JPH09217501A - コンクリート部材の繊維シート接着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 繊維シートによって補強された部材にかかる
せん断力，曲げ応力を繊維シートの広範囲に伝達でき、
なおかつ、部材の靱性能を向上して脆性的な破壊を防止
するコンクリート部材の繊維シート接着方法を提供する
こと。 【解決手段】 繊維シート４を梁部材３の下面に接着す
る際には、梁部材３の下面の両端部の所定範囲に通常用
いられる接着力の強いエポキシ樹脂等の溶剤型からなる
接着剤５を塗付し、この両端部の間の中央部には、接着
力の弱い接着剤６を塗付して、この梁部材３の長手方向
と繊維シート４の繊維を平行に配置したのちに第１層目
を接着する。さらに、接着された繊維シート４の下面に
前述と同様に接着剤７を塗付したのちに第２層目の繊維
シート４を接着し、上記と同様に第３層目の繊維シート
４を接着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、特に、既存の鉄
筋コンクリート（Ｒ・Ｃ）構造物における柱・梁等のコ
ンクリート部材を繊維シートを用いて補強するコンクリ
ート部材の繊維シート接着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のコンクリート部材の繊維シート接
着方法は、鉄筋コンクリート構造物の補強を要する柱部
材の外周面全面，梁部材の下面等の部位に、炭素繊維，
アラミド繊維等の繊維材料を一方向に配置した繊維シー
トを、コンクリート部材に作用する引張方向と繊維材料
とを平行にして接着剤等を用いて貼付している。これに
より、コンクリート部材を変形に対して補強し、以てコ
ンクリート部材のひび割れを防止するとともに構造物の
耐震性能を向上している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記、
従来のコンクリート部材の繊維シート接着方法にあって
は、コンクリート部材と繊維シートとの貼付面の全面が
接着剤によって強固に接着することより、地震時等にお
けるせん断および曲げ等に対する部材耐力は向上する
が、その反面、部材の一部分にひび割れ等が発生した場
合には繊維シートが早期に破断し易く、その結果、部材
に脆性破壊を生じるという不具合があった。

【０００４】これは、図７に示すように、コンクリート
部材に埋設している鉄筋のひずみがコンクリート部材の
広範囲にわたって緩やかな勾配になるのに対して、繊維
シートは、コンクリートのひび割れ発生位置のみに引張
力が集中し、ひずみが局部的に大きくなることより明ら
かである。そこで、この発明は、上記、従来の未解決の
課題に着目してなされたものであり、繊維シートによっ
て補強された部材にかかるせん断力，曲げ応力を繊維シ
ートの広範囲に伝達でき、なおかつ、部材の靱性能を向
上して脆性的な破壊を防止することができるコンクリー
ト部材の繊維シート接着方法を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の諸問題を解決する
ために、この発明のコンクリート部材の繊維シート接着
方法は、コンクリート部材の引張力が加わる表面に繊維
シートを貼付してコンクリート部材を補強するコンクリ
ート部材の繊維シート接着方法において、前記コンクリ
ート部材と前記繊維シートとの接着力を部分的に変化さ
せることにより前記繊維シートと前記コンクリート部材
との相対変位が可能な部分を設けたことを特徴としてい
る。

【０００６】而して、繊維シートの接着力の大きい箇所
では、コンクリート部材の表面を強固に拘束支持して引
張力を負担することにより、コンクリートのせん断，曲
げ変形等を防止する。また、繊維シートの接着力の小さ
い箇所では、繊維シートとコンクリート部材とを相対変
位させて、ある程度の変形を許容することにより、部材
の強度を必要以上に低下することなく、部材にかかる曲
げ，せん断等に対する挙動を靱性的にする。

【０００７】また、前記コンクリート部材と前記繊維シ
ートとを接着力の異なる複数の接着剤によって接着した
ことにより、上記方法が具現化され、例えば、補強する
部材の変形量の大きい中央部に接着力の弱い接着剤を用
いて、端部に接着力の強い接着剤を用いる場合がある。
一方、前記コンクリート部材と前記繊維シートとの貼付
面に接着部と非接着部とを交互に設けることにより、接
着部が部材にかかる引張力を負担するとともに非接着部
が繊維シートの伸びを許容し、部材のひび割れ発生時に
おける応力を分散させることにより部材を靱性にするこ
とができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明のコンクリート部
材の繊維シート接着方法の実施の形態を図面に基づいて
説明する。図１中、１は構造物であり、これは鉄筋コン
クリートから構成されている。この構造物１の耐震性能
を向上するために、ここでは、梁部材３の下面に繊維シ
ート４を接着してある。

