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コンクリートの効果的補修・補強に資する細孔構造からメゾ構造を結ぶ劣化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K04684
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
研究機関室蘭工業大学

研究代表者

高瀬 裕也  室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30515911)

研究分担者 濱 幸雄  室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (70238054)
金澤 健  北海学園大学, 工学部, 准教授 (80823773)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード既存建物 / 鉄筋コンクリート造 / 凍害劣化 / 補修 / 補強 / 凍結融解作用 / 断面修復 / あと施工アンカー / ダウエル効果 / 付着 / 耐震補強 / 凍害 / コンクリート
研究開始時の研究の概要

凍害劣化したコンクリート構造物の,補修・補強効果は十分に明らかにされておらず,適切な設計法も確立されていないように思われる。そこで本研究では,材料的劣化メカニズムから構造物としての力学挙動までを結ぶ総合的視点により,合理的な補修・補強技術およびこの設計法の確立を目的とする。
まず要素実験によって凍害劣化したコンクリートに対する断面修復材の付着特性,および接着系アンカーのダウエル効果を把握し,適切な補修・補強方法を提案する。続いて,鉄筋コンクリート造の柱または梁を模擬した試験体を用いて補修・補強効果を検証し,さらに要素実験のモデル化,部材実験の有限要素解析を行って,最適な設計法を構築する。

研究成果の概要

SDGs,脱炭素社会を鑑みると,コンクリート構造物を補修・補強しながら,長期間にわたり使用し続けることが望まれる。一方で,コンクリートは経年とともに劣化する可能性がある材料であることから,劣化が補修・補強効果に及ぼす影響を定量的に評価し,劣化した構造物に対する補修・補強の設計法を構築することが急務の課題である。
そこで本研究では,1) コンクリート試験体の簡易的劣化手法を提案し,2) 劣化したコンクリートに対する断面修復性能,3) 劣化した鉄筋コンクリート梁の力学挙動と補修効果,4) 劣化したコンクリートに対するあと施工アンカーの定着性能を定量評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

コンクリートの材料的劣化機構に関する研究は,これまでにも多くの研究者がチャレンジしてきたが,材料的劣化が構造部材に与える影響,あるいは補修・補強効果に及ぼす影響を定量的に評価した研究は極めて少ない。この点,本研究成果は,劣化したコンクリート構造物に対する補修・補強の設計法の構築に大いに寄与することができ,その社会的意義は十分に大きい。
また本研究で提案した,液体窒素によるコンクリート試験体の劣化手法は,劣化した構造部材の実験を容易に実現し得るものであり,その学術的意義も極めて高いと考えられる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Cyclic Behavior of Interfaces for Seismically Retrofitted RC Buildings2023

    • 著者名/発表者名
      Yamada T., Takase Y. and Abe T.
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Concrete Technology

      巻: 21 号: 2 ページ: 92-106

    • DOI

      10.3151/jact.21.92

    • ISSN
      1346-8014, 1347-3913
    • 年月日
      2023-02-19
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prediction accuracy of Random Forest, XGBoost, LightGBM, and artificial neural network for shear resistance of post-installed anchors2023

    • 著者名/発表者名
      Suenaga D., Takase Y., Abe T., Orita G. and Ando S.
    • 雑誌名

      Structures

      巻: 50 ページ: 1252-1263

    • DOI

      10.1016/j.istruc.2023.02.066

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 氷点下で定着した無機系あと施工アンカーの特性と力学挙動評価2022

    • 著者名/発表者名
      松永健也,高瀬裕也,阿部隆英,折田現太,安藤重裕
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 87 号: 796 ページ: 556-566

    • DOI

      10.3130/aijs.87.556

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • 年月日
      2022-06-01
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Shear strengths of joints with roughened concrete surfaces and post-installed dowel bars subjected to normal and shear stresses for seismically retrofitted structures2022

    • 著者名/発表者名
      Takase Y. and Yamada T.
    • 雑誌名

      Structures

      巻: 45 ページ: 900-911

    • DOI

      10.1016/j.istruc.2022.09.069

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 表層部が凍害劣化したコンクリートに対する接着系アンカーの付着特性2022

    • 著者名/発表者名
      矢野悠佑雅,末長大佑,松永健也,高瀬裕也
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集

      巻: 22 ページ: 463-468

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 側面が凍害劣化した鉄筋コンクリート梁のせん断耐力と断面修復効果に関する基礎的研究2022

