(57)【要約】【課題】  生産コストや輸送コストを縮減でき、曲げ加工による強度低下を防ぐことができる連続繊維補強材の配筋方法およびせん断補強筋を提供すること。【解決手段】  Ｌ字型で部材軸方向の孔９を有するジョイント材１を、孔が軸筋５の軸方向と直交するように軸筋５に取付ける。そして、樹脂カプセル７が設置された孔９に直線状の連続繊維補強材３を挿入し、樹脂７ａの付着作用により連続繊維補強材３とジョイント材１とを一体化する。ジョイント材１の両端に連続繊維補強材３を固定することで、ジョイント材１を介して直線状の２本の連続繊維補強材３が所定の角度をなして接続される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の孔を有する継手を軸筋と所定の角度をなして設置し、前記孔の内部に直線状の連続繊維補強材を挿入することを特徴とする連続繊維補強材の配筋方法。
【請求項２】
前記孔内には樹脂が配置され、前記樹脂により、前記継手と前記連続繊維補強材とが一体化されることを特徴とする請求項１記載の連続繊維補強材の配筋方法。
【請求項３】
前記孔の壁および前記連続繊維補強材の周囲にはネジフシが設けられ、前記継手と前記連続繊維補強材とが前記ネジフシにより一体化されることを特徴とする請求項１記載の連続繊維補強材の配筋方法。
【請求項４】
前記孔の壁および前記連続繊維補強材の周囲には凹凸が設けられ、前記継手と前記連続繊維補強材とが前記凹凸により一体化されることを特徴とする請求項１記載の連続繊維補強材の配筋方法。
【請求項５】
前記継手が所定の角度で曲げられたことを特徴とする請求項１記載の連続繊維補強材の配筋方法。
【請求項６】
端部が拡径された直線状の連続繊維補強材を、軸筋と所定の角度をなして設置することを特徴とする連続繊維補強材の配筋方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載された連続繊維補強材の配筋方法を用いて配筋されたことを特徴とするせん断補強筋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続繊維補強材の配筋方法およびせん断補強筋に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄筋コンクリート構造物の鉄筋代替材料として、連続繊維補強材（ＦＲＰ）が用いられてきた。連続繊維補強材は、現場での曲げ加工が困難であるため、工場で所定の形状にして樹脂を硬化させて曲げ加工していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１６９６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、工場での曲げ加工は作業が煩雑で、コストが高くなる。また、高密度配筋の場合、曲げ加工された連続繊維補強材を現場で配筋するのは非常に困難である。さらに、連続繊維補強材では、曲げ加工していない部分に比べて曲げ加工した部分の強度が小さくなるため、せん断補強の効果が小さくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明は、軸方向の孔を有する継手を軸筋と所定の角度をなして設置し、前記孔の内部に直線状の連続繊維補強材を挿入することを特徴とする連続繊維補強材の配筋方法である。
【０００６】
連続繊維補強材は、継手の片端または両端から挿入される。孔内には、例えば、樹脂が配置され、この樹脂により、継手と連続繊維補強材とが一体化される。樹脂は、樹脂カプセルを配置する、樹脂そのものを工場で孔内に注入するなどの方法で配置される。
【０００７】
孔の壁および連続繊維補強材の周囲にはネジフシが設けられることもある。この場合、ネジフシによって継手と連続繊維補強材とが一体化される。または、孔の壁および連続繊維補強材の周囲に凹凸が設けられ、凹凸によって継手と連続繊維補強材とが一体化されることもある。継手と連続繊維補強材との一体化には、樹脂とネジフシまたは凹凸とを併用してもよい。
【０００８】
