JPH1120025A

JPH1120025A - 繊維強化プラスチック製線材の接続構造

Info

Publication number: JPH1120025A
Application number: JP9182284A
Authority: JP
Inventors: Kozo Kimura; 耕三木村; Yoshikazu Uchiumi; 良和内海
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 1999-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】スリーブを使用することなく、また接着剤の
充填作業を不要とし、接合強度の高いＦＲＰ製線材の接
合構造を提供することである。【解決手段】本発明のＦＲＰ製線材の接続構造は、Ｆ
ＲＰ製線材１０の端部に形成した定着部材１４に、胴体
部１６を介して被接合部材となるボルト１２の定着部材
１４を接触させ、定着部材１４同士の外周を包絡して樹
脂に含浸させた強化繊維１８を巻き付け、ＦＲＰ外殻と
するものである。

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、トラス構造など
の大スパン構造に用いる構造部材、プレストレストコン
クリート（以下ＰＣという）用緊張材、コンクリート補
強用鉄筋代替材などに使用する繊維強化プラスチック
（以下ＦＲＰという）製線材の接続構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】トラス構造などの大スパン構造に用いる
構造部材は、軽量で高強度であることが要求される。こ
の点、ＦＲＰは鋼材より軽量で高強度である。しかし、
ＦＲＰ製の棒状部材ないしは線材の端部を定着・接合す
る場合には、ねじ切りしてボルト結合したり、穴開けし
て羽子板接合すると著しく強度が低下し、また溶接もで
きない。一方、部材相互の接合に類似するものとしてＰ
Ｃ用緊張材の定着構造がある。すなわちＰＣ緊張材の端
部は、例えば特開平３−２０２５３９号公報に示すよう
に、接着剤を介してスリーブに接合してスリーブをコン
クリート部材端部に定着するのが一般的である。

【０００３】図４（ａ），（ｂ）はその詳細な構造を示
すもので、ＦＲＰロッド１の定着端部表面は目荒らしな
どの増摩擦表面処理が施され、これを定着するためのス
リーブ２の両端開口３，３’はロッド１を挿入可能な程
度に縮径されているとともに、スリーブ２内には、早期
硬化性、かつ膨張性を有する高強度グラウトなどの接着
剤４が充填され、その硬化によってＦＲＰロッド１の周
面を高い内圧をもって均一に圧縮した状態で高強度に固
結している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
棒状部材の相互間の接続構造に応用可能と考えられる上
記のＰＣ用緊張材定着構造にあっては、ロッド１をスリ
ーブ２内に嵌合した後に接着剤４を充填する作業を必要
とするため、接着剤の充填性確保のために細心の注意を
要し、作業が煩わしいという課題があった。

【０００５】この発明は、以上の問題を解決するもので
あって、スリーブを使用することなく、また接着剤の充
填作業を不要とし、接合強度の高いＦＲＰ製線材の接合
構造を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明のうち請求項１記載の発明は、ＦＲＰ製線材
の端部に形成した定着部に、被接合部材の定着部を接触
させ、定着部同士の外周を包絡して樹脂に含浸させた繊
維を巻き付け、ＦＲＰ外殻とすることを特徴とするもの
である。したがって、以上の構造とすることで、樹脂含
浸の強化繊維が、中空ＦＲＰパイプを形成した状態で定
着部同士の外周を覆うため、接合強度が高く、従来のよ
うなスリーブによる定着構造が不要となる。

【０００７】本発明のうち請求項２に記載の発明にあっ
ては、前記定着部の間に胴体部を介在させたことを特徴
とするものである。したがって、この発明にあっては、
接合部に生じ易い局部的な圧縮力に対する座屈防止機能
をもつ部材を形成させることができる。

【０００８】本発明のうち請求項３に記載の発明にあっ
ては、前記定着部がアルミ合金などの金属合金またはセ
ラミックスからなることを特徴とするものである。した
がって、この発明にあっては、線材および被接合部材端
部の接合強度が高く、特にセラミックスを使用した場合
には電気的絶縁性が高い。

【０００９】本発明のうち請求項４に記載の発明は、前
記定着部が、中心貫通穴付きの半球状固形物にＦＲＰ製
線材の端部をその球面側から挿通・固着したものである
ことを特徴とするものである。したがって、以上の構造
とすることで、定着部に対する引張り、または圧縮力が
作用した場合には、その力を半球方向に分散させるた
め、局部応力を吸収できる。

【００１０】本発明のうち請求項５に記載の発明にあっ
ては、前記胴体部を発泡樹脂、超軽量無機材料または軽
金属で構成したことを特徴とするものである。したがっ
て、この構造によれば軽量化を図ることができる。

【００１１】本発明のうち請求項６に記載の発明は、Ｆ
ＲＰ外殻の繊維を、ＦＲＰ製線材および被接合部材とに
交互に紡錘状に巻付けることを特徴とするものである。
したがって、この構造では、線材の軸方向に樹脂強化繊
維が平行しているため、この部分の引張り応力を分担す
るとともに、圧縮応力を内部の胴体部で分担する。

