(57)【要約】【課題】繊維補強コンクリートによる制震機能を有効に活用して優れた制震効果が得られる制震部材を提供する。【解決手段】本発明の制震部材１は、コンクリート中に短繊維が配合された繊維補強コンクリートが長尺の軸力部材として一体成形されてなり、その両端部が構造物に対して着脱可能に接合されてブレースまたは間柱の形態で設置されることにより、地震時における構造物の層間変形による軸方向の変形により繊維が塑性変形して震動減衰効果を発揮することを特徴とする。必要に応じて軸方向に沿う主筋５および横断面に沿うせん断補強筋６を配筋しても良い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート中に短繊維が配合された繊維補強コンクリートが長尺の軸力部材として一体成形されてなり、その両端部が構造物に対して着脱可能に接合されてブレースまたは間柱の形態で設置されることにより、地震時における構造物の層間変形による軸方向の変形により繊維が塑性変形して震動減衰効果を発揮することを特徴とする制震部材。
【請求項２】
軸方向に沿う主筋および横断面に沿うせん断補強筋が配筋されてなることを特徴とする請求項１記載の制震部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は繊維補強コンクリートからなる制震部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、鋼繊維や炭素繊維あるいは各種の合成繊維の短繊維を補強材としてコンクリート中に配合した繊維補強コンクリートは、通常の鉄筋コンクリートに比較して格段に靱性に優れてひび割れの発生を有効に防止できるものである。
【０００３】
この種の繊維補強コンクリートにより形成されたコンクリート部材は、地震により変形を生じた際には繊維により震動エネルギーを吸収して震動を減衰させる効果も期待できることから、たとえば特許文献１や特許文献２に示されるように繊維補強コンクリートを建物や構造物における制震要素（ダンパー）として利用することも提案されている。
【特許文献１】特開２０００−３０３７１５号公報
【特許文献２】特開２００３−２５３９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示される制振ダンパーはいわゆるＣＲＣ（コンパクト強化複合材）からなる履歴ダンパーであって、耐力要素としての支柱やブレースと梁との間に介装されることによって地震時における建物の層間変形により軸方向に変形し、それにより振動エネルギーを吸収して減衰効果が得られるとされているが、これは単なる小断面かつ小寸法のブロック状の部材でしかないのでさしたる制震効果を期待できない。
また、この制振ダンパーが確実に作動するためには支柱やブレースおよび梁の双方に対して確実強固に接合する必要があるが、そのようなことは必ずしも容易ではない。
【０００５】
特許文献２に示される制震用板体は、モルタルからなる壁体に短繊維を分散させるとともに低降伏点鋼からなる補強部材を組み込んだもので、短繊維と低降伏点鋼の双方により地震エネルギを吸収する制震壁として機能するとされているが、壁の形態で設置されることから層間変位に伴う曲げとせん断に対して抵抗するものとなり、したがって制震壁としては剛性が高くなりすぎてしまって寧ろ耐力要素としての耐力壁として機能するものであり、やはり充分な制震効果は期待できない。また、高価な低降伏点鋼を用いることからコスト高でもある。
【０００６】
上記事情に鑑み、本発明は繊維補強コンクリートによる制震機能を有効に活用し得て優れた制震効果が得られる有効適切な制震部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の制震部材は、コンクリート中に短繊維が配合された繊維補強コンクリートが長尺の軸力部材として一体成形されてなり、その両端部が構造物に対して着脱可能に接合されてブレースまたは間柱の形態で設置されることにより、地震時における構造物の層間変形による軸方向の変形により繊維が塑性変形して震動減衰効果を発揮することを特徴とするものである。
