(57)【要約】  繊維強化プラスチックロッドどうしの連結を強固とすることによって長尺な繊維強化プラスチックロッドを提供可能とするとともに、繊維強化プラスチックロッドどうしの連結部を有した構造物を提供可能とする。  繊維強化プラスチックロッドは、第１の繊維強化プラスチックロッドの一方の端部と、第２の繊維強化プラスチックロッドの一方の端部とを筒状の保形フレームに挿入して、この保形フレーム内に固着剤を充填することにより、この固着剤を介して連結する。また、繊維強化プラスチック製構造体は、輪状端部を両端に備えた複数本の繊維強化プラスチックロッドを互いに両端を揃えて並設し、輪状端部間であるロッド本体部を固化剤で一体的に結合した繊維強化プラスチック製構造体であって、輪状端部をそれぞれ固化剤から露出させ、露出した輪状端部を連結部として固着剤を介して連結する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の繊維強化プラスチックロッドと第２の繊維強化プラスチックロッドの端部を互いに連結した繊維強化プラスチックロッドであって、
前記第１の繊維強化プラスチックロッドの一方の端部と、前記第２の繊維強化プラスチックロッドの一方の端部とを筒状の保形フレームに挿入して、この保形フレーム内に固着剤を充填することにより、この固着剤を介して連結した繊維強化プラスチックロッド。
【請求項２】
前記保形フレームは非金属製としたことを特徴とする請求項１記載の繊維強化プラスチックロッド。
【請求項３】
前記保形フレームの内周面を凹凸形状としたことを特徴とする請求項２記載の繊維強化プラスチックロッド。
【請求項４】
前記第１の繊維強化プラスチックロッドの端部には第１の貫通孔を設けるとともに、前記第２の繊維強化プラスチックロッドの端部には第２の貫通孔を設け、
前記第１の繊維強化プラスチックロッド端部の第１の貫通孔と、前記第２の繊維強化プラスチックロッド端部の第２の貫通孔とを重ね合わせて、前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とに連結ピンを挿入した状態で、前記保形フレーム内に前記第１の繊維強化プラスチックロッド端部と前記第２の繊維強化プラスチックロッド端部とを配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の繊維強化プラスチックロッド。
【請求項５】
前記第２の繊維強化プラスチックロッドの端部には、前記第２の貫通孔の貫通方向に分岐させた第１の端部と第２の端部とを設け、
前記第２の繊維強化プラスチックロッドの前記第１の端部と前記第２の端部との間に前記第１の繊維強化プラスチックロッドの端部を挿入して、前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とに連結ピンを挿入したことを特徴とする請求項４記載の繊維強化プラスチックロッド。
【請求項６】
前記連結ピンは円柱体状とするとともに、前記前記連結ピンの周面の曲率は、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔の最大曲率部分と同一としたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の繊維強化プラスチックロッド。
【請求項７】
繊維材を湾曲させながら折り返すことにより形成した輪状端部を両端に備えた複数本の繊維強化プラスチックロッドを互いに両端を揃えて並設し、前記輪状端部間であるロッド本体部を固化剤で一体的に結合した繊維強化プラスチック製構造体であって、
前記輪状端部をそれぞれ前記固化剤から露出させ、露出した前記輪状端部を連結部として固着剤を介して連結する繊維強化プラスチック製構造体。
【請求項８】
前記輪状端部は、半円弧状とした半円弧部と、この半円弧部の一方の端部と前記ロッド本体部とを接続した第１の直線部と、前記半円弧部の他方の端部と前記ロッド本体部とを接続した第２の直線部を有し、
前記第１の直線部と前記第２の直線部のいずれか一方を前記ロッド本体部の長手方向に沿って設けたことを特徴とする請求項７記載の繊維強化プラスチック製構造体。
【請求項９】
前記繊維強化プラスチックロッドの一方の端部には１つの輪状端部を設けるとともに、他方の端部には、前記繊維強化プラスチックロッドを二股状に分岐させて第１の輪状端部と第２の輪状端部とを設け、
前記第１の輪状端部と前記第２の輪状端部との間には、他の前記繊維強化プラスチックロッドの輪状端部を挿入可能としたことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の繊維強化プラスチック製構造体。
【請求項１０】
前記ロッド本体部を一体的に結合する固化剤には、前記繊維強化プラスチックロッドによってプレストレスを加えていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の繊維強化プラスチック製構造体。
【請求項１１】
前記繊維強化プラスチックロッドのロッド本体部を湾曲させたことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の繊維強化プラスチック製構造体。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれか１項に記載の繊維強化プラスチック製構造体で形成した躯体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化プラスチックロッド、炭素繊維強化プラスチック製構造体及びこの炭素繊維強化プラスチック製構造体で形成した躯体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリートで構成した梁や高架支柱などの構造部においては、強度向上の観点からプレストレストコンクリートが用いられる場合がある。【０００３】
このプレストレストコンクリートは、コンクリートに圧縮応力を常時作用させているものであって、コンクリートを貫通させて設けたロッドを介してコンクリートに圧縮力を作用させている。【０００４】
すなわち、コンクリートには、ロッドを挿通させるための管状のシースをあらかじめ埋設しておき、このシースにロッドを挿通させて両端をコンクリートから突出させ、突出したロッドの端部をそれぞれ長手方向に引っ張ることによりロッドを緊張状態とし、突出部分のロッドをそれぞれ固定具によってコンクリートに固定している。【０００５】
その後、ロッドの緊張状態を解除することによりシース内のロッドには収縮が生じ、固定具を介してコンクリートに収縮力を作用させて、いわゆるポステンション方式のプレストレストコンクリートとしている。【０００６】
あるいは、シースを用いずに、コンクリートの打設時にあらかじめ緊張状態としたロッドを埋設し、コンクリートの硬化後にロッドの緊張状態を解除することにより、ロッドに生じる収縮にともなってコンクリートに圧縮力を作用させて、いわゆるプレテンション方式のプレストレストコンクリートとすることもある。【０００７】
このようなプレストレストコンクリートでは、ロッドとして一般的に鋼製のロッド（ＰＣ鋼棒）が用いられるが、鋼製ロッドは時間の経過にともなって腐食が生じるおそれがある。そこで、昨今では、炭素繊維で構成した繊維強化プラスチック製のロッド、すなわち繊維強化プラスチックロッド（以下、単に「ＦＲＰロッド」という。）の利用が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。【０００８】
ＦＲＰロッドは、所定の間隔を隔てて設けた２本の支持ピンに、接着剤を塗布した炭素繊維などの繊維の束を所定数回掛け回すことにより炭素繊維の束を束ねた２本の繊維軸を形成し、この２本の繊維軸の周面に炭素繊維の束を螺旋状に巻き回して２本の繊維軸を１本に束ね合わせて一体化し、接着剤を硬化させて形成している。【０００９】
このように形成したＦＲＰロッドでは、支持ピンへの掛け回しにともなって輪状となった端部が形成され、支持ピン部分が貫通孔として残存することとなっている。この貫通孔は、ＦＲＰロッドをプレストレストコンクリートに用いる場合に、ＦＲＰロッドを引っ張って緊張させるためのフックと係合する係合部として利用することができる。【００１０】
ただし、このようにＦＲＰロッドの端部に形成された貫通孔を牽引用フックの係合部とした場合には、ＦＲＰロッドをコンクリートに定着させるための固定具をＦＲＰロッドに装着する際に、ＦＲＰロッドの端部が利用できないことによって固定具の装着を安定的に行うことが困難となっていた。【００１１】
そこで、本発明者は、ＦＲＰロッドの端部の近傍に固定具と係合する貫通孔を別途設け、この貫通孔を利用して固定具を定着可能とした繊維強化プラスチックロッドを発明した（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平０８−１９９７３３号公報
【特許文献２】特開２００５−１４４９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、鉄筋は溶接によって容易に連結でき、しかも連結部分の引張強度を鉄筋自体の引張強度以上に補強することが容易であるのに対して、ＦＲＰロッドでは、ＦＲＰロッド自体の引張強度は鉄筋よりもはるかに大きいにもかかわらず、ＦＲＰロッドどうしの連結部分の強度が十分でないことによって、連結部分を備えたＦＲＰロッドでは全体として鉄筋を越える引張強度を有し難いという問題があった。【００１３】
すなわち、ＦＲＰロッドどうしを連結する場合には、ＦＲＰロッドの端部どうしを連結することとなるが、ＦＲＰロッドの端部は、ＦＲＰロッドの形成に用いた炭素繊維のうちの半分以下の本数の炭素繊維で構成されており、しかも大きい曲率で湾曲させた局部曲げ状態となっているので引張強度が極めて低くなっている。【００１４】
したがって、ＦＲＰロッドでは、端部の貫通孔にボルトなどを挿入して所定の部材への固定処理を行うと、ＦＲＰロッドの端部部分の強度がＦＲＰロッドの強度の上限を決定することとなり、ＦＲＰロッドにおける特性の一つである高引張強度を十分に生かせないという問題があった。【００１５】
そこで、ＦＲＰロッドでは、複数のＦＲＰロッドを連結して使用するのではなく、長尺な１本のＦＲＰロッドを用いることが望ましいが、ＦＲＰロッドは、２本の支持ピン間に炭素繊維の束を掛け回して形成しているために、長尺なＦＲＰロッドを形成する場合には、２本の支持ピンを必要な距離だけ離して配置する必要があるので、製造装置が大型化して製造コストを増大させるおそれがあるととともに、炭素繊維自体の重量による撓みなどによる製造精度の低下を招くおそれがあった。【００１６】
本発明者はこのような現状に鑑み、ＦＲＰロッドどうしの連結を強固とすることによって長尺なＦＲＰロッドを提供可能とするとともに、ＦＲＰロッドどうしの連結部を有した構造物を建造可能とすべく研究開発を行い、本発明を成すに至ったものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のＦＲＰロッドは、第１の繊維強化プラスチックロッドと第２の繊維強化プラスチックロッドの端部を互いに連結した繊維強化プラスチックロッドであって、第１の繊維強化プラスチックロッドの一方の端部と、第２の繊維強化プラスチックロッドの一方の端部とを筒状の保形フレームに挿入して、この保形フレーム内に固着剤を充填することにより、この固着剤を介して連結した。【００１８】
さらに、本発明のＦＲＰロッドは、以下の点にも特徴を有するものである。すなわち、（１）保形フレームを非金属製としたこと。
（２）保形フレームの内周面を凹凸形状としたこと。
（３）第１の繊維強化プラスチックロッドの端部には第１の貫通孔を設けるとともに、第２の繊維強化プラスチックロッドの端部には第２の貫通孔を設け、第１の繊維強化プラスチックロッド端部の第１の貫通孔と、第２の繊維強化プラスチックロッド端部の第２の貫通孔とを重ね合わせて、第１の貫通孔と第２の貫通孔とに連結ピンを挿入した状態で、保形フレーム内に第１の繊維強化プラスチックロッド端部と第２の繊維強化プラスチックロッド端部とを配置したこと。
（４）第２の繊維強化プラスチックロッドの端部には、第２の貫通孔の貫通方向に分岐させた第１の端部と第２の端部とを設け、第２の繊維強化プラスチックロッドの第１の端部と第２の端部との間に第１の繊維強化プラスチックロッドの端部を挿入して、第１の貫通孔と第２の貫通孔とに連結ピンを挿入したこと。
（５）連結ピンを円柱体状とするとともに、連結ピンの周面の曲率は、第１の貫通孔及び第２の貫通孔の最大曲率部分と同一としたこと。【００１９】
また、本発明のＦＲＰ製構造体は、繊維材を湾曲させながら折り返すことにより形成した輪状端部を両端に備えた複数本の繊維強化プラスチックロッドを互いに両端を揃えて並設し、輪状端部間であるロッド本体部を固化剤で一体的に結合した繊維強化プラスチック製構造体であって、輪状端部をそれぞれ固化剤から露出させ、露出した輪状端部を連結部として固着剤を介して連結することとした。【００２０】
さらに、本発明のＦＲＰ製構造体は、以下の点にも特徴を有するものである。すなわち、
（１）輪状端部は、半円弧状とした半円弧部と、この半円弧部の一方の端部とロッド本体部とを接続した第１の直線部と、半円弧部の他方の端部とロッド本体部とを接続した第２の直線部を有し、第１の直線部と第２の直線部のいずれか一方をロッド本体部の長手方向に沿って設けたこと。
（２）繊維強化プラスチックロッドの一方の端部には１つの輪状端部を設けるとともに、他方の端部には、繊維強化プラスチックロッドを二股状に分岐させて第１の輪状端部と第２の輪状端部とを設け、第１の輪状端部と第２の輪状端部との間には、他の繊維強化プラスチックロッドの輪状端部を挿入可能としたこと。
（３）ロッド本体部を一体的に結合する固化剤に、繊維強化プラスチックロッドによってプレストレスを加えていること。
（４）繊維強化プラスチックロッドのロッド本体部を湾曲させたこと。【００２１】
