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日本建築学会大会学術講演梗概集（九州） 2007年 8 月

定着金物を用いた連続繊維シートによるＲＣ構造物補強工法の開発
その 2 定着金物を使用した連続繊維シート引張試験

引張試験
保証引張強度1.はじめに本定着金物は、炭素繊維シート（以下、CFシート）の端部を折り返し定着金物側面に炭素繊維を貼付け、定着することを特徴としている。従来、CFシートは隅角部で急激に折り曲げると引張強度が低下するとされており、コンクリート躯体に接着する際は躯体の隅角部を円弧状に面取りし、その影響を緩和させている。本定着金物は鋳鋼でできており、図 1 に示すように曲面を含む金物外面側で、CFシートの定着を確保している。このため、CFシートを 180°以上折り返して鋳鋼に貼り付けたときの必要定着長さと曲線部分の最小曲率半径を明らかにする必要がある。そこで、実際にこの定着金物を使用し、折り返し部分の曲率半径と折り返し部分の必要定着長さを検証するための引張試験を行った。本報ではこの引張試験の概要と結果を報告する

茂治*1
効*3
洋行*5
英之*7

福山洋*2
浅野 芳伸*4
加藤 貴久*6
上田 正生*8

同同同同調べる試験では、片側は全て半径 15mm とし、もう片方の定着金物の曲率半径を変化させ CF シートの破断箇所を調べた。使用した CF シートは目付量が 300g/m2 、厚さ0.167mm、保証引張強度が 3400N/mm2 である。
AA
50

2525

一層二層三層Ra=10 mm
接着の有無

Ra=15 mm
接着の有無

炭素繊維シート
定着長さ○高橋藤本
中村
鈴木

242

定着金物
曲率半径正会員
同同
同

A-A断面図図 2 引張試験片（タイプA）形状図
Ｂｎ

シート定着部

定着ボルト
A

CFシ ートCFシ ー ト 有 効 補 強 部

A

シート定着部

定着金物(タ イ プ A)

125
金物外面側

１層金物内面側62.52層Ｂ

Ｂ ：シート幅
Ｂｎ：非直線定着幅

仮止めボルトによる直線部分の低減

A-A断面図図 3 引張試験片（タイプB）形状図

図１ CFシートのコンクリートへの定着（タイプA）
2. 試験体図 2 に定着金物（タイプ A）の引張試験片の形状を、
図 3 に定着金物（タイプ B）の引張試験片の形状を示す。
試験片は上下に定着金物を設け、それぞれの定着金物を25mm から 125mm 幅の CF シートで連結し、上下に引っ張ることでその強度と破断位置を確認した。試験片一覧
を表－1、2 に示す。実験パラメーターは定着金物の曲率半径と CF シートの層数、定着金物内面の接着の有無、定着方向、仮止め用ボルトを回避する為のシート処理方法とし、各要因に対して 3 本の試験片を用意した。定着金物（タイプ B）は施工時の段取りを考慮し、写真 1 に示すようにΦ12 のボルトで仮止めできるようになっている。このためＣF シートはボルトから 150mm 程度はなれた箇所から 2 つに割り裂き、各々のシートを定着する事とした。
１層試験体は襟状に折曲げ定着したが、２層の試験体はV 字状にシートを開き定着を行った。曲率半径の影響をDevelopment of Reinforcement Method for RC Members Using
Casting Steel Plate and Continuous Fiber Sheets-Part2- The Tension Tests of CF Sheets with the Anchorage Devices

襟状折曲げ定着

Ｖ字状定着

写真 1 定着要領

TAKAHASHI Shigeharu, FUKUYAMA Hiroshi, FUJIMOTO Isao,
ASANO Yoshinobu, NAKAMURA Hiroyuki , KATOH Takahisa,
SUZUKI Hideyuki and UEDA Masaiki―475―

