JP4878576B2

JP4878576B2 - 鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具

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Publication number: JP4878576B2
Application number: JP2007118466A
Authority: JP
Inventors: 治克角屋; 貴章平山; 暁洋木下
Original assignee: 岡部株式会社
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2027-04-27
Also published as: JP2008274619A

Description

本発明は、主として鉄筋コンクリート壁に形成された窓等の開口の隅部に用いられる鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具に関する。

鉄筋コンクリート構造物を構成するコンクリートは、本来的に引張力に弱く、乾燥や温度変化による収縮変形が拘束されると、ひび割れが生じる。応力が集中しやすい開口の隅部には、上述したひび割れが特に発生しやすい。

コンクリートのひび割れは、引張応力を鉄筋が負担し圧縮応力をコンクリートが負担するという鉄筋コンクリート構造の特性上、それ自体が鉄筋コンクリートの強度にただちに悪影響を及ぼすものではないが、ひび割れを原因としたコンクリートの中性化によって鉄筋が腐食した場合、経年的には鉄筋コンクリートの強度にも悪影響が及ぶ。加えて、コンクリートのひび割れは、強度上問題ないとしても、鉄筋コンクリート構造物の美観を損ねたり、漏水を発生させたりする。

ここで、コンクリートにひび割れが生じる原因は、上述したような乾燥や温度変化を受けたときの変形拘束のほか、地震によって過大な強制変形を受けることが挙げられるが、乾燥収縮は、鉄筋コンクリート構造物を構築した直後から初期ひび割れとして数多く発現するため、漏水や美観の点で従来からさまざまな対策がとられてきた。

特開昭５７−４８０５５号公報特開昭６３−１１０３４４号公報特開２００２−２６６４６９号公報

このような乾燥収縮による初期ひび割れは、例えば、コンクリートを打設した後、開口隅部に圧縮力を導入することで、ある程度抑制することができる（特許文献１，２）。

しかしながら、鉄筋コンクリート構造物には、以前にも増して高いデザイン性や美観が求められており、従来の技術では、昨今のニーズに対応することが難しいという問題を生じていた。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、乾燥収縮や熱収縮によるコンクリートの初期ひび割れをより確実に抑制することが可能な鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具は請求項１に記載したように、鉄筋コンクリート構造物に形成された開口の隅部近傍に埋設される圧縮力導入機構と、内方に包囲空間が形成されるように湾曲又は屈曲状に形成された可撓性拘束部材とからなる鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具であって、前記可撓性拘束部材の各端部を、前記圧縮力導入機構を構成する一対の定着部から作用する圧縮力が伝達されるように該一対の定着部にそれぞれ取付け自在としたものである。

また、本発明に係る鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具は請求項２に記載したように、鉄筋コンクリート構造物に形成された開口の隅部近傍に埋設される圧縮力導入機構と、内方に包囲空間が形成されるように湾曲又は屈曲状に形成された可撓性拘束部材とからなる鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具であって、前記可撓性拘束部材の各端部を、前記圧縮力導入機構を構成する一対の定着部にそれぞれ固定したものである。

また、本発明に係る鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具は請求項３に記載したように、鉄筋コンクリート構造物に形成された開口の隅部近傍に埋設される圧縮力導入機構と、内方に包囲空間が形成されるように湾曲又は屈曲状に形成された可撓性拘束部とからなる鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具であって、前記可撓性拘束部の各端部を、前記圧縮力導入機構を構成する一対の定着部にそれぞれ一体化したものである。

また、本発明に係る鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具は、前記可撓性拘束部材又は前記可撓性拘束部の形状及び寸法を、前記圧縮力導入機構を構成する一対の定着部によってコンクリート中に形成される圧縮応力領域内に配置できるように設定したものである。

また、本発明に係る鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具は、前記可撓性拘束部材又は前記可撓性拘束部を全体形状がコ字状、Ｌ字状又は円弧状となるように形成したものである。

第１の発明に係る鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具は、圧縮力導入機構と、両端を有し内方に包囲空間が形成されるように湾曲又は屈曲状に形成された可撓性拘束部材とからなり、該可撓性拘束部材は、その各端部を、圧縮力導入機構を構成する一対の定着部から作用する圧縮力が伝達されるように該一対の定着部にそれぞれ取付け自在としてある。

また、第２の発明に係る鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具は、圧縮力導入機構と、内方に包囲空間が形成されるように湾曲又は屈曲状に形成された可撓性拘束部材とからなり、可撓性拘束部材は、その各端部を圧縮力導入機構を構成する一対の定着部にそれぞれ固定してある。

