JPH0640738Y2 - 緊張材用定着構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、プレストレスコンコリート（以下単にPCと
する。）構造に使用される緊張材に関し、詳しくは、繊
維強化材を使用した緊張材の定着構造に係るものであ
る。

（従来の構造） 従来のPC鋼材による定着構造例としては、第７図及び第
８図にある通り、PCに没入されたPC鋼材ｐ端部を鋼製の
定着部（スリーブ）（１）内に配設した複数の楔（２）
（２）…（傾斜角度約14°、長さは緊張材の直径の約３
〜４倍）を介して所要長さに渡って嵌合させて定着する
構成にすると共に前記楔（２）の内面にはノコ歯状の凹
凸面（３）を形成し、この凹凸面（３）がPC鋼材ｐの表
面に噛み込むことによりPC鋼材ｐと楔（２）とのスリッ
プを阻止するようにしたものがある。

ところが、近年、PC構造にガラス繊維等の繊維強化材を
使用したPC緊張材の適用が成されている。

これは、直径数ミクロンのガラス単繊維の集合体を熱硬
化性樹脂で成形したロッドをPC緊張材として使用するも
のであるが、当該PC緊張材を上記定着構造に適用した場
合には、楔（２）の内面に形成したノコ歯状の凹凸面
（３）がPC緊張材ｐの表面に噛み込み、当該PC緊張材ｐ
の表面のガラス繊維等の繊維強化材を破断したり、引張
力によって表面が削り取られたりして充分な定着力が得
られない欠点があった。

そこで、このようなPC緊張材ｐの定着構造としては、当
該定着構造の楔作用を活かしつつ、上記PC緊張材ｐの機
械的且つ物性的特徴を利用して成された定着構造が特開
・昭60-203762号公報で提案されている。

即ち、上記発明は、PC緊張材ｐの端部に割れ目を入れて
分割され、当該PC緊張材ｐの端部の外周に勾配が形成さ
れると共にこの勾配に対応する内孔を有する定着体がPC
緊張材ｐの端部に嵌装され、更に、前記PC緊張材ｐ端部
の割れ目、PC緊張材端部外周の勾配面及び定着体の内孔
との間隙部に固着樹脂が充填されてなる定着構造であ
る。

（考案が解決しようとする問題点） 前掲の通り、第７図及び第８図では、PCに没入されたPC
鋼材ｐ端部を鋼製の定着体（スリーブ）（１）内に配設
した複数の楔（２）を介して所要長さに渡って嵌合させ
た定着構造、また、前記楔（２）の内面にはノコ歯状の
凹凸面（３）を形成し、この凹凸面（３）がPC鋼材ｐの
表面に噛み込むことによりPC鋼材ｐと楔（２）とのスリ
ップを阻止するようにした定着構造に、ガラス繊維等の
繊維強化材を使用したPC緊張材を適用した場合には、当
該PC緊張材が本質的にPC鋼材より剪断力に対して弱いた
め、その定着効率は著しく低下する事になる。

即ち、PC緊張材ｐに生ずる支圧応力が楔（２）の先端部
（2a）で最大となり、また、PC緊張材ｐに生ずる軸方向
に対する応力も楔（２）の先端部（2a）で最大となるの
で、ガラス繊維等の繊維強化材を使用したPC緊張材ｐを
適用した場合には、楔（２）の先端部（2a）が破断され
易い。

更に、楔（２）の内面にはノコ歯状の凹凸面（３）を形
成し、この凹凸面（３）がPC鋼材ｐの表面に噛み込むこ
とによりPC鋼材ｐと楔（２）とのスリップを阻止するよ
うにしているが、この部分でPC緊張材ｐの表面のガラス
繊維等の繊維強化材を破断したり、軸方向の引張力によ
って表面が削り取られたりして充分な定着力が得られ
ず、定着体（１）からPC緊張材ｐが抜けてしまうとの重
大な問題点を残している。

他方、特開・昭60-203762号公報で提案されている定着
構造では、PC緊張材ｐ端部外周の勾配面及び定着体の内
孔との間隙部に充填する固着樹脂の接着力で定着する構
造であるから、定着体の長さはPC緊張材ｐの直径の約15
倍以上の長さを必要とし、その結果、定着体を長くしな
ければならない。

