(57)【要約】【課題】製造が容易であり、軽量化を実現しつつ構造部材の強度を向上させることが可能で、構造部材同士の接合も容易で、且つ、接合部の強度を向上させることが可能なＨ型、Ｉ型、Ｔ型及びＵ型のいずれかの断面形状を有するコンクリート構造部材を提供することを目的とする。【解決手段】ステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材において、Ｈ型、Ｉ型、Ｔ型及びＵ型のいずれかの断面形状を有し、内部にステンレス鉄筋からなる軸方向鉄筋、帯鉄筋を配筋し、十分な耐久性を満足するかぶりが確保される部分では、普通鉄筋からなる軸方向鉄筋、帯鉄筋を配筋することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈ型、Ｉ型、Ｔ型及びＵ型のいずれかの断面形状を有し、
内部にステンレス鉄筋からなる軸方向鉄筋、帯鉄筋を配筋したことを特徴とするステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材。
【請求項２】
構造部材内部の十分な耐久性を満足するかぶりが確保される部分に普通鉄筋からなる軸方向鉄筋、帯鉄筋を配筋したことを特徴とする請求項１に記載のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材。
【請求項３】
前記コンクリート構造部材の端部から軸方向鉄筋を露出させ、露出した軸方向鉄筋を隣接するコンクリート構造部材との重ね継手あるいは連結具により端部同士を連結する機械式継手とすることを特徴とする請求項１または２に記載のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材。
【請求項４】
製造時、型枠内にステンレス鉄筋、あるいはステンレス鉄筋と普通鉄筋からなる軸方向鉄筋、帯鉄筋を配筋し、前記型枠内に充填するセメント系部材に膨張材を混入し、前記軸方向鉄筋及び前記帯鉄筋を介してプレストレスト力を導入することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか1項に記載のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材にセメント系モルタルを使用し、ステンレス鉄筋、あるいはステンレス鉄筋と普通鉄筋を軸方向鉄筋、帯鉄筋に配筋したＨ型、Ｉ型、Ｔ型、Ｕ型のいずれかの断面形状を有するステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物や土木構造物の構造部材として用いるＩ型断面、Ｈ型断面、Ｔ型断面及びＵ型断面の構造部材は、曲げ耐力を低下させずに構造部材の重量を軽量化できるという利点を有している。Ｉ型断面、Ｈ型断面、Ｔ型断面及びＵ型断面の構造部材は鋼材では良く使用されている。普通コンクリート内に通常の補強鉄筋を配筋してＩ型断面、Ｈ型断面、Ｔ型断面及びＵ型断面の構造部材を形成することが考えられる。
【０００３】
また、特開２００２−２１０２３号公報には、繊維補強・超高強度コンクリートで形成されたＩ型断面の構造部材を橋脚の桁材として用いることが提案されている。また、特開２００５−２３６１３号公報には、普通コンクリートによって形成されたプレストレストコンクリート製のフランジ部と、繊維補強・超高強度コンクリートで形成されたウェブ部を一体に接合した断面Ｈ型の構造部材を形成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１０２３号公報
【特許文献２】特開２００５−２３６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、鋼材でＩ型断面、Ｈ型断面、Ｔ型断面及びＵ型断面の構造部材を形成する場合、防錆処理が必要になるという問題と、接合に溶接作業が必要になるという問題を有する。また、普通コンクリート内に補強鉄筋を配筋する補強方式は、塩化物イオン、二酸化炭素、水などの腐食因子の浸入により補強鉄筋が腐食することを防止するため、厳しい腐食性環境下では鉄筋かぶりが１００ｍｍ以上となることがある。かぶりコンクリートの厚みの大きさは部材重量の増大を招き、軽量化が要求されるＩ型断面、Ｈ型断面、Ｔ型断面及びＵ型断面の構造部材として弱点を有するものであった。
【０００６】
また、特許文献１、２に開示されている繊維補強・超高強度コンクリート製のＩ型断面やＨ型断面の構造部材は、その製造方法が補強繊維を均等に分散するための混練工程、蒸気養生工程等の製造工程が複雑であるという問題と、Ｉ型断面やＨ型断面の構造部材を接合するため、構造部材内に連結緊張材を通すための緊張用シースを予め設置し、緊張材を挿入してジャッキで緊張材を緊張させて連結することが必要であり、接合のため多くの作業が必要になるという問題を有する。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の課題を解決する、製造が容易であり、軽量化を実現しつつ構造部材の強度を向上させることが可能で、構造部材同士の接合も容易で、且つ、接合部の強度を向上させることが可能なＨ型、Ｉ型、Ｔ型及びＵ型のいずれかの断面形状を有するコンクリート構造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】
