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繊維補強コンクリート棒部材のせん断耐荷機構の解明と耐力評価手法の高度化

研究課題

研究課題/領域番号 20K14809
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
研究機関金沢大学

研究代表者

柳田 龍平  金沢大学, 地球社会基盤学系, 助教 (90862326)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード繊維補強RC棒部材 / せん断耐荷機構 / せん断耐力評価 / 画像解析 / FEM解析 / 繊維補強鉄筋コンクリート棒部材 / ひび割れ画像解析 / 超高強度コンクリート / 高強度コンクリート
研究開始時の研究の概要

建設・維持管理コストの縮減のため,橋梁のひび割れ幅の抑制やかぶりの剥落防止,さらには橋梁のみならず部材のせん断耐力の向上などを目的とした短繊維補強コンクリート(FRCC)の利用が一般的になってきている。本研究では,FRCCの種類,鉄筋量,部材の寸法等の組合せがFRCC部材のせん断耐荷機構に与える影響をはり部材の載荷実験ならびに数値解析から明らかにする.これにより,FRCC部材の変形と耐荷力のみならず,せん断力作用下でのせん断抵抗機構の推移を明らかにし,合理的なせん断耐力評価手法を提案し,短繊維補強RC部材の設計手法の高度化の実現に貢献することを目的とする.

研究成果の概要

繊維補強コンクリート部材の鉄筋量,部材の寸法等の組合せが部材のせん断耐荷機構に与える影響を明らかにするため,実験および解析的検討を行った.その結果,繊維補強とせん断補強鉄筋による補強の併用により,RC部材のせん断抵抗のうちのビーム機構の寄与が斜めひび割れ発生以降にも保持されること,その推移は斜めひび割れ面で繊維が受け持つせん断力と同様となることを明らかにした.さらに,せん断補強鉄筋を持たない高強度の繊維補強部材の場合には,斜めひび割れ発生以降にアーチ作用によるせん断抵抗が作用せん断力のほとんどに抵抗することを明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,近年積極的な構造利用が進められている繊維補強コンクリート部材に関して,普通強度レベルから超高強度レベルに至るまでの様々なコンクリートを対象に,その補強繊維が部材の破壊時にどの程度抵抗するかを明確にし,それが部材のせん断耐荷挙動に与える影響を検討した.繊維補強したコンクリート部材のせん断抵抗機構の変化と繊維の補強効果の関係に着目した新しい検討を通して,せん断補強鉄筋量と補強繊維量の組み合わせによって,この種の部材の耐力推定時に繊維の効果を考慮する方法を決定できる可能性が示唆された.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] 画像相関法を用いた鋼繊維補強RCはりのせん断耐荷機構の評価2023

    • 著者名/発表者名
      阿部加苗,柳田龍平,中屋柊人,五十嵐心一
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 45

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 繊維補強PFCの引張軟化曲線の評価と梁部材のせん断耐力2022

    • 著者名/発表者名
      柳田龍平,黒田拓海,千代延聖,河野克哉
    • 雑誌名

      プレストレストコンクリート工学会第31回シンポジウム論文集

      巻: 31 ページ: 43-48

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 鋼繊維補強コンクリートの引張特性の再評価とせん断伝達特性の解明2022

    • 著者名/発表者名
      千代延聖,柳田龍平
    • 雑誌名

      土木学会第77回年次学術講演会講演概要集

      巻: 77

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 画像相関法を用いた鋼繊維補強RC部材のせん断耐荷機構2022

    • 著者名/発表者名
      阿部加苗,柳田龍平
    • 雑誌名

      土木学会第77回年次学術講演会講演概要集

      巻: 77

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 鋼繊維を多く混入した無孔性コンクリートの力学特性2021

    • 著者名/発表者名
      黒田拓海,柳田龍平,小亀大祐,河野克哉
    • 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: 21 ページ: 319-324

    • NAID

      40022765113

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 鋼繊維補強無孔性コンクリートを用いたはり部材のせん断挙動2020

    • 著者名/発表者名
      若山大幹,柳田龍平,河野克哉,二羽淳一郎
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 42 ページ: 1039-1044

    • 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
  • [雑誌論文] 繊維混入率を2.5%とした繊維補強無孔性コンクリートの力学特性2020

    • 著者名/発表者名
      柳田龍平,前島充稀,小亀大祐,安田瑛紀,河野克哉
    • 雑誌名

      土木学会第75回年次学術講演会講演概要集

      巻: 75

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 鋼繊維補強コンクリートの引張特性の再評価とせん断伝達特性の解明2022

    • 著者名/発表者名
      千代延聖,柳田龍平
    • 学会等名
      土木学会第77回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 画像相関法を用いた鋼繊維補強RC部材のせん断耐荷機構2022

    • 著者名/発表者名
      阿部加苗,柳田龍平
    • 学会等名
      土木学会第77回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 鋼繊維を多く混入した無孔性コンクリートの力学特性2021

    • 著者名/発表者名
      黒田拓海,柳田龍平,小亀大祐,河野克哉
    • 学会等名
      コンクリート構造物の補修,補強,アップグレードシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 鋼繊維補強無孔性コンクリートを用いたはり部材のせん断挙動2020

    • 著者名/発表者名
      若山大幹,柳田龍平,河野克哉,二羽淳一郎
    • 学会等名
      コンクリート工学年次大会2020(広島)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 繊維混入率を2.5%とした繊維補強無孔性コンクリートの力学特性2020

    • 著者名/発表者名
      柳田龍平,前島充稀,小亀大祐,安田瑛紀,河野克哉
    • 学会等名
      土木学会第75回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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