JP7800994B2 - Calculation method for shear strength of easily cuttable segments - Google Patents
Calculation method for shear strength of easily cuttable segmentsInfo
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Description
本発明は、易切削性セグメントのせん断耐力算定方法に関する。 This invention relates to a method for calculating the shear strength of easily cuttable segments.
例えば、シールド工法により本線トンネルとランプトンネルを個別に施工した後、本線トンネルとランプトンネルの一部区間を非開削施工にて切り拡げることにより地中拡幅部を施工し、双方のトンネルを当該地中拡幅部にて接続する施工が行われる。本線トンネルは例えば地下40m以深の大深度の地下道であり、この地下道に対して地上のインターチェンジ・ジャンクション等からアクセスするランプトンネルが延設し、地中拡幅部にて双方のトンネルが連結され得る。
この地中拡幅部の施工においては、間隔を置いて併設する本線トンネルとランプトンネルを例えば相対的に大断面の円筒状の地中構造物にて包囲した後、地中構造物の内部を掘削し、双方のトンネルの連通部を撤去することにより地中拡幅部が施工される。尚、地中構造物の施工に際し、必要に応じて地中構造物の施工領域には止水処理が行われる。
上記する大断面の地中構造物の構築方法としては、複数本の小断面トンネルを筒状に並設して外殻(大断面覆工体)を施工する方法がある。より具体的には、複数の先行小断面トンネルを間隔を置いて環状に施工した後、当該間隔において先行小断面トンネルの一部を切削しながら複数の後行小断面トンネルを環状に施工し、後行小断面トンネルの一部を撤去して先行小断面トンネルと連通させる。すなわち、先行小断面トンネルと後行小断面トンネルが交互に数珠つなぎされた大断面覆工体を形成して、各小断面トンネルを連通させる。そして、大断面の環状の連通部に対して周方向に延設する主筋を配し、中詰めコンクリートを施工することにより、大断面覆工体である地中構造物が施工される。
ところで、上記する大断面覆工体を形成する先行小断面トンネルと後行小断面トンネルはいずれも、シールド工法により順次施工される。後行小断面トンネルにてその一部が切削される先行小断面トンネルは、例えばRC(Reinforced Concrete)セグメントにて施工され、後行小断面トンネルは、例えば鋼製セグメントにて施工され得る。その中で、先行小断面トンネルを形成するセグメントには、後行小断面トンネル施工用のシールド掘進機にて切削可能な易切削性セグメントが適用されるのが望ましい。
For example, after constructing a main tunnel and a ramp tunnel separately using the shield method, an underground widening section is constructed by cutting and widening a portion of the main tunnel and ramp tunnel using non-open cut construction, and the two tunnels are connected at the underground widening section. The main tunnel is an underground passage located at a great depth of, for example, 40 meters or more below ground, and a ramp tunnel is extended from this underground passage, accessible from an aboveground interchange junction, etc., and the two tunnels can be connected at the underground widening section.
In constructing this underground widening section, the main tunnel and ramp tunnel, which are spaced apart, are surrounded by, for example, a cylindrical underground structure with a relatively large cross section, and then the inside of the underground structure is excavated and the connecting section between the two tunnels is removed to construct the underground widening section. When constructing the underground structure, waterproofing treatment is carried out in the construction area of the underground structure as necessary.
One method for constructing the above-mentioned large-section underground structure is to construct an outer shell (large-section lining) by arranging multiple small-section tunnels side by side in a cylindrical shape. More specifically, multiple preceding small-section tunnels are constructed in a circular shape at intervals, and then multiple following small-section tunnels are constructed in a circular shape at those intervals while cutting out portions of the preceding small-section tunnels, and portions of the following small-section tunnels are removed to connect them to the preceding small-section tunnels. In other words, a large-section lining is formed in which the preceding and following small-section tunnels are alternately strung together, connecting the small-section tunnels. Then, main reinforcement extending circumferentially is placed in the circular connecting portions of the large-section tunnels, and fill concrete is placed, thereby constructing the underground structure, which is the large-section lining.
The preceding small-section tunnel and the following small-section tunnel that form the large-section lining are both constructed sequentially using the shield tunneling method. The preceding small-section tunnel, a portion of which is excavated by the following small-section tunnel, may be constructed using, for example, reinforced concrete (RC) segments, while the following small-section tunnel may be constructed using, for example, steel segments. Of these, it is desirable to use easy-to-cut segments that can be cut by a shield machine used to construct the following small-section tunnel for the segments that form the preceding small-section tunnel.
ここで、特許文献1には、コンクリートを母材とし、樹脂製筋材を筋材とする切削セグメントにおいて、コンクリートは骨材を含み、骨材は、粗骨材及び細骨材を含み、粗骨材に軽量骨材または高炉スラグ骨材を使用し、筋材が連続ネジを備えるガラス繊維ロッドからなる、切削セグメントが提案されている。この切削セグメントでは、クラック伸展防止のための添加材として、コンクリートにアラミド繊維が0.25体積%乃至0.5体積%混入されるとしている。 Patent Document 1 proposes a cutting segment using concrete as the base material and resin reinforcing bars, in which the concrete contains aggregate, the aggregate including coarse aggregate and fine aggregate, the coarse aggregate being lightweight aggregate or blast furnace slag aggregate, and the reinforcing bars being glass fiber rods with continuous threads. In this cutting segment, 0.25% to 0.5% by volume of aramid fiber is mixed into the concrete as an additive to prevent crack propagation.
特許文献1に記載の切削セグメントによれば、アラミド繊維が0.25体積%乃至0.5体積%混入されていることにより、クラック伸展防止を図ることができるとしている。
しかしながら、低剛性のアラミド繊維をせいぜい0.5体積%混入しただけでは、クラック(ひび割れ)の伸展を効果的に防止できるか否かに関して定かでない。さらに、ここには、例えば一箇所(もしくは可及的に少数箇所)にひび割れが集中することによってひび割れ幅が大きくなり、切削セグメントの止水性が低くなるといった課題に関する記載は一切なく、この課題解決手段に関する記載は当然に存在しない。尚、低剛性のアラミド繊維を0.5体積%混入しただけでは、ひび割れを分散させて各ひび割れのひび割れ幅を低減し、止水性を向上させることは極めて難しいことから、特許文献1に記載の特徴構成が切削セグメントのひび割れ分散性と止水性の向上に有効であるとは言い難い。
According to the cutting segment described in Patent Document 1, the aramid fiber is mixed in an amount of 0.25% by volume to 0.5% by volume, thereby making it possible to prevent crack propagation.
