JPH0424502B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0424502B2 JPH0424502B2 JP58188750A JP18875083A JPH0424502B2 JP H0424502 B2 JPH0424502 B2 JP H0424502B2 JP 58188750 A JP58188750 A JP 58188750A JP 18875083 A JP18875083 A JP 18875083A JP H0424502 B2 JPH0424502 B2 JP H0424502B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core material
- concrete
- composite material
- fibers
- structural composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
Description
(a) 発明の技術分野
本発明は、鉄筋コンクリート構造の柱、梁、
壁、床スラブ等の主筋やせん断補強筋のかわりに
使用するに好適な構造用複合材に関する。 (b) 技術の背景 鉄筋コンクリートにおいては、コンクリートは
圧縮力を支持し、鉄筋は引張力を支持する形とな
る。 (c) 従来技術と問題点 第５図は従来の鉄筋コンクリート構造部材の平
面図、第６図は第５図の正面図である。 従来、鉄筋コンクリート構造部材１は、第５図
及び第６図に示すように、コンクリート９中に鉄
製の主筋２やせん断補強筋３が設置されていた
が、火災等に際して、十分な耐久性を持たせるに
は、十分に余裕を持つたコンクリートの被り厚さ
が必要となり、建物の重量化、コンクリートの多
消費が繋がり不都合な点が多い。更に、従来の鉄
筋ではその直径が太くなると加工作業や配筋作業
がその重さや曲げに対する硬さにより作業性が極
端に悪化する欠点がある。 また、特公昭51−53071には、内部にガラス繊
維を外部に炭素繊維を配置して樹脂で硬化させた
構成のコンクリート補強用線材が開示されている
が、単に繊維を樹脂で固めた構成では、、該線材
を主筋、特に剪断補強筋として使用する場合、該
線材を折り曲げた際に、それ自体自己保持性を有
さない繊維を固ている樹脂が破壊され、折り曲げ
部分で座屈してしまう危険性が高い。 (d) 発明の目的 本発明は、前述の欠点を解消すべく、折り曲げ
ても座屈することが無く、軽量で加工作業や配筋
作業が容易で、しかも十分な耐火性を付与するこ
との可能な構造用複合材を提供することを目的と
するものである。 (e) 発明の構成 即ち、本発明は、塑性変形の可能な金属からな
り、表面に凹凸の形成された芯材を有し、前記芯
材にアラミツド繊維の連続糸からなる連続繊維を
前記芯材の軸心方向に設けて構成される。 また、本発明は、塑性変形の可能な金属からな
り、表面に凹凸の形成された芯材を有し、前記芯
材に炭素繊維の連続糸からなる連続繊維を前記芯
材の軸心方向に設けて構成される。 (f) 発明の実施例 以下、図面に基づき、本発明の実施例を、具体
的に説明する。 第１図は本発明による構造用複合材を用いた鉄
筋コンクリート構造部材を示す平面図、第２図は
第１図の正面図、第３図は本発明の構造用複合材
の一実施例を示す図、第４図は本発明の別の実施
例を示す図である。 鉄筋コンクリート構造部材５は、第１図及び第
２図に示すように、４本の主筋６を有しており、
各主筋６にはせん断補強筋７がそれ等主筋６を相
互に接続する形で螺旋状に巻設されている。主筋
６及びせん断補強筋７はコンクリート９に被覆さ
れており、コンクリート９は鉄筋コンクリート複
合部材５に生じる圧縮力を、主筋６及びせん断補
強筋７は鉄筋コンクリート複合部材５に生じる引
張力を支持している。 主筋６及びせん断補強筋７は、第３図に示す本
発明による構造用複合材１０から構成されてお
り、構造用複合材１０は、図に示すように、適度
な剛性及び曲げ性能を有する鉄等の金属からなる
棒状の芯材１１を有している。芯材１１の表面に
は凹凸１１ａが形成されており、いわゆる異形形
状を呈している。また、芯材１１にはその軸心方
向である矢印Ａ，Ｂ方向に炭素繊維、アラミツド
繊維等の、鉄よりも機械的強度に優れ錆びること
がなく、かつ比重の軽い高性能繊維の連続糸から
なる高性能連続繊維１２が多数、芯材１１と共に
