説明

鉄筋コンクリート部材を製造する方法及び当該方法により製造された部材

本発明が、荷重下で引っ張り応力を受けて引っ張られる傾向がある「引っ張られる部分」を有する鉄筋コンクリート部材(1)を製造方法に関するものである。当該鉄筋コンクリート部材(1)は、接着接続によりコンクリートに強固に接合されている少なくとも1つの引っ張られる長手方向鉄筋を具備しており、接着接続が、印加される引っ張り応力に基づいて変化する、鉄筋に沿った接線方向の接着応力を決定する。本発明によれば、各「引っ張られる長手方向鉄筋」は、その長さの少なくとも一部分において、不連続に連なる互いに離隔されたブロッキング領域(25)を有しており、各ブロッキング領域(25)は、コンクリートにアンカーする複数の手段(23)を有しており、それらブロッキング領域(25)は、一連のすべり領域(26)によって互いに分けられている。すべり領域(26)において、限界値を超えて接着応力が増大すると、鉄筋が、2つのブロッキング領域(25a)と(25’a)との間の長さの一部分(27)において、コンクリートを破壊させることなくコンクリートから剥離し、一方、鉄筋が、印加される引っ張り応力に対応して伸びる。その鉄筋の伸びは、鉄筋(21)の剥離した部分の全長にわたって分布している。本発明は更に、以上のように製造された部材と、ブロッキング領域とすべり領域とが交互に並んでいる、上記方法を実施するために鉄筋とを含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄筋コンクリート部材を製造する方法及び当該方法により製造された部材に関するものであり、更に、当該目的のために使用される補強材並びに当該方法により製造されたコンクリート部材を含むものである。
【0002】
本発明は特に、たわみ力を受けるビーム、スラブ又は床の製造に関するものであるが、また、他の鉄筋コンクリート部材、例えば様々な形の薄いシェル又は薄い壁に適用できるものである。
【0003】
更に、本発明は、限定するものではないが地震の衝撃又は偶発的な作用を受けることができる工場の構造に特に適用される。
【背景技術】
【0004】
鉄筋コンクリート工業は20世紀にわたって相当拡大してきた。しかし、科学的な研究の主題であったが、相対的には少しも変わらなかった。
【0005】
周知のように、生じる鉄筋コンクリートの性質は、異なる性質を有する2つの材料、すなわち、圧縮力に耐えるコンクリートと、少なくとも鉄筋の方向に作用する引張力に耐える金属棒からなり且つコンクリートに埋め込まれている補強フレームとの組合わせから決定される。Freyssinetによって発明されたプレストレストコンクリートは、引張力を受ける補強材に、荷重によりに引張力と逆方向に当該部材に予め応力を単に加えて、たわみ力に対する耐性を増大させることによって、同一動作原理で機能するものである。
【0006】
一般に、図1に図式的に示すように、荷重が加えられる鉄筋コンクリート部材は、中立線の両側に、荷重の作用により、圧縮される部分と、引張応力をうけて従って伸びる傾向がある引っ張られる部分とを有している。補強フレームは、圧縮される部分と引っ張られる部分とのそれぞれ延在する長手方向鉄筋の2つのレイヤーを有し、それらは、ストラップからなる横断方向取付補強材で結合されており、それら横断方向取付補強材は、一方で、せん断力及び/又は無荷重スラストを支え、他方で、長手方向鉄筋の2つのレイヤーを一緒に固定してフレームを形成することを可能にしている。そのフレームは、予め製造して型枠に導入することができる。
【0007】
部材が或る幅を有しているとき、例えばスラブでは、鉄製フレームは、横断方向に分布する補強材で結合された沢山の長手方向部分を有している。
【0008】
鉄筋は、加えられる引張応力に従って変化する接線方向の接着力を各長手方向鉄筋に沿って決定している接着力リンクによってコンクリートに確実に固定されている。
【0009】
かくして、組立体は複合部材を形成し、その複合部材は、引張応力がコンクリートの応力の破壊限界を超える限界値まで、接着力によって互いに確実に一体化されているコンクリート及び鉄筋が一緒に伸びる「引っ張られる部分」を有している。その破壊限界を超えると、部材の一部に少なくとも一つのクラックすなわちひび割れが出現する。従って、耐えられる応力を増大し、それ故、鉄筋が伸びる伸び代が増大し、コンクリートがひび割れの出現から解放される。
【0010】
例えば、研究者が、典型的には鉄製品で補強されている鉄筋コンクリート部材のたわみ挙動を研究するならば、図2によって図で示される挙動法則を立てることが可能である。図2は、モーメント−たわみのダイヤグラムであり、x軸は、y軸に示されるたわみモーメントの作用の下に、部材の変形から生じている「引っ張られる部分」の伸びを示している。
【0011】
この代表的な挙動法則において、4つの連続した領域に分けることができる。
【0012】
部分OAは、コンクリートと補強材とが同時伸びる複合部材の線形弾性挙動に対応する。
【0013】
部分ABは、機能している鋼−コンクリート接着力によって「引っ張られる部分」の伸びに対応するたわみの瞬間的な増大によりひび割れの発生に対応する。
【0014】
点Bから、範囲BCにおいて、降伏点まで次第に増大する荷重が作用する鋼によって引張応力は吸収され、接着機構は、2つの材料間の相対的なすべりを生じさせ、点Cまでたわみは次第に増大し、点Cから鋼は降伏点に到達しており、2つの材料は次第に可塑変形する。
【0015】
従って、加えられる荷重に従う部材の変形は、各鉄筋とそれを覆うコンクリートとの間の接線方向の接着に関係しており、それは、「引っ張られる部分」の伸び傾向から生じている引張応力と平衡している。
【0016】
特にAlbert Caquotによって実施された研究から、鉄筋のすべりに対抗する力には、いわゆる高い接着力ノッチ付き鉄筋の場合、付着、摩擦及び当接力であることが知られている。
【0017】
付着は、鋼とコンクリートとの間の化学的接着現象である。鉄筋との分離の後に機能する摩擦現象は、引張力の増大により鉄筋の軸に対して傾いたひび割れが出現して、ラチェット又はある種のリンクのように動作することによって補強材に対して引っ掛かって動かなくされる切頭体をコンクリート内に形成することによる。
【0018】
しかし、この単純な摩擦は不十分でもよく、そして、コンクリート及び鉄骨が高い応力レベルまで一緒に機能するために、いわゆる高い接着力鉄筋を使用することは有利である。
【0019】
コンクリートに対する当接支持体を形成する複数の間隔を置かれたアンカー手段を鉄筋に沿って形成することによって、鉄筋を覆うコンクリートに対する鉄筋のすべりを防止することが非常に長い間提案されてきた。
【0020】
例えば、米国特許US-A-843843が、間隔を置かれたリブを含むこの種の鉄筋を開示しており、リブの間に伸びている滑らかな部分に波形の輪郭を与えて、輪郭線長、従って、接着力を増加することを提案している。
【0021】
間隔を置かれたリブからなる同様の構成が、例えばフランス特許第420102号、同第597888号、同第1380233号に開示されている。
【0022】
しかし、この種の間隔を置かれたリブは、偶発的な当接を構成しているだけである。
【0023】
現在、鉄筋の長手方向に対して斜めに形成されたブロッキング・インターロックが全長にわたって形成されて、全長にわたって連続的なブロッキング手段を形成したされて相対を形づくった高接着鉄筋が提案されている。かかる目的のために様々な既知の方法が使用されており、補強材は例えば冷間捻りされたり、又は鉄筋の外面を冷間圧延して形成された斜めの刻印が設けられたりできる。
【0024】
荷重の増大中のかかる高接着鉄筋の挙動を図3に図解する。図3は、鉄筋を覆うコンクリートに対する鉄筋の局所的なすべりSによる接線方向の接着応力τの傾向を表しているいわゆるTassiosダイヤグラムである。3つの連続した段階に本質的に分けられる。
【0025】
部材が設計された通常の荷重に対応する図3の最初の段階OAにおいて、補強材はコンクリートと一緒に僅かに伸びる。その伸びは、弾力的な挙動範囲内にある。
接着力は、補強材を覆うコンクリートの伸びより大きく延びる傾向がある補強材の分離に抗している段階にある。点Aでの接線方向の接着応力が、コンクリートの引張破壊限界応力に対応しており、それを超えると、上述したように、横断方向のミイクロクラックが出現する。
【0026】
このために、第2段階ABにおいて、覆っているコンクリートに対する補強材の小さいすべりを観察することができ、接着力は摩擦よりせん断力による。
【0027】
鋼-コンクリートの機械的なリンクがその剪断抵抗限界に達した点Bから、補強材のすべりに対する抵抗は、鉄筋の表面に形成されたブロッキングノッチ又はリブによって確保される。
この結果は、ブロッキングノッチの間のコンクリートの破砕が圧縮割れの発生を促進する点Cまでの鉄筋のより大きなすべりである。点Cを越えると、上記リンクの完全な破壊まで、残留の摩擦は、最も強く応力が作用する部分に現れる。
【0028】
滑らかな鉄筋は、ブロッキングノッチの当接作用が機能する点Bまで、高接着力鉄筋と同様な挙動を示すと思われる。滑らかな鉄筋の場合には、鋼-コンクリート接着力の破断に対応する点Bからは、図3の点線で表す部分BEで示すように、接線方向の接着応力は急速に減少して、すべりは増加する。
【0029】
たいてい、コンクリートの引張強さが局部的に超えられたとき出現するひび割れは、部材の最も応力がかかる部分で生じる。
【0030】
コンクリート内において全長にわたってブロッキング手段を設けた高接着鉄筋の使用は、確かな安全率をもって正常な使用状態のために鉄製品が決定されている構造体の変形及びひび割れに対する耐性を増大する。
【0031】
しかし、鉄筋コンクリート構造に対して設計された寿命の間、すなわち数十年の間、ひび割れは徐々に広がり、補強材を腐食させる可能性がある。更に、加えられる応力の局部的な増大は、ほとんどの応力がかかっている鉄筋の破断となり、その結果、構造物の破壊となる。
【0032】
例えば、応力のこの種の増大は地震の衝撃を受ける地域で起こる可能性があり、そして、これらの地域において、特に強大な衝撃が或る構造物をつぶすことが可能だったことは公知である。特にこのような危険が国々において、例えば日本において、このような危険を避けるか又は少なくともかなり減らすことを可能にする特定のビルディング建築技術が使われている。しかし、これらの技術は、高価であり、危険にさらされている全ての領域において残念ながら使うことができない。このため、大きな振幅の地震の衝撃はたびたび極めて重大な損害をもたらしている。又、これらの技術は建築に通常適用される。しかし、日本においてさえ、橋のような大きい構造物がつぶれる可能性があることが明らかになった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0033】
【特許文献1】米国特許US-A-843843
【特許文献2】フランス特許第420102号
【特許文献3】フランス特許第597888号
【特許文献4】フランス特許第1380233号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0034】
