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日本建築学会大会学術講演梗概集（東北） 2009年 8 月

定着金物を用いた連続繊維シートによる劣化スラブの補強効果
その 2 両端固定スラブの固有周期と長期たわみ

スラブ補強
振動性能

炭素繊維シート
長期クリープ

正会員
同同同

定着金物○高橋藤本
中村
鈴木茂治*1
効*3
洋行*5
英之*7

同
同
同福山岸本加藤洋*2
剛*4
貴久*6

800

1550

620

130

1. はじめに
表−1 使用材料の材料試験結果
炭素繊維シート（以下、CFシート）の端部を折り返し
材齢
圧縮強度
1/3 割線剛性
コンクリート(日)(N/mm2)(kN/mm2)
定着金物側面に貼付け定着する工法を、スラブに適用し3229.2
25た場合の補強効果確認実験を行なった。前報（文献[1]）引張強度 ﾔﾝｸﾞ係数 伸び率
降伏強度(N/mm2)(kN/mm2) （％）(N/mm2)スラブ筋 D10
では、強制加力により劣化させたスラブと劣化後に補強34748718622.5を行ったスラブの固有周期を測定し、補強効果を確認し5500た。また、スラブの長期変形性状を確認するため、６ヶ5004500
500月間の長期載荷実験の結果を報告した。本報では、そのスラブ主筋 7-D10後の６ヶ月間の経年変化を追加報告するとともに、１年スラブ配力筋 D10＠200間の長期載荷実験後に行った強制加力実験の結果、及び変位計（2箇所）その時の補強スラブの固有周期の変化、補強スラブの設計法について述べる。
2. 試験体
1750
20001750
使用材料の試験結果を表−1、形状および配筋図を図−1 に示す。試験体は、両端に梁型を持つ一方向スラブで実図−1 試験体図
大 ス ケ ー ル の 3 体 で あ る 。 ス ラ ブ 厚 さ は 130mm 、 幅1170mm、内法スパンは 4500mmとした。S-1 はひび割れを発生させただけで補強を施さない試験体、SR-2 とSR-3 はひび割れを発生させた後に、CFシートによる補強を施した試験体であり、SR-2 はスラブの上面のみ、SR-3 はスラスラブ下面
スラブ上面
ブの上下面にCFシートを貼り付けた。
補強に使用した CF シートは目付量 300g/m2、ヤング係
写真−1 CFシートのコンクリートへの定着
住宅の積載荷重 w＝1.8kN/m2
2
数 230kN/mm 、シート幅が 250mm であり、これを二つ折り
w＝1.94kN/m2として、125mm 幅の 2 層とした。写真−1 に補強要領を示す。ひび割れ導入載荷による変形が約 10mm 残留していた
M＝1/8×1.94×1.17×4.52＝5.74が、単管とジャッキベースを用いて残留変形を零とした。
P＝5.1kN
サポートを立てた状態で CF シートを４列貼り付け、CF シートの端部は上面，下面共に定着金物に巻き付けて固定した。
M＝1/4×5.1×4.5＝5.74
3. 長期載荷実験写真−2 長期載荷実験
図−2 長期載荷荷重サポートの除去と同時に、試験体中央部に 500lの水槽 18 たわみδ(mm)
30外気温を置き、長期載荷によるクリープ試験を開始した。（写真 1625S-1(補強無し)−2）。水槽の重量と併せて載荷荷重は 5.1kNとなり、中央 1420部モーメントは、住宅用の積載荷重 1.8kN/m2 にほぼ等し 12SR-2(上面CF補強)
1510い（図−2）。
8SR-3(上下面CF補強)
10
図−3 に１年間の長期載荷試験結果を示す。CFシート 65の有る無しに関わらず、載荷開始直後から概ね 1 ヶ月の 47/18〜9月
10〜12月1〜3月
4〜6月
0間で変形が大きく進行したが、それ以降の進展は殆ど見 2経過時間(day)-50られなかった。その後、温度による影響が現れたが、CF10316191121151181211241271301331306090120150180210240270300330
図−3 長期載荷試験結果(午前 6 時のデータ)
シートを上下面に貼り付けたSR-3 の変化量が最も小さい。
Structural upgrading of deteriorated RC slabs utilizing
continuous fiber sheets with casting steel plate for anchorage.
-Part2- Specific frequency and long term deflection of strengthened
both ends fixation slabs

TAKAHASHI Shigeharu, FUKUYAMA Hiroshi, FUJIMOTO Isao,KISHIMOTO Takeshi, NAKAMURA Hiroyuki , KATOH Takahisa,
and SUZUKI Hideyuki―725―