また、第３の発明に係る鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具は、圧縮力導入機構と、内方に包囲空間が形成されるように湾曲又は屈曲状に形成された可撓性拘束部とからなり、可撓性拘束部は、その各端部を圧縮力導入機構を構成する一対の定着部にそれぞれ一体化してある。

第１の発明に係るひび割れ防止具を用いて鉄筋コンクリート構造物に形成された開口のひび割れ抑制を行うには、可撓性拘束部材を圧縮力導入機構に先行して取り付け、しかる後、圧縮力導入機構及び可撓性拘束部材を開口の隅部近傍に埋設するか、又は、圧縮力導入機構及び可撓性拘束部材のうち、いずれか一方を開口の隅部近傍に先行埋設し、しかる後、他方を一方に取り付ける。

可撓性拘束部材の各端部を一対の定着部にそれぞれ取り付けるにあたっては、圧縮力導入機構から可撓性拘束部材に圧縮力が伝達される限り、その取付け方法は任意であり、例えば、ボルト止め、嵌合等の取付け方法を採用することが可能である。

また、第２，３の発明に係るひび割れ防止具を用いて鉄筋コンクリート構造物に形成された開口のひび割れ抑制を行うには、該ひび割れ防止具を開口の隅部近傍に埋設する。

本発明に係るひび割れ防止具を配置するにあたっては、圧縮力導入機構の圧縮方向が開口の隅部に発生するであろうひび割れの走行方向に概ね直交するように配置する。

次に、コンクリートが硬化して所定の強度が発現した後、圧縮力導入機構を作動させる。

このようにすると、鉄筋コンクリート構造物に形成された開口の隅部には、従来技術と同様、圧縮力導入機構を構成する一対の定着部によって圧縮力が導入され、かかる圧縮力によって該開口隅部に生ずるひび割れが抑制されるが、本発明においては、圧縮力導入機構によって導入された圧縮力の一部が、可撓性拘束部材又は可撓性拘束部に直接作用し、可撓性拘束部材又は可撓性拘束部は、その包囲空間内に向けてコンクリートに圧縮力を別途及ぼしめる。

そして、開口隅部に位置するコンクリートには、可撓性拘束部材又は可撓性拘束部による圧縮応力があらたに発生する。

すなわち、開口隅部でひび割れが生じるであろう箇所には、圧縮力導入機構による圧縮応力に加えて、可撓性拘束部材又は可撓性拘束部による圧縮応力が累加的に発生することとなり、かくして開口隅部に生ずるであろうひび割れをさらに確実に抑制することが可能となる。

可撓性拘束部材又は可撓性拘束部によってコンクリートに生じる圧縮応力は、圧縮力導入機構によってコンクリートに直接発生する圧縮応力とは異なり、可撓性拘束部材又は可撓性拘束部に作用し又は伝達する圧縮力によって該可撓性拘束部材又は可撓性拘束部が間接的にコンクリートに圧縮応力を発生させるものであり、本明細書では、圧縮力導入機構による圧縮応力を１次圧縮応力、可撓性拘束部材又は可撓性拘束部による圧縮応力を２次圧縮応力と呼ぶ。

圧縮力導入機構は、一対の定着部と、該一対の定着部をコンクリート硬化後に引き寄せることでコンクリートを圧縮し該コンクリート中に圧縮応力を発生させる圧縮力導入部材と、該圧縮力導入部材を作動させる操作部とを備えたものであれば、その構成は任意であるが、例えばプレストレス形式のものを用いるのがよい。

プレストレス形式の圧縮力導入機構として、「プレトール」（登録商標）の商品名で本出願人が製造販売しているひび割れ防止治具を採用することができる。

可撓性拘束部材又は可撓性拘束部は、両端を有しかつ内方に包囲空間が形成されるように湾曲又は屈曲状に形成されることによって、圧縮力導入機構から受けた圧縮力で内方の包囲空間に拡がるコンクリートに２次圧縮応力を発生させることができるものであって、かかる作用を奏する限り、具体的な形状は任意であり、例えばコ字状、Ｌ字状又は円弧状に形成し、さらに具体的には、半円に曲げ加工した異形鉄筋や平鋼を用いて構成することができる。

第１の発明における可撓性拘束部材の取付け自在な構成とは、例えば施工時において可撓性拘束部材を圧縮力導入機構に取り付けることができるようになっていれば足りるものであって、いったん取り付けたものを取り外せることまで要するものではなく、その意味で着脱自在である必要はない。

