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本研究では、比強度が高く軽量化が可能な繊維強化プラスチックを構造部材として使用することにより、大空間トラス構造物を実現することを目的とした。開発の目標としたトラス構造部材は、FRP材よりなるトラス部材の両端に接合用の金属部品を接着した構成となっており、現場で金属接合部品をボルト接合することにより、トラス構造物を構築するものである。さらに、このトラス部材には、接合部の信頼性を高めるため、接着部のFRP材に埋め込まれた光ファイバひずみセンサによりひずみモニタリングを行い、損傷を検出する機能を付加する。本研究では、まず、FRP材に光ファイバセンサを埋め込み、成形過程における内部ひずみ測定手法について検討した。また、成形後の運用時においても、ひずみモニタリングによる損傷検出が可能であるのかについても調べた。その結果、成形過程のひずみを測定することが可能であり、成形後の残留ひずみを含めた正確なひずみも検出できることを明らかにした。そして、繰り返し負荷においても正確にひずみを測定することが可能であり、ひずみモニタリングに基づき損傷を検出することもできることを示した。最後に、金属とFRP材よりなる接着継手について、FRP材に光ファイバセンサを埋め込み、本研究で開発した光ファイバひずみモニタリングシステムを使った、引張荷重下におけるひずみ測定実験を行った。そして、本ひずみモニタリング手法により接着継手の接着部におけるはく離の検出が可能であること、また、測定されたひずみ値からはく離長さを検出することもできることを示した。
以上の本研究で得られた成果により、接着部に埋め込まれた光ファイバセンサを使用するひずみモニタリングシステムを備えた、FRPトラス構造部材を開発するための基礎的技術の確立が可能となり、大空間トラス構造物の実現に寄与することができた。
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