However, it is unclear whether the incorporation of only 0.5% by volume of low-rigidity aramid fibers can effectively prevent crack propagation. Furthermore, the document does not mention any problem, such as the concentration of cracks in one location (or as few locations as possible), resulting in an increase in crack width and a decrease in the water-stopping ability of the cut segments, and it naturally does not mention any means for solving this problem. Furthermore, since it is extremely difficult to disperse cracks, reduce the crack width of each crack, and improve water-stopping ability by simply incorporating 0.5% by volume of low-rigidity aramid fibers, it is difficult to say that the characteristic configuration described in Patent Document 1 is effective in improving the crack dispersion and water-stopping ability of the cut segments.
そこで、特許文献2には、製作コストが可及的に安価であり、切削性と耐荷性、及び止水性に優れた易切削セグメントが提案されている。具体的には、母材であるコンクリートの内部に、繊維強化プラスチックにより形成される筋材が埋設され、該母材の内部に鋼繊維が分散されており、母材のコンクリート設計基準強度が、42N/mm2乃至60N/mm2の範囲にあり、鋼繊維の混入率が、0.3体積%乃至1.0体積%の範囲にあり、繊維強化プラスチックの弾性係数が30kN/mm2乃至120kN/mm2の範囲にある。 Therefore, Patent Document 2 proposes an easy-to-cut segment that is as inexpensive to manufacture as possible and has excellent cuttability, load resistance, and water-stopping properties. Specifically, reinforcing bars made of fiber-reinforced plastic are embedded inside a base material, concrete, and steel fibers are dispersed inside the base material, with the base material concrete having a design standard strength of 42 N/ mm2 to 60 N/ mm2 , a steel fiber mixing rate of 0.3 vol% to 1.0 vol%, and an elastic modulus of the fiber-reinforced plastic being in the range of 30 kN/ mm2 to 120 kN/ mm2 .
特許文献2に記載の切削セグメントによれば、製作コストが可及的に安価で、切削性と耐荷性、及び止水性に優れた易切削セグメントを提供することができる。
ところで、コンクリート内に鉄筋の代わりに連続繊維補強材が埋設されているコンクリート構造物のせん断耐力式は、コンクリートライブラリー88 連続繊維補強材を用いたコンクリート構造物の設計・施工指針(案) 平成8年9月 公益社団法人 土木学会(以下、「設計指針1」という)に規定されている。
一方、コンクリート部材が鋼繊維にて補強された、鋼繊維補強コンクリート部材のせん断耐力式は、コンクリートライブラリー97 鋼繊維補強鉄筋コンクリート柱部材の設計指針(案) 平成11年11月 公益社団法人 土木学会(以下、「設計指針2」という)に規定されている。
According to the cutting segment described in Patent Document 2, it is possible to provide an easy-to-cut segment that is produced at the lowest possible cost and has excellent cutting ability, load resistance, and water-stopping properties.
The shear strength formula for concrete structures in which continuous fiber reinforcement is embedded in the concrete instead of steel bars is specified in Concrete Library 88, Design and Construction Guidelines for Concrete Structures Using Continuous Fiber Reinforcement (Draft), September 1996, Japan Society of Civil Engineers (hereinafter referred to as "Design Guidelines 1").
On the other hand, the shear strength formula for steel fiber reinforced concrete members, where concrete members are reinforced with steel fibers, is specified in Concrete Library 97, Design Guidelines for Steel Fiber Reinforced Concrete Column Members (Draft), November 1999, Japan Society of Civil Engineers (hereinafter referred to as "Design Guidelines 2").
すなわち、鋼繊維がコンクリート内に分散された易切削性セグメントのせん断耐力を算定する際に、鋼繊維が分散されたコンクリートが分担するせん断耐力と、コンクリート内に埋設されて、鋼繊維(鋼材)よりも弾性係数の小さいせん断補強筋が分担するせん断耐力を算定し、この算定結果に基づいて易切削性セグメントの全体のせん断耐力を算定する方法は存在しない。例えば、設計指針1では、鋼繊維が分散されたコンクリートを想定した設計指針となっておらず、また、高弾性炭素繊維強化プラスチック(弾性係数は鉄筋と同等)を前提として算定式を提示するのみであり、設計指針2では、せん断補強筋として、鉄筋の代わりに例えば弾性係数が鉄筋の1/3程度と極めて小さい、ガラス繊維強化プラスチックのロッド等の筋材を適用する場合への言及は一切ない。 In other words, when calculating the shear strength of an easily cuttable segment in which steel fibers are dispersed within the concrete, there is no method of calculating the shear strength of the concrete in which the steel fibers are dispersed and the shear strength of the shear reinforcement embedded in the concrete, which has a lower elastic modulus than the steel fibers (steel), and then calculating the overall shear strength of the easily cuttable segment based on these calculation results. For example, Design Guideline 1 does not take into account concrete in which steel fibers are dispersed, and only presents a calculation formula assuming the use of high-modulus carbon fiber reinforced plastic (whose elastic modulus is equivalent to that of steel bars). Design Guideline 2 makes no mention of the use of reinforcing materials such as glass fiber reinforced plastic rods, which have an extremely small elastic modulus—about one-third that of steel bars—as shear reinforcement instead of steel bars.
本発明は、鋼繊維がコンクリート内に分散され、鉄筋(鋼材)よりも弾性係数が小さなせん断補強筋が適用されている易切削性セグメントに対して、合理的にせん断耐力を算定することのできる、易切削性セグメントのせん断耐力算定方法を提供することを目的としている。 The purpose of this invention is to provide a method for calculating the shear strength of easily cuttable segments, which allows for a rational calculation of the shear strength of easily cuttable segments in which steel fibers are dispersed in concrete and shear reinforcement bars with a lower elastic modulus than reinforcing bars (steel materials) are used.
前記目的を達成すべく、本発明による易切削性セグメントのせん断耐力算定方法の一態様は、
母材であるコンクリートの内部に、繊維強化プラスチックにより形成される筋材が埋設され、該母材の内部に鋼繊維が分散されており、該筋材には、主筋とせん断補強筋が含まれている、易切削性セグメントのせん断耐力算定方法であって、
前記鋼繊維が分散されている前記コンクリートの分担するせん断耐力と、該鋼繊維よりも弾性係数の小さい前記せん断補強筋の分担するせん断耐力とをそれぞれ算定し、双方の該せん断耐力を加算して前記易切削性セグメントのせん断耐力とすることを特徴とする。
In order to achieve the above object, one aspect of the method for calculating the shear strength of a machinable segment according to the present invention is to:
A method for calculating the shear strength of an easily cuttable segment in which reinforcing bars made of fiber-reinforced plastic are embedded inside concrete, which is a base material, and steel fibers are dispersed inside the base material, and the reinforcing bars include main bars and shear reinforcement bars,
The shear strength of the concrete in which the steel fibers are dispersed and the shear strength of the shear reinforcement bars, which have a smaller elastic modulus than the steel fibers, are calculated separately, and the shear strength of both are added together to determine the shear strength of the easily cuttable segment.