第２の発明における可撓性拘束部材は、その各端部を圧縮力導入機構を構成する一対の定着部にそれぞれ固定するものであり、該固定方法としては、溶接、螺着、圧着等の公知の方法から適宜選択することが可能である。

第３の発明における可撓性拘束部は、その各端部を、圧縮力導入機構を構成する一対の定着部にそれぞれ一体化するものであり、該一体化方法としては、例えば圧縮力導入機構の定着板から可撓性拘束部を延設することによって、該定着板に可撓性拘束部の端部としての機能を持たせる構成が考えられる。

上述した各発明において、可撓性拘束部材又は可撓性拘束部の形状及び寸法を、圧縮力導入機構を構成する一対の定着部によってコンクリート中に形成される圧縮応力領域内に配置できるように設定したならば、圧縮力導入機構で導入された圧縮力の一部がコンクリートを介して可撓性拘束部材又は可撓性拘束部にも作用し、その包囲空間内に向けてコンクリートに圧縮力を別途及ぼしめる。

すなわち、開口隅部でひび割れが生じるであろう箇所には、圧縮力導入機構による圧縮応力と、該圧縮力導入機構から可撓性拘束部材又は可撓性拘束部に直接伝達された圧縮力による圧縮応力とに加えて、圧縮力導入機構からコンクリートを介して可撓性拘束部材又は可撓性拘束部に間接的に伝達された圧縮力による圧縮応力が累加的に発生することとなり、かくして開口隅部に生ずるであろうひび割れをさらに確実に抑制することが可能となる。

なお、可撓性拘束部材又は可撓性拘束部によってコンクリートに生じる圧縮応力のうち、圧縮力導入機構によって間接的に伝達された圧縮力によるものは、直接的に伝達された圧縮力によるものとは異なるため、本明細書では、これを３次圧縮応力と呼ぶ。

以下、本発明に係る鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。

（第１実施形態）

図１は、本実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具を示した図であり、図２はその配置図である。同図でわかるように、本実施形態に係るひび割れ防止具２１は、鉄筋コンクリート構造物としてのＲＣ壁２に形成された開口３の隅部４近傍に埋設され、圧縮力導入機構５と該圧縮力導入機構に取り付けられる可撓性拘束部材としての拘束部材６とからなる。

圧縮力導入機構５は、その圧縮方向が開口３の隅部４に発生するであろうひび割れの走行方向（同図では水平軸に対して４５度の角度で隅部４から左上に延びる方向）に概ね直交するように配置してある。ひび割れは、主としてコンクリート打設後の乾燥収縮に起因したものであり、応力が集中する隅部４に発生しやすい。

図３は、圧縮力導入機構５を示した図である。同図でわかるように、圧縮力導入機構５は、直列配置された反力パイプ１１ａ，１１ｂと、該反力パイプに挿通されＰＣ鋼棒で形成された緊張力導入ロッド１２と、該緊張力導入ロッドの一端に圧着固定された定着板１３ａと、他端に螺合された定着板１３ｂと、反力パイプ１１ａ，１１ｂの間に挟み込まれるＵ型スペーサー１４と、反力パイプ１１ａ，１１ｂの外周側に配置されるシール管１５ａ，１５ｂとから構成してあり、緊張力導入ロッド１２に引張力を与えた状態で反力パイプ１１ａ，１１ｂの間にＵ型スペーサー１４を挟み込むことで、緊張力導入ロッド１２の引張力を反力パイプ１１ａ，１１ｂの圧縮力と均衡させ、かかる状態でコンクリートが硬化した後にＵ型スペーサー１４を引き抜くことにより、反力パイプ１１ａ，１１ｂが負担していた圧縮力をコンクリートに導入し、該コンクリートに圧縮応力を発生させることができるようになっている。なお、定着板１３ａ，１３ｂは、本発明に係る一対の定着部を構成する。

定着板１３ａは、緊張力導入ロッド１２に圧着された円筒スリーブと該円筒スリーブの端部に一体に設けられた環状板とから構成してあるとともに、定着板１３ｂは、緊張力導入ロッド１２の他端に切られた雄ねじが螺合されるナットと環状板とからなり、これらの環状板が主として定着板としての機能を担う。

拘束部材６は、可撓性材料である鉄筋等の鋼棒を半円形に曲げ加工することで内方に包囲空間が形成されるように構成してあるとともに、その各端部を面外方向に折り返すことで該各端部にフック２２，２２を形成してあり、該フックを圧縮力導入機構５の反力パイプ１１ａ，１１ｂに引っ掛けることにより、圧縮力導入機構５に着脱自在となるように構成してある。

