鋼部材に発生した疲労き裂のCFRP板による補修・補強

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550486
• Research Institution: Meisei University
• Principal Investigator: 鈴木 博之 明星大学, 理工学部, 教授 (20135750)
• Keywords: 疲労 / CFRP / 補修 / 補強 / 鋼部材

Research Abstract

昨年度は、ストップホールと炭素繊維強化プラスチック板(以下、CFRP板と記す)を併用した疲労き裂の補修工法に関する研究を行い、この工法の実用性の高いことを明らかにした。本年度は、疲労き裂の補修にCFRP板を単独で用いることの可能性について実験的に検討した。
本研究では、実際に鋼部材に発生した疲労き裂を対象とするため、幅100mmの試験片中央に長さ10mmのソーカットを設け、繰返し荷重を作用させ、ソーカットから疲労き裂を発生させた。ソーカットと疲労き裂の長さの合計が約25mmに進展した時に載荷を止め、これを無補修試験片(C-1シリーズ)とした。疲労き裂に補修材として貼付するCFRP板の長さは100mmとし、CFRP板の幅cは10mm(C-2シリーズ)と25mm(C-3シリーズ)の2種類とした。CFRP板の接着にはパテ状エポキシ樹脂接着剤を用いた。鋼板およびCFRP板の厚さは各々6mmと1.2mmである。
実験の結果、以下の知見が得られた。
1 CFRP板を単独で疲労き裂の補修に適用する場合、き裂の再発生を抑制することはできなかった。しかし、延命化には十分な効果があった。
2 き裂部に対してCFRP板の幅が大きいほうが補修効果は高くなった。しかし、CFRP板の幅とき裂長さとの比c/a=0.4の場合でも応急処置としては十分実用性があると判断された。
3 作用応力範囲の高い領域の方が、CFRP板の補修効果は大きかった。
以上より、CFRP板は単独で疲労き裂の補修に用いても実用性が高いことがわかった。

Research Products

• [Publications] Hiroyuki SUZUKI: "Repair of Cracked Steel Member using Carbon Fiber Reinforced Polymer Strip"Proc.of 5^<th> Japanese-German Joint Symposium on Steel and Composite Bridges. 441-446 (2003)
• [Publications] 鈴木博之, 岡本陽介: "鋼部材に発生した疲労き裂の炭素繊維強化プラスチック板による補修"土木学会第58回年次学術講演会講演概要集. 第1部門. 1069-1070 (2003)
• [Publications] 鈴木博之, 岡本陽介: "炭素繊維強化プラスチック板を用いた疲労き裂の補修"鋼構造年次論文報告集. 11巻. 465-472 (2003)