【０００８】
本発明のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材は、前記課題を解決するために、Ｈ型、Ｉ型、Ｔ型及びＵ型のいずれかの断面形状を有し、内部にステンレス鉄筋からなる軸方向鉄筋、帯鉄筋を配筋したことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材は、構造部材内部の十分な耐久性を満足するかぶりが確保される部分に普通鉄筋からなる軸方向鉄筋、帯鉄筋を配筋したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材は、前記コンクリート構造部材の端部から軸方向鉄筋を露出させ、露出した前記軸方向鉄筋を隣接するコンクリート構造部材との重ね継手あるいは連結具により端部同士を連結する機械式継手とすることを特徴とする。機械式継手とは、例えば、露出した軸方向鉄筋を連結具であるスリーブ等で連結する連結方式である。また、隣接する前記コンクリート構造部材の端部から露出した前記軸方向鉄筋に直交する方向に、補強を目的としたステンレス鉄筋を配置することも可能である。
【００１１】
また、本発明のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材は、製造時、型枠内にステンレス鉄筋、あるいはステンレス鉄筋と普通鉄筋からなる軸方向鉄筋、帯鉄筋を配置し、前記型枠内に充填するセメント系部材に膨張材を混入し、前記軸方向鉄筋及び前記帯鉄筋を介してプレストレスト力を導入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
Ｈ型、Ｉ型、Ｔ型及びＵ型のいずれかの断面形状を有し、内部にステンレス鉄筋からなる軸方向鉄筋、帯鉄筋を配筋したことにより、かぶりコンクリートの厚みを小さくでき、通常のセメント系部材を用いて薄肉軽量化され強度の大きいＨ型、Ｉ型、Ｔ型及びＵ型のいずれかの断面形状のコンクリート構造部材とすることが可能となる。また、通常のセメント系部材を用いて成形できるので、既存の製造設備で製造が可能であるため、新たな設備投資が不要であり、低コストで製造が可能となる。
構造部材内部の十分な耐久性を満足するかぶりが確保される部分に普通鉄筋からなる軸方向鉄筋、帯鉄筋を配筋することで、かぶりコンクリートの厚みを小さくできるという作用を維持しつつ、高価なステンレス鉄筋の使用量を抑制し製造コストを低減することが可能となる。
また、コンクリート構造部材の端部から軸方向鉄筋を露出させ、前記露出した軸方向鉄筋を隣接するコンクリート構造部材との重ね継手とすることで、隣接する部材同士を構造的に一体化することが可能となる。また、コンクリート構造部材の端部に連結具であるスリーブ等を配置し露出した軸方向鉄筋同士を連結することで機械式継手として容易に接合することが可能となる。
製造時、型枠内にステンレス鉄筋からなる軸方向鉄筋、帯鉄筋を配置し、前記型枠内に充填するセメント系部材に膨張材を混入し、前記軸方向鉄筋及び前記帯鉄筋を介してプレストレスト力を導入することにより、コンクリート構造部材をより薄肉軽量化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のＨ型のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材を示す図である。
【図２】本発明のＴ型のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材を示す図である。
【図３】本発明のＵ型のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材を示す図である。
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材の接合の工程を示す図である。
【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材のスリーブ（機械式継手）を用いた接合の工程を示す図である。
【図６】本発明のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材を直交する方向に接合する状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を図により説明する。図１は、本発明のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材の一実施形態の断面図である。
【００１５】
Ｈ又はＩ型断面の構造部材は、一般的に鋼材で形成され、建築物の柱、梁、また橋梁の桁等として用いられる。Ｈ又はＩ型断面の構造部材を通常のコンクリートで形成する場合、部材表面からの塩化物イオン、二酸化炭素、水などの腐食因子の浸入による鉄筋の腐食を防止するために、かぶりコンクリートの厚みを大きくしなければならず、そのため、構造部材の重量が大きくなり、軽量化が要求される建築物、土木構造物の構造部材として弱点を有するものであった。
【００１６】