本発明の制震部材には、必要に応じて軸方向に沿う主筋および横断面に沿うせん断補強筋を配筋しても良い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の制震部材はその全体が繊維補強コンクリートにより一体成形されているので、繊維が配合されない通常の鉄筋コンクリートと同等以上の圧縮耐力を有することは言うに及ばず、無筋であっても優れた引張耐力やせん断耐力、座屈強度を有するものであるし、特に普通コンクリートに比較して格段に高靱性であるので優れたひび割れ防止効果が得られる。
【０００９】
本発明の制震部材は構造物に対してブレースあるいは間柱として設置されることにより地震時には層間変形による軸力（軸方向の圧縮力および引張力）を受け、想定規模の地震時に引張力によりコンクリートにひび割れが発生した際には繊維がひび割れ面間をつなぎ止めつつ塑性変形を生じ、それにより地震エネルギーを効果的に吸収して優れた減衰効果を発揮する。
【００１０】
また、想定以上の大変形が生じてひび割れが拡大する事態になった際には、繊維がひび割れの拡大を拘束してその成長速度を抑制することにより、微細なひび割れが大きなき裂に発展するまでの時間を稼ぎつつ地震エネルギーを吸収し続け、それにより大地震時においても優れた制震効果が得られる。
さらに、本発明の制震部材はその両端部が適宜の接合部材により構造物に対して着脱可能に接合されることにより、大地震による大きな損傷を受けた場合には容易に取り外して交換ないし補修することが可能である。
【００１１】
本発明の制震部材はそれ自体がブレースや間柱の形態とされてその全断面かつ全長にわたって繊維補強コンクリートにより一体成形されているので、特許文献１に示される小断面、小寸法のブロック状の制振ダンパーに比べれば遙かに効率的かつ充分な制震効果が得られる。
また、特許文献２に示される従来の制震用板体のように壁の形態で設置されるものではないので平面計画上の制約を受けにくく、その設置や交換も遙かに簡易に行うことができるし、高価な低降伏点鋼を用いるものでもないので充分に安価に製作可能である。
【００１２】
なお、本発明の制震部材には必要に応じて主筋やせん断補強筋を配筋しても良く、その場合には表面ひび割れ効果を向上させることができるし、引張耐力やせん断耐力、座屈強度をより向上させて究極時の破断や大損壊を防止し得るフェイルセーフ機能も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本発明の実施形態である制震部材１を示す断面図、図２はその制震部材をブレースの形態で建物に設置した状態を示す図である。
本実施形態の制震部材１はその全体が繊維補強コンクリートにより一体成形されたコンクリート部材であり、通常のブレースと同様に軸力（軸方向の圧縮力および引張力）に対する所定の耐力を有するとともに、所定引張力を受けた際にはひび割れが生じて繊維が塑性変形することにより震動減衰効果を発揮してそれ自体がダンパーとして機能するものである。
【００１４】
制震部材１の素材としての繊維補強コンクリートは基本的には特許文献１〜２において使用されているものと同様のもので良く、特に特許文献１に示されているＣＲＣが好適に採用可能である。
すなわち、コンクリートとしては普通セメントに適宜の骨材と必要に応じて適宜の減水剤や混和材を配合したもので良い。
繊維としては各種の高強度かつ高弾性繊維、たとえば鋼繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン繊維、ビニロン繊維等の高強度合成繊維等の短繊維、特に伸びが２％以上であるものが好適に採用可能である。
いずれにしても、繊維の種類や径、長さ、配合量、その他の仕様はこの制震部材１に要求される性能に応じて最適設計すれば良いし、繊維は特定の方向に配向させることなく制震部材の全体にわたって満遍なく分散させれば良く、そのための製造手法も任意である。
【００１５】
本実施形態では２本の制震部材１を図２に示すように柱２と梁３とに囲まれる躯体フレームの内側にＫ形ブレースの形式で設置するのであるが、各制震部材１の両端部はそれぞれ接合部材４を介して躯体に対して着脱可能な状態で接合する。
接合部材４は充分な接合強度を有しかつ容易に着脱可能なものであればその形式は特に限定されないが、剛接合とせずに実質的にピン接合として建物の層間変形が軸力として制震部材１に伝達されるのみで曲げおよびせん断力が伝達されない形式とすることが好ましい。