本態様によれば、鋼繊維が分散されているコンクリートの内部に、鋼繊維(鋼材)よりも弾性係数の小さいせん断補強筋が埋設されている、易切削性セグメントのせん断耐力の算定において、鋼繊維が分散されているコンクリートの分担するせん断耐力と、鋼繊維よりも弾性係数の小さいせん断補強筋の分担するせん断耐力とをそれぞれ算定し、双方のせん断耐力を加算する方法が適用されることにより、易切削性セグメントのせん断耐力を合理的に算定することができる。このように、双方の分担するせん断耐力を加算することにより易切削性セグメント全体のせん断耐力を算定する合理性は、本発明者等による検証の結果に基づくものである。 According to this aspect, when calculating the shear strength of a cuttable segment in which shear reinforcement bars with a lower elastic modulus than the steel fibers (steel) are embedded within concrete in which steel fibers are dispersed, the shear strength of the concrete in which steel fibers are dispersed and the shear strength of the shear reinforcement bars with a lower elastic modulus than the steel fibers are calculated separately, and the shear strengths of both are added together. This allows for a rational calculation of the shear strength of the cuttable segment. The rationality of calculating the shear strength of the entire cuttable segment by adding together the shear strengths of both is based on the results of verification by the inventors.
また、本発明による易切削性セグメントのせん断耐力算定方法の他の態様は、
前記鋼繊維が分散されている前記コンクリートの分担するせん断耐力:Vcを以下の式(A)により算定し、前記せん断補強筋の分担するせん断耐力:Vsを以下の式(B)により算定して、双方の該せん断耐力を加算することにより、前記易切削性セグメントのせん断耐力:Vuを算定することを特徴とする。
In addition, another aspect of the method for calculating the shear strength of a machinable segment according to the present invention is as follows:
The shear strength of the easily cuttable segment: Vu is calculated by calculating the shear strength of the concrete in which the steel fibers are dispersed: Vc using the following formula (A), and the shear strength of the shear reinforcement: Vs using the following formula (B), and then adding up both shear strengths.
本態様によれば、鋼繊維が分散されているコンクリートの分担するせん断耐力:Vcを式(A)によって算定し、鋼繊維(鋼材)よりも弾性係数の小さいせん断補強筋の分担するせん断耐力:Vsを式(B)によって算定することにより、易切削性セグメントのせん断耐力:Vuを合理的に算定することができる。式(A)と式(B)はいずれも、上記する設計指針1,2を参照した上で、既往式を修正している。
ここで、式(A)では、鋼繊維混入による補強効果をκ(1.0以上)にて評価している。また、筋材による主筋(主筋材)のダウエル効果を評価するβpについて、鋼繊維よりも弾性係数の小さい繊維強化プラスチック(従って、高弾性炭素繊維強化プラスチックを除く)からなる筋材の弾性係数を反映している。
According to this aspect, the shear strength of the easily cuttable segment: Vu can be reasonably calculated by calculating the shear strength Vc shared by the concrete in which steel fibers are dispersed using formula (A) and the shear strength Vs shared by the shear reinforcement bars, which have a smaller elastic modulus than the steel fibers (steel materials), using formula ( B). Both formulas (A) and (B) are modifications of existing formulas, with reference to the above-mentioned Design Guidelines 1 and 2.
In formula (A), the reinforcing effect of steel fiber is evaluated by κ (1.0 or more). In addition, βp , which evaluates the dowel effect of the main reinforcement bars (main reinforcement) of the reinforcement, reflects the elastic modulus of the reinforcement made of fiber reinforced plastic (excluding high-elasticity carbon fiber reinforced plastic), which has a smaller elastic modulus than steel fiber.
また、本発明による易切削性セグメントのせん断耐力算定方法の他の態様において、
前記筋材が、ガラス繊維強化プラスチックのロッド、アラミド繊維強化プラスチックのロッド、中弾性炭素繊維強化プラスチックのロッド、のいずれか一種により形成されていることを特徴とする。
In another aspect of the method for calculating the shear strength of a machinable segment according to the present invention,
The reinforcing bars are made of one of glass fiber reinforced plastic rods, aramid fiber reinforced plastic rods, and medium elasticity carbon fiber reinforced plastic rods.
本態様によれば、筋材が、ガラス繊維強化プラスチック((GFRP:Glass Fiber Reinforced Plastics))等のロッドにて形成されていることにより、高価な高弾性炭素繊維強化プラスチックからなる筋材を含まず、従って製作コストが可及的に安価となり、ロッドが低剛性(弾性係数は30kN/mm2乃至120kN/mm2の範囲)であることに起因して切削性に優れた易切削性セグメントのせん断耐力を算定できる。 According to this embodiment, the reinforcing bars are formed from rods such as glass fiber reinforced plastics (GFRP), and therefore do not contain reinforcing bars made from expensive high-elasticity carbon fiber reinforced plastics, thereby keeping production costs as low as possible, and the shear strength of the easy-to-cut segments, which have excellent machinability due to the low rigidity of the rods (elastic modulus in the range of 30 kN/ mm2 to 120 kN/ mm2 ), can be calculated.
また、本発明による易切削性セグメントのせん断耐力算定方法の他の態様は、
土木学会2017年制定コンクリート標準示方書[設計編]で規定される最小せん断筋材量に対して、鉄筋の剛性に対する前記筋材の剛性の比率の逆数を乗じることによる、最小せん断筋材量の割り増しを行わずに、規定される最小せん断筋材量を適用することを特徴とする。
In addition, another aspect of the method for calculating the shear strength of a machinable segment according to the present invention is as follows:
This method is characterized by applying the minimum amount of shear reinforcement specified in the 2017 Japan Society of Civil Engineers Standard Specifications for Concrete [Design Edition] without increasing the minimum amount of shear reinforcement by multiplying it by the reciprocal of the ratio of the stiffness of the reinforcement to the stiffness of the steel bar.