全体が１本のロープ状（又は組み紐状）に形成さ
れた形で巻き付いている。 鉄筋コンクリート構造部材５は以上のような構
成を有するので、鉄筋コンクリート構造部材５を
打設形成する場合には、まず、構造用複合材１０
を主筋６として設置し、次に、設置された主筋６
に、同様な構成の構造用複合材１０をせん断補強
筋７として、設置された主筋６間に巻き付ける形
で設置する。このせん断補強筋７の設置に際し
て、構造用複合材１０の高性能連続繊維１２が極
めて柔軟性に富み、変形が自由におこなえるの
で、鉄製の鉄筋を用いた場合に比してその曲げ加
工は、作業者が手で芯材１１を曲げるだけの労力
でほぼ十分である。しかも、芯材１１により構造
用複合材１０は曲げ加工を行つた状態が保持され
るので（即ち、芯材１１が塑性変形することによ
り高性能連続繊維１２も共に変形し、更にその変
形状態が維持されるので）、後のコンクリート９
の打設までの間にせん断補強筋７が所定の設置位
置からずれてしまうようなことはない。また、主
筋６の設置に際しても、芯材１１の曲げ剛性を適
宜設定することにより、主筋６を鉄筋で構成した
場合と同様に、その設置時に自立した形で設ける
ことができる（当然、その曲げ剛性は、いかなる
場合でも高性能連続繊維１２のそれよりは高い）。 なお、コンクリート９の打設後においては、錆
びることのない高性能連続繊維１２が鉄筋コンク
リート複合部材５に発生する引張力を支持するの
で、芯材１１は、構造用複合材１０の設置時に、
高性能連続繊維１２と共に自立し得る程度で機械
的強度をそれ程必要とせず、かつコンクリートの
打設後に芯材１１が錆びたとしても鉄筋コンクリ
ート複合部材５の強度には全く影響しない。 表１に、高性能連続繊維１２としての炭素繊維
とアラミツド繊維の機械的性質を比較して示す。
表１に示すように、高性能連続繊維は、鋼と同程
度のヤング係数（率）を有し、かつその引つ張り
強度は、鋼の数倍にも達する反面、密度は
壁、床スラブ等の主筋やせん断補強筋のかわりに
使用するに好適な構造用複合材に関する。 (b) 技術の背景 鉄筋コンクリートにおいては、コンクリートは
圧縮力を支持し、鉄筋は引張力を支持する形とな
る。 (c) 従来技術と問題点 第５図は従来の鉄筋コンクリート構造部材の平
面図、第６図は第５図の正面図である。 従来、鉄筋コンクリート構造部材１は、第５図
及び第６図に示すように、コンクリート９中に鉄
製の主筋２やせん断補強筋３が設置されていた
が、火災等に際して、十分な耐久性を持たせるに
は、十分に余裕を持つたコンクリートの被り厚さ
が必要となり、建物の重量化、コンクリートの多
消費が繋がり不都合な点が多い。更に、従来の鉄
筋ではその直径が太くなると加工作業や配筋作業
がその重さや曲げに対する硬さにより作業性が極
端に悪化する欠点がある。 また、特公昭51−53071には、内部にガラス繊
維を外部に炭素繊維を配置して樹脂で硬化させた
構成のコンクリート補強用線材が開示されている
が、単に繊維を樹脂で固めた構成では、、該線材
を主筋、特に剪断補強筋として使用する場合、該
線材を折り曲げた際に、それ自体自己保持性を有
さない繊維を固ている樹脂が破壊され、折り曲げ
部分で座屈してしまう危険性が高い。 (d) 発明の目的 本発明は、前述の欠点を解消すべく、折り曲げ
ても座屈することが無く、軽量で加工作業や配筋
作業が容易で、しかも十分な耐火性を付与するこ
との可能な構造用複合材を提供することを目的と
するものである。 (e) 発明の構成 即ち、本発明は、塑性変形の可能な金属からな
り、表面に凹凸の形成された芯材を有し、前記芯
材にアラミツド繊維の連続糸からなる連続繊維を
前記芯材の軸心方向に設けて構成される。 また、本発明は、塑性変形の可能な金属からな
り、表面に凹凸の形成された芯材を有し、前記芯
材に炭素繊維の連続糸からなる連続繊維を前記芯
材の軸心方向に設けて構成される。 (f) 発明の実施例 以下、図面に基づき、本発明の実施例を、具体
的に説明する。 第１図は本発明による構造用複合材を用いた鉄
筋コンクリート構造部材を示す平面図、第２図は
第１図の正面図、第３図は本発明の構造用複合材
の一実施例を示す図、第４図は本発明の別の実施
例を示す図である。 鉄筋コンクリート構造部材５は、第１図及び第
２図に示すように、４本の主筋６を有しており、
各主筋６にはせん断補強筋７がそれ等主筋６を相
互に接続する形で螺旋状に巻設されている。主筋
６及びせん断補強筋７はコンクリート９に被覆さ
