| 研究課題/領域番号 |
25820205
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
上田 尚史 関西大学, 環境都市工学部, 助教 (20422785)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 繊維補強コンクリート / せん断応力伝達モデル / せん断耐力評価 / 繊維補強セメント系複合材料 / 材料構成則 |
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| 研究概要 |
繊維補強コンクリートを構造部材として利用する際の合理的な設計法を提案することを目的として、繊維補強コンクリートの構造挙動を評価可能な材料構成則の検討を行うとともに、種々の繊維補強コンクリート部材のせん断破壊挙動について検討を行い、それぞれ以下の成果を得た。
繊維補強コンクリートの構造挙動を評価可能な材料構成則の検討においては、ひび割れ面の幾何学的な形状と繊維の架橋効果による影響を考慮したせん断応力伝達モデルを提案した。提案したせん断応力伝達モデルを有限要素解析に適用し、高強度で高靱性な繊維補強モルタル（ＵＨＰ－ＳＨＣＣ）で作製されたRCはりのせん断破壊実験を対象とした解析を行った。その結果、提案した構成モデルを用いることで、破壊進展挙動までも含めてＵＨＰ－ＳＨＣＣはりのせん断破壊挙動を評価できることを示した。
種々の繊維補強コンクリート部材のせん断破壊挙動の検討においては、主に実験的な検討を行った。具体的には、繊維種類（鋼繊維とPVA短繊維）、繊維量、マトリクス（モルタルとコンクリート）をパラメータとしたRCはりの載荷試験を行い、繊維とマトリクスの違いがRCはりのせん断挙動に及ぼす影響について検討した。その結果、マトリクスの違いと混入繊維の種類の違いにより、繊維補強コンクリートのせん断耐力の増加傾向が異なることを明らかにした。また、混入繊維がせん断耐力増加に及ぼす要因としては、繊維がひび割れの開口を抑制するとともに、ひび割れ面のずれ変形を抑制している可能性があることを示した。この点については，実験的な検討とともに、前述の材料構成則を用いることでより詳細に検討する予定である。
以上の成果を、国際会議へ1編、査読付き論文として1編、それぞれ発表した。
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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
本研究の目的として、繊維補強コンクリートを構造部材ならびに補強材として利用する際の、合理的な設計に資する評価法を提案することにある。その目的を達するためとして、材料の力学特性と部材の力学性能の関係性を明確にすること、繊維補強コンクリートの材料構成則を提案すること、ならびに破壊メカニズムを考慮した合理的な設計法を提案することを行ってきた。このうち、材料構成則の提案については概ね完了しており、妥当性と適用性の検討を進めているところである。また、実験的な検討を通して、材料の力学特性と部材の力学性の関係性について検討をし、その傾向を把握することができた。現在は、材料特性の異なる繊維補強コンクリートとしてより広範囲な材料を用いた検討を進めているところである。
以上の点から、本研究課題は概ね順調に進展していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
解析的な検討では、提案した材料構成則の妥当性と適用性について、種々の繊維補強コンクリートを対象として検討を行う。実験的な検討では、高強度な材料や高靱性な材料を対象として、材料の力学特性が構造挙動におよぼす影響を明らかにする予定である。これらの検討を通して、繊維補強コンクリートを構造部材として適用する際の合理的な設計に資する評価法を提案する予定である。また、繊維補強コンクリートを補強材として利用する際の合理的な設計法について、実験と解析の両面から検討を進める予定である。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
H25年度の成果をH26年度において開催される国際会議に発表することを決めたためである。すなわち、申請時には計上していなかった外国旅費をねん出するため、H25年度の研究の遂行に差支えない範囲内で、次年度への繰り越しを行ったためである。
繊維補強コンクリートに関する国際会議（SHCC3（Delftにて開催））への外国旅費として使用する予定である。
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