| Project/Area Number |
21K04238
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
Nakamura Hitoshi 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 准教授 (70264596)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 構造工学・地震工学 / 構造・機能材料 / 維持管理工学 / 補修・補強 / FRP部材 / 鋼構造物 / 接着接合 / 耐久性 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，軽量で，耐久性にも優れるFRPを用いた，既設鋼構造物の補修・補強方法を提案するものである．炭素繊維，ガラス繊維からなる未硬化の強化材を施工現場に持ち込み，VaRTM（真空含浸工法）と呼ばれる成形技術で，強化材に樹脂を含浸・接着することで，FRP部材の高度利用による既設鋼構造物の補修・補強技術の開発を目的としている．本研究では，(1)鋼部材との接着接合部の強度，耐久性，(2)補修・補強に必要なFRP部材の積層構成・断面剛性を実験的・解析的に検討し，接着接合，FRP部材の設計法を提案する．次に，(3)補修・補強を必要とする，鋼部材の部分・縮小模型を用いて，提案する工法の効果を検証する．
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| Outline of Final Research Achievements |
In response to the demand for efficient maintenance and management of infrastructures, this study proposes a repair and strengthening method for existing steel structures using FRP, which is lightweight and has excellent durability. The objective of this study is to develop the repair and strengthening techniques for existing steel structures utilizing advanced FRP members by bringing fibers to the construction site and impregnating and bonding resin to the reinforcing fibers using a molding technique called VaRTM (Vacuum assisted Resin Transfer Molding Method). In this study, (1) the strength and durability of adhesive joints with steel members were investigated, and (2) the stacking configuration and cross-sectional stiffness of FRP members were experimentally and analytically investigated. Furthermore, Furthermore, efficient adhesive bonding and optimal installation of FRP members are shown for steel members required for repair and strengthening.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
FRP部材を用いた接着工法は，孔明け等が不要で，施工が簡便であるため，種々の既設鋼構造物の補修・補強に適用できると考えられるが，接着接合部のはく離や長期耐久性に対する懸念やFRPの効果的な配置が課題であった．本研究の成果より，複合応力を考慮した接着強度，接着接合部のクリープ特性，疲労耐久性が定量的に示されたこと，また，補修・補強が必要な鋼部材に対するFRP部材の積層・断面構成の配置の考え方が示されたことから，FRP部材の高度利用とその普及に貢献するものと考えている．
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