ここで、拘束部材６は、その外側直径が一対の定着板１３ａ，１３ｂの内側離間距離よりも若干大きくなるように形成してあり、かかる構成により、フック２２，２２を圧縮力導入機構５の反力パイプ１１ａ，１１ｂに引っ掛けたときに該フックを介して定着板１３ａ，１３ｂからの圧縮力が半円部分に伝達するようになっている。

本実施形態に係るひび割れ防止具２１を用いてＲＣ壁２に形成された開口３のひび割れ抑制を行うにはまず、圧縮力導入機構５の圧縮方向が開口３の隅部４に発生するであろうひび割れの走行方向に概ね直交するように、ひび割れ防止具２１を開口３の隅部４近傍に埋設する。

図２に示したひび割れ３２は、本実施形態に係るひび割れ防止具２１がなければ、開口３の隅部４に発生するであろうひび割れであり、典型的には隅部４から左上４５゜方向に延びる。

ひび割れ防止具２１を配置するにあたっては、拘束部材６を圧縮力導入機構５に先行して取り付け、しかる後、圧縮力導入機構５及び拘束部材６を埋設するようにしてもよいし、例えば圧縮力導入機構５を開口３の隅部４に先行埋設し、しかる後、拘束部材６を圧縮力導入機構６に取り付けるようにしてもよい。

拘束部材６を圧縮力導入機構５に取り付ける際は、半円部分を両手で縮めておき、かかる状態でフック２２，２２を圧縮力導入機構５の反力パイプ１１ａ，１１ｂに引っ掛けるようにすればよい。

このようにすれば、取付け後は、拘束部材６がその復元力で拡がろうとし、フック２２，２２は、定着板１３ａ，１３ｂの内側に確実に当接される。

なお、拘束部材６については、その両端でひび割れ３２が挟み込まれるように配置する。

次に、コンクリートが硬化して所定の強度が発現した後、圧縮力導入機構５を作動させる、すなわち、Ｕ型スペーサー１４を引き抜くことにより、反力パイプ１１ａ，１１ｂの圧縮力を解放する。

このようにすると、ＲＣ壁２に形成された開口３の隅部４には、従来技術と同様、圧縮力導入機構５を構成する一対の定着板１３ａ，１３ｂによって圧縮力が導入され、図４に示すように圧縮応力領域３１に１次圧縮応力を発生させる。

加えて、圧縮力導入機構５による圧縮力は、その一部が定着板１３ａ，１３ｂの引寄せ力という形でフック２２，２２を介して拘束部材６にも作用し、かかる拘束部材６は、その包囲空間内に向けてコンクリートに圧縮力を別途作用させ、２次圧縮応力を発生させる。

以上説明したように、本実施形態に係るひび割れ防止具２１によれば、開口隅部でひび割れ３２が生じるであろう箇所には、圧縮力導入機構５による圧縮応力（１次圧縮応力）に加えて、拘束部材６による圧縮応力（２次圧縮応力）が累加的に発生することとなり、かくして開口３の隅部４に生ずるであろうひび割れがさらに確実に抑制される。

ちなみに、後述する実験によれば、ひび割れ幅は、従来の約１／２〜１／４に抑制され、初期ひび割れに起因する従来の問題を改善することができることがわかった。

本実施形態では、円弧形成された拘束部材６で本発明の可撓性拘束部材を構成したが、可撓性拘束部材は、内方に包囲空間が形成されるように湾曲又は屈曲状に形成された両端を有する部材である限り、その具体的構成については任意であり、円弧でなくても円弧状、例えば楕円であってもかまわないし、そもそも円弧状である必要はなく、コ字状やＬ字状であってもかまわない。

また、本実施形態では特に言及しなかったが、フック２２，２２が定着板１３ａ，１３ｂに実質的に当接することで、該定着板からの圧縮力を半円部分に確実に伝達させることができるのであれば、拘束部材６の外側直径が一対の定着板１３ａ，１３ｂの内側離間距離よりも必ずしも大きくなるように構成する必要はない。

すなわち、定着板１３ａ，１３ｂから拘束部材６に圧縮力が伝達する場合において、拘束部材６と一対の定着板１３ａ，１３ｂとの間に生じるクリアランスを無視し得ることができるのであれば、むしろ、拘束部材６の外側直径を一対の定着板１３ａ，１３ｂの内側離間距離よりも若干小さく形成することで、拘束部材６ａの取付け時の施工性を良好にする構成としてもかまわない。

