるに従って、前記高剛性繊維２が密度高く配置
されている。そして、ＦＲＰＲ２部材端縁部には、前記
実施例と同様に、該ＦＲＰ部材１の長手方向に延在する
リップ（膨出部）ｌｂが形成されている。

そして、以上のような構成の１？’　ＲＰ　ｆｌ　＋４
であっても、前記実施例と同様の作用効果を得ろことが
できる。

ここで、以上説明したようなＦＲＰＩ！材ｌを得るには
、周知の如く、前記直線連続繊維及び高剛性繊維２を束
状にまとめ、これらを未硬化液状の合成樹脂が貯留され
た樹脂含浸槽内に送出して樹脂含浸した後に、所定形状
の引抜金型に通し、樹脂を硬化させて連続的に長尺のＦ
ＲＰＲ２部材端造する、所謂引き抜き成形法に因ってし
良い。また、他の例として、前記フランツｌａ等平板状
の部分等においては、長繊維を一方向にかつ平板状に配
向してなる一方向クロスを適宜積層し、前記方法と同様
に引き抜き成形するような方法に因っても良い。この場
合、前記一方向クロス内の所定の位置に前記高剛性繊維
２を配置しておけば、該高剛性繊維２の配置が容易とな
ると共に、ＦＲＰ部材１内での高剛性繊維２の配置位置
が精確に決定される。

なお、この発明のＦＲＰ部材１は、前記実施例に限定さ
れない。−例として、その断面形状は、前記実施例の如
くＴ形鋼状、溝形鋼状に限定されず、Ｈ形鋼等周知の鉄
骨等構造部材に使用される部材の形状に類似しｆこ形状
であっても良い。また、前記膨出部の形状及びその取付
位置も、前記実施例に限定されず、断面二次モーメント
の向上が期待しうるような膨出部であれば良い。更に言
えば、前記膨出部を除去したような構成であっても、前
記の如き作用効果を期待しうるちのである。

「発明の効果」以上詳細に説明しｆこように、この発明によれば、炭素
繊維等の高剛性繊維をＦＲＰ部材の長手方向に沿って配
設すると共に、前記ＦＲＰ部材の断面の釣合軸の交点か
ら遠ざかるに従って前記高剛性繊維を密度高く配置した
ようなＦＲＰ部材を構成したので、前記ＦＲＰ部材の見
掛は上の断面二次モーメントが向上し、従ってこのＦＲ
Ｐ部オの座屈強度向上を十分期待することが可能となる
。よって、座屈強度の向上により、鉄骨代替材料として
建築物の骨組みに適用可能なＦＲＰ部材を実現すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるＦＲＰ部材を示す横
断面図、第２図は同曲の実施例であるＦＲＰ部材を示す
横断面図である。ｌ・・・・ＦＲＰ部材、ｌｂ・・・リップ（膨出部）、
２・・・・・・高剛性繊維、３・・・・・釣合軸、４　
　釣合軸の交点。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）炭素繊維等の高剛性繊維がＦＲＰ部材の長手方向
に沿って配設されていると共に、前記ＦＲＰ部材の断面
の釣合軸の交点から遠ざかるに従って前記高剛性繊維が
密度高く配置されていることを特徴とするＦＲＰ部材。
（２）前記ＦＲＰ部材の端縁部には該ＦＲＰ部材の長手
方向に延在する膨出部が設けられていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のＦＲＰ部材。