本発明の目的は、鉄筋コンクリート部材を製造するための新しい技術によってこの種の問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【0035】
従って、一般的に述べるならば、本発明は、鉄筋コンクリート部材によって支持されている荷重の作用により引張応力を受けて延びる傾向がある「圧縮される部分」と「引っ張られる部分」とを中立線の両側に有する鉄筋コンクリート部材の製造方法に係わるものであり、その鉄筋コンクリート部材には、補強フレームが埋め込まれており、その補強フレームは、「引っ張られる部分」において、接着リンクによってコンクリートに確実に取り付けられている少なくとも1つの「引っ張られる長手方向鉄筋」を有しており、その接着リンクは、鉄筋とそれを覆うコンクリートとにそれぞれ加わる引張応力に従って変化する接線方向接着応力を鉄筋に沿って決定しており、限界値を超えるコンクリート内の引張応力は、少なくとも1つのクラックすなわちひび割れを生じ、その引張応力は鉄筋に伝えられて、それに応じて鉄筋が伸びる。かかる方法において、少なくとも鉄筋コンクリート部材の最も応力が加わる部分に、前記鉄筋には、覆っているコンクリートに対して当接支持体を形成する複数の互いに離隔されているアンカー手段が設けられている。
【0036】
本発明によれば、アンカー手段は、不連続に連なる互いに離隔されたブロッキング領域内に分布されており、各ブロッキング領域は、複数のアンカー手段(23)を具備している一方、アンカー手段が設けられていないすべり領域によって互いに離隔されている。すべり領域の各々において、限界値を超える鉄筋とコンクリートとの間の引っ張り力の差の局部的な増大により、2つのブロッキング領域の間のすべり領域の長さ方向の少なくとも一部分において、鉄筋を覆うコンクリートに対して鉄筋が剥離し、その剥離した部分が、引張応力が作用している鉄筋に加わる引張応力の作用の下で被覆コンクリートを乱すことなく伸びることができる。
【0037】
特に有利な本発明の特徴によれば、ひび割れによる鉄筋の引っ張り力の局部的な増大は、そのひび割れに最も近いすべり領域に少なくともおいて、被覆コンクリートに対する鉄筋の剥離を決定する。その剥離の長さは、被覆コンクリートに対する鉄筋の剥離が、2つの材料間の引っ張り力の差が接着応力をその剥離の長さにわたって越えさせるときに、その2つの材料間の引っ張り力の差を少なくとも部分的に補償するような長さである。
【0038】
更に、鉄筋に加えられる残留するその他の引張りは、ひび割れと反対側で、最初のすべり領域を越えた隣接したブロッキング領域によって少なくとも部分的に吸収されることができる。
【0039】
このため、他の特に有利な本発明の特徴によれば、第1の弱い領域での最初のひび割れの出現から、そのひび割れに最も近い少なくとも1つの最初のすべり領域において鉄筋が被覆コンクリートから剥離し、加えられている引張り応力の増大により、コンクリートの別の弱い領域において少なくとも1つの第2のひび割れを連続的に発生させ、その第2のひび割れに最も近い少なくとも1つの他のすべり領域において鉄筋が剥離し、引張り応力の増大に伴い同様なことが繰り返される。ここで、所与の瞬間に生じた第1のひび割れと第2のひび割れの幅の合計は、その瞬間に加えられた応力の増大から生じる鉄筋の伸びの増大に関係し、この伸びの増大は、第2のひび割れが出現したときに剥離が生じた全すべり領域に分布している。
【0040】
しかし、上述したように、ひび割れは、ランダムに分布するコンクリートの弱い領域に発生する可能性がある。
【0041】
最初のひび割れが第1のすべり領域に生じた場合、そのひび割れの発生から生じる「引っ張られる鉄筋」に加わる引張応力の局部的な増大により、コンクリートに対する鉄筋の剥離作用が2つの材料の引っ張り力の差を少なくとも部分的に補償する長さにわたって、ひび割れの両側において鉄筋が剥離する。
【0042】
他方、最初のひび割れが第1のブロッキング領域に生じた場合、「ひっぱられている鉄筋」に加わる引っ張り力の局部的な増大を生じさせることにより、その引っ張り力増大の少なくとも1つの第1の部分は、ひび割れの両側に存在する第1のブロッキング領域の2つの部分によって吸収され、鉄筋に作用する引っ張り力増大の残りの部分は、最も近いすべり領域の一部分に少なくともわたってコンクリートに対する「引っ張られる鉄筋」の剥離力によって補償される。
【0043】
このため、荷重がかかると仮定すると、ブロッキング領域の数及び分布及びすべり領域の対応する長さは、各「引っ張られる鉄筋」に沿った引張応力の分布及び予測値に従って決定して、その結果、各ひび割れの幅が所与の限界を超えないようにできる。
【0044】
都合よく、各「引っ張られる鉄筋」に沿って分布するブロッキング領域及びすべり領域の相対的な長さは、それらの位置を考慮して、所与の荷重下で鉄筋コンクリート部材のたわみが許容される値の範囲内に維持されている必要なスティフネスを鉄筋コンクリート部材に与えるように決定される。
【0045】
他の特に有利な本発明の特徴によれば、各ブロッキング領域は、鉄筋コンクリート部材に許容可能な最大引張応力に少なくとも等しい接着応力を決定する鉄筋のいわゆるシーリング長に少なくとも等しくしかしそのシーリング長の2倍を超えない長さにわたって広がっている。
【0046】
本発明は更に、かかる方法によって製造される鉄筋コンクリート部材と、すべり領域によって互いに離隔されている不連続に連なるブロッキング領域を具備している、かかる方法を実施するために使用される鉄筋とを含むものである。
【0047】
一般に、引っ張られる長手方向鉄筋の各すべり領域は、長手方向の滑らかな外表面を有する。しかし、横断面において、各引っ張られる長手方向鉄筋は、所望の引張強さに必要な面積を有し、各すべり領域において鉄筋の輪郭は、おいて、鉄筋とコンクリートとの間の接触面が摩擦によるリンクを形成するに必要な輪郭線長を付与するように効果的に最適化することができ、その摩擦によるリンクは、すべり領域において接線方向の接着応力の所望な限界値に到達することを可能にしている。
【0048】
特に、横断面において、引っ張られる長手方向鉄筋は、厚さより大きい幅を有する平らな輪郭を有して、同一横断面積を有する円形鉄筋と比較して輪郭線長(周囲長)を長くすることができる。
【0049】
特に効果的には、各引っ張られる長手方向鉄筋は、横断面において波形の輪郭を有し、各すべり領域の全長にわたって、鉄筋の軸に平行に延在する長手方向の凹部及び凸部を有している。
【0050】
他の特に有利な実施例において、各すべり領域は、鉄筋の外表面に着脱可能に固定されて、被覆コンクリート内に突き出すように延在し、コンクリートとの接着リンク及び接着応力の限界値を増大させる粒子の層を有している。その接着応力の限界値を超えて引張応力が増大すると、鉄筋が剥離する。実際問題として、引張応力が増加するように、これらの粒子が鉄筋から一つづつ徐々に鉄筋から分離して、コンクリート側に残り、それにより、引張応力の増大範囲にわたって接着応力をその限界値に維持すりことできる。
する
【0051】
これらの粒子は、鉄筋の外表面に接着剤で接着された、又は、圧延機の出口で高温高圧下で塗布された砂又は砂れきの粒から構成してもよい。
【0052】
又は、これらの粒子は、鉄筋の外表面に接触電気の溶接によって固定された金属球又はやすり粉から構成してもよい。
【0053】
好ましくは、鉄筋の各すべり領域の外表面へこの方法で固定した粒子は、作用している引張応力が増大したときに。固定部の寸法に応じて次第次第に分離していくように寸法を変化させる。
【0054】
本発明の他の特に有利な特徴は、例として示し、添付の図面に図解した特定の実施例の以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】梁のような鉄筋コンクリート部材の斜視図である。
【図2】たわみ力を受ける部材の挙動法則を図解しているモーメント-変形ダイヤグラムである。
【図3】補強の形式による、補強材の伸びに応じた接線方向の接着応力の傾向を示す応力-伸びダイヤグラムである。
【図4】梁上のたわみをテストするための機械の概略図である。
【図4a】この種の梁において、引っ張られる鉄筋及び被覆コンクリートにそれぞれ加えられる引張力の変化を示すダイヤグラムである。
【図5】従来の形式の高接着力鉄筋で補強されるビームの、長手方向断面でのひび割れの模式的な詳細図である。
【図5a】図5の場合での、引っ張られる鉄筋及びコンクリートに加えられる引張り力の、ひび割れでの傾向を示しているダイヤグラムである。
【図6】すべり領域に従ったひび割れの形成の場合の、本発明の鉄筋で補強された部材の長手方向断面の詳細図である。
【図6a】図6の場合の、引っ張られる鉄筋及びコンクリートに加えられる引張り力の変化を示すダイヤグラムである。
【図7】左側に垂直中立面での、そして、右側にブロッキング領域での、試験梁の2つの横断面図を示す。
【図8】第1の連続したたわみ試験を受けた沢山の梁のひび割れ発生過程を図解している。
【図9】第1の連続したたわみ試験で得られた、加えられる荷重の累進的な増大の間の様々な梁のたわみを示すダイヤグラムである。
【図10】様々な梁において、たわみによって生じたひび割れの数を示しているダイヤグラムである。
【図11】様々な梁において、たわみによって生じたひび割れの集中発生を示しているダイヤグラムである。
【図12】ブロッキング領域でのひび割れの形成の場合、本発明の鉄筋で補強される部材の、長手方向断面の詳細図である。
【図12a】図12の場合での、引っ張られる鉄筋及びコンクリートに加えられる引張り力の変化のダイヤグラムである。
【図13】コンクリート試験片に埋め込まれた金属棒の引っ張りをテストするための装置の概略図である。
【図14】本発明の鉄筋が設けられた第2の形式の試験梁を、長手方向断面及び横断面で、概略的に示している。
【図15】図14の形式の梁に対して実施した第2の連続したたわみ試験の結果を示しているテーブルである。
【図16】試験梁に対して加えられた荷重による、ひび割れの出現順序、それらの位置及びそれらの幅を示しているテーブルである。
【図17】方向性刻印が設けられた鉄筋及び平鉄筋を横断面で示している。
【発明を実施するための形態】
【0056】
図1は、内部に補強フレーム2が埋め込まれている成型されたコンクリート15で形成されている部材1の従来構成を斜視図で概略的に図示している。図示の例において、部材1は、長方形の断面を有するビームであり、距離L離れている2つの支持体の間に延在しており、2つの対抗する面、それぞれ底面11と頂面11’及び2つの垂直横面12と12’を有している。
【0057】
周知のように、この種のビームが垂直荷重の作用でたわみ力を受けるときに、中立線10の下に位置する底部分Tは引張応力を受け、そして、その頂部分Cは圧縮される。これら応力に耐えるために、補強フレーム2は、長手方向鉄筋の2つの層、それぞれ撓み鉄筋の下部層21と取り付け鉄筋の上部層22を有している。撓み鉄筋の下部層21と取り付け鉄筋の上部層22とは、ビーム1の2つの対抗する面11、11’にそれぞれ並行であり、それらから最小被覆距離の位置に延在している。せん断力応力に耐えるために、長手方向鉄筋の2つの層は、横断方向補強材で結合されており、それら横断方向補強材は、互いに離隔され且つビームの長さにわたって分布している長方形のスターラップ20を形成している。
