| Research Abstract |
本研究の研究目的を達成するために、地震衝撃などの高速載荷下におけるコンクリート構造物の破壊メカニズムの解明,大規模脆弱構造物の補強計画のモデル化,炭素繊維シートによる接着補強工法の耐久性に関する検討,補強設計と構造解析を行うための基本パラメーターの確立と基礎データの蓄積,複合補強効果の理論解析法の構築,FRPシートによるひび割れ抑制効果や引っ張り硬化効果に関する検討,炭素繊維シートによって補強された複合構造物の破壊形式の把握と実験確認,コンクリート亀裂やFRPシート剥離などを統一に評価できる有限要素解析手法の確立,非線形有限要素解析による補強構造物の破壊メカニズムの解明,現有の鉄筋コンクリート理論の適用性に関する検討,鉄筋コンクリート構造部材のせん断設計に関する検討,耐剥離構造設計に関する検討,合理化補強設計および最適補強設計のあり方に関する検討およびFRPシート緊張工法の発展などの計画で研究を進めてきた.
研究第2年度の研究実績としては,1)初年度において震災を受けた鉄筋コンクリート構造物の破壊性状および原因に関する分析調査を行った.本年度において地震衝撃などの高速載荷下におけるコンクリート構造物の脆性化遷移現象に着目し,コンクリート圧縮や引っ張り性状のひずみ速度依存性を考慮した有限要素解析法を構築することによって,大規模せん断破壊被災を受けたコンクリート構造物の破壊性状メカニズムの解明を試みた.さらに構造設計や耐震補強設計におけるコンクリート構造物の曲げ・せん断比の要求に関する研究を行った.2)時系列的な信頼性解析手法およびGA理論による脆弱構造物,特にコンクリート橋の各要素に関する耐震健全性診断や寿命予測方法および耐震補強計画モデルを提案し,大規模脆弱構造システムの補強優先順位決定,およびFRPシート補強による複合構造システムの信頼性解析を試みた.3)既存の鉄筋コンクリート設計法および変形適合条件や各種材料の応力-ひずみ関係を導入した簡易解析法により,補強された構造部材(梁,柱,スラブ)の典型的な破壊パターン,既存設計法の適用性に関する検討を行った.4)初年度から構築されてきた複合補強効果の理論解析法を用いて,補強されたコンクリート構造部材におけるFRPシートのひび割れ抑制効果,ひび割れ間隔の変化,引っ張り硬化についての評価を系統に行い,設計指針整備への有用な知見を与えることになる.5)初年度から開発されてきたコンクリート亀裂やFRPシート剥離などを統一に評価できる有限要素解析手法を用いて,補強構造部材の破壊メカニズムの解明および補強効果の評価を行ってきた.実験成果と併せて,鉄筋コンクリート構造部材のせん断設計法に関する検討,靱性評価,耐剥離構造設計法に関する検討を試みることが出来た.6)コンクリート中の水分,塩分,樹脂種類などを変化させた実験を行い,付着工法の耐久性に関する検討を行い,指針作りの基礎データはかなり整備できた.7)合理化補強設計および最適補強設計のあり方に関する検討を行うため,FRPシート補強材の用量による各種構造部材の補強効果,破壊性状の変化を確認するための実験研究を実施した.8)民間会社と共同で開発されてきたFRPシートの緊張接着工法に基づき,現有のFRP接着工法からの発展性を示した.
以上により,本研究の成果としては,FRPシート接着工法の設計指針整備に対して,既存構造物の構造評価,補強された構造物のひび割れ評価と制御,耐せん断設計,耐剥離設計,耐久化設計および最適補強設計などに大きな知見を提供することができた.
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