| 研究課題/領域番号 |
21KK0072
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分22:土木工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 (2023)
東京大学 (2021-2022) |
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研究代表者 |
長井 宏平 北海道大学, 工学研究院, 教授 (00451790)
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| 研究分担者 |
松本 浩嗣 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10573660)
鎌田 知久 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (70804194)
金澤 健 北海学園大学, 工学部, 准教授 (80823773)
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| 研究期間 (年度) |
2021-10-07 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2023年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2022年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 鉄筋コンクリート構造 / 補強 / FRP / 微細構造解析 / FRP補強 / 連続繊維シート補強 / 繊維補強コンクリート / 付着 / 鉄筋腐食 / コンクリート / 繊維補強 / 凍結融解作用 / コンクリート構造 / 補修 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
劣化した鉄筋コンクリート構造物の残存性能と補修効果を，申請者が開発した離散解析手法RBSMによる三次元微細構造解析プログラムに水分移動，鉄筋腐食，凍害の影響をモデル化し劣化現象を再現したうえで残存構造性能を解析により示し，損傷後の構造に対して繊維補強コンクリートや連続繊維（FRP）により補修した効果も直接モデル化することで評価可能とすることが本研究の目的である。これを研究代表者の長井および分担研究者が，米国および中国に長期滞在することで共同で進める。
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| 研究成果の概要 |
研究のコアとなる微細構造解析プログラムに連続繊維シートのモデルを組み込み，引張試験による付着挙動の解析を行った。微細スケールにおいてはコンクリート側にもひび割れが進展し損傷が蓄積されることでマクロな付着挙動にも影響を与える。繊維補強コンクリートを用いたRC梁の疲労載荷下における繊維の貢献分の変化のモデル化について検討を行い，材料強度や繊維混入率で変化を考慮できるものとした。連続繊維シートFRPによる補強については，これをRC梁の補強に適用した実験の再現から検証を行った。水分移動のモデル化についても，既往の水分移動，物質移動モデルから，本解析システムに組み込むモデルの高度化を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
劣化した鉄筋コンクリート構造の残存性能と補修効果を，開発した離散解析手法RBSMによる三次元微細構造解析プログラムに水分移動や鉄筋腐食をモデル化し劣化現象を再現したうえで残存構造性能を解析により示し，損傷後の構造に対して繊維補強コンクリートや連続繊維（FRP）により補修した効果も直接モデル化することで評価可能とするシステムの開発を進めた。現在，鉄筋コンクリート構造物の劣化を詳細に評価することが困難なうえ，補修した後の効果や，その後の再劣化について予測する技術は整っておらず，本研究のような数値解析によるアプローチは計算機性能の向上とともに，研究レベルから実用に近づける可能性が高まっている。
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