細径ステンレス鉄筋を用いたパネルと PC ストランド併用によるRC はりに対するせん断補強効果
東京工業大学大学院

学生会員 ○立石和也

日本コンクリート技術(株) 正会員

篠田 佳男

フジミコンサルタント(株)大嶋 義隆

東京工業大学大学院

フェロー

二羽淳一郎

立て，セメントペーストで被覆したもの，S+C+P 供試

１．はじめに
我が国の耐震設計基準は，甚大な地震被害を経験す

体は PC ストランドを巻き立て，SUS 埋設型枠を設置し，るたびに改訂されてきた．その中で，旧基準に従って空隙をセメントペーストで充填したものである．供試

建設され，最新基準を満たさない，いわゆる「既存不体の四隅は，PC ストランドへの応力集中を防ぐため，適格」の問題が顕在化してきた．また，建設後長期間150PC ストランドが経過した構造物の性能低下も懸念される．

260200

本研究では，このような問題を解決するべく，既設
200

橋脚に PC ストランドを巻き立て，その外側に薄肉の埋200750

200750(a) S 供試体設型枠を配置する耐震補強工法を提案する．埋設型枠の高強度モルタルパネル(以下，SUS 埋設型枠)を使用する．本工法の利点として，補強時の巻立て厚を小さく

200

ひずみゲージ
セメントペースト 180

治具には，細径ステンレス鉄筋を用いた，水セメント比 30%630750できることや，SUS 埋設型枠により耐久性を向上でき

260200200

SUS 埋設型枠コンクリート方式で設計できることが既往の実験で確認されており ，このパネルが耐久性の向上だけでなく，200耐荷性能の向上にも効果を発揮することが期待される．
ストランド併用による RC 部材に対するせん断補強効

456@9045153@90

実験では，S，S+C，S+C+P の 3 種類の補強を施したはり供試体を用意した．供試体の寸法を図 1 に，SUS

45(a) はり側面に配置用

SUS 埋設型枠に使用したモルタルの試験時の圧縮強度は 90.4MPa であった．PC ストランドは素線径 2.9mm の3 本より線(公称断面積 19.82mm2，弾性係数 201GPa)で，0.2%耐力が 36.8kN のものを使用し，供試体端部に設置した治具により RC はりに定着させた．
S 供試体は，RC はりの周囲に PC ストランドを巻き立てたのみのもの，S+C 供試体は PC ストランドを巻き〒152-8552

東京都目黒区大岡山 2-12-1

M1-17

200

45

6@90459045360

4515180

ステンレス鉄筋(b) はり上下面に配置用

表 1 鉄筋の力学特性
種類
圧縮鉄筋
引張鉄筋
ステンレス鉄筋

公称直径(mm)
25.4
25.0
3.91

降伏強度(MPa)
441
1181
561

弾性係数(GPa)
200
201200

表 2 コンクリートの力学特性
供試体名
S
S+C
S+C+P

圧縮強度(MPa)
26.4
30.7
38.1

キーワード せん断補強，耐久性，RC はり，PC ストランド，ステンレス鉄筋，埋設型枠
連絡先360

図 2 SUS 埋設型枠図(単位: mm)

埋設型枠の寸法を図 2 に示す．また，使用した鉄筋，コンクリートの力学特性をそれぞれ表 1，表 2 に示す．

260200630
200750750(c) S+C+P 供試体

45２．実験概要

210

図 1 RC はり供試体図(単位: mm)

以上を踏まえ，本研究の目的は，SUS 埋設型枠と PC果を明らかにすることとした．

330

200750(b) S+C 供試体ることが挙げられる．また，この SUS 埋設型枠は鉄筋
1)300

TEL 03-5734-2584

弾性係数(GPa)
25.0
24.3
29.2

３．実験結果

表 3 試験結果一覧
供試体名

最大荷重(kN)

S+C+P
S+C
S324.5
262.6
98.6

最大荷重時
変位(mm)
11.7
12.61.8

無補強時の最大荷重計算値(kN)
123.6115.0
109.4に，載荷試験終了後のコンクリート表面のひび割れ状
況を図 4 に示す．図 3 には，各供試体のコンクリート圧縮強度から求めた，補強していない RC はりのせん断破壊時荷重も併せて示した．変位はスパン中央変位か

S+C+P供試体
S+C供試体
S供試体
無補強時の最大荷重計算値(S+C+P)
無補強時の最大荷重計算値(S+C)
無補強時の最大荷重計算値(S)350 荷重(kN)

各供試体の試験結果を表 3 に，荷重―変位関係を図 3

ら支点変位を減じることで求めた．全ての供試体で主鉄筋ひずみは降伏ひずみに達しておらず，図 4 に示すように顕著な斜めひび割れが発生し，せん断破壊を呈300した．無補強 RC はりの計算値と比較すると，S+C+P

250
200

供試体では 2.63 倍，S+C 供試体では 2.28 倍の荷重増加150が確認された．それに対して，S 供試体は 0.90 倍であ100り，ほとんど補強効果がなかった．

5000S 供試体では，人力で PC ストランドを巻き立てたた
510変位(mm)

1520めに，供試体と PC ストランドの間に緩みがあり，PCストランドがせん断力に抵抗しなかったと考えられる．

図 3 荷重―変位関係
パネル位置

一方で，S+C+P 供試体と S+C 供試体では，PC ストラン
ドと母材コンクリートの隙間がセメントペーストにより充填されたため，巻立て時の緩みが解消し，斜めひ(a) S 供試体

び割れ発生直後からせん断力に抵抗したものと考えられる．
補強効果のあった S+C+P 供試体と S+C 供試体の荷重(b) S+C 供試体―PC ストランドひずみ関係を図 5 に示す．PC ストランドのひずみは，各スパン内の全ての測定値から計算した平均値を示している．図 5 より，同じ荷重レベル(c) S+C+P 供試体

図 4 ひび割れ状況(太線は顕著なもの，斜線部はコンクリート圧壊部分)
S+C+P左スパン
S+C+P右スパン
S+C左スパンS+C右スパン荷重(kN)
3503002502001501005003000
1000
2000
40000
PC ストランドひずみ()において，S+C+P 供試体の PC ストランドのひずみが，S+C 供試体より小さいことが分かる．両供試体の違い
は SUS 埋設型枠の有無であるため，SUS 埋設型枠がせん断抵抗を分担したものと考えられる．
４．結論(1) RC はりに PC ストランドを巻き立て，セメントペーストで充填することで，PC ストランドによる顕著なせん断補強効果が発揮される．
(2) RC はりに PC ストランドを巻き立てた後，細径ス

5000

テンレス鉄筋を用いた高強度モルタルパネルを設

図 5 荷重―PC ストランドひずみ関係

置することで，RC はりのせん断補強効果が高まる．

面取りを施した．また，SUS 埋設型枠の表面と RC はり

参考文献の表面は，遅延剤を用いて目粗しを行った．

1)

篠田佳男，清宮理，河野一徳，佃有射：ステンレ

これらの供試体に対し，油圧式 2000kN 載荷試験機をス鉄筋使用埋設型枠の耐荷性能に関する基礎的研用いて静的 4 点曲げ試験を行った．計測項目は，PC ス

究，土木学会年次学術講演会講演概要集，Vol.65，

トランドのひずみ，スパン中央の主鉄筋のひずみ，支pp.1301-1302，2010.9.

点とスパン中央それぞれ 2 か所ずつの鉛直変位である．