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研究の紹介
新材料・新構造

コンクリート充填鋼殻を適用した簡易な接合部構造

上田教授,古内助教,Aun(D3),中山(M2),和光技研,JFE

従来の構造の接合部は,複合構造では,大量のシアコネクタ(スタッド等)が必要であり,それゆえ,コストが高く施工期間が長いと言う短所が,一方,鉄筋コンクリート構造では,多量の鉄筋が必要となり,コンクリートの充填不足による構造的信頼性の低下,また,施工期間の長さが短所として指摘されてきました.そこで,わたしたちは,コンクリート充填鋼殻接合構造(図-1)を開発した.この構造は,鋼殻によるコンクリートの拘束効果により接合部での伝達力を確保する機構を積極的に利用している点に特徴があります.現在,この構造の橋りょう,柱はり接合部,杭基礎などへの展開を図るための実験および解析的を行っています(図-2)。

 
  図-1 コンクリート充填鋼殻接合構造  
     
 

施工性に優れるストランド状FRPシート
   
研究チーム: 佐藤准教授,橋田(M1),葛西(B4),
  日鐵コンポジット(HP)
  北海学園大学高橋研究室

連続繊維シート接着工法は,貼付け前に入念に不陸修正を行った後にシートを貼付け,さらに含浸・脱泡作業を入念に行う必要があるなど作業手順が多く施工品質が作業員の技量に依存するといった課題があります。一方,CFRP プレート接着工法は,現場含浸工程がないので施工性は良好ですが,50mm 程度の幅の狭いプレートを部分的に接着するため付着面積が小さく,付着耐力の低下が懸念されます.そこで,わたしたちは,工場で連続繊維ストランド1 本ずつに樹脂を含浸して硬化させたFRP 線材をすだれ状にシート化した連続繊維補強材(以下,FRP ストランドシート)を開発しました(写真-1)。現在,FRPストランドシート補強RCはりの静的および疲労試験(写真-2)を行い,補強設計法の開発に向けた検討を進めています。

 
  写真-1 ストランドシート 写真-2 ストランドシート補強RCはりのひび割れ性状
     
 

コストと力学特性のバランスに配慮した高性能鋼繊維補強モルタル
   
研究チーム: 佐藤准教授,Mamun(D1), 山崎(M2)
  IHI構造研究部
  Deflt工科大学コンクリート研究室

近年,圧縮強度が160MPa以上ある超高強度繊維補強コンクリート(UFC)や1〜2%の終局ひずみを有する複数微細ひび割れ型セメント系複合材(HPFRCC)などの高性能材料が開発されています.これらは極めて魅力的な材料特性を有しています.このような高性能材料よりなる部材の構造性能に着目した場合には,使用する材料の強度と変形のバランスに留意する必要があります.このような認識の下,わたしたちは,容易に入手できる材料を用い,かつ現場施工が可能な,自己充填性を有する高性能繊維補強モルタル(HPFRM)を開発しました.このHPFRMは,RC構造や鋼コンクリート構造への適用を念頭においたものであり,UFCとHPFRCCの中間的な引張特性を有する材料です.現在,実験的検討(写真-1)および解析的検討(図-2)により,HPFRMの材料構成モデルの開発とHPFRMと鉄筋もしくは鋼板を組み合わせた構造の設計方法の開発を進めています.

 
  写真-1 引張挙動のモデル化試験 図-1 HPFRMを用いたRCはりのひび割れ性状
     
 

スリット入り鋼パイプを用いた新しいずれ止め
   
研究チーム: 上田教授,古内助教, 中山(B4)
  IHI構造研究部

近年,合成構造や混合構造などの複合構造において,鋼とコンクリートを一体化させるずれ止めとして孔あき鋼板ジベル(写真-1,以下PBL)が用いられるようになってきました。PBLは,高いずれせん断抵抗と疲労強度を有し,現場作業が少ないとされていますが,靭性を確保するために貫通鉄筋が用いられています。この鉄筋は複数に並べられたPBLに連続して貫通させなければならないことやコンクリート打設前には安定して固定されなければなりません。そこで,私たちは,鉄筋のかわりに取付けの容易なスリット入り鋼パイプ(写真-2)を孔あき鋼板ジベルに差し込むことで,ずれ止めとしての役割を果たせるかどうかについて検討を行っています。

 
  写真-1 孔あき鋼板ジベルの施工例 写真-2 スリット入り鋼パイプ