継手は、せん断補強筋に必要とされる強度と同等以上の強度を持つように設計した材料及び形状とする。継手は、例えば、鋼材、ステンレス、セラミックス、超高分子量ポリエチレンなどの材質で、適切な角度に曲げ加工される。
【０００９】
第１の発明では、軸筋の位置で、あらかじめ所定の形状に加工された継手の両側に直線状の連続繊維補強材を接合して配筋する。または、あらかじめ所定の形状に加工された継手の片側に直線状の連続繊維補強材を接合し、継手を軸筋に引掛けて配筋する。
【００１０】
第２の発明は、端部が拡径された直線状の連続繊維補強材を、軸筋と所定の角度をなして設置することを特徴とする連続繊維補強材の配筋方法である。
第２の発明では、拡径された部分を軸筋に引掛けて、連続繊維補強材を配筋する。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明の連続繊維補強材の配筋方法を用いて配筋されたことを特徴とするせん断補強筋である。
【００１２】
第３の発明では、例えば、継手を用いて連続繊維補強材を接合して複数の軸筋を囲い込むように設置し、せん断補強筋とする。または、連続繊維補強材と一体化された継手や、連続繊維補強材の端部の拡径された部分を軸筋に引掛けてせん断補強筋とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の連続繊維補強材の配筋方法およびせん断補強筋は、工場で曲げ加工を行わず、ジョイント材を介して直線状の連続繊維補強材を現場で接続するため、生産コストや輸送コストを縮減でき、曲げ加工による強度低下を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、連続繊維補強材３の接続部の断面図、図２は、軸筋５の周囲にせん断補強筋６を設置した状態を示す図である。図２に示すように、せん断補強筋６は、複数の連続繊維補強材３、連続繊維補強材３の継手であるジョイント材１等で構成される。せん断補強筋６は、複数の軸筋５を囲むように、軸筋５の軸方向に所定の間隔をおいて配筋される。
【００１５】
図１に示すように、ジョイント材１は、曲折部８を有するＬ字型の部材であり、部材軸方向に孔９が設けられる。ジョイント材１は、せん断補強筋６に必要とされる強度と同等以上の強度を持つように設計した材料及び形状とする。ジョイント材１は、例えば、安価な鋼材で製作される。耐久性が必要とされる場合や、連続繊維補強材３の非磁性の特性を生かす場合には、ステンレス、セラミックス、超高分子量ポリエチレンなどで製作される。
【００１６】
連続繊維補強材３は、エポキシ樹脂やビニルエステル樹脂等を炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維等の連続繊維で強化し、棒状に成形したものとする。
【００１７】
せん断補強筋６を配筋するには、まず、孔９が軸筋５に直交し、曲折部８が軸筋５に沿うようにジョイント材１を配置し、番線や有機繊維等を用いてジョイント材１を軸筋５に固定する。そして、ジョイント材１を介して２本の直線状の連続繊維補強材３を接続する。
【００１８】
連続繊維補強材３とジョイント材１は、例えば、ケミカルアンカと同様の方法で一体化される。すなわち、図１の下半部に示すように、孔９の内部に樹脂カプセル７を設置した後、連続繊維補強材３（３ｂ）を矢印Ａに示すように孔９内に挿入する。連続繊維補強材３の挿入によって樹脂カプセル７の樹脂７ａが連続繊維補強材３とジョイント材１との間に充填され、樹脂７ａが硬化すると、図１の上半部に示すように、樹脂７ａによって連続繊維補強材３（３ａ）とジョイント材１とが一体化される。連続繊維補強材３とジョイント材１との一体化には、樹脂７ａ以外の無機系の材料を用いてもよい。
【００１９】
ジョイント材１と連続繊維補強材３とが重なる部分の長さＬは、付着耐力が対象部位のせん断補強筋に必要な強度（例えばＳＤ２９５の規格破断強度）を満たすように定める。ここで、付着耐力は、長さＬ、樹脂７ａと連続繊維補強材３の付着強度τ、連続繊維補強材３の周長φを用いて、φ×τ×Ｌで算出される。
【００２０】
