JPH076254B2 - コンクリ−ト補強部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、各種コンクリート構造物に埋設される補強用
鉄筋などの代わりに用いられて好適なコンクリート補強
部材に関するものである。

「従来の技術」 各種コンクリート構造物の中でも、例えば建屋の梁や柱
などには、それらの主体を形成するコンクリートの中
に、主筋（軸筋）にせん断補強筋（帯筋，あばら筋ある
いは螺旋筋等）を巻いた鉄筋骨組などのコンクリート補
強部材が埋設されている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、このような鉄筋等からなる補強部材は、その
材料費が比較的安価で適度の強度を備えていることなど
から、従来から極めて多くのコンクリート構造物に適用
されていたが、近年における建築技術や土木技術の進歩
に伴い、補強部材自体についても次のような点において
解決すべき問題点があった。

建屋の梁や柱等のコンクリート構造物中に埋設される
鉄筋は、鉄筋どうしが交差する形態で重ねられて段違い
となるため、これら鉄筋の埋設状態においては、主筋と
せん断補強筋とでコンクリートの被り厚さに違いができ
ること。

鉄筋自体が相当の重量を持っているため、現場での施
工性や運搬性が悪く、したがって大規模なユニット化を
図るには極めて困難であること。

現場において、鉄筋どうしの結束作業や溶接・圧接作
業に極めて手間がかかり、その分、工期が長期化してし
まうこと。

鉄筋組作業のほとんどが現場作業となり、また鉄筋の
径が大きくなると曲げ加工なども困難となるので、鉄筋
組精度の向上を図りにくいこと。

鉄を素材としているため保管時の防錆対策が必要な
他、コンクリート内でも腐食してコンクリートの剥離現
象が発生しやすくなること。

「問題点を解決するための手段」 そこで、本発明では、コンクリート構造となる部分に埋
設される補強部材であって、該補強部材は、互いに間隔
をもって立体的に配設される少なくとも３本のコーナー
軸筋と、これらコーナー軸筋の周囲に軸筋に交差する形
態で右まわりおよび左まわりにコーナー軸筋上の同一の
交点を通りかつ互いにコーナー軸筋間で交差部を形成し
て螺旋状に巻かれた第１および第２の螺旋筋とを具備
し、かつ、前記コーナー軸筋および第1,第２の螺旋筋
は、それぞれ複数本の繊維が並列配置されてなる偏平な
繊維群からなる繊維束により構成されるとともに、これ
ら各繊維束の全ての繊維同志および繊維群同志は樹脂材
料にて結束されており、しかも、前記軸筋、第１および
第２の螺旋筋が３方向から交差する交差部は、コーナー
軸筋を構成する偏平な繊維群と各螺旋筋を構成する偏平
な繊維群とがそれぞれの繊維群を層として交互に少なく
とも三層以上に交差して積層された断面形状である構成
としたものである。

「作用」 前記構成の補強部材は、繊維と樹脂材料からなるため、
極めて軽量となる一方、予め一体化物として造ることが
できるので、現場での施工性や運搬性さらには大規模な
ユニット化を図るうえで大きく貢献する。また、交差部
において交互にすくなくとも３層に積層されて交差する
形態となっていてこれらが樹脂材料にて固められた構造
であるから、軸筋と螺旋筋とが段差のない形状となり、
この結果、コンクリートの被り厚さを均一にし得るので
柱や梁などの補強部材として好適なものとなる。さら
に、繊維は樹脂で被覆された構造となるので、主たる強
度部材である繊維は耐腐食性に富み、構造材料としても
極めて有利に作用する。

「実施例」 以下、本発明の実施例を添付の第１図ないし第７図を参
照して説明する。

第１図ないし第４図は、本発明を、例えば建屋の柱や梁
などを構成するコンクリート内に埋設されて好適な四角
柱状の補強部材に適用した例を示すものである。これら
の図において、全体として符号１て示されるこの補強部
材は、互いに所定間隔をもって平行な状態でかつ立体的
に配設される４本の軸筋２と、これら軸筋２の周囲に軸
筋２に交差する形態で右まわりおよび左まわりに軸筋２
上の同一の交点（交差部Ａ）を通りかつ互いに軸筋２間
で交差部Ｃを形成して螺旋状に巻かれた第１および第２
の螺旋筋3,4とを具備したトラス状構成とされ、これら
軸筋２および螺旋筋3,4が、第３図などに示すように、
それぞれ複数本の繊維５で構成される複数の繊維群5a
（5b,5c）よりなる繊維束Ｔにより形成され、かつ、こ
の繊維束Ｔの全ての繊維が樹脂材料６にて結束された構
造となっている。

