(57)【要約】【課題】衝撃作用時におけるコンクリート片の剥離・飛散を抑制すると共に、衝撃作用時におけるひび割れを抑制することができ、衝撃を受けたときに高い破壊抑制効果を発揮することができるコンクリート構造体を提供することを目的としている。【解決手段】コンクリート体２の表層部分、或いはダブル配筋の鉄筋材の間に、セメント系材料の内部に立体格子４が埋設された補強層２０が設けられている【選択図】図１
2012072564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート体の表層部分に、セメント系材料の内部に立体格子が埋設された補強層が設けられていることを特徴とするコンクリート構造体。
【請求項２】
コンクリート体の内部にダブル配筋の鉄筋材が埋設されたコンクリート構造体であって、
前記ダブル配筋の鉄筋材の間に、セメント系材料の内部に立体格子が埋設された補強層が設けられていることを特徴とするコンクリート構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、剛飛翔体の衝突や爆風圧等の衝撃作用を受けるコンクリート壁（鉄筋コンクリート壁も含む。）の破壊抑制対策としては、例えば、壁厚（コンクリート体の厚さ）を増す方法や、壁の表面（衝撃作用を受ける面）や裏面（衝撃作用を受ける面の反対側の面）に補強鋼板を取り付ける方法などが一般的に行われている。しかしながら、上記した壁厚を増す方法では、建築面積に対する躯体の占める面積が増えることから、建築空間の有効利用の観点からデメリットがある。また、上記した補強鋼板を取り付ける方法では、壁の両面に補強鋼板を取り付けると、衝撃作用後の構造体（両側の補強鋼板の間に介在されたコンクリート体）の健全性を確認することが困難であるというデメリットがある。
【０００３】
そこで、従来、例えば下記特許文献１に示すように、壁の裏面に補強シートを貼り付けたり高弾性樹脂を吹き付けたりする方法が提案されている。この方法によれば、上記した壁厚を増す方法に比べてコンクリート壁（補強シートや高弾性樹脂層を含む）の厚さを小さくすることができ、建築空間の有効利用を図ることができる。また、壁の表面側から構造体の状況を確認することが可能であるので、衝撃作用後に構造体の健全性を確認することができる。
【０００４】
また、従来、例えば下記特許文献２に示されているように、鋼や合成樹脂の短繊維をコンクリートに混入する方法が提案されている。この方法によれば、壁厚を増大させる必要がなく、建築空間の有効利用を図ることができる。また、壁の表面側或いは裏面側から構造体の状況を確認することが可能であるので、衝撃作用後に構造体の健全性を確認することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５７６６９号公報
【特許文献２】特開２００６−２９０７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した前者の従来技術では、衝撃作用時における壁の裏面のコンクリート片の剥離・飛散を抑制する効果はあるが、コンクリート体の破壊自体を抑制する効果は小さいため、衝撃の応力波によってコンクリート体にひび割れが発生するおそれがある。
また、上記した後者の従来技術では、繊維の混入量が多くなり過ぎると生コンクリートの流動性が低下して施工性が悪くなるため、繊維の混入量に限界がある。したがって、十分な破壊抑制効果が得られない場合がある。
【０００７】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、衝撃作用時におけるコンクリート片の剥離・飛散を抑制すると共に、衝撃作用時におけるひび割れを抑制することができ、衝撃を受けたときに高い破壊抑制効果を発揮することができるコンクリート構造体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るコンクリート構造体は、コンクリート体の表層部分に、セメント系材料の内部に立体格子が埋設された補強層が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
このような特徴により、コンクリート体内に発生する応力が立体格子によって分散されるため、衝撃作用時に応力が局部に集中することが抑制され、引張破壊におけるひび割れが分散される。また、立体格子によってコンクリート構造体の靭性が向上するため、地震などの衝撃作用に対しても破壊抑制効果が有効に発揮される。
【００１０】
