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2023 年度 実績報告書

FRP部材の高度利用による鋼構造物の補修・補強技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K04238
研究機関東京都立大学

研究代表者

中村 一史  東京都立大学, 都市環境科学研究科, 准教授 (70264596)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード補修・補強 / FRP部材 / 鋼構造物 / 接着接合 / 耐久性
研究実績の概要

2023年度は,データの蓄積の観点から初年度から取り組んできた,(1)鋼部材との接着接合部の強度,耐久性に関する検討を継続して行った.当て板接着した板曲げによるはく離寿命の検討結果より,静的強度が高いほど,疲労強度・寿命も増加する傾向を踏まえ,接合用強化材を用いない真空含浸成形・接着の方法を考案し,静的試験を行った.その結果,静的はく離荷重が18%増加することが確かめられ,疲労耐久性の向上にも寄与することが示唆された.クリープ試験では,持続荷重,温度をパラメータとして検討を継続した.高温促進試験による長期クリープ試験より,20℃換算で約550年相当のクリープ破壊のデータを取得するとともに,既往の研究におけるマスターカーブに近似する結果を得た.
さらに,(2)補修・補強に必要なFRP部材の積層構成・断面剛性の検討,(3)典型的な損傷をモデル化した鋼部材による効果の検証を遂行した.まず,軸力を受ける部材については,鋼橋の効率的な耐震補強に向けて,ブレース材の座屈を抑制してエネルギー吸収を図るためのCFRP座屈拘束材の検討を行った.CFRPの積層構成を検討して試験体を試作し,正負交番の漸増繰返し載荷実験を行って,その妥当性を実験的に検証した.次に,軸圧縮力と曲げモーメントを受ける部材については,座屈損傷を受けた円形鋼製橋脚のCFRP接着による耐震補強を検討した.エネルギー吸収を最大化するためのCFRPの配向をパラメトリックに検討して,±45°方向の配置を提案した.さらに,曲げモーメントとせん断力を受ける鋼桁のCFRP接着補強について解析的な検討を行った.その結果,過年度の実験による試験体の耐荷力を,十分な精度で評価できるモデル化の手法を提示した.また,CFRPのはく離進展を評価するためのモデル化を解析的に検討した.その結果,要素サイズに応じたはく離の構成則を提示した.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 8件)

  • [雑誌論文] Effect of adhesive debonding of CFRP around weld bead and crack on fatigue crack growth in steel plate2024

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Matano, Hitoshi Nakamura, Visal Thay, Takahiro Matsui
    • 雑誌名

      The 11th International Conference on Fiber-Reinforced Polymer (FRP) Composites in Civil Engineering (CICE 2023)

      巻: - ページ: 1-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cyclic loading test and analytical evaluation of circular steel columns retrofitted by externally bonded carbon fiber sheets in graded configuration2023

    • 著者名/発表者名
      Juliane Therese R. Bacod, Hitoshi Nakamura, Kim Oliver U. Magtagnob, Takahiro Matsui
    • 雑誌名

      The 11th International Conference on Fiber-Reinforced Polymer (FRP) Composites in Civil Engineering (CICE 2023)

      巻: - ページ: 1-12

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 当て板と鋼板の接着接合部の疲労強度とはく離進展特性に関する実験的検討2023

    • 著者名/発表者名
      高橋京祐,中村一史,タイウィサル,堀井久一
    • 雑誌名

      土木学会論文集A1

      巻: 79 ページ: -

    • DOI

      10.2208/jscejj.22-14002

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analytical Evaluation of Cyclic Loading Behavior of Circular Steel Columns Retrofitted by Externally Bonded Carbon Fiber Sheets in Graded Configuration2023

    • 著者名/発表者名
      Juliane Therese Rellas Bacod, Hitoshi Nakamura, Takahiro Matsui
    • 雑誌名

      土木学会,年次学術講演会講演概要集

      巻: 第78回 ページ: CS2-39

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] CFRP接着により補強された鋼桁のせん断載荷実験の解析的検討2023

    • 著者名/発表者名
      荒井康太,中村一史,小野健太,澤田守
    • 雑誌名

      土木学会,年次学術講演会講演概要集

      巻: 第78回 ページ: CS6-13

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] CFRP接着接合部の曲げ疲労特性に関する実験的検討2023

    • 著者名/発表者名
      高橋京祐,中村一史,Thay Visal,堀井久一
    • 雑誌名

      土木学会,年次学術講演会講演概要集

      巻: 第78回 ページ: CS6-14

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] VaRTMで当て板が接着された鋼板の接着接合部の曲げ疲労強度に関する実験的検討2023

    • 著者名/発表者名
      高橋京祐,中村一史,タイウィサル,松井孝洋,堀井久一
    • 雑誌名

      複合・合成構造の活用に関するシンポジウム

      巻: 第15回 ページ: 150-158

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analytical study on the effect of carbon fiber sheet orientation and configuration on seismic retrofitting of circular steel columns under cyclic loading2023

    • 著者名/発表者名
      Juliane Therese R. Bacod, Hitoshi Nakamura
    • 雑誌名

      複合・合成構造の活用に関するシンポジウム

      巻: 第15回 ページ: 159-166

    • オープンアクセス

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公開日: 2024-12-25  

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