2021 Fiscal Year Research-status Report
緊張材の能動横拘束で地震損傷RC部材のひび割れを閉合する機動的な応急補強法の開発
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20K04794
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
中田 幸造 琉球大学, 工学部, 教授 (80347129)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | プレストレス / 横拘束 / 拘束コンクリート / 応急補強 / 軸耐力 / リハビリテーション / せん断破壊 / エポキシ樹脂補修 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，高強度緊張材（アラミド繊維ベルト）による能動横拘束を，地震でひび割れが生じたRC柱のひび割れ閉合に応用する。これまでの研究においては，応急補強RC柱の曲げ耐力は，無損傷RC柱に比べればやや小さく，また，水平剛性もやや低い結果が得られている。曲げ破壊するのは，損傷RC柱への能動横拘束によりせん断耐力が増大したためと考えられる。能動横拘束によってひび割れ幅を大きく閉合できることは事実だが，ひび割れを完全に閉合することは難しい。その結果，前述のように応急補強後の水平剛性，圧縮剛性は，無損傷RC柱に比べて小さくなっている。この観点から2021年度は，能動横拘束にエポキシ樹脂補修を併用し，剛性の回復程度，曲げ・せん断の応力伝達機構の検証を目的とした。
従来のエポキシ樹脂補修は，樹脂注入後，一定の養生期間を経て樹脂が硬化した後，その補修効果を発揮するのに対して，本応急補強法の特徴は，高強度緊張材による能動横拘束によって損傷RC柱のひび割れを閉合し，応急補強後，養生期間を必要とすることなく直ちに補強効果を発揮する点にある。従って，エポキシ樹脂補修を併用することによって本応急補強法の機動性が低下しないよう樹脂注入を以下のように実施した。
（1）せん断損傷実験後，損傷RC柱を加力装置にセットした状態で損傷RC柱にベルトの位置を書き込んだ。（2）この状態で，職人がひび割れにパテ作業を施した。このとき，インジェクター土台は，斜めひび割れが生じたウェブ面のみに，かつ，インジェクター中心は，ベルトとベルトの間の中心になるようにセットした。（3）樹脂を低圧ではなく，手動で注入直後，ベルトを巻き付け，かつ，締め付けて損傷RC柱に能動側圧を導入した（緊張ひずみ1800μ程度）。（4）補修・補強作業の翌日（圧縮実験については，実験の都合上，補修・補強作業から一定期間の後に），加力実験を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
以下に2021年度（令和3年度）の成果をまとめる。
（1）水平加力用樹脂補修併用柱試験体は4体であり，このうち3体は主筋の付着がある柱試験体とした。この3体は能動側圧が実験変数であったが， 3体とも主筋の引張降伏を伴う曲げ破壊となった。残り1体は，主筋の付着を除去した柱試験体であり（与えた能動側圧は中程度），この柱試験体の最大水平耐力は，せん断損傷実験時と同程度であった。（2）樹脂補修を併用した応急補強RC柱試験体の水平剛性は，樹脂補修を併用しない場合に比べて回復することが分かったが，その回復程度は，損傷レベル，導入する能動側圧の大きさに関係しそうであることがわかった。（3）主筋の付着を除去した柱試験体の最大水平耐力は、主筋の付着がある柱試験体より小さくなった。トラス機構のせん断力負担が発生していないためと考えられる。なお，圧縮実験結果3体については現在もデータ分析中である。
以上の成果から，現在の進捗状況を概ね順調と判断した。2021年度（令和3年度）の成果については，2022年度（令和4年度）中に論文投稿を行いたいと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究成果より，2022年度へ向けての課題は以下を考えている。
（1）実験結果の分析をさらに進め，本応急補強法とエポキシ樹脂併用の効果（剛性回復の程度や，耐力回復の程度）を明らかにする。（2）損傷レベルや導入する能動側圧の程度が曲げやせん断の伝達機構に与える影響を引き続き検証する。（3）2021年度の圧縮実験結果の分析を進め，過去の実験結果とも合わせて，損傷レベル，能動側圧と，鉛直荷重支持能力の関係を検証する。
なお，2021年度から琉球大学工学部改修工事が始まり，2022年度は構造実験棟が改修工事対象となったため，2022年度は加力実験が実施できないことになった。そのため，2020年度，2021年度の実験結果を中心として，過去の実験結果も併せて高強度緊張材の能動横拘束による損傷RC柱へのひび割れ併合効果の検証を進めていきたい。
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| Causes of Carryover |
この理由は，COVID-19の影響で学会発表がすべてオンラインとなったことなど研究活動が制約されたことが主な理由である。前述のように，2022年度は実験棟が改修工事のため加力実験が実施できない分，研究補助者を雇用するなどにより，これまで以上に理論的検証を進め，機動的応急補強の確立に向けて努力していきたい。
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Research Products
(2 results)