また、これらのＦＲＰ製構造体で形成した躯体も本発明である。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１記載の発明によれば、第１の繊維強化プラスチックロッドと第２の繊維強化プラスチックロッドの端部を互いに連結した繊維強化プラスチックロッドであって、第１の繊維強化プラスチックロッドの一方の端部と、第２の繊維強化プラスチックロッドの一方の端部とを筒状の保形フレームに挿入して、この保形フレーム内に固着剤を充填することにより、この固着剤を介して連結したことによって、第１のＦＲＰロッドと第２のＦＲＰロッドの連結部分における強度を向上させて、高引張強度を有する長尺のＦＲＰロッドを提供できる。【００２３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載のＦＲＰロッドにおいて、保形フレームは非金属製としたことによって、第１のＦＲＰロッドと第２のＦＲＰロッドの端部を互いに連結したＦＲＰロッドに腐食などの劣化が生じることがなく、長期間安定的に利用できる。【００２４】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載のＦＲＰロッドにおいて、保形フレームの内周面を凹凸形状としたことによって、保形フレームと固着剤との密着性を向上させることができる。【００２５】
請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれか１項に記載のＦＲＰロッドにおいて、第１の繊維強化プラスチックロッドの端部には第１の貫通孔を設けるとともに、第２の繊維強化プラスチックロッドの端部には第２の貫通孔を設け、第１の繊維強化プラスチックロッド端部の第１の貫通孔と、第２の繊維強化プラスチックロッド端部の第２の貫通孔とを重ね合わせて、第１の貫通孔と第２の貫通孔とに連結ピンを挿入した状態で、保形フレーム内に第１の繊維強化プラスチックロッド端部と第２の繊維強化プラスチックロッド端部とを配置したことによって、連結ピンにより第１のＦＲＰロッドと第２のＦＲＰロッドとの連結をより強固とすることができる。【００２６】
請求項５記載の発明によれば、請求項４記載のＦＲＰロッドにおいて、第２の繊維強化プラスチックロッドの端部には、第２の貫通孔の貫通方向に分岐させた第１の端部と第２の端部とを設け、第２の繊維強化プラスチックロッドの第１の端部と第２の端部との間に第１の繊維強化プラスチックロッドの端部を挿入して、第１の貫通孔と第２の貫通孔とに連結ピンを挿入したことによって、連結ピンを介した第１のＦＲＰロッドと第２のＦＲＰロッドとの連結をさらに安定化させることができる。【００２７】
請求項６記載の発明によれば、請求項４または請求項５に記載のＦＲＰロッドにおいて、連結ピンを円柱体状とするとともに、連結ピンの周面の曲率は、第１の貫通孔及び第２の貫通孔の最大曲率部分と同一としたことによって、連結ピンと接する第１のＦＲＰロッドの端部、及び第２のＦＲＰロッドの端部に局所的に力が作用することを防止でき、第１のＦＲＰロッドの端部、及び第２のＦＲＰロッドの端部に破損が生じることを防止できる。【００２８】
請求項７記載の発明によれば、繊維材を湾曲させながら折り返すことにより形成した輪状端部を両端に備えた複数本の繊維強化プラスチックロッドを互いに両端を揃えて並設し、輪状端部間であるロッド本体部を固化剤で一体的に結合した繊維強化プラスチック製構造体であって、輪状端部をそれぞれ固化剤から露出させ、露出した輪状端部を連結部として固着剤を介して連結することによって、連結部を有するＦＲＰ製構造体とすることができ、ＦＲＰ製構造体を組み合わせることにより大型の構造物を形成することができる。【００２９】
請求項８記載の発明によれば、請求項７記載の炭素ＦＲＰ製構造体において、輪状端部は、半円弧状とした半円弧部と、この半円弧部の一方の端部とロッド本体部とを接続した第１の直線部と、半円弧部の他方の端部とロッド本体部とを接続した第２の直線部を有し、第１の直線部と第２の直線部のいずれか一方をロッド本体部の長手方向に沿って設けたことによって、他のＦＲＰ製構造体と連結した際に、連結部で輪状端部部分がロッド本体部よりも外方に膨出することを防止して、美観を向上させることができる。【００３０】
請求項９記載の発明によれば、請求項７または請求項８に記載の炭素ＦＲＰ製構造体において、繊維強化プラスチックロッドの一方の端部には１つの輪状端部を設けるとともに、他方の端部には、繊維強化プラスチックロッドを二股状に分岐させて第１の輪状端部と第２の輪状端部とを設け、第１の輪状端部と第２の輪状端部との間には、他の繊維強化プラスチックロッドの輪状端部を挿入可能としたことによって、ＦＲＰ製構造体をＦＲＰロッドの長手方向に並設した際に、ＦＲＰ製構造体中の隣接するＦＲＰロッドどうしを同一直線上に配置できるので、ＦＲＰロッドを長尺化させることができ、強度低下を生じさせることなくＦＲＰ製構造体を互いに連結できる。【００３１】
請求項１０記載の発明によれば、請求項７〜９のいずれか１項に記載の炭素ＦＲＰ製構造体において、ロッド本体部を一体的に結合する固化剤に、繊維強化プラスチックロッドによってプレストレスを加えていることによって、ＦＲＰ製構造体自体の強度を向上させることができる。【００３２】
請求項１１記載の発明によれば、請求項７〜９のいずれか１項に記載の炭素ＦＲＰ製構造体において、ＦＲＰロッドのロッド本体部を湾曲させたことによって、湾曲面を有するＦＲＰ製構造体を提供できる。【００３３】
請求項１２記載の発明によれば、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の炭素ＦＲＰ製構造体で形成した躯体としたことによって、軽量で高強度であり、しかも経年劣化の極めて少ない躯体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は一般的な炭素繊維強化プラスチックロッド（ＣＦＲＰロッド）の説明図である。
【図２】図２は連結された炭素繊維強化プラスチックロッドの連結部分の説明図である。
【図３】図３は連結された炭素繊維強化プラスチックロッドの連結部分の説明図である。
【図４】図４は本発明の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの説明図である。
【図５】図５は本発明の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの連結部分の説明図である。
【図６】図６は本発明の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの連結部分の説明図である。
【図７】図７は本発明の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの連結部分の説明図である。
【図８】図８は本発明の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの連結部分の説明図である。
【図９】図９は他の実施形態の保形フレームの説明図である。
【図１０】図１０は本発明の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの連結部分の説明図である。
【図１１】図１１は本発明の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの連結部分の説明図である。
【図１２】図１２は本発明の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの連結部分の説明図である。
【図１３】図１３は実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの連結における他の実施形態の説明図である。
【図１４】図１４は本発明の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの連結構造を用いた利用例の説明図である。
【図１５】図１５は本発明の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの連結構造を用いた利用例の説明図である。
【図１６】図１６は本発明の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの連結構造を用いた利用例の説明図である。
【図１７】図１７は本発明の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの連結構造を用いた利用例の説明図である。
【図１８】図１８は図１７に示す利用例の要部説明図である。
【図１９】図１９は図１７に示す利用例の要部説明図である。
【図２０】図２０は本発明の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの連結構造を用いた利用例の説明図である。
【図２１】図２１は炭素繊維強化プラスチックロッドの利用例の説明図である。
【図２２】図２２は図２１に示す利用例の要部説明図である。
【図２３】図２３は本発明の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの連結構造を用いた利用例の説明図である。
【図２４】図２４は本発明の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの連結構造を用いた利用例の説明図である。
【図２５】図２５は本発明の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドに耐震機能を付与した利用例の説明図である。
【図２６】図２６は図２５の耐震機能が付与された炭素繊維強化プラスチックロッドの利用例の説明図である。
【図２７】図２７は図２５の耐震機能が付与された炭素繊維強化プラスチックロッドの利用例の説明図である。
【図２８】図２８は図２５の耐震機能が付与された炭素繊維強化プラスチックロッドの利用例の説明図である。
【図２９】図２９は図２５の耐震機能が付与された炭素繊維強化プラスチックロッドの利用例の説明図である。
【図３０】図３０は図２５の耐震機能が付与された炭素繊維強化プラスチックロッドの利用例の説明図である。
【図３１】図３１は図２５の耐震機能が付与された炭素繊維強化プラスチックロッドの利用例の説明図である。
【図３２】図３２は図２５の耐震機能が付与された炭素繊維強化プラスチックロッドの利用例の説明図である。
【図３３】図３３は他の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの連結部分の説明図である。
【図３４】図３４は他の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの連結部分の説明図である。
【図３５】図３５は図２５の耐震機能が付与された炭素繊維強化プラスチックロッドの利用例の説明図である。
【図３６】図３６は炭素繊維強化プラスチックロッドに耐震機能を付与した他の利用例の説明図である。
【図３７】図３７は炭素繊維強化プラスチックロッドに耐震機能を付与した他の利用例の説明図である。
【図３８】図３８は炭素繊維強化プラスチックロッドに耐震機能を付与した他の利用例の説明図である。
【図３９】図３９は節付き繊維強化プラスチック製構造体の説明図である。
【図４０】図４０は圧力容器用繊維強化プラスチック製構造体の説明図である。
【図４１】図４１は図４０に示す圧力容器用繊維強化プラスチック製構造体の製造方法説明図である。
【図４２】図４２は本発明の実施形態に係るパネル状繊維強化プラスチック製構造体の説明図である。
【図４３】図４３は本発明の実施形態に係るパネル状繊維強化プラスチック製構造体の説明図である。
【図４４】図４４は本発明の実施形態に係るパネル状繊維強化プラスチック製構造体の説明図である。
【図４５】図４５は本発明の実施形態に係るパネル状繊維強化プラスチック製構造体の説明図である。
【図４６】図４６は変形例のパネル状繊維強化プラスチック製構造体の説明図である。
【図４７】図４７は変形例のパネル状繊維強化プラスチック製構造体の説明図である。
【図４８】図４８は変形例のパネル状繊維強化プラスチック製構造体の説明図である。
【図４９】図４９は変形例のパネル状繊維強化プラスチック製構造体の説明図である。
【図５０】図５０は本発明の実施形態に係るパネル状繊維強化プラスチック製構造体の利用例の説明図である。
【図５１】図５１は本発明の実施形態に係る炭素繊維強化プラスチックロッドの説明図である。
【図５２】図５２は図５１に示す炭素繊維強化プラスチックロッドの利用例の説明図である。
【図５３】図５３は図５１に示す炭素繊維強化プラスチックロッドの利用例の説明図である。
【図５４】図５４は図５１に示す炭素繊維強化プラスチックロッドの利用例の説明図である。
【図５５】図５５は図５１に示す炭素繊維強化プラスチックロッドの利用例の説明図である。
【図５６】図５６は図５１に示す炭素繊維強化プラスチックロッドの利用例の説明図である。
【図５７】図５７はパネル状繊維強化プラスチック製構造体の利用例の説明図である。
【図５８】図５８はパネル状繊維強化プラスチック製構造体を用いた洋上浮体構造の説明図である。
【図５９】図５９は炭素繊維強化プラスチック補強コンクリート製構造体を用いた洋上浮体構造における直線状基体の説明図である。
【図６０】図６０は炭素繊維強化プラスチック補強コンクリート製構造体を用いた洋上浮体構造におけるケーソンどうしの連結構造の説明図である。
【図６１】図６１は炭素繊維強化プラスチック補強コンクリート製構造体を用いた洋上浮体構造の利用例の説明図である。
【図６２】図６２は炭素繊維強化プラスチック補強コンクリート製構造体及び炭素繊維強化プラスチック製構造体を用いた風車の説明図である。
【図６３】図６３は図６２における風車に用いる円筒体ユニットの説明図である。
【図６４】図６４は他の実施形態の風車の説明図である。
【図６５】図６５は図６４に示す風車におけるインサイド浮体の固定方法の説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
10    炭素繊維強化プラスチックロッド（ＣＦＲＰロッド）
11    繊維軸
12-1  第１分岐端部
12-2  第２分岐端部
12-3  無分岐端部
13-1  第１貫通孔
13-2  第２貫通孔