このように、第１の実施の形態では、せん断補強筋６の曲がり部に現場でジョイント材１を設置し、ジョイント材１と樹脂７ａを介して２本の直線状の連続繊維補強材３を接続することにより、工場で連続繊維補強材の曲げ加工を行うことなく、せん断補強筋６を設置できる。そのため、工場での連続繊維補強材の生産ラインを効率の良い直線のみとでき、コスト縮減が可能となる。また、直線状の連続繊維補強材は、工場から現場への運搬時にかさばらないので、輸送コストを縮減できる。
【００２１】
第１の実施の形態では、さらに、曲げ加工による連続繊維補強材の強度低下を防ぐことができる。また、連続繊維補強材を現場で接続するため、多少の配筋の変動に対応できる。
【００２２】
なお、図１では、樹脂カプセル７を配置した孔９内に連続繊維補強材３を挿入したが、樹脂カプセル７を用いずに、樹脂そのものを注入した孔９内に連続繊維補強材３を挿入し、ジョイント材１と連続繊維補強材３を一体化してもよい。また、所定の付着強度及び引張強度を有するものであれば、上述したように、樹脂のかわりに無機系の材料を用いてもよい。
【００２３】
樹脂そのものや無機系の材料を孔９内に直接注入する際には、例えば、ジョイント材１の曲折部８に注入口を設けておく。そして、曲折部８に設けられた注入口から、ジョイント材１の２ヶ所の直線部に樹脂や無機系材料を注入する。または、ジョイント材１の２ヶ所の直線部の矢印Ｄ、矢印Ｅに示す位置に、それぞれ注入口を設けておく。そして、各注入口から、ジョイント材１の直線部に樹脂や無機系材料を注入する。
【００２４】
次に、第２の実施の形態について説明する。図３は、連続繊維補強材１３の接続部の断面図を示す。第２の実施の形態では、第１の実施の形態のジョイント材１と連続繊維補強材３のかわりにジョイント材１１と連続繊維補強材１３を用いて、図２に示すせん断補強筋６を形成する。
【００２５】
図３に示すように、ジョイント材１１は、曲折部１８を有するＬ字型の部材であり、部材軸方向に孔１９が設けられる。ジョイント材１１は、せん断補強筋６に必要とされる強度と同等以上の強度を持つように設計した材料及び形状とする。ジョイント材１１は、第１の実施の形態と同様の材料を用いて製作される。ジョイント材１１の孔１９の直線部分の内周面には、ネジフシ１５が設けられる。
【００２６】
連続繊維補強材１３は、連続繊維補強材３と同様の材質の棒状の部材である。連続繊維補強材１３の周囲には、ジョイント材１１のネジフシ１５と螺合させるためのネジフシ１７が設けられる。
【００２７】
せん断補強筋６を配筋するには、まず、孔１９が軸筋５に直交し、曲折部１８が軸筋５に沿うようにジョイント材１１を配置し、ジョイント材１１を軸筋５に取り付ける。そして、ジョイント材１１を介して２本の連続繊維補強材１３を接続する。
【００２８】
連続繊維補強材１３とジョイント材１１を一体化するには、図３の下半部に示すように、連続繊維補強材１３（１３ｂ）を矢印Ｂに示すように孔１９内にねじ込む。すると、図３の上半部に示すように、ネジフシ１５とネジフシ１７が噛み合って、連続繊維補強材１３（１３ａ）とジョイント材１１が一体化される。ネジフシ１５とネジフシ１７による定着強度は、対象部位のせん断補強筋に必要な強度を満たすものとする。
【００２９】
第２の実施の形態では、現場でせん断補強筋６の曲がり部にジョイント材１１を設置し、ジョイント材１１と直線状の連続繊維補強材１３をネジフシ１５、ネジフシ１７を用いて機械的に定着させることにより、工場で連続繊維補強材の曲げ加工を行うことなく、せん断補強筋６を設置できる。そのため、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
なお、第２の実施の形態では、ジョイント材１１にネジフシ１５を、連続繊維補強材１３にネジフシ１７を設けて螺合させることにより、ジョイント材１１と連続繊維補強材１３を一体化したが、両者を機械的に定着させる方法は、ネジフシ加工に限らない。
【００３１】
図４は、連続繊維補強材２３の接続部の断面図を示す。図４に示すジョイント材２１、連続繊維補強材２３は、図３に示すジョイント材１１、連続繊維補強材１３に相当し、それぞれと同様の材料で形成される。ジョイント材２１は、Ｌ字型の部材であり、部材軸方向に孔２９が設けられる。ジョイント材２１の孔２９の直線部分の内周面には、凹凸２５が設けられる。連続繊維補強材２３は棒状の部材であり、ジョイント材２１に挿入される部分の周囲に凹凸２７が設けられる