また、本実施形態では、拘束部材６の各端部に設けられたフックを圧縮力導入機構５に引っ掛けることで、拘束部材６が圧縮力導入機構５に対して着脱自在となるようにしたが、本発明における可撓性拘束部材は、必ずしも着脱自在とする必要はなく、いったん取り付けた後に取り外せなくてもかまわない。

また、本実施形態では、可撓性拘束部材の取付け自在構成として、拘束部材６の各端部にフック２２，２２を設ける構成としたが、必ずしもかかる構成に限定されるものではない。

図５は、鉄筋等の鋼棒を半円形に曲げ加工して可撓性拘束部材としての拘束部材６ａとするとともに、その各端部を、互いに直交する２枚の切片８２，８３から構成されたＬ型受け具８１を介して圧縮力導入機構５の定着板１３ａ，１３ｂに取り付けるようにした例を示したものである。

同図に示す変形例においては、Ｌ型受け具８１の切片８３に形成されたボルト孔８４に緊張力導入ロッド１２を挿通し、かかる状態で該切片を反力パイプ１１ｂと定着板１３ｂとの間に挟み込んで圧縮力導入機構５に固定するとともに、もう一方についても、同様にして切片８３を反力パイプ１１ａと定着板１３ａとの間に挟み込んで圧縮力導入機構５に固定し、かかる状態で、切片８２，８２に形成された孔８５，８５に拘束部材６ａの各端部をそれぞれ差し込む。

かかる構成においては、Ｌ型受け具８１は、Ｕ型スペーサー１４を抜いて反力パイプ１１ａ，１１ｂの圧縮力が解放された後、定着板１３ａ，１３ｂから圧縮方向の力を受け、拘束部材６ａを収縮させる。

以下、コンクリートに１次圧縮応力及び２次圧縮応力が生じる点は上述した実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。

また、可撓性拘束部材の取付け自在構成として、現場対応の取付け自在な構成としてもかまわない。

図６は、かかる変形例を示したものであり、同図(a)は、半円形をなす拘束部材６ａの端部を圧縮力導入機構５の定着板１３ａ，１３ｂの内側にあてがった上、鋼線で圧縮力導入機構５に結束した例、同図(b)は、半円形をなし各端部が同一面内で折り曲げられてなる拘束部材６ａ′の端部を圧縮力導入機構５の定着板１３ａ，１３ｂの内側にあてがった上、鋼線で圧縮力導入機構５に結束した例を示したものである。

いずれも、作用効果については上述した実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。

また、本実施形態では特に言及しなかったが、本発明に係る可撓性拘束部材の形状及び寸法を、圧縮力導入機構を構成する一対の定着部によってコンクリート中に形成される圧縮応力領域内に配置できるように設定してもよい。

図７に示す変形例においては、圧縮力導入機構５を構成する一対の定着部１３ａ，１３ｂによってコンクリート中に形成される圧縮応力領域３１内に拘束部材６ａ′を配置することができるよう、該拘束部材の寸法（直径）を設定してある。

同図に示す例においては、拘束部材６ａ′をコンクリート中に形成される圧縮応力領域３１内に配置してあるため、導入された圧縮力は、その一部がコンクリートを介して拘束部材６ａ′にも作用し（同図点線）、かかる拘束部材６ａ′は、その包囲空間内に向けてコンクリートに圧縮力を別途作用させ（同図点線）、３次圧縮応力を発生させる。

すなわち、開口隅部でひび割れ３２が生じるであろう箇所には、圧縮力導入機構５による圧縮応力（１次圧縮応力）及び拘束部材６ａ′による圧縮応力（圧縮力導入機構５から直接伝達された圧縮力によるもの、２次圧縮応力）に加えて、拘束部材６ａ′による圧縮応力（圧縮力導入機構５からコンクリートを介して間接的に伝達された圧縮力によるもの、３次圧縮応力）が累加的に発生することとなり、かくして開口３の隅部４に生ずるであろうひび割れをさらに確実に抑制することが可能となる。

また、本実施形態では、半円形に加工形成された拘束部材６で本発明の可撓性拘束部材を構成したが、可撓性拘束部材は、内方に包囲空間が形成されるように湾曲又は屈曲状に形成された両端を有する部材である限り、その具体的構成については任意であり、円弧でなくても円弧状、例えば楕円であってもかまわないし、そもそも円弧状である必要はなく、コ字状やＬ字状あるいは弓状であってもかまわない。

