• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2014 年度 実施状況報告書

衝撃的外力により損傷した鉄筋コンクリート部材の耐衝撃性向上法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26420451
研究機関室蘭工業大学

研究代表者

栗橋 祐介  室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (30414189)

研究分担者 小室 雅人  室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10270183)
岸 徳光  釧路工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (30153076)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードRC梁 / 曲げ補強 / 耐衝撃性 / AFRP シート / PFRP シート
研究実績の概要

連続繊維シートで曲げ補強した RC 梁の耐衝撃性改善策の提案を目的として,目付量の大きいアラミド繊維 (AFRP) シートやポリエチレンテレフタレート (PFRP) シートを併用して補強した RC 梁の衝撃載荷実験を行った.試験体の形状寸法(梁幅×梁高×スパン長)は 200×250×3,000 mm であり,軸方向鉄筋は上下端にそれぞれ D19 を各 2 本配置した.また,せん断補強筋には D10 を用い,100 mm 間隔で配筋している.
AFRP シートは,梁底面の補強範囲にブラスト処理を施した後,エポキシ系含浸接着樹脂を用いて接着した.PFRP シートを用いる場合には,PFRP シートを接着した後,目付量 415 g/m2 のAFRP シートを接着した.本実験の測定項目は,重錘衝撃力と支点反力,スパン中央点変位およびシート各点の軸方向ひずみである.また,実験時には,RC 梁のひび割れやFRP シートの剥離および破断状況を高速度カメラを用いて連続的に撮影した.
実験の結果,1) AFRP シートで曲げ補強することによりRC 梁の変形量やシート破断を抑制可能であり,その効果はシート目付量が大きい場合ほど高い;2) シート目付量を大きくすることにより,AFRP シート曲げ補強RC 梁の載荷点近傍におけるせん断コーン発生領域が拡大する.これにより,シートの局所的なひずみの増大が抑制され,シート破断しなかったものと考えられる;PFRP シートを併用する場合には,AFRP シートの部分破断を伴うもののシートの完全破断を抑制可能であることなどが明らかになった.

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

平成 26 年度の研究では,アラミド繊維 (AFRP) シート接着による RC 梁の耐衝撃性向上効果を確認した.具体的には,シートの有する高い伸び性能および引張強度により,衝撃荷重を受ける RC 梁のたわみ量やひび割れを抑制可能であることが明らかになった.また,シートのひずみ分布やひび割れの推移状況を明確にすることができた.
なお,入力エネルギーや衝撃荷重が大きい場合には,ひび割れ発生部における応力集中により AFRP シートが破断しやすいことが明らかになった.破断抑制のためには,シート目付量を大きくすることや弾性係数が低く,破断伸びが大きいポリエチレンテレフタレート (PFRP) シートを併用することが極めて有効であることが明らかになった.
ただし,数値解析については,未だ実験結果を再現可能な数値解析手法の確立には至っていないため,今後さらに解析モデルや各材料構成則を見直し検討を推進してゆく必要がある.

今後の研究の推進方策

今後の検討項目は,以下の通りである.
1) シート破断を抑制可能な補強量や AFRP/PFRP シートの併用割合を定量的に明らかにするため,AFRP シート目付量および AFRP/PFRP シートの併用割合を変化させた RC 梁の衝撃荷重載荷実験を行う.
2) FRP シート曲げ補強した RC 梁の耐衝撃挙動を再現可能な数値解析手法を確立するため,種々の解析モデルや材料構成則を適用した場合の数値解析を行い,実験結果と比較検討する.
3) 衝撃荷重により損傷した RC 梁の耐衝撃性やその向上法を検討するため,主鉄筋が降伏する程度に損傷させた RC 梁を対象に,無補強および FRP シート曲げ補強した RC 梁の衝撃荷重載荷実験を行う.
4) 1)~3) の研究成果に基づき,損傷 RC 梁やシート補強した損傷 RC 梁の耐衝撃挙動を再現可能な数値解析手法を確立するための検討を行う.

次年度使用額が生じた理由

消耗品やひずみゲージが当初の予定よりも少なくなったため.

次年度使用額の使用計画

消耗品やひずみゲージ購入費に充当する.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] 衝撃載荷によって損傷を受けた RC 梁の AFRP シート曲げ補強による耐衝撃性向上効果2015

    • 著者名/発表者名
      三上 浩,栗橋祐介,今野久志,岸 徳光
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: 61A ページ: 990-1001

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] AFRP およびPFRP シートで曲げ補強したRC 梁の重錘落下衝撃実験2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤 元彦,栗橋祐介,三上 浩,岸 徳光
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 37 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] AFRP シート曲げ補強 RC 梁の耐衝撃挙動に及ぼすシート目付量の影響2014

    • 著者名/発表者名
      三上 浩,今野久志,栗橋祐介,岸 徳光
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 36(2) ページ: 523-528

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] AFRP およびPFRP シートを併用して補強したRC 梁の重錘落下衝撃実験2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤元彦
    • 学会等名
      土木学会第70回年次学術講演会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県,岡山市)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [学会発表] AFRP およびPFRP シートで曲げ補強したRC 梁の重錘落下衝撃実験2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤 元彦,栗橋祐介,三上 浩,岸 徳光
    • 学会等名
      コンクリート工学年次大会 2015
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県,千葉市)
    • 年月日
      2015-07-14 – 2015-07-16
  • [学会発表] 衝撃載荷によって損傷を受けた RC 梁の AFRP シート曲げ補強による耐衝撃性向上効果2015

    • 著者名/発表者名
      三上 浩,栗橋祐介,今野久志,岸 徳光
    • 学会等名
      第61回構造工学シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都,目黒区)
    • 年月日
      2015-04-25 – 2015-04-26
  • [学会発表] 目付量の異なるAFRP シートで曲げ補強したRC 梁の重錘落下衝撃実験2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤元彦,栗橋祐介,今野久志,三上 浩,岸 徳光
    • 学会等名
      土木学会北海道支部 平成26年度年次技術研究発表会
    • 発表場所
      室蘭工業大学(北海道,室蘭市)
    • 年月日
      2015-01-31 – 2015-02-01
  • [学会発表] AFRP シート曲げ補強RC 梁の耐衝撃挙動に及ぼすシート目付量の影響2014

    • 著者名/発表者名
      栗橋祐介,今野久志,三上 浩,岸 徳光
    • 学会等名
      土木学会第69回年次学術講演会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府,豊中市)
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-12
  • [学会発表] 初期損傷を有するRC 梁のAFRP シート曲げ補強による耐衝撃性向上効果2014

    • 著者名/発表者名
      栗橋祐介,今野久志,三上 浩,岸 徳光
    • 学会等名
      土木学会第69回年次学術講演会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府,豊中市)
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-12
  • [学会発表] AFRP シート曲げ補強 RC 梁の耐衝撃挙動に及ぼすシート目付量の影響2014

    • 著者名/発表者名
      三上 浩,今野久志,栗橋祐介,岸 徳光
    • 学会等名
      コンクリート工学年次大会 2014
    • 発表場所
      サンポート高松(香川県,高松市)
    • 年月日
      2014-07-09 – 2014-07-11

URL: 

公開日: 2016-05-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi