| 研究課題/領域番号 |
16K18142
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| 研究機関 | 愛知工業大学 |
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研究代表者 |
宗本 理 愛知工業大学, 工学部, 講師 (70737709)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | あと施工アンカーボルト定着部 / 残存耐荷性能 / 繰り返し荷重 / 超音波試験 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，地震などによる動的繰り返し荷重を受ける鋼・コンクリート接合部を対象とした残存耐荷性能を定量的に評価可能な指標を提案することを目標としている．前年度のあと施工アンカーボルト定着部や孔あき鋼板ジベルを対象とした動的繰り返し載荷試験に関する研究に引き続き，当該年度はあと施工アンカーボルト定着部に関する実験および解析を実施した．
具体的には，載荷条件がボルト定着部の残存耐荷性能に与える影響を把握するため，初めにモルタル母材に200mm埋め込まれたアンカーボルトD29に対して静的せん断繰り返し荷重を作用させた．その後，損傷した供試体に対して静的引抜き試験を実施し，残存耐荷性能について検討した．なお，せん断試験の載荷方法として単調載荷，漸増載荷（片振りと両振り）の3種類を設定した．さらに載荷試験と同時に，透過法による非接触式超音波試験を各ケースにつき１体に実施することで，供試体内部の損傷度合いが超音波伝搬速度に与える影響について基礎的な検討を試みた．
その結果，静的せん断繰り返し載荷によるエネルギーが残存耐荷力に与える影響について，両振りによる漸増載荷試験で最大12％程度の耐力低下であった．前年度に実施して最大で約60%の耐力低下が見られた引抜き方向と比べると，せん断方向ではボルト自体の塑性は見られたもののボルト定着部の耐荷性能には載荷方法に関わらず大きく影響しないことを確認した．なお，3種類の載荷方法で比較すると，両振りによる漸増繰り返し載荷が最も耐荷力に与える影響が大きいことが明らかとなった．
次に，静的引抜き試験前後の非接触式超音波試験結果を比較すると，ひび割れと同様の箇所で透過波の変化が見られ，測定場所のひび割れの有無を判別することは可能であることが判明した．ただし，ひび割れ幅が8mm以上の箇所では透過波を測定できなかった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初の計画では，あと施工アンカーボルト定着部の実験において静的および動的せん断繰り返し載荷試験まで実施する予定であったが，静的せん断繰り返し載荷試験のみ完了しており，供試体の固定冶具や供試体自体の製作遅延により動的せん断繰り返し載荷試験は現在準備中である．そのため，次年度に動的せん断繰り返し載荷試験を実施すると同時に，透過波を用いた非接触式超音波試験によるデータも収集する予定である．引抜き方向に関する動的繰り返し載荷試験や透過法による超音波試験，さらにせん断方向に関する静的繰り返し載荷試験に関するデータはほぼまとめ終わっているため，学会などを通じて今後発信していく予定である．
数値解析に関しては，動的付着特性に関する力学モデルを実験に基づいて提案することを計画していたが，力学モデルに関する検討を現在も継続して行っている．具体的には，動的付着特性に関する実験は当初の計画どおり完了しており，動的付着特性の力学モデルを用いた解析の妥当性に関する検討を引き続き実施する予定である．
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究の推進方策を以下に示す．
１）あと施工アンカーボルト定着部を対象とした動的せん断繰り返し載荷試験及び透過波による非接触式超音波試験
昨年度に実施したあと施工アンカーボルト定着部の静的せん断繰り返し載荷試験による知見をもとに，動的せん断繰り返し載荷試験を実施する．その際に，載荷ケースごとに透過波を用いた非接触式超音波試験も行い，せん断方向に関するボルト定着部の残存耐荷力と超音波検査による出力値との相関関係を把握し，これまでに実施した引抜き方向に関するデータに補完する．
２）動的付着特性モデルの確立及び既設構造物を対象とした耐荷性能評価と健全度予測
まず，鋼・コンクリート間の動的付着特性に関する力学モデルを用いた解析の妥当性に関する検討を完了させる．その後，実構造を対象とした設計震度レベルの繰り返し荷重による地震応答解析を実施し，損傷度や残存耐荷性能を評価する．さらに総括として，これまでの研究成果を整理した後，損傷度に応じた補修方法や接合部以外への影響度合いも含めた鋼・コンクリート接合部の合理的健全度評価法について検討する予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額が生じた理由として，当該年度に計画していた動的せん断繰り返し載荷試験による供試体の非破壊試験（透過法による非接触式超音波試験）が挙げられる．具体的には，超音波試験用計測機器のレンタル期間が短縮され，当該年度使用予定の助成金が余る結果となった．
昨年度に実施したあと施工アンカーボルト定着部の静的せん断繰り返し載荷試験による知見をもとに，次年度に動的せん断繰り返し載荷試験を実施する．その際に，載荷ケースごとに透過波を用いた非接触式超音波試験も同時に行うため、次年度使用額が充てることを計画している．
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