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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Clarification of bond and anchorage behavior and its stress transfer mechanism of deformed reinforcement bar

Research Project

Project/Area Number 21H01408
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

中村 光  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60242616)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三浦 泰人  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10718688)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords付着 / フック / 重ね継手 / 繊維補強コンクリート / 剛体バネモデル / 割裂破壊 / テンションスティフニング効果 / ポストヘッドバー
Outline of Annual Research Achievements

当初予定は、①載荷試験側面、②計測側面、③数値解析側面の3点であったが、2022年度に繊維補強コンクリート(FRC)の解析に成功したことで、数値解析による鉄筋の付着・定着性能の評価の可能性と適用性が格段に向上した。そのため、フック部の検討に加え、付着・定着性能に係わる様々な対象に対して、主に数値解析的側面の検討を行った。
(1)フック部単体の検討については、実施した実験の数値解析から得られた内部ひび割れや応力分布などの詳細な分析を行った。その結果、フック部は引抜き時に非常に複雑な曲げ変形挙動をしており、その変形挙動が引抜き時の剛性や割裂破壊挙動に大きく影響をしているメカニズムを明らかにした。また、曲げ変形挙動は曲げ内半径や余長部の付着特性に大きく影響することも明らかにし、フック部の諸元と定着性能の関係を明確にした。
(2)FRCおよび横方向鉄筋が付着・定着挙動に及ぼす影響については、鋼繊維補強コンクリート(SFRC)の付着・定着性能の評価を主に解析的検討により行った。重ね継手に対しては、スターラップ、SFRCによる定着性能の違いを評価し、重ね継手の割裂破壊メカニズムを明らかにした。さらにそのメカニズムに対し、SFRCがスターラップよりも付着・定着性能向上に有用であることを解析的に明らかにした。また、スターラップがフックの定着性能に及ぼす影響を実験ならびに数値解析より明らかにした。
(3)付着・定着性能に係わる様々な対象として、①SFRCのテンションスティフニング効果、②後挿入筋(PHB)を用いたRC部材のせん断破壊挙動、③孔あき鋼板ジベル(PBL)の孔内に設置する異形鉄筋の効果、を実験ならびに数値解析により検討した。いずれも付着や定着性能がひび割れ発生過程や耐力などの構造性能に密接に関係しているメカニズムを明らかにし、付着・定着性能の観点から設計法を考える有用な知見を得た。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Mesoscopic evaluation of the bond behavior of concrete with deformed rebar subjected to passive confinement employing 3D discrete model2024

    • Author(s)
      Shoaib Karam Muhammad, Nakamura Hikaru, Yamamoto Yoshihito, Tahir Muhammad, Hameed Rashid
    • Journal Title

      Engineering Fracture Mechanics

      Volume: 295 Pages: -

    • DOI

      10.1016/j.engfracmech.2023.109790

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Experimental study on the effect of different shear reinforcement shapes and arrangement on 3D crack propagation and shear failure mechanism in RC beams2023

    • Author(s)
      Muhammad Abdullah, Hikaru Nakamura, Keisuke Kawamura, Masashi Takemura, Taito Miura
    • Journal Title

      Structures

      Volume: 58 Pages: -

    • DOI

      10.1016/j.istruc.2023.105453

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Numerical evaluation on effect of reinforcement detailing of concrete structures using Meso-Scale simulation2023

    • Author(s)
      Hikaru Nakamura
    • Organizer
      21th ASEP International Convention (21AIC3)
    • Invited
  • [Presentation] Applicability of proposed steel fiber model based on 3D RBSM to simulate the mechanical behavior of steel fiber reinforced concrete2023

    • Author(s)
      Atik Sarraz
    • Organizer
      fib Symposium 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Numerical investigation on influence of vertical shear leg stirrups to shear failure behavior in wide beams using 3D-RBSM2023

    • Author(s)
      Muhammad Abdullah
    • Organizer
      fib Symposium 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 曲げ内半径の異なるフックの付着・定着挙動および応力伝達メカニズムの明確化2023

    • Author(s)
      中島達也
    • Organizer
      令和5年度土木学会中部支部研究発表会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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