【0058】
全てのこれらの配置は、良く知られており、図1は単純な例である。特に、鉄筋の数、それらの横断面積及びそれらの配置は、部材の形状及び加えられる荷重に関係する。
【0059】
図2は、部材1が徐々に増加するたわみモーメントを受けた場合の部材1の挙動を図解している従来のモーメント-変形ダイヤグラムである。たわみが生じさせるたわみモーメントをy軸に示し、加えられる荷重で増大するたわみをx軸に示している。そのたわみに伴い、引っ張られる部分Tと底面11とが対応して伸びる。
【0060】
部材の線形弾性挙動に対応するダイヤグラムの最初の部分OAにおいて、引っ張られる鉄筋21とそれを覆っているコンクリートは接着力によって確実に一体化されており、点Aに対応する湾曲C1まで一緒に伸びる。点Aを超えると、湾曲によって発生する引張応力が、コンクリートの引っ張り破断限界応力に達する。従って、コンクリートは、引っ張られる鉄筋21から剥離し、引っ張られる鉄筋21だけが引張応力を支える。この結果、線ABに対応するC1からC2への湾曲の擬似瞬間増大が生じ、引っ張られる下側鉄筋21が伸び、ひび割れの発生が開始する。
【0061】
荷重、従って、たわみモーメントが増加すると、他のひび割れが発生し徐々に広がってゆく。その場合、部材は、線BCに対応するモーメント−変形法則に従う。線BCの傾きは、相関関係にある中立軸の位置の変化を伴う、コンクリートに対する「引っ張られる鉄筋」の相対的なすべりを与える接着機構に関係する。
【0062】
直線OAの傾きは、部材のたわみスティフネスEcIに対応する。ここで、Ecは、ひび割れのないコンクリートの弾性係数であり、Iはその慣性である。同様に、直線OBの傾きは、スティフネスEcfに対応する。ここで、Ifは、最初のひび割れが発生した後の部材の慣性である。
【0063】
鋼は、曲線の点Cで、その弾性限度に達する。その結果、2つの材料が徐々に可塑変形し、従って、たわみモーメントが弱くなる傾向があり、部材のスティフネスが低くなり、これらは、線CDのより浅い傾きで表されている。最大たわみモーメントM3は、2つの材料の内のより弱いものの能力の限界に対応しており、点Dで到達する。点Dを超えると、部材はスティフネスが全くなくなり、引張応力に単独で耐えている「引っ張られる鉄筋」21が破断しない限り、変形が続き、引っ張られる部材が伸びてゆく。
【0064】
上述したように、たわみモーメントの増大の影響の下の部材のこの挙動は、図3のダイヤグラムに図示するように、引っ張られる鉄筋21に沿った接線方向の接着応力の対応する傾向として反映される。
【0065】
コンクリートの引っ張り降伏点に対応する接線方向応力τAから、マイクロクラックの発生を伴い補強材の小さなすべりが発生することが特にわかろう。接線方向接着応力は、τBまで徐々に増大する。そのτBは、鋼-コンクリート接着の破壊に対応し、そのτBを超えると、高接着鉄筋のブロッキングノッチ又はリブが機能し始め、被覆しているコンクリートの当接する。その後、最初のひび割れが大きくなり、接着応力が(鋼-コンクリート結合の破断に対応する)極限値τuに到達するまでコンクリートの横断方向のひび割れが補強材のリブによって発生する。
【0066】
しかし、この最大の接着応力が、鋼が支えることができる最大の引張応力より大きい場合、鉄筋は破断し、結果として、構造物が破壊される。
【0067】
以上から、発明者は、例えば地震の衝撃を原因として生じる応力の過大な増大の場合に時々起こる補強材の破壊の現象が、接線方向の接着応力を増大するために普通に使われる高接着力鉄筋の動作モードに類似していると推論した。
【0068】
この問題を解決するために、2つの支持体の上に載っている例えばビーム又はスラブのような鉄筋コンクリート部材の「引っ張られる部分」の、荷重の作用の下でのたわみの場合の挙動を、発明者は分析した。なお、鉄筋コンクリート部材内部に、全長にわたって設けられた高接着力鉄筋の下側層を具備する補強フレームが埋め込まれており、更に、覆っているコンクリートとの連続した確実な付着を確保するために、鉄筋の長手方向に対して斜めに向けられた横断方向インターロックが設けられている。
【0069】
図2を参照するならば、上述したように、部材に加えられるたわみモーメントが、引っ張られる部分の伸びから生じている引張応力がコンクリートの最大の引張強さに対応する湾曲C1を決定する場合、一つ以上のひび割れが発生し始める。
【0070】
荷重が局部的である場合、最初のひび割れが普通、前記荷重の作用点に発生する。他方、荷重が2つの離れた点に加えられる場合、引張応力は、2つの荷重作用点の間で実質的に同じであり、部材のその箇所に或る数のひび割れが発生する。
【0071】
成形時、コンクリートの構成、特に、分布、粒度、骨材の清浄度の程度、及び、セメントの質などがわずかに変化する可能性があるために、ひび割れが比較的ランダムに位置しており、部材が、コンクリートの質(例えば、気泡又はよりもろい骨材又は清浄度の低い骨材)に固有の構造的に弱い領域を含んでいる可能性がある。その構造的に弱い領域は、加えられる荷重従って部材の湾曲が大きくなったとき、広がる傾向があるミイクロクラックが出現し易い。
【0072】
例えば、車軸荷重制限を超えるトラックが橋を渡った時、橋脚に偶発的な衝撃が加わった場合、又は、地震の衝撃の間のような、過大な荷重がコンクリート構造体にかかった場合にも、これは当てはまる。
【0073】
上述したように、この結果はしばしば、或る鉄筋の破断及び構造物の破壊となる。
【0074】
発明者は、この問題を解決しようとして、特に、加えれた応力に耐えるように補強材とコンクリートとが協働する条件を研究した。
【0075】
この目的のために、発明者は、様々な方法で鉄筋の梁に対してたわみ試験を実行し、特に、ひび割れの位置、ひび割れの出現順序を観察し、加えられる荷重に対するひび割れの幅を測定した。
【0076】
例えば、図4はフレームの形のたわみ試験機械4を示す。たわみ試験機械4はクロスメンバー41を具備しており、クロスメンバー41はその両端で2つの柱42で支持されており、それら柱42の間には、試験梁5が配置される。その試験梁5は、2つの互いに離隔されている支持体42の上に、球型取付部材44,44’を介して載っている。
【0077】
梁5は、その中央部において、ジャッキ45によって次第に増加する荷重を受ける。そのジャッキ45は、一方で、クロスメンバー41の中央に載っており、他方で、スプレッダを介して梁5に載っている。そのスプレッダは、例えば、1mの距離だけ間隔をあけた球型取付部材46,46’を有する2つの支持体の上に載っている。
【0078】
ジャッキ45によって、次第に増加するたわみモーメントを梁5に加えることが可能である。
【0079】
上述したように、加えられる荷重の作用下で、部材の引っ張られる部分Tは伸びる傾向を有している。そして、図2のダイヤグラムの部分OAにおいて、引っ張られる鉄筋及びコンクリートは同様に伸びる。しかし、その伸びから生じる引張応力は、引っ張られる鉄筋とコンクリートとに違って加えられる。鉄筋とコンクリートとがおよそ1対15の比の引張り力T1及びT2をそれぞれ受ける。
【0080】
引張応力が、2つの荷重作用点46、46’間の最も応力がかかる部分で一定に維持されていることを認めることができる。
荷重の用途の。
【0081】
図4aのダイヤグラムは、コンクリート及び鉄筋にそれぞれ加えられる引張応力の傾向を図示しており、2つの曲線T1及びT2は、2つの作用点46、46’間のレベルを表す。
【0082】
図5は、最も応力がかかる部分での鉄筋コンクリート梁1の挙動を、長手方向断面図で図解する模式的な詳細図である。鉄筋コンクリート梁1は、その引っ張られる部分において、高接着鉄筋21の層を有しており、その鉄筋21には全長にわたってリブ23が形成されている。また、ひび割れ3が開いている。図5aは、引っ張られる鉄筋21と被覆コンクリートに作用する引張応力をそれぞれy軸上に示したダイヤグラムである。
【0083】
ダイヤグラムに示すように、ひび割れ3が発生するとき、そのひび割れによりコンクリートに対する引張応力T1は打ち消され、鉄筋に対する引張応力T2が相関的に増大する。この結果、鉄筋21の伸びが増大する。
【0084】
しかし、高接着鉄筋の場合、封止されている長さが、鉄筋がコンクリート内に完全にブロックされている「シーリング長さ」と呼ばれている或る長さを超えている場合、この鉄筋の引っ張り抵抗がその引張強さより大きいことは知られている。
【0085】
鉄筋コンクリート部材の場合、長手方向鉄筋の長さがこの「シーリング長さ」を大きく超えている。このため、始まったばかりのひび割れ3がコンクリートに発生したときに、ひび割れ3の両側で、コンクリート内に延在する鉄筋の2つの部分21a、21’aは、リブ23によってコンクリート内に完全にブロックされる。従って、そして、ひび割れの幅eに対応する鋼24の長さだけ伸びる。
【0086】
応力が増大すると、ひび割れの幅は、例えば0.1ミリメートル、又は0.2ミリメートル、更に0.3ミリメートル広がる可能性がある。このことは、ひび割れ内の鋼24の拘束されていない長さが二倍、更には3倍になる一方、封止部分21a、21’aはコンクリート内にブロックされたままである。鋼がこの種の伸びに耐えることができないので、応力の過大な増大は結果としてひび割れの拡幅となり、従って、鉄筋のこの短い長さ部分の過大な伸びは、緊張によって鉄筋の急激な破断となり、構造物の破壊の危険が生じる。
【0087】
本発明者は、ひび割れの付近でコンクリートを剥離可能にし、その結果、鉄筋が、被覆コンクリートを損傷することなくまた鋼の緊張を引き起こすことなく、加えられる引張力の作用下で必要な長さだけ伸びることができるようにすることが興味深いと着想した。
【0088】
かかる目的のために、本発明者は、高接着鉄筋に、アンカーノッチ又はリブのないすべり領域を設け、従って、コンクリートを損傷することなく鉄筋を剥離可能にする考えを着想した。
【0089】
しかし、上述したように、ひび割れが部材の最も応力がかかる部分に最初に発生した場合、絶対に一様ではないコンクリートの品質のために、ひび割れの位置はランダムである。
【0090】
ひび割れのランダムに分布することを考慮して、鉄筋に沿って、互い離隔されたたくさんの滑らかな領域を形成することが有利である。
【0091】
更に、これらの滑らかな領域の合計した長さは制限されなければならない。これにより、各引っ張られる鉄筋が、その長さの大部分において高接着型であり続けて、たわみの下にその変形を制限することを可能にするスティフネスをコンクリート部材に維持させる。
【実施例】
【0092】
かくして、新規な形式の鉄筋が開発された。その原理を図6に概略的に図示する。
【0093】
本発明によれば、連続的ブロッキングを形成するために鉄筋21の全長にわたって通常形成する代わりに、互いに離隔したブロッキング領域25内にノッチ又はリブ23が配置され、各ブロッキング領域25は、長さlを有しており、そして、各ブロッキング領域25は、滑らかな面を有し且つ距離dにわたって延在している領域26によって互いと離されている。
【0094】