13-3  第３貫通孔
14    連結ピン
20    保形フレーム
30    連結部
10'   第１ＣＦＲＰロッド
10"   第２ＣＦＲＰロッド
12-1' 第１分岐端部
12-2' 第２分岐端部
12-3' 無分岐端部
12-3" 無分岐端部
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下において、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。なお、特に、以下の順番で説明する。
〔１〕２本のＦＲＰロッドを連結した連結ロッド
〔２〕連結ロッドのコンクリート桁橋への利用例
〔３〕連結ロッドのアースアンカー工法への利用例
〔４〕連結ロッドの耐震構造への利用例
〔５〕ＦＲＰ製構造体
〔５−１〕竹状ＦＲＰ製構造体
〔５−２〕圧力容器用ＦＲＰ製構造体
〔５−３〕パネル状ＦＲＰ製構造体
〔６〕ＦＲＰ製構造体を用いた躯体【００３７】
また、以下においては、ＦＲＰロッドはカーボン繊維で構成しており、カーボン繊維で構成したＦＲＰロッドを単に「ＣＦＲＰロッド」と呼ぶ。なお、ＦＲＰロッドを構成する繊維材は炭素繊維に限定するものではなく、ガラス繊維、アラミド繊維、あるいはＰＢＯ繊維などを用いてもよいし、これらを複合させた繊維を用いてもよい。【００３８】
〔１〕２本のＦＲＰロッドを連結した連結ロッド
本発明のＦＲＰロッドは、ＣＦＲＰロッドである第１ＣＦＲＰロッドと第２ＣＦＲＰロッドを、端部で互いに連結して形成した連結ロッドである。【００３９】
第１ＣＦＲＰロッド及び第２ＣＦＲＰロッドとなるＣＦＲＰロッドは、それぞれ12,000本の炭素繊維を束ねるとともにエポキシ樹脂を塗布した繊維束を、図１に示すように所定の間隔を隔てて設けた２本の支持ピンP1に所定回数掛け回すことにより、支持ピンP1間に架け渡した２本の繊維軸11を形成し、次いで、この２本の繊維軸11に長手方向に沿って前記繊維束を巻き回すことにより２本の繊維軸11を１本に束ね合わせて一体化した後、エポキシ樹脂を熱硬化させて形成している。【００４０】
本実施形態では、一般的に提供されている12,000本の炭素繊維を束ねた繊維束を用いてＣＦＲＰロッド10を形成しているが、繊維束は、12,000本よりも少ない本数の炭素繊維を束ねた繊維束や、12,000本よりも多い本数の炭素繊維を束ねた繊維束を用いてもよい。また、本実施形態では、繊維束に硬化剤としてエポキシ樹脂を塗布しているが、エポキシ樹脂に限定するものではなく、例えば、紫外線により硬化する紫外線硬化タイプの接着性樹脂を使用してもよい。【００４１】
本発明では、２本の繊維軸11を一本化するために繊維束を繊維軸11に巻き回した領域をロッド本体部10Rと呼ぶ。【００４２】
ＣＦＲＰロッド10は、２本の支持ピンP1を利用して形成するため、ロッド本体部10Rの両端部には支持ピンP1部分が貫通孔として残存した輪状端部10Tが形成されている。特に、この輪状端部10Tは、半円弧状に湾曲した半円弧部10aと、この半円弧部10aとロッド本体部10Rを接続する直線状の第１直線部10bと第２直線部10cとで構成している。第１直線部10bと第２直線部10cはそれぞれ繊維軸11の両端であって、半円弧部10aからロッド本体部10Rに向けて互いに漸次近接している。【００４３】
支持ピンP1に繊維束を掛け回して繊維軸11を形成する際には、繊維束に所定の大きさの張力を加えながら繊維軸11を形成し、引き続いて繊維軸11に繊維束を巻き回している。【００４４】
したがって、ＣＦＲＰロッド10を支持ピンP1から取り外した場合には、繊維軸11に収縮作用のプレストレスを与えることができ、ＣＦＲＰロッド10の引っ張り強度をより大きくすることができる。【００４５】
しかも、ＣＦＲＰロッド10では、繊維軸11に繊維束を巻き回していることによって繊維軸11に座屈が生じることを抑制できる。さらに、ＣＦＲＰロッド10では、繊維軸11に繊維束を巻き回していることによって、ロッド本体部10Rの外周面に繊維束の炭素繊維によって凹凸を形成することができ、この凹凸形状によって、いわゆる異形鉄筋と同様のコンクリートやモルタルへの付着性を生じさせることができる。【００４６】
なお、ＣＦＲＰロッド10では、ロッド本体部10Rの外周面に巻き回した繊維束の上面に、所定の太さの繊維束を適当なピッチで螺旋状に巻き回して、ロッド本体部10Rの外周面により大きな凹凸を形成して、コンクリートやモルタルへの付着性を向上させてもよい。【００４７】
このように構成したＣＦＲＰロッド10を連結する場合には、図２に示すように、筒状の保形フレーム20を用い、第１ＣＦＲＰロッド10'の一方の輪状端部10T'を保形フレーム20の一方の端部から保形フレーム20内に挿入するとともに、第２ＣＦＲＰロッド10"の一方の輪状端部10T"を保形フレーム20の他方の端部から保形フレーム20内に挿入した状態として、保形フレーム20内にモルタルなどの固着剤を充填することにより、第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"を固着剤を介して一体的に連結した連結部30を形成している。【００４８】
固着剤として用いるモルタルは、無収縮で高強度のモルタルを使用することが望ましく、しかもできる限り短時間で硬化するものがよく、いわゆる無収縮性の超早強モルタル等が好適である。【００４９】
このように、第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"とを固着剤で連結したことにより、第１ＣＦＲＰロッド10'の輪状端部10T'、及び第２ＣＦＲＰロッド10"の輪状端部10T"のそれぞれの貫通孔内部にも固着剤を充填できるので、貫通孔内部で固化した固着剤がいわゆるくさび効果を発揮するとともに、第１ＣＦＲＰロッド10'及び第２ＣＦＲＰロッド10"への固着剤の付着効果も加わって、強固な連結状態とすることができる。【００５０】
したがって、連結部30を介して一体となった連結ＣＦＲＰロッドでは、連結部30部分が強度不足となることがなく、第１ＣＦＲＰロッド10'及び第２ＣＦＲＰロッド10"が有する引張強度の特性を十分に生かせることができる。【００５１】
しかも、連結部30では、第１ＣＦＲＰロッド10'の輪状端部10T'と、第２ＣＦＲＰロッド10"の輪状端部10T"との重なり合いの長さを調整することによって、連結ＣＦＲＰロッドの長さを調整することができ、所望の長さの連結ＣＦＲＰロッドを精度よく形成できる。【００５２】
なお、図２では、連結部30での第１ＣＦＲＰロッド10'の輪状端部10T'と、第２ＣＦＲＰロッド10"の輪状端部10T"とを重ね合わせているが、必ずしも重なり合っている必要はなく、図３に示すように、連結部30内で離れていてもよい。【００５３】
図２に示すように第１ＣＦＲＰロッド10'の輪状端部10T'と、第２ＣＦＲＰロッド10"の輪状端部10T"とを重ね合わせた場合には、連結部30の強度を向上させることができ、図３に示すように第１ＣＦＲＰロッド10'の輪状端部10T'と、第２ＣＦＲＰロッド10"の輪状端部10T"とを離隔させて配置した場合には、第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"とを同一直線上に配置できる。【００５４】
さらに、ＣＦＲＰロッド10では、図４に示すように、一方の端部に二股状に分岐した第１分岐端部10T-1と第２分岐端部10T-2とを形成してもよい。【００５５】
第１分岐端部10T-1及び第２分岐端部10T-2は、支持ピンP1に繊維束を掛け回す場合に、支持ピンP1の長手方向に所定間隔だけ離隔させた２カ所に繊維束を交互に掛け回すことによって容易に形成できる。しかも、第１分岐端部10T-1に形成された第１貫通孔13-1と、第２分岐端部10T-2に形成された第２貫通孔13-2とは、所定の間隔を隔てて重なり合っている。【００５６】
以下において、第１分岐端部10T-1及び第２分岐端部10T-2が形成されている端部とは反対側のＣＦＲＰロッド10の輪状端部10Tを、説明の便宜上、無分岐端部10T-3と呼ぶ。この無分岐端部10T-3には、支持ピンP1への繊維束の掛け回しにともなって第３貫通孔13-3が形成されている。【００５７】
このように、ＣＦＲＰロッド10では、一方の端部に二股状に分岐した第１分岐端部10T-1と第２分岐端部10T-2を形成することにより、以下に説明するように、このＣＦＲＰロッド10で構成された第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"とを同軸上に配置しながら、より強固な連結することができる。【００５８】
すなわち、図５に示すように、まず、第１ＣＦＲＰロッド10'の第１分岐端部10T-1'及び第２分岐端部10T-2'と、第２ＣＦＲＰロッド10"の無分岐端部10T-3"とを突き合わせて配置させる。【００５９】
ここで、第１ＣＦＲＰロッド10'の第１分岐端部10T-1'と第２分岐端部10T-2'は、第２ＣＦＲＰロッド10"の無分岐端部10T-3"を第１分岐端部10T-1'と第２分岐端部10T-2'の間に挿入可能な程度に離隔させて設けているものとする。【００６０】
また、第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"のいずれか一方は、筒状の保形フレーム20に挿通させた状態としており、本実施形態では、後述するように第２ＣＦＲＰロッド10"を保形フレーム20に挿通させた状態としている。【００６１】
そして、第１分岐端部10T-1'と第２分岐端部10T-2'の間に無分岐端部10T-3"を挿入することにより、図６に示すように、第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"とは、第１分岐端部10T-1'の第１貫通孔13-1'と、第２分岐端部10T-2'の第２貫通孔13-2'と、無分岐端部10T-3"の貫通孔13-3"とを連通状態として、第１〜３貫通孔13-1',13-2',13-3"に連結ピン14を挿入している。【００６２】
このように、連結ピン14を介して第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"とを連結することによって、第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"との連結において、前述のくさび効果と付着効果に、連結ピン14を介したピン結合による張力伝達効果も加わることとなるので、より強固に連結できる。【００６３】
しかも、二股状とした第１ＣＦＲＰロッド10'端部の第１分岐端部10T-1'と第２分岐端部10T-2'の間に、第２ＣＦＲＰロッド10"の無分岐端部10T-3"を挿入していることによって、第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"とを同一直線上に配置できる。【００６４】
連結ピン14は、図６に示すように円柱体状としており、特に、連結ピン14は、第１ＣＦＲＰロッド10'及び第２ＣＦＲＰロッド10"を形成する際に使用した支持ピンP1と同一形状として、図７に示すように、連結ピン14の周面の曲率を、第１〜３貫通孔13-1',13-2',13-3"の最大曲率部分と同一としている。【００６５】
したがって、第１分岐端部10T-1'、第２分岐端部10T-2'、及び無分岐端部10T-3"が連結ピン14と点接触状態となることがなく、第１分岐端部10T-1'、第２分岐端部10T-2'、及び無分岐端部10T-3"に局所的に力が作用することを防止できるので、第１分岐端部10T-1'、第２分岐端部10T-2'、及び無分岐端部10T-3"に破損が生じることを防止できる。【００６６】
第１〜３貫通孔13-1',13-2',13-3"への連結ピン14の挿入後、図８に示すように、第２ＣＦＲＰロッド10"側から保形フレーム20をスライドさせて、連結ピン14を介した第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"との連結部分を保形フレーム20で被覆している。【００６７】
保形フレーム20は、第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"との連結部分を被覆可能であればどのような形状であってもよいが、後述する固着剤の充填を考慮した場合、一般的には円筒形状が最も好適である。【００６８】
また、保形フレーム20は、金属製であってもよいが、非金属製とすることもでき、特に、図９に示すように、第１ＣＦＲＰロッド10'や第２ＣＦＲＰロッド10"などのＣＦＲＰロッド10のロッド本体部10R部分を所定長さに切断した複数本のロッド本体部材21を円柱基材Ｂまたは円筒基材の周囲に輪状に配置して、このロッド本体部材21の外周にＣＦＲＰロッド10の形成に用いた繊維束22を巻き回し、繊維束22に付着させているエポキシ樹脂を硬化させて筒形状とした繊維強化プラスチック製の保形フレーム20'としてもよい。保形フレーム20'は、繊維束22におけるエポキシ樹脂の硬化後、円柱基材Ｂから取り外している。【００６９】
図１０に示すように第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"との連結部分を保形フレーム20で被覆した後、保形フレーム20内には固着剤として無収縮性の超早強モルタルを充填している。【００７０】
超早強モルタルの硬化にともなって、図１１に示すように保形フレーム20が一体的に装着された連結部30を形成している。なお、保形フレーム20を金属製とした場合には、保形フレーム20の内面に凹凸を設けて超早強モルタル等との付着抵抗を増大させるようにしておくことが望ましい。ただし、金属製の保形フレーム20の場合には、腐食等の劣化が生じるおそれがあるので、できるだけ腐食環境の悪くないところで使用することが望ましい。【００７１】
なお、図９に示したように、繊維強化プラスチック製の保形フレーム20'とした場合には、保形フレーム20'を構成するＣＦＲＰロッド10のロッド本体部10R部分の周面に繊維束の巻き回しよる凹凸形状が形成されていることにより、超早強モルタル等との付着抵抗を増大させることができる。【００７２】
