2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high durability steel-FRR mixed girder replacing steel girder end to FRP girder
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16K06469
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
橋本 国太郎 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (40467452)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | FRP / 鋼 / 混合構造 / 高力ボルト摩擦接合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，鋼橋の桁端部を耐久性が高く，強度の高いFRP桁で置き換えた鋼・FRP混合桁を開発することが大きな目的である．鋼とFRPの接合は鋼部材の接合で一般的に広く用いられている高力ボルトで接合することを想定している．
平成30年度は，昨年度解析によって検討された混合桁の実験を行った．実験供試体はスパンは2m（全長2.4m）とし，桁端部両端をFRP桁，スパン中央部を鋼桁とし，それぞれのスパンを変更した2種類用意した．一つはFRP桁を片側400mmとし両端に接合したもの（以下，SFRP400），もう一つはFRP桁の片側長さを600mm（以下，SFRP600）とし両端に接合したものである．FRP桁と鋼桁の接合は高力ボルト摩擦接合によって接合した．連結板やフィラープレートには鋼材を使用し，実際の使用状況を想定して鋼桁の接合面のみ無機ジンクリッチペイントを塗布している．また，28年度の成果より，FRPにはより安価なGFRPを使用し，ハンドレイアップによって製作した．また，過去に行われたFRPのみで構成された同断面寸法およびスパンの桁の結果とも比較した．
これらの実験の結果，SFRP400では，桁中央部の鋼桁部材の圧縮フランジで座屈破壊したのに対し，SFRP600では，FRP桁部のせん断破壊で終局を迎え，破壊モードに違いが出た．また，最大荷重はほぼ同じ荷重となったが，曲げ剛性はSFRP400のほうが大きくなった．なお，FRPのみの桁に比べ，曲げ耐荷力は2倍近く，曲げ剛性は5倍以上となった．さらに，載荷中に高力ボルト摩擦接合部における大きな主すべりは見られなかったものの，実験データ分析により，SFRP600では若干ながら接合面ですべりが発生していた可能性がある．これらの結果より，FRP部材をより短く使用することで，剛性が上がり，接合部でのすべりは起こりにくくなることがわかった．
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