| 研究課題/領域番号 |
20H02302
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
兼松 学 東京理科大学, 創域理工学部建築学科, 教授 (00312976)
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| 研究分担者 |
諸岡 聡 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究副主幹 (10534422)
西尾 悠平 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (20793334)
向井 智久 国土技術政策総合研究所, 建築研究部, 室長 (30318208)
宮津 裕次 東京理科大学, 理工学部建築学科, 准教授 (70547091)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
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| キーワード | 中性子回折法 / メゾスケール解析 / 鉄筋 / 付着 / 自由形状補強材 / 応力測定 / 3Dプリンティング / 形状最適化 / 鉄筋コンクリート / RESA / 非破壊測定 / 鉄筋応力 / 鉄筋ひずみ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本課題は、次世代の補強材の可能性を探求することを目標とし、「表面処理や節形状、配筋方法が鉄筋コンクリートの付着にどのように影響を与えるか？」を、非破壊測定技術である中性子回折法を用いて明らかにし、最終的に「最適な補強材の形態は何か？」に応える基礎的技術知見の蓄積を目的とする。具体的には、① 従来鉄筋コンクリート造を想定し、鉄筋の形状や表面処理が応力伝達に及ぼす影響を中性子回折法により明かにするとともに、② 数値解析による検証手法を構築し、鉄筋の形状や表面処理の最適化手法の構築を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，最適な補強材の形態は何か？という問いに応えることを目的とし，革新的な非破壊測定技術である中性子回折法を核とした一連の実験的・解析的検討を行った。表面形状の異なる異形鉄筋の付着応力について，中性子回折法および3Dプリンティング技術を用いた自由形状の繊維補強材による実験的を行い，汎用FEMにおけるメゾスケール解析により検証した。解析では形状変化が付着特性に及ぼす影響を定性的に評価可能であることを示した。自由形状の補強材を用いた実験では，形状変化が付着応力の増大に及ぼす影響は小さい一方で，機械式の定着機構を有する補強材はすべり挙動の抑制に影響を及ぼすことを実験的・解析的に示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，「表面処理や節形状，配筋方法が鉄筋コンクリートの付着にどのように影響を与えるか？」について，中性子回折法でしか得られない付着応力分布の非破壊分析により実験的・実証的に明らかにするとともに，FEMによるメゾスケール解析による評価手法の構築を行った。これらは，現在の鉄筋コンクリート構造の評価につながるだけでなく，今後，環境対応コンクリートやジオポリマーコンクリート，3Dプリンティングコンクリートなど新たな材料の出現に伴い必要とされる新たな補強材の評価および最適形状の探求に貢献するものと考える。
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