鉄筋コンクリート部材のひび割れ幅の算定精度向上のための付着クリープモデルの開発

开发粘附蠕变模型以提高钢筋混凝土构件裂缝宽度计算的准确性

• 批准号: 22K20450
• 负责人: 井向 日向
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Gifu National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20450/
• 关键词: 持続荷重; 付着クリープ; ひび割れ幅; 一軸引張載荷試験; 乾燥収縮; 鉄筋コンクリート

鉄筋コンクリート部材において、持続荷重が作用した場合およびコンクリートの乾燥収縮が生じた場合の、ひび割れ幅の経時変化を理論的に計算できる付着クリープモデルを開発することを本研究の目的とする。鉄筋コンクリート部材に生じるひび割れの幅は、コンクリートの乾燥収縮に加え、持続荷重の作用（クリープ）によって時間の経過とともに拡がっていく。本研究ではクリープ現象のうち、鉄筋とコンクリートの付着のクリープに着目し、付着クリープがどの程度生じるのか、なぜ生じるのかを明らかにし、現象に即した付着クリープモデルの開発を行う。鉄筋コンクリート部材の引張部を想定した要素実験を行い、持続荷重と乾燥収縮を作用させた場合の供試体の変形と応力を実測するとともに、供試体内部の微視的現象を観察する。要素実験の結果に基づき、付着クリープを表現可能な力学モデルを開発する。さらに開発したモデルに基づき、従来の設計におけるひび割れ幅算定式に、新たに付着クリープの影響を組み込むことで、実構造物のひび割れ幅の算定精度向上を目指す。これまでの研究により、D10、D13、D19、D22の4つの径の鉄筋を使用した鉄筋コンクリート部材において、持続荷重および乾燥収縮が生じる場合の時間依存変形に関する実験データが取得できた。その結果、付着クリープは鉄筋径によらず同程度生じることが示唆された。ただし、本実験では鉄筋径の変化に伴い、鉄筋比も変化していたため、今後、その点も含めて追加検討を実施する予定である。また、鉄筋コンクリート部材の内部で生じる微視的な現象を観察するための要素実験を一部行った。その結果、供試体内部に生じた微細なひび割れ一本あたりの長さが静的載荷後の供試体よりも持続載荷後の供試体の方が長くなることが確かめられた。持続載荷中における供試体内部のひび割れの進展が付着クリープの発生に寄与していることが示唆された。

这项研究的目的是开发一个粘附的蠕变模型，该模型可以从理论上可以计算出持续负载在钢筋混凝土成员以及混凝土干燥和收缩时，随着时间的推移会随着时间的推移计算裂纹宽度的变化。由于混凝土的干燥和收缩以及持续负荷的影响（蠕变），钢筋混凝土构件中发生的裂纹的宽度会随着时间的推移而扩展。这项研究的重点是蠕变现象中加固条和混凝土粘附的蔓延，并阐明了粘附蠕变发生的程度和原因，并开发了与现象相匹配的粘附蠕变模型。基于钢筋混凝土成员的拉伸部分进行元素实验，并测量样品的变形和应力，测量持续负荷和干燥收缩时的变形和应力，并观察到样品内的显微镜现象。根据元素实验的结果，我们开发了一种可以表达粘附蠕变的机械模型。此外，基于开发的模型，我们旨在通过将粘附蠕变的效果纳入传统设计中的裂纹宽度计算公式中来提高实际结构的裂纹宽度的准确性。迄今为止，当使用四个直径（D10，d13，d19和d22）的钢筋杆中发生连续负荷和干缩时，已获得了先前的研究，以进行时间依赖性变形。结果表明，与加固直径无关，粘附蠕变发生在同一水平。但是，在该实验中，由于加固直径的变化，增强率也发生了变化，因此我们计划将来在未来进行其他考虑，包括这一点。此外，进行了一些元素实验，以观察钢筋混凝土成员内发生的微观现象。结果，已经证实，在连续加载后，试样内发生的每个细裂纹的长度比静态加载后的样品中的样品更长。有人提出，连续载荷期间样品内部裂纹的发展导致粘附蠕变的发生。

项目成果

鉄筋コンクリート部材の付着クリープに及ぼす鉄筋径の影響に関する研究

钢筋直径对钢筋混凝土构件粘附徐变的影响研究

• 发表时间: 2023
• 作者: Nobuki FUKUI;Nobuhito MORI;Sooyoul KIM;Tomoya SHIMURA;Takuya MIYASHITA;赤地翔夢，中神光汰，井向日向
• 通讯作者: 赤地翔夢，中神光汰，井向日向

載荷後のRC部材内部の直接観察に基づく付着クリープ機構の検討

基于加载后钢筋混凝土构件内部直接观察的粘附蠕变机理研究

• 发表时间: 2023
• 作者: NAKAMURA Takumi;KAKUDA Takayuki;HAFUKA Akira;ONO Masatsugu;KIMURA Katsuki;中神光汰，赤地翔夢，井向日向
• 通讯作者: 中神光汰，赤地翔夢，井向日向