| Research Abstract |
本研究は、静的および繰返し荷重下における連続繊維シートの付着・定着機構を実験及び解析的に把握し,付着・定着強度式を構築するとともに,連続繊維シート補強部材の有限要素解析に使用することが出きる付着構成則の開発を目的としたものである.本年度の研究で得られた知見を以下に示す.
(1) 連続繊維シートの付着機構の解明とその強度式の構築
連続繊維シートの一軸付着試験結果に基づき,実際の付着挙動をシミュレーションできる,付着応カ-すべり-ひずみ関係を構築した.さらに,付着応力-すべり-ひずみ関係を用いた数値解析に基づき,連続繊維シートの付着強度式を開発した.その付着強度式は,コンクリート強度,シートの剛性,定着長さ,定着幅,の影響を考慮できるものであり,十分な予測精度を有している.
(2) 連続繊維シートの付着疲労挙動の解明
定着長を一定とし,連続繊維シートの枚数,応力振幅を実験変数とした付着疲労試験を行った.応力振幅が大きいほど疲労寿命が短いこと,応力振幅が等しい場合には,連続繊維シートの剛性が大きいほど疲労寿命が長くなることを明らかにした.今後の課題は,(1)で開発した静的荷重下の付着応カ-すべり-ひずみ関係を,繰返し荷重をも考慮可能なものへ拡張し,さらに疲労寿命式を構築することである.
(3) 一軸引張下における連続繊維シートで補強した鉄筋コンクリート部材の引張剛性
連続繊維シート補強鉄筋コンクリート部材の一軸引張試験を行い,補強部材の引張剛性モデルを構築する上で必要な力学的特性を明らかにした.平均ひび割れ間隔は連続繊維シートの剛性が大きいほど小さくなり,その結果,コンクリート内の鉄筋の応力分布が,鉄筋コンクリート部材の場合とは大きく異なる.また,連続繊維シートの剛性が大きいほど,鉄筋の塑性領域が大きく,その結果鉄筋の平均付着応力が極端に小さくなる.一般に,補強部材のテンションスティフニングは,連続繊維シートの付着応力により,連続繊維シートで補強しない場合よりも大きくなるが,連続繊維シートの量が降伏後の鉄筋の大きな付着応力の低下を補うに十分でない場合には,逆に,テンションスティフニングが小さくなることを明らかにした.今後,補強部材の引張剛性モデルを構築し,有限要素解析に導入する.
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