2017 Fiscal Year Research-status Report
ボルト孔に樹脂を充填した高力ボルト接合の継手強度評価
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16K06479
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
石川 敏之 関西大学, 環境都市工学部, 准教授 (00423202)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 高力ボルト / 充填 / エポキシ樹脂 / すべり係数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，既存鋼橋の補修・補強法である鋼板ボルト接合において，現場ですべり係数を十分に確保できない場合の対策として，ボルト孔にエポキシ樹脂を充填する工法に着目し，充填した樹脂による支圧効果を明らかにすることを目的としている．本研究では，ボルト孔へ樹脂を充填するために，座金を加工して，樹脂の注入孔を設けている．
平成29年度は，ボルト孔に樹脂を充填した継手タイプの試験体の引張試験を引き続き実施した．継手タイプの試験体でも，グラインダー処理のみのようなすべり係数が十分確保できない場合に対して，ボルト孔に樹脂を充填することにより，力の伝達が十分に行えることが明らかになった．また，当て板タイプの試験体に対して，外側のボルト孔のみに樹脂を充填した試験体，継手タイプの試験体に対して，内側のボルト孔のみに樹脂を充填した試験体の引張試験も実施した．両者とも，全てのボルト孔に樹脂を注入した結果と樹脂を注入していない結果との間となった．
次に，断面欠損が生じた場合を想定して，当て板ボルト接合をし，ボルト孔に樹脂を充填した試験体の引張試験を実施した．ボルト孔に樹脂を充填しない場合，当て板をしていても断面欠損部で試験体が破断したが，ボルト孔に樹脂を注入することによって，当て板へ荷重を伝達でき，断面欠損部が破断することはなかった．
樹脂の温度依存性の評価を行うために，当て板タイプの試験体と継手タイプの試験体に対して，試験体を50℃に温めて引張試験を実施した．その結果，ボルト孔に樹脂を充填した試験体の室温での引張試験結果と同様な結果となった．
ボルト孔に樹脂を充填した効果を，FEM解析で再現するために，解析も実施した．ボルト孔に樹脂を充填した場合の効果が，定性的に表現できるモデルの構築が行えたので，今後，FEM解析も利用して，樹脂の充填位置の影響等を明らかにする．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では，既存鋼橋の補修・補強法である鋼板高力ボルト接合においてボルト孔にエポキシ樹脂を充填する工法に着目し，（１）ボルト孔を充填に用いる樹脂の選定，（２）ボルト孔を充填した際の継手強度の評価，（３）摩擦が十分に確保できない場合に対する本工法の効果，（４）ボルト孔の充填箇所の影響，（５）強度評価，を行うことを目的としている．
平成29年度は，（２），（３），（４）の一部を実施した．（２），（３）の継手試験体と当て板試験体の引張試験はほぼ終了した．（４）のボルト孔の充填箇所の影響の試験も一部実施できた．また，FEM解析による評価を開始した．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は，研究目的（２）～（４）で，追加試験を実施する．特に，断面欠損した場合の当て板高力ボルト接合に対して，充填樹脂の効果が期待できるので，追加で試験を実施する．また，研究目的（２）～（４）の追加実験に対しても，実験結果をFEM解析によって再現する．FEM解析では，さらにボルト列数を増やしたパラメトリック解析などを実施し，樹脂を充填する位置の効果を明らかにする．強度評価としては，すべりに着目した強度評価を実施する．すべりは高力ボルト位置での主板と当て板の相対変位で評価するのが一般的であるため，ボルト孔に樹脂を充填した場合の効果を相対変位で与え，強度評価へ適用することを考えている．
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| Causes of Carryover |
本研究では，載荷試験を複数回に分けて実施しており，試験結果毎にデータを評価し，次の試験へ反映させて試験体を正確している．また，試験結果に合わせてFEM解析を実施して，次の試験を効率的に行っていたため，試験体の数を変えたり，ひずみ計測位置を変えたりしたことにより，計画していた経費の使用に至らなかった．
平成30年度は，平成28～29年度の試験結果を補う試験を実施するので，早い段階で試験を実施でき，計画的な経費の利用が可能であると考えている．
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