従来のように、鉄筋コンクリート部材に加わる力、例えばたわみモーメントにより、部材の引っ張られる部分Tが伸び、その結果として、各引っ張られる鉄筋21及びそれを覆うコンクリート16が引っ張られ、コンクリート16の引張強さを超えた時、少なくとも一つの始まったばかりのひび割れ3が主告3ンする。
【0095】
相関的に、加えられる引張応力の増大は、引っ張られる鉄筋21の、ひび割れ3の開きに対応する部分24の両側での接着応力の増大を決定する。そのひび割れ3は、図6の場合、2つのブロッキング領域25間の滑らかな領域26に発生している。
【0096】
このひび割れ3の部分において、鋼T2の引張応力とコンクリートT1の引張応力との間の引張力の差が、その最大である。
【0097】
この引張力の差によって加えられる剪断応力が、鉄筋の滑らかな領域26aより弱い鋼の引張抵抗を超えるときに、鉄筋はコンクリートから剥離する。
【0098】
ひび割れ3の両側で、2つの剥離した部分27、27’(図6)が形成される。それら剥離部分27、27’は、ひび割れの開きのために、加えられる引張応力の増大に関係する全長2d’にわたって延在している。
【0099】
鉄筋がコンクリートから剥離しているために、鉄筋のこれら2つの剥離部分27、27’は自由に伸びることが可能であり、引張応力のこの増大に対応する伸びが、剥離部分の長さ2d’全体にわたって分散する。
【0100】
例えば、剥離部分の長さ2d’が50mmである場合、鉄筋21は、ひび割れが0.1ミリメートルから0.2ミリメートルに更には0.3ミリメートルに広がるならば、50mmから50.1mmに更には50.2mmに更に又50.3ミリメートルに伸びる。
【0101】
鋼製鉄筋は、およそ50ミリメートルの長さに分散したこのような伸びに完全に耐えることができるが、図4の場合、伸びが、ひび割れの幅に対応する、鉄筋の拘束されていない部分24にちょうど限定される。
【0102】
更に、引張り力が増加する限り、剥離は、滑らかな領域26aの全長dに広がることが可能であり、その滑らかな領域26aに沿って被覆コンクリートは最早いかなる引張応力も受けない。
【0103】
図6aが示すように、その場合、引張応力T1は滑らかな領域26aの全長にわたって打ち消され、ひび割れ3の両側で、鉄筋に作用する引張応力T1が、同じ長さにわたって相関的に増加している。従って、コンクリートを乱すことなく、そこから起こる鉄筋の伸びは、この全長dに分散される。
【0104】
滑らかな領域26に沿った鉄筋21の伸びのこの可能性により、構造物の破壊及び急激な崩壊におそらく結果としてなるであろう補強材の破断の危険性を回避又は少なくとも相当減らすことが可能である。
【0105】
このように補強されたコンクリート梁又はスラブは、設計された限界を超える荷重の通過や、地震の衝撃から生じる局部的な過負荷によく耐えることができる。
【0106】
実際問題として、すべり領域が補強材の全長にわたって分布させることができるので、広がる傾向を有するひび割れが発生する可能性のあるいかなる点でも、補強材が伸びることができることの利点を得ることは可能である。
【0107】
また、鉄筋の剥離領域において、コンクリートは鋼によってもはや駆動されない。
【0108】
それ故、ひび割れは広がる傾向をほとんど持たず、そして、コンクリートがもはや張力を受けないので、をかけられなかった時から、剥離した領域26aの長さdにわたって他のひび割れが全く出現しない。
【0109】
各引っ張られる鉄筋に沿って滑らかな部材を分散することによって、着想は更に発展した。ひび割れがランダムに出現する可能性のある領域を大きくすることが可能であり、そして、それらの最大幅を小さくすることによってそれらの数を増やすことも可能である。。
【0110】
この新規な形式の高接着補強材を開発するために、本発明の鉄筋を備えている梁のたくさんの例に対して、図4に図示した形式の試験機械で同一条件でたわみ試験を実行した。
【0111】
比較を可能にするために、全試験梁は、鉄製フレーム2によって同じように補強された。その鉄製フレーム2は、図7に、横断面で概略的に図示されており、図8の様々な図により、長手方向断面で概略的に図示されている。
【0112】
引っ張られる鉄筋の役割を主に検討するために、この鉄製フレーム2は、3つの長手方向鉄筋だけから成っている三角形の形を有しており、それぞれビーム5の引っ張られる部分に、2つの底部鉄筋21があり、圧縮部分に1つの頂部鉄筋22があり、それらは三角形のストラップ20によって連結されている。
【0113】
図8は、6つの形式の梁(それぞれ51〜56)に対して実行された最初の一連のたわみ試験の結果を示す。6つの形式の梁において、補強フレームは同一方法で製造され、簡単化のための、3つのストラップ20だけを各梁の中心部材と両端部とにそれぞれ配置した。
【0114】
図7は、中心ストラップの位置である図8の線A−Aに沿った横断面図を左側に図式的に示す。
【0115】
本発明によれば、試験梁の底部長手方向鉄筋がブロッキング領域を備えているが、その数及び配置が、梁毎に変えられている。
【0116】
ブロッキング領域の製造を容易にするために、これらの引っ張られる鉄筋21は、図7に示すように、平らにされた断面を有する滑らかな金属帯板から作られる。
【0117】
結果において、第1の一連の試験において、梁の製造を単純化するために、滑らかな面を有する平らな鉄筋が使用された。これらの鉄筋は、図7の右側で示したように、長手方向鉄筋21の平らな上面に溶接した小さい鉄製クロスメンバー28によって構成される単純なブロッキング点を有する。図7の右側は、図8の線B−Bに沿った横断面図である。鉄製クロスメンバー28の数と配置は、試験梁の形式に従い変化している。
【0118】
従って、図式的に図8の最上部において図示される最初の梁51は、中央ストラップ20の底部20aからなる単一中央ブロッキング点a0を有しており、中央ストラップ20は、2つの鉄筋21に溶接されており、それら2つの鉄筋21は、従来のように、両端でアンカー鉄筋が設けられている。
【0119】
他方、第2の梁52は、同一の中央ブロッキング点a0を有しており、その両側で、2対の鉄製クロスメンバーが鉄筋21に溶接されて、4つのブロッキング点、一方の側のa1、a2、他方の側のa’1、a’2を形成している。
【0120】
中心のブロッキング点20aの両側に置かれて、多かれ少なかれお互いから離れて間隔を置かれる鉄製クロスメンバーから成っているブロッキング点の数及び間隔は、変えられることができる。全ての試験梁は同じリーチを有する、例えば支持体44、44’間1.5m、荷重作用点46、46’間距離0.30m。
【0121】
例えば、梁52の場合、中心の鉄筋20aと4つの鉄製クロスメンバー27で、5つのブロッキング点a1、a2、a0、a’1、a’2が形成され、支持体間の1.5mのリーチに対して、およそ25cmの距離互いから離されている。
【0122】
図8が示すように、梁53は、中心の鉄筋20aの両側に4つの鉄製クロスメンバーを有しており、従って、9つのブロッキング点、それぞれb1・・・b4、a0、b’1・・・b’4があり、互いにおよそ14cm離されている。
【0123】
梁54は中心の鉄筋20aの各側上の7つの鉄製クロスメンバーを有しており、15のブロッキング点は、互いに9.4cm離されている。
【0124】
梁55は、中心の鉄筋20aの各側上の10の鉄製クロスメンバーを有しており、21のブロッキング点は、互いに6.8cm離されている。梁56は30の鉄製クロスメンバーを有しており、31のブロッキング点は、互いに4.7cm離されている。
【0125】
全てのこれらの梁は同一条件のたわみ試験を受けた、そして、マイクロクラックの出現はジャッキ45によって加えられる荷重の累進的な増大の間、観察された。
【0126】
図8の様々な図において、垂直線は、ひび割れの位置と、それらが現れる順序とを示す。
【0127】
従って、中央ブロッキング点a0だけから成っているビーム51の場合、その両側で、2つのひび割れ、右側の最初のひび割れf1と左側の第2のひび割れf2が連続して出現した。これらの2つのひび割れは、中央垂直面に実質的に等価なビームの中央部分、すなわち最も応力がかかる部分に位置していることが観察された。
【0128】
梁52は、中央ブロッキング点a0の各側に、2つの支持体44間の1.5mのリーチに対して、およそ25cmの距離互いに話されている2つのブロッキング点、それぞれ左側のa1、a2及び右側のa’1、a’2を有している。加えられるたわみモーメントの増大の間、中央ブロッキング点a0の左側に第1のひび割れf1、右側に第2のひび割れf2、第1のひび割れf1に左側に第3のひび割れf3、第2のひび割れf2に右側に第4のひび割れf4が連続して出現したことが観察された。
【0129】
まるですべり領域が新しいひび割れを引きつけているように、すべては生じ、最初のひび割れf1の広がりを防止している。
【0130】
引っ張られる鉄筋の特定の構造を考え、最初のひび割れの出現と2つのブロッキング領域の間の最初のすべり領域における鉄筋の剥離とから、加えられた引張応力の増大が、他のひび割れの出現と、最初のひび割れに隣接する全すべり領域の内の最初のすべり領域における、そして応力の値に応じて他の離れたすべり領域における鉄筋の剥離とを連続的に決定し、引張応力が更に増大するならば、最初のすべり領域の両側で更に離れてひび割れの出現が出現することが観察できた。
【0131】
しかし、ひび割れが、ビームの中央面の両側で完全に左右対称には位置していないことを知ることができる。それは、上述したように、ひび割れの発生の危険度が、絶対的に一様でないコンクリートの品質に関係するためである。
例えば、5つのブロッキング点を有するビーム52の場合、中央ブロッキング点a0の各側で、ブロッキング点a1とa’1との間のビームの中心の部分に、観察される4つのひび割れが位置する。
【0132】
9つのブロッキング点を備えている梁53の場合、中央ブロッキング点a0の左側のすべり領域h1に最初のひび割れf1の出現が観察され、続いて、中央ブロッキング点a0の右側のすべり領域h’1に第2のひび割れf2の出現が観察され、ブロッキング点b’1の右側のすべり領域h’2に第3のひび割れf3の出現が観察され、すべり領域h2に第4のひび割れf4の出現が観察され、ブロッキング点b’2の右側のすべり領域h’3に第5のひび割れf5の出現が観察される。
【0133】
図8も、梁54(15のブロッキング点)、55(21のブロッキング点)及び56(31のブロッキング点)上のひび割れの位置及び出現順を示す。
【0134】
ジャッキ45によって加えられる荷重が増加するとき、例えば梁54の場合のひび割れf8及び梁56の場合のひび割れf7のようなコンクリートの構造のために、これらひび割れがまず最初、梁の中心部分に発生し、次いで、中央平面から離れて増加していくことを知ることができる。
【0135】
間隔を置いたすべり領域と間隔を置いたブロッキング点とを交互に並べている鉄筋の使用により、ビームの或る長さにわたってひび割れを分散することが可能であり、すべり領域でのひび割れの出現がそのすべり領域における鉄筋の剥離となり、全ての剥離した被覆コンクリートにおいて引張応力を打ち消し、ひび割れの拡大を剥離領域に限定し、他のひび割れを発生させない。この部分は「予防注射をした」如きである。