また、本発明に係るコンクリート構造体は、コンクリート体の内部にダブル配筋の鉄筋材が埋設されたコンクリート構造体であって、前記ダブル配筋の鉄筋材の間に、セメント系材料の内部に立体格子が埋設された補強層が設けられていることを特徴としたものであってもよい。
このような特徴により、コンクリート体内に発生する応力が立体格子によって分散されるため、押し抜きせん断破壊における内部ひび割れが分散される。
【００１１】
また、本発明に係るコンクリート構造体は、前記立体格子の材料の弾性係数が前記コンクリート体の弾性係数よりも高く、且つ、前記立体格子の材料の強度が前記コンクリート体の強度よりも高いことが好ましい。
これにより、立体格子によってコンクリート構造体の引張応力に対する抵抗力が向上するため、応力波によって発生するひび割れが抑制される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るコンクリート構造体によれば、衝撃作用時におけるコンクリート片の剥離・飛散を抑制すると共に、衝撃作用時におけるひび割れを抑制することができ、衝撃を受けたときに高い破壊抑制効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するためのコンクリート構造体の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を説明するためのコンクリート構造体の断面図である。
【図３】本発明の変形例を説明するためのコンクリート構造体の断面図である。
【図４】本発明の変形例を説明するためのコンクリート構造体の断面図である。
【図５】本発明の変形例を説明するための立体格子の斜視図である。
【図６】本発明の変形例を説明するための立体格子の斜視図である。
【図７】本発明の変形例を説明するための立体格子の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るコンクリート構造体の第１、第２の実施の形態について、図面に基いて説明する。
【００１５】
［第１の実施の形態］
まず、本発明に係るコンクリート構造体の第１の実施の形態について図１に基づいて説明する。
図１に示すコンクリート構造体１は、剛飛翔体の衝突や爆風圧等の衝撃作用を受ける鉄筋コンクリート造の壁であり、コンクリート体２の内側に壁鉄筋３が埋設された構成からなる。このコンクリート構造体１の一方側（図１における左側）の面が、剛飛翔体が衝突したり爆風圧が作用したりする衝撃作用面１０であり、他方側（図１における右側）の面が、前記した衝撃作用面１０の反対側の裏面１１である。
【００１６】
図１に示すように、壁鉄筋３は、例えば異形鋼棒からなる主筋及び配力筋を縦横に格子状に組んだ構成からなり、この格子状に組まれた主筋及び配力筋が二重に配設されたダブル配筋となっている。この壁鉄筋３は、所定のかぶり厚さを確保した位置に配設されている。
【００１７】
コンクリート体２の両側の表層部分には、セメント系材料の内部に立体格子４が埋設された補強層２０，２０がそれぞれ設けられている。具体的に説明すると、コンクリート体２の両側のかぶり部分２１，２１に立体格子４が埋設されており、このかぶり部分２１，２１が補強層２０，２０となっている。
【００１８】
前記した立体格子４は、鋼製（例えば一般鋼やステンレス鋼等）或いは合成樹脂製（例えばポリプロピレン等）の線材を波形や不規則に湾曲させたり屈曲させたりすることで立体的に形成された立体網状マットであり、この立体格子４の厚さ寸法は、少なくともコンクリート体２のかぶり厚さ（かぶり部分２１の厚さ）以下である。また、立体格子４の材料の弾性係数がコンクリート体２の弾性係数よりも大きく、且つ、立体格子４の材料の強度がコンクリート体２の強度よりも大きい。また、この立体格子４の線材（辺）で囲まれた空間は四面体や六面体等の多面体形状、或いは不均一な形状に形成されている。また、立体格子４の格子間隔（線材の間隔）は、コンクリート体２のコンクリート打設時に立体格子４の内部に生コンクリートが容易に流入して立体格子４の内部全体に生コンクリートが隙間無く充填される程度の大きさであり、少なくともコンクリート体２の骨材の最大寸法よりも大きい格子間隔で形成されている。なお、立体格子４の厚さが薄い場合には、立体格子４の格子間隔が上記した骨材の最大寸法よりも小さくなっていてもよい。
【００１９】
次に、上記した構成からなるコンクリート構造体１の施工方法について説明する。
【００２０】
まず、壁鉄筋３を組み立てる鉄筋配筋工程を行う。詳しく説明すると、所定位置に主筋及び配力筋を縦横格子状に組み立ててダブル配筋の壁鉄筋３を形成する。
