研究者による『Ｍ＆Ｎコイル』の講評
北海道科学大学・𠮷津教授

『Ｍ＆Ｎコイル』のひび割れ分散効果について

北海道科学大学工学部建築学科

𠮷津利洋教授（工博）

鉄筋コンクリート造における耐震補強の一環として、既設鉄筋コンクリート柱梁の内側に鉄筋コンクリート壁を増設する方法があります。

この既設部と増設部との接合方法は、既設部に、あと施工アンカーを施した鉄筋を、増設部分に、差し筋(接合鉄筋)にて鉄筋どうしを重ね継手という形式で増設コンクリートを打設します。この継手性能を確保し、コンクリートの拘束効果を期待するための割裂防止筋として、スパイラル筋(鉄筋をくるくる巻いてスプリング状にしたもの)が用いられていることが知られています。

『Ｍ＆Ｎコイル』は鉄筋の重ね継手部分の性能を確保し、コンクリートの拘束効果が期待できる割裂防止筋となる(写真は住宅基礎での施工例)

鉄筋へのコンクリート付着強度を調べる研究で使用された試験体の形状。スパイラル状補強鋼線を使った試験体は、いずれも使っていない試験体より付着荷重、初期剛性および初期エネルギー吸収量が優れていることが確認されている（𠮷津研究室の2020年度卒業論文「螺旋補強鋼線で拘束した鉄筋の付着強度に関する研究」より）

この拘束効果は、Ｍ＆Ｎコイルにおいても同様に得られると考えられます。すなわち、コンクリートの拘束効果を向上することで、コンクリートのひび割れ強度の上昇は認められませんが、ひび割れが分散することが期待されます。コンクリート中にコイルがあることで、コンクリート表面に発生する全体のひび割れ幅は同じであるが、ひび割れが分散し、ひとつひとつのひび割れ幅が小さくなると考えられます。

この分散の考えは、ひび割れを１箇所に集中させず、分散させることで補修が必要な大きなひび割れを発生させないようにするという意味があります。

𠮷津研究室の曲げ試験に使われた『Ｍ＆Ｎコイル』採用の鉄筋コンクリート（写真手前）

当研究室において、Ｍ＆Ｎコイルのコンクリート拘束効果を把握するため、小規模建築物基礎梁の主筋にコイル(外径65mm)を取り付けたモデル曲げ実験を行い、曲げひび割れが発生する迄(地震時のひび割れが発生する迄)初期の剛性(一般的に日常使用されている範囲での鉄筋コンクリート構造物の硬さ程度)であれば、コイルが無いものに比べて向上する(コンクリートの拘束効果がある)結果が得られております。

さらに、このコイルの効果は、スラブの出隅コンクリートや張り出しスラブの立ち上がり下部(バルコニースラブの下端)等に用いることで、漏水等の防止効果も期待できると考えております。現在、小規模基礎の開口部(通気口および人通口)についての曲げ実験を計画しており、更なるコイルの適用範囲の拡大のため、研究および分析を実施していきます。