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Long-term structural performance assessment of corroded reinforced concrete structures using an integrated approach of probabilistic and finite element method

研究課題

研究課題/領域番号 19K15078
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分22020:構造工学および地震工学関連
研究機関早稲田大学

研究代表者

リム ソーポーケム  早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (60801305)

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
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードMaintenance and repair / Spatial steel corrosion / Spatial corrosion cracks / Finite element analysis / Current density / Galvanostatic corrosion / Reliability / Structural performance / Galvanostatic method / Correlation of corrosion / Monte Carlo simulation / Reliability analysis / Steel corrosion / Probabilistic method
研究開始時の研究の概要

Steel corrosion is a serious problem for reinforced concrete (RC) structures, causing enormous economic loss to many nations. This research aims to assess the long-term structural performance of corroding RC structures. It can help assist governments and asset owners in repair and maintenance plans.

研究成果の概要

RC梁の時間依存性鋼腐食とひび割れに対する定電流(GS)腐食法と人工塩化物環境(ACE)腐食法の影響をX線技術を用いて研究した。 50 マイクロアンペア/cm2 未満の電流密度を適用する GS 法は、その結果が ACE 法の結果に近いため、鋼の腐食を研究するために推奨されます。 GS 法では亀裂幅が大幅に小さくなり、構造劣化レベルの予測には使用できませんでした。 構造性能評価では、縦方向と横方向の相関を考慮して、有限要素法で空間的な鋼材の腐食をモデル化することが重要です。 10 マイクロアンペア/cm2 の梁の鋼材重量損失のデータを使用することで、負荷容量を控えめに見積もることができました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

X-ray and image processing techniques enable a comprehensive study the time-dependent steel corrosion and crack widths and its associated structural performance. Prediction of the long-term structural performance considering spatial steel corrosion is important for better-informed maintenance plans.

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

    (5件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Effects of galvanostatic and artificial chloride environment methods on the steel corrosion spatial variability and probabilistic flexural capacity of RC beams2022

    • 著者名/発表者名
      Jiyu Xin, Mitsuyoshi Akiyama, Shinichi Miyazato, Dan M. Frangopol, Sopokhem lim, Zhejun Xu, and Ao Li
    • 雑誌名

      Structure and Infrastructure Engineering

      巻: 18 号: 10-11 ページ: 1506-1525

    • DOI

      10.1080/15732479.2022.2061016

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of concrete flow on the distribution and orientation of fibers and flexural behavior of steel fiber-reinforced self-compacting concrete beams2020

    • 著者名/発表者名
      Ramiz Ahmed Raju, Sopokhem Lim, Mitsuyoshi Akiyama, Takumi Kageyama
    • 雑誌名

      Construction and Building Materials

      巻: 262 ページ: 1-24

    • DOI

      10.1016/j.conbuildmat.2020.119963

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Effects of two corrosion acceleration methods on spatial steel corrosion and structural performance of RC beams2021

    • 著者名/発表者名
      Sopokhem Lim, Jiyu Xin, Mitsuyoshi Akiyama, Dan M. Frangopol, Zhejun Xu, Ao Li, and Shinichi Miyazato
    • 学会等名
      International Association for Bridge Maintenance and Safety
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of non-uniform steel corrosion on the structural behavior of RC beams2019

    • 著者名/発表者名
      LIM Sopokhem
    • 学会等名
      International Association for Bridge Maintenance and Safety
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reliability-based approach to determine the distances from coastline for stainless steel application in RC bridges under airborne chloride hazard2019

    • 著者名/発表者名
      LIM Sopokhem
    • 学会等名
      International Association for Life-Cycle and Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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