【００２１】
次に、コンクリート体２を形成する図示せぬ型枠を組み立てる型枠建込工程を行う。詳しく説明すると、前記した壁鉄筋３の両側の所定の位置に図示せぬ型枠をそれぞれ建てる。このとき、図示せぬ型枠の型枠面に立体格子４を設置しておく。なお、立体格子４を型枠面に設置しない方法であってもよく、例えば、壁鉄筋３の両側に立体格子４を設置した後、図示せぬ型枠を建て込んでもよい。
【００２２】
次に、上記した型枠内に生コンクリートを打設するコンクリート打設工程を行う。詳しく説明すると、ダブル配筋の壁鉄筋３の間に生コンクリートを流し込む。このとき、型枠内に打設された生コンクリートの一部が立体格子４の内側に流れ込み、立体格子４の内側に満遍なく生コンクリートが充填される。
【００２３】
その後、コンクリート体２の硬化後に前記した型枠を脱型する。
以上により、コンクリート体２の内側に壁鉄筋３が埋設されていると共にコンクリート体２の両側のかぶり部分２１，２１に立体格子４が埋設されて両側の表面部分に補強層２０，２０が設けられたコンクリート構造体１が形成される。
【００２４】
上記したコンクリート構造体１によれば、コンクリート体２内に発生する応力が立体格子４によって分散されるため、衝撃作用時に応力が局部に集中することが抑制され、引張破壊におけるひび割れが分散される。また、立体格子４の材料の弾性係数がコンクリート体２の弾性係数よりも大きく、且つ、立体格子４の材料の強度がコンクリート体２の強度よりも大きいため、立体格子４によってコンクリート構造体１の引張応力に対する抵抗力が向上するため、応力波によって発生するひび割れが抑制される。したがって、衝撃作用時における衝撃作用面１０及び裏面１１でのコンクリート片の剥離・飛散を抑制することができ、また、衝撃作用時におけるひび割れを抑制することができる。さらに、立体格子４によってコンクリート構造体１の靭性が向上するため、地震などの衝撃作用に対しても破壊抑制効果が有効に発揮される。このように、衝撃を受けたときに高い破壊抑制効果を発揮することができる。
【００２５】
また、立体格子４の材料（線材）の弾性係数及び強度がコンクリート体２の弾性係数や強度よりも低くても前記したひび割れを分散する効果は期待できるが、ことが望ましい。これにより、上記したひび割れを抑制する効果を十分に奏することができる。
【００２６】
［第２の実施の形態］
次に、本発明に係るコンクリート構造体の第２の実施の形態について図２に基づいて説明する。
なお、上述した第１の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２７】
図２に示すコンクリート構造体１０１は、鉄筋コンクリート造の壁体であり、格子状の鉄筋材３０，３１を二重に配筋したダブル配筋の壁鉄筋３がコンクリート体２の内側に埋設された構成からなる。前記コンクリート体２の厚さ方向の中央部分、つまりダブル配筋の鉄筋材３０，３１の間の部分には、セメント系材料の内部に立体格子４が埋設された補強層２０が設けられている。
【００２８】
次に、上記した構成からなるコンクリート構造体１０１の施工方法について説明する。
【００２９】
まず、壁鉄筋３を組み立てる鉄筋配筋工程を行う。詳しく説明すると、所定位置に主筋及び配力筋を縦横格子状に組み立てて壁鉄筋３を形成する。このとき、ダブル配筋の鉄筋材３０，３１の間に立体格子４を設置しておく。
【００３０】
次に、コンクリート体２を形成する図示せぬ型枠を組み立てる型枠建込工程を行う。詳しく説明すると、前記した壁鉄筋３の両側の所定の位置に図示せぬ型枠をそれぞれ建てる。
【００３１】
次に、上記した型枠内に生コンクリートを打設するコンクリート打設工程を行う。詳しく説明すると、ダブル配筋の鉄筋材３０，３１の間に生コンクリートを流し込む。このとき、型枠内に打設された生コンクリートの一部が立体格子４の内側に流れ込み、立体格子４の内側に満遍なく生コンクリートが充填される。
【００３２】
その後、コンクリート体２の硬化後に前記した型枠を脱型する。
以上により、コンクリート体２の内側に壁鉄筋３が埋設されていると共にダブル配筋の鉄筋材３０，３１の間に立体格子４が埋設されてコンクリート体２の厚さ方向の中央部分に補強層２０が設けられたコンクリート構造体１０１が形成される。
【００３３】
上記したコンクリート構造体１０１によれば、コンクリート体２内に発生する応力が立体格子４によって分散されるため、押し抜きせん断破壊におけるコンクリート体２内部のひび割れが分散され、また、立体格子４によってコンクリート構造体１の押し抜きせん断応力に対する抵抗力が向上するため、応力波によって発生するコンクリート体２内部のひび割れが抑制される。これにより、コンクリート体２の内部の破壊抑制効果を発揮することができる。