本態様によれば、鋼繊維よりも弾性係数の小さい繊維強化プラスチックをせん断補強筋として適用しながらも、鋼繊維の補強効果を適切に評価することにより、上記設計指針1に加えて、土木学会2017年制定コンクリート標準示方書[設計編](以下、「設計指針3」という)で規定される最小せん断筋材量に対して、鉄筋の剛性に対する前記筋材の剛性の比率の逆数を乗じることによる、最小せん断筋材量の割り増しを行わずに、規定される最小せん断筋材量を適用することにより、過度なせん断補強の配筋を抑止することができる。このように、最小せん断筋材量の割り増しを行う必要がないことは、本発明者等による検証の結果に基づくものである。 According to this aspect, while fiber-reinforced plastic, which has a lower elastic modulus than steel fiber, is used as shear reinforcement, the reinforcing effect of the steel fiber is appropriately evaluated. This allows the minimum shear reinforcement volume stipulated in the 2017 Japan Society of Civil Engineers Standard Specifications for Concrete [Design Edition] (hereinafter referred to as "Design Guideline 3"), in addition to the above Design Guideline 1, to be applied without increasing the minimum shear reinforcement volume by multiplying the reciprocal of the ratio of the stiffness of the reinforcing bar to the stiffness of the steel bar. This elimination of the need to increase the minimum shear reinforcement volume is based on the results of verification by the inventors.
また、本発明による易切削性セグメントのせん断耐力算定方法の他の態様は、
前記最小せん断筋材量が、前記コンクリートの断面に対する前記せん断補強筋の断面の比率である、筋材比:0.15%であることを特徴とする。
In addition, another aspect of the method for calculating the shear strength of a machinable segment according to the present invention is as follows:
The minimum shear reinforcement amount is a reinforcement ratio of 0.15%, which is the ratio of the cross section of the shear reinforcement to the cross section of the concrete.
本態様によれば、鋼繊維よりも弾性係数の小さい繊維強化プラスチックをせん断補強筋として適用しながらも、最小せん断筋材量を設計指針1,3にて規定する筋材比:0.15%とすることにより、過度なせん断補強の配筋を抑止することができる。 In this case, even though fiber-reinforced plastic, which has a lower elastic modulus than steel fiber, is used as shear reinforcement, the minimum amount of shear reinforcement is set at the reinforcement ratio of 0.15% as specified in Design Guidelines 1 and 3, thereby preventing excessive shear reinforcement.
また、本発明による易切削性セグメントのせん断耐力算定方法の他の態様は、
前記筋材が前記ガラス繊維強化プラスチックのロッドである場合に、鉄筋の弾性係数:200N/mm2に対する、該ガラス繊維強化プラスチックのロッドの弾性係数:60N/mm2の比率が0.3であることを特徴とする。
In addition, another aspect of the method for calculating the shear strength of a machinable segment according to the present invention is as follows:
When the reinforcing bar is a glass fiber reinforced plastic rod, the ratio of the elastic modulus of the glass fiber reinforced plastic rod (60 N/mm2 ) to the elastic modulus of the steel bar (200 N/mm2 ) is 0.3.
本態様によれば、筋材がガラス繊維強化プラスチックのロッドであって、鉄筋との弾性係数の比率が0.3である場合でも、最小せん断筋材量を設計指針1,3にて規定する筋材比:0.15%からこの比率に応じた割り増し(0.3で除す割り増し)を行って0.5%とすることなく、設計指針1,3にて規定する筋材比:0.15%とすることにより、過度なせん断補強の配筋を抑止することができる。 According to this aspect, even if the reinforcing bars are glass fiber reinforced plastic rods and the ratio of the elastic modulus to the steel bars is 0.3, the minimum amount of shear reinforcement can be prevented by setting the reinforcing bar ratio at 0.15% as specified in Design Guidelines 1 and 3, rather than increasing the reinforcing bar ratio by an amount proportional to this ratio (dividing by 0.3) to 0.5%, thereby preventing excessive shear reinforcement.
本発明の易切削性セグメントのせん断耐力算定方法によれば、鋼繊維がコンクリート内に分散され、鉄筋(鋼材)よりも弾性係数が小さなせん断補強筋が適用されている易切削性セグメントに対して、合理的にせん断耐力を算定することができる。 The method for calculating the shear strength of easily cuttable segments of the present invention makes it possible to rationally calculate the shear strength of easily cuttable segments in which steel fibers are dispersed within the concrete and shear reinforcement bars with a lower elastic modulus than reinforcing bars (steel) are used.
以下、実施形態に係る易切削性セグメントのせん断耐力算定方法について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。 The following describes a method for calculating the shear strength of a machinable segment according to an embodiment, with reference to the accompanying drawings. Note that in this specification and drawings, substantially identical components may be designated by the same reference numerals, and redundant explanations may be omitted.
[実施形態に係る易切削性セグメントのせん断耐力算定方法]
まず、図1乃至図3を参照して、実施形態に係る易切削性セグメントのせん断耐力算定方法の一例を、算定対象の易切削性セグメントの一例とともに説明する。ここで、図1は、実施形態に係るせん断耐力算定方法の一例が適用される、易切削性セグメントを示す斜視図であって、内部を視認可能とした透視図である。また、図2は、各種筋材の引張応力-ひずみ関係グラフを示す図であり、図3は、鋼繊維の一例の斜視図である。
[Method for calculating shear strength of easily cuttable segment according to embodiment]
First, an example of a method for calculating the shear strength of a machinable segment according to an embodiment will be described with reference to Figures 1 to 3. Figure 1 is a perspective view of a machinable segment to which an example of the shear strength calculation method according to an embodiment is applied, showing the interior of the machinable segment as a visible view. Figure 2 is a graph showing the tensile stress-strain relationship of various reinforcing bars, and Figure 3 is a perspective view of an example of a steel fiber.
実施形態に係るせん断耐力算定方法により設計及び製作される易切削性セグメント10は、母材であるコンクリートの内部において、繊維強化プラスチックにより形成される筋材21,22と、分散された多数の鋼繊維30とを有する。易切削性セグメント10は施工対象のセグメントトンネルの曲率を有する湾曲状を呈し、一対のリング継手面11と一対のセグメント継手面12とを有する。 The machinable segment 10 designed and manufactured using the shear strength calculation method according to the embodiment has reinforcement bars 21, 22 made of fiber-reinforced plastic and a large number of dispersed steel fibers 30 inside the base material, concrete. The machinable segment 10 has a curved shape that matches the curvature of the segmented tunnel to be constructed, and has a pair of ring joint surfaces 11 and a pair of segment joint surfaces 12.