れており、コンクリート９は鉄筋コンクリート複
合部材５に生じる圧縮力を、主筋６及びせん断補
強筋７は鉄筋コンクリート複合部材５に生じる引
張力を支持している。 主筋６及びせん断補強筋７は、第３図に示す本
発明による構造用複合材１０から構成されてお
り、構造用複合材１０は、図に示すように、適度
な剛性及び曲げ性能を有する鉄等の金属からなる
棒状の芯材１１を有している。芯材１１の表面に
は凹凸１１ａが形成されており、いわゆる異形形
状を呈している。また、芯材１１にはその軸心方
向である矢印Ａ，Ｂ方向に炭素繊維、アラミツド
繊維等の、鉄よりも機械的強度に優れ錆びること
がなく、かつ比重の軽い高性能繊維の連続糸から
なる高性能連続繊維１２が多数、芯材１１と共に
全体が１本のロープ状（又は組み紐状）に形成さ
れた形で巻き付いている。 鉄筋コンクリート構造部材５は以上のような構
成を有するので、鉄筋コンクリート構造部材５を
打設形成する場合には、まず、構造用複合材１０
を主筋６として設置し、次に、設置された主筋６
に、同様な構成の構造用複合材１０をせん断補強
筋７として、設置された主筋６間に巻き付ける形
で設置する。このせん断補強筋７の設置に際し
て、構造用複合材１０の高性能連続繊維１２が極
めて柔軟性に富み、変形が自由におこなえるの
で、鉄製の鉄筋を用いた場合に比してその曲げ加
工は、作業者が手で芯材１１を曲げるだけの労力
でほぼ十分である。しかも、芯材１１により構造
用複合材１０は曲げ加工を行つた状態が保持され
るので（即ち、芯材１１が塑性変形することによ
り高性能連続繊維１２も共に変形し、更にその変
形状態が維持されるので）、後のコンクリート９
の打設までの間にせん断補強筋７が所定の設置位
置からずれてしまうようなことはない。また、主
筋６の設置に際しても、芯材１１の曲げ剛性を適
宜設定することにより、主筋６を鉄筋で構成した
場合と同様に、その設置時に自立した形で設ける
ことができる（当然、その曲げ剛性は、いかなる
場合でも高性能連続繊維１２のそれよりは高い）。 なお、コンクリート９の打設後においては、錆
びることのない高性能連続繊維１２が鉄筋コンク
リート複合部材５に発生する引張力を支持するの
で、芯材１１は、構造用複合材１０の設置時に、
高性能連続繊維１２と共に自立し得る程度で機械
的強度をそれ程必要とせず、かつコンクリートの
打設後に芯材１１が錆びたとしても鉄筋コンクリ
ート複合部材５の強度には全く影響しない。 表１に、高性能連続繊維１２としての炭素繊維
とアラミツド繊維の機械的性質を比較して示す。
表１に示すように、高性能連続繊維は、鋼と同程
度のヤング係数（率）を有し、かつその引つ張り
強度は、鋼の数倍にも達する反面、密度は
【表】
1/4〜1/5と極めて軽量である。従つて、金属製の
芯材と高性能連続繊維を適宜組み合わせることに
より、従来の鉄筋と同じ強度で、しかも軽量な構
造用複合材１０を容易に形成することが出来る。 また、芯材１１の表面に凹凸１１ａを設けるこ
とにより、構造用複合材１０とコンクリート９と
の一体性を十分に確保することが出来る。このよ
うに、高性能連続繊維１２と芯材１１間の設置形
態を種々工夫することによりコンクリート９と複
合材１０との十分な一体化が確保される。 なお、上述の実施例は、高性能連続繊維１２を
ロープ状に、芯材１１と共に形成した場合につい
て述べたが、高性能連続繊維１２の芯材１１に対
する設置態様は種々のものが考えられ、例えば、
第４図に示すように、芯材１１の周囲に高性能連
続繊維１２を巻き付ける形としてもよいことは勿
論である。 更に、上述の実施例は本発明による構造用複合
材１０を鉄筋コンクリート複合部材５の構築用に
用いた場合について述べたが、本発明による構造
用複合材１０は鉄筋コンクリート複合部材５の建
築用に限らず、プレキヤストコンクリート打設時
のPC鋼線、PC鋼棒の代用として、また吊り橋の
支持ロープとしても用いることが可能である。 また、設置時における作作業性が良くし、高性
能連続繊維１２の設置時における不用意な損傷を
有効的に防止するため等の目的で、構造用複合材
１０の表面を樹脂等でコーテイングしておくこと
も有効である。 (g) 発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、塑性
変形の可能な鉄等の金属からなり、表面に凹凸の
形成された芯材１１を有し、前記芯材にアラミツ
ド繊維の連続糸からなる高性能連続繊維１２等の
