炭素繊維によって補強された部材に生じる熱応力低減工法の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24656269
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 土木材料・施工・建設マネジメント
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 河野 広隆 京都大学, 経営学研究科, 教授 (80344018)
• 研究分担者: 石川 敏之 京都大学, 大学院工学研究科, 助教 (00423202)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 熱応力 / 炭素繊維 / アルミニウム合金 / 線膨張係数 / 固有値解析 / 温度 / はく離 / 接着剤

研究概要

炭素繊維材料を接着することによる，社会基盤構造物の補修・補強では，一般的な材料である鋼やコンクリートの線膨張係数(10～12μ/℃)と比べ炭素繊維材料の線膨張係数がほぼ0μ/℃と大きく異なるため，温度変化を受けるだけで，構造物に熱応力が生じることが問題として挙げられている．本研究では，この課題を解決するために，炭素繊維材料と共に，線膨張係数が23μ/℃の構造用アルミニウム合金を接着して，構造部材にに生じる熱応力自体を低減させる新たな工法を提案し，温度変化試験によりその効果を明らかにした．また，炭素繊維接着に対するはく離評価法についても提案した．

研究成果

• [雑誌論文] 鋼部材に接着された当て板のはく離によるエネルギー解放率 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水優,大倉慎也,石川敏之,服部篤史,河野広隆
  • 雑誌名: 土木学会論文集A2(応用力学) 巻: Vol.69,No.2 ページ: I_701-I_710
  • DOI: 10.2208/jscejam.69.I_701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of thermal stress induced in steel plate strengthened by bonding CFRP plate on one side, Asia-Pacific Conference on FRP in Structures (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, T., Nagao, T., Kobayashi, A., Shimizu, M., Hattori, A. and Kawano, H
  • 雑誌名: APFIS, Melbourne 巻: No.8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simple equations of shear and normal stresses at the ends of CFRP plate bonded onto steel member (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, M., Ishikawa, T., Hattori, A. and Kawano, H
  • 雑誌名: Asia-Pacific Conference on FRP in Structures, APFIS, Melbourne 巻: No.17
  • 査読あり
• [雑誌論文] CFRP板が片面に接着された鋼部材に生じる熱応力の低減 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石川敏之,冨田貴大,服部篤史,河野広隆,長尾隆史,小林朗
  • 雑誌名: 土木学会論文集A2(応用力学) 巻: Vol.68,No.2 ページ: I_703-714
  • DOI: 10.2208/jscejam.68.I_703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction technique of thermal stress induced in steel plate strengthened with CFRP plates (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, T., Hattori, A., Kawano, H., Nagao, T. and Kobayashi, A
  • 雑誌名: 9th German-Japan Bridge Symposium 巻: 4A-05 ページ: 159-160
• [学会発表] 鋼部材に接着された当て板のはく離に対するモード別エネルギー解放率の提案 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水優,大倉慎也,石川敏之,服部篤史,河野広隆
  • 学会等名: 土木学会第68回年次学術講演会概要集第1部
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] CFRP板が片面に接着された鋼板に生じる熱応力の低減効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石川敏之,服部篤史,河野広隆,冨田貴大,長尾隆史,小林朗
  • 学会等名: 土木学会第67回年次学術講演会概要集共通セッション
  • 年月日: 20120000
• [備考]
  • URL: http://csd.kuciv.kyoto-u.ac.jp/