このように超早強モルタルなどの固着剤により第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"とを連結することによって、第１ＣＦＲＰロッド10'及び第２ＣＦＲＰロッド10"は強固に連結できる。【００７３】
特に、第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"とが連結された連結ロッドを緊張させた際に、第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"との連結部30では、図１２に示すように、連結ピン14によって第１ＣＦＲＰロッド10'及び第２ＣＦＲＰロッド10"に作用する第１支圧応力σ1（いわゆる「ピン結合力」）だけでなく、モルタルによって第１ＣＦＲＰロッド10'の第１貫通孔13-1'及び第２貫通孔13-2'に向けて傾斜した斜辺、及び第２ＣＦＲＰロッド10"の貫通孔13-3"に向けて傾斜した斜辺に、斜辺に対して垂直方向に作用する第２支圧応力σ2（いわゆる「くさび効果」）と、モルタルと第１ＣＦＲＰロッド10'及び第２ＣＦＲＰロッド10"の芯部分との接触部分に生じる付着剪断応力τ1（いわゆる「付着効果」）とを作用させることができる。したがって、第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"とを強固に連結できる。【００７４】
さらに、連結部30に装着した保形フレーム20は、アンカー効果によって生じたモルタルの膨脹圧に抵抗するとともに、付着効果によってモルタルに生じる引張応力に対しても保形フレーム20の内面に生じる付着剪断応力を介して抵抗することができ、その結果、力学的に第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"とをより強固に連結できる。【００７５】
このように、モルタルなどの固着剤を用いて第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"とを連結することによって、連結された連結ロッドでは、連結部の強度を第１ＣＦＲＰロッド10'及び第２ＣＦＲＰロッド10"よりも大きくすることができ、第１ＣＦＲＰロッド10'及び第２ＣＦＲＰロッド10"の特性を損なわない連結ロッドを構成することができる。【００７６】
したがって、第１ＣＦＲＰロッド10'及び第２ＣＦＲＰロッド10"の端部の強度を向上させるために、第１ＣＦＲＰロッド10'及び第２ＣＦＲＰロッド10"を必要以上に太く形成する必要がなく、第１ＣＦＲＰロッド10'及び第２ＣＦＲＰロッド10"の芯材部分が所定の引張強度となる最小の径とすることにより第１ＣＦＲＰロッド10'及び第２ＣＦＲＰロッド10"の端部を小型化でき、保形フレーム20の外形をより小さくスリムとすることができる。【００７７】
第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"との連結は、前述したように直線状に連結する場合だけでなく、例えば図１３に示すように、第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"とが例えば直角となるように連結することもできる。【００７８】
図１３中、31は螺旋筋であって、第１ＣＦＲＰロッド10'及び第２ＣＦＲＰロッド10"の端部に配置してモルタルの接合強度の向上を図っている。螺旋筋31はＣＦＲＰ製であることが望ましい。また、図１３中、32は直角状態とした第１ＣＦＲＰロッド10'と第２ＣＦＲＰロッド10"との姿勢維持と隅角部に生じる曲げモーメントに抗するために用いた補強ロッドであり、第１ＣＦＲＰロッド10'、第２ＣＦＲＰロッド10"とともにモルタル中に埋設している。【００７９】
モルタルなどの固着剤は、ＣＦＲＰロッド同士を接続する場合に利用するだけでなく、金属製のロッドとの連結にも利用することができる。【００８０】
例えば図１４に示すように、金属製ロッド40の端部には、所定形状の底板と、この底板の外周縁に設けた周面壁とで上部開口を有する箱状とした収容部41を設け、周面壁の一部にＣＦＲＰロッド10のロッド本体部を挿通させる切欠溝42を設け、この切欠溝42にロッド本体部を挿通させながらＣＦＲＰロッド10の無分岐端部10T-3を収容部41に挿入し、収容部41内に無収縮性のモルタルを充填することによりＣＦＲＰロッド10の端部を金属製ロッド40に連結することができる。【００８１】
収容部41は金属製として、金属製ロッド40の端部に金属製ロッド40と一体的に形成しており、切欠溝42は、収容部41に連結した金属製ロッド40の延長線上に位置する周面壁に設けて、収容部41を介して連結した金属製ロッド40とＣＦＲＰロッド10とを同一直線上に配置している。【００８２】
この金属製ロッド40を用いることにより、プレストレストコンクリートにおけるＣＦＲＰロッド10の定着作業を容易に行うことができる。【００８３】
すなわち、コンクリート製構造物50にＣＦＲＰロッド10を定着する場合には、図１５に示すように、コンクリート製構造物50にＣＦＲＰロッド10を挿通させるための管状のシース51があらかじめ埋設されており、このシース51の一端からＣＦＲＰロッド10を挿入して、シース51の他端からＣＦＲＰロッド10の一端を突出させ、突出したＣＦＲＰロッド10の端部に無収縮性の超早強モルタル等によって所定形状の係止体52を形成して抜け止めとしている。係止体52内には、強度向上のため、ＣＦＲＰ製の螺旋筋53を埋設している。【００８４】
一方、ＣＦＲＰロッド10の他端には、前述した保形フレーム20を型枠としてＣＦＲＰ製の補助ロッド54を無収縮性の超早強モルタル等によって連結している。本実施形態では、ＣＦＲＰロッド10と補助ロッド54とは連結ピン14を介して連結し、保形フレーム20内に無収縮性の超早強モルタル等を充填して連結部30を形成している。本実施形態では、ＣＦＲＰロッド10は、両端がそれぞれコンクリート製構造物50の両側から突出する程度の長さとしている。【００８５】
さらに、補助ロッド54の端部には、前述した収容部41を備えた金属製ロッド40を無収縮性の超早強モルタルによって連結している。【００８６】
次いで、補助ロッド54が連結されたＣＦＲＰロッド10の端部側のコンクリート製構造物50にはラムチェア55を装着している。このとき、ラムチェア55の内側には補助ロッド54を収容し、金属製ロッド40の端部はラムチェア55の外側に突出させて、ラムチェア55から突出した金属製ロッド40にはラムチェア55に当接させて設けたセンターホールジャッキ56に連結し、センターホールジャッキ56で金属製ロッド40を牽引することにより、補助ロッド54を介してＣＦＲＰロッド10を緊張させている。【００８７】
ＣＦＲＰロッド10の緊張にともなって、ＣＦＲＰロッド10と補助ロッド54とを連結した連結部30とコンクリート製構造物50との間には隙間が生じ、この隙間部分には所定厚みの調整板57を適宜挿入して、安定的にＣＦＲＰロッド10を所定の緊張状態としている。図１５中、58はコンクリート製構造物50と調整板57との間に設けた支圧板57である。【００８８】
ＣＦＲＰロッド10と補助ロッド54とを連結した連結部30とコンクリート製構造物50との間に所定数の調整板58を介在させた後、センターホールジャッキ56による牽引を解除することによって、緊張状態のＣＦＲＰロッド10によってコンクリート製構造物50に圧縮応力を生じさせている。【００８９】
このとき、ＣＦＲＰロッド10と補助ロッド54とを連結した連結部30は、コンクリート製構造物50の一端と係合する係合体となっており、係合体をあらためて形成する必要がなく、作業効率の向上を図ることができる。【００９０】
センターホールジャッキ56による牽引を解除した後、センターホールジャッキ56及びラムチェア55を取り外し、補助ロッド54の中途部において補助ロッド54を切断している。さらに、シース51の内部には、グラウトを充填している。【００９１】
このように、センターホールジャッキ56、ＣＦＲＰロッド10、及び補助ロッド54を用いてポステンション方式によるプレストレストコンクリートを形成している。特に、連結部30の保形フレーム20には非金属製のものを用いることによって腐食などの劣化が生じるおそれがなく、長期的に安定的に使用することができる。【００９２】
本実施形態では、１本のＣＦＲＰロッド10をコンクリート製構造物50に挿通させているが、コンクリート製構造物50に挿通させるＣＦＲＰロッドは複数のＣＦＲＰロッド10を連結した連結ロッドであってもよい。【００９３】
このように、所定の長さのＣＦＲＰロッドを適宜連結した連結ロッドを使用することにより、従来以上にＣＦＲＰロッドの利用用途を拡大させることができる。以下において、連結ロッドの各種の利用例について説明する。【００９４】
〔２〕連結ロッドのコンクリート桁橋への利用例
ＣＦＲＰロッドは、一般的なＰＣコンクリート桁橋の形成において鉄筋の代わりに使用することは当然可能であるが、単なるコンクリート桁橋に後付でＣＦＲＰロッドを装着することによりコンクリート桁橋を補強することができる。【００９５】
図１６は、橋脚60,60間に架設したコンクリート桁橋61を示したものであり、橋脚60,60間のコンクリート桁橋61の中央部分が下方向に許容値以上に撓む様な場合の曲げ補強方法を示したものである。【００９６】
すなわち、このようなコンクリート桁橋61では、コンクリート桁橋61の下側フランジ近傍においてプレストレスによる圧縮力を加えることにより効果的に補強することができる。そこで、コンクリート桁橋61の下側フランジ近傍には、連結ロッドＡを装着するための切欠溝62を所定位置に形成し、連結ロッドＡを装着している。【００９７】
ここで、連結ロッドＡは、前述したように所定長さのＣＦＲＰロッドを連結部30で適宜連結したＣＦＲＰロッドであって、あらかじめ所定長さに連結しておいてもよいし、コンクリート桁橋61への装着時に連結してもよい。以下において、特に言及しない場合には、連結ロッドＡは、所定長さのＣＦＲＰロッドを連結部30で適宜連結したＣＦＲＰロッドを指すものとする。【００９８】
コンクリート桁橋61に装着した連結ロッドＡの一端（図１６中の左端）は、無収縮性の超早強モルタル等でコンクリート桁橋61に装着し、連結ロッドＡの他端（図１６中の右端）には、無収縮性の超早強モルタルで矩形体状の係止体63を形成している。【００９９】
そして、係止体63とコンクリート桁橋61との間にはジャッキ64を介設し、このジャッキ64で連結ロッドＡを牽引することにより係止体63とコンクリート桁橋61との間には隙間（図示せず）を生じさせ、この隙間に所要の調整板（図示せず）を介設した後にジャッキ64を取り外すことにより、コンクリート桁橋61には連結ロッドＡによる圧縮力を作用させている。ジャッキ64が取り外されることにより生じる空隙部分、及びコンクリート桁橋61にもうけた切欠溝62には無収縮性の超早強モルタル等を充填して埋め戻している。【０１００】
なお、橋脚60とコンクリート桁橋61との間の間隔寸法が小さく、図１６に示した係止体63の設置が困難な場合には、図１７に示すように、係止体部分をコンクリート桁橋61に埋設してもよい。すなわち、コンクリート桁橋61は、所定位置を切削することにより係止体63を収容するための係止体収容空間65を形成している。【０１０１】
図１８に示すように係止体収容空間65に収容された係止体63をジャッキ64で牽引可能とするために、係止体63には、外周縁に係合用フランジ66を設けるとともに中央部に係止体63が嵌合される嵌合凹部67を設けた補助金具68を装着している。補助金具68の係合用フランジ66とコンクリート桁橋61との間にはジャッキ64を介設し、このジャッキ64で係合用フランジ66とコンクリート桁橋61との間の間隔を押し広げることにより連結ロッドＡを緊張させている。図１８中、69は、補助金具68の形状変形を防止する補強体である。係止体63は、補助金具68を型枠として形成してもよい。【０１０２】
このように、補助金具68を用いることにより、係止体63をコンクリート桁橋61に埋設した状態とすることができ、橋脚60とコンクリート桁橋61との間の間隔寸法が小さくても、連結ロッドＡを確実に装着することができる。【０１０３】
補助金具68の係合用フランジ66とコンクリート桁橋61との間にジャッキ64を介設して連結ロッドＡを緊張させた際に、係止体63が嵌合された補助金具68とコンクリート桁橋61との間には適宜の調整板58を介在させ、さらに、連結ロッドＡを所定の緊張状態とした後、調整板58で係止体63に作用する緊張力（圧縮力）を受け持たせてジャッキ64を取り外し、補助金具68と補強体69を取り外している。その後、図１９に示すように、係止体収容空間65には無収縮性の超早強モルタルを充填している。【０１０４】
図１６及び図１７に示したように橋脚60,60間に架設したコンクリート桁橋61ではなく、図２０に示すように橋脚60上に配置したコンクリート桁橋61では、橋脚60上に位置したコンクリート桁橋61の中間支承部分が強く支持される一方で、その両側は自重による曲げモーメントが作用するために垂れ下がることとなり、中間支承部分が上に向けて凸となった凸形状となって、コンクリート桁橋61の上面に曲げクラックが発生しやすくなっている。【０１０５】
そこで、このようなコンクリート桁橋61では、コンクリート桁橋61の中間支承部分における上側フランジ近傍においてプレストレスによる圧縮力を加えることにより効果的に補強することができる。そこで、コンクリート桁橋61の上側フランジ近傍には、連結ロッドＡを装着するための切欠溝62を所定位置に形成し、連結ロッドＡを装着している。【０１０６】
コンクリート桁橋61に装着した連結ロッドＡの一端（図２０中の左端）は、無収縮性の超早強モルタル等でコンクリート桁橋61に装着し、連結ロッドＡの他端（図２０中の右端）には、無収縮性の超早強モルタル等で矩形体状の係止体63を形成している。【０１０７】
