JPS6080646A - 構造用複合材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）６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：よ、第５図及び第
６図に示すように、コンクリ−１・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、十分に余裕を持ったコ
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−１・の多消費に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。

（ｄ）０発明の目的 本発明は、前述の欠点を解消すべく、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）０発明の構成 即ち、本発明は、高性能連続ｍ維よりも大なる曲げ剛性
を有し、かつ塑性変形の可能な芯材を有し、前記芯材に
高性能Ｉ！に維の連続糸からなる高性能連続繊維を前記
芯材の軸心方向に設けて構成される。

（す下余白） （ｆ）０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−１・構造部材を示す平面図、第２図は第】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て蝉旋
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
ｌＯは、図に示すように、適度な剛性及び曲げ性能を有
する鉄、合成樹脂等からなる棒状の芯材１１を有してい
る。芯材１】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。乙のせん断補強筋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は曲げ加工を行っ
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Ｂ７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ろ（当然、その曲げ剛性
は、いが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１こおいては、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ば、構
造用複合材】０の設置時に、高性能連続繊維１２と共ｆ
こ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−ト禎合部材５の強度には全く影響しない。

また、芯材１１に凹凸１１ａを設ける乙とにより、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１
１の周囲に高性能連ｌｌ１ｍ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の構築用に限らず、プレキャスト
コンクリート打設時のｐｃ鋼線、ＰＣ鋼棒の代用として
、また吊り橋等の支持ローブとしても用いることが可能
である。

また、設置時における作業性を良くし、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
ーティングしておくことも有効である。

（ｇ）０発明の効果 ９上、説明したように、本発明によれば、鉄、合成樹脂
等の高性能連続繊維１２よりも大なる曲げ剛性を有し、
塑性変形の可能な芯材１１を有し、前記芯材１１に炭素
繊維、アラミツド繊維等の高性能繊維の連続糸からなる
高性能連続ｍ維１２を前記芯キイ１１の軸心方向である
矢印Ａ、Ｂ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、高性能連続ｍ維１２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、高性能連続繊維１２として炭素繊維を用いた場合
には、鉄に比して高１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１
０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乙とが出来、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、高性能
連続繊維１２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。

【図面の簡単な説明】

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 】】　芯材 １２　高性能連続ｍ維 Ａ、Ｂ　軸心方向 出願人　三井建設株式会社 代理人　弁理士　相１）伸二

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高性能連続ｔｊＡ！１１．よりも大なる曲げ剛性を有し
   、かつ塑性変形の可能な芯材を有し、前記芯材に高性能
   繊維の連続糸からなる高性能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。