ひび割れ制御を目的とした繊維補強コンクリートの構造利用に関する研究

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18560450
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 内田 裕市 岐阜大学, 総合情報メディアセンター, 教授 (20213449)
• Keywords: コンクリート / 繊維補強コンクリート / ひび割れ / 付着 / 有限要素法

Research Abstract

1.引張側に繊維補強コンクリートを用いたRCはりのひび割れ性状に関する実験的検討
鉄筋コンクリート梁(幅200mm,有効高さ250mm,全長3000mm)の引張鉄筋周辺に各種繊維補強コンクリート(鋼繊維補強コンクリート,吹き付け用高靭性モルタル,打ち込み用高靭性モルタル)を用いた試験体について曲げ載荷試験を行い,ひび割れ特性について検討した。
その結果,繊維補強コンクリートを引張鉄筋周辺に用いることでひび割れ幅を低減できることが明らかとなった。特に,高靭性モルタルを用いた場合には,普通コンクリート部分では一定間隔で離散的にひび割れが発生するのに対して,高靭性モルタルの部分では微細ひび割れが複数発生することで,鉄筋が降伏する応力レベルに達してもひび割れ幅が0.1mm以内に低減された。ただし,高靭性モルタルの部分のひび割れ分散性は,高靭性モルタル自体の引張特性に依存しており,伸び能力が大きいものほどひび割れがより均一に分散することが明らかとなった。
2.鉄筋とコンクリート付着特性に関する実験および解析
異形鉄筋とコンクリートの付着特性を明らかにすることを目的に,鉄筋の節サイズまでモデル化したメゾレベルの有限要素モデルを用いて解析を行った。その結果,内部の微細ひび割れ進展など定性的な挙動は再現可能であったが,定量的には幾つかの問題点が明らかとなった。とくに,高い応力レベルにおける節前面でのコンクリートの変形と圧壊(横拘束下での圧壊/塑性化)のモデル化がキーポイントであり,軟化特性を導入すると変形が局所化してしまい,定性的にも不合理な結果となることが示された。