【０００９】この繊維シート４は、ここでは軽量で弾性
率および強度が高い炭素繊維を同一方向に配置して接着
剤によって固化一体化することにより形成している。ま
た、この炭素繊維は、具体的には高強度炭素繊維（ＨＳ
ＣＦ），高弾性炭素繊維（ＨＭＣＦ）等を適用すること
ができる。また、繊維シート４の材質は、これ以外に高
強度のガラス繊維（ＧＦ），アラミド繊維（ＡＦ），ガ
ラス繊維（ＧＦ），スチール繊維（ＳＦ），合成繊維
（ＰＦ）およびそれらを組み合わせた繊維等によって構
成することもできる。

【００１０】この繊維シート４の具体的な接着方法を説
明すると、繊維シート４を梁部材３の下面に接着する際
には、図２に示すように、梁部材３の下面の両端部の所
定範囲に通常用いられる接着力の強いエポキシ樹脂等の
溶剤型からなる接着剤５を塗付し、この両端部の間の中
央部には、接着力の弱い接着剤６を塗付して、この梁部
材３の長手方向と繊維シート４の繊維を平行に配置した
のちに第１層目を接着する。

【００１１】この接着材６には、例えば、モルタル等の
無機系水性の接着材を用いる場合がある。さらに、接着
された繊維シート４の下面に前述と同様に接着剤５，６
を塗付したのちに第２層目の繊維シート４を接着し、上
記と同様に第３層目繊維シート４を接着する。

【００１２】なお、ここでは、２層目と３層目の繊維シ
ート４を、１層目と同様に両端部で接着力を強くして、
中央部で接着力を弱くするようにしたが、２層目と３層
目を通常の完全接着にしてもよい。また、この実施の形
態においては、３層目の繊維シート４を積層する場合に
ついて説明したが、必ずしも３層で構成することはな
く、１層または他の複数層で構成することもできる。

【００１３】さらに、上記実施の形態においては、梁部
材３の下面に接着剤を塗付する場合について説明した
が、貼付すべき繊維シート４に接着剤を塗付したのちに
接着することもできる。これにより、地震等の発生によ
って梁部材３にかかる曲げ応力が過大となり、中央部の
ひずみが大きくなってひび割れが発生し、あるいは発生
しそうになった場合には、ひずみ量の大きい中央部の梁
部材３と繊維シート４との接着力を弱くしてあることに
より、繊維シート４と梁部材３との接着面がその接着力
を弱くしてある部分でずれて、ひび割れ発生箇所Ｃを中
心に広範囲にわたる相対変位を生じることになり、梁部
材３にある程度の変形を許容することができる。

【００１４】また、繊維シート４の限界伸び量が大きく
なるので、繊維シート４が容易に破断することなく梁部
材３に靱性的な挙動をさせることができる。次に、この
発明の別の実施の形態について説明する。この発明は、
上記実施の形態において繊維シート４の接着方法の変形
例を示したものであり、これ以外の説明は同じであるの
で省略する。

【００１５】先ず、図３に示すように、補強を要する梁
部材３の下面に、ここでは３０ｃｍ程度の間隔をあけ
て、通常のエポキシ樹脂等からなる接着剤を塗付して接
着部９と非接着部１０を交互に設けた後に、１層目の繊
維シート４を梁部材３の下面に貼付する。なお、この間
隔は梁部材３のスパン，接着剤の種類等を考慮して適宜
変化させることができるのは勿論である。

【００１６】次いで、上述の１層目における非接着部１
０の下側に接着部９を、１層目の繊維シート４の接着部
９下側に非接着部１０を設けるようにして接着剤を塗付
した後に２層目の繊維シート４を貼付する。さらに、１
層目の接着剤と同位置に接着部９と非接着部１０を設け
て３層目の繊維シート４を貼付する。

【００１７】このように、梁部材３下面に所定間隔をあ
けて交互に接着部９と非接着部１０を設けることによ
り、接着部９では、梁部材３にかかるせん断および曲げ
を繊維シート４の引張り方向で直接負担する。また、梁
部材３にかかるせん断および曲げ応力が過大となり梁部
材３の中央部のひずみが大きくなってひび割れが発生
し、あるいは発生しそうになった場合には、非接着部１
０が、ひび割れ発生箇所Ｃを中心に広範囲にわたる梁部
材３との相対変位を生じることになり、梁部材３にある
程度の変形を許容することができる。