（第２実施形態）

次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。

図８は、本実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具を示した図であり、図９はその配置図である。同図でわかるように、本実施形態に係るひび割れ防止具２１ｂは、ＲＣ壁２に形成された開口３の隅部４近傍に埋設され、圧縮力導入機構５と該圧縮力導入機構に固定された可撓性拘束部としての拘束部材６ｂとからなる。

拘束部材６ｂは、可撓性材料である鉄筋等の鋼棒を半円形に曲げ加工することで内方に包囲空間が形成されるように構成してあるとともに、その各端部を圧縮力導入機構５の定着板１３ａ，１３ｂに溶接で固定してあり、かかる構成により、定着板１３ａ，１３ｂからの圧縮力が半円部分に伝達するようになっている。

本実施形態に係るひび割れ防止具２１ｂを用いてＲＣ壁２に形成された開口３のひび割れ抑制を行うには、図９に示すようにまず、圧縮力導入機構５の圧縮方向が開口３の隅部４に発生するであろうひび割れ３２の走行方向に概ね直交するように、ひび割れ防止具２１ｂを開口３の隅部４近傍に埋設する。また、拘束部材６ｂについては、その両端でひび割れ３２が挟み込まれるように配置する。

このようにすると、ＲＣ壁２に形成された開口３の隅部４には、従来技術と同様、圧縮力導入機構５を構成する一対の定着板１３ａ，１３ｂによって圧縮力が導入され、圧縮応力領域３１に１次圧縮応力を発生させる。

加えて、圧縮力導入機構５による圧縮力は、その一部が定着板１３ａ，１３ｂの引寄せ力という形で拘束部材６ｂにも作用し、かかる拘束部材６ｂは、その包囲空間内に向けてコンクリートに圧縮力を別途作用させ、２次圧縮応力を発生させる。

以上説明したように、本実施形態に係るひび割れ防止具２１ｂによれば、開口隅部でひび割れ３２が生じるであろう箇所には、圧縮力導入機構５による圧縮応力（１次圧縮応力）に加えて、拘束部材６ｂによる圧縮応力（２次圧縮応力）が累加的に発生することとなり、かくして開口３の隅部４に生ずるであろうひび割れがさらに確実に抑制される。

本実施形態では、円弧形成された拘束部材６ｂで本発明の可撓性拘束部材を構成したが、可撓性拘束部材は、内方に包囲空間が形成されるように湾曲又は屈曲状に形成された両端を有する部材である限り、その具体的構成については任意であり、円弧でなくても円弧状、例えば楕円であってもかまわないし、そもそも円弧状である必要はなく、コ字状やＬ字状であってもかまわない。

（第３実施形態）

次に、第３実施形態について説明する。なお、第１，２実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。

図１０は、本実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具を示した図であり、図１１はその配置図である。同図でわかるように、本実施形態に係るひび割れ防止具２１ｃは、ＲＣ壁２に形成された開口３の隅部４近傍に埋設され、圧縮力導入機構５ａと該圧縮力導入機構と一体化された可撓性拘束部としての拘束部６ｃとからなる。

拘束部６ｃは、可撓性材料である帯状の平鋼を半円形となるように弱軸廻り（面外）に曲げ加工することで内方に包囲空間が形成されるように構成してあるとともに、圧縮力導入機構５ａは、図３に示した圧縮力導入機構５と同様、直列配置された反力パイプ１１ａ，１１ｂと、該反力パイプに挿通されＰＣ鋼棒で形成された緊張力導入ロッド１２と、反力パイプ１１ａ，１１ｂの間に挟み込まれるＵ型スペーサー１４と、反力パイプ１１ａ，１１ｂの外周側に配置されるシール管１５ａ，１５ｂとを備える。

ここで、圧縮力導入機構５ａは圧縮力導入機構５とは異なり、緊張力導入ロッド１２の各端部を、拘束部６ｃの各端部８１ａ，８１ｂに形成されたロッド孔に挿通した上、２つのナットをそれぞれ螺合することにより、拘束部６ｃの各端部８１ａ，８１ｂを緊張力ロッド１２の各端にそれぞれ取り付けてある。

すなわち、拘束部６ｃに形成された端部８１ａ，８１ｂは、緊張力ロッド１２による圧縮力を拘束部６ｃの半円部分に伝達する役割を果たしており、圧縮力導入機構５ａの定着部としても機能する。