図１に示されるステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材１は、従来のコンクリート構造部材の持つ課題を解決したＨ又はＩ型断面の構造部材で、曲げ耐力を低下させずに構造部材の重量を軽量化できるという利点を有している。Ｈ又はＩ型断面のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材１は、上フランジ２と下フランジ３がウェブ４で連結され、断面Ｈ又はＩ字の形状をしている。
【００１７】
Ｈ又はＩ型断面のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材１の上フランジ２と下フランジ３がウェブ４の内部にステンレス鉄筋からなる軸方向鉄筋５と帯鉄筋６が配筋される。必要に応じて中間帯鉄筋７を配筋しても良い。上フランジ２と下フランジ３とをウェブ４を介して強固に連結するために、上フランジ２と下フランジ３の間を連結するステンレス鉄筋からなる連結帯鉄筋８を配筋する。コンクリート構造部材内で普通鉄筋で十分な耐久性を満足するかぶりが確保される部分には、図１に示されるように、普通鉄筋を軸方向鉄筋１６として使用することが可能である。ステンレス鉄筋は普通鉄筋に比較して高価であるため、普通鉄筋を併用することで、かぶりコンクリートの厚みを小さくできるという作用を維持しつつ、ステンレス鉄筋の使用量を抑制し製造コストを低減することが可能となる。
【００１８】
構造部材の内部の補強鉄筋を耐腐食性のステンレス鉄筋とすることで、構造部材の強度を維持してかぶりコンクリートの厚みを小さくすることができ、Ｈ又はＩ型断面の構造部材の薄肉化、軽量化が実現できる。ステンレス鉄筋をＪＩＳ  鉄筋コンクリート用ステンレス異形棒鋼  ＪＩＳ  Ｇ４３２２とすることでコンクリートとの付着性能が向上する。
【００１９】
Ｈ又はＩ型断面のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材１の製造時、型枠内に充填する材料として、セメント系部材に膨張材を加えて成形することにより、型枠内部に配置されたステンレス鉄筋、あるいはステンレス鉄筋と普通鉄筋からなる軸方向鉄筋５、１６及び帯鉄筋６を介して成形されるコンクリート構造部材にプレストレスト力を導入することが可能となり、Ｈ又はＩ型断面のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材１の薄肉軽量化を一層促進することが可能となる。
【００２０】
図２に示されるステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材１は、Ｔ型断面の構造部材で、曲げ耐力を低下させずに構造部材を薄肉軽量化できるという利点を有している。Ｔ型断面のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材１は、フランジ９とウェブ１０とがＴ形に連結された形状をしている。
【００２１】
Ｔ型断面のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材１のフランジ９とウェブ１０の内部にステンレス鉄筋からなる軸方向鉄筋５と帯鉄筋６が配筋される。必要に応じて中間帯鉄筋７を配筋しても良い。フランジ９とウェブ１０を強固に連結するために、フランジ９とウェブ１０の間を連結するステンレス鉄筋からなる連結帯鉄筋８を配筋する。構造部材内部で十分な耐久性を満足するかぶりが確保される部分では、普通鉄筋を軸方向鉄筋１６として併用して使用することが可能となる。ステンレス鉄筋は普通鉄筋に比較して高価であるため、普通鉄筋を併用することで、かぶりコンクリートの厚みを小さくできるという作用を維持しつつ、ステンレス鉄筋の使用を抑制し製造コストを低減することが可能となる。
【００２２】
構造部材の内部の補強鉄筋を耐腐食性のステンレス鉄筋とすることで、構造部材の強度を維持してかぶりコンクリートの厚みを小さくすることができ、Ｔ型断面の構造部材の薄肉化、軽量化が実現できる。ステンレス鉄筋をＪＩＳ  鉄筋コンクリート用ステンレス異形棒鋼  ＪＩＳ  Ｇ４３２２とすることでコンクリートとの付着性能が向上する。コンクリート構造部材にプレストレスト力を導入する構成は、上記Ｈ又はＩ型断面のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材１と同様であるので説明を省略する。
【００２３】
図３に示されるステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材１は、Ｕ型断面の構造部材で、曲げ耐力を低下させずに構造部材を薄肉軽量化できるという利点を有している。Ｕ型断面のステンレス鉄筋補強コンクリート部材１は、ウェブ１１の両端にフランジ１２が連結され断面Ｕ字形の形状をしている。
【００２４】
Ｕ型断面のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材１のウェブ１１とフランジ１２の内部にステンレス鉄筋からなる軸方向鉄筋５と帯鉄筋６が配筋される。必要に応じて中間帯鉄筋７を配筋しても良い。ウェブ１１とフランジ１２を強固に連結するために、フランジ１２とウェブ１１の間を連結するステンレス鉄筋からなる連結帯鉄筋８を配筋する。構造部材内部で十分な耐久性を満足するかぶりが確保される部分では、普通鉄筋を軸方向鉄筋１６として併用して使用することが可能となる。ステンレス鉄筋は普通鉄筋に比較して高価であるため、普通鉄筋を併用することで、かぶりコンクリートの厚みを小さくできるという作用を維持しつつ、ステンレス鉄筋の使用量を抑制し製造コストを低減することが可能となる。