【００３２】
連続繊維補強材２３とジョイント材２１を一体化するには、図４の下半部に示すように、連続繊維補強材２３（２３ｂ）を矢印Ｃに示すように孔２９内に挿入する。すると、図４の上半部に示すように、凹凸２５と凹凸２７が噛み合って、連続繊維補強材２３（２３ａ）とジョイント材２１が一体化される。
【００３３】
このように、ジョイント材２１と連続繊維補強材２３の双方に凹凸を設けて両者を機械的に定着させることもできる。ジョイント材２１と連続繊維補強材２３とが重なる部分の長さは、凹凸２５と凹凸２７による定着力が、対象部位のせん断補強筋に必要な強度を満たすように定める。
【００３４】
ジョイント材と連続繊維補強材とを一体化する際には、図３に示すネジフシ加工や図４に示す凹凸加工等による機械的な接合方法と、第１の実施の形態の樹脂を用いた接合方法を併用してもよい。ネジフシ加工や凹凸加工による機械的な定着作用と、樹脂の付着力による定着作用の効果を組み合わせることにより、ジョイント材と連続繊維補強材とが重なる部分の長さを短縮できるので、ジョイント材を小さくすることができる。
【００３５】
第１、第２の実施の形態では、ジョイント材を軸筋５に固定した後、ジョイント材と連続繊維補強材を一体化したが、せん断補強筋６の配筋が高密度でない場合は、工場でジョイント材と連続繊維補強材を一体化しておいてもよい。これにより、現場での施工性を向上させることができる。
【００３６】
次に、第３の実施の形態について説明する。図５は、軸筋５に連続繊維補強材３３を設置した状態を示す図である。連続繊維補強材３３は、第１の実施の形態の連続繊維補強材３と同様の材質の棒状の部材である。連続繊維補強材３３の端部３１は、断面積が徐々に拡大され、ラッパ状に成形される。
【００３７】
連続繊維補強材３３をせん断補強筋として用いる際には、連続繊維補強材３３を、軸筋５に直交するように配置し、端部３１を軸筋５に引掛ける。
【００３８】
このように、第３の実施の形態では、連続繊維補強材３３の製作時に端部３１をラッパ状にしておき、現場で端部３１を軸筋５に引掛けてせん断補強筋とする。連続繊維補強材３３を用いる場合でも、曲げ加工を行わないため、工場での生産コスト、運搬時の輸送コストを縮減できる。また、連続繊維補強材の強度低下を防ぐことができる。
【００３９】
次に、第４の実施の形態について説明する。図６は、軸筋５にジョイント材１と一体化された連続繊維補強材３を設置した状態を示す図である。図６に示すジョイント材１と連続繊維補強材３は、第１の実施の形態で用いたものと同様の部材である。
【００４０】
図６では、ジョイント材１の一端のみに連続繊維補強材３が挿入され、樹脂７ａを用いてジョイント材１と連続繊維補強材３とが一体化される。第４の実施の形態では、連続繊維補強材３を軸筋５に直交するように配置し、ジョイント材１を軸筋５に引掛けて、連続繊維補強材３をせん断補強筋として用いる。
【００４１】
第４の実施の形態では、Ｌ字型のジョイント材１の片端に連続繊維補強材３を接合し、ジョイント材１を軸筋５に引掛けることにより、連続繊維補強材３に曲げ加工を施さずにせん断補強筋を配筋する。これにより、第３の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４２】
次に、第５の実施の形態について説明する。図７は、軸筋５にジョイント材１１と一体化された連続繊維補強材１３を設置した状態を示す図である。図７に示すジョイント材１１と連続繊維補強材１３は、第２の実施の形態で用いたものと同様の部材である。
【００４３】
図７では、ジョイント材１１の一端のみに連続繊維補強材１３がねじ込まれ、ネジフシ１５、ネジフシ１７を螺合させてジョイント材１１と連続繊維補強材１３とが一体化される。第５の実施の形態では、連続繊維補強材１３を軸筋５に直交するように配置し、ジョイント材１１を軸筋５に引掛けて、連続繊維補強材１３をせん断補強筋として用いる。
【００４４】
