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ポリプロピレン繊維補強コンクリートによるRC建物の地震応答変位低減手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K04430
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分23010:建築構造および材料関連
研究機関京都大学

研究代表者

佐藤 裕一  京都大学, 工学研究科, 助教 (20293889)

研究分担者 長沼 一洋  日本大学, 理工学部, 教授 (50755048)
金子 佳生  京都大学, 工学研究科, 教授 (60312617)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード鉄筋コンクリート / 耐震壁 / ポリプロピレン繊維補強コンクリート / 乾燥収縮 / ひび割れ / 拘束 / 衝突 / 有限要素解析 / ひび割れ,拘束 / 有限要素法 / 低速衝突実験 / 材料構成モデル
研究成果の概要

鉄筋コンクリートの乾燥収縮ひび割れが中高層建物の地震応答に及ぼす影響を検証し,その対策としてのポリプロピレン繊維補強の効果を定量化した。衝撃載荷実験および非線形有限要解析により,普通コンクリート耐震壁に比べ,ポリプロピレン繊維補強コンクリート耐震壁の衝撃載荷後の固有周期増加は13%抑制されることが判明した。また,同じ入力エネルギーであっても,衝突速度が速いほど抑制率は大きくなった。そして解析的検証で構築した材料構成モデルを,高層RC構造物の全体有限要素モデルに適用した。静的載荷による保有水平耐力解析および地震波入力による時刻歴応答解析を実施し,繊維補強の効果を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

繊維補強コンクリートは建築構造物の性能を飛躍的に向上させることが期待されながら,その利用は乾燥収縮対策や火災時爆裂防止対策の利用が主体であり,構造性能向上を主眼とした利用は極めて限られているのが現状である。本研究は,これまで見落とされてきた乾燥収縮ひび割れによる地震時応答変位の増大への対策として,繊維補強コンクリートの潜在能力を最大限に引き出す試みである。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] Inha Technical College, Incheon 22212(韓国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Drop-Weight Impact Loading of Polypropylene Fiber Reinforced Concrete Wall after One-Year Drying Shrinkage2020

    • 著者名/発表者名
      Sato Yuichi、Naganuma Kazuhiro、Ko Hunebum、Kaneko Yoshio
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Concrete Technology

      巻: 18 号: 12 ページ: 794-807

    • DOI

      10.3151/jact.18.794

    • NAID

      130007957883

    • ISSN
      1346-8014, 1347-3913
    • 年月日
      2020-12-18
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Finite Element Analyses of Seismic Response of a 22-story RC Wall Building subjected to Drying Shrinkage Cracking and Application of SCRPCC2020

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Kitazawa, Yuichi Sato, Kazuhiro Naganuma, Yoshio Kaneko
    • 雑誌名

      fib Bulletin

      巻: 93

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Parallelism for NLFEM for RC incorporated with Bond Redistribution Procedure2022

    • 著者名/発表者名
      SATO Yuichi, NAGANUMA Kazuhiro and KANEKO Yoshio
    • 学会等名
      Bond in Concrete 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 乾燥収縮を受けた耐震壁の落錘実験と三次元有限要素解析2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕一,長沼一洋,金子佳生
    • 学会等名
      コンクリート工学年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 乾燥収縮ひずみが50層RC造建物の地震応答に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕一,豊田侑輔,長沼一洋,金子佳生
    • 学会等名
      日本建築学会全国大会(東海)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Drop weight test of polypropylene fiber reinforced concrete wall after one-year drying shrinkage2020

    • 著者名/発表者名
      SATO Yuichi, NAGANUMA Kazuhiro and KANEKO Yoshio
    • 学会等名
      17th World Conference on Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 乾燥収縮を受けた耐震壁の低速衝撃載荷時挙動に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      春名秀一郎, 佐藤裕一,長沼一洋,金子佳生
    • 学会等名
      コンクリート工学大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Drop weight test of polypropylene fiber reinforced concrete wall after one-year drying shrinkage2020

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Sato, Kazuhiro Naganuma and Yoshio Kaneko
    • 学会等名
      17th World Conference on Earthquake Engineering (17WCEE)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 乾燥収縮を受けた耐震壁への衝撃載荷時挙動に関する研究その1~32019

    • 著者名/発表者名
      宇野謙史,佐藤裕一,春名秀一郎,田嶋和樹,長沼一洋,金子佳生
    • 学会等名
      日本建築学会大会2019年(北陸)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ポリプロピレン繊維補強コンクリート耐震壁の衝撃荷重時挙動に関する実験2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕一,長沼一洋,金子佳生
    • 学会等名
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 乾燥収縮を受けた耐震壁への衝撃載荷時挙動に関する研究(その1~3)2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕一,長沼一洋,金子佳生,宇野謙史,春名秀一郎
    • 学会等名
      日本建築学会大会(北陸)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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