拘束部６ｃの端部８１ａ，８１ｂは、圧縮力導入機構５ａの定着部として作用し得るよう、所定直径を有する円板部分が形成されるように構成する。

なお、圧縮力導入機構５ａにおいては、圧縮力導入機構５と同様、緊張力導入ロッド１２に引張力を与えた状態で反力パイプ１１ａ，１１ｂの間にＵ型スペーサー１４を挟み込むことで、緊張力導入ロッド１２の引張力を反力パイプ１１ａ，１１ｂの圧縮力と均衡させ、かかる状態でコンクリートが硬化した後にＵ型スペーサー１４を引き抜くことにより、反力パイプ１１ａ，１１ｂが負担していた圧縮力をコンクリートに導入し、該コンクリートに圧縮応力を発生させることができるようになっている。

本実施形態に係るひび割れ防止具２１ｃを用いてＲＣ壁２に形成された開口３のひび割れ抑制を行うには、図１１に示すようにまず、圧縮力導入機構５ａの圧縮方向が開口３の隅部４に発生するであろうひび割れ３２の走行方向に概ね直交するように、ひび割れ防止具２１ｃを開口３の隅部４近傍に埋設する。また、拘束部６ｃについては、その両端でひび割れ３２が挟み込まれるように配置する。

次に、コンクリートが硬化して所定の強度が発現した後、圧縮力導入機構５ａを作動させる、すなわち、Ｕ型スペーサー１４を引き抜くことにより、反力パイプ１１ａ，１１ｂの圧縮力を解放する。

このようにすると、ＲＣ壁２に形成された開口３の隅部４には、従来技術と同様、圧縮力導入機構５ａを構成する一対の定着部８１ａ，８１ｂによって圧縮力が導入され、圧縮応力領域３１に１次圧縮応力を発生させる。

加えて、圧縮力導入機構５ａによる圧縮力は、その一部が定着部８１ａ，８１ｂの引寄せ力という形で拘束部６ｃにも作用し、かかる拘束部６ｃは、その包囲空間内に向けてコンクリートに圧縮力を別途作用させ、２次圧縮応力を発生させる。

以上説明したように、本実施形態に係るひび割れ防止具２１ｃによれば、開口隅部でひび割れ３２が生じるであろう箇所には、圧縮力導入機構５ａによる圧縮応力（１次圧縮応力）に加えて、拘束部６ｃによる圧縮応力（２次圧縮応力）が累加的に発生することとなり、かくして開口３の隅部４に生ずるであろうひび割れがさらに確実に抑制される。

本実施形態では、円弧形成された拘束部６ｃで本発明の可撓性拘束部材を構成したが、可撓性拘束部は、内方に包囲空間が形成されるように湾曲又は屈曲状に形成された両端を有する部材である限り、その具体的構成については任意であり、円弧でなくても円弧状、例えば楕円であってもかまわないし、そもそも円弧状である必要はなく、コ字状やＬ字状であってもかまわない。

本発明に係るひび割れ防止具の作用効果を実証する試験を行ったので、以下に説明する。

矩形フレーム窓枠を縦横に二分割した状態に相当するＬ字状窓枠部分を製作し、これを試験体とした（試験体寸法は同図に示した通り）。図１２は、かかる試験体を４５゜回転させて示した正面図である。なお、載荷試験機によって荷重を載荷する箇所については、試験の都合上、面取りして平坦に形成した。開口隅部には、ひび割れ幅を計測するための開口部変位計９１を取り付けた。

図１３は、半円状鉄筋が２本の斜筋に取り付けられた複合鉄筋を示した平面図であり、本発明との対比で用いたものである（寸法は同図に示した通り）。

図１４(a)は、「プレトール」という商品名で本出願人が製造販売している圧縮力導入機構と、その定着板に各端部が溶接固定されたほぼ半円形をなす拘束筋（大リング）とで構成したひび割れ防止具を示した平面図である（寸法は同図に示した通り）。なお、同図(b)には、参考のため、「プレトール」とそれに非固定であってほぼ半円状をなす拘束筋（小リング）とで構成したひび割れ防止具を同様に平面図で示してある。

試験は、従来の開口補強手段である斜筋だけを使ったケース１、複合鉄筋を併用したケース２、斜筋と「プレトール」とを併用したケース３、「プレトール」と小リングの拘束筋とで構成されたひび割れ防止具を用いたケース４、及び「プレトール」と大リングの拘束筋とで構成されたひび割れ防止具を用いたケース５の計５ケース行った。

