2021 Fiscal Year Research-status Report
危険性自己発信機構を有するあと施工アンカーの開発と実建物への適用可能性の検証
| Project/Area Number |
20K04775
|
|---|
| Research Institution | Tohoku Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
船木 尚己 東北工業大学, 建築学部, 教授 (70347897)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 智己 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (10552458)
畑中 友 米子工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (30805239)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | あと施工アンカー / 有限要素貝瀬敬 / 自己発信機構 / 引張載荷試験 / ひび割れ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、過酷な条件下においても長期間安定した性能を保持し、かつ、性能低下をアンカー自らが発信する機構を組み込んだ新しいタイプのあと施工アンカーを考案するとともに、アンカーの施工面に生じたひび割れが耐力性能に与える影響を評価する試験方法について提案し、実建物への適用の可能性について検証するものである。具体的には、主に以下の3点について取り組むこととしている。
① 長期間安定した耐力性能を発揮するあと施工アンカーの提案
② 性能低下の危険性をアンカー自らが発信する機構の提案
③ アンカー施工面に生じたひび割れがアンカーの性能に与える影響に関する評価法の構築
本申請の2年目である2021年度は、主にアンカーに組み込むための自己発信機構の提案と、その実装の可能性について検討することを主な目的とした。自己発信機構を組み込むアンカーの基本特性として、アンカー筋の塑性変形が大きいこと、最終的な破壊形式としてアンカー筋の破断が先行することを挙げている。これらの特性は、従来のあと施工アンカーの持つ弾性型の耐力特性と大きく異なるものであるが、これまでに取り組んできた実験と3次元有限要素解析により概ね実現できたと考えている。今年度は、アンカーの伸びが確実に目視で確認できるようアンカー筋に発光塗料を塗布した試験体による載荷試験を実施した。また、自己発信機構については、最終的なものとしてアンカーの伸びを電気的または画像分析による装置で、確実にアンカーの耐力を判定することが望ましいと考えているが、今年度においては、安価なシングルボードコンピュータとアンカー筋の伸びを検出するひずみ式センサーを用いた簡便な仕組みの構築を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本申請の2年目である2021年度は、アンカーに組み込む自己発信機構の提案と、その実装の可能性について検討することを主な目的とした。これまでに行ってきた研究により、自己発信機構を組み込むためのアンカーについて提案し、その実用の目処を立てることができた。具体的には、外力によるアンカー筋の伸びを大きく確保できる弾塑性型の特性を持ち、最終的な破壊形式としてアンカー筋破断が先行するものである。これらについては、昨年度までに実施した載荷試験や3次元有限要素解析を行って得られた結果に基づいて得られた成果である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究の最終年度となる2022年度には、昨年度から取り組んでいる自己発信機構の提案と、その実装の可能性について本格的に検討を開始する予定としている。
自己発信機構は、アンカー本体に埋め込んだセンサーによって電気的信号に変換して信号を発信するものや、アンカーの伸びを画像分析等で判断する仕組みとすることで実現可能であると考えている。より簡便で確実に危険性を判定できる仕組みの構築のため、市販のシングルボードコンピュータを用いた多種多様な仕組みを構築する。具体的には、ひずみ式の変位計を使って、アンカー筋の伸び量に伴って変化する抵抗値の変化を検出し、設定した閾値を超えた時に信号を発信するものや、小型カメラを用いてアンカーの伸びを画像によって分析する仕組みなどを構築中である。
|
| Causes of Carryover |
自己発信機構として考えているシングルボードコンピュータが比較的安価でそろえることができたことと、十分な仕組みの構築がまだ十分に行えていないことなどが、次年度使用額が生じた大きな理由である。今年度は、画像処理やひずみ計測などによる仕組みの構築を計画しているため、その差額は、当初の予定通りこれらの購入に充てる計画である。
|