【００３４】
以上、本発明に係るコンクリート構造体の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、図３に示すように、コンクリート体２の裏面に繊維シート５が貼り付けられたり高弾性樹脂６が吹き付けられたりしたコンクリート構造体２０１であってもよい。
【００３５】
また、上記した第１の実施の形態では、コンクリート体２の両側の表面部分（かぶり部分２１，２１）に立体格子４が埋設されて補強層２０，２０が形成されているが、本発明は、衝撃作用面１０側および裏面１１側のうちの何れか一方側の表面部分にのみ補強層を形成する構成であってもよい。
さらに、本発明は、コンクリート体２の両側の表面部分のうちの少なくとも一方の表面部分と、コンクリート体２の内部（ダブル配筋の鉄筋材３０，３１の間）に、補強層をそれぞれ形成する構成であってもよい。
【００３６】
また、上記した第１の実施の形態では、コンクリート打設工程の際に図示せぬ型枠の内側に立体格子４を設置しておくことで、コンクリート体２の表面部分に補強層２０，２０を形成しているが、本発明は、図４に示すように、補強筋として立体格子４が埋設されたモルタル板６（セメント系材料）を製作し、このモルタル板６を型枠として建て込み、このモルタル板６の内側に生コンクリートを打設することで、現場打ちコンクリート部３２１とモルタル板６とを一体化させたコンクリート構造体３０１であってもよい。これにより、型枠として使用した上記したモルタル板６が補強層３２０となり、コンクリート体３０２の表面部分に補強層３２０が形成される。なお、この場合、図４に示すように、モルタル板６の内面にコッター６０を突設させておくことで、現場打ちコンクリート部３２１とモルタル板６との接合強度を向上させることができる。
【００３７】
また、上記した実施の形態では、立体格子４として、鋼製或いは合成樹脂製の線材を波形や不規則に湾曲させたり屈曲させたりすることで立体的に形成された立体網状マットが使用されているが、本発明は、他の構成の立体格子を用いることも可能である。
例えば、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、複数の棒材４４０，５４０が三角形の集合体となるように組み立てられたトラス形状の立体格子４０４、５０４であってもよい。また、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、複数のラチス部材６４３，７４３を平行に並べた構成の立体構成６０４，７０４であってもよい。前記ラチス部材６４３，７４３は、直棒状の上弦材６４０，７４０及び下弦材６４１，７４１と、それら上弦材６４０，７４０及び下弦材６４１，７４１の間に介装された複数の斜材６４２，７４２と、からなるラチス梁状の部材である。また、図６（ｂ）に示す立体格子７０４には、ラチス部材７４３に対して交差すると共に各ラチス部材７４３を跨ぐように波形に屈曲された波形棒材７４４が備えられている。
さらに、図７に示すように、棒材をコイル状に巻いた構成からなるスパイラル材８４０からなる立体格子８０４であってもよい。
【００３８】
また、上記した実施の形態では、コンクリート構造体１として鉄筋コンクリート造の壁体について説明しているが、本発明は、壁体以外の構造体であってもよく、例えば柱や梁、スラブなどであってもよい。さらに、本発明は、鉄筋コンクリート造のコンクリート構造体に限定されず、例えば、コンクリートのみからなる構造体であってもよく、或いは鉄骨コンクリート造や鉄筋鉄骨コンクリート造、鋼管コンクリート造等の他のコンクリート系構造の構造体であってもよい。
【００３９】
また、本発明に係るコンクリート構造体は、立体格子の材料（線材）の弾性係数及び強度がコンクリート体の弾性係数や強度よりも低くてもよい。この場合であっても、上述したひび割れの分散効果は期待できる。
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１，１０１，２０１，３０１  コンクリート構造体
２，３０２  コンクリート体
３０，３１  鉄筋材
４，４０４，５０４，６０４，７０４，８０４  立体格子
２０，３２０  補強層
【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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