世界最高強度コンクリートの力学モデルの開発とコンクリート構造物への展開

世界最高强度混凝土力学模型的开发及其在混凝土结构中的应用

• 批准号: 17J09680
• 负责人: 柳田 龍平
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J09680/
• 关键词: 繊維補強無孔性コンクリート（PFC）; 外ケーブル方式PCはり; プレキャストPFCセグメント; 棒部材のせん断耐荷挙動; 応力－ひずみモデル; 引張軟化モデル; 等価検長; プレストレストコンクリート; 土木材料

本研究は、世界最高強度コンクリート（PFC）の力学特性や構造性能を明らかにすることで、橋梁の自重の低減、スパン長大化、またそれらに伴う建設コスト・期間の縮減等を達成するようなPFCを用いた新しい構造形式の実現に資することを目的としている。このため1.力学特性の把握、2.力学モデルの提案、3.PFC部材のせん断耐力評価、4.PFCを用いた新構造形式の構造性能評価、の4ステップに分かれた研究計画とし、本年度は3，4に注力した．平成30年度は、まず昨年度から実施してきたPFCプレキャストセグメントを用いた外ケーブル方式PCはりの曲げ試験を引き続き行い、その性能評価を試みた。結果、40㎜と薄肉の断面下縁に30MPaあるいは40MPaという大きなプレストレスを与えたPFCはりは、セグメント接合部に起因する脆性的な破壊や曲げ圧縮破壊、またはせん断破壊に至ることなく、最終的には外ケーブル降伏が先行する曲げ引張破壊に至ることを見出しており、PFCを用いた新構造の実現可能性を評価することができた。次に、PFC棒部材のせん断耐力評価のための実験的検討を行った。300MPa以上の圧縮強度を有するPFCではせん断挙動についての検討が限られている。そこでPFC棒部材のせん断耐力に対してプレストレス量、せん断スパン比および軸方向鉄筋比が及ぼす影響を検証した。結果、そのせん断耐力に対してプレストレス量およびせん断スパン比が影響することが確認された。また、既往の超高強度材料に対するせん断耐力算定式を用いる場合、そのせん断耐力のうちの補強繊維分担分およびコンクリート分担分の算定精度を向上させるためには、既往の算定式では考慮されていないせん断スパン比の影響を適切に考慮し、さらに斜めひび割れ角度の算定精度を向上させる必要があることを実験的に見出しており、PFCを用いた構造部材の設計に資する研究成果となった。

This study aims to achieve the goals of reducing the weight of bridges, increasing the length of bridges, and reducing the construction period of PFC, which is the highest strength in the world. 1. Understanding of mechanical properties; 2. Proposal of mechanical properties; 3. Evaluation of breaking strength of PFC components; 4. Evaluation of structural properties of new structures for PFC applications; 4. Research plans; 3. In 2010, the company started to implement the PFC system, and the performance evaluation of the company was carried out in the middle of the year. The results show that the 40 mm thin section under 30MPa, 40MPa, 30 MPa, 30 MPa The evaluation of breaking strength of secondary and PFC rod components shall be conducted. The PFC has a compression strength of more than 300MPa, and it is not allowed to break or break. The impact of the breaking strength of PFC rod components on the strength, breaking ratio and axial reinforcement ratio is demonstrated. The results of the study confirm that the number of patients affected by the disease is greater than that of patients affected by the disease. In the past, the calculation formula for breaking strength of ultra-high strength materials was used in the case where the strength of breaking strength was increased, the calculation accuracy of the strength of breaking strength was increased, and the calculation accuracy of the strength of breaking strength was increased. Research results on design of structural components for PFC applications

项目成果

Structural Performance of Externally Prestressed Segmental Beams using Fiber Reinforced Porosity Free Concrete

采用纤维增强无孔混凝土的体外预应力节段梁的结构性能

• DOI: 10.3151/crt.29.41
• 发表时间: 2018
• 期刊: Concrete Research and Technology
• 作者: 柳田龍平;中村拓郎;河野克哉;二羽淳一郎
• 通讯作者: 二羽淳一郎

プレストレス量と鋼材比が異なる繊維補強PFCはりのせん断挙動

不同预应力量和钢配比纤维增强PFC梁的剪切性能

• 发表时间: 2019
• 期刊: コンクリート工学年次論文集
• 作者: 万代 悠作;金子 知適;Yusaku Mandai;万代 悠作;万代悠作,金子知適;林 佑希子，柳田 龍平，河野 克哉，二羽 淳一郎
• 通讯作者: 林 佑希子，柳田 龍平，河野 克哉，二羽 淳一郎

Mechanical Properties of Fiber Reinforced Pore Free Concrete with High Strength Matrix above 400 MPa

400 MPa以上高强基体纤维增强无孔混凝土力学性能

• 发表时间: 2017
• 作者: Ryohei Yanagida;Takuro Nakamura;Katsuya Kono;Junichiro Niwa
• 通讯作者: Junichiro Niwa

MECHANICAL MODELS FOR COMPRESSION AND TENSION PROPERTIES OF POROSITY FREE CONCRETE WITH STEEL FIBER

钢纤维无孔混凝土压缩和拉伸性能的力学模型

• DOI: 10.2208/jscejmcs.74.10
• 发表时间: 2018
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. E2 (Materials and Concrete Structures)
• 作者: 柳田龍平;中村拓郎;河野克哉;二羽淳一郎;柳田 龍平，中村 拓郎，河野 克哉，二羽 淳一郎
• 通讯作者: 柳田 龍平，中村 拓郎，河野 克哉，二羽 淳一郎

鋼繊維補強PFCを用いたRCはりのせん断特性に及ぼすせん断スパン比の影響

剪跨比对钢纤维增强PFC RC梁抗剪性能的影响

• 发表时间: 2019
• 作者: 柳田龍平;中村拓郎;河野克哉;二羽淳一郎;柳田 龍平，中村 拓郎，河野 克哉，二羽 淳一郎;若山 大幹，柳田 龍平，大窪 一正，河野 克哉，二羽 淳一郎
• 通讯作者: 若山 大幹，柳田 龍平，大窪 一正，河野 克哉，二羽 淳一郎