Assessment of load bearing capacity and risk of damage in Steel-Concrete joints affected by compound factors

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15079
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
• Research Institution: Aichi Institute of Technology
• Principal Investigator: Munemoto Satoru 愛知工業大学, 工学部, 准教授 (70737709)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 鋼・コンクリート接合部 / 乾燥収縮 / 腐食 / FEM / 孔あき鋼板ジベル / 耐荷性能

Outline of Final Research Achievements

In this study, the development of an analytical method capable of uniformly and quantitatively evaluating the damage degree of steel-concrete joints due to mechanical and environmental factors was aimed for. As a result, through analytical examination using FEM focusing on environmental factors such as drying shrinkage of concrete and corrosion of steel, a simplified model capable of quantitatively evaluating drying shrinkage strain and crack propagation in concrete was proposed, confirming the validity of the analytical method. We clarified the influence of corroded reinforcement position and direction on the shear load-bearing performance evaluation of PBL (Perforated Steel Plate Beams) and identified future challenges in this analysis methodology.

Free Research Field

構造工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本課題では、乾燥収縮や鋼材の腐食などの環境的要因が鋼・コンクリート接合部の耐荷性
能に及ぼす影響を力学的観点から明確にすること、さらに環境的要因と力学的要因による損傷の関連性を把握するとともに統一的に評価可能な手法を提案することを主な目的としていた。鋼・コンクリート接合部といった複合構造を対象に、力学的要因による損傷度と材料劣化などの環境的要因による損傷度を同時に定量的に評価可能な解析手法は国内外問わず開発されていないため、学術的意義を有している。
さらに，目視できない鋼・コンクリート接合部の適切な維持管理手法に向けた重要な研究であり，社会的意義も有している。