研究課題
基盤研究(B)
スチールコードと有機繊維を適切に組合せて、幅の狭いひび割れを多数発生・分布させることによって、優れた性能を有する高靭性セメント系複合材料を実現し、構造部材の構成材料として利用することの優位性を検討した。研究成果の概要は以下の通りである。1).ハイブリッド複合材料の高靭性化を実現するために、繊維の長さや量の変化並びにそれらの組み合わせの影響について検討し、ワーカビリティーの面からもより現実的な材料調合設計を見出した。2).開発した新材料に埋め込まれた異形鉄筋の両引き一軸引張試験を行い、X線造影法によってひび割れ挙動を観察すると共に複合材料が鉄筋の付着特性に及ぼす影響について検討した。いわゆるテンションスティフニング効果がより顕著に現われると共に、鉄筋降伏後も複合材料の引張抵抗分が加算されることを明らかにした。3).開発した新材料で作られたはりのせん断試験を行い、その力学挙動を調べると共に、X線造影法によってひび割れの発生・進展過程を詳しく観察し、破壊のメカニズムについて考察した。4).開発した新材料で作製した柱型のエネルギー吸収部材のせん断加力実験並びにFEM解析を行い、部材の形状や補強鉄筋との相乗効果について考察した。その結果、テーパー付変断面柱型部材にX形配筋を施した部材が、優れた靭性能を示すと共に損傷が軽徴のままの状態を保つことができることを明らかにした。5).上記のテーパー付変断面柱型部材を並べて用いることにより、新しい構造システムが可能になることを明らかにした。
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