| 研究課題/領域番号 |
24360176
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
睦好 宏史 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60134334)
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| 研究分担者 |
牧 剛史 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (60292645)
塩原 等 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50272365)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 鉄筋継手 / 機械式継手 / 挿入長さ / リカバリー継手 |
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| 研究概要 |
本研究は、鉄筋コンクリート（RC）構造物における鉄筋継手の合理化設計手法と耐久性を明らかにしようとするもので、鉄筋継手の種類（圧接、機械式、溶接継手），そのクラス（等級または品質），鉄筋径と継手位置（作用応力レベル）と継手集中度，継手間隔が部材の力学的性状に及ぼす影響を実験及び解析により明らかにしようとするものである。
平成25年度は昨年度に引き続いて，機械式鉄筋継手の挿入長さが異なる継手を製作し，継手単体の引張試験，それらをＲＣはり部材に用いた場合の力学的性状を明らかにした。また，挿入長さが不足する鉄筋継手が実際の現場で発見された場合の対処法として，新たにリカバリー継手を開発して，その引張試験およびＲＣはり部材に用いた場合の力学的性状を実験的に明らかにした。その結果以下のことが明らかとなった。
１）鉄筋のカップラーへの挿入長さを3種類変化させ，また，エポキシ樹脂の注入の有無を実験要因として継手単体の引張試験を行った。その結果，鉄筋の挿入長さが半分しかないものは，鉄筋の降伏耐力まで達するが，カップラーから鉄筋の引き抜けが生じたため，剛性が低下することが明らかとなった。挿入長さが３分の１しかないものは，降伏耐力まで達せず，鉄筋の引き抜けが生じて破壊する結果となった。
２）上記の継手をＲＣはりに配置して曲げ載荷実験を行った。その結果，挿入長さが半分のものは部材の降伏耐力まで達するが，変形能が低下することが明らかとなった。また，挿入長さが３分の１のものは，降伏耐力に達する前に，鉄筋が引き抜けて終局に至る事が明らかとなった。
３）挿入長さが不足している継手に，新たに開発したリカバリー継手で覆い，その引張性状およびＲＣはりに適用した場合の曲げ性状を実験的に明らかにした。その結果，継手両端にひび割れが集中するが，耐力的には継手が無い部材と同等の性能を有することが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究は、鉄筋コンクリート（RC）構造物における鉄筋継手の合理化設計手法と耐久性を明らかにしようとするもので、鉄筋継手の種類（圧接、機械式、溶接継手），そのクラス（等級または品質），鉄筋径と継手位置（作用応力レベル）と継手集中度，継手間隔が部材の力学的性状に及ぼす影響を実験及び解析により明らかにしようとするものである。
平成24年度および25年度では機械式鉄筋継手について，その品質が鉄筋継手単体の力学的性状に及ぼす影響とこれらをＲＣ部材に用いた場合，継手位置（作用応力レベル）と継手集中度，継手間隔が部材の力学的性状に及ぼす影響を実験的に明らかにすることである。この目的は概ね達成された。一方，その他の継手（ガス圧接，溶接継手）についても実験を行う計画であったが，研究を進めていく上で，鉄筋挿入長さが不足している不良継手が現場で実際に発見された場合，その対処法を考えておくことの重要性が新たに認識された。このため，25年度は，新たなリカバリー継手の開発を行うことに軌道修正した。しかし，26年度にやり残している他の継手の実験および耐久性について研究を行う予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成24年度および25年度は，機械式鉄筋継手のカプラー内の鉄筋挿入長さが接ぎ手単体の引張性状に及ぼす影響およびこれらを用いたＲＣはり部材の曲げ性状を明らかにした。さらに，挿入長さが十分でない継手を補強する目的で，リカバリー継手を新たに開発し，その引張性状およびこれを用いたＲＣはり部材の曲げ性状を実験的に明らかにした。平成26年度は上記の成果に基づいて以下の研究を行う。
１）不良継手を補強する新たな手法の開発
昨年開発したリカバリー継手は鉄筋単体と比べて剛であるため，ＲＣ部材に適用した場合，リカバリー継手両端にひび割れが集中する現象が見られた。ここでは，リカバリー継手をＲＣ部材に用いる場合のひび割れ性状を改良するとともに，ガス圧接不良継手，溶接不良継手に対する適用性を検討する。
２）電食実験による継手部の腐食性状と耐久性に関する実験
ガス圧接継手，機械式継手を用いた場合，継手部のかぶりが母材部よりも小さくなるために，外部の塩化物イオンの浸透によって，継手部に腐食が生じることが懸念される。さらに，継手部の材料的性質も母材と異なるために，継手部の防食性能を明らかにしておく必要がある。ここでは，電気腐食促進実験により，継手と母材を強制的に錆びさせて，腐食度，腐食による部材の力学的性状を明らかにする。すなわち，継手部を有するＲＣ部材をチタンメッシュ上に置いて，5%濃度のNaCl溶液に浸し，陽極を鉄筋に，陰極をチタンメッシュに接続し，0.7Aの電流を通電し，強制的に腐食を生じさせる。腐食が確認された後，載荷実験を行い，母材と継手部の腐食状況の相違，腐食程度（あるいは積算電流：電流×時間）と部材の力学的性状を明らかにする。さらに，継手部の腐食状況が著しい場合は，その対処法を検討する。
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