母材のコンクリート設計基準強度は、42N/mm2乃至60N/mm2の範囲にあり、設計指針3ある、セグメントに適用されるコンクリートの設計基準強度を充足している。 The concrete design strength of the base material is in the range of 42 N/mm 2 to 60 N/mm 2 , which satisfies the design standard strength of concrete to be applied to segments as specified in Design Guideline 3.
図1に示すように、母材のコンクリート内には、易切削性セグメント10に作用する曲げモーメントに対して引張抵抗する主筋21(内側主筋及び外側主筋)と、せん断補強筋22が配設されている。ここで、各筋材21,22は、繊維強化プラスチックにより形成されており、より詳細には、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP:Glass Fiber Reinforced Plastics)のロッド、アラミド繊維強化プラスチック(AFRP:Aramid Fiber Reinforced Plastics)のロッド、中弾性炭素繊維強化プラスチック(中弾性CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics)のロッドのいずれか一種により形成され、高弾性炭素繊維強化プラスチックのロッドは適用されない。 As shown in Figure 1, main reinforcement bars 21 (inner and outer main reinforcement bars) and shear reinforcement bars 22 are arranged within the base concrete material to provide tensile resistance to bending moments acting on the cuttable segment 10. Each reinforcement bar 21, 22 is made of fiber-reinforced plastic, and more specifically, is made of one of the following rods: glass fiber reinforced plastic (GFRP) rods, aramid fiber reinforced plastic (AFRP) rods, and medium-elasticity carbon fiber reinforced plastic (medium-elasticity CFRP) rods; high-elasticity carbon fiber reinforced plastic rods are not used.
図2に示すように、これらの繊維強化プラスチックの弾性係数は、30kN/mm2乃至120kN/mm2の範囲にあり、弾性係数が200kN/mm2程度の鉄筋や、鉄筋と同等の弾性係数を有する高弾性炭素繊維強化プラスチックに比べて低剛性のロッドとなる。このように、低剛性のロッドからなる筋材21,22を有することにより、易切削性セグメント10の切削性が良好になる。また、材料コストの高価な高弾性炭素繊維強化プラスチックを適用しないことにより、易切削性セグメント10の製作コストを可及的に安価にできる。 As shown in Figure 2, the elastic modulus of these fiber reinforced plastics is in the range of 30 kN/ mm2 to 120 kN/ mm2 , resulting in rods with lower rigidity than steel bars, which have an elastic modulus of approximately 200 kN/ mm2 , or high-elasticity carbon fiber reinforced plastics, which have an elastic modulus equivalent to that of steel bars. In this way, by using reinforcing bars 21, 22 made of low-rigidity rods, the machinability of the machinable segment 10 is improved. Furthermore, by not using high-elasticity carbon fiber reinforced plastics, which are expensive materials, the manufacturing cost of the machinable segment 10 can be kept as low as possible.
ところで、ガラス繊維強化プラスチック等のロッドからなる筋材21,22のみが母材に埋設される形態では、ガラス繊維強化プラスチック等のロッドが低剛性であることから、ひび割れ幅の大きなひび割れが生じ易くなり、止水性が低下し得る。そこで、易切削性セグメント10では、多数の鋼繊維30が母材内に分散された構成を適用している。例えば、混入率が0.3体積%乃至1.0体積%の範囲の鋼繊維30が母材内に分散されている。 However, when only the reinforcing bars 21, 22 made of rods such as glass fiber reinforced plastic are embedded in the base material, the low rigidity of the glass fiber reinforced plastic rods makes it easier for large cracks to form, which can reduce watertightness. Therefore, the easy-to-cut segment 10 is configured with a large number of steel fibers 30 dispersed within the base material. For example, the steel fibers 30 are dispersed within the base material at a mixing rate of 0.3% to 1.0% by volume.
図3に示すように、鋼繊維30は、直線状の中央棒材31と、中央棒材31の両端にある一以上の段状フック材32とを有する。鋼繊維30が、直線状の中央棒材31の両端において一以上の段状フック材32を有していることにより、母材に対する鋼繊維の付着性が高められ、低剛性の繊維強化プラスチックからなる筋材21,22を備える易切削性セグメント10の応力-ひずみ特性を向上させることができる。また、鋼繊維30の架橋効果に起因してひび割れ分散性が良好になり、発生し得るひび割れのひび割れ幅を可及的に抑制することができ、止水性が向上する。 As shown in Figure 3, the steel fibers 30 have a straight central bar 31 and one or more stepped hook members 32 at both ends of the central bar 31. By having one or more stepped hook members 32 at both ends of the straight central bar 31, the steel fibers 30 have enhanced adhesion to the base material, improving the stress-strain characteristics of the easy-to-cut segment 10, which includes reinforcing bars 21, 22 made of low-rigidity fiber-reinforced plastic. Furthermore, the cross-linking effect of the steel fibers 30 improves crack dispersion, minimizing the crack width of potential cracks and improving watertightness.
ここで、鋼繊維30としては、1800N/mm2程度の高い引張強度を有する高性能鋼繊維(HPSF:High Performance steel Fiber)の適用が好ましい。尚、図示例の鋼繊維30の有する段状フック材32は略Z型を有しているが、図示例以外にも、例えば二以上の略Z型の多段状の段状フック材等、様々な形状形態の段状フック材が適用できる。また、図示例の鋼繊維30の中央棒材31は直線状を呈しているが、ジグザグ型や波型、曲線型などの形態であってもよい。 Here, it is preferable to use high performance steel fiber (HPSF) as the steel fiber 30, which has a high tensile strength of about 1800 N/ mm2 . The stepped hook material 32 of the steel fiber 30 in the illustrated example has a substantially Z-shape, but stepped hook materials of various shapes and forms can be used, such as a multi-stage stepped hook material with two or more substantially Z-shapes. Furthermore, while the central rod 31 of the steel fiber 30 in the illustrated example is linear, it may also be zigzag, wavy, curved, or other shapes.
鋼繊維30の混入率が、例えば0.3体積%乃至1.0体積%の範囲にあることにより、コンクリートプラントにおいてセグメントを製作する際の製作性と、鋼繊維によるセグメント補強効果の双方を担保することができる。 By setting the mixing rate of steel fibers 30 to, for example, a range of 0.3% to 1.0% by volume, it is possible to ensure both manufacturability when manufacturing segments at concrete plants and the segment reinforcement effect of the steel fibers.
また、母材内に鋼繊維30が混入されることにより、易切削性セグメント10が脆性的な曲げ圧縮破壊やせん断破壊が先行して発生するセグメントとならない効果が奏される。 In addition, by mixing steel fibers 30 into the base material, the machinable segment 10 is prevented from becoming a segment in which brittle bending compression failure or shear failure occurs first.
