2015 Fiscal Year Annual Research Report
繊維補強コンクリートの合理的な設計に資する評価法の提案
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25820205
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
上田 尚史 関西大学, 環境都市工学部, 准教授 (20422785)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 繊維補強コンクリート / 繊維補強セメント複合材料 / 超高強度繊維補強セメントモルタル / せん断伝達特性 / 直接せん断試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在、繊維補強セメント複合材料（FRCC）に対する設計指針がいくつか提案されているものの、それらの設計式は、FRCCの種類により異なった設計式が提示されており、適用範囲が限定されている。本研究の目的は、種々のFRCCの合理的な設計に資する評価法を提案することであり、特にせん断耐力評価法の提案を行うことにある。
最終年度には，種々のFRCCに対して、直接せん断試験を行うことでせん断伝達特性の定量的な把握を試みるとともに，ひずみ硬化型セメント複合材料（SHCC）に粗骨材を混入した際の、最適な繊維量および粗骨材量の把握を試みた。
FRCCの直接せん断試験の結果、ひび割れの開口を許容した場合には，マトリクスや繊維の種類の違いに依らず，せん断強度は繊維の混入率に伴い増大することを明らかにした。また、ひび割れ幅を一定に制御した場合には、マトリクスの違いに依らずPVA短繊維や鋼繊維はせん断変形に抵抗しないことを確認した。一方，マトリクスがモルタルの場合には，繊維がひび割れ面のせん断変位にある程度抵抗する可能性があることを明らかにした。また、超高強度繊維補強モルタルに対しては、従来の直接せん断試験法ではせん断伝達特性を評価できないことを示した。
SHCCに粗骨材を混入することによる、材料の力学性能（圧縮、引張、曲げ）と部材の力学性能の変化を実験的に検討した結果、粗骨材混入率が0~20％の範囲においては，繊維混入率が0.0~2.0%であれば、材料としても部材としても力学性能は大きく低下しないことを明らかにした。
研究期間全体を通じて、FRCC部材のせん断破壊挙動は、ひび割れ面のずれ変形の抵抗性能に影響を受けることを示した。すなわち、繊維はひび割れ面のずれ変形に対して寄与しないが、ひび割れ幅を抑制することで間接的にずれ変形の抵抗性能を高めていることを明らかにした。
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