【0136】
従って、最初のすべり領域の張力をかけられた長手方向鉄筋の最初のひび割れ及び剥離の出現から、最初の剥離した領域引張応力が増大を加えたように、どちらのそれの側にでも立ち退くことによるその他の両側の他のより遠いすべり領域において、この最初のひび割れられた領域の両側にそれから応力の明度に従いあるすべり領域の近傍の又はのまず第一に、加えられる引張応力の累進的な増大は、続いて鉄筋のひび割れ及び剥離の出現を決定する。
【0137】
観念が、それからそれ、そばに賢明に分配しているブロッキング領域及びすべり領域を開発された‖引っ張られる鉄筋、続いて最初のひび割れを含んでいて、相関的に、それの厚さ(最初のひび割れの幅の、そして、断固とした瞬間での二次のひび割れ開放式の合計が応力から生じている鉄筋の全面伸びに従属のようなものはその瞬間で加えた厚さを有する各二次のひび割れ)を減らしている領域の両側に現れている第二紀ひび割れの数を増やすことは、可能である。
【0138】
この伸びは、それらが現れる限り、これらの二次のひび割れに対応する補強材の全ての剥離した一部を通じて、それ故に分配される。
本発明の実行のために、各引っ張られる鉄筋に沿った引張応力の分配及び予測できる明度に従って、ブロッキング領域、それらのそれぞれの長さ及びすべり領域のそれらの数及び分配を決定することは従って、可能である。その結果、各ひび割れの幅は所与の限界を超えない。
【0139】
これは、様々な梁に実行される試験の結果を結合する図9、10及び11の線図によって図で示される。
【0140】
図9は、各梁(荷電試験において、そして、y軸に示される荷重に対応する測定されるたわみ)のために、指示を出している線図である。
【0141】
各梁が曲がりが漸近線(抵抗を変形ともはや対抗させていない梁)の傾向がある限界を有するということを知られることができる。
【0142】
思われてもよいように、この限界は中心のブロッキング点20aの両側の図8(滑らかな面を有する張力をかけられた補強材の剥離に対応する抵抗の急激な落下)の梁51に対応する曲がり1のために下側である。
【0143】
5つのブロッキング点を有する梁52に対応する曲がり2はより高い限界を有する、そして、ブロッキング点の数の増大が梁に確かな限界まで以外だけのより大きな抵抗を与える点に注意される。
【0144】
たまたま、31のブロッキング点を有して、曲がり6に対応する梁56は、少し梁53、54、55のそれ未満の抵抗を有する。
【0145】
ブロッキング領域の数が40%を超えるだけ変化するにもかかわらず、これらの3つの梁の最大の抵抗が実際的には同じものであることが分かる。
【0146】
ブロッキング点の付加は、それ故にこの抵抗が減少する域値まで以外だけの梁の抵抗を増やすことを可能にする。
【0147】
最高の結果は、それぞれ曲線4及び5に対応するビーム54及び55及びそれぞれ有している15の、そして、21のブロッキング点に得させられる。
【0148】
図10は、y軸(x軸に示されるたわみの増大の間、現れるひび割れの数)に、指示を出している線図である。
【0149】
指示を出されるように、1つの中心のブロッキング点(2つのひび割れf1だけ)だけを有するビーム51のために、f2は、次第にたわみ増大としてそれ故に増加する幅については、現れるのを見られる。
【0150】
ひび割れの最も大きな数は、9つのひび割れを有する梁54(曲がり4)のために、そして、8つのひび割れを有する梁55(曲がり5)のために得られる。
【0151】
これらのひび割れがかなり速く現れる点に留意する必要がある。その後に、たわみは支持体間の1.5mのリーチのための10ミリメートルを超える。
【0152】
この線図を、y軸に、指示を出す図11の中でたわみに従うひび割れの集合した開きがx軸に指示を出したことを関係づけることは、それ故に面白い。
5つのブロッキング点を有する梁52に対応する曲がり2から離れて、たわみが微々たるままの限り、ひび割れの集合した開きがほとんど他の梁のための同じものであることが分かる。
【0153】
梁54及び55に対応する曲がり4及び5は、限られた骨材開き(このビームの抵抗及びひび割れの数間の交換であることの間に間隔を置くこと)を有するひび割れの最も大きな数を得ることを可能にするブロッキング点間の至適間隔があることを示す。
【0154】
それ故に、本発明に従って、ブロッキング点によって切り離される一連のすべり領域から成っている鉄筋の使用が梁の長さの2/3まで変動することができる領域の上の、そして、ひび割れの数をこれほど増やすことによって、限界への分解を分配することを可能にすることは、試験のこの最初の直列から現れる‖それらの開き。
【0155】
より容易に、大部分の0.5のミリメートルで、そして、従って危険度を制限するために周期の上の腐食の、0.3mmまで0.2を超えない最大の開きを要求する調整を観察することは、それ故に可能である。
【0156】
更に、ブロッキング点の、そして、剥離・領域の交互は、かなり長い長さの上の引っ張られる鉄筋の伸びを分配して、従って最も応力がかかる領域の鉄筋の圧縮によって、引張応力の過大な及び/又はローカライズされた増大の場合には、破壊の危険度を避けることを、各ひび割れの高さに、可能にする。
【0157】
試験のこの最初の直列において、すべり領域の影響を研究するためにしかし実行されて、単純な鉄製クロスメンバーから成って、ブロッキング点は、孤立した。
【0158】
現在、上述したように、部材の所望のスティフネスを保持するために、その長さ(それらが形づくられるブロッキング領域より短い長さを有するすべり領域)のより大きな部分の上の高い接着力形式の残ることは各鉄筋には好ましい。そして、そのことは図式的に図6において図示される。
【0159】
更に、ひび割れの分配がランダムであるので、部材の最も応力がかかる部分において、領域が事項を最も大きな欠点(例えば空気泡又はほこりだらけの骨材)の、示してもらう、そして、ひび割れがこの点でつくられるブロッキングが図式的に図12において図示されることは可能である。
【0160】
この場合、と、図の線図として、12aが示す、コンクリートの引張応力T1は、相関的にひび割れ3の両側に伸びている各引っ張られる鉄筋21の2つの一部25b、25’bによって、巻きとられる引張応力T2の増大に結果としてなっているひび割れ3と同一線上にキャンセルされる。
【0161】
現在、上述したように、高い接着力鉄筋は、コンクリートにおいて全くブロックされて、それがシーリング長さと呼ばれている最小の長さl0の上のコンクリートの溶封である場合、鋼の降伏点に届くことができる引張応力に耐える。
このシーリング長さは、コンクリートの、そして、鉄筋の大自然上の質に依る。
【0162】
丸鉄筋のこのシーリング長さが10〜12の周期の順序のあってもよい場合には、高い接着力鉄筋のための、そして、20から25までその直径は滑らかな鉄筋のための直径を計時する。
【0163】
これは、例えば、コンクリート試験片60の鉄筋鋼6つの溶封に、図13によって図で示される素振りにおいて実行される引抜き試験によって表されることができる。
【0164】
この鉄筋6は、61が、試験片60の正面に圧して、表されないジャッキによって、ジョー62を締付けて、引張力を加えられる自由な部分を経た試験片60の外側に長い。
【0165】
試験片の鉄筋溶封の加えられる力及び長さを変化させることによって、すなわち、試験片の外側の鉄筋6の圧縮による破壊までの鋼の降伏点まで、コンクリートを乱すことなく、それが引張りに耐える鉄筋の最小のシーリング長さ(見よ)が適用されたと決定することは、可能である。
【0166】
測定器63(例えばばね秤)が、対向端部61’に固定した。鉄筋6の、燃料被覆が試験片60の長さL溶封が最小のシーリング長さ(見よ)を超えるかどうか調べるために用いること引張りが、端61’に適用された。それからゼロのナックル62の反対側の鉄筋6の。
【0167】
実際問題として、ナックル62によってフロントエンド61に加えられる引張応力は、次第にシーリング長さ(見よ)に沿って減って、鉄筋6の残留する一部の上のゼロである。
【0168】
同様に、図として、12aが示して、ひび割れ一方の側に、ブロッキング領域25の部分25bの長さ(l1)がシーリング長さ(見よ)より大きい場合、増大(引張りのtが鉄筋21に、ひび割れ3の開きを原因として生じるので適用されて、ひび割れ3と同一線上にその最大であって、次第に後者の両側に減る、それまで、それはある距離をおいた(見よ)ひび割れ(それからその平均値T2に戻っている鉄筋に加えられる引張り)からのゼロになる。
【0169】
ブロッキング領域の残留する部分25’bの長さ(l2)がシーリング長さ(見よ)未満の場合、他方、この高い接着力部分25’bが引張りの増大の部分だけを吸収することができて(t、そして、その端で29がそれ故に追加の応力のそこでままであること(『あるtが、26b、同じ追加の応力を隣接のすべり領域に伝えた‖(被覆コンクリートによって吸収されていなければならないt。
【0170】
鋼及びコンクリート間の引張力の差2(’tは、接線方向の接着応力によってこの滑らかな部分26bに沿ってつりあわせられる。
【0171】
現在、滑らかな鉄筋の場合、試験は被覆コンクリートに相対的な鉄筋の全ブロッキングが20〜25の順序のあると決定しているシーリング長さがその直径を計時することをそれに明らかにする。
【0172】
更に、上述したように、引っ張られる鉄筋61に沿って形づくられる滑らかな領域26の長さは、過度に部材のスティフネスを減らさないために相対的に制限されなければならない。
【0173】
従って、一般に、鉄筋のすべり領域26bの長さdが、コンクリートから引張力の差2の影響の下に、同等の滑らかな鉄筋及びこの部分26bの長さl’oを密封することはそれ故に引き離されるより、よりない‖(『t後者がこの滑らかな領域26bの接線方向の接着応力より大きい場合。
【0174】
図12aに示すように、2つの曲線T1及びT2はそれからすべり領域26bの全長の上のレベルを示す。
【0175】
追加の引張り(『tが、それ故に次のブロッキング領域25’に加えられる。そして、後者によって吸収されて、それからその平均値T2に戻っている鉄筋61上の、引張りがコンクリートに吸収したのと、同じ道の引張りは、その明度T1に戻る。
【0176】
しかし、すべり領域26bのこの種の剥離は隣接のブロッキング領域25’bの終わりに、相対的な鋼の追加の引張りがコンクリートに対してまだあると前もって推定する、そして、ブロッキング領域の部分25’bが高い接着力鉄筋の長さl0を密封することを超えない場合だけ、これは可能である。
【0177】
更に、ちょうど今見られたように、この領域がこの追加の引張りによって剥離していることができるようなものであることは隣接のすべり領域26bの長さdには重要である。
【0178】
更に、それの圧縮によって破壊の危険度に結果としてなっているコンクリートに、相対的な鉄筋の全ブロッキングを避けるブロッキング領域の高さのひび割れの形成の場合、それがそれに明らかである、二回より見よシーリング長さでないことは、このブロッキング領域の長さには重要である。
【0179】
