| 研究概要 |
近年,高強度と高弾性性状を有する各種連続繊維複合材をより有効に利用し,既存構造物の補強改造効果の向上および新しい構造形式の創造を図るため,シート状複合材料のプレストレス導入による緊張接着工法が本研究の代表者らによって提案されている.しかし,この工法に関する研究開発はまだ始まったばかりであり,数多くの問題が残されている.本研究では,初年度の研究成果を踏まえ,連続繊維シート緊張接着によるコンクリート構造部材に関する曲げ・せん断補強効果に関する実験的検討,端部定着法,接着・破壊メカニズムの解明,クリープ効果および耐久性に関する検討,各種計算手法の構築などの計画で研究を進めた.本年度の研究成果は以下のように纏められる.
1.連続繊維シート緊張接着による曲げ・せん断補強効果に関する実験的検討:初年度において得られた緊張補強効果に関する実験結果を踏まえ,コンクリート強度,連続繊維シートの種類とハイブリッド化,緊張応力度などのパラメータによる補強された構造物の曲げ補強効果,せん断強度に対する影響,破壊性状や変形能力の変化について更に検討を行った.また,接着界面の下地処理方法や構造物の初期損傷程度に対する緊張接着効果を実験的に究明し,本工法の汎用性を実証できた.一方,エネルギー吸収性能の優れたPBO繊維シートの緊張接着工法を検討し,その優位性に関する知見が得られた.
2.緊張連続繊維シートの端部定着法に関する検討:過剰な緊張力導入による端部剥離,端部接着応力集中の問題を解決するため,初年度において実施したFRPシート再接着による補強方法,アンカーボルト固定法の問題点を踏まえ,本年度では多層緊張による端部のずれこみによる端部接着応力分散低減法に関する解析的研究を行うとともに,実験的な検討により,その有効性を初歩的に検討できた.
3.コンクリートと連続繊維シート接着界面の接着・破壊メカニズムの解明:連続繊維シート緊張接着による接着・剥離性状を解明するために,破壊力学理論を適用した理論解析手法および有限要素離散化解析手法を構築し,曲げ構造部材の接着界面の剥離破壊メカニズムに関する解析的な検討を行った.また,実験結果との比較検討を行った結果,界面接着性状を表現するための構成モデルを同定できた.さらに,FRPシートの接着補強により補強されたコンクリート構造物のひび割れを分散させるための要因を究明した.
4.緊張接着された連続繊維シートのクリープ効果に関する検討:PBO繊維シートと炭素繊維シートのクリープ特性を実験的に検討した結果,その耐クリープ性状を把握した.また,緊張接着されたFRPシートの応力緩和,安定性を調べ,緊張接着工法の耐クリープ性状を初歩的に検討した.
5.緊張接着補強構造物の性能評価手法の構築:補強された構造物に関する各種破壊形式を検討し,鉄筋降伏-連続繊維シート破断型,鉄筋-コンクリート崩壊型,圧縮破壊型,およびせん断破壊型を有する構造物の性能評価手法に関して,現行RCやPC設計理論の適用性を究明した上,その改善策および構造物の剥離に対する破壊力学的設計方法を提案した.また,緊張接着工法の最適化設計のあり方に関する検討も行っている.
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