2023 Fiscal Year Annual Research Report
Evaluation of fiber orientation and failure analysis of full scale ultra-high-strength fiber reinforced concrete members
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20H02220
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
内田 裕市 岐阜大学, 工学部, 教授 (20213449)
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2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 超高強度繊維補強コンクリート / 繊維の配向 / 引張軟化特性 / せん断特性 / 有限要素解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．昨年度に引続き、コンクリートの打込み位置と載荷方向が異なるスラブ部材ならびに過去に行った変断面部を有するはり部材の破壊挙動について、繊維の配向と破壊挙動の関係について有限要素解析を実施した。その結果、スラブ部材、はり部材ともに繊維の配向の違いによる破壊耐力の違いに関しては、定性的には有限要素解析解析によって再現できることは明らかとなった。しかしながら、解析結果は入力する繊維の配向と材料構成モデル（引張軟化特性）の関係式に依存し、現状では引張軟化特性が高め評価されることが原因で部材耐力が実験結果より高めに評価されることが明らかとなった。
２．実際のUFC部材を想定した突起を有するパネル部材を対象として、突起部の破壊性状について有限要素解析によるシミュレーションを実施した。その結果、突起部の破壊耐力についても繊維の配向を考慮することで定性的には実験結果を再現できたが、繊維の配向と引張軟化特性の関係式の特性が原因で破壊耐力が実験結果より高めに評価される結果となった。また、突起部周辺の繊維の配向は3次元的に急変するため、破壊断面を事前に想定することができず、1方向の構成モデルでは部材のモデル化が困難であり、繊維の配向と材料特性の3次元モデルの構築が必要であることが示された。
３．ひび割れ面における繊維の配向と繊維のせん断力分担に関して、配向、繊維の種類をパラメータとした1面せん断試験を実施した。その結果、せん断変形（ずれ）によって繊維が押し込まれる方向と引き抜かれる方向で、せん断力-ずれ変位関係が大きく異なることが明らかとなった。また、合成繊維のせん断分担力は鋼繊維に比べ、かなり小さいことが示された。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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