    • 著者名/発表者名
      及川雄大,三好慶大,高瀬裕也
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集

      巻: 22 ページ: 213-218

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 表層部が凍害劣化したコンクリートに定着したあと施工アンカーのせん断抵抗性能2022

    • 著者名/発表者名
      末長大佑,木林巧,矢野悠佑雅,松永健也,高瀬裕也
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集

      巻: 22 ページ: 469-474

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 目荒らしと接着系アンカーを併用した耐震補強接合部の組み合わせ応力下における力学挙動2022

    • 著者名/発表者名
      山田 太蔵, 高瀬 裕也, 阿部 隆英
    • 雑誌名

      コンクリート工学論文集

      巻: 33 号: 0 ページ: 33-42

    • DOI

      10.3151/crt.33.33

    • ISSN
      1340-4733, 2186-2745
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 凍害劣化を模擬したコンクリートに対する断面修復材の付着すべり特性に関する基礎的研究2021

    • 著者名/発表者名
      三好慶大,及川雄大,高瀬裕也,濱幸雄
    • 雑誌名

      ンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集

      巻: 21 ページ: 544-549

    • NAID

      40022764882

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling of dowel action for cast-in and post-installed anchors considering bond property2021

    • 著者名/発表者名
      Matsunaga, K., Takase, Y. and Abe, T.
    • 雑誌名

      Engineering Structures

      巻: 245 ページ: 112773-112773

    • DOI

      10.1016/j.engstruct.2021.112773

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 有機系・無機系接着剤および定着方法の違いを考慮したアンカー筋の ダウエルモデル2021

    • 著者名/発表者名
      松永健也,高瀬裕也,阿部隆英,折田現太
    • 雑誌名

      日本コンクリート工学年次論文集

      巻: 43

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 目荒らしとあと施工アンカーを併用した接合部の形状モデルを用いたせん断耐力と包絡曲線の評価手法2021

    • 著者名/発表者名
      山田太蔵,奥山裕希恵,高瀬裕也,阿部隆英
    • 雑誌名

      日本コンクリート工学年次論文集

      巻: 43

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 先付けとあと施工の違いを考慮した組合せ応力下のアンカー筋のダウエルモデル2020

    • 著者名/発表者名
      松永健也,菊地成美,高瀬裕也,溝口光男
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 42

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 付着特性の違いと多数回繰り返しせん断荷重がアンカー筋の力学挙動に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      菊地成美,松永健也,窪田凌平,高瀬裕也
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 42

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 表層部が凍害劣化したコンクリートに対するあと施工アンカーの付着性能に関する基礎的研究2022

    • 著者名/発表者名
      矢野悠佑雅
    • 学会等名
      日本建築学会北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 表面処理の違いが凍害劣化したコンクリートと断面修復材の付着特性に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      中村遼太郎
    • 学会等名
      日本建築学会北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 凍害劣化した鉄筋コンクリート梁の力学特性 ―側面の劣化と補修効果を考慮したせん断強度―2022

    • 著者名/発表者名
      及川雄大
    • 学会等名
      日本建築学会北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 凍結融解作用により劣化したコンクリートと断面修復材の付着面のせん断強度2022

    • 著者名/発表者名
      朱俊彦
    • 学会等名
      日本建築学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] コンクリートの劣化と補修効果を考慮したRC梁のせん断耐力評価2022

    • 著者名/発表者名
      中村遼太郎
    • 学会等名
      日本建築学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] あと施工アンカーとコンクリート目荒らし面を併用した接合部の形状モデルを用いた包絡曲線の評価手法2021

    • 著者名/発表者名
      山田太蔵,高瀬裕也,阿部隆英
    • 学会等名
      日本建築学会北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 凍害劣化を模擬したコンクリートに対する断面修復材のせん断抵抗性能2021

    • 著者名/発表者名
      及川雄大,三好慶大,高瀬裕也,濱幸雄
    • 学会等名
      日本建築学会北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 液体窒素を用いた凍結融解作用によるRC構造実験用試験体の劣化手法とその劣化程度の評価2020

    • 著者名/発表者名
      三好慶大,高瀬裕也,濱幸雄
    • 学会等名
      日本建築学会北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 施工方法と鋼種の違いにより付着特性を変えた組合せ応力下のアンカー筋のダウエル効果2020

    • 著者名/発表者名
      松永健也,菊地成美,高瀬裕也
    • 学会等名
      日本建築学会北海道支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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