このように制震部材１を躯体に対して接合部材４を介して着脱可能に接合することにより、制震部材１が大地震による大きな損傷を受けたような場合には容易に取り外して交換ないし補修することが可能である。
【００１６】
本実施形態の制震部材１は基本的に軸力部材であって大きな曲げやせん断力を受けることがないし、また繊維補強コンクリートは自ずと充分な引張耐力やせん断耐力、座屈強度を有することから無筋とすることも可能であるが、必要であれば最小限の鉄筋を配筋することでも良い。
その場合、たとえば図１に示しているように横断面の４隅部に軸方向に沿って主筋５を配筋するとともに、それを取り囲むようにせん断補強筋６（梁における肋筋、柱における帯筋に相当）を配筋することが好ましく、それにより表面ひび割れ効果を向上させることができるし、引張耐力やせん断耐力、座屈強度をより向上させて究極時の破断や大損壊を防止し得るフェイルセーフ機能も得られる。
【００１７】
本実施形態の制震部材１は建物に対してブレースとして設置されることにより地震時には層間変形による軸力を受け、想定規模の地震時には引張力によりコンクリートに微細なひび割れが発生し、その際には繊維がひび割れ面間をつなぎ止めつつ塑性変形を生じ、それにより地震エネルギーを効果的に吸収し得て優れた減衰効果を発揮する。
また、想定以上の大変形が生じてひび割れが拡大する事態になった際には、繊維がひび割れの拡大を拘束してその成長速度を抑制することにより、微細なひび割れが大きなき裂に発展するまでの時間を稼ぎつつ地震エネルギーを吸収し続け、それにより大地震時においても優れた制震効果が得られる。
【００１８】
そして、本実施形態の制震部材１は、それ自体がブレースの形態とされてその全断面かつ全長にわたって繊維補強コンクリートにより一体成形されているので、特許文献１に示される小断面、小寸法のブロック状の制振ダンパーに比べれば遙かに効率的かつ充分な制震効果が得られる。
また、特許文献２に示される従来の制震用板体のように壁の形態で設置されるものではないので、平面計画上の制約を受け難いしその設置や交換も遙かに簡易に行うことができ、また高価な低降伏点鋼を用いるものでもないので充分に安価に製作可能である。
【００１９】
なお、特開２０００−３０９０１１号公報には、特に制震効果を期待するものではないが、短繊維補強構造部材としての薄肉成形パネルや断面コ字型、Ｌ字型、ロ字型、円筒型の薄肉成形部材を組み合わせて床や壁、梁や柱を構成することについての開示があり、そのような技術を利用して本発明の制震部材を構成することも考えられなくはないが、多数の部材を組み合わせて本発明のブレースや間柱のような棒状構造部材を構成する場合には、軸圧縮力を受けた際に座屈したりばらばらに分解してしまうことのないように確実強固に一体化させる必要があり、したがってそのようなことは製作の手間や経済性を考慮すると現実的ではなく好ましくない。
それに対し、本発明の制震部材はその全体を単に一体成形するものであって、通常のＣＲＣ製造手法をそのまま採用して単純な工程のみで容易にかつ安価に製作可能であり、この点においても極めて有効である。
【００２０】
以上で本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の設計的変更や応用が可能である。
たとえば、上記実施形態では本発明の制震部材をブレースとして設置するものとしたが、ブレースではなく間柱として設置することでも同様の効果が得られる。その場合は、間柱として機能する制震部材の全体を繊維補強コンクリートにより一体成形し、その両端部を上下の梁に対して接合部材（実質的にピン接合形式によるものが好ましい）を介して着脱可能な状態で接合すれば良い。
勿論、本発明の制震部材は建物のみならず各種用途、各種構造の構造物全般に対して広く適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態である制震部材の概略構成を示す断面図である。
【図２】同制震部材の建物への設置例である。
【符号の説明】
【００２２】
１  制震部材
２  柱
３  梁
４  接合部材
５  主筋
６  せん断補強筋
【図１】
2010127002.tif 000003
【図２】
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