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Evaluation of fiber orientation and failure analysis of full scale ultra-high-strength fiber reinforced concrete members

Research Project

Project/Area Number 20H02220
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
Research InstitutionGifu University

Principal Investigator

Uchida Yuichi  岐阜大学, 工学部, 教授 (20213449)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords超高強度繊維補強コンクリート / 繊維の配向 / X線CT / 引張軟化特性 / せん断特性 / 有限要素解析 / X線CT
Outline of Research at the Start

本研究では,超高強度繊維補強コンクリート(以下,UFC)中の繊維の配向と力学特性のうち,特にひび割れ発生後の引張軟化特性に着目し,まず,UFC供試体中の繊維の配向をX線CTにより定量的に評価することで,繊維の配向と引張軟化特性の関係を明らかにする。また,実大寸法のUFC部材を対象として破壊試験を行うとともに,部材中の繊維の配向を評価する。さらに,供試体で求められた繊維の配向と引張軟化特性の関係を数値解析に組み込んで実大UFC部材の破壊解析を行い,繊維の配向と部材の破壊挙動との関係を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

Fiber orientation in full-scale beam, slab, and panel members using UFC was measured and evaluated using the X-ray CT system and the visualized model concrete. The ultimate capacity of slab members was predicted by FEM analysis considering the measured fiber orientation and compared with the experimental results. The results show that the fiber orientation depends on the casting method of UFC and the geometry of the member. Although the FEM analysis considering the fiber orientation qualitatively predicted the ultimate capacity of the members, the analytical value tended to be higher than the experimental value in the present model.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

我国では既に多くのUFC部材が建設されてきたにもかかわらず,これらの部材中での繊維の配向を観察した事例は少なく,配向が打込み方法および部材形状に依存していることを示した本研究のデータは極めて貴重であると考えている。また,部材の耐力が繊維の配向に依存しているこを載荷試験ならびにFEM解析により確認されたことも重要である。現在,土木学会で作成中の高強度繊維補強セメント複合材の設計施工指針(案)では繊維の配向の扱いについて検討されており,本研究の成果が参考にされている。以上のことから,本研究の成果は学術的,社会的意義は十分に高いものと考えている。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] 軸方向鉄筋を有する超高強度繊維補強コンクリート梁の曲げ耐力と繊維配向2024

    • Author(s)
      奥西淳一,稲熊弘,田中章,内田裕市
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 46

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 繊維の配向がUFCスラブ部材の破壊耐力に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      ペンイウイ, 中村裕亮, 内田裕市
    • Journal Title

      コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集

      Volume: 23 Pages: 188-192

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] UFC突起部の破壊耐力と繊維の配向2023

    • Author(s)
      松山幸平, ペンイウイ, 内田裕市
    • Journal Title

      コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集

      Volume: 23 Pages: 267-271

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 高流動繊維補強コンクリートパネル部材中の繊維の配向2023

    • Author(s)
      中村 裕亮,PEN I UOY,内田 裕市
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 45

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 高流動繊維補強コンクリート梁部材中の繊維の配向2022

    • Author(s)
      矢野和輝,田中 章, 岩崎雄也, 内田裕市
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 44

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 高流動繊維補強コンクリートスラブ中の繊維の配向2021

    • Author(s)
      矢野和輝, 田中章, 横井晶有, 内田 裕市
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 43

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 繊維補強コンクリートにおける配向がひび割れ面のせん断挙動に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      堀田翔司, 内田 裕市
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 43

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 高流動繊維補強コンクリートを用いたパネル試験体中の繊維の配向2022

    • Author(s)
      岩崎雄也, PEN I UOY, 内田裕市
    • Organizer
      土木学会全国大会第77回年次学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] FRCのひび割れ面のせん断特性に対する繊維の配向の影響2022

    • Author(s)
      安達貴紀, 内田裕市
    • Organizer
      土木学会全国大会第77回年次学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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