【００１２】本発明のうち請求項７に記載の発明は、前
記胴体部と繊維とが一体化されており、かつ、該胴体部
が、繊維の降伏点より低い降伏点を有する金属であるこ
とを特徴とするものである。したがって、この構造とす
ることで、みかけ上の靱性のある部材とすることができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明にかかる接合構造の分解斜
視図、図２（ａ），（ｂ）は接合状態を示す、外面図お
よび断面図である。図において、１０はＦＲＰ製線材、
１２は被接合部材であるボルトである。ＦＲＰ製線材１
０の定着端部およびボルト１２の定着端部にはそれぞれ
半球状をした定着部材１４が予め固着されている。この
定着部材１４は、アルミ合金などの金属合金、あるいは
セラミックスなどからなる中心貫通穴付の半球状の中実
筒体からなるものであって、ＦＲＰ製線材１０側では、
その製造時において、その端部を中心貫通穴に球面側か
ら挿通し、一体的に固着したものである。

【００１５】両定着部材１４の間には、定着部材１４の
直径と等しい径に設定された胴体部１６が介在されてい
る。

【００１６】この胴体部１６は、発泡樹脂、超軽量無機
材料または軽金属で構成されるものであって、一般的に
は中空ＦＲＰパイプを形成するときの型、すなわち、マ
ンドレルとしての機能を備えたものであって、その外周
に包絡される強化繊維１８の巻回長さに応じて設けら
れ、この胴体部１６を介した三者の接合状態でその外周
に強化繊維１８が巻付けられ、その外周全体を強化繊維
１８で覆う。

【００１７】強化繊維１８としては、ガラス繊維、炭素
繊維、ケブラーなど繊維強化プラスチックに用いられる
一般的繊維のロービングが用いられる。

【００１８】巻付け方法としては、ＦＲＰ製線材１０お
よびボルト１２を両側軸として強化繊維１８の一端を一
方の軸に巻付けた状態で他方の軸側に巻回する作業を交
互に繰り返すことで、定着部材１４および胴体部１６の
全周をその長さ方向にほぼ沿って包絡することになる。

【００１９】次いで、巻回作業の後、強化繊維１８に、
エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性
の樹脂を含浸させることで、強固な外殻が形成される。
なお、樹脂含浸させながら以上の巻回作業を行うことも
できる。

【００２０】図３（ａ），（ｂ）は、以上の接合構造に
引張り力および圧縮力が作用した状態を示すものであ
り、以上の部材に引張り力が作用した場合には、定着部
材１４が曲面であるため、その力は（ａ）の矢印に示す
ごとく分散され、応力集中による繊維の早期破断がな
く、応力が強化繊維１８に一様に伝達される。また、こ
の強化繊維１８には継目部分がないため、ＦＲＰの持つ
引張り強度を十分に生かすことができる。

【００２１】また、内部においては、胴体部１６として
靱性のある金属材料を用い、かつ強化繊維１８と樹脂を
介して一体化することにより、胴体部１６の引張り降伏
を先行させ、見かけ上靱性のある、すなわち粘りのある
接合構造とすることができる。

【００２２】一方、（ｂ）の矢印に示すごとく、圧縮力
が作用した場合には、内部の胴体部１６が補強繊維１８
の座屈防止材として機能し、これと同時に圧縮力を分担
するため、強化繊維１８の負担圧縮力が低減し、座屈が
生じにくいものとなる。

【００２３】なお、本実施形態では、両定着部材１４間
に胴体部１６を介在させるものであったが、胴体部を省
略することもできる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によるＦＲＰ製線材の接続構造にあっては、樹脂含浸
の強化繊維が、中空ＦＲＰパイプを形成した状態で定着
部同士の外周を覆うため、接合強度が高く、従来のよう
なスリーブによる定着構造による不具合を解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる接続構造の分解斜視図である。

【図２】（ａ）は同接続構造における外観を示す側面図
である。（ｂ）は同側断面図である。

【図３】（ａ）は同構造に引張り力がかかった場合の力
の方向を示す説明図である。（ｂ）は同じく圧縮力が作
用した状態の力の方向を示す説明図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は従来のスリーブを用いた定着
構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ＦＲＰ製線材１２ボルト（被接合部材）１４定着部（材）１６胴体部１８強化繊維

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＦＲＰ製線材の端部に形成した定着部
に、被接合部材の定着部を接触させ、定着部同士の外周
を包絡して樹脂に含浸させた繊維を巻き付け、ＦＲＰ外
殻とすることを特徴とする繊維強化プラスチック製線材
の接続構造。
【請求項２】前記定着部の間に胴体部を介在させたこ
とを特徴とする請求項１に記載の繊維強化プラスチック
製線材の接続構造。
【請求項３】前記各定着部がアルミ合金などの金属合
金またはセラミックスからなることを特徴とする請求項
１または２に記載の繊維強化プラスチック製線材の接続
構造。
【請求項４】前記定着部が、中心貫通穴付きの半球状
固形物にＦＲＰ製線材の端部をその球面側から挿通・固
着したものであることを特徴とする請求項１〜３のいず
れかに記載の繊維強化プラスチック製棒状材の接続構
造。
【請求項５】胴体部を発泡樹脂、超軽量無機材料また
は軽金属で構成したことを特徴とする請求項１〜４のい
ずれかに記載の繊維強化プラスチック製線材の接続構
造。
【請求項６】ＦＲＰ外殻の繊維を、ＦＲＰ製線材およ
び被接合部材とに交互に紡錘状に巻付けることを特徴と
する請求項１〜５のいずれかに記載の繊維強化プラスチ
ック製線材の接続構造。
【請求項７】前記胴体部と繊維とが一体化されてお
り、かつ、該胴体部が、繊維の降伏点より低い降伏点を
有する金属であることを特徴とする請求項２〜６のいず
れかに記載の繊維強化プラスチック製線材の接続構造。