2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of evaluation method for member strength of FRP members with fiber nonuniformity in cross section
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19K04578
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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) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | GFRP / 引張強度 / 圧縮強度 / せん断強度 / 部材強度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，GFRP（ガラス繊維強化プラスチック）の材料クーポン試験などから部材強度を予測するために，材料レベルおよび部材レベルでの引張試験，圧縮試験およびせん断試験を実施し，部材強度を予測する手法を実験的に検討した．
2019年度，2020年度までは、引張および圧縮試験を実施し，その部材強度評価方法を検討したが，2021年度にはせん断強度に着目し実験を実施した．
具体的には，チャンネル部材のウェブ部分から切り出したクーポン試験片による2種類の面内せん断試験，フランジから切り出したクーポン試験片による面外せん断試験および，部材のせん断試験を実施した．また，部材軸方向に繊維が配向されている一方向材を2種類，および部材軸方向と部材軸直角方向の2方向に繊維が配向されている二方向材を用いて，実験を実施した．
その実験結果より，二方向材ではクーポン試験片から部材強度を評価することは可能であることがわかったが，一方向材では，フランジとウェブとの境界部で板同士が剥離するせん断破壊が起こることがあり，部材強度が小さくなる場合があった．また，ウェブ高さとフランジ幅の比によって，破壊モードが変わる場合もあることがわかったため，今後は解析的な検討も含め，せん断強度や破壊モードを正確に評価できる方法を確立する必要があることがわかった．
研究期間全体を通じて得られた成果として，引張強度や圧縮強度の評価に関しては，部材によっては繊維の含有率が断面内でも違うことから，できるだけ多くの位置からクーポン試験片を採取し平均的に強度を算出することで正確な部材強度を評価できる可能性があることがわかった．せん断強度に関しては上述したように，形状や繊維の配向状況によってせん断破壊モードが変わる場合があることに留意する必要があることがわかった．
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