第５の実施の形態でも、第４の実施の形態と同様に、Ｌ字型のジョイント材１１の片端に連続繊維補強材１３を接合し、ジョイント材１１を軸筋５に引掛けることにより、連続繊維補強材１３に曲げ加工を施さずにせん断補強筋を配筋する。これにより、第３の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４５】
なお、図７では、ジョイント材と連続繊維補強材とを機械的に定着させるためにネジフシ１５、ネジフシ１７を用いたが、ネジフシ以外の加工を用いてもよい。
【００４６】
図８は、軸筋５にジョイント材２１と一体化された連続繊維補強材２３を設置した状態を示す図である。ジョイント材２１、連続繊維補強材２３は、図４に示す接続部で用いたものと同様の部材である。ジョイント材と連続繊維補強材とをネジフシ以外を用いて機械的に定着するには、例えば、図８に示すように、ジョイント材２１の一端に連続繊維補強材２３を挿入し、凹凸２５と凹凸２７を噛み合わせてもよい。
【００４７】
図７では、ジョイント材１１の孔１９の直線部分にネジフシ１５を設けたが、ネジフシ１５は、連続繊維補強材１３を固定する側の直線部分のみに設けてもよい。同様に、図８に示すジョイント材２１の凹凸２５は、連続繊維補強材２３を固定する側のみに設けてもよい。
【００４８】
ジョイント材の一端に連続繊維補強材を固定したものをせん断補強筋として用いる場合、ジョイント材と連続繊維補強材とを一体化する際に、図７に示すネジフシ加工や図８に示す凹凸加工等による機械的な接合方法と、第４の実施の形態の樹脂を用いた接合方法を併用し、ネジフシ加工や凹凸加工等による機械的な定着作用と、樹脂の付着力による定着作用の効果を組み合わせてもよい。
【００４９】
第４、第５の実施の形態では、ジョイント材を軸筋５に固定した後でジョイント材と連続繊維補強材を一体化するか、工場で一体化されたジョイント材と連続繊維補強材を軸筋５に固定する。後者の方法を用いることで、現場での施工性を向上させることができる。
【００５０】
第１から第５の実施の形態では、Ｌ字型のジョイント材にを用いた場合について述べたが、ジョイント材の形状はこれに限らない。図９は、他の形状のジョイント材３１、ジョイント材３３の斜視図を示す。図９の（ａ）に示すジョイント材３１はＴ字型であり、内部に孔３５を有する。図９の（ｂ）に示すジョイント材３３はコーナー用であり、内部に孔３７を有する。ジョイント材３１、ジョイント材３３は、孔３５、孔３７を用いて、３本の連続繊維補強材を固定することができる。
【００５１】
以上、添付図面を参照しながら本発明にかかる連続繊維補強材の配筋方法およびせん断補強筋の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
コンクリート構造物を新設する際に、鋼材にかわる補強材として用いられる。あるいは劣化した既設構造物の補修および補強材料として用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】連続繊維補強材３の接続部の断面図
【図２】軸筋５の周囲にせん断補強筋６を設置した状態を示す図
【図３】連続繊維補強材１３の接続部の断面図
【図４】連続繊維補強材２３の接続部の断面図
【図５】軸筋５に連続繊維補強材３３を設置した状態を示す図
【図６】軸筋５にジョイント材１と一体化された連続繊維補強材３を設置した状態を示す図
【図７】軸筋５にジョイント材１１と一体化された連続繊維補強材１３を設置した状態を示す図
【図８】軸筋５にジョイント材２１と一体化された連続繊維補強材２３を設置した状態を示す図
【図９】他の形状のジョイント材３１、ジョイント材３３の斜視図
【符号の説明】
【００５４】
１、１１、２１、３１、３３………ジョイント材
３、３ａ、３ｂ、１３、１３ａ、１３ｂ、２３、２３ａ、２３ｂ、３３………連続繊維補強材
５………軸筋
７………樹脂カプセル
７ａ………樹脂
９、１９、２９………孔
１５、１７………ネジフシ
２５、２７………凹凸
３１………端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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