また、母材のコンクリート内に、ガラス繊維強化プラスチック等のロッドからなる筋材20が埋設され、さらに所定量の鋼繊維30が分散していることにより、一般のRCセグメントのM-φ特性よりも優れたM-φ特性を有し、高い耐荷性を有する易切削性セグメントが形成される。 In addition, reinforcing bars 20 made of rods such as glass fiber reinforced plastic are embedded within the base concrete, and a predetermined amount of steel fibers 30 are dispersed within, resulting in an easily cuttable segment with superior M-φ characteristics compared to those of ordinary RC segments and high load-bearing capacity.
また、易切削性セグメント10では、母材内に多数の鋼繊維30が分散していることにより、鋼繊維30の架橋効果によってひび割れ分散性が向上し、発生するひび割れのひび割れ幅を効果的に抑制することができる。 In addition, in the easily machinable segment 10, a large number of steel fibers 30 are dispersed within the base material, which improves crack dispersion due to the bridging effect of the steel fibers 30, effectively suppressing the crack width of any cracks that do occur.
図1に戻り、易切削性セグメント10は、一方のリング継手面11にほぞ溝13を備え、他方のリング継手面11にほぞ14を備えている。図示例では、一方のリング継手面11に3つのほぞ溝13が設けられており、他方のリング継手面11のうち、3つのほぞ溝13に対応する位置に3つのほぞ14が設けられている。従って、リング継ぎされる一方の易切削性セグメント10の3つのほぞ溝13に対して、他方の易切削性セグメント10の3つのほぞ14がそれぞれ係合される。尚、リング継手面11に設けられるほぞ溝13やほぞ14の数は、図示例に限定されない。 Returning to Figure 1, the machinable segment 10 has a tenon groove 13 on one ring joint surface 11 and a tenon 14 on the other ring joint surface 11. In the illustrated example, three tenon grooves 13 are provided on one ring joint surface 11, and three tenons 14 are provided on the other ring joint surface 11 at positions corresponding to the three tenon grooves 13. Therefore, the three tenons 14 of one machinable segment 10 to be joined engage with the three tenons 13 of the other machinable segment 10, respectively. Note that the number of tenons 13 and tenons 14 provided on the ring joint surfaces 11 is not limited to the illustrated example.
セグメント継手面12においては、例えば突き合わせ継手が適用される。図1に示すように、一方の易切削性セグメント10に埋設されている樹脂製の組立用インサート26に対して、他方の易切削性セグメント10側から同様に樹脂製の組立用斜めボルト25を挿入してねじ込むことにより、突き合わせ継手が形成される。また、リング継手面11においては、複数(図示例は3つ)の部分ほぞ継手が適用でき、セグメント継手面12における曲げモーメントを、リング継手面11のほぞ14及びほぞ溝13の係合構造を介して、隣接する易切削性セグメント10に効果的に伝達することができる。尚、セグメント継手には、突き合わせ継手以外の多様な形態の継手が適用できる。 For example, a butt joint is applied to the segment joint surface 12. As shown in Figure 1, a butt joint is formed by inserting and screwing a resin assembly diagonal bolt 25, also made of resin, into one of the machinable segments 10 from the other machinable segment 10, into the resin assembly insert 26. Furthermore, multiple (three in the illustrated example) partial tenon joints can be applied to the ring joint surface 11, and bending moments at the segment joint surface 12 can be effectively transmitted to the adjacent machinable segment 10 via the engagement structure of the tenons 14 and tenon grooves 13 on the ring joint surface 11. Note that various types of joints other than butt joints can also be applied to segment joints.
尚、適用されるリング継手としては、図示例のほぞタイプの継手の他にも、ワンタッチ式の継手をはじめとして様々な形態の継手が適用されてもよい。例えばワンタッチ式の継手では、一方のセグメントのリング継手面に設けられている雌側継手に対して、他方のセグメントのリング継手面に設けられている雄側継手を例えば押し込むこと等により、リング継手が形成される。この形態のリング継手を易切削性セグメントに適用する場合は、雌側継手と雄側継手の双方を切削容易な樹脂製の継手とするのがよい。 In addition to the tenon-type joint shown in the illustration, various types of joints may be used as ring joints, including one-touch joints. For example, in a one-touch joint, the ring joint is formed by, for example, pushing a male joint provided on the ring joint surface of one segment into a female joint provided on the ring joint surface of the other segment. When using this type of ring joint on an easily machinable segment, it is recommended that both the female joint and the male joint be made of an easily machinable resin.
次に、図1に示す易切削性セグメント10のせん断耐力算定方法の一例について説明する。 Next, we will explain an example of a method for calculating the shear strength of the easily cuttable segment 10 shown in Figure 1.
実施形態に係るせん断耐力算定方法は、鋼繊維30が分散されているコンクリートの分担するせん断耐力:Vcを以下の式(A)により算定し、せん断補強筋22の分担するせん断耐力:Vsを以下の式(B)により算定して、双方のせん断耐力を加算することにより、易切削性セグメント10のせん断耐力:Vuを算定する。 In the shear strength calculation method according to the embodiment, the shear strength Vc shared by the concrete in which the steel fibers 30 are dispersed is calculated using the following formula (A), and the shear strength Vs shared by the shear reinforcement 22 is calculated using the following formula (B), and the shear strengths of both are added together to calculate the shear strength Vu of the easily cuttable segment 10.
ここで、式(A)は、設計指針1,2を参照した上で、これらに記載される既往式を修正しており、式(B)は、設計指針1を参照した上で、ここに記載される既往式を修正している。式(A)では、鋼繊維30がコンクリート内に分散していることによる補強効果をκ(1.0以上)で評価している。また、主筋21のダウエル効果を評価するβpについて、鋼繊維よりも弾性係数の小さい繊維強化プラスチック(例えば、GFRP)からなる筋材の弾性係数を反映している。 Here, formula (A) is a modified version of the existing formula described in Design Guidelines 1 and 2 with reference to these guidelines, and formula (B) is a modified version of the existing formula described here with reference to Design Guidelines 1. In formula (A), the reinforcing effect of steel fibers 30 dispersed in concrete is evaluated by κ (1.0 or more). Furthermore, β p , which evaluates the dowel effect of the main reinforcement bars 21, reflects the elastic modulus of reinforcing bars made of fiber-reinforced plastic (e.g., GFRP), which has a smaller elastic modulus than steel fibers.