そして、係止体63とコンクリート桁橋61との間にはジャッキ64を介設し、このジャッキ64で連結ロッドＡを牽引することにより係止体63とコンクリート桁橋61との間の間隔（図示せず）を生じさせ、この隙間に所要の調整板（図示せず）を介設した後にジャッキ64を取り外すことにより、コンクリート桁橋61には連結ロッドＡによる圧縮力を作用させている。ジャッキ64が取り外されることにより生じる空隙部分、及びコンクリート桁橋61にもうけた切欠溝62には無収縮性の超早強モルタル等を充填して埋め戻している。【０１０８】
なお、本実施形態では、コンクリート桁橋61における鉛直方向に沿って設けられた鉛直補剛材71部分の強度が十分ではない場合がある。このような場合には、鉛直補剛材71に沿って補強コンクリートによる補助支持体72を設けることにより、鉛直補剛材71によって連結ロッドＡを所定の緊張状態に維持可能としている。【０１０９】
また、コンクリート桁橋61においては、経時劣化にともなって、図２１に示すように鉛直補剛材71部分に剪断クラックＫが生じる場合がある。【０１１０】
このような剪断クラックＫに対する耐性（いわゆる剪断耐力）を高めるために、コンクリート桁橋61では、上側フランジ61aと下側フランジ61bとの間の鉛直補剛材71に緊張させたＣＦＲＰロッドａを装着することによって、コンクリート桁橋61を剪断補強することができる。【０１１１】
なお、上側フランジ61a及び下側フランジ61bではなく、鉛直補剛材71にＣＦＲＰロッドａを装着することにより、通常、主要な引張筋が多く埋設されている上側フランジ61a及び下側フランジ61bの引張筋を傷つけるおそれを解消できる。【０１１２】
ここで、上側フランジ61aと下側フランジ61bとの間の間隔寸法は比較的小さいことが多いので、本実施形態では、連結ロッドＡではなく所定長さとした単なるＣＦＲＰロッドａを使用しているが、連結ロッドＡを使用してもよい。【０１１３】
上側フランジ61aと下側フランジ61bとの間の鉛直補剛材71にＣＦＲＰロッドａを装着する場合には、図２１に示すように、コンクリート桁橋61における上側フランジ61a寄りの鉛直補剛材71の所定位置に上部支持金具73を装着するとともに、コンクリート桁橋61における下側フランジ61b寄りの鉛直補剛材71の所定位置に下部支持金具74を装着して、上部支持金具73にＣＦＲＰロッドａの一端を固定するとともに、下部支持金具74にＣＦＲＰロッドａの他端を固定して装着している。【０１１４】
ここで、剪断クラックＫは、通常、コンクリート桁橋61の伸延方向に対して斜め方向に生じ、ＣＦＲＰロッドａは剪断クラックＫと交差させて配置している。【０１１５】
上部支持金具73及び下部支持金具74は、図２２に示すように、直角二等辺三角形状とした底板75と、この底板75の直角を挟む二辺部分に立設した第１支持板76と、第２支持板77とで構成しており、底板75の斜辺部分をコンクリート桁橋61の上側フランジ61aまたは下側フランジ61bに当接させながら、底板75を固定用ボルト78などによって鉛直補剛材71に固定装着している。【０１１６】
本実施形態では、第１支持板76と第２支持板77の一方である第１支持板76には、ＣＦＲＰロッドａを挿通させる切欠溝79を設けており、この切欠溝79部分にＣＦＲＰロッドａを挿入させながらＣＦＲＰロッドａの端部を、上部支持金具73内及び下部支持金具74内に挿入している。【０１１７】
そして、上部支持金具73内及び下部支持金具74内に挿入したＣＦＲＰロッドａの端部には、図１８に示すように、無収縮性の超早強モルタルによって所定形状の上部係止体a1及び下部係止体a2を形成しており、本実施形態では、図２２に示すように、上部係止体a1と第１支持板76との間にジャッキ64を介設して、このジャッキ64でＣＦＲＰロッドａを牽引して緊張させている。【０１１８】
その後、ＣＦＲＰロッドａの牽引にともなって上部係止体a1と第１支持板76との間に生じた隙間には適宜の調整板58を所定数挿入し、ＣＦＲＰロッドａを所定の緊張状態とした後、ジャッキ64を取り外している。その後、ジャッキ64を取り外しにともなって生じた空間、及び上部支持金具73内、並びに下部支持金具74内に無収縮性の超早強モルタル等を充填している。【０１１９】
このように、上部支持金具73及び下部支持金具74を介して斜めにＣＦＲＰロッドａを設けることによって、コンクリート桁橋61における剪断クラックＫに対する耐荷力を高めることができる。ＣＦＲＰロッドａは、図２１に示すように、コンクリート桁橋61に生じる剪断クラックＫと、９０°に近い角度で交差するように配置することが望ましい。【０１２０】
〔３〕連結ロッドのアースアンカー工法への利用例
地滑りなどが生じるおそれのある傾斜地などでは擁壁が形成されるが、この擁壁にはアースアンカーと呼ばれる杭状の補強材を装着している。このアースアンカーでは、先端を地盤が比較的固い地層部分に固定することにより擁壁を支持しているものである。このアースアンカーに前述した連結ロッドＡを用いることができる。【０１２１】
すなわち、図２３に示すように、アースアンカーの配設位置には、地盤が比較的固い地層部分に達する挿通孔81を形成し、この挿通孔81に連結ロッドＡを挿入し、挿通孔81の底に達した連結ロッドＡの端部を無収縮性のモルタル等で地盤に固定している。図２３中、82はＣＦＲＰ製の螺旋筋である。【０１２２】
連結ロッドＡは、複数のＣＦＲＰロッドを、図２及び図１１に示した連結部30を介して連結して所定の長さとしており、挿通孔81から露出させた端部には、無収縮性の超早強モルタル等によって係止体83を形成している。図２３中、84はＣＦＲＰ製の螺旋筋である。【０１２３】
そして、擁壁80の表面と係止体83との間にはジャッキ85を介設し、このジャッキ85で連結ロッドＡを牽引して緊張させ、擁壁80の表面と係止体83との間に間隙を形成し、この間隙に所定数の調整板86を挿入している。【０１２４】
調整板86の挿入にともなって連結ロッドＡを所定の緊張状態とした後、ジャッキ85を取り外し、ジャッキ85の取り外しによって形成される空間に無収縮性のモルタル等を充填し、モルタル等による被覆を行ってアースアンカーとしている。なお、挿通孔81内にもモルタル等を充填してもよい。【０１２５】
アースアンカーの場合には、連結ロッドＡにプレストレスを加えた際に、傾斜地の変形などによって連結ロッドＡに加えたプレストレスの大きさが減少することが多い。【０１２６】
そこで、擁壁80の表面、及び擁壁80の表面には図２４に示すように、例えば薄肉のゴムシート87などのシート体を挟み込み、このゴムシート87ごとモルタル等で被覆することにより、プレストレスの再導入が必要となった場合には、固定に用いたモルタルの排除を極めて容易に行うことができ、プレストレスの再導入作業を容易に行うことができる。【０１２７】
このように、連結ロッドＡを用いてアースアンカーを構成することによって、腐食などの劣化を生じにくくすることができ、長期信頼性を向上させることができる。【０１２８】
〔４〕連結ロッドの耐震構造への利用例
前述したように、連結ロッドＡやＣＦＲＰロッドａの両端には、無収縮性の超早強モルタルなどによって係止体を形成し、この係止体を所定位置に装着することによって補強材として用いる場合に、弾性材料を介して係止体を所定位置に装着することにより、耐震性能または制震機能を付与することができる。【０１２９】
すなわち、図２５に示すように、連結ロッドＡの端部には、無収縮性の超早強モルタルによって矩形状とした矩形状係止体91を形成し、この矩形状係止体91に弾性材である積層ゴム板92を貼着して、この積層ゴム板92を介して矩形状係止体91を所定位置に装着している。【０１３０】
ここで、積層ゴム板92は、本実施形態では、それぞれ矩形状としたゴム板92aと鋼板92bとを交互に重ね合わせた積層体としており、ゴム板92aと鋼板92bを接着剤で互いに貼着し、積層ゴム板92の矩形状係止体91への貼着も接着剤によって行っている。【０１３１】
なお、積層ゴム板92が貼着された矩形状係止体91は、連結ロッドＡの両端に設けるのではなく、一端にのみ設けることが望ましく、一端に矩形状係止体91を設けた連結ロッドＡの他端は、所定位置に固定的に装着することが望ましい。すなわち、連結ロッドＡの両端にそれぞれ矩形状係止体91を設けて、弾性材92を介して所定位置に装着した場合には、弾性材92がそれぞれ変形することにより連結ロッドＡの安定的な固定の妨げとなって、連結ロッドＡによる構造的な補強の目的が達成されないおそれがあるためである。【０１３２】
本実施形態では、連結ロッドＡの端部に矩形状係止体91を形成しているが、矩形状係止体91は積層ゴム板92の貼着性を考慮して矩形形状としているものであり、必ずしも矩形形状である必要はなく、適宜の形状としてもよい。図２１中、93は螺旋筋の代わりに超早強モルタルに埋設して接合強度を向上させているループ筋であって、ＣＦＲＰ製としている。【０１３３】
このように積層ゴム板92を貼着した矩形状係止体91を所定位置に装着する場合には、図２６に示すように、１対とした第１補助金具94aと第２補助金具94bとを用いて装着している。【０１３４】
図２６は、橋脚などの構造物に、積層ゴム板92が貼着された矩形状係止体91を装着した状態を模式的に示した説明図であり、本実施形態では、第１補助金具94a及び第２補助金具94bは、矩形状係止体91に貼着された積層ゴム板92が貼着される矩形形状の貼着支持板95と、この貼着支持板95の隣り合った２辺にそれぞれ立設した第１補助板96と第２補助板97とで構成し、貼着支持板95と、第１補助板96と、第２補助板97とが互いに直交状態となって、構造物の角部を被覆するコーナーカバーとなっている。【０１３５】
第１補助板96には、外方に向けて突出させた第１フランジ96aを設けるとともに、第２補助板97には、外方に向けて突出させた第２フランジ97aを設けている。【０１３６】
第１補助金具94aと第２補助金具94bは鏡面対称に構成しており、構造物に装着する際には、第１補助金具94aの貼着支持板95と、第２補助金具94bの貼着支持板95とを対向させた状態として、第１補助金具94aの貼着支持板95と、第２補助金具94bの貼着支持板95とで構造物を挟持するように配置している。【０１３７】
このとき、第１補助金具94aの第１補助板96と第２補助板97は構造物に当接させてガイドとし、また第２補助金具94bの第１補助板96及び第２補助板97は構造物に当接させてガイドとして、第１補助金具94a及び第２補助金具94bを安定的に構造物に装着可能としている。【０１３８】
第１補助金具94aの貼着支持板95の内側面には、積層ゴム板92が貼着された矩形状係止体91を、積層ゴム板92を介して貼着している。また、本実施形態では、第２補助金具94bの貼着支持板95の内側面にも、積層ゴム板92が貼着された矩形状係止体91を、積層ゴム板92を介して貼着している。【０１３９】
なお、積層ゴム板92の代わりに高減衰性の硬質ゴムシートを用いることもできる。積層ゴム板92は、地震の際における構造物の変形量が大きい場合に好適であり、コンクリート製構造物などのように、構造物の変形量が比較的小さい場合には高減衰性の硬質ゴムシートが好適である。【０１４０】
積層ゴム板92を介して連結ロッドＡ端部の矩形状係止体91が装着された第１補助金具94aと第２補助金具94bとを構造物の所定位置に配置した後、第１補助金具94aの第１補助板96における第１フランジ96aと、第２補助金具94bの第１補助板96における第１フランジ96aとを貫通させて第１圧縮用ロッド98aを装着し、さらに、第１補助金具94aの第２補助板97における第２フランジ97aと、第２補助金具94bの第２補助板97における第２フランジ97aとを貫通させて第２圧縮用ロッド98bを装着している。【０１４１】
そして、第１圧縮用ロッド98aと第２圧縮用ロッド98bは、図示しないジャッキを用いて緊張させ、緊張状態のまま第１補助金具94aと第２補助金具94bにそれぞれ固定することによって、積層ゴム板92に圧縮応力を作用させている。【０１４２】
このように、積層ゴム板92に圧縮応力を作用させておくことにより積層ゴム板92による振動エネルギーの吸収率を向上させることができ、耐震性能を向上させることができる。【０１４３】
図２７は、橋軸直交方向の地震動に対処するための耐震補強システムを示したものであり、橋脚99における連結ロッドＡの装着状態を示した説明図であって、連結ロッドＡは、一端を橋脚99の下部に無収縮性の超早強モルタルによって固定的に装着し、他端を第１補助金具94aまたは第２補助金具94bによって橋脚99の上部に装着し、橋脚99の耐震性能を強化している。【０１４４】
なお、図２７中、Ｂは、連結ロッドＡに装着した保護用パイプである。また、図２７中、Ｄは、連結ＣＦＲＰロッドＡの座屈を防止するために連結ＣＦＲＰロッドＡを挿通させて支持する挫屈防止金具であり、所定間隔で配設している。挫屈防止金具Ｄは、接着剤あるいはボルト等を用いて橋脚99の所定位置に装着している。【０１４５】
図２７中、100は超早強モルタルで連結ロッドＡの一端を橋脚99の下部に固定した固定部であり、101は橋脚99の上部に第１補助金具94a及び第２補助金具94bを装着させやすくするために超早強モルタルで所定形状に形成した装着補助突部である。【０１４６】
他の実施形態として、ビルなどの鉄筋コンクリート製の建築物においても端部に積層ゴム板92が貼着された連結ロッドＡを用いることにより、耐震性能を付与することができる。【０１４７】
すなわち、図２８に示すように、連結ロッドＡの端部を梁110と柱111の交差部に装着しながら、連結ロッドＡを筋交い状に配置するものであって、連結ロッドＡの一端は、無収縮性の超早強モルタルによって梁110と柱111の交差部に固定的に装着するとともに、連結ロッドＡの他端は、対向させて配置した１組の第１補助金具112aと第２補助金具112bを介して梁110と柱111の交差部に装着している。本実施形態でも、連結ロッドＡを挿通させた挫屈防止金具Ｄを所定位置に設けて、連結ＣＦＲＰロッドＡの挫屈を防止可能としている。【０１４８】
第１補助金具112a及び第２補助金具112bを介して連結ロッドＡが装着される梁110と柱111の交差部には、図２９に示すように、連結ロッドＡの長手方向と直交する直交面113を無収縮性の超早強モルタルによって形成している。【０１４９】