このように、事実、高い接着力領域の高さにひび割れの形成から生じている引張りの増大は、部分的にひび割れ一方の側に置かれるこの領域の部分のうちの1つ時までに吸収されて、引張力の差の影響の下に剥離していて、それ故に鉄筋の対応する伸びを考慮に入れる隣接のすべり領域に伝えられるだけである。
【0180】
同様に、各滑らかな領域の長さは同等の滑らかな鉄筋のシーリング長さを超えてはならない。その結果、鋼及びコンクリート間の引張力の差は以前のブロッキング領域の終わりにその剥離を考慮に入れる。
【0181】
更に、上述したように、ブロッキング領域の終わりに、隣接のすべり領域の剥離に結果としてなるのに十分であることは、鋼及びコンクリート間の引張力の差には重要である。
【0182】
現在、この引張力の差が、全くより大きなものである‖より短いもの‖ブロッキング領域。そこからより長くてもよい滑らかな領域のブロッキング領域及びそれらの長さ間の相関を演繹することは、それ故に可能である‖同等のシーリング長さ未満のままであると共に、以前の領域HAが、より短い。
【0183】
交互のブロッキング領域及びすべり領域を含む本発明の鉄筋の製造のために、所望の結果に従う至適分配を選ぶために、これらの領域の数及び相対的な長さを適応させることは、それ故に有利である。
【0184】
このために、梁上の図4において図示される形式の機械によって、状態が本発明の鉄筋で補強した、そして、数、分配及びブロッキング領域及びすべり領域の相対的な長さが変化させられた同じものにおいて、たわみ試験の第2の直列は、実行された。
【0185】
その右回りの部材の横断面において、そして、その左ねじれ部材の縦の半枡−横断面において、図14がどちらがはめ込まれるか、この種の試験梁7に鉄製フレーム2を示す‖以前に、両方の端で、そして、三角形のスターラップ70による、ビームの中心の部分において、2つの底部長手方向鉄筋71及び頂部長手方向鉄筋72がつながったように、成る。
【0186】
以前に、例えば、3.5mm.の25mm及び厚さの幅を有する長方形断面帯の、実行される試験において、引っ張られる鉄筋71が成るように、このように生じる試験梁が、荷重46の46’用途の点間の0.30mの距離については、図4において図示される形式の機械上のたわみ試験を受けた。そして、44’.、支持体点44間の1.5mのリーチ。数、分配及びすべり領域の、そして、ブロッキング領域の相対的な長さを容易に変化させるために、後者は長手方向鉄筋71への高い接着力鉄断面(HAと呼ばれている)73の溶接から成り立って、正味面積74によってお互いと剥離した。
【0187】
平鉄筋71の使用は、後者の平らな上面に鉄筋HA 73を溶接することをより容易にする。
【0188】
このように、長手方向鉄筋71の長さの上に、ブロッキング領域を形成する高い接着力鉄筋73及び、滑らかな帯の、このレベルでのすべり領域(単に成っている補強材)を形成する隙間74の数及び相対的な長さを変化させることは、可能である。
【0189】
異なる形式の鉄筋を備えている一連の試験梁を製造することはこれほど可能だった。そして、次第に増加している垂直荷重の46’.、間隔を置いた支持体46に、それは用途によってたわみ試験を受けた。
【0190】
各試験の間、加えられる荷重及びその中央値平面の梁によって仮定される対応するたわみは測定された、そして、それらの厚さを測定することによって、ひび割れの出現順及び位置は識別された。
【0191】
図15のテーブルは、46’.、1.5mの支持体間のリーチのための1.8mの長さ及び荷重46の用途の点間の0.30mの距離を有する5つの梁すべてのものの3つの直列に、実行されるたわみ試験の結果を結合する。
【0192】
測定を考慮に入れるために、梁は10cmの幅を有する断面に、ひび割れの出現順を識別して、梁の左の端に、それらの相対的な距離を測定することによってそれらの位置を決めるために分割された。そして、そのことは図16の線図において指示を出した。
【0193】
各ブロッキング領域を形づくっている鉄筋HA及び、滑らかな領域のセンチメートルの、長さが2つの連続したブロッキング領域との間に仲裁に入ったことを示している第3の数字の、各梁は、センチメートルの3−数字(長さを示している最初の2つの数字)によって識別される。
【0194】
従って、梁P061は、6cmの領域が1cmの滑らかな領域によって切り離したブロッキングから成る。
【0195】
最初の直列の5つの梁は、それ故に全く長さが梁P061のための1cmから、梁P065のための5cmまで変化する滑らかな領域によって、6cmの長さを有する領域が切り離したブロッキングを含む。
【0196】
各梁のための、記録が保たれたこと、荷重に一致することは適用された、そして、それらが現れた限り、ひび割れの数の中で、その中央値平面の梁による、このモーメントで、最も広いひび割れ及びたわみの厚さは届いた。
【0197】
図15のテーブルは、各々ひび割れの最大の幅に対応するコラムのこれらの結果を結合する。
【0198】
例えば、6cmのブロッキング領域から成っているP061が1cmの滑らかな領域によって切り離した梁は7.5kNの荷重の下にひび割れを示さないのに、たわみは中央値平面の3cmである。
【0199】
他方、15kNの荷重の下に、6つのひび割れが、0.1mmを超えていない厚さについては、現れるのを見られることこれの下に達するたわみが、5cmであることをロードする
【0200】
同様に、30kNの荷重の下に、たわみは10cmである、そして、10のひび割れは0.3mmの最大の厚さについては現れるのを見られる。
【0201】
第2の直列の梁のために、ブロッキング領域は、10cmの長さを有して、長さが梁P101のための1cmから、梁P105のための5cmまで変化する滑らかな領域によって切り離される。
【0202】
第3の直列の梁は、14cmの領域が長さ照準を有する滑らかな領域によって、1から5cmまで切り離したブロッキングから成っている補強材を備えている。
【0203】
上述したように、シーリング長さが10から15cmまでどちらであるか、10.5mm、直径の同等の丸鉄筋のそれに対応する全ての試験接続が、25のXの3.5mm横断面において、領域を有する平鉄筋で補強してある。
【0204】
第3の直列の鉄筋のためさえの、ブロッキング領域が二度未満の長さを有することシーリング長さ、そして、全ブロッキングを決定する危険度が、ひび割れの形成の場合にはこのレベルでそれ故にない。
【0205】
図15のテーブルは、ブロッキング領域の、そして、滑らかな領域の分配が大幅に部材(すなわち確かな荷重の下に仮定されるたわみ、ひび割れの数及びそれらの厚さ)のスティフネスに影響することを示す。
【0206】
最高の形状が梁P101及び10cm及びP141のブロッキング領域から成っているP102のそれ及び14cmのブロッキング領域から成っているP142であるようである。
【0207】
実行において、1及び同じ最大のひび割れ厚さのために、これらの梁は、荷重の25を超える〜30%が他の梁によって受けた荷重に耐えることができる。
例えば、0.2mmのひび割れの最大の厚さのために、他の梁のために、この種の荷重が0.3又は0.5mm.さえの厚さを有するひび割れの開きに結果としてなるのに対して、梁P101及びP102は30のKNを超えている荷重に耐える
【0208】
また、それが、好ましくは10又は20mmまで、30mmまですべり領域の長さを制限することが、好ましく見える、1及び同じ最大のひび割れ厚さ(40及び50mm.のすべり領域のためにより少ないこと)のために、荷重が支えた。実際問題として、すべり領域の長さが、5〜30mmの順序のなければならない。
【0209】
しかし、図15のテーブルは、短い長さHA及びより長い滑らかな領域の対を結合する梁P062及びP063については面白い結果がまた、得られることができることを示す。
【0210】
確かなケースにおいて、それはそれ故にそれにそれらが引き離されるときに、それらがエネルギのより大きな消散を考慮に入れている比較的長い滑らかな領域と組み合わせられる場合、減じたブロッキング領域長さが有利でもよいと明らかである。
【0211】
この種の組合わせは、特に耐震リスクを有する領域において造られる構造のために又は爆発の又は激しい衝撃の危険度を有する用途のために有利である。
例証として、図16のテーブルは、0.3mmの最大のひび割れ厚さのための、12cmのたわみについては、それから最高の結果を与えるようである梁P102のための分解の潮流が39kNまで荷重照準に耐えることができることを示す。
【0212】
ひび割れの出現順及び位置を示すために、梁はこのテーブルより上に図式的に表される。
【0213】
テーブルにおいて、その荷重の下に、最初の2つのコラムは、加えられる荷重及び正確に計ったたわみを梁の中央にそれぞれ示す。
【0214】
他のコラムは示す ― 各々のひび割れのために、そして、それらの出現順に従って、荷重の関数としてのこのひび割れの幅は適用された。
【0215】
常に梁の中心の一部において最初に見えるひび割れf1が他より大きい厚さを有することは、思われたかもしれない。
【0216】
実際は、ひび割れ(テーブルの最後のコラムにおいて示される)の集合した開きが加えられる荷重、4つのひび割れf2、f5が非常に速く15のkN(それはそれからひび割れf3、f4、f5として比較的重大な荷重まで同じ厚さを有する最初のひび割れf1の開きを制限することを可能にする)の荷重から、39kN開く、0.3mmのこの厚さがまだ許容範囲内であるままであるf3(f4)の関数として、増加すると共に、第二がf2(より、わずかにより小さい厚さを有して、f1から遠く離れている)にひびを入れることは、出てくる。
【0217】
更に、鋼のディスラプションなしで、梁が破壊されるまで、わずかに増加するだけのことが可能であることは、それから梁の圧縮部分Cが起こり始める39のkNのこの最大荷重から、荷重である。
【0218】
また、試験が、分解が支持体44、44’間の梁のリーチの2/3の順序の長さを通じて伸びることを示す。そして、ひび割れる起動からの、それ、46’.、荷重46の用途の点との間に、最初のひび割れが現れる領域は、ビームの中心の部分に、限られていない。
【0219】
例えば、梁の、46’.、P102、ひび割れf2及びf3はこの中心の部分46の外側に形づくられる。
【0220】
上述したように、引っ張られる部分Tにおいて、25のXの3.5mm横断面を有する平鉄筋71については、全ての梁は、直径を有する丸鉄筋におよそ10mm、同等物を補強された。
【0221】
ビームP102のために、ブロッキング領域は、長さl0を密封しながらそれ故に同じ順序の長さを有する。
【0222】
試験のこれらの2つの連続は、本発明に従って、ブロッキング領域の交代級数から成っている鉄筋の、そして、すべり領域の使用が、支持体間のリーチの、そして、従って、それらの厚さを減らして、大幅に、特に、補強材の腐食の危険度を避けるために、調整に整列する最大のひび割れ厚さに対してサポートされる荷重を増やすためにひび割れの数を増加させることによる2/3まで、おそらく変動して、部材のより大きな長さの上の分解を分配することを可能にするとそれ故に確認する。
【0223】
