新素材を用いたコンクリート系複合構造強度の寸法依存性

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05650433
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 二羽 淳一郎 名古屋大学, 工学部, 助教授 (60164638)
• キーワード: 新素材 / 寸法効果 / 破壊力学 / せん断強度 / 曲げ強度 / 仮想ひび割れモデル / 格子モデル / 破壊エネルギー

研究概要

コンクリート補強用の新素材として注目を浴びている、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維などの連続繊維補強材を用いたコンクリート構造物を対象として、その基本的なせん断耐荷機構モデルを構築し、最終的に新素材を用いたコンクリート系複合構造の設計に寄与することを目的に研究を行った。
今回開発した、仮想ひびわれモデルと非線型ロッド要素を用いた、コンクリート部材に対するFEM解析プログラムを用いて、せん断力を受ける場合の連続繊維補強コンクリートはりを数値解析した結果、軸方向補強材の剛性が低下するに伴い、鉄筋コンクリートはりに比較してせん断強度が低下すること、また鉄筋コンクリートと同様にせん断強度に寸法効果のあることが示された。これについては論文にとりまとめ、発表した。
破壊力学の適用に加えて、非線形格子モデルを用いた耐荷機構モデルの構築についても、検討を進め、トラス機構とアーチ機構を併存させた解析モデルを完成させた。これにより新素材を軸方向補強材として用いたコンクリートはりのせん断強度の低下、ならびにせん断強度の寸法効果を、数値解析的に予測した。これについても論文に取りまとめ、発表した。
さらに、コンクリートはりの曲げ強度の寸法効果についても検討を行った。コンクリートはりに存在する初期応力の分布形およびコンクリートの破壊特性値の実測値を用いると、乾燥の進行に伴う曲げ強度の変化を破壊力学に基づく数値計算により予測可能であることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] 二羽淳一郎,N.Zareen,田辺忠顕: "破壊力学に基づくコンクリートはりのせん断強度寸法法効果解析" 土木学会論文集. V-26. 45-53 (1995)
• [文献書誌] S.McCae,J,Niwa: "Size Effect in Reinforced Concrete Members Subjected to Shear Loading" Proc.of JCI International Workshop on Size Effect in Concrete Structures. 1. 417-428 (1994)
• [文献書誌] N.Zareen,J.Niwa: "Prediction of Size Effect in Shear Strength of Concrete Beams Using Orthogonal Rod Element" Proc.of JCI International Workshop on Size Effect in Concrete Structures. 1. 351-362 (1994)
• [文献書誌] 二羽淳一郎,崔 益暢,田辺忠顕: "鉄筋コンクリートはりのせん断耐荷機構に関する解析的研究" 土木学会論文集. V-26. 79-88 (1995)
• [文献書誌] J.Niwa,I.K.Choi,T.Tanabe: "Analytical Study for Shear Resiting Mechanism Using Lattice Model" Proc.of JCI International Workshop on Shear in Concrete Structures. 1. 146-158 (1994)
• [文献書誌] 日高重徳,二羽淳一郎: "コンクリートの曲げ強度の寸法効果に対する各種要因の影響" コンクリート工学年次論文報告集. 16. 33-38 (1994)