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Investigation of Shear Resisting Mechanism of Fiber-Reinforced Concrete Members and Improvement of Evaluation Method for Shear Capacity

Research Project

Project/Area Number 20K14809
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

YANAGIDA Ryohei  金沢大学, 地球社会基盤学系, 助教 (90862326)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords繊維補強RC棒部材 / せん断耐荷機構 / せん断耐力評価 / 画像解析 / FEM解析 / 繊維補強鉄筋コンクリート棒部材 / ひび割れ画像解析 / 超高強度コンクリート / 高強度コンクリート
Outline of Research at the Start

建設・維持管理コストの縮減のため,橋梁のひび割れ幅の抑制やかぶりの剥落防止,さらには橋梁のみならず部材のせん断耐力の向上などを目的とした短繊維補強コンクリート(FRCC)の利用が一般的になってきている。本研究では,FRCCの種類,鉄筋量,部材の寸法等の組合せがFRCC部材のせん断耐荷機構に与える影響をはり部材の載荷実験ならびに数値解析から明らかにする.これにより,FRCC部材の変形と耐荷力のみならず,せん断力作用下でのせん断抵抗機構の推移を明らかにし,合理的なせん断耐力評価手法を提案し,短繊維補強RC部材の設計手法の高度化の実現に貢献することを目的とする.

Outline of Final Research Achievements

Experimental and analytical investigations were conducted to clarify the effect of the combination of fiber reinforced concrete members, such as the amount of steel bars and the dimensions of the members, on the shear resistance mechanism of the members. It was found that the contribution of the beam mechanism to the shear resistance of RC members is maintained after diagonal cracking when fiber reinforcement is combined with shear reinforcement bars, and that the transition is similar to the shear force contributed by steel fibers. Furthermore, in the case of high strength fiber reinforced members without shear reinforcement bars, it was found that the shear resistance due to the arch action resists almost all of the shear forces after the diagonal crack initiation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では,近年積極的な構造利用が進められている繊維補強コンクリート部材に関して,普通強度レベルから超高強度レベルに至るまでの様々なコンクリートを対象に,その補強繊維が部材の破壊時にどの程度抵抗するかを明確にし,それが部材のせん断耐荷挙動に与える影響を検討した.繊維補強したコンクリート部材のせん断抵抗機構の変化と繊維の補強効果の関係に着目した新しい検討を通して,せん断補強鉄筋量と補強繊維量の組み合わせによって,この種の部材の耐力推定時に繊維の効果を考慮する方法を決定できる可能性が示唆された.

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] 画像相関法を用いた鋼繊維補強RCはりのせん断耐荷機構の評価2023

    • Author(s)
      阿部加苗,柳田龍平,中屋柊人,五十嵐心一
    • 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] 繊維補強PFCの引張軟化曲線の評価と梁部材のせん断耐力2022

    • Author(s)
      柳田龍平,黒田拓海,千代延聖,河野克哉
    • Journal Title

      プレストレストコンクリート工学会第31回シンポジウム論文集

      Volume: 31 Pages: 43-48

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 鋼繊維補強コンクリートの引張特性の再評価とせん断伝達特性の解明2022

    • Author(s)
      千代延聖,柳田龍平
    • Journal Title

      土木学会第77回年次学術講演会講演概要集

      Volume: 77

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] 画像相関法を用いた鋼繊維補強RC部材のせん断耐荷機構2022

    • Author(s)
      阿部加苗,柳田龍平
    • Journal Title

      土木学会第77回年次学術講演会講演概要集

      Volume: 77

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] 鋼繊維を多く混入した無孔性コンクリートの力学特性2021

    • Author(s)
      黒田拓海,柳田龍平,小亀大祐,河野克哉
    • 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: 21 Pages: 319-324

    • NAID

      40022765113

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 鋼繊維補強無孔性コンクリートを用いたはり部材のせん断挙動2020

    • Author(s)
      若山大幹,柳田龍平,河野克哉,二羽淳一郎
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 42 Pages: 1039-1044

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 繊維混入率を2.5%とした繊維補強無孔性コンクリートの力学特性2020

    • Author(s)
      柳田龍平,前島充稀,小亀大祐,安田瑛紀,河野克哉
    • Journal Title

      土木学会第75回年次学術講演会講演概要集

      Volume: 75

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 鋼繊維補強コンクリートの引張特性の再評価とせん断伝達特性の解明2022

    • Author(s)
      千代延聖,柳田龍平
    • Organizer
      土木学会第77回年次学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 画像相関法を用いた鋼繊維補強RC部材のせん断耐荷機構2022

    • Author(s)
      阿部加苗,柳田龍平
    • Organizer
      土木学会第77回年次学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 鋼繊維を多く混入した無孔性コンクリートの力学特性2021

    • Author(s)
      黒田拓海,柳田龍平,小亀大祐,河野克哉
    • Organizer
      コンクリート構造物の補修,補強,アップグレードシンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 鋼繊維補強無孔性コンクリートを用いたはり部材のせん断挙動2020

    • Author(s)
      若山大幹,柳田龍平,河野克哉,二羽淳一郎
    • Organizer
      コンクリート工学年次大会2020(広島)
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 繊維混入率を2.5%とした繊維補強無孔性コンクリートの力学特性2020

    • Author(s)
      柳田龍平,前島充稀,小亀大祐,安田瑛紀,河野克哉
    • Organizer
      土木学会第75回年次学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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