一方、式(B)において、せん断補強筋22の最小せん断筋材量は、設計指針1,3で規定される最小せん断筋材量に対して、鉄筋の剛性に対するせん断補強筋22の剛性の比率の逆数を乗じることによる、最小せん断筋材量の割り増しを行わずに、規定される最小せん断筋材量を適用している。 On the other hand, in formula (B), the minimum shear reinforcement mass of the shear reinforcement 22 is determined by applying the minimum shear reinforcement mass specified in Design Guidelines 1 and 3 without increasing the minimum shear reinforcement mass by multiplying it by the reciprocal of the ratio of the stiffness of the shear reinforcement 22 to the stiffness of the steel bars.
具体的には、設計指針1にて規定される、GFRP筋材の剛性が鉄筋の1/3である場合、設計指針3にて規定される最小せん断筋材量:0.15%を鉄筋との剛性比に応じて割り増すことである。鉄筋の弾性係数は200N/mm2であり、GFRPのロッドの弾性係数は60N/mm2であり、GFRPの鉄筋に対する剛性比が0.3であることから、本来的には、最小せん断筋材量を、設計指針3に規定される0.15%を1/0.3で割り増した、0.5%にする必要がある。 Specifically, when the stiffness of GFRP reinforcement is one-third that of rebar, as specified in Design Guideline 1, the minimum shear reinforcement amount of 0.15% specified in Design Guideline 3 is increased in accordance with the stiffness ratio to the rebar. Since the elastic modulus of rebar is 200 N/ mm2 , the elastic modulus of GFRP rod is 60 N/ mm2 , and the stiffness ratio of GFRP to rebar is 0.3, the minimum shear reinforcement amount should essentially be increased by 1/0.3 from 0.15% specified in Design Guideline 3, to 0.5%.
しかしながら、せん断補強筋の筋材量が0.5%以上となると、せん断補強筋が過密に配筋されることになり、易切削性セグメントの製作コストが高騰することに加えて、製作時にコンクリートの回り込み性が低下する等の問題が生じ、このことは易切削性セグメントの品質の良否に直結する。 However, if the shear reinforcement volume exceeds 0.5%, the shear reinforcement will be arranged too densely, which will not only increase the manufacturing costs of the easy-to-cut segments, but will also cause problems such as reduced flowability of concrete during manufacturing, which directly affects the quality of the easy-to-cut segments.
そこで、本発明者等は、以下で詳説する検証試験を行い、せん断補強筋として、通常の鉄筋の1/3程度の剛性のGFRP等のロッドを適用した場合でも、せん断補強筋の筋材量をその剛性(弾性係数)に応じた割り増しを行うことなく、適切な筋材量のせん断補強筋で十分にせん断耐力が得られることを確認している。従って、実施形態に係るせん断耐力算定方法において、鉄筋(鋼材)に比べて剛性の低い繊維強化プラスチックにより形成される筋材をせん断補強筋に適用する場合でも、その最小せん断筋材量は、設計指針3の規定と同様に0.15%を適用することとした。 The inventors conducted verification tests, detailed below, and confirmed that even when GFRP or other rods with approximately one-third the rigidity of ordinary steel bars are used as shear reinforcement, sufficient shear strength can be achieved with an appropriate amount of shear reinforcement without increasing the amount of shear reinforcement according to its rigidity (elastic modulus). Therefore, in the shear strength calculation method according to this embodiment, even when shear reinforcement is made of fiber-reinforced plastic, which has lower rigidity than steel bars (steel), the minimum shear reinforcement amount is set to 0.15%, as specified in Design Guideline 3.
本態様の易切削性セグメントのせん断耐力算定方法によれば、鋼繊維30がコンクリート内に分散していることによる補強効果を適切に評価し、主筋21のダウエル効果を適切に評価することにより、鋼繊維がコンクリート内に分散され、鉄筋(鋼材)よりも弾性係数が小さなせん断補強筋が適用されている易切削性セグメントの、合理的なせん断耐力の算定を実現できる。 This method for calculating the shear strength of easily cuttable segments allows for a reasonable calculation of the shear strength of easily cuttable segments in which steel fibers 30 are dispersed in concrete and shear reinforcement bars with a lower elastic modulus than reinforcing bars (steel) are used, by properly evaluating the reinforcing effect of the steel fibers 30 dispersed in the concrete and properly evaluating the dowel effect of the main reinforcement bars 21.
[せん断試験とその結果]
次に、図4乃至図6を参照して、本発明者等により実施されたせん断試験とその結果について説明する。このせん断試験は、既往の設計指針1,2,3に記載のせん断耐力算定式を修正した上で組み合わせることにより、鋼繊維が分散されている母材であるコンクリートの内部に、繊維強化プラスチック(GFRP)により形成される筋材が埋設されている、易切削性セグメントのせん断耐力算定を行うことの妥当性の検証を目的としている。さらに、せん断補強筋材量が、設計指針1,3において規定される、最小せん断筋材量:0.15%を下回る場合でも、最小せん断筋材量の割り増しを行う必要がないことの妥当性の検証を目的としている。
[Shear test and results]
Next, we will explain the shear tests and their results conducted by the present inventors with reference to Figures 4 to 6. The purpose of this shear test is to verify the validity of calculating the shear strength of easily cuttable segments, in which fiber-reinforced plastic (GFRP) reinforcing bars are embedded in a concrete matrix containing dispersed steel fibers, by modifying and combining the shear strength calculation formulas described in the previous Design Guidelines 1, 2, and 3. Furthermore, the purpose of this shear test is to verify the validity of not requiring an increase in the minimum shear reinforcement amount even when the shear reinforcement amount is below the minimum shear reinforcement amount of 0.15% specified in the Design Guidelines 1 and 3.
<試験概要>
図4は、せん断試験において適用した、試験体の概要図である。図4に示すように、試験体は、1辺250mmの正方形断面で、長さ1600mmの梁部材とし、荷重は鉛直方向の線荷重を中央1点に破壊が生じるまで載荷した。尚、せん断スパン比は2.8とし、せん断破壊が先行するように、主筋にはGFRP筋材φ25×5本配置した。
<Test Overview>
Figure 4 shows a schematic diagram of the specimen used in the shear test. As shown in Figure 4, the specimen was a beam member with a square cross section of 250 mm on each side and a length of 1600 mm. A vertical linear load was applied to the beam until failure occurred at a single point in the center. The shear span ratio was 2.8, and five GFRP reinforcement bars (φ25 × 5) were placed as main reinforcement to ensure that shear failure occurred first.
