材料劣化・高サイクル疲労の相互連成作用を受けるコンクリート構造物の性能照査手法の開発

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多くの補修・補強対策では、劣化損傷要因を取り除き、原状復帰を目指す事が基本方針であるといえる。しかし、定着部損傷を有する場合、損傷が顕在化している端部を直接補強しても、その効果に乏しい恐れが多分にある。その上、定着部への直接的な補強行為は施工に多大な困難を伴う。そこで定着領域の損傷部に直接的な補強を行うのではなく、ひび割れが進展してくると予想される領域に対し、先行して限定補強を施すことで得られる補強の効果を検討した。事前に行った解析からはこの種の補強が有効であることを示す解析結果が得られており、実験ではこの効果を検証することを目的としたものである。補強箇所が少なく、かつ高い効果を得るため、通常せん断補強に用いるものよりも太径の鉄筋を集中せん断補強筋としてRC梁に組み込んだ。しかし、実験結果は事前解析の結果と異なり補強効果が現れない結果となった。原因は模擬損傷面上から発生したひび割れが補強筋と交差せず、それに沿うように鉛直に立ち上がったため、期待した補強効果が発揮されなかったことであった。実験結果と事前解析結果の比較検討を行ったところ、剛性の急変を伴わないような補強材を配置し、応力が補強箇所と交差するように流れるようにすることで予見された補強効果が得られる可能性があること、損傷面での摩擦によって進展してくるひび割れの方向が変わること、が明らかになった。そこでせん断伝達モデルを元に人工損傷ではなく、通常のひび割れ面でのせん断伝達を摩擦力学的に表現したところ、摩擦係数が4.0程度のものとなることがわかった。この場合ひび割れは載荷点に向かって直線的に延びることから、本研究で考案する補強効果が見込めるものと考えられる。以上の成果を元に、剛性の急変を避けるため、せん断スパン内のみをシートで一様に巻きたてるとして再度検討を行い、解析上大きな補強効果が見込めることが明らかになった。