新素材を用いた既存コンクリート構造物の補強設計法に関する研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08305012
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 上田 多門 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00151796)
• 研究分担者: 服部 篤司 京都大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30243067) ; 睦好 宏史 埼玉大学, 工学部, 教授 (60134334) ; 中村 光 山梨大学, 工学部, 助教授 (60242616) ; 佐藤 靖彦 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60261327) ; 志村 和紀 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60187474)
• キーワード: 補強 / 連続繊維シート / 連続繊維緊張材 / 変形 / 耐力

研究概要

本研究は、連続繊維シート及び連続繊維緊張材による既存コンクリート構造物の補強設計方法を開発することを目的として行ったものである。本研究で得られた研究成果を、(1)補強材料の長期特性、(2)連続繊維シート榊強部材の破壊に対する安全性、(3)外ケーブル補強部材の破壊に対する安全性、に分けて以下に示す。
(1)補弦材料の長期特性
・連続繊維緊張材のリラクセーション率は、載荷時間の大小によらず時間の対数にほぼ比例することが明らかとなった。
・連続繊維シートの10%硫酸水溶液への6ヶ月間浸漬試験を行った結果、引張強度及び付着強度は低下せず、連続繊維シートは化学抵抗性に優れていることが明らかとなった。
(2)連続繊維シート補強部材の破壊に対する安全性
・コンクリート弦度や連続繊維シートの剛性などが連続繊維シートとコンクリートとの付着性状に及ぼす影響を明らかにし、その付着強度式を提案した。
・RC桁の下面に連続繊維シートを貼り付けた場合(曲げ補強)、連続繊維シートが剥離破壊を起こさなければ、その変形及び耐力は、断面分割法により評価できることを明らかにした。
・RC桁の側面に連続繊維シートを貼り付けた場合(せん断補強)の剥離せん断耐力の評価方法を提示した。
(3)外ケーブル補強部材の破懐に対する安全性
・変形の適合条件及び外ケーブルの位置変化を考慮した解析手法により、外ケーブル補強部材の変形及び耐力を精度良く評価できることを明らかにした。
・偏向部での連続繊維緊張材の引張強度の低下を実験的に確認し、その低下率は、繊維の種類により異なることを示した。
・緊張力が連続繊維緊張材の破断荷重の40から50%の範囲では、上限荷重がひび割れ発生程度であれば、200万回の繰返し載荷でも破壊せず十分な疲労特性を有していることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] 佐藤 靖彦: "炭素繊維シートにより補強されたRCはりのせん断性状" コンクリート工学年次論文報告集. 18・2. 1269-1274 (1996)
• [文献書誌] 佐藤 靖彦: "RCはりの側面に貼り付けた炭素繊維シートのせん断補強効果" 新素材のコンクリート構造物への利用シンポジウム論文報告集. 133-140 (1996)
• [文献書誌] 高橋 義裕: "RCはりの曲げ補強材として用いた炭素繊維シートの性状" 新素材のコンクリート構造物への利用シンポジウム論文報告集. 99-102 (1996)
• [文献書誌] 浅野 靖幸: "炭素繊維シートの付着特性について" 新素材のコンクリート構造物への利用シンポジウム論文報告集. 75-80 (1996)
• [文献書誌] 安藤 直文: "連続繊維緊張材の長期特性に関する実験的検討" コンクリート工学年次論文報告集. 19・1. 1243-1248 (1997)
• [文献書誌] 山本 貴士: "酸性環境における連続繊維シートを用いたコンクリート補強" コンクリート工学年次論文報告集. 19・1. 1237-1242 (1997)
• [文献書誌] 岳尾 弘洋: "CFRP接着工法における炭素繊維シートの付着特性" コンクリート工学年次論文報告集. 19・2. 1599-1604 (1997)
• [文献書誌] 高橋 義裕: "炭素繊維シートにより曲げ補強した鉄筋コンクリートはりの耐力及び変形" コンクリート工学年次論文報告集. 19・2. 1611-1616 (1997)
• [文献書誌] 金海 鉦: "耐力補強に着目した炭素繊維シートによるRC橋脚補強の実験的検討" コンクリート工学年次論文報告集. 19・2. 243-248 (1997)
• [文献書誌] Muneyuki Yamana: "Stochastic Study on the Tensile Strength of Large-Capacity Multiple-Tendon Systems using FRP Cables" Proceedings of the Third International Symposium on Non-Metallic Reinforcement for Concrete Structures. Vol.2. 11-18 (1997)
• [文献書誌] Naofumi Ando: "Experimental Studies on the Long-Term Tensile Properties of FRP Tendons" Proceedings of the Third International Symposium on Non-Metallic Reinforcement for Concrete Structures. Vol.2. 203-210 (1997)
• [文献書誌] Toshiya Maeda: "A Study on Bond Mechanism of Carbon Fiber Sheet" Proceedings of the Third International Symposium on Non-Metallic Reinforcement for Concrete Structures. Vol.1. 279-286 (1997)
• [文献書誌] Yasuhiko Sato: "Ultimate Shear Capacity of Reinforced Concrete Beams with Carbon Fiber Sheet" Proceedings of the Third International Symposium on Non-Metallic Reinforcement for Concrete Structures. Vol.1. 499-506 (1997)
• [文献書誌] Hideki Manabe: "The Ultimate Strength of PC Segmental T-Girders using FRP External Prestressing System" Proceedings of the Third International Symposium on Non-Metallic Reinforcement for Concrete Structures. Vol.2. 791-798 (1997)
• [文献書誌] Gabriel Sirbu: "Seismic Resistance of Reinforced Concrete Pier with Carbon Fiber Sheet Retrofitting" Proceedings of the Third International Symposium on Non-Metallic Reinforcement for Concrete Structures. Vol.1. 571-578 (1997)
• [文献書誌] Takafumi Sugiyama: "The Response of a Chemically Prestressed Concrete Beam with Lattice-Form FRP in the Flexural Strength Test" Proceedings of the Third International Symposium on Non-Metallic Reinforcement for Concrete Structures. Vol.2. 631-638
• [文献書誌] Kenji Izumo: "Strengthening Reinforced Concrete Beams by Using Prestressed Fiber Sheets" Proceedings of the Third International Symposium on Non-Metallic Reinforcement for Concrete Structures. Vol.1. 379-386 (1997)
• [文献書誌] 佐藤 靖彦: "炭素繊維シートにより補強された鉄筋コンクリート柱のせん断耐力" 「自然災害における地盤の防災および構造物の復旧と補強」シンポジウム論文集. 127-134 (1997)
• [文献書誌] Yasuhiko Sato: "A Study on Prediction of Bond Strength of Continuous Fiber Sheet" Proceedings of the Sixth East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and construction. Vo2.1. 1319-1324 (1998)
• [文献書誌] 浅野 靖幸: "鋼板とコンクリートに貼付けた炭素繊維シートの付着特性について" 土木学会北海道支部論文報告集. 54号. 546-549 (1998)
• [文献書誌] 前田 敏也: "連続繊維シートの定着メカニズムに関する解析的研究" 土木学会北海道支部論文報告集. 54号. 554-559 (1998)
• [文献書誌] 庄司 和晃: "炭素繊維シートで補強したRC部材の一軸引張下における荷重分担特性について" 土木学会北海道支部論文報告集. 54号. 532-537 (1998)
• [文献書誌] 鳥居 良寛: "炭素繊維シートを巻き付けたRC橋脚のせん断耐力について" 土木学会北海道支部論文報告集. 54号. 522-527 (1998)