更に、補強材に沿って、コンクリートから剥離していることができて、従って、自由に伸びられることができる滑らかな領域を形づくることによって又はひび割れの近くで、圧縮による補強材の破壊の危険度は、避けられる。
この利点は、特に耐震リスクを有する又は爆発又は激しい衝撃の場合にさえ領域において重要である。
【0224】
実際問題として、部材のリーチの全ての上の実際的には分解及び確かな滑らかな領域の剥離によるエネルギの消散の分配を原因として生じるので、ビーム又は、例えば、スラブのような構造の部分は、おそらく補強材の破壊のない、そして、従って構造の急激な凹みの危険度のない比較的重大な変形を経ることができる。
【0225】
同様に、おそらく、偶然に、例えば、例外的なコンボイの流路上の過大な積み過ぎを受ける橋スパンは、構造の強さへのメジャーな危険度以外なしで、その後修理されることができる多数のひび割れの開きについては変形させられることができる。
【0226】
しかし、本発明は明らかに実施例の詳細及びちょうど今記載されていた例に限られていない。
【0227】
特に、上述したように、金属帯板から成っている平らな部分鉄筋は、試験梁(従って、単に鉄筋HA溶接から前記帯の平らなフェースプレートまで造られることが可能なブロッキング領域)を製造するために用いた。
【0228】
実際問題として、この種の配列は、容易にブロッキング領域及びそれらの間隔の長さを変化させることを、試験のために、可能にした。
【0229】
しかし、鉄筋(それは同じ出願人によってに出願された特許出願EP 1 191 163の主題であった)としての平らな部分帯の使用は、多くの他の利点を提供する。
【0230】
特に、上述したように、接触面領域に比例のコンクリートへの鋼の、そして、従って、鋼(およそ1.6回、同じ横断面を有する同等の丸鉄筋のそれより大きな周囲を有する平鉄筋)の周囲への接着力は、よりよい接着力を提供する。
【0231】
また、張力をかけられた鋼の強さは、それらの断面の、そして、それらのレバーアーム(すなわちコンクリートの圧縮一部のそれから、鋼の重心を切り離している距離)の機能である。
【0232】
現在、幾何学的にに、このレバーアームは、平らな部分帯の使用によって同じ断面の丸鉄筋の代わりに上で引用される文書EP 1 191 163において指示を出したように、鉄筋の2つの層間のリンク・スターラップが溶接されることができるか又はそれらの内部フェースプレート(最小の被覆距離を観察すると共に、それは長手方向鉄筋二五を部材の対応する面削りフェースプレートに軽く当てることを可能にする)に接着したので、大幅に増加する。
【0233】
更に、これの結果は伸展剤部材を製造することはこれほど可能であるということである、そして、従って、同じ抵抗のために、はしけは分かれる。
【0234】
更に、実行される試験において、ブロッキング領域は、平らな帯の内部フェースプレートに、単純な鉄筋HA溶接から成った。
【0235】
実際は、これらのブロッキング領域が、違って生じてもよい。
例えば、補強材として使われる平らな帯は、圧延の後、再溶融される板から作られてもよい。
【0236】
再溶解(帯の広いフェースプレート)の後、板成形の両方のフェースプレート上のリリーフ又は中空転写を製造するために、圧延の間、それはそれから可能である。
【0237】
しかし、補強材としての平鉄筋の使用が並列利点を提供すると共に、円弧形断面を有する特定の丸鉄筋において、本発明はまた、全ての鉄筋輪郭に加えられることができる。
【0238】
この場合、図式的に、図6及び12において指示を出したように、本発明の鉄筋は圧延の間、滑らかなすべり領域と交替して、間隔を置いたブロッキング領域の上の以外だけの、ブロッキングノッチ又はリブが連続的に鉄筋の全長を通じて、生じないという事実によって、従来の高い接着力鉄筋と異なる。
【0239】
更に、本発明はビーム又はスラブの場合記載されていたが、いろいろな構造に、そして、コンクリート部材(例えばビーム、床、スラブ、せん断、その他)の全ての形に加えられることができる。
【0240】
しかし、本発明の鉄筋の使用は、まだより多くの利点を提供する。実際問題として、コンクリートに相対的な鋼の剥離に必要なエネルギの消散は、地震の衝撃、接地運動又は偶然の衝撃のような分解が生じているエネルギの部分を吸収して、それ故に構造のより優れて全面抵抗を考慮に入れる。
【0241】
この点で、補強材の、そして、特に、分配及び相対的な長さを決定するためにブロッキング領域の、そして、所望の狙いに従うすべり領域の剥離にそれを特定の応力に適応させるために抵抗を調整することは、可能である。
【0242】
例えば、試験はシーリング長さ(かなり短い剥離・領域と関連がある)の順序の長さを20mmを超えなくするブロッキング領域を製造することによって、調整に対応する、0.3mmの最大のひび割れ厚さを超えることのない最大の許容範囲内である荷重を増やすことは可能だったことを示した。
【0243】
しかし、加えられる荷重の又は鉄仕事を補強することによる影響の下により大きな変形を受けることは、その時までにそれらの剥離が偶然の衝撃の場合にはエネルギの最大を放散させるためにすべり領域の又は地震の衝撃の長さを増やすために可能である。
【0244】
しかし、鉄筋の、横断面の、輪郭上の動作によって、鋼上のコンクリートの接触面領域に比例である接着力を調整することは、また、可能である。
【0245】
特に、上述したように、オーバルを有する平らな部分帯から成っている鉄筋又は長方形断面の使用が、周囲を拡大することを、1及び同じ横断面積のために、可能にする‖それ故に、そして‖接触面領域及び剥離に必要なエネルギ。
【0246】
更に将来の剥離の方向に隆起をつくることのないこの接触面領域を増やすために、鉄筋の縦の軸に鋼の連続的転写平行線の面を整列させることは、また、可能である。
【0247】
例えば、図17が長方形断面を有する丸鉄筋及び平鉄筋を示す、長手部分を有する波形の輪郭を有する、横断面の、両方とも23に凹所を作った、そして、24を突き出す。そして、それは、各すべり領域の全長の上の鉄筋の縦の軸に、平行線をのばす。
【0248】
しかし、鉄筋の面上の、鉄筋の外表面に着脱可能に、固定した粒子から成っている隆起をつくって、引張応力の増大が鉄筋の剥離に結果としてなる接着応力の被覆コンクリート及びリミット値に接着力リンクを増やすために突き出ることをのばすことによって鋼の表面準位を実行することは、また、可能である。
【0249】
都合よく、これらの突き出している粒子は、代わるがわる、前記応力の増大のレンジの上のリミット値で、接着応力を維持するために、引張応力が増加する限り、コンクリートに含められるままのことによって次第に剥離していてもよい。
【0250】
これらの粒子は、鉄筋の外表面への付着によって、例えば、ミルの軸出力での、高温で、圧力の下に鉄筋に加えられて、後者上の大きい粒砂を払うことによって固定していてもよい。
【0251】
金属粒子(例えば鋼チッピング、球又は、熱溶接することによって鉄筋の外表面に固定して、やすり粉)を使用することは、また、可能である。
【0252】
この種の方法は、このように生じる機外装着物のせん断強さを調整することを可能にする。
【0253】
付着のための、多かれ少なかれ抵抗する膠を使って、機外装着物の寸法を変化させることは可能であること、そして、従って、中に置かれるそれらの結合された面が、鋼については接触する。
【0254】
溶接が電気的にされるときに、鉄筋及びそれから加えられる圧力に払われる小粒又は他に溶接電流量の寸法を変化させることはまた、可能である。
【0255】
この種の方法が、剥離破壊が、鋼/機外装着物界面での以外、HAが付着の又は内部を乱すことのない溶接(中で含まれるままになっている各突き出している粒子)のそばに裂ける鋼の場合コンクリートで起こらないので、剥離の後、鋼及びコンクリート間の平らな接触面を保持することを可能にする、剥離の後の、コンクリート。
【0256】
交互のブロッキング領域を有する鉄筋及びすべり領域の本発明の、使用が並列利点を提供するようにそれ故に見える。
【0257】
まず第一に、部材の長い長さの上の分解の分配が、それらの厚さを減らすことを、ひび割れの数を増やすことによって、可能にする‖従って、そして‖周期の上の補強材の腐食の危険度。
【0258】
ペンキの塗装によって又は適切な被覆製品の補強材を腐食の危険度から保護するために、ひび割れの小開口を原因として生じるので、それはまた、可能である。
【0259】
また、ひび割れの過大な開きの場合には、圧縮による補強材の破壊の危険度は、補強材が従って、延長されることができる長さの上のコンクリートから剥離していることができることによって避けられる。
【0260】
しかし、この剥離もエネルギの消散に結果としてなる、そして、分配及びブロッキング領域の、そして、滑らかな領域の相対的な長さに部材の容量を調整するために補強材の偶然の破壊をたどっている構造の凹みの危険なしに、異常応力に耐えるように決心させることはそれ故に可能である。
【0261】
実行において、各構造のために、標準サービスにおいて、張力をかけられた補強材が一般に相対的な鉄筋のブロッキングについては、その全長及びそれの上の被覆コンクリートにふるまうために、鋼/コンクリートのための偶然の積み過ぎ(確かなすべり領域の剥離)の応力差が、一方、破壊の危険度を避けている補強材の伸びを考慮に入れて、他方、構造の急激な凹みを避けることができるエネルギの消散に結果としてなる場合に備えて、保護が提供されなければならない標準的なサービス荷重及び偶然の荷重に従ってブロッキング領域の、そして、すべり領域の分配は、決定されることができる。
【0262】
本発明が、従って、全体的な設計を妥協して処理することのない問題の全部のレンジを解決する可能性を提供する、そして、方法が計算するために使用した、どちらが産業的に単純な及び安い素振りにおいて生じることができるか、新しい形式の鉄筋だけを使用することによって、鉄製品が作る。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
中立線(10)の両側に、引張応力を受けて圧縮される部分(C)と引っ張られる部分(T)とを有する鉄筋コンクリート部材を製造するための方法であって、前記鉄筋コンクリート部材は、当該鉄筋コンクリート部材は支持している荷重の作用下で伸びる傾向を有しており、当該鉄筋コンクリート部材には補強フレーム(2)が埋め込まれており、当該補強フレーム(2)は、前記引っ張られる部分に、接着リンクによってコンクリートに確実に接着されている少なくとも1つの引っ張られる長手方向鉄筋(21)を有しており、前記接着リンクは、加えられる引張応力に従って変化する、前記鉄筋(21)及びそれを覆う前記コンクリート(16)に対する接線方向の接着応力を前記鉄筋(21)に沿って決定しており、少なくとも1つのひび割れ(3)を発生させる限界値を超えるコンクリート内の引張応力の増大は、その引張応力を前記鉄筋(21)に伝達して当該鉄筋を対応して伸ばし、少なくとも前記部材の最も応力が加わる部分において、前記引っ張られる鉄筋(21)は、覆っているコンクリートに対する当接手段を形成する複数の互いに離隔されたアンカー手段(23)が設けられている方法において、
