2014 Fiscal Year Research-status Report
衝撃的外力により損傷した鉄筋コンクリート部材の耐衝撃性向上法に関する研究
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26420451
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
栗橋 祐介 室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (30414189)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小室 雅人 室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10270183)
岸 徳光 釧路工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (30153076)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | RC梁 / 曲げ補強 / 耐衝撃性 / AFRP シート / PFRP シート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
連続繊維シートで曲げ補強した RC 梁の耐衝撃性改善策の提案を目的として，目付量の大きいアラミド繊維 (AFRP) シートやポリエチレンテレフタレート (PFRP) シートを併用して補強した RC 梁の衝撃載荷実験を行った．試験体の形状寸法（梁幅×梁高×スパン長）は 200×250×3,000 mm であり，軸方向鉄筋は上下端にそれぞれ D19 を各 2 本配置した．また，せん断補強筋には D10 を用い，100 mm 間隔で配筋している．
AFRP シートは，梁底面の補強範囲にブラスト処理を施した後，エポキシ系含浸接着樹脂を用いて接着した．PFRP シートを用いる場合には，PFRP シートを接着した後，目付量 415 g/m2 のAFRP シートを接着した．本実験の測定項目は，重錘衝撃力と支点反力，スパン中央点変位およびシート各点の軸方向ひずみである．また，実験時には，RC 梁のひび割れやFRP シートの剥離および破断状況を高速度カメラを用いて連続的に撮影した．
実験の結果，1) AFRP シートで曲げ補強することによりRC 梁の変形量やシート破断を抑制可能であり，その効果はシート目付量が大きい場合ほど高い；2) シート目付量を大きくすることにより，AFRP シート曲げ補強RC 梁の載荷点近傍におけるせん断コーン発生領域が拡大する．これにより，シートの局所的なひずみの増大が抑制され，シート破断しなかったものと考えられる；PFRP シートを併用する場合には，AFRP シートの部分破断を伴うもののシートの完全破断を抑制可能であることなどが明らかになった．
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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
平成 26 年度の研究では，アラミド繊維 (AFRP) シート接着による RC 梁の耐衝撃性向上効果を確認した．具体的には，シートの有する高い伸び性能および引張強度により，衝撃荷重を受ける RC 梁のたわみ量やひび割れを抑制可能であることが明らかになった．また，シートのひずみ分布やひび割れの推移状況を明確にすることができた．
なお，入力エネルギーや衝撃荷重が大きい場合には，ひび割れ発生部における応力集中により AFRP シートが破断しやすいことが明らかになった．破断抑制のためには，シート目付量を大きくすることや弾性係数が低く，破断伸びが大きいポリエチレンテレフタレート (PFRP) シートを併用することが極めて有効であることが明らかになった．
ただし，数値解析については，未だ実験結果を再現可能な数値解析手法の確立には至っていないため，今後さらに解析モデルや各材料構成則を見直し検討を推進してゆく必要がある．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の検討項目は，以下の通りである．
1) シート破断を抑制可能な補強量や AFRP/PFRP シートの併用割合を定量的に明らかにするため，AFRP シート目付量および AFRP/PFRP シートの併用割合を変化させた RC 梁の衝撃荷重載荷実験を行う．
2) FRP シート曲げ補強した RC 梁の耐衝撃挙動を再現可能な数値解析手法を確立するため，種々の解析モデルや材料構成則を適用した場合の数値解析を行い，実験結果と比較検討する．
3) 衝撃荷重により損傷した RC 梁の耐衝撃性やその向上法を検討するため，主鉄筋が降伏する程度に損傷させた RC 梁を対象に，無補強および FRP シート曲げ補強した RC 梁の衝撃荷重載荷実験を行う．
4) 1)～3) の研究成果に基づき，損傷 RC 梁やシート補強した損傷 RC 梁の耐衝撃挙動を再現可能な数値解析手法を確立するための検討を行う．
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| Causes of Carryover |
消耗品やひずみゲージが当初の予定よりも少なくなったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
消耗品やひずみゲージ購入費に充当する．
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