Proposal for design concept and investigation on mechanical behavior of bolted and bonded connections of FRP members by using FRP bolts

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H04397
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Structural engineering/Earthquake engineering/Maintenance management engineering
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Kitane Yasuo 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10444415)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 幸大 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00435447) ; 橋本 国太郎 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (40467452)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: FRP / ボルト・接着併用接合 / FRPボルト / 接合部耐力 / オールFRP構造 / 設計思想

Outline of Final Research Achievements

To utilize high corrosion resistance of FRP composites, this study aimed at achieving all-FRP structure by proposing hybrid bolted-bonded joints of FRP members with FRP bolts. As a result of this study, it was shown that failure process of a hybrid bolted-bonded joint is an initial debonding failure, a complete debonding failure, and a connection failure. The load at the complete debonding failure was found to be the load bearing capacity of the joint which was larger than that of a bonded connection. The bearing capacity of a hybrid joint did not decrease drastically after the complete debonding failure due to the bearing-type load transfer mechanism of FRP bolts.

Free Research Field

構造工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

FRPは耐食性に優れていることから，腐食環境の厳しい地域での構造物への採用事例が多くみられるが，接合部に鋼製の留め具を利用した場合は，留め具が腐食することにより，FRPの特長を活かしきれていない現状がある．本研究の成果により，接合部も含めオールFRP構造を実現し，よりFRPの特長を活かし，ライフサイクルコストも低減できるFRP構造物を提案することが可能となる．また，本研究では，FRPの損傷進展解析方法を提案しており，数値解析によってFRP構造物の限界状態をより正確に把握することが可能となる．