第１補助金具112aと第２補助金具112bは、積層ゴム板92を介して連結ロッドＡの一端が装着される平板状の装着片114と、この装着片114の一側縁に沿って立設した平板状の係止片115とで構成したＬ字アングル状としている。第１補助金具112aと第２補助金具112bとは、互いに鏡面対称に構成している。【０１５０】
そして、前述した矩形状係止体91を一端に設けるとともに、この矩形状係止体91に積層ゴム板92を貼着した連結ロッドＡの矩形状係止体91側の端部を、積層ゴム板92を介して第１補助金具112a及び第２補助金具112bの装着片114に接着剤などを用いて装着している。このとき、連結ロッドＡの他端は、無収縮性の超早強モルタルによって所定の梁110と柱111の交差部にあらかじめ装着している。【０１５１】
連結ロッドＡに第１補助金具112a及び第２補助金具112bを装着する際には、第１補助金具112a及び第２補助金具112bは、係止片115を直交面113に当接させて配設し、第１補助金具112a及び第２補助金具112bを安定的に装着可能としている。【０１５２】
その後、第１補助金具112aの装着片114を貫通するとともに、第２補助金具112bの装着片114を貫通する圧縮用ロッド116を、第１補助金具112aと第２補助金具112bとの間に架設する。このとき、直交面113の下側のモルタル部分には、圧縮用ロッド116が挿通される挿通孔（図示せず）を設けている。【０１５３】
そして、図示しないジャッキなどによって圧縮用ロッド116を緊張させ、緊張状態とした圧縮用ロッド116を第１補助金具112aと第２補助金具112bにそれぞれ固定することによって、積層ゴム板92に圧縮応力を作用させて積層ゴム板92による振動エネルギーの吸収率を向上させることができ、耐震性能を向上させることができる。【０１５４】
すなわち、地震動によって発生する圧縮力はコンクリートの耐震性で対応し、引張力は連結ロッドＡで対応し、さらに、振動エネルギーは積層ゴム板92で対応させることにより、構造物の耐震性能を向上させることができる。【０１５５】
特に、この方式では、節点間の変形の大きいところに効果があり、また、軽量かつコンパクトであるので簡易に取り付けることができ、いわゆるコンパクトで軽量分散型の低コストの耐震補強システムとすることができる。【０１５６】
本実施形態では、連結ロッドＡを安定的に装着しやすいように、１つの第１補助金具112a及び第２補助金具112bには２本の連結ロッドＡを装着している。第１補助金具112a及び第２補助金具112bには、さらに多数の連結ロッドＡを装着してもよい。また、第１補助金具112aと第２補助金具112bとには４本の圧縮用ロッド116を架設しているが、４本以下であってもよいし、４本以上としてもよい。【０１５７】
さらなる他の実施形態として、木造建築物などに前述したような耐震性能を付与する場合には、以下のように構成することができる。ここでは、連結ロッドＡではなく、比較的短尺の１本のＣＦＲＰロッドを用いているものとする。【０１５８】
本実施形態では、図３０に示すように、梁120及び柱121が組み立てられた構造物にＣＦＲＰロッドａを筋交い状に装着しているものであって、ＣＦＲＰロッドａの一方端を固定金具122を介して所定位置に固定装着するとともに、ＣＦＲＰロッドａの他方端の積層ゴム板92を支持金具123により所定位置に固定装着している。また、本実施形態でも、ＣＦＲＰロッドａを挿通させた挫屈防止金具Ｄを所定位置に設けて、ＣＦＲＰロッドａの挫屈を防止可能としている。【０１５９】
固定金具122は、図３１に示すように、平板状とした装着板122aに、ＣＦＲＰロッドａの端部を挿入可能とするとともに内面に凹凸を設けた鋼製の筒体122bを溶接して一体としており、筒体122bにＣＦＲＰロッドａの一端を挿入して、筒体122bに無収縮性の超早強モルタル等を充填することにより固定金具122とＣＦＲＰロッドａとを連結している。固定金具122は固定用のボルト（図示せず）を用いて所定位置に装着している。【０１６０】
支持金具123は、図３２に示すように、ＣＦＲＰロッドａの一端が積層ゴム板92を介して装着される金属板であって、固定ボルト123aによって所定位置に装着している。この固定用のボルト123aによって、耐震アンカー部分の積層ゴム板92に圧縮のプレストレスを作用させている。【０１６１】
前述した積層ゴム板92付きのＣＦＲＰロッドａを木造建築物に装着する場合には、所定位置に装着した固定金具122にＣＦＲＰロッドａの端部を挿入し、その状態で耐震アンカーが装着された支持金具123bを所定位置に装着し、その後、固定金具122の筒体122b内に無収縮性の超早強モルタル等を充填している。【０１６２】
なお、例えば、図３３に示すように、筒体122b'の外周面にネジを切っておいた場合には、この端部に装着したＣＦＲＰロッドａは、筒体122b'部分でナット129を用いて固定が可能である。【０１６３】
そこで、ＣＦＲＰロッドａの端部には超早強モルタルによってネジ付きの筒体122b'をあらかじめ装着しておくことにより、ＣＦＲＰロッドａを雄ねじ状の端部を有するＣＦＲＰロッドａとすることができ、ＣＦＲＰロッドａの取り扱い性を極めて向上させることができる。【０１６４】
特に、筒体122b'には、外周面だけでなく、内周面にもネジを切っておくことによって、超早強モルタルと筒体122b'との接合強度を向上させることができる。【０１６５】
あるいは、筒体122b'ではなく、図３４に示すように、前述した保形フレーム20'の外周面にネジを切っておくことによって、保形フレーム20'を単なる連結部とするだけでなく、所定の位置への装着に利用することができる。【０１６６】
図３４では、外周面にネジを切った保形フレーム20'で第１ＣＦＲＰロッド131と第２ＣＦＲＰロッド132とを連結したものであり、保形フレーム20'を支持壁133に所定角度で貫通させているものである。図３３中、134aは、所定角度で支持壁133に挿通された保形フレーム20'を支持する第１支持体、134bは、所定角度で支持壁133に挿通された保形フレーム20'を支持する第２支持体であって、支持壁133の第１ＣＦＲＰロッド131側から保形フレーム20'に螺着した第１ナット135aと、支持壁133の第２ＣＦＲＰロッド132側から保形フレーム20'に螺着した第２ナット135bの位置を調整することによって、第１支持体134aと第２支持体134bとによって支持壁133を挟持して、保形フレーム20'が所定の姿勢を維持可能としている。【０１６７】
このように、支持壁133への取り付けが容易となることに加えて、耐震アンカーも簡単な金具を用いて簡便に鋼材等に取り付けられるので、図３５に示すように、耐震性能が重要となる送電線の鉄塔Ｅに適用することもでき、さらには大型のガントリークレーン等にも適用して、それらの耐震性能の向上に役立てることができる。【０１６８】
上述した耐震機能は、ゴム板92aと鋼板92bを接着剤で互いに貼着した積層ゴム板92を用いたものであるが、この積層ゴム板92を連結ロッドＡの端部に装着するためには、連結ロッドＡの端部に矩形状係止体91を設けておくことが望ましく、積層ゴム板92の装着を短時間で行うことが困難となっている。【０１６９】
そこで、積層ゴム板92の代わりとして、図３６に示すように、連結ロッドＡの端部との取着部を備えた所定形状の金属板141に高減衰性の硬質ゴムシート142を装着し、この硬質ゴムシート142を介して所定の装着部に連結ロッドＡの端部を装着可能としてもよい。【０１７０】
金属板141の一方の面には、連結ロッドＡの端部の半円弧部10a、第１直線部10b、第２直線部10cで構成される輪状端部10Tの外側面にそれぞれ沿わせて配置した略Ｕ字状のＵ字状ガイド壁143を設け、このＵ字状ガイド壁143を取着部としている。【０１７１】
さらに、金属板141には、Ｕ字状ガイド壁143の周囲の所定位置に固定に用いるボルト144を挿通させるためのボルト用貫通孔145を設けている。【０１７２】
硬質ゴムシート142は、Ｕ字状ガイド壁143が設けられた金属板141の裏面側に接着剤などを用いて貼着している。【０１７３】
連結ロッドＡの端部に金属板141を装着する場合には、Ｕ字状ガイド壁143の内側に連結ロッドＡの輪状端部10Tを嵌め入れ、その後、Ｕ字状ガイド壁143内に無収縮性の超早強モルタル146等を充填して固定装着している。なお、Ｕ字状ガイド壁143内への超早強モルタル146の充填後、Ｕ字状ガイド壁143には、Ｕ字状ガイド壁143の開口端縁を閉塞する蓋体147を装着してもよい。このＵ字状ガイド壁143によって、外観を向上させることができる。【０１７４】
金属板141を介して連結ロッドＡの端部を所定位置に装着する場合には、装着領域には、ボルト144が挿通される挿通孔148を所定位置にあらかじめ形成しておき、この挿通孔148に金属板141に設けたボルト用貫通孔145を連通させて金属板141配置して、ボルト用貫通孔145及び挿通孔148にボルト144を挿通させて図示しないナットを用いて固定している。【０１７５】
ここで、金属板141が当接される装着領域には、連結ロッドＡの長手方向と直交する方向に伸延させて複数の凹状溝149を設けている。この凹状溝149を設けることによって、金属板141を装着領域に装着した際に、硬質ゴムシート142の一部が凹状溝149内に膨出して、金属板141を寄り強固に装着することができる。【０１７６】
また、連結ロッドＡの端部への耐震・耐衝撃機能の付与としては、以下のようにすることもできる。【０１７７】
すなわち、図３７に示すように、連結ロッドＡの端部には、無収縮性の超早強モルタル等で形成した係止体151を形成するとともに、この係止体151を収容する中空空間152を備えた超早強モルタル製の固定用ブロック153を設けている。【０１７８】
収容空間152は、連結ロッドＡの長手方向に伸延させて形成し、係止体151を連結ロッドＡの長手方向に摺動自在としている。ここで、係止体151は、図３８に示すように、円柱形状としている。図３７及び図３８中、154はＣＦＲＰ製の螺旋筋である。なお、係止体151の形状は、矩形形状であってもよい。【０１７９】
係止体151には、連結ロッドＡ側の端部に弾性材155を装着している。本実施形態では、弾性材155はゴム製であって、係止体151と同様に円柱形状としており、中芯部に連結ロッドＡが挿通されている。【０１８０】
さらに、係止体151には、連結ロッドＡの長手方向と直交させて、大きな衝撃力を承けた場合に剪断破壊するいわゆる衝撃力吸収用ロッド156を突出させている。この衝撃力吸収用ロッド156は、本実施形態では、連結ロッドＡの端部に設けられた貫通孔を挿通させている。本実施形態では、衝撃力吸収用ロッド156は２本設けているが、１本であってもよいし、２本以上であってもよい。【０１８１】
係止体151から突出させた衝撃力吸収用ロッド156は、固定用ブロック153に挿通して支持されており、衝撃力吸収用ロッド156を介して係止体151を中空空間152の略中央部分に位置させるようにしている。【０１８２】
このように連結ロッドＡの端部に係止体151と固定用ブロック153とで耐衝撃性を有するようにしたアンカー（以下、「耐衝撃アンカー」と略称する）を設けた連結ロッドＡで補強したコンクリート部材で構成した構造物では、直下型地震の力で支承物との衝突等が発生した際に、最初に、衝撃力吸収用ロッド156の剪断破断が生じることとなる。【０１８３】
次いで係止体151が摩擦をともないながら中空空間152を移動して中空空間152の前側部分に衝突し、その後、振動に応じて係止体151が中空空間152内を摺動することとなる。【０１８４】
したがって、地震のエネルギーは、衝撃力吸収用ロッド156の剪断破断と、係止体151の摩擦力をともなう移動、係止体151が中空空間152の前側部分に衝突した際における弾性材155の変形とによって吸収されることとなり、耐衝撃性を向上させることができる。【０１８５】
さらに、係止体151の側面には、前述した積層ゴム体を装着しておくことにより、中空空間152内における係止体151の摺動によってさらに地震のエネルギーを吸収することができ、耐震性をも向上させることができる。【０１８６】
したがって、コンクリート構造物等の耐衝撃性及び耐震性を向上させて、直下型地震が発生した際のコンクリート構造物の倒壊をより有効に防止できる。また、地震によって衝撃力吸収用ロッド156が破損した場合には、極めて容易かつ迅速に交換でき、メンテナンス性を向上させることができる。例えば、大地震の場合には、比較的短時間の間に大きな余震が発生することが知られており、余震による被害拡大を防ぎやすくすることができる。【０１８７】
〔５〕ＦＲＰ製構造体
前述した連結ロッドＡは、複数のＣＦＲＰロッドを長手方向に連結して構成したものであるが、ＣＦＲＰロッドは長手方向だけでなく、互いに並設して一体的に結合することにより新たな構造材料を提供することが可能である。【０１８８】
特に、従来のＣＦＲＰロッドは、高引張強度とするためにできるだけ太径のＣＦＲＰロッドとすることが行われていたが、太径とすればするほどＣＦＲＰロッドの形成時にカーボン繊維を巻き回している支持ピンP1に過大な力が作用することとなり、支持ピンP1が撓んだり、あるいは支持ピンP1の間隔寸法が縮んだりすることとなって、ＣＦＲＰロッドの製造精度が低下するおそれもあった。【０１８９】
これに対して、ＣＦＲＰロッドを太径化して高強度化を図るのではなく、細径のＣＦＲＰロッドを組み合わせて使用することにより、単に太径化するよりも軽量で、同等の機能を有するＦＲＰ製構造体を構成することが可能である。以下において、その具体例を説明する。【０１９０】
〔５−１〕節付きＦＲＰ製構造体
図３９は、細径のＣＦＲＰロッドａを用いて構成した節付きＦＲＰ製構造体200の概略説明図である。【０１９１】
節付きＦＲＰ製構造体200では、円盤状とした支持基体201を所定間隔で配設し、この支持基体201の配設方向に沿って長手状としてＣＦＲＰロッドａを支持基体201の周面に配設し、円周面状に配設されたＣＦＲＰロッドａの外周にエポキシ樹脂を塗布した炭素繊維束202を巻き回して筒形状としている。【０１９２】
支持基体201には、ＣＦＲＰロッドａが嵌合する嵌合用凹部201aを外周縁に所定間隔で設けており、この嵌合用凹部201aにＣＦＲＰロッドａを嵌合させながら配設している。また、本実施形態では、支持基体201をリング形状として中央部に開口部を設けることにより、支持基体201を軽量化している。【０１９３】