従って、前記間隙部に充填する固着樹脂の注入量は、定
着効率を高めるために大量となり、樹脂の注入から硬化
までに長時間かかると共に多大な労力が必要となるので
現場施工には不向きであるとの問題点があった。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、前掲の問題点を解決するために、第１図の要
部断面図に示す通り、PC緊張材ｐの端部p1を定着体（1
0）に嵌合させて所要長さに渡って両者を固着させると
共に当該PC緊張材ｐの端部p1には楔（20）（20）を打ち
込んでなる繊維強化材からなる緊張材用定着構造におい
て、前記楔（20）の傾斜角度θ１は、楔（20）の傾斜角
度θ１と前記定着体（10）の傾斜角度θ２との差が0.2
°〜2.0°の範囲内に於いて定着体（10）の傾斜角度θ
２より大きく形成される他、当該楔（20）の内面は100
〜500μｍの範囲の表面粗度（21）が形成されている構
造を基本構造とし、更には楔（20）の傾斜角度θ１を６
°を超え12°以下の範囲とし、かつ、楔（20）の長さを
緊張材の直径の５倍以上乃至12倍以下の範囲とする構造
を採用した。

なお、前記表面粗度（21）とは、鉄粉や砂、アルミナ粉
体等の被定着物よりも高硬度の粉体を、楔（20）の内側
表面に接着或いは埋設によって固着して、表面に凹凸を
形成することを指す。

（作用） 本考案は、前掲の通り、ガラス繊維等の繊維強化材を使
用したPC緊張材ｐの定着構造として、楔（20）の傾斜角
度θ１が、楔（20）の傾斜角度θ１と前記定着体の傾斜
角度θ２との差が0.2°〜2.0°の範囲内に於いて定着体
（10）の傾斜角度θ２より大きく形成される他、当該楔
（20）の内面は100〜500μmmの範囲の表面粗度（21）が
形成されてなる構造を採用したが、これは、当該楔の先
端部（20a）に生ずる応力集中を阻止し、楔（20）の全
長に渡ってその応力を分散させ、楔（20）の先端部（20
a）でのPC緊張材ｐの破断を無くし、当該PC緊張材の定
着効率を向上させるためである。

即ち、楔（20）の傾斜角度θ１を、楔（20）の傾斜角度
θ１と前記定着体（10）の傾斜角度θ２との差が0.2°
〜2.0°の範囲内に於いて定着体（10）の傾斜角度θ２
より大きく形成した理由としては、第２図のグラフに示
す通り、楔（20）の傾斜角度θ１と前記定着体（10）の
傾斜角度θ２との差を0.2°未満とした場合では、当該
楔（20）の先端に向かうほど引張力が上昇すると共に側
圧（把持力）が増大する傾向があるので、その結果、楔
（20）の先端部（20a）にPC緊張材ｐは破断され易く、
目的とする定着効果が期待できない。

一方、楔（20）の傾斜角度θ１と定着体（10）の傾斜角
度θ２との差を0.2°以上の場合では、当該楔（20）の
先端に向かうほど引張力が上昇すると共に側圧（把持
力）は漸減し、その結果、楔（20）の後の一部分でしか
PC緊張材ｐを把持しなくなるので、PC緊張材ｐへの側圧
（把持力）が不足し、PC緊張材ｐは楔（20）との間でス
リップが起こり、期待する定着効果が得られない。

以上の理由から、楔（20）の傾斜角度θ１と定着体（1
0）の傾斜角度θ２との差を0.2°〜2.0°の範囲と選定
したのである。

そして、楔（20）の傾斜角度θ１としては、６°を超え
12°以下の範囲が最適である。

何故ならば、第３図のグラフに示す通り、楔（20）の傾
斜角度θ１とPC緊張材ｐの破断荷重との関係についてみ
れば、傾斜角度θ１が６°以下の場合では、PC緊張材ｐ
に対する側圧（把持力）が大きくなり過ぎ、楔（20）内
部でPC緊張材ｐが破断し易くなる。また、この楔（20）
が定着体（10）に一度噛み込むと取り外しが至難となる
など実用面で問題となる。

一方、傾斜角度θ１が12°を超えると楔（20）が定着体
（10）に噛み込むことにより生ずる側圧（把持力）が小
さくなり、PC緊張材ｐは楔（20）との間でスリップが起
こり、定着効果が減少し、楔（20）の外形も大きくなる
欠点がある。