連続繊維を矢印Ａ，Ｂ方向等の前記芯材の軸心方
向に設けて構成したので、鉄よりもはるかに軽量
でかつ機械的強度の高い構造用複合材１０の提供
が可能となる。 しかも、芯材１１により、従来の鉄筋の場合と
同様に、構造用複合材１０単独での自立及び変形
状態の保持が可能となるばかりか、連続繊維は曲
げや切断加工が容易なので、鉄筋の代用として極
めて軽量で強度が高く、更に作業性、施工性の良
好な構造用複合材１０の提供が可能となる。 また、芯材が塑性変形の可能な金属から構成さ
れるので、芯材により構造用複合材に靭性が付与
され、屈曲加工を行なつても、単に繊維を樹脂で
固めた場合のように座屈するようなことが無く、
高度の工作性を発揮することが可能となる。 更に、芯材の表面には、凹凸が形成されている
ので、アラミツド繊維の連続糸からなる連続繊維
にありがちな表面の平滑さによるコンクリート９
との付着不良の発生を該凹凸により未然に防止す
ることが出来、機械的強度が高くしかも軽量で付
着性に富んだ、構造用複合材の提供が可能とな
る。 また連続繊維として炭素繊維を用いた場合に
は、鉄に比して高温における機械的強度の劣化が
少ない（即ち、耐火性が良好である）ので、構造
用複合材１０をコンクリートの引張力支持部材と
して鉄筋に換えて用いた場合にはコンクリート９
の被り厚さを従来の鉄筋構造に比して薄くするこ
とが出来、建物の軽量化が可能になり、資材の節
約にもなる。 なお、芯材１１として中空パイプ状の部材を使
用して、その内部に水等の冷却水を通水すること
により、連続繊維として耐火性に多少問題の有る
材料を用いても、十分に安全性を確保することが
出来る。
芯材と高性能連続繊維を適宜組み合わせることに
より、従来の鉄筋と同じ強度で、しかも軽量な構
造用複合材１０を容易に形成することが出来る。 また、芯材１１の表面に凹凸１１ａを設けるこ
とにより、構造用複合材１０とコンクリート９と
の一体性を十分に確保することが出来る。このよ
うに、高性能連続繊維１２と芯材１１間の設置形
態を種々工夫することによりコンクリート９と複
合材１０との十分な一体化が確保される。 なお、上述の実施例は、高性能連続繊維１２を
ロープ状に、芯材１１と共に形成した場合につい
て述べたが、高性能連続繊維１２の芯材１１に対
する設置態様は種々のものが考えられ、例えば、
第４図に示すように、芯材１１の周囲に高性能連
続繊維１２を巻き付ける形としてもよいことは勿
論である。 更に、上述の実施例は本発明による構造用複合
材１０を鉄筋コンクリート複合部材５の構築用に
用いた場合について述べたが、本発明による構造
用複合材１０は鉄筋コンクリート複合部材５の建
築用に限らず、プレキヤストコンクリート打設時
のPC鋼線、PC鋼棒の代用として、また吊り橋の
支持ロープとしても用いることが可能である。 また、設置時における作作業性が良くし、高性
能連続繊維１２の設置時における不用意な損傷を
有効的に防止するため等の目的で、構造用複合材
１０の表面を樹脂等でコーテイングしておくこと
も有効である。 (g) 発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、塑性
変形の可能な鉄等の金属からなり、表面に凹凸の
形成された芯材１１を有し、前記芯材にアラミツ
ド繊維の連続糸からなる高性能連続繊維１２等の
連続繊維を矢印Ａ，Ｂ方向等の前記芯材の軸心方
向に設けて構成したので、鉄よりもはるかに軽量
でかつ機械的強度の高い構造用複合材１０の提供
が可能となる。 しかも、芯材１１により、従来の鉄筋の場合と
同様に、構造用複合材１０単独での自立及び変形
状態の保持が可能となるばかりか、連続繊維は曲
げや切断加工が容易なので、鉄筋の代用として極
めて軽量で強度が高く、更に作業性、施工性の良
好な構造用複合材１０の提供が可能となる。 また、芯材が塑性変形の可能な金属から構成さ
れるので、芯材により構造用複合材に靭性が付与
され、屈曲加工を行なつても、単に繊維を樹脂で
固めた場合のように座屈するようなことが無く、
高度の工作性を発揮することが可能となる。 更に、芯材の表面には、凹凸が形成されている
ので、アラミツド繊維の連続糸からなる連続繊維
にありがちな表面の平滑さによるコンクリート９
との付着不良の発生を該凹凸により未然に防止す
ることが出来、機械的強度が高くしかも軽量で付
着性に富んだ、構造用複合材の提供が可能とな
る。 また連続繊維として炭素繊維を用いた場合に