円周面状に配設されたＣＦＲＰロッドａの外周に巻き回す炭素繊維束202は所定の張力を作用させながら巻き回すことにより、高強度の節付きＦＲＰ製構造体200とすることができる。円周面状に配設されたＣＦＲＰロッドａの外周に炭素繊維束202を巻き回した後、エポキシ樹脂を硬化させている。【０１９４】
特に、円周面状に配設されるＣＦＲＰロッドａにはポステンションを加えておいてエポキシ樹脂を硬化させることにより、節付きＦＲＰ製構造体200をさらに高強度とすることができる。【０１９５】
さらに、上記のように構成した節付きＦＲＰ製構造体200を円筒基材として、節付きＦＲＰ製構造体200の周面にＣＦＲＰロッドａを円周面状に配設するとともに、円周面状に配設されたＣＦＲＰロッドａの外周にエポキシ樹脂を塗布した炭素繊維束202を巻き回すことにより、節付きＦＲＰ製構造体200を多層構造とすることができ、節付きＦＲＰ製構造体200のさらなる高強度化を図ることができる。【０１９６】
〔５−２〕圧力容器用ＦＲＰ製構造体
前述した節付きＦＲＰ製構造体200の変形例として、図40に示すように、円盤状の支持基体201の代わりに円筒容器形状としたライナ211を用い、このライナ211の中心軸方向に沿って長手状としてＣＦＲＰロッドａをライナ211の周面に配設し、さらに、円周面状に配設されたＣＦＲＰロッドａの外周にＣＦＲＰロッドａを巻き回してＣＦＲＰロッドａによるシェルを形成した圧力容器用ＦＲＰ製構造体210とすることもできる。【０１９７】
ここで、ライナ211の周面に配設するＣＦＲＰロッドａ及びライナ211の外周面に沿って巻き回すＣＦＲＰロッドａは、ＣＦＲＰロッドａの形成時におけるエポキシ樹脂の加熱による完全な硬化を行わずに、可撓性を有する状態としている。【０１９８】
ライナ211は、圧力容器の内側面を構成する有底の筒状となっており、たとえば水素ガスを貯留する水素タンクであれば、ライナ211はアルミニウム製としている。【０１９９】
ライナ211の中心軸方向に沿ってＣＦＲＰロッドａを配設する場合には、ライナ211の周面にあらかじめエポキシ樹脂などの固着剤を塗布し、この固着剤にＣＦＲＰロッドａを粘着させながらライナ211の周囲にＣＦＲＰロッドａを所定数配設している。【０２００】
その後、ライナ211の周方向にＣＦＲＰロッドａを巻き回している。ライナ211の周方向に巻き回すＣＦＲＰロッドａは、ライナ211の周方向に１回転だけ巻き回すのではなく、複数回巻き回すことが望ましい。ライナ211に巻き回したＣＦＲＰロッドａの両端にもそれぞれ牽引手段Ｈを設け、この牽引手段ＨでＣＦＲＰロッドａを牽引することによりＣＦＲＰロッドａに所要の張力を加えている。図４１では、説明の便宜上、数本のＣＦＲＰロッドａのみを描いているが、実際には、ＣＦＲＰロッドａをできるだけ密に設けることが望ましい。【０２０１】
ＣＦＲＰロッドａの端部を牽引する牽引手段Ｈは、ＣＦＲＰロッドａの輪状端部を係止可能とした係止体h1と、この係止体を一方向に牽引する牽引機構（図示せず）とで構成している。【０２０２】
ライナ211の周囲に所要のＣＦＲＰロッドａを配設した後、ＣＦＲＰロッドａに通電してＣＦＲＰロッドａを加熱したり、あるいは適宜の加熱手段で加熱したりして、ＣＦＲＰロッドａに塗布しているエポキシ樹脂を硬化させ、ＣＦＲＰロッドａを固定している。特に、エポキシ樹脂の硬化時には、ＣＦＲＰロッドａが配設されたライナ211の周面にエポキシ樹脂などの固着剤をさらに塗布して、ＣＦＲＰロッドａどうしを一体的に結合させるとともに、固着剤によって表面を均している。なお、エポキシ樹脂等の固着剤の硬化時には、ＣＦＲＰロッドａが配設されたライナ211をＣＦＲＰロッドａごと回転させて、硬化目の液状の固着剤の垂れ下がりによる固着剤の偏りを防止することが望ましい。【０２０３】
エポキシ樹脂の硬化後、ＣＦＲＰロッドａを所定位置でそれぞれ切断している。【０２０４】
このように、ライナ211には、周方向に沿わせて設けたＣＦＲＰロッドａによって確実なプレストレスが加えられることにより、圧力容器用ＦＲＰ製構造体210の耐圧性能を向上させることができる。【０２０５】
特に、ライナ211の周方向に対してＣＦＲＰロッドａを巻き回すことにより、従来、炭素繊維束を巻き回して形成していた圧力容器よりも確実にプレストレスを加えることができ、計算値通りの耐圧特性を得られやすくすることができる。すなわち、従来のようにライナ211の周方向に炭素繊維束を巻き回した場合には、ライナ211に巻き付けられた炭素繊維束の各炭素繊維が、巻き付けにともなってそれぞれの炭素繊維に作用する応力を緩和する位置ズレを生じやすく、想定していたプレストレスを加えることが困難となる場合があったが、ＣＦＲＰロッドａを用いることにより、ＣＦＲＰロッドａの繊維軸に巻き回した繊維束によってＣＦＲＰロッドａを構成する炭素繊維に生じる位置ズレを防止できるので、各ＣＦＲＰロッドａに想定どおりのプレストレスを加えることができる。【０２０６】
図40中、202はライナ211の開口端部に装着した補助金具であって、内側にＣＦＲＰロッドａの端部を収容可能としている。補助金具202の内側には固着剤を充填している。【０２０７】
〔５−３〕パネル状ＦＲＰ製構造体
ＣＦＲＰロッドａは、前述したように円周状に並設して円筒構造を形成する場合だけでなく、同一平面状にＣＦＲＰロッドａを並設してパネル形状とすることもできる。【０２０８】
すなわち、図４２に示すように、まず、一方の端部には無分岐輪状端部310T'を有するとともに、他方の端部には第１輪状端部310T'-1と第２輪状端部310T'-2を設けたＣＦＲＰロッドa'を並設する。【０２０９】
このとき、ＣＦＲＰロッドa'は隣り合ったＣＦＲＰロッドa'同士で無分岐輪状端部310T'と、第１輪状端部310T'-1及び第２輪状端部310T'-2の位置を交互に入れ替えて並設することが望ましい。無分岐輪状端部310T'と、第１輪状端部310T'-1及び第２輪状端部310T'-2の位置を交互に入れ替えることにより、ＣＦＲＰロッドa'をできるだけ密に配設することができる。【０２１０】
さらに、ＣＦＲＰロッドa'の第１輪状端部310T'-1と第２輪状端部310T'-2、及び無分岐輪状端部310T'の開口部にそれぞれ支持用支柱322を挿通させてＣＦＲＰロッドa'を所定間隔で配置している。支持用支柱322を用いてＣＦＲＰロッドa'を所定位置に配置することにより、ＣＦＲＰロッドa'を正確な間隔寸法で配置することができる。【０２１１】
次いで、並設されたＣＦＲＰロッドa'に所定の型枠を装着して、この型枠に高強度のモルタルや、セラミックス製の小径の球からなるセラミックス球が混入された樹脂などの固化剤を収容して、図４３に示すように、この固化剤を介してＣＦＲＰロッドa'を一体的に結合したパネル状ＦＲＰ製構造体320としている。図４３中、321は、固化した固化剤で構成されたパネル部である。【０２１２】
特に、固化剤で一体化する際には、支持用支柱322を互いに離反させる方向に外力を加えてＣＦＲＰロッドa'に張力を加えながら固化剤を固化させることにより、固化剤の固化後にＣＦＲＰロッドa'に加えていた張力を開放することによってＣＦＲＰロッドa'には収縮作用が生じ、このＣＦＲＰロッドa'の収縮作用によって固化した固化剤にプレストレスを加えることができるので、パネル部321の強度向上を図ることができる。【０２１３】
型枠で固化剤によるパネル部321を形成する場合には、ＣＦＲＰロッドa'の、第１輪状端部310T'-1と第２輪状端部310T'-2、及び無分岐輪状端部310T'がそれぞれ固化剤で被覆されないように型枠から突出させた状態として、第１輪状端部310T'-1と第２輪状端部310T'-2、及び無分岐輪状端部310T'を固化剤から露出させている。【０２１４】
したがって、図４３に示すように、パネル状ＦＲＰ製構造体320では、第１輪状端部310T'-1と第２輪状端部310T'-2、及び無分岐輪状端部310T'がパネル部321から露出しており、この露出した第１輪状端部310T'-1と第２輪状端部310T'-2、及び無分岐輪状端部310T'をパネル状ＦＲＰ製構造体320の連結部323としている。【０２１５】
この連結部323は、図４４に示すように、他のパネル状ＦＲＰ製構造体320'の連結部323'と棒状の連結ピン324を介して連結可能としている。【０２１６】
このとき、一方のパネル状ＦＲＰ製構造体320における連結部323の第１輪状端部310T'-1と第２輪状端部310T'-2の間には、他方のパネル状ＦＲＰ製構造体320'における連結部323'の無分岐輪状端部310T"を挿入し、また、一方のパネル状ＦＲＰ製構造体320における連結部323の無分岐輪状端部310T'を、他方のパネル状ＦＲＰ製構造体320'における連結部323'の第１輪状端部310T"-1と第２輪状端部310T"-2の間に挿入して、第１輪状端部310T'-1,310T"-1と、第２輪状端部310T'-2,310T"-2と、無分岐輪状端部310T',310T"に１本の連結棒324を挿入することにより、２つのパネル状ＦＲＰ製構造体320,320'の強固な連結を行うことができる。【０２１７】
本実施形態では、一方の端部には無分岐輪状端部310T'を有するとともに、他方の端部には第１輪状端部310T'-1と第２輪状端部310T'-2を設けたＣＦＲＰロッドa'を用いてパネル状ＦＲＰ製構造体320を形成しているが、両端とも無分岐の輪状端部310TとしたＣＦＲＰロッドを用いてもよい。【０２１８】
さらに、図４５に示すように、２つのパネル状ＦＲＰ製構造体320,320'の連結部325には、パネル部321の形成に用いた固化剤と同一の固化剤を塗布して、２つのパネル状ＦＲＰ製構造体320,320'を一体化した躯体330を形成している。【０２１９】
特に、図４４に示すように、一方の端部に第１輪状端部310T'-1と第２輪状端部310T'-2を有し、他方の端部に無分岐輪状端部310T'を有するパネル状ＦＲＰ製構造体320'を、端部において第１輪状端部310T'-1と第２輪状端部310T'-2、及び無分岐輪状端部310T'が交互となるように並設し、第１輪状端部310T'-1と第２輪状端部310T'-2の間に他のパネル状ＦＲＰ製構造体320'の無分岐輪状端部310T"を挿入することによって、隣接した２つのパネル状ＦＲＰ製構造体320,320'をそれぞれ構成しているＣＦＲＰロッドa'を直線状に配置することができ、パネル状ＦＲＰ製構造体320,320'を連結して構成される躯体30の強度向上を図ることができる。【０２２０】
しかも、並設されたＣＦＲＰロッドa'の並設間隔を一定間隔とすることができ、躯体30における強度バラツキを低減することができる。【０２２１】
なお、並設したＣＦＲＰロッドa'は、単に平面状とするだけでなく、適宜の湾曲形状とすることもできる。【０２２２】
なお、湾曲状とする場合には、ＣＦＲＰロッドa'は、前述した圧力容器の形成の場合と同様に、ＣＦＲＰロッドa'の形成時におけるエポキシ樹脂の加熱による完全な硬化を行わずに、可撓性を有する状態としており、図４６に示すように、ＣＦＲＰロッドa'を平面状に配設してネル状ＦＲＰ製構造体の基体320"bを構成した後に、図４７に示すように、パネル状ＦＲＰ製構造体の基体320"bとの当接面を所定形状に整形している下金型331と、上金型332とで基体320"bを挟持して、ＣＦＲＰロッドa'に塗布されているエポキシ樹脂を硬化させることにより、図４８に示すように、ＣＦＲＰロッドa'におけるロッド本体部を湾曲させてパネル状ＦＲＰ製構造体の基体320"を下金型331及び上金型332の当接面に沿わせた所定の湾曲状としている。【０２２３】
ここで、パネル状ＦＲＰ製構造体の基体320"bは、複数のＣＦＲＰロッドa'を平面状に並設した第１ＣＦＲＰロッド層315と、この第１ＣＦＲＰロッド層315上を構成するＣＦＲＰロッドa'と直交する方向に複数のＣＦＲＰロッドa'を平面状に並設した第２ＣＦＲＰロッド層316とを重ね合わせた２層構造としているが、２層構造に限定するものではなく、さらに多層に積層してもよいし、１層のみであってもよい。【０２２４】
ＣＦＲＰロッドa'に塗布されているエポキシ樹脂を硬化させる場合には、各ＣＦＲＰロッドa'にそれぞれ所定の張力を作用させて、各ＣＦＲＰロッドa'にそれぞれプレストレスを加えている。図４６及び図４７中、333はＣＦＲＰロッドa'の一端を固定支持する固定ピン、334はＣＦＲＰロッドa'の一端を牽引する牽引ピンである。ＣＦＲＰロッドa'に塗布されているエポキシ樹脂の硬化は、ＣＦＲＰロッドa'への通電によるＣＦＲＰロッドa'の加熱によって生じさせてもよいし、下金型331及び上金型332の加熱によって生じさせてもよい。【０２２５】
このように所定形状としたパネル状ＦＲＰ製構造体320"の基体320"bには、固化剤用の型枠を装着し、この型枠を利用して基体320"bに固化剤を所定形状に被着させてパネル部を形成している。【０２２６】
なお、各ＣＦＲＰロッドa'に張力を作用させながら下金型331と上金型332とで押厚する際には、図４６及び図４７に示したようにＣＦＲＰロッドa'を水平方向に牽引するだけでなく、図４９に示すように、たとえばＣＦＲＰロッドa'を円弧形状に湾曲させる湾曲用下金型331'と湾曲用上金型332'とで押厚する場合には、固定ピン333'及び牽引ピン3334'の牽引方向を調整して、ＣＦＲＰロッドa'の湾曲方向に沿った方向に張力を作用させてもよい。【０２２７】
このように、パネル状ＦＲＰ製構造体の基体は、適宜の形状とすることができ、平面上のパネルだけでなく、適宜の形状のパネルとすることができ、しかも、パネル状ＦＲＰ製構造体は連結部323を備えていることによって複数のパネル状ＦＲＰ製構造体を互いに連結して１つの躯体を構成することができる。【０２２８】
例えば、パネル状ＦＲＰ製構造体の基体を半円弧形状に湾曲させて半円周面パネル340を構成した場合には、２つの半円周面パネル340を合わせて円筒形状とすることができ、図５０に示すように、円柱状となったコンクリート橋脚450の周面に２つの半円周面パネル340を装着し、無収縮性の超早強モルタル等で一体的に接合させることにより、極めて容易に耐震補強を行うことができる。【０２２９】