次に、楔（20）の内面に全長に亘って100〜500μｍの範
囲の表面粗度（21）を形成した理由としては、楔（20）
の内面とPC緊張材ｐとの摩擦面が平滑であると摩擦係数
が小さいので、PC緊張材ｐの破断まで把持するためには
楔（20）の全長Ｌを長くする必要があるので実用的では
ない。

そこで、本考案は、第４図Ａの端面図及び第４図Ｂの要
部断面図にある通り、楔（20）の内面に全長に亘って10
0〜500μｍの凹凸（21）（ピッチH1、高さH2）を形成し
てそれらの摩擦係数が大きくなるようにし、PC緊張材ｐ
は楔（20）との間でスリップが起こらないようにした。

即ち、第５図のグラフにある通り、上記凹凸（21）が10
0μｍ未満であれば、PC緊張材ｐは楔（20）との間でス
リップが起こり、定着効果が減少し、一方、500μｍを
超えれば、PC緊張材ｐに配合したガラス繊維等の強化材
が破断するので定着効果が低下する。

そして、楔（20）の内面に形成する凹凸（21）は、粒径
100〜500μｍの定着物よりも高硬度の粉体を接着させる
か、埋設させるなどによって固着することにより、表面
粗度を全面に亘って略均一状態に形成することが可能で
ある。

更に、第６図のグラフに示す通り、前記楔（20）の長さ
Ｌは、PC緊張材ｐの直径Ｄに対し約５倍以上とすればよ
い。

それは、楔（20）の長さＬがPC緊張材ｐの直径Ｄに対し
長さＬが５倍未満であれば、PC緊張材ｐに対する単位面
積当たりの側圧が大きくなって、楔（20）の内面でPC緊
張材ｐが破断したり、また、スリップ等の欠陥が生ずる
ためである。

尚、本考案におけるガラス繊維等の繊維強化材を使用し
たPC緊張材とは、次のものを指す。

ポリエチレン、ビニロン、ポリアセタール等の高分子
繊維で延伸加工等により高強度にされ、直径が100μｍ
以上の緊張材。

ガラス繊維、アラミド繊維、カーボン繊維やその他高
強度の繊維を強化材としたFRP、これら繊維を束ねた
り、撚り合わせ或いは編組したものを樹脂で硬化した緊
張材。

アルミナ繊維、チタン繊維、ボロン繊維等の金属繊
維、無機繊維を強化繊維とした緊張材。

（実施例） 本考案の定着構造は以上の通りであるが、以下にその実
施例を記述する。

第１実施例 緊張材… 直径8.0mm、 破断荷重 6400kg のFRP材 楔 … 傾斜角度 9.6° 長さ 100mm（鋼製） 内面に250μｍのアルミナの粉体 を塗布 の条件とし、楔（20）の傾斜角度θ１と定着体（10）の
傾斜角度θ２との差を０°〜2.4°の範囲内で種々変化
させた定着体（10）を使用して引張試験を行ったとこ
ろ、楔（20）の傾斜角度θ１と定着体（10）の傾斜角度
θ２との差が0.2°〜2.0°の範囲内であれば、スリップ
現象もなく、楔（20）内での破断もなく定着強度も高い
事が確認できた。

第２実施例 緊張材… 直径8.0mm、 破断荷重 6400kg のFRP材 楔 … 傾斜角度 9.6° 長さ 100mm（鋼製） 定着体… 傾斜角度 9.0° の条件とし、楔（20）の内面に種々の粒径のアルミナの
粉体を接着させ、引張試験を行ったところ、楔（20）の
内面に接着させた粉体の平均粒径が100〜500μｍの範囲
内であれば、100％の定着効率がえられた。

第３実施例 緊張材… 直径8.0mm、 破断荷重 6400kg のFRP材 楔 … 長さ 100mm（鋼製） 内面に250μｍのアルミナの粉体 を塗布 楔（20）の傾斜角度θ１と定着体（10）の傾斜角度θ２
との差を0.6°とし（定着体（10）の傾斜角度θ２が
小）、楔（20）の傾斜角度θ１を種々変化させ、引張試
験を行ったところ、楔（20）の傾斜角度θ１が６°以下
であれば楔（20）との接触個所で破断し易くなり、楔
（20）の傾斜角度θ１が12°を超えればスリップが生
じ、充分な定着効率が得られなかった。従って、楔（2
0）の傾斜角度θ１は６°を超え12°以下の範囲が定着
効率の観点から見れば最適である。