載荷試験の結果を図１５に示す。

同図でわかるように、５０ｋＮの荷重で見たとき、ひび割れ抑制を行わないケース１やケース２では、ひび割れ幅が０．０２ｍｍに達しているとともに、「プレトール」を使ったケース３でも、ひび割れ幅を０．０１５〜０．０２ｍｍ程度に抑制できるにとどまっているのに対し、本発明に係るひび割れ防止具に相当するケース５では、ひび割れ幅が０．００５ｍｍ以下に抑制されており、かくして本発明によれば、乾燥収縮に伴うひび割れ幅を、従来の１／２〜１／４に抑制することができるという顕著な作用効果を奏することがわかった。

ちなみに、従来技術のひび割れ抑制は、主として地震荷重レベルを対象としているため、本実証試験のように初期ひび割れに対応した荷重の場合、ひび割れ抑制効果は小さいことがわかる。

なお、ケース４でも、ひび割れ幅が０．０１２５ｍｍ程度に抑制されており、かかる構成（非固定）によっても、従来技術では奏し得ない作用効果を奏するのがわかる。

なお、図１５における荷重範囲は、初期ひび割れの原因となる乾燥収縮や温度変化によって開口隅部に作用するであろう荷重を想定し、１００ｋＮ以下とした。

第１実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具２１を示した図であり、(a)は正面図、(b)はＡ−Ａ線方向から見た側面図。本実施形態に係るひび割れ防止具２１の配置図。圧縮力導入機構５を示した図であり、(a)は平面図、(b)はＢ−Ｂ線に沿う断面図、(c)はＵ型スペーサー１４近傍の詳細図。本実施形態に係るひび割れ防止具２１の作用を示した図。変形例に係るひび割れ防止具を示した斜視図。同じく変形例に係るひび割れ防止具を示した平面図。ひび割れ防止具の別の使用形態を示した配置図。第２実施形態に係るひび割れ防止具２１ｂを示した平面図。本実施形態に係るひび割れ防止具２１ｂの配置図。第３実施形態に係る鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具２１ｃを示した図であり、(a)は正面図、(b)はＣ−Ｃ線方向から見た側面図。本実施形態に係るひび割れ防止具２１ｃの配置図。本発明の実証試験に用いた試験体の図であり、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は平面図。従来の複合鉄筋を示した平面図。実証試験で用いたひび割れ防止具を示した平面図。実証試験の結果を示したグラフ。

符号の説明

２ＲＣ壁（鉄筋コンクリート構造物）
３開口
４隅部
５圧縮力導入機構
６，６ａ，６ａ′，６ｂ
拘束部材（可撓性拘束部材）
６ｃ拘束部（可撓性拘束部）
１３ａ，１３ｂ定着板
２１，２１ｂ，２１ｃひび割れ防止具
３１圧縮応力領域
３２ひび割れ
８１ａ，８１ｂ定着部

Claims

鉄筋コンクリート構造物に形成された開口の隅部近傍に埋設される圧縮力導入機構と、内方に包囲空間が形成されるように湾曲又は屈曲状に形成された可撓性拘束部材とからなる鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具であって、前記可撓性拘束部材の各端部を、前記圧縮力導入機構を構成する一対の定着部から作用する圧縮力が伝達されるように該一対の定着部にそれぞれ取付け自在としたことを特徴とする鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具。
鉄筋コンクリート構造物に形成された開口の隅部近傍に埋設される圧縮力導入機構と、内方に包囲空間が形成されるように湾曲又は屈曲状に形成された可撓性拘束部材とからなる鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具であって、前記可撓性拘束部材の各端部を、前記圧縮力導入機構を構成する一対の定着部にそれぞれ固定したことを特徴とする鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具。
鉄筋コンクリート構造物に形成された開口の隅部近傍に埋設される圧縮力導入機構と、内方に包囲空間が形成されるように湾曲又は屈曲状に形成された可撓性拘束部とからなる鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具であって、前記可撓性拘束部の各端部を、前記圧縮力導入機構を構成する一対の定着部にそれぞれ一体化したことを特徴とする鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具。
前記可撓性拘束部材又は前記可撓性拘束部の形状及び寸法を、前記圧縮力導入機構を構成する一対の定着部によってコンクリート中に形成される圧縮応力領域内に配置できるように設定した請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具。
前記可撓性拘束部材又は前記可撓性拘束部を全体形状がコ字状、Ｌ字状又は円弧状となるように形成した請求項１乃至請求項４のいずれか一記載の鉄筋コンクリート構造物のひび割れ防止具。