2015 Fiscal Year Annual Research Report
接着付着界面の複合劣化特性と補修補強後部材の性能予測
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26249064
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
上田 多門 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00151796)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 靖彦 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60261327)
古内 仁 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60165462)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 補強設計 / 接着付着特性 / 接着工法 / 増暑工法 / 複合劣化 / 長期性能 / 接着付着特性の向上 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)FRP接着工法の耐久性試験に関しては，6つのシステムの浸潤環境の影響を18ヶ月 にわたり比較試験をし，接着・含浸樹脂の引張強度，FRPとコンクリートとの界面でのせん断付着強度とせん断剥離モードは6ヶ月後の性状から大きく変化しないこと，現場で繊維に樹脂含浸し接着するシステムよりFRP成形材を樹脂で接着するシステムの方が強度低下抑制という点で勝ることを示し，湿潤環境の影響を考慮した付着応力-すべりモデルを提案した．
(2)セメント系増厚工法の耐久性試験に関しては，1システムへの温度の影響（１ヶ月間60，40度に暴露）を要素試験とはり試験を通して確認し，2014年度までに実施した他の2システムの結果にも適用できる付着界面剥離強度推定式，この式に基づいた増厚補強したはりの剥離耐力推定法を提案した．合わせてひび割れ幅推定法も提示した．
(3)FRP接着工法の剥離耐力向上技術開発に関しては，ポリウレア層を挿入し炭素繊維シートを巻き付けまたは貼り付けた場合のはりのせん断破壊試験において，ポリウレア層がない試験体に比べせん断補強効率が向上すること，ポ リウレア樹脂を挿入し繊維シートにより曲げ補強したはりの曲げ破壊試験において，コンクリート強度が小さいと付着割裂破壊が発生するため付着耐力の向上を期待できないことを実験的に明らかにした．
(4)セメント系増厚工法の剥離破壊およびかぶり割裂破壊に関しては，アンカー筋配置の補強効果による耐力の推定モデルを構築した．また，接着工法およびセメント系増厚工法と併用されることが多いひび割れ補修に関しては，ひび割れを跨ぐ鉄筋の疲労寿命の増大に対する推定モデルを構築した．
(5)凍害と荷重による複合劣化に関しては，凍結温度下のコンクリートの強度推定モデルと，凍害と疲労荷重の複合作用下のコンクリートの変形挙動のモデルを構築し，実験結果を推測できることを示した．
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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
(1)接着工法と増厚工法の耐久性に関しては，時間依存性荷重（持続、疲労荷重）との複合劣化試験を除いて，予定とおり進捗しており，研究の成果も論文や国際会議などで公表（公表決定のものも含む）している．
(2)FRP接着工法の剥離耐力向上技術に関しては，解析的な検討を行うための実験事実を蓄積することができた．現在は，解析的検討を含めた形で，研究成果を広く公表する準備を進めている．
(3)接着工法およびセメント系増厚工法と併用されることが多いひび割れ補修による被補強構造部材の疲労特性に関しては，研究の成果を国内の論文に公表している．
(4)コンクリートの複合劣化の推定モデルに関しても，予定とおり進捗しており，研究の成果を論文や国際会議において公表（公表決定のものも含む）している．
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)FRP接着工法の荷重条件と湿潤・温度環境条件との複合劣化条件下の長期耐久性試験として，凍結融解作用と疲労作用下の接着付着界面の実験的解明を実施する． PCM増厚工法の荷重条件と温度条件との複合劣化条件下の長期耐久性試験として，接着付着特性の高温下の疲労荷重下の接着付着疲労特性を実験的に解明する．接着付着界面とその周辺の変化の様子の観察をミクロレベルの測定から特性変化の解明を 行なう．
(2)FRP接着工法の剥離耐力向上技術開発として，要素実験に基づき開発した付着構成 モデルを導入した剛体バネモデル解析を通じ て，柔軟層の有無，温度，鉄筋の付着の程度，FRP補強材の剛性がFRPシート補強部材の破壊形式に及ぼす影響を明らかにするとともに，合理的な耐力評価法を開発する．
(3)セメント系増厚補強工法の剥離および割裂耐力向上開発に関しては，アンカーによる補強効果推定モデルの拡張を行い，実用的な設計耐力式を提案する．
(4)メソスケールの統一モデルの拡張を引き続き行ない，凍害と疲労の複合劣化としての損傷シミュレーションが可能になるようにするとともに，損傷コンクリートのマクロスケールの材料特性モデル構築を行なう．この際，ミクロレベルの測定結果を考慮する．これにより，通常の数値解析手法（FEM解析手法等）を適用した，凍害と疲労の複合劣化を受けた接着補強あるいは増厚補強後のコンクリート部材の構造性能の予測を可能とする．
(5)実務の指針への適用に関しては，3年間の成果の中で実務の補強設計に適用できる内容を，土木学会で作成する予定の接着工法と増厚工法に関する指針に取り込む．また，国際構造コンクリート連盟（fib）が作成中の既存コンクリート構造物のモデルコードにも取り込む．
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Research Products
(18 results)