第４実施例 緊張材… 直径8.0mm、 破断荷重 6400kg のFRP材 楔 … 傾斜角度 9.6°（鋼製） 内面に250μｍのアルミナの粉体 を塗布 定着体… 傾斜角度 9.0° の条件とし、楔（20）の長さＬをPC緊張材ｐの直径Ｄの
３〜12倍の範囲で変化させ、引張試験を行ったところ、
PC緊張材ｐの直径Ｄの５倍未満であれば、楔（20）内で
の破断が起こり、また、スリップも起こって好ましくな
く、５倍以上であれば100％の定着効率が得られた。

従って、100％の定着効率を得るためには、楔（20）の
長さＬをPC緊張材の直径Ｄの５倍以上とすればよいの
で、従来のように15倍以上の長さＬが必要であったこと
からみれば非常にコンパクトとなる。

（考案の効果） 以上の通り、本考案の定着構造によれば、PC緊張材に生
ずる支圧応力が楔の先端で最小となり、定着部内でのPC
緊張材に負荷される応力が平均化されるので、定着部の
先端部で破断され易いガラス繊維等の繊維強化材を使用
したPC緊張材に適用した場合でも、剪断力に対する問題
点は解消できると共にPC緊張材の定着部での破断は皆無
となった。

更に、楔の内面全面には100〜500μmmの範囲にある表面
粗度を形成し、この表面粗度がPC緊張材の表面に接着す
ることによってPC緊張材と楔（２）とのスリップが阻止
できるので、この部分でPC緊張材の表面のガラス繊維等
の繊維強化材が破断したり、軸方向の引張力によって表
面が削り取られたりすることがなく、また、楔の全長を
短くしても充分な定着力が得られ、定着体からPC緊張材
が抜けるような事がなくなった。

他方、定着体の長さはPC緊張材の約５倍以上であればよ
く、定着部全体をコンパクトにすることができ、現場施
工の面に於いても簡便となる利点がある。

以上要するに、本考案の定着構造によれば楔を用いた定
着部での緊張材の破断がなく、また、楔と緊張材とのス
リップも全く生じないので、定着効率が極めて高く、し
かも、定着部もコンパクトにでき、現場施工も簡便であ
る等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の定着構造を示す要部断面図、第２図は
楔の傾斜角度と定着体の傾斜角度との差と破断荷重との
関係を示すグラフ、第３図は楔の傾斜角度と破断荷重と
の関係を示すグラフ、第４図Ａ、Ｂは楔の内面に形成し
た表面粗度を示す端面図と要部断面図、第５図は楔内面
粗度と破断荷重との関係とを示すグラフ、第６図は楔の
長さと破断荷重との関係とを示すグラフ、第７図は従来
の定着構造を示す断面図、第８図は従来の定着構造にお
ける要部断面図である。 符号の名称は以下の通りである。 （１）、（10）…定着体（スリーブ）、（２）、（20）
…楔、（2a）、（20a）…楔の先端部、（３）、（21）
…楔内面の凹凸、Ｐ…緊張材、p1…緊張材端部、θ１…
楔の傾斜角度、θ２…定着体（スリーブ）の傾斜角度、
Ｄ…緊張材の直径、Ｌ…楔の長さ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 南 敏和 兵庫県尼崎市道意町７丁目２番地 神鋼鋼 線工業株式会社内 (72)考案者 白濱 昭二 兵庫県尼崎市道意町７丁目２番地 神鋼鋼 線工業株式会社内 (72)考案者 粟根 聡 兵庫県尼崎市道意町７丁目２番地 神鋼鋼 線工業株式会社内 (72)考案者 岡本 直 千葉県流山市駒木518―１ 三井建設株式 会社技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−13640（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−184915（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−174211（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】緊張材の端部を定着体に嵌合させて所要長
   さに亘って両者を固着させると共に当該緊張材の端部に
   は楔を打ち込んでなる繊維強化材からなる緊張材用定着
   構造において、前記楔の傾斜角度は、楔の傾斜角度と前
   記定着体の傾斜角度との差が0.2°〜2.0°の範囲内にお
   いて定着体の傾斜角度より大きく形成されるとともに、
   楔の傾斜角度が６°を超え12°以下の範囲の値に形成さ
   れ、更に、当該楔の長さは前記緊張材の直径の５倍以上
   乃至12倍以下の範囲であり、かつ、その内面は粒径が10
   0〜500μｍの範囲の定着体よりも高硬度の粉体を全面に
   固着して表面粗度が形成されていることを特徴とする緊
   張材用定着構造。