腐食劣化したRC構造のFRP補強効果のRBSM微細構造解析による性能評価

• Project/Area Number: 21F20352
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Review Section: Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 長井 宏平 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (00451790)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): JIANG CHENG 東京大学, 生産技術研究所, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2021-04-28 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: コンクリート / 連続繊維補強 / 微細構造解析 / 付着モデル

Outline of Research at the Start

This project aims to develop a mesoscopic numerical simulation approach to accurately model the FRP retrofitted corrosion damaged RC structures, with both the deterioration effect by steel corrosion and the upgrading effect by FRP retrofitting. The final goal is to know the residual capacity and ductility of FRP retrofitted corrosion damaged RC structures using RBSM simulation.

Outline of Annual Research Achievements

受入れ研究者が開発している鉄筋コンクリート構造解析のための三次元微細構造解析システムを発展させ，新たに連続繊維補強コンクリートにより補強した際の構造性能を評価できるシステムとすることに取り組んだ。具体的には，解析システムにおいてコンクリート表面に連続繊維補強材（FRP）をモデル化し，FRP要素に繊維の材料特性を，FRPとコンクリート要素の界面には付着特性を組み込むことで構造性能を表現することを可能にした。解析の検証として，既往の実験を解析対象にFRPの引張破壊の再現を行った。微細構造解析では要素サイズが5mm程度と小さく，ローカルな付着と滑りの積分として全体の引抜挙動が表される。FRPの応力状態，コンクリートとの界面の付着，さらにコンクリートにひび割れが発生し進展していく複雑な破壊プロセスを実験と同様に適切に再現することができ，妥当性が確認された。また，三次元解析であるので，FRPの外側に広がるコンクリートの応力やひび割れも解析ができ，汎用性の高いシステムとなった。通常の実験では，FRPの塗布の状況などにより，観察される結果にばらつきも大きくなるが，数値解析により各因子の全体挙動への影響度もパラメトリック解析から推定できるようになった。
Jiang氏が，研究実施期間中にオーストリアの大学に職を得たために，研究を終了することとなったが，上述のように解析システムにFRP要素を新たに組み込み，実験との比較やパラメトリック解析により，解析の妥当性を確認したうえで新たな知見を得られるシステムへと拡張がされた。拡張された解析システムを用いて，研究室の学生が研究を継続しておりJiang氏との連携を継続する予定である。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。