2011 Fiscal Year Research-status Report

鉄筋コンクリート部材の耐爆補強に関する研究

Research Project

Project/Area Number	23560675
Research Institution	Kumamoto University
Principal Investigator	村上聖熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (80182088)
Project Period (FY)	2011-04-28 – 2014-03-31
Keywords	耐爆補強 / 鉄筋コンクリート部材 / 接触爆発試験 / 繊維補強コンクリート / 連続繊維補強材
Research Abstract	本研究は、高靱性繊維補強コンクリートを用いた各種構造版の耐爆性能ならびに連続繊維補強材による既存RC版の耐爆補強効果に関して接触爆発試験を実施し、その結果に基づいて爆発荷重に対する損傷低減効果に優れたRC部材の開発を行うことを目的にしている。　本年度は、過去に実施したポリエチレン繊維補強コンクリート（PEFRC）を用いた各種構造版ならびに連続繊維シート接着補強RC版の接触爆発試験結果について有限要素解析を実施し、実験結果との比較からそれらの耐爆補強メカニズムについて解析的検討を行った。　その結果として、PEFRCを用いて作製したプレキャスト（PCa）薄板およびプレキャストブロックにより一体型の構造版を構成することで、厚さが等しいPEFRC単版と同等の耐爆性能を維持しながら運搬・取り付け等の施工性向上および迅速施工化を図れること、また中空層を設け絶縁型の構造版を構成することで、厚さが等しい単版よりも良好な耐爆性能が得られることを示し、PEFRCの場合は繊維の架橋作用により爆発面側の上版裏面でのスポール片の減速効果が下版裏面のスポール抑制に非常に効果があることが解析的に推察された。さらに、連続繊維シート接着工法によるRC版の耐爆補強については、スポールを完全に抑止できるか、シート破断により損傷程度が無補強の場合と同程度であるかの二者択一的な補強工法であり、与えられた爆発荷重に対してシート破断を生じないためのシート補強量を設計できることが重要であり、シートの破断エネルギー（引張弾性率、破断強度、破断ひずみ）をパラメータとする有限要素解析によるパラメトリックスタディに基づいて、実験結果を再現できる可能性を示した。　以上、本研究の目的である爆発荷重に対する損傷低減効果に優れたRC部材の開発に資する有意義な結果が得られたものと思われる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本研究は、高靱性繊維補強コンクリートを用いた各種構造版の耐爆性能ならびに連続繊維補強材による既存RC版の耐爆補強効果に関して接触爆発試験を実施し、その結果に基づいて爆発荷重に対する損傷低減効果に優れたRC部材の開発を行うことを目的にしている。本年度は、過去に実施したポリエチレン繊維補強コンクリート（PEFRC）を用いた各種構造版ならびに連続繊維シート接着補強RC版の接触爆発試験結果について有限要素解析を実施し、実験結果との比較からそれらの耐爆補強メカニズムについて解析的検討を行った。これは、当初の平成23年度研究実施計画に記載の内容に概ね沿ったものであり、次年度の研究実施計画に支障をきたすような研究進捗状況の遅れはないものと考えている。また、本年度の研究成果の一部については、日本建築学会構造系論文集に掲載予定1編、投稿中1編であり、研究成果の達成度も概ね満足できるものと考えている。
Strategy for Future Research Activity	当初の研究実施計画通りに、平成24年度以降については、既存RC版の耐爆補強工法として、連続繊維シート、メッシュ、プレート接着工法など、これまでにRC部材の曲げおよびせん断補強工法として開発を行ってきた各種補強工法を施したRC版の接触爆発試験を実施し、各種補強工法の耐爆補強工法としての適用性について実験的検討を行うとともに、有限要素解析による計算結果と実験結果との比較から、連続繊維補強材がRC版の耐爆性能に及ぼす影響や耐爆補強メカニズムを明らかにする。
Expenditure Plans for the Next FY Research Funding	平成24年度は、上記の連続繊維補強材を用いて補強を施したRC版の接触爆発試験を実施するために、試験体製作費ならびに試験後の損傷状況を調べるためにRC版の切断費を消耗品費として計上する。また、データ測定および整理のためにノートパソコン2台を設備備品費として計上する。その他に、研究打ち合わせ旅費および研究成果投稿料を計上する。なお、平成23年度に次年度使用額が約15万円ほど生じているのは、研究成果投稿料として平成23年度に計上していたが、日本建築学会構造系論文集への掲載が平成24年4月になったためであり、その掲載料を平成24年度の研究費と合わせて使用する予定である。