2009 Fiscal Year Annual Research Report
腐食した鉄筋コンクリート部材の付着割裂メカニズムの解明
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20560457
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| Research Institution | Railway Technical Research Institute |
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Principal Investigator |
大屋戸 理明 Railway Technical Research Institute, 構造物技術研究部, 主任研究員 (10425910)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金久保 利之 筑波大学, システム情報工学研究科, 准教授 (90261784)
八十島 章 筑波大学, システム情報工学研究科, 助教 (80437574)
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| Keywords | 鉄筋コンクリート / 腐食 / 付着 / 異形鉄筋 / 割裂 / 質量減少率 / ひび割れ |
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| Research Abstract |
既存の土木構造物を将来にわたって有効に活用するためには、材料劣化に伴う構造性能の低下を明確に把握することが重要である。特に鉄筋コンクリート(RC)構造物における鉄筋の腐食については、安全性への影響が大きいため、その影響度を的確に評価する必要がある。本研究は、腐食がRC構造物の構造性能に及ぼす影響を明らかにするため、腐食鉄筋のコンクリートとの付着性状に着目し、その評価のためのメカニズムを解明することを目的とする。
本研究では、健全RC部材中の付着割裂における局所付着応力-すべり量関係を、コンクリートの割裂の寄与によるそれと、横補強による拘束効果が発揮される場合のそれとの加算で表現する。腐食RC部材においては、鉄筋の引抜時に生じる付着割裂ひび割れのほかに、腐食ひび割れや節の欠損がコンクリートの割裂の寄与に影響を与え、さらに腐食生成物によるプレストレス効果が拘束効果に影響を与えると仮定する。
平成21年度は、鉄筋の断面減少が単独で付着性状へ与える影響を明確化するため、実験により確認を行った。局所腐食を伴う腐食鉄筋の断面減少を鉄筋の切削により模擬し、片引き試験を行った。切削の程度および位置を変動因子とした。模擬腐食鉄筋は、コンクリート中での腐食のばらつきを模擬するため、既往の文献を参照して、全体に平面切削する部分と局所的に曲面切削する部分に分けて切削した。また、一時切削のみを施した試験体で鉄筋の応力勾配を取得し、これから各ゲージ位置での局所付着モデルを設定して、微小区間での力の釣合いを逐次積算する方法で解析を行い、実験結果と対比した。実験および解析結果によると、解析値は実験結果を概ね良好にトレースしており、断面減少が極端に大きいものを除く殆どの試験体の付着特性は荷重端での鉄筋の降伏により決定され、局所的な断面減少が全体の付着特性に与える影響は小さいことが確認された。
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