弾性たわみ計算値（1.18mm）に対する各試験体の変位
100100
中央荷重
中央荷重
補強無し
補強無し
P(kN)
P(kN)
上面補強
上面補強
増大倍率は、無補強の SR-1 が 12.4 倍、上面補強の SR-2
両面補強
両面補強8080が 7.80 倍、両面補強の SR-3 が 4.75 倍であり、補強量に6060応じて小さくなった。ただし、各試験体の変位差は、載長期載荷残留変位14.6mm
荷直後で生じた差の影響が大きく、CF シートによる導入
40409.2mm
ひび割れ幅進展の抑制、および曲げ剛性の改善による効20 5.6mm20果が支配的であると考えられる。
中央部たわみ中央部
δ(mm)
たわみδ(mm)004. 強制加力実験
01020304050600102030405060
１年間の長期載荷実験終了後、ひび割れ導入加力実験（a）強制変位のみ（b）強制変位＋長期たわみと同じ加力方法で、40mm の強制変位を与える最終加力実
図-4 最終加力実験結果
2525験を行い比較を行った。右図は長期載荷による残留変形加速度（gal）健全時
加速度（gal）
健全時
S-1（無補強）
劣化時
SR-2（上面補強）
劣化時
補修後（上面）
2020も考慮した荷重-変形曲線、左図は長期荷重除荷時を零点
未補修
1年後1年後
強制加力後強制加力後1515とした荷重-変形曲線である。強制変形後の残留変形は、
1010
補強量に応じて少なくなっている。
555. 振動測定結果
周期（Hz）
周期（Hz）
00
固有振動数の測定は、ひび割れ導入加力前後、CF シー
510152025510152025
ト補強後、長期載荷試験後、強制加力後の計 5 回行った。
2525
加速度（gal）
固有振動数
健全時
(Hz)
劣化時
図-5 に各試験体の固有振動数の推移を示す。ひび割れのSR-3（両面補強）
補修後（両面）2020
1年後
強制加力後導入により健全時の 57％まで固有振動数が低下したが、1515
上面補強で健全時の 73％、両面補強で 92％まで回復した。
1010無補強
また、両面補強の測定値は、スラブ厚低減係数を 0.925〜
上面補強
55
両面補強
0.95 とした一方向梁の固有振動数算出式（文献[1]、文献周期（Hz）
00510152025
健全時
劣化時
補修後1年後強制加力後[2]）に良く一致した。
6. 補強スラブ設計方法と補強効果の評価
図-5 振動測定結果
補強スラブの曲げ設計は式（1）による。尚、CF シー（1）M =a・t f・t j +a cf・ f cf・ jcf
トの長期許容応力度は、ひび割れの抑制を目的として、
at = 引張鉄筋断面積 （mm 2）
丸鋼の長期許容応力度相当の 160 N/mm2 と設定した。
今回の試験体の負担モーメントは、スラブ端部固定とf t = 鉄筋の長期許容応力度 （N / mm 2 ）7考えると、端部モーメントの方が大きくなる。そのモーj =d , d：有効せい （mm）
8メントは、自重によるモーメント 6.16kN･m、中央載荷にacf = 炭素繊維シートの全断 面積（mm 2 ）よるモーメント 2.87kN･m であり、CF シート補強によるf cf = 炭素維シートの長期許 容応力度 （N / mm 2 ）
長期許容モーメント 9.65kN･m とほぼ同程度である。
77. まとめ
jcf = D , D：スラブ厚 （mm）
8
本実験の結果より，以下に示す知見が得られた。
【参考文献】
1）ひび割れにより剛性が低下したスラブを、ジャッキア[1] 高橋茂治ほか：定着金物を用いた連続繊維シートによる劣化ップし、本工法による CF シート補強を施すことで、スラブの補強効果，日本建築学会大会学術講演梗概集 C-2，スラブの剛性が向上した。スラブ上面だけの補強でもpp.473〜482，2008.8
剛性がある程度回復したが、上下面に CF シートを貼[2] 高橋茂治ほか：定着金物を用いた連続繊維シートによる劣化
スラブの補強効果，コンクリート工学年次論文報告集，Vol.29，
ることで、更に剛性が回復した。
No.3，pp.1627-1632，2007.7

2）本設計法による CF シート補強により、スラブのたわみと振動性状を改善することができた。クリープ性状に関し[3]ては，長期載荷開始から 1 ヶ月間でクリープ変形が進行したが，それ以降の進展は殆ど見られなかった。

講演梗概集 C-2，pp.473〜482，2007.8[4] 新林実ほか：バリアフリー対応型ボイドスラブに関する実験

3）損傷スラブの補強を対象とした場合、スラブ引張鉄筋を考慮した式（1）によりシート補強量を算出することで、健全スラブ厚の 0.925〜0.95 倍程度にまでスラブ剛性を改善できることを確認した。
*1*3*5*7

川金テクノソリューション *2 建築研究所 工博
ベターリビング 工博 *4 奥村組
コンステック 工博 *6 三菱樹脂
安藤建設 工博中村洋行ほか：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 1〜5）
，日本建築学会大会学術研究（その 8），日本建築学会大会学術講演梗概集 C-2，pp.759〜760，2000.9[5] 日本建築学会：鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説−許容応力度設計法，1999*1 Kawakin Techno Solution *2 Building Research Institute, Dr.Eng*3 Center for Better Living, Dr.Eng *4 Okumura Corporation*5 Constec Engineering, Dr.Eng *6 Mitsubishi Plastics*7 ANDO Corporation, Dr.Eng―726―