そして、前記軸筋２および第1,第２の螺旋筋3,4の交差
部Ａは、第４図に示す如く、軸筋２を構成する繊維群5a
と、これに交差する各螺旋筋3,4を構成する繊維群5b,5c
とが交互に少なくとも三層以上に積層された断面形状と
されている。また、前記第１および第２の螺旋筋3,4の
交差部Ｃは、それぞれの繊維群5b,5cがＸ字状に合流一
体化してなり、これらによって、前記補強部材１は全体
として段差のないいわゆる同一厚さのトラス状に一体化
された四角柱状に形成されている。

補強部材１の主体をなす繊維５としては、軽量でしかも
高い強度を備えるガラス繊維やカーボン繊維などが好適
であるが、必要ならばその他の繊維、例えば合成樹脂繊
維、セラミック繊維、金属繊維などを用いてもよい。ま
たこれらの繊維を適当に組み合わせて用いてもよい。

また、前記繊維束Ｔの各繊維５を結束する樹脂材料６と
しては、繊維５に対する接着性が良くかつそれ自体も充
分な強度を持つ例えばビニルエステル樹脂などが好適で
あるが、使用する繊維５の種類に対応させて他の樹脂材
料を用いても良い。他の樹脂材料については、不飽和ポ
リエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などを
挙げることができる。

前記繊維５と樹脂材料６の割合については、繊維５の種
類や強度、さらにはこの補強部材１の使用形態などを考
慮して適宜に決定されるが、例えば繊維５がガラス繊
維、樹脂材料６がビニルエステル樹脂の場合、繊維５が
体積比で30〜70％程度となるように、また、繊維５が例
えばカーボン繊維の場合、20〜60％程度となるように考
慮するのが望ましい。繊維５の割合が上記以下である
と、この補強部材１の強度が著しく低下し、一方、繊維
５の割合を高くすれば、それだけ高強度の補強部材が得
られるが、あまりに高い割合にすると、カーボン繊維の
ように比較的高価なものでは経済性の面から好ましくな
い。

このような構成の補強部材１は、例えば第５図および第
６図に示す装置を用いて製造することができる。同図に
おいて、10は回転心棒、11は回転心棒10の周囲に放射状
に延びるガイド支持棒、12はこのガイド支持棒11の先端
に上下動自在に設けられた二俣状のガイド爪である。

製法については、樹脂（例えば常温硬化型の流動性樹
脂）を含浸した連続繊維を、対応するガイド爪12にいわ
ゆる一筆書きの要領で軸方向及び斜め方向に順次係合さ
せながら引っ掛けてゆき、交差部Ａでは必ず繊維群5a,5
b,5cが交互に少なくとも三層以上重なるようにする。第
７図は交差部Ａの積層方法の一例を示したもので、所定
本数（図示例では５本）の繊維群5a,5b,5cを一層とし
て、図中矢印付きの番号順に数回通過させて積層する場
合である。従って、例えば交差部Ａが12層（60本）の場
合には、〜の工程を４回繰り返して行うことにな
る。この際、連続繊維には直線性を保つのに十分な張力
を与えておく必要がある。

ここで、連続繊維の供給は、もちろん手作業によっても
可能であるが、通過順序を予め設定したプログラムに基
づいて作動する機械的手段により自動的に実行させる方
法が採られる。

