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

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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。