前記鉄筋(21)の前記アンカー手段(23)は、不連続に連なる互いに離隔されているブロッキング領域(25)内に配置されており、各ブロッキング領域(25)は、複数のアンカー手段(23)を含んでおり且つアンカー手段がないすべり領域(26)によって互いに離隔されており、前記すべり領域(21)において、前記鉄筋(21)及び前記コンクリート(16)との間の引張力の差が限界値を超えて増大すると、2つのブロッキング領域(25a、25’a)の間の前記すべり領域(26)の長さの少なくとも一部分(27)において、前記鉄筋(21)を覆う前記コンクリート(16)から前記鉄筋(21)が剥離し、その剥離した部分(27)が、前記引っ張られる鉄筋(21)に作用する引張応力の作用の下で、前記コンクリート(16)を損傷することなく伸びることができることを特徴する方法。
【請求項2】
前記部材は、前記コンクリート(15)に、コンクリートの品質に固有でランダムに分布する複数の弱い領域を有しており、それら弱い領域において、コンクリートの降伏強度を超えた引張応力の増大が、前記部材の最も応力を受ける部分において、当該弱い領域の内の少なくとも1つの弱い領域で少なくとも1つの局部的なひび割れが出現し、そのひび割れが開くことにより、コンクリートの引張応力を打ち消し、前記鉄筋(21)に加わる引張応力を局部的に増大させ、加えられる応力により前記鉄筋(21)が伸びる傾向にある請求項1に記載の方法において、ひび割れによる前記鉄筋(21)に対するひび割れの局部的な増大が、前記コンクリート(16)に対する前記鉄筋(21)の剥離を決定し、その剥離は、前記ひび割れ(16)に最も近いすべり領域(26a)において少なくとも発生し、且つ、前記コンクリート(16)に対する前記鉄筋(21)の剥離力が、2つの材料の間の引張力の差を少なくとも部分的に補償する長さ(d’)にわたって発生することを特徴する方法。
【請求項3】
ひび割れ(3)による引張力の差の一部は、第1のすべり領域(26a)でのコンクリート(16)の剥離によって補償され、前記鉄筋(21)に加わるその他の残りの引張力は、ひび割れ(3)と反対側で第1のすべり領域(26a)を超えて延在する隣接する隣接のブロッキング領域(25’a)によって少なくとも部分的に吸収されることを特徴する請求項2に記載の方法。
【請求項4】
第1の弱い領域での第1のひび割れ(3)の発生から、前記第1のひび割れ(3)に最も近い少なくとも1つの第1のすべり領域(26a)において前記鉄筋(21)がそれを覆うコンクリートから剥離し、加わる引張応力の増大により、前記部材(1)の前記コンクリートの別の弱い領域に少なくとも第2のひび割れ(31)が発生し、その第2のひび割れ(31)に最も近い少なくとも1つの他のすべり領域(26b)において前記鉄筋(21)が剥離する過程が、ひび割れが増大する間、繰り返され、所与の瞬間の第1のひび割れ(3)及び第2以降のひび割れ(31、32、・・・)の大きさの合計は、っ当該瞬間に加わる応力の増大から生じる前記鉄筋の伸びの増大に関係し、前記鉄筋の伸びの増大は、第2以降のひび割れ(31、32、・・・)が出現するときの剥離が生じている全すべり領域(26a、26b、・・・)に分散されていることを特徴する請求項3に記載の方法。
【請求項5】
第1のひび割れ(3)が第1のすべり領域(26a)に発生した場合、第1のひび割れ(3)の発生から生じた前記「引っ張られる鉄筋」(21)に加わる引張応力の局部的な増大により、コンクリートに対する鉄筋(21)の剥離力が2つの材料間の引張力の差を少なくとも部分的に補償する全長(d’)にわたって前記ひび割れ(3)の両側で前記鉄筋(21)が剥離することを特徴する請求項1から4の何れか一項に記載の方法。
【請求項6】
第1のひび割れ(3)が第1のブロッキング領域(25a)に発生した場合、前記「引っ張られる鉄筋」(21)に加わる引張応力を局部的に増大させて、この引張力の増大の少なくとも第1の部分を、前記ひび割れ(3)の両側に延在する前記第1のブロッキング領域(25a)の2つの部分に吸収させ、前記鉄筋(21)に作用する前記引張力の増大の残りの部分は、最も近いすべり領域の少なくとも一部分において前記コンクリートに対する前記「引っ張られる鉄筋」(21)の剥離力によって補償させることを特徴する請求項1から4の何れか一項に記載の方法。
【請求項7】
ブロッキング領域(25)の数、長さ及び分布並びにすべり領域(26)の対応する長さは、荷重が加えられたとき、各引っ張られる鉄筋(21)に沿った引張応力の分布及び予測値に従って決定され、各々のひび割れ(3、31、32、・・・)の大きさが所与の限界を超えないことを特徴する請求項1から6の何れか一項に記載の方法。
【請求項8】
各引っ張られる鉄筋(21)に沿ったブロッキング領域(25)とすべり領域(26)の相対的な長さは、それらの位置を考慮して決定し、所与の荷重の下での部材のたわみを許容する値の範囲内に維持される必要なスティフネスを前記部材(1)に付与することを特徴する請求項1から7の何れか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記鉄筋(21)は許容可能な最大引張応力に少なくとも等しい接着応力を決定する前記鉄筋(21)のいわゆるシーリング長さ(IO)に少なくとも等しい長さにわたって各ブロッキング領域が延在していることを特徴する請求項1から8の何れか一項に記載の方法。
【請求項10】
各ブロッキング領域は、鉄筋のシーリング長さ(IO)の2倍より短い長さにわたって延在しており、そのシーリング長さ(IO)において、前記鉄筋(21)が、覆っているコンクリートに対する相対的な変位なしに、鉄筋の降伏強度に達する可能性のある引張応力を支持していることを特徴する請求項1から9の何れか一項に記載の方法。
【請求項11】
各すべり領域は、同等の丸い断面を有する滑らかな鉄筋のシーリング長さ(I’O)未満の長さにわたって延在していることを特徴する請求項9及び10の何れか一項に記載の方法。
【請求項12】
各すべり領域(26)が5〜30mm程度の長さにわたって延在していることを特徴する請求項11に記載の方法。
【請求項13】
長手方向の各「引っ張られる鉄筋」(21)の各すべり領域(26)は長手方向の滑らかな外表面を有していることを特徴とする、請求項1から12の何れか一項に記載の方法を実施する鉄筋コンクリート方法。
【請求項14】
長手方向の各「引っ張られる鉄筋」(21)は、その横断面において、所望な引張強度に必要な面積を有しており、各すべり領域(26)の前記鉄筋(21)の形状は、前記すべり領域(26)での接線方向の接着応力の所望の限界値に到達することを可能にする接着と摩擦による結合リンクをもたらすように前記鉄筋と前記コンクリートとの間の接触面に必要な周囲長を与えるようになされていることを特徴する請求項13に記載の方法。
【請求項15】
長手方向の各「引っ張られる鉄筋」(21)は、横断面において、厚さより大きい幅を有する平らな輪郭を有しており、同一横断面積を有する均等な円形鉄筋と比較してその周囲長を増するようになされていることを特徴する請求項14に記載の方法。
【請求項16】
長手方向の各「引っ張られる鉄筋」(21)は、横断面において、波形輪郭を有しており、長手方向部分は、各すべり領域(26)の全長にわたって且つ鉄筋の軸に並行に延在する凹部及び凸部を有していることを特徴する請求項15に記載の方法。
【請求項17】
各すべり領域(26)において、鉄筋の外表面は、当該鉄筋の外表面に着脱可能に固定した粒子の層を有しており、前記粒子の層の粒子は、それを覆うコンクリートの中に突きでており、コンクリートとの接着リンク及び接着応力の限界値を増大し、その接着応力の限界値を超える引張応力の増大により鉄筋の剥離が発生し、前記粒子が、前記鉄筋から一つづつ徐々に離脱してコンクリートに残り、引張応力が増大したとき、前記引張応力の増大の範囲内で接着応力をその限界値に維持することを特徴する請求項14、15、16の何れか一項に記載の方法。
【請求項18】
前記粒子が鉄筋の外表面に接着剤で接着されて固定されていることを特徴する請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記粒子は、圧延機の出口で、高温高圧で鉄筋の外表面に吹きつけられていることを特徴する請求項17に記載の方法。
【請求項20】
前記粒子は、チッピング、金属球又はやすり粉からなり、接触電気溶接によって鉄筋の外表面に固定されていることを特徴する請求項17に記載の方法。
【請求項21】
鉄筋の各すべり領域の外表面に固定されている粒子は、加えられた引張応力が増大する場合、固定部の寸法に従って次第に剥離されるように寸法を変えていることを特徴する請求項17から20の何れか一項に記載の方法。
【請求項22】
請求項1から21の何れか一項に記載の方法によって製造される鉄筋コンクリート部材であって、成形されたコンクリート内に埋め込まれた補強フレーム(2)を具備しており、当該補強フレーム(2)は、高接着型の少なくとも1つの引っ張られる鉄筋(21)を有しており、当該鉄筋にそって複数の互いに離隔されたアンカー手段(23)を有しており、それらアンカー手段(23)が、鉄筋を覆っているコンクリート(16)にのる当接手段を形成している鉄筋コンクリート部材において、
前記鉄筋(21)の前記アンカー手段(23)は、不連続に連なる互いに離隔されているブロッキング領域(25)内に配置されており、各ブロッキング領域(25)は、複数のアンカー手段(23)を含んでおり且つアンカー手段がないすべり領域(26)によって互いに離隔されており、前記すべり領域(21)において、前記鉄筋(21)及び前記コンクリート(16)との間の引張力の差が限界値を超えて増大すると、2つのブロッキング領域(25a、25’a)の間の前記すべり領域(26)の長さの少なくとも一部分(27)において、前記鉄筋(21)を覆う前記コンクリート(16)から前記鉄筋(21)が剥離し、その剥離した部分(27)が、前記引っ張られる鉄筋(21)に作用する引張応力の作用の下で、前記コンクリート(16)を損傷することなく伸びることができることを特徴する鉄筋コンクリート部材。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図4a】
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【図5−5a】
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【図6−6a】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12−12a】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【公表番号】特表2012−511647(P2012−511647A)
【公表日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−540172(P2011−540172)
【出願日】平成21年12月9日(2009.12.9)
【国際出願番号】PCT/FR2009/052468
【国際公開番号】WO2010/067023
【国際公開日】平成22年6月17日(2010.6.17)
【出願人】(500425828)ソシエテ シヴィル デ ブルヴェ マティエール (2)
【Fターム(参考)】