なお、図４に示したように、ＣＦＲＰロッド10では、第１輪状端部10T-1部分、第２輪状端部10T-2部分、及び無分岐輪状端部10T部分が、ＣＦＲＰロッド10のロッド本体部10Rよりも太くなるために、連結部を介してパネル状ＦＲＰ製構造体どうしを連結した際に、連結部部分が膨出形状となって美観を損ねるおそれがあった。【０２３０】
そこで、前述した金型によるＣＦＲＰロッド10の成形時に、図５１に示すように、第１輪状端部10T-1、第２輪状端部10T-2、無分岐輪状端部10Tを構成している半円弧部10aと、この半円弧部10aの一方の端部に接続される第１直線部10bと、半円弧部10aの他方の端部に接続される第２直線部10cにおいて、第２直線部10cをＣＦＲＰロッド10'の長手方向に沿って設けている。なお、第２直線部10cではなく、第１直線部10bをＣＦＲＰロッド10'の長手方向に沿って設けてもよい。【０２３１】
このように、第１直線部10bと第２直線部10cのいずれか一方をＣＦＲＰロッド10'の長手方向に沿って設けることによって、このＣＦＲＰロッド10を用いてパネル状ＦＲＰ製構造体を形成する際に、パネル状ＦＲＰ製構造体の連結部部分で輪状端部が膨出状となることを防止して、平面状の連結面を形成することができ、美観を向上させることができる。【０２３２】
第１直線部10bと第２直線部10cのいずれか一方をＣＦＲＰロッド10'の長手方向に沿わせる場合には、ＣＦＲＰロッド10'の形成時に繊維束に塗布しているエポキシ樹脂を硬化させる際に、所要の型枠を用いて整形しながらエポキシ樹脂を硬化させている。【０２３３】
パネル状ＦＲＰ製構造体では、並設したＣＦＲＰロッドで形成されるＣＦＲＰロッド層を多層に積み重ねることにより、パネル状ＦＲＰ製構造体の強度を向上させることができ、ＣＦＲＰロッド層を多層に積み重ねる際には、例えば図５２に示すように、下層側の第１ＣＦＲＰロッド層361を構成する第１ＣＦＲＰロッド371の輪状端部と、上層側の第２ＣＦＲＰロッド層362を構成する第２ＣＦＲＰロッド372の輪状端部を同じ高さに配置して、各輪状端部に同一の支持用支柱363に挿通させてパネル状ＦＲＰ製構造体を形成することもできる。【０２３４】
ここで、第１ＣＦＲＰロッド370-1及び第２ＣＦＲＰロッド370-2は、前述した第１直線部10bまたは第２直線部10cの整形によって支持用支柱361が挿通される貫通孔を偏倚させており、図５３に示すように、下層側の第１ＣＦＲＰロッド層361と上層側の第２ＣＦＲＰロッド層362の中間の高さに配置される支持用支柱363にそれぞれの貫通孔を挿通可能としている。【０２３５】
特に、第２ＣＦＲＰロッド372の輪状端部は、各第１ＣＦＲＰロッド371の各輪状端部間に挿入して、第１ＣＦＲＰロッド371の輪状端部と、第２ＣＦＲＰロッド372の輪状端部とを交互に配置している。【０２３６】
このように、第１ＣＦＲＰロッド層361及び第２ＣＦＲＰロッド層362が設けられたパネル状ＦＲＰ製構造体では、固化剤でパネル部364を形成した後に、図５４に示すように、第１ＣＦＲＰロッド層361の第１ＣＦＲＰロッド371と、第２ＣＦＲＰロッド層362の第２ＣＦＲＰロッド372のいずれか一方を全て切断している。【０２３７】
そして、図５５に示すように、第１ＣＦＲＰロッド371が切断された連結部を備えた第１パネル381と、第２ＣＦＲＰロッド372が切断された連結部を備えた第２パネル382とを突き合わせて、それぞれ残存した第２ＣＦＲＰロッド372の輪状端部と第１ＣＦＲＰロッド371の輪状端部とを重ね合わせて、連結支柱365を挿通させて連結し、さらに、この連結部分を固化剤で被覆している。【０２３８】
このように、第１ＣＦＲＰロッド層361の第１ＣＦＲＰロッド371と、第２ＣＦＲＰロッド層362の第２ＣＦＲＰロッド372のいずれか一方を全て切断することにより、他のパネル状ＦＲＰ製構造体と連結しやすい連結構造を極めて容易に形成できるとともに、パネル状ＦＲＰ製構造体にはＣＦＲＰロッドの埋設数を増大させて高強度化を図ることができる。【０２３９】
前述してきたようにＣＦＲＰロッドを適宜整形することにより、パネル状ＦＲＰ製構造体を自在な形状とすることができるので、例えば、図５７に示すように、アイソグリッド交差構造を形成することも可能である。【０２４０】
すなわち、アイソグリッド交差構造では、円筒壁状リブ391を円形状に整形したロッド本体部で構成し、この円筒壁状リブ391から放射状に伸延する直線状リブ392にＣＦＲＰロッドを埋設して構成し、ロッド本体部及びＣＦＲＰロッドを無収縮性の超早強モルタル等で被覆するとともに整形して構成することができる。【０２４１】
パネル状ＦＲＰ製構造体では、固化剤としてモルタル等を用いることにより、従来の鉄筋を用いたコンクリート構造体と比較して、軽量かつ高強度の構造体を提供することができ、しかも腐食のおそれがないことにより耐候性を向上させることもできる。【０２４２】
しかも、パネル状ＦＲＰ製構造体では連結部を備えた構造として、各構造体をユニット化することができ、各ユニットを向上で形成した後に施工現場に搬入し、施工現場では、各ユニットの組み立て作業だけとすることができるので、施工期間の短縮化を図ることができる。特に、パネル状ＦＲＰ製構造体はコンクリート構造体と比較して軽量であるので、搬送性及び組み立て性の向上を図ることもできる。【０２４３】
〔６〕ＦＲＰ製構造体を用いた躯体
前述したパネル状ＦＲＰ製構造体は、金属を使用しないことにより耐候性が高く、このパネル状ＦＲＰ製構造体を用いて所定の躯体を形成することにより耐候性の高い躯体とすることができる。このような躯体は、洋上での使用において極めて有効な構造物とすることができる。【０２４４】
以下において説明するＦＲＰ製構造体は、洋上で使用するものとし、特に、ＦＲＰ製構造体におけるパネル部及びトラス部材はモルタルで形成しているものとする。このようなＦＲＰ製構造体を以下においてＣＦＲＰ補強コンクリート製構造体と呼ぶ。【０２４５】
図５８は、ＣＦＲＰ補強コンクリート製構造体で構成した洋上浮体構造440を示している。図５８中、Ｇは島を示している。【０２４６】
この洋上浮体構造440は、正六角形状枠状に形成した六角形フレーム441を互いに結合して構成したものであり、六角形フレーム441は、図５９に示すように、４つのケーソン442を設けるとともに、ケーソン442の間をトラス構造で連結した６本の直線状基体443で正六角形状に構成している。本実施形態では、ケーソン442を８０ｍ間隔で配置して、全長３００ｍとしている。ケーソン442はコンクリート製であって、鉄筋の代わりにＣＦＲＰロッドを用いている。また、トラス構造はＣＦＲＰ補強コンクリート製構造体で構成している。【０２４７】
直線状基体443の下面には、下面を覆う下側平板444を設けている。この下側平板444は、ＣＦＲＰ補強コンクリート製構造体で構成しており、消波板として機能して、洋上浮体構造440に生じる波の影響をトラス構造とともに抑制するダンパーとして機能するものである。また、直線状基体443の上面には、上面を覆う上側平板445を設けてもよい。この上側平板445もＣＦＲＰ補強コンクリート製構造体で構成することが望ましい。【０２４８】
ケーソン442の下面には強化ガラスを装着した窓を設けて、この窓からケーソン442の内部に設けた発光ダイオードで、光の波長を最適に制御しながら海面下に光を照射することによって六角形フレーム441を浮き魚礁として利用することができ、魚などの海洋資源の増産に寄与することができる。【０２４９】
特に、六角形フレーム441の内側は、直線状基体443におけるトラス構造や消波板として機能する下側平板444で消波されることによって穏やかな状態とすることができ、マグロなどの魚をはじめとする魚介類の養殖に適した環境とすることができる。【０２５０】
直線状基体443で構成した六角形フレーム441は、ケーソン442において、図６０に示すように、平板状とした金属板446と平板状としたゴムなどの弾性部材447とを交互に積層した緩衝体448、あるいは高減衰ゴム製の緩衝体（図示せず）を介して連結し、波による六角形フレーム441の揺れを緩和している。図６０中、449は、隣接した直線状基体43のケーソン42同士を連結する連結ロッドである。金属板446と弾性部材447とを交互に積層した緩衝体448を用いた場合には、連結ロッド449に圧縮力を作用させて、緩衝体448に圧縮応力を加えている。高減衰ゴム製の緩衝体の場合には、この緩衝体に圧縮応力を加える必要はない。【０２５１】
このように、ケーソン442部分で隣接した六角形フレーム441を互いに連結することによって、六角形フレーム441を強固に連結でき、より大面積の洋上浮体構造440を形成できることによって、洋上浮体構造440の安定性を向上させることができる。【０２５２】
このようにして形成した洋上浮体構造440には、例えば図６１に示すように、ケーソン442上に風力発電用の風車450を設置することによって、風力発電を行うことができる。【０２５３】
特に、風車450は、ロータ部分は、ＣＦＲＰ補強コンクリート製構造体ではなく、ＣＦＲＰ補強コンクリート製構造体のモルタル部分を適宜の合成樹脂等で構成したＣＦＲＰ製構造体または単なるＦＲＰ製構造体とし、支柱部分はＣＦＲＰ補強コンクリート製構造体で形成することによって、軽量でありながら高強度とすることができ、そのうえ、海水の塩分に対して耐性を有しているので、長期間安定的に稼働させることができる。さらに、風車450で発電した電気エネルギーを用いて海水から水素を生成することにより、安定的に蓄積可能な形態とすることができる。【０２５４】
なお、風車は、図６２に示すように、ロータ470の周りに前端縁にフランジ461を備えた円筒体460で構成したいわゆる風レンズを設けることにより、発電効率を向上させることができる。【０２５５】
円筒体460は、図６３に示すように、ＦＲＰ製構造体製の円筒体ユニット460uとしておき、この円筒体ユニット460uを連結して円筒体460としている。円筒体ユニット460uは工場で形成できるので高精度で形成でき、しかも比較的軽量であるので、洋上での組み立て作業を極めて容易に行うことができる。図６３中、462はフランジ461を支持するフランジ用リブである。このフランジ用リブ462は、前述した節付きＦＲＰ製構造体である竹構造で構成することにより、軽量かつ高強度とすることができる。【０２５６】
風車は、ロータの径が大きければ大きいほど望ましく、ＣＦＲＰ製構造体またはＦＲＰ製構造体が高強度であることによって、例えば図６４に示すように、巨大な風車を形成することも可能である。【０２５７】
図６４に示す風車では、ロータ470'の直径を１００ｍ程度とすることができる。このような風車とした場合には、ＣＦＲＰ補強コンクリート製構造体を用いたとしても全体重量が試算において８００トン以上となっている。このように巨大な風車では、風向きに合わせて風車の向きを変更することも極めて困難となっている。【０２５８】
しかしながら、このような大型の風車を洋上に設置した場合には、風車を所要のケーソン上に設置することにより浮力によって風車の重量を相殺することができるので、風車の向きを比較的容易に変更可能とすることができる。【０２５９】
ここで、風車を支持するケーソンはセミサブ（半潜水）型フロートとしており、風車を直接的に支持する円筒型のケーソンで構成したインサイド浮体481と、このインサイド浮体481を安定的に支持することを目的とした母浮体482の二重構造としている。【０２６０】
母浮体482は、所定位置にインサイド浮体481が収容される収容開口483を有しており、この収容開口483内にインサイド浮体481を配設している。母浮体482の外形形状は、どのような形状であってもよく、本実施形態では矩形状としている。【０２６１】
インサイド浮体481は、このインサイド浮体481上に配設した風車の向きを変えるために円筒形状としたケーソンで構成している。特に、風車が約８００トンの重量を有するので、インサイド浮体481は、直径約３５ｍ程度の円筒体とすることが望ましい。【０２６２】
インサイド浮体481は母浮体482の収容開口483内に配設され、収容開口483内でインサイド浮体481を回転可能としている。収容開口483の内周面、及びインサイド浮体481の外周面には、回転用のガイドを適宜設けてもよい。インサイド浮体481を収容開口483内で回転させる回転手段としては様々な手法が考えられるが、最も簡単には、風車に当たる風によってロータ470'が装着された支持柱484に回転モーメントを生じさせることにより、風車を自ら回転させることができる。【０２６３】
インサイド浮体481と母浮体482との間には、図６５に示すように、高減衰ゴムなどの弾性材486を配設して、お互いの振動や衝撃力を吸収及び緩和させている。また、母浮体482には油圧ジャッキ485を設けて、この油圧ジャッキ485を介して必要に応じてインサイド浮体481を母浮体482に強固に固定することによって、台風などの気象条件が悪い場合に、風車を安定的に支持可能としている。【０２６４】
前述したＣＦＲＰ補強コンクリート製構造体を用いた躯体は洋上構造物について説明したが、ＣＦＲＰ補強コンクリート製構造体を用いた躯体は洋上構造物への利用に限定されるものではなく、一般的なコンクリート構造物や、航空宇宙産業における構造物として幅広く利用可能であって、必要に応じて適宜の形状としてよい。特に、パネル部をコンクリートで構成したＣＦＲＰ補強コンクリート製構造体に限定するものではなく、パネル部を適宜の固化剤で形成してよく、単に強度を向上させるだけでなく、断熱性や遮音性などを向上させたＦＲＰ製構造体を用いて所要の躯体を構成してもよい。【０２６５】
本発明の繊維強化プラスチックロッド、炭素繊維強化プラスチック製構造体及びこの炭素繊維強化プラスチック製構造体で形成した躯体では、軽量かつ高強度の新規な構造材料を提供できるので、高強度の躯体を容易に構成できる。特に、大型のコンクリート構造物では、高強度化が図れるとともに、腐食に対する耐性の高い高耐性化された構造物を構築可能とすることができる。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【国際調査報告】
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