ACI 544.4R-1988
スチールファイバーコンクリートの設計上の考慮事項

規格番号

ACI 544.4R-1988

制定年

1988

出版団体

ACI - American Concrete Institute

状態

入れ替わる 2018-09

に置き換えられる

ACI 544.4R-2018

最新版

ACI 544.4R-2018

範囲

はじめに この報告書では、水硬性セメントで作られ、不連続な個別の鋼繊維とともに細骨材または細骨材と粗骨材を含む鋼繊維強化コンクリート (SFRC) およびモルタルを検討します。 これらの材料は、現在 (1988 年) @ ほんの数種類の用途で日常的に使用されていますが、ACI 委員会 544 は、エンジニアが材料の有益な特性を認識し、適切な設計手順にアクセスできるようになれば、他の多くの用途が開発されるだろうと信じています。 この報告書の内容は、現在使用されている設計手順に関する委員会の経験を反映しています。 配合するコンクリートは通常のものを使用しますが、作業性を良くし、繊維の性質を最大限に活かすために配合割合を変える必要があります。 これには、骨材サイズの制限@、グラデーションの最適化@セメント含有量の増加@、作業性を改善するためにフライアッシュやその他の混和剤の追加が必要になる場合があります。 繊維はさまざまな形状をとることができます。 それらの断面には、円形、長方形、半円形、および不規則または変化する断面が含まれます。 それらは真っ直ぐまたは曲がっていて@、さまざまな長さがあります。 アスペクト比と呼ばれる便利な数値パラメータは、ジオメトリを記述するために使用されます。 この比率は、繊維の長さを直径で割ったものです。 断面が円形でない場合は、同じ面積の円形断面の直径が使用されます。 設計者は、繊維強化コンクリートを、ひずみ容量、耐衝撃性、エネルギー吸収性、および引張強度が向上したコンクリートと考えるのが最も適切かもしれません。 ただし、これらの特性の増加は、使用する繊維の量と種類に応じて、大幅に増加する場合もあれば、まったく増加しない場合もあります。 さらに、繊維を追加しても特性は同じ速度で増加しません。 鋼繊維強化コンクリート (SFRC) を使用した部材の設計には、繊維の寄与に関する特別な手順を追加した従来の設計方法に基づくいくつかのアプローチが利用可能です。 これらの方法は一般に、繊維からの追加の張力を考慮して部材内の内力を変更します。 これらのアプローチは、フルスケールのテスト データによってサポートされている場合、満足のいく設計を提供できます。 提案された方法の主な違いは、繊維による引張応力の増加の大きさの決定と、総力の計算方法にあります。 使用されている他のアプローチは、多くの場合、経験的なものであり、限られたサポート テスト データが得られた特定のケースにのみ適用される場合があります。 新しいアプリケーションでは、十分な調査を行った上で慎重に使用する必要があります。 一般に構造用途では、鉄筋を補助する役割として鋼繊維を使用する必要があります。 スチールファイバーは亀裂を確実に抑制し、疲労@衝撃@や収縮@または熱応力の結果として生じる材料劣化に対する耐性を向上させます。 梁@柱@または高架スラブ(つまり、屋根@床@または勾配上にないスラブ)@など、曲げまたは引張荷重が発生する構造部材における保守的だが正当なアプローチは、全体を支えるために鉄筋を使用する必要があるというものです。 引張荷重。 これは、繊維分布が変動するため、重要な領域の繊維含有量が低いと許容できない強度の低下が生じる可能性があるためです。 連続補強の存在が構造の安全性と完全性にとって必須ではない用途（例： 勾配上の床@ 舗装@ オーバーレイ@ および吹き付けコンクリートの内張り@）では、繊維に関連する曲げ強度@ 耐衝撃性@ および疲労性能が向上します。 セクションの厚さを減らす@パフォーマンスを向上させる@、またはその両方に使用できます。 ACI 318 は、建築設計におけるコンクリートの追加の引張強度の使用を規定していないため、鉄筋の設計は通常の手順に従う必要があります。 他のアプリケーションでは、SFRC の改良された特性をより自由に最大限に活用できます。 曲げ荷重に耐えるためにバーなしでスチールファイバーが使用されている用途もいくつかあります。 これらは短スパンの高架スラブで、たとえばヒースロー空港の駐車場で、3 フィート 6 インチ (1.07 m) 四方、厚さ 2l/2 インチ (10 cm) のスラブが 4 つの側面で支えられています (匿名 1971) 。 このような場合、部材の信頼性は実物大の荷重試験によって実証される必要があり、製造には厳格な品質管理が必要です。 いくつかの本格的な試験では、鋼繊維が梁のあばら筋を補ったり置き換えたりするのに効果的であることが示されています (Williamson 1978; Craig 1983; Sharma 1986)。 現在は受け入れられている方法ではありませんが、他の本格的な試験では、鉄筋と組み合わせた鋼繊維が鉄筋コンクリート梁のモーメント容量を増加できることが示されています (Henager and Doherty 1976; Henager 1977a)。 鋼繊維は、収縮補償セメントを使用する場合にも適切な内部拘束機構を提供できるため、従来の鉄筋による拘束が提供されない場合でも、コンクリートシステムは亀裂抑制機能を発揮します。 繊維と収縮補償セメントは互換性があるだけでなく、組み合わせて使用すると相互に補完します (Paul et al. 1981)。 収縮補償セメントに関するガイダンスは、ACI 223.1R で入手できます。 ASTM A 820 は、繊維強化コンクリートで使用する鋼繊維を対象としています。 このレポートで説明する設計手順は、その仕様を満たすファイバーに基づいています。 デザインに関するその他の情報源は、Hoff (1976-1982)@ が作成した、ACI 出版物 SP-44 (1974) および SP-81 (1984)@ の 1985 年の米国とスウェーデンの共同セミナーの議事録に掲載されている参考文献で入手できます。 Shah と Skarendahl (1986)@、および Shah と Batson が編集した最近の ACI 出版物 SP-105 (1987)。 配分@混合@配置@仕上げ@および鋼繊維強化コンクリート@の加工性のテストに関するガイダンスについては、設計者はACI 544.3Rを参照する必要があります。

ACI 544.4R-1988 発売履歴

• 2018 ACI 544.4R-2018 繊維鉄筋コンクリート設計ガイド
• 1988 ACI 544.4R-1988 スチールファイバーコンクリートの設計上の考慮事項