は、鉄に比して高温における機械的強度の劣化が
少ない（即ち、耐火性が良好である）ので、構造
用複合材１０をコンクリートの引張力支持部材と
して鉄筋に換えて用いた場合にはコンクリート９
の被り厚さを従来の鉄筋構造に比して薄くするこ
とが出来、建物の軽量化が可能になり、資材の節
約にもなる。 なお、芯材１１として中空パイプ状の部材を使
用して、その内部に水等の冷却水を通水すること
により、連続繊維として耐火性に多少問題の有る
材料を用いても、十分に安全性を確保することが
出来る。
第１図は本発明による構造用複合材を用いた鉄
筋コンクリート構造部材を示す平面図、第２図は
第１図の正面図、第３図は本発明の構造用複合材
の一実施例を示す図、第４図は本発明の別の実施
例を示す図、第５図は従来の鉄筋コンクリート構
造部材の平面図、第６図は第５図の正面図であ
る。 １０……構造用複合材、１１……芯材、１２…
…高性能連続繊維、Ａ，Ｂ……軸心方向。
筋コンクリート構造部材を示す平面図、第２図は
第１図の正面図、第３図は本発明の構造用複合材
の一実施例を示す図、第４図は本発明の別の実施
例を示す図、第５図は従来の鉄筋コンクリート構
造部材の平面図、第６図は第５図の正面図であ
る。 １０……構造用複合材、１１……芯材、１２…
…高性能連続繊維、Ａ，Ｂ……軸心方向。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 塑性変形の可能な金属からなり、表面に凹凸
の形成された芯材を有し、 前記芯材にアラミツド繊維の連続糸からなる連
続繊維を前記芯材の軸心方向に設けて構成した構
造用複合材。 ２ 塑性変形の可能な金属からなり、表面に凹凸
の形成された芯材を有し、 前記芯材に炭素繊維の連続糸からなる連続繊維
を前記芯材の軸心方向に設けて構成した構造用複
合材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18875083A JPS6080646A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 構造用複合材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18875083A JPS6080646A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 構造用複合材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6080646A JPS6080646A (ja) | 1985-05-08 |
| JPH0424502B2 true JPH0424502B2 (ja) | 1992-04-27 |
Family
ID=16229113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18875083A Granted JPS6080646A (ja) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | 構造用複合材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6080646A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63247457A (ja) * | 1987-04-02 | 1988-10-14 | 株式会社 メツクラボラトリ−ズ | コンクリ−ト補強筋材 |
| US5263287A (en) * | 1991-07-16 | 1993-11-23 | The Bilco Company | Roofing membrane flashing |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5153071U (ja) * | 1974-10-21 | 1976-04-22 |
-
1983
- 1983-10-07 JP JP18875083A patent/JPS6080646A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6080646A (ja) | 1985-05-08 |
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