本せん断試験は、コンクリートが負担するせん断耐力:Vcを確認するため、せん断補強筋を配置しないCASE1と、せん断補強筋が負担するせん断耐力:Vsを確認するため、せん断補強筋材比0.2%(GFRP筋材φ8@95mm)を配置した。試験ケースを以下の表1に示し、使用材料を以下の表2に示す。 In this shear test, CASE 1 was conducted in which no shear reinforcement was placed to confirm the shear strength ( Vc) borne by the concrete, and CASE 2 was conducted in which a shear reinforcement ratio of 0.2% (GFRP reinforcement φ8 @ 95 mm) was placed to confirm the shear strength (Vs ) borne by the shear reinforcement. The test cases are shown in Table 1 below, and the materials used are shown in Table 2 below.
<試験結果>
試験により得られた荷重-変位関係を、図5に示し、試験結果と設計値の比較を以下の表3に示す。さらに、試験体の破壊状況を図6に示す。
<Test Results>
The load-displacement relationship obtained from the test is shown in Figure 5, and a comparison of the test results and design values is shown in the following Table 3. Furthermore, the fracture state of the test specimen is shown in Figure 6.
破壊性状は、CASE1,CASE2ともに、斜めひび割れの開口によるせん断破壊となった。また、試験における最大荷重については、設計値と実強度による算定値(安全係数は1.0)を上回る結果となった。実強度による算定値を上回ったのは、鋼繊維混入による補強効果κが1.0以上であったことによるものと考えられる。 In both Case 1 and Case 2, the failure mode was shear failure due to the opening of diagonal cracks. Furthermore, the maximum load in the test exceeded both the design value and the value calculated based on the actual strength (safety factor of 1.0). The reason the value exceeded the calculated value based on the actual strength is thought to be because the reinforcing effect κ of the mixed steel fibers was 1.0 or greater.
ここで、CASE1とCASE2の最大荷重の差は39kNであった。これは、計算上のせん断補強筋の分担力44kN(表3において、312-268=44)と同等であり、せん断補強筋のGFRP筋材による補強効果を適切に評価できることが確認されている。尚、鋼繊維の混入により、最大荷重到達後も脆性的な破壊は確認できなかった。 Here, the difference in maximum load between CASE 1 and CASE 2 was 39 kN. This is equivalent to the calculated shear reinforcement load of 44 kN (312 - 268 = 44 in Table 3), confirming that the reinforcing effect of the GFRP shear reinforcement can be appropriately evaluated. Furthermore, due to the inclusion of steel fibers, no brittle fracture was observed even after the maximum load was reached.
本せん断試験を通じて、GFRP筋材が主筋とせん断補強筋として適用され、鋼繊維がコンクリート内に分散されている易切削性セグメントについて、せん断補強筋を配置しない場合と、せん断補強筋を0.2%配置した場合ともに、設計指針1,2に記載のせん断耐力算定式を適宜修正した修正式である、式(A)及び式(B)を加算するせん断耐力算定式が適用可能であることが確認できた。 Through this shear test, it was confirmed that the shear strength calculation formula, which adds together formulas (A) and (B), an appropriately modified version of the shear strength calculation formulas set out in Design Guidelines 1 and 2, can be applied to easily cuttable segments in which GFRP reinforcement is used as the main reinforcement and shear reinforcement and steel fibers are dispersed within the concrete, both in cases where no shear reinforcement is placed and in cases where 0.2% shear reinforcement is placed.
さらに、設計指針1,3に基づく最小せん断筋材量:0.15%を、GFRPと鉄筋との剛性比に応じて割り増すことなく、設計指針3に規定される0.15%を適用してよいことが確認できた。 Furthermore, it was confirmed that the minimum shear reinforcement content of 0.15% based on Design Guidelines 1 and 3 can be applied to the 0.15% specified in Design Guideline 3 without increasing it depending on the stiffness ratio between GFRP and steel bars.
尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 Note that other embodiments may be possible in which other components are combined with the configurations described in the above embodiments, and the present invention is in no way limited to the configurations shown here. In this regard, changes can be made without departing from the spirit of the present invention, and can be determined appropriately depending on the application form.
10:易切削性セグメント
11:リング継手面
12:セグメント継手面
13:ほぞ溝
14:ほぞ
20:筋材
21:筋材(主筋)
22:筋材(せん断補強筋)
25:組立用斜めボルト
26:組立用インサート
30:鋼繊維
31:中央棒材
32:段状フック材
10: Easy-to-cut segment 11: Ring joint surface 12: Segment joint surface 13: Mortise groove 14: Mortise 20: Reinforcement 21: Reinforcement (main reinforcement)
22: Reinforcement (shear reinforcement)
25: Assembly diagonal bolt 26: Assembly insert 30: Steel fiber 31: Central rod 32: Stepped hook material
Claims (4)
前記鋼繊維が分散されている前記コンクリートの分担するせん断耐力と、該鋼繊維よりも弾性係数の小さい前記せん断補強筋の分担するせん断耐力とをそれぞれ算定し、双方の該せん断耐力を加算して前記易切削性セグメントのせん断耐力とし、
前記筋材が、ガラス繊維強化プラスチックのロッド、アラミド繊維強化プラスチックのロッド、中弾性炭素繊維強化プラスチックのロッド、のいずれか一種により形成され、
土木学会2017年制定コンクリート標準示方書[設計編]で規定される最小せん断筋材量に対して、鉄筋の剛性に対する前記筋材の剛性の比率の逆数を乗じることによる、最小せん断筋材量の割り増しを行わずに、規定される最小せん断筋材量を適用することを特徴とする、易切削性セグメントのせん断耐力算定方法。 A method for calculating the shear strength of an easily cuttable segment in which reinforcing bars made of fiber-reinforced plastic are embedded inside concrete, which is a base material, and steel fibers are dispersed inside the base material, and the reinforcing bars include main bars and shear reinforcement bars,
The shear strength of the concrete in which the steel fibers are dispersed and the shear strength of the shear reinforcement, which has a smaller elastic modulus than the steel fibers, are calculated separately, and the shear strengths of both are added together to determine the shear strength of the easily cuttable segment ;
The reinforcing bar is formed of any one of a glass fiber reinforced plastic rod, an aramid fiber reinforced plastic rod, and a medium elasticity carbon fiber reinforced plastic rod ;
A method for calculating the shear strength of an easily cuttable segment, characterized by applying the minimum amount of shear reinforcement specified in the Standard Specifications for Concrete [Design Edition] established by the Japan Society of Civil Engineers in 2017, without increasing the minimum amount of shear reinforcement by multiplying it by the reciprocal of the ratio of the stiffness of the reinforcement to the stiffness of the steel bar.
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