【００１８】従って、繊維シート４全体の限界伸び量を
大きくして繊維シート４に局部的にかかる応力を広範囲
に分散でき、これにより、繊維シート４の早期破断を防
止するとともに梁部材３を靱性的な挙動とすることがで
きる。なお、この実施の形態においても繊維シート４を
３層にして梁部材３を補強する場合について説明した
が、必ずしもこれに限らず、１層または３層以外の複数
層の繊維シート４で構成することもできる。

【００１９】また、各層の繊維シート４の接着方法はこ
れに限るものではなく、例えば、図４に示すように、１
層目と３層目に接着部９と非接着部１０を同位置に設け
て、２層目は全体を完全接着することにより、非接着部
１０を設ける層と完全接着する層とを交互に積層するこ
ともできる。さらに、図５に示すように、１層目のみに
接着部９と非接着部１０を交互に設けて、他層は、通常
と同様に完全接着することもできる。

【００２０】また、この実施の形態で、繊維シートの幅
方向では、接着部９と非接着部１０を同一位相とする場
合について説明したが、図６に示すように、所定間隔を
あけて接着部９と非接着部１０を交互に設けて、全体で
格子状に配置することにより、梁部材３を、さらに靱性
的な挙動にすることもできる。なお、上記実施の形態に
おいて使用する接着剤は、これ以外に、ポリマーセメン
トモルタル，ポリマーモルタル等も使用することができ
る。

【００２１】さらに、上記実施の形態においては、梁部
材３を補強する場合について説明したが、柱部材２にも
適用することができる。また、上記実施の形態において
は、鉄筋コンクリートからなる構造物１を補強する場合
について説明したが、必ずしもこれに限るものではな
く、鉄骨鉄筋コンクリート（Ｓ・Ｒ・Ｃ）構造物等のあ
らゆるコンクリート部材に適用できるのは勿論である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のコンク
リート部材の繊維シート接着方法によれば、コンクリー
ト部材と繊維シートとの接着力を部分的に変化させた
り、接着部と非接着部を交互に設けることにより、コン
クリート部材にかかる曲げおよびせん断力を繊維シート
に直接伝達させることができるとともに、繊維シートに
かかるひずみを広範囲に分散することにより補強部材の
挙動を靱性的にして応力集中による脆性破壊を防止する
ことができる。

【００２３】これにより、既存のコンクリート構造物に
大規模な改修工事を行うことなく、耐震性能を大幅に向
上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態にかかるコンクリート部
材の繊維シート接着方法に適用した構造物を示す側面図
である。

【図２】この発明の実施の形態にかかるコンクリート部
材の繊維シート接着方法およびその構造を示す側断面図
である。

【図３】この発明の別の実施の形態にかかるコンクリー
ト部材の繊維シート接着方法およびその構造を示す側断
面図である。

【図４】この発明の別の実施の形態にかかるコンクリー
ト部材の繊維シート接着方法およびその構造の変形例を
示す側断面図である。

【図５】この発明の別の実施の形態にかかるコンクリー
ト部材の繊維シート接着方法およびその構造の変形例を
示す側断面図である。

【図６】この発明の別の実施の形態にかかるコンクリー
ト部材の繊維シート接着方法およびその構造の変形例を
示す平断面図である。

【図７】従来のコンクリート部材の繊維シート接着方法
のひび割れ発生時における鉄筋および繊維シートの歪み
曲線である。

【符号の説明】

１……構造物 ２……柱部材 ３……梁部材 ４……繊維シート ５〜８……接着剤 ９……接着部 １０……非接着部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート部材の引張力が加わる表面
   に繊維シートを貼付してコンクリート部材を補強するコ
   ンクリート部材の繊維シート接着方法において、 前記コンクリート部材と前記繊維シートとの接着力を部
   分的に変化させることにより前記繊維シートと前記コン
   クリート部材との相対変位が可能な部分を設けたことを
   特徴とするコンクリート部材の繊維シート接着方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のコンクリート部材の繊
   維シート接着方法において、前記コンクリート部材と前
   記繊維シートとを接着力の異なる複数の接着剤によって
   接着したことを特徴とするコンクリート部材の繊維シー
   ト接着方法。
3. 【請求項３】 コンクリート部材の引張力が加わる表面
   に繊維シートを貼付してコンクリート部材を補強するコ
   ンクリート部材の繊維シート接着方法において、 前記コンクリート部材と前記繊維シートとの貼付面に接
   着部と非接着部を交互に設けたことにより、前記繊維シ
   ートと前記コンクリート部材との相対変位が可能な部分
   を設けたことを特徴とするコンクリート部材の繊維シー
   ト接着方法。