複合炭素繊維補強コンクリートシェル構造の耐力評価に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15560498
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 真下 和彦 東海大学, 工学部, 教授 (80096263)
• Keywords: コンクリートシェル / 炭素繊維補強 / 破壊実験 / 終局耐力 / 破壊形態 / 非線形解析 / 円筒殻 / 板厚変動

Research Abstract

屋根形式の複合炭素短繊維補強コンクリートシェル構造を対象として,シェル耐力および破壊形態を検証するため小型実験供試体を作製し破壊実験を行った。併せて,供試体を忠実に再現した数値モデルを構築し,シェル耐力の検証を行った。数値解析に於いては,薄肉モデルの扱いに特に注意が必要となり,シェルの板厚変動の影響を忠実に反映した数値解析を実施した。繊維補強コンクリートシェル構造に於いては小型実験供試体を作製する際に,板厚変動を最小限に抑制しようとする意図と,コンクリートの流動性を増大し炭素短繊維の均一な分散を促す作用とは,相互に相異なる手段を要する。従って,通常の鉄筋コンクリートシェルの供試体製作とは異なる特別の配慮が要求されるが,適切なコンクリートシェル耐力評価の立場からは,シェル板厚に比較的大きな変動分布が検出された場合に於いても,その影響を的確に考慮した耐力評価法を提案し,精度の高い数値解析の実施を目指した。一般にシェルの設計に於いて,構造耐力を大きく作用する因子として,上記に加えて,境界条件及び荷重条件を適切に考慮しなければならない。本研究に於いては,境界条件として,シェルの剛性と力の流れを明確に評価し,破壊実験と非線形数値解析の対応において明快な処理を行うことができるように,モデル化を行った。
平成15年度は,特に、炭素繊維シート補強時に,通常の鉄筋補強によるコンクリートシェル構造を対象として、力の流れが単純で明快である静的荷重載荷を中心として,破壊実験及び数値解析による検証を加えた。数値解析に於いて,板厚変動の大きい場合の解析方法を検討し,板厚変動を考慮した高精度数値モデル解析及び簡便耐力評価法の検証を行った。

Research Products

• [Publications] K.Mashita: "Exp.and Num.Studies on C.F.C.R.Concrete Cylindrical Shells with Edge Beams."IASS-APCS-2003. No.1. 196.1-196.8 (2003)
• [Publications] 真下和彦, 前川このみ, 杉浦直樹: "静的点荷重を受ける炭素繊維シート補強による鉄筋コンクリート造円筒殻の終局耐力"東海大学 工学部 紀要. Vol.43,No1. 19-24 (2003)
• [Publications] 真下和彦, 鈴木悠子, 山口紳一郎: "衝撃荷重を受ける炭素繊維シート補強された鉄筋コンクリート造円筒殻の破壊形態"東海大学 工学部 紀要. Vol.43,No1. 13-18 (2003)
• [Publications] 杉浦 直樹, 真下 和彦, 熊本 千大: "静的荷重を受ける炭素繊維シート補強による鉄筋コンクリート造円筒殻の終局耐力(1)"日本建築学会大会学術講演梗概集. B1. 719-720 (2003)
• [Publications] 熊本 千大, 真下 和彦, 杉浦 直樹: "静的荷重を受ける炭素繊維シート補強による鉄筋コンクリート造円筒殻の終局耐力(2)"日本建築学会大会学術講演梗概集. B1. 721-722 (2003)
• [Publications] 山口 紳一郎, 真下 和彦, 伊藤 由理: "炭素繊維シート補強によるコンクリート造円筒殻の衝撃破壊に関する研究(1)"日本建築学会大会学術講演梗概集. B1. 723-724 (2003)