2引張強度（N/mm )2002002003.加力方法
テ フ ロ ン シ ート
図 4 に加力装置図を示す。加力装置は 2 本の H 形鋼とそれを端部で連結するピン、および押し広げる油圧ジャ試験 片ッキで構成されている。ピンと反対側の端部に試験片をピン
PjTcf
ボルトで固定し、上下鉄骨間に挟んだ油圧ジャッキで押油圧ジ ャ ッ キ
し広げることで試験片に引張力を作用させた。加力は一方向単調載荷で、試験片に作用する引張力は式(1)から算テ フ ロ ン シ ート
出される。
Tcf = Pj ⋅ L j ／Lcf ‥‥‥‥‥‥‥‥（1）
Lｊ：ピンからジャッキ芯までの距離
Lj =6 50 mm
Lcf=85 0mm
Lcf：ピンから試験片までの距離
ここで，Tcf：試験片に作用する引張力(N)，Pj：油圧ジャッキの荷重(N)，Lj ：ピンからジャッキの芯までの距離
図 4 加力装置(mm)，Lcf：ピンから試験片までの距離(mm)である。
表 1 引張試験片（タイプＡ）および試験結果の一覧
要因試験結果4.試験結果
試験片CFシ ー トR部 曲 げ引張強度
金物
内側
表 1、2 に引張試験結果の一覧を示す。表中の引張強度は
記号
破断位置
半径
断面積
幅2の接着(N /m m )
層数
R (m m )w cf (m m ) A cf (m m 2 )各々3 本の平均値とした。引張強度は多少のばらつきがあS10B
1508.3510有り
4050
直線部
S10N
1508.3510無し
3616
直線部
るものの、CF シートが 2 層までの試験片は直線部で破断
S15B
1508.3515有り
4284
直線部しており、曲げ半径による影響は見られなかった。また、 S15N
1508.3515無し
4808
直線部
W 10B
2258.3510有り
4437
直線部
3 層の試験片は曲線の開始部分での破断が認められたが、W 10N
2258.3510無し
3958
直線部
2W 15B
2258.3515有り
3943
直線部
その強度は保証引張強度の 3400N/mm を満たしていた。
W 15N
2258.3515無し
4263
直線部
金物内面側の接着の有無は定着性能に影響がなかった。
直線部1T 10B
32512.510有り
3859
R部 2*
図 5 に水平定着金物（タイプ A）の実験結果と既往の
T 10N
32512.510無し
3969
R部1) ,2)*T10Bの 破 断 位 置 は 直 線 部 1本 R部 2本との比較を示す。定着金物の定着部に引張試験結果
CF シートを接着している本工法による結果は、既往の試表 2 引張試験片（タイプ B）および試験結果の一覧
験結果を上回る定着性能を示しており、曲げ半径 10mm
要因試験結果試験片ＣＦシート以上であれば、CF シート 2 層までは直線部で破断するこ定着金物
CF シートの引張強度
記号
破断位置
幅
断面積の研磨定着方法（N/ｍｍ2）
層数とが確認され、同じく 3 層まではその強度が保証引張強Ｗｃｆ（ｍｍ） Ａｃｆ（ｍｍ2）ＶＳ112520.875
無し
ボルト回避のみ
3199
直線部度以上であった。
ＶＷ262.520.875
無し
ボルト回避のみ
2934
直線部
3 層試験体に関しても付着は CF シートの破断まで健全
ＶＳ10112520.875
無し
襟状折曲げ定着3686
直線部 ＊1であり、10Ｒ定着金物の付着長さ 102.4mm から算出した ＶＷ10262.520.875
無し
Ｖ字状定着3506
定着部 ＊2
平均付着力は、接着ありの場合で 18.84 N/mm2、接着なし ＶＷＢ10 262.520.875有り
Ｖ字状定着3595
直線部＊1 1 体のみ保証強度以上で定着部が剥離の場合で 19.38 N/mm2 となり、今回使用した含浸接着樹脂＊2 2 体定着部で剥離したが 1 体は保証強度を確保したと鋳鋼製定着金物とのせん断付着耐力は、20 N/mm2 程度
5000あると思われる。
また、縦型定着金物（タイプ B）に CF シートを曲げた4000
まま定着したものはシート幅に対する非直線定着部分の↑保証引張強度幅の比により破断耐力が低下した。定着部の研磨を行わ3000なかった試験体も保証引張強度以下で定着部が破断した。
内面付着 有
無2000
5.まとめ
1層◇ ◆
2層
○ ●以上の一連の実験から以下の知見を得た。
・定着金物の曲率半径は、10ｍｍ以上であれば CF シー3層
△ ▲×文献(1)＊文献(2)×文献[5] 文献[6]1000

ト 2 層までは直線部で破断する事が確認され、同じく03 層まではその強度が保証引張強度以上であった。

0304050【参考文献】
1）CF ルネサンス協会：リペラーク技術データ集，1998.12確保できる。
・せん断付着耐力を上げるには表面の研磨が必要である。

2）鉄道総合技術研究所 地下鉄炭素研究会：炭素繊維シートによる地下鉄ＲＣ柱の耐震補強設計・施工指針，山海堂，1997.8

・金物内側の接着の有無は定着性能に影響は無い。
*1 川口テクノソリューション
*2 建築研究所 工博 *3 ベターリビング 工博*4 奥村組 *5 コンステック *6 三菱化学産資*7 安藤建設 工博 *8 北海道大学院教授 工博

20

図 5 面取り半径と引張強度の関係

・中央部に施工用のアンカーを通す場合は、炭素繊維シートを折り曲げ、直線状に定着すれば保証引張強度が10

Ra：曲げ半径（ｍｍ）*1 Kawaguchi Techno Solution *2 Building Research Institute, Dr.Eng*3 Center for Better Living, Dr.Eng *4 Okumura Corporation*5 Constec Engineering *6 Mitsubishi Chemical Functional Products*7 ANDO Corporation, Dr.Eng *8 Professor, Hokkaido Univ., Dr.Eng―476―