| 研究課題/領域番号 |
20H02302
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
兼松 学 東京理科大学, 理工学部建築学科, 教授 (00312976)
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| 研究分担者 |
諸岡 聡 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究副主幹 (10534422)
西尾 悠平 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (20793334)
向井 智久 国土技術政策総合研究所, 建築研究部, 室長 (30318208)
宮津 裕次 東京理科大学, 理工学部建築学科, 准教授 (70547091)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 中性子回折法 / 3Dプリンティング / 鉄筋 / 付着 / メゾスケール解析 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、次世代の補強材の可能性を探求することを目標とし、「表面処理や節形状、配筋方法が鉄筋コンクリートの付着にどのように影響を与えるか？」を、革新的な非破壊測定技術である中性子回折法(JRR-3 RESA)を用いて明らかにし、最終的に「最適な補強材の形態は何か？」という問いに応えることを目的とした一連の実験的・解析的検討を行った。より具体的には、① 従来鉄筋コンクリート造を想定し、鉄筋の形状や表面処理が応力伝達に及ぼす影響を中性子回折法により明かにし、3次元 FEM解析モデルを構築して検証すること、② 構築した提案モデルを用い鉄筋の形状や表面処理の最適化を試みること、③ 3Dプリンティング技術を念頭に、提案モデルの適用性の検討と中性子回折法による検証を行うこと、を目的とした一連の検討を行う。
その結果、表面形状の異なる異形鉄筋の付着応力について，中性子回折法および3Dプリンティング技術を用いた自由形状の繊維補強鉄筋による実験的を行い、さらには汎用FEMにおけるメゾスケール解析を実施し，機械的噛み合い作用に起因する付着応力の増大を定性的に評価可能であることを示した。また、一連の実験的・解析的検討において、節高さ/節間隔比 H/Lが支配的に影響を及ぼすこと、H/Lの大きいねじ節は節頂部を結ぶせん断破壊が生じることから，らせん筋を有する試験体の最大付着応力が小さくなることを明らかにした。その一方で、付着応力の小さい範囲(τ≦10MPa)においては，表面形状がすべり挙動に及ぼす影響が小さく、表面形状が鉄筋応力分布に及ぼす影響は小さい結果となった。3Dプリンティングによる自由形状の鉄筋を用いた最適化実験においては、波打ちおよびねじり等の形状変化が，付着応力の増大に及ぼす影響は小さい一方で、機械式の定着機構を有する鉄筋はすべり挙動の抑制に影響を及ぼすことを定量的に示すことができた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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