Investigation of fracture process mechanisms and proposal of pull-out strength formulation of post-installed adhesive anchor

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K18189
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Building structures/Materials
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: Ayumi Satoh 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 助教 (60644995)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 接着系あと施工アンカー / 耐震補強 / 引抜き / 破壊進行メカニズム / 耐力算定 / 有限要素解析 / 超高強度繊維補強コンクリート

Outline of Final Research Achievements

The post-installed adhesive anchor is very convenient for repairing concrete structures and attaching some peripherals to concrete substrate. However, the fracture progress mechanisms of post-installed anchor under pull-out force is not well known, therefore there should be an improvement of the pull-out strength for design formulae.
In this study, experimental pull-out test and finite element analysis were conducted in order to discuss the pull-out behavior of post-installed adhesive anchor. The analytical results revealed the mechanisms of crack formation in concrete and shear stress transfer mechanisms between anchor and adhesive, and also between adhesive and concrete. Furthermore, a new pull-out strength formula was proposed which is based on the shear failure criterion of cone failure in concrete.

Free Research Field

建築材料・施工（特にコンクリート）

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で接着系アンカーの破壊進行メカニズムを解明できたことで、理論的根拠に基づいた施工方法の明示化、応力集中部を局所的に補強する新工法の開発、さらに新規接着剤の提案が出来るなど、本研究の成果が接着系アンカーの技術革新につながることが期待される。例えば、アンカーボルトの埋込底部が最も引抜き耐力向上に影響を与えるため、頭付きアンカーボルトの適用が効果的であることが分かった。
さらに、接着系アンカーの主要な破壊モードのコンクリートのコーン状破壊について、新たな提案式を学会発表した。つまり、今までの引張破壊基準に代わり、せん断破壊基準をベースとした引抜き耐力算定式への修正提案である。