なお、実施例においては、四角柱状の補強部材について
述べたが、本発明では何等これに限定されることはな
く、必要とする補強部材の配筋状態に応じて、例えば交
差部のピッチが一部異なるもの、周方向を含む他の成分
が入るもの、さらには全ての角柱、角錐、円柱、円錐な
どその形状については任意であることは言うまでもな
い。なお、繊維５は、ここでは撚紐や組紐なども含まれ
る。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明にあっては、コンクリート
構造となる部分に埋設される補強部材であって、該補強
部材は、互いに間隔をもって立体的に配設される少なく
とも３本のコーナー軸筋と、これらコーナー軸筋の周囲
に軸筋に交差する形態で右まわりおよび左まわりにコー
ナー軸筋上の同一の交点を通りかつ互いにコーナー軸筋
間で交差部を形成して螺旋状に巻かれた第１および第２
の螺旋筋とを具備し、かつ、前記コーナー軸筋および第
1,第２の螺旋筋は、それぞれ複数本の繊維が並列配置さ
れてなる偏平な繊維群からなる繊維束により構成される
とともに、これら各繊維束の全ての繊維同志および繊維
群同志は樹脂材料にて結束されており、しかも、前記軸
筋、第１および第２の螺旋筋が３方向から交差する交差
部は、コーナー軸筋を構成する偏平な繊維群と各螺旋筋
を構成する偏平な繊維群とがそれぞれの繊維群を層とし
て交互に少なくとも三層以上に交差して積層された断面
形状である構成としたものであるから、以下のような従
来にない優れた効果を奏する。

（ａ）補強部材全体が繊維と樹脂材料からなるため、極
めて軽量であり、かつ予め一体化物として造ることがで
きるので、現場での施工性や運搬性さらには大規模なユ
ニット化を容易に図ることができる。

（ｂ）繊維が交差する形態となっていてこれらが樹脂材
料にて固められた構造であるから、軸筋とその周囲に巻
かれた螺旋筋とが段差のない形状となり、この結果、コ
ンクリートの被り厚さを均一にし得るので、柱や梁など
の補強部材として有利に使用することができる。また交
差部において各偏平な繊維群が交互に各繊維が局部的に
折曲させられることがなく直線状態を保って三層以上に
積層されているので、交差部の断面において三層以上の
繊維群同志が互いに一体化されて、交差部における引っ
張り強度、圧縮強度をともに確実に期待することがで
き、各繊維同志の十分な信頼性を有する一体化構造を得
ることができる。

（ｃ）繊維は樹脂で被覆された構造となるので、主たる
強度部材である繊維は耐腐食性に富み、構造材料として
も極めて有利なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は補強部材の斜視図、第２図は補強部材の一部を
拡大した斜視図、第３図は繊維束の断面図、第４図は第
２図IV−IV線に沿う繊維束どうしの概略断面図、第５図
は製造装置の概略を示す正面図、第６図はその側面図、
第７図は製造工程を説明するために示した斜視図であ
る。 １……補強部材、２……軸筋、3,4……第１および第２
の螺旋筋、５……繊維、5a,5b,5c……繊維群、６……樹
脂材料、Ｔ……繊維束、A,C……交差部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤崎 忠志 東京都中央区京橋２丁目16番１号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 平賀 寿雄 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町2342−25 (72)発明者 西本 敬 神奈川県相模原市並木３−３−15 (72)発明者 二川 稔 神奈川県相模原市橋本２−24−７ (56)参考文献 特公 昭57−2413（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭53−47608（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンクリート構造となる部分に埋設される
   補強部材であって、該補強部材は、互いに間隔をもって
   立体的に配設される少なくとも３本のコーナー軸筋と、
   これらコーナー軸筋の周囲に軸筋に交差する形態で右ま
   わりおよび左まわりにコーナー軸筋上の同一の交点を通
   りかつ互いにコーナー軸筋間で交差部を形成して螺旋状
   に巻かれた第１および第２の螺旋筋とを具備し、かつ、
   前記コーナー軸筋および第1,第２の螺旋筋は、それぞれ
   複数本の繊維が並列配置されてなる偏平な繊維群からな
   る繊維束により構成されるとともに、これら各繊維束の
   全ての繊維同志および繊維群同志は樹脂材料にて結束さ
   れており、しかも、前記軸筋、第１および第２の螺旋筋
   が３方向から交差する交差部は、コーナー軸筋を構成す
   る偏平な繊維群と各螺旋筋を構成する偏平な繊維群とが
   それぞれの繊維群を層として交互に少なくとも三層以上
   に交差して積層された断面形状であることを特徴とする
   コンクリート補強部材。