【００２５】
構造部材の内部の補強鉄筋を耐腐食性の高いステンレス鉄筋とすることで、構造部材の強度を維持してかぶりコンクリートの厚みを小さくすることができ、Ｕ型断面の構造部材の薄肉化、軽量化が実現できる。ステンレス鉄筋をＪＩＳ  鉄筋コンクリート用ステンレス異形棒鋼  ＪＩＳ  Ｇ４３２２とすることでコンクリートとの付着性能が向上する。コンクリート構造部材にプレストレスト力を導入する構成は、上記Ｈ又はＩ型断面のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材１と同様であるので説明を省略する。
【００２６】
図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、本発明のステンレス補強コンクリート構造部材１を直列に接合する場合の一実施形態を示す。
【００２７】
図４（ａ）に示されるように、隣接するステンレス鉄筋補強コンクリート部材１Ａ、１Ｂの端部から軸方向鉄筋５ａ，５ｂを所定長さ露出させる。図４（ｂ）に示される工程では、隣接するステンレス鉄筋補強コンクリート部材１Ａ、１Ｂを接合位置に位置させる。隣接するステンレス鉄筋補強コンクリート部材１Ａ、１Ｂの端部から露出した軸方向鉄筋５ａと５ｂが重ね継手となる。図４（ｃ）に示される工程では、重ね継手を構成する露出した軸方向鉄筋５ａ、５ｂと直交する方向のステンレス鉄筋からなる補強鉄筋１３を配筋する。図４（ｄ）に示す工程では、接合部に型枠を設置し、セメント系部材からなる固化剤を充填して固化させ、接合部コンクリート１４が形成される。
【００２８】
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、本発明のステンレス補強コンクリート構造部材１を直列に接合する場合の他の実施形態を示す。
【００２９】
図５（ａ）に示されるように、隣接するステンレス鉄筋補強コンクリート部材１Ａ、１Ｂの端部から軸方向鉄筋５ａ、５ｂを所定長さが露出させる。図５（ｂ）に示される工程では、隣接するステンレス鉄筋補強コンクリート部材１Ａ、１Ｂを接合位置に位置させる。隣接するステンレス鉄筋補強コンクリート部材１Ａ、１Ｂの端部から露出した軸方向鉄筋５ａと５ｂ同士をスリーブ等の連結具１５で連結して機械式継手とする。機械式継手としては、スリーブ等の連結具１５のほかに、例えば、露出した軸方向鉄筋５ａと５ｂ同士を番線等で連結しても良い。図５（ｃ）に示される工程では、連結部材１５で連結された露出した軸方向鉄筋５ａ、５ｂと直交する方向のステンレス鉄筋からなる補強鉄筋１３を配筋する。図５（ｄ）に示す工程では、接合部に型枠を設置し、セメント系部材からなる固化剤を充填して固化させ、接合部コンクリート１４が形成される。露出した軸方向鉄筋５ａ、５ｂを重ね継ぎ手、あるいは連結具１５で連結して機械式継手とすることで、隣接する部材同士を構造的に一体化することが可能となり、コンクリート構造部材の端部に連結部であるスリーブ等を配置し露出した軸方向鉄筋同士を連結することで機械式継手として容易に接合することが可能となる。
【００３０】
図６は、ステンレス補強コンクリート構造部材１を直交する方向に接合する場合の実施形態を示す。
【００３１】
隣接するステンレス鉄筋補強コンクリート部材１Ａ、１Ｂを直交する位置に配置する。隣接するステンレス鉄筋補強コンクリート部材１Ａ、１Ｂの端部から軸方向鉄筋５ａ、５ｂを所定長さが露出させる。直交する位置に配置されたステンレス鉄筋補強コンクリート部材１Ａ、１Ｂの端部から露出した軸方向鉄筋５ａ、５ｂが接合部で交差して配置される。この状態で型枠を設置し、セメント系部材からなる固化剤を充填して固化させ、接合部コンクリートを形成する。隣接するステンレス鉄筋補強コンクリート部材１Ａ、１Ｂを直交して接合するケースにおいては、露出した軸方向鉄筋５ａ、５ｂが接合部で交差して配置されることで、その接合部の強度を増加することが可能となる。
【００３２】
以上のように、本発明のステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材１は、かぶりコンクリートの厚みを小さくでき、通常のセメント系部材を用いて薄肉軽量化され強度の大きいＨ型、Ｉ型、Ｔ型及びＵ型のいずれかの断面形状のコンクリート構造部材とすることが可能となる。
【符号の説明】
【００３３】
１：ステンレス鉄筋使用コンクリート構造部材、２：上フランジ、３：下フランジ、４：ウェブ、５：軸方向鉄筋、６：帯鉄筋、７：中間帯鉄筋、８：連結帯鉄筋、９：フランジ、１０：ウェブ、 １１：ウェブ、１２：フランジ、１３：補強鉄筋 、１４：接合部コンクリート、１５：連結具、１６：普通鉄筋
【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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