Development of advanced strengthening technique for steel structures using externally bonded FRP members

开发先进的钢结构外粘FRP构件加固技术

• 批准号: 21K04238
• 负责人: 中村 一史
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04238/
• 关键词: 補修・補強; FRP部材; 鋼構造物; 接着接合; 耐久性

2022年度は，データの蓄積として前年度から取り組んできた，(1)鋼部材との接着接合部の強度，耐久性に関する検討を継続して行った．接着接合部の強度については，2種類のエポキシ樹脂接着剤における，せん断応力と垂直応力の割合に応じた破壊包絡線を提示した．クリープ試験では，持続荷重，温度をパラメータとして検討を継続した．長期のクリープ試験を継続中であるが，クリープコンプライアンスで評価することで，既往の研究におけるマスターカーブに近似する結果を得ている．疲労試験では，当て板接着した板曲げによるはく離寿命の検討を継続して行った．その結果，2種類の接着剤に対して，静的はく離に対する強度比とはく離破壊の繰返し回数の関係の評価式を提示するとともに，既往の引張疲労試験との比較から，作用，接着剤の種類によらず統一的な評価の可能性を示した．さらに，面内ガセット溶接継手から発生する疲労き裂のCFRP接着による補修における接着接合部のはく離の影響を検討した．さらに，(2)補修・補強に必要なFRP部材の積層構成・断面剛性の検討を行った．FRP部材は，補修・補強に効率的な一方向材を基本とし，軸力を受ける部材，曲げモーメント，せん断力を受ける部材に対して，それぞれ支配的な方向に配向した繊維を適用して検討を行った．軸力を受ける部材については，部材長の異なる一方向材のCFRP部材の圧縮実験を行って，材料破壊，座屈破壊の領域を評価した．曲げモーメント，せん断力を受ける鋼部材に対しては，円筒形鋼製橋脚，曲げモーメントを受ける鋼桁を対象に解析的な検討を行って，過去に行われた実験結果を評価できる解析モデルの構築を行った．なお，はく離のモデル化とそれを考慮した検討も実施したが，解析モデルの構築と妥当性の検証を優先したため，積層構成の最適化とともに次年度以降も継続して実施する予定である．

在2022财年，我们继续研究与钢构件的胶接头的强度和耐用性，自上一年以来，我们一直在研究这一数据，这是数据的积累。关于胶接头的强度，我们根据两种环氧树脂粘合剂的剪切应力和正常应力之比，提出了一个破裂的包膜。在蠕变测试中，研究继续使用持续的负载和温度作为参数。目前正在进行长期蠕变测试，并且已经实现了基于蠕变合规性的评估，以近似以前的研究的主曲线。在疲劳测试中，我们继续研究附着在板上的板的释放寿命。结果，我们为两种类型的粘合剂提供了强度比与静态剥离之间的关系的评估公式与脱皮裂缝的重复次数之间的关系，我们还可以根据与先前的张力疲劳测试的比较进行统一评估的可能性。此外，我们研究了粘合接头剥离对修复CFRP粘附于面内毛孔焊接接头产生的疲劳裂纹的影响。此外，（2）我们研究了修复和加固所需的FRP成员的层压结构和横截面刚度。 FRP成员基于一种有效修复和加固的单向材料，该研究是通过将朝着主要方向的纤维应用于接收轴向力，弯曲力矩和剪切力的成员进行的。对于受到轴向力的成员，对具有不同长度的单向材料的CFRP成员进行了压缩实验，以评估材料断裂和屈曲失败的区域。对于受到弯矩和剪切力的钢构件，对经受弯曲矩的圆柱钢桥和钢梁进行了分析检查，并构建了一个可以评估先前实验结果的分析模型。尽管我们还进行了剥离的建模和考虑，但我们优先考虑分析模型和有效性验证的构建，并计划在下一个财政年度及以后继续实施它，并优化堆叠结构。

项目成果

面外ガセット溶接継手から発生した疲労き裂のCFRP接着による補修効果に関する実験的検討

CFRP粘接对异面角板焊接接头疲劳裂纹修复效果的实验研究

• 发表时间: 2021
• 期刊: 土木学会，複合・合成構造の活用に関するシンポジウム講演集
• 作者: 林駿佑，中村一史，タイウィサル，坪川毅彦，松井孝洋

複合応力が作用する接着接合部の強度のばらつきの改善と評価について

复杂应力作用下粘合接头强度变化的改进和评估

• 发表时间: 2022
• 期刊: 土木学会，年次学術講演会講演概要集
• 作者: 河野勝宣;林亮太，櫨原弘貴，添田政司;河村 隆，梅崎健夫，井上 駿;日下部裕紀，神谷浩二，小島悠揮;石川侑吾;清野久美子，中村一史，タイウィサル，堀井久一
• 通讯作者: 清野久美子，中村一史，タイウィサル，堀井久一

溶接残留応力と接着副資材の有無がCFRP 接着補修された溶接継手のき裂進展速度に及ぼす影響

焊接残余应力和有无粘接辅助材料对CFRP胶修复焊接接头裂纹扩展速率的影响

• 发表时间: 2022
• 期刊: 土木学会，年次学術講演会講演概要集
• 作者: Visal Thay;Kumiko Kiyono;Hitoshi Nakamura;Hisakazu Horii;梅崎健夫，河村 隆，川上将生，服部 晃，岡本功一;松浦悠斗，小野祐輔， 河野勝宣;梅崎健夫，河村 隆，野﨑裕也，田口穂乃佳，服部 晃，岡本功一;石川侑吾;田中三雄，金田一男，中田幸造，下田誠也;河村 隆，梅崎健夫，井上 駿，加藤直也，篠原大紀，宮澤 駿;高橋京祐，中村一史，タイウィサル，堀井久一;中川潤哉，櫨原弘貴，添田政司，山田悠二;髙橋拓弘;梅崎健夫，河村 隆，野﨑裕也，田口穂乃佳，服部 晃，岡本功一;樋口裕葵， 河野勝宣， 小野祐輔;俣野厚志，中村一史，タイウィサル，松井孝洋
• 通讯作者: 俣野厚志，中村一史，タイウィサル，松井孝洋

EVALUATION OF TENSILE CREEP LIFETIME OF ADHESIVELY BONDED JOINTS

胶接接头拉伸蠕变寿命的评估

• 发表时间: 2022
• 期刊: 土木学会，年次学術講演会講演概要集
• 作者: Visal Thay;Kumiko Kiyono;Hitoshi Nakamura;Hisakazu Horii
• 通讯作者: Hisakazu Horii

CFRP接着補修におけるはく離が疲労き裂の進展速度に及ぼす影響

CFRP粘接修复中分层对疲劳裂纹扩展速率的影响

• 发表时间: 2022
• 期刊: FRP複合構造・橋梁に関するシンポジウム
• 作者: Kumiko Kiyono;Thay Visal;Hitoshi Nakamura;Hisakazu Horii;松本知之，神谷浩二，日下部裕紀，小島悠揮;梅崎健夫，河村 隆，野﨑裕也，成政翔太，服部 晃，岡本功一;佐藤太治，山本大介;梅崎健夫，河村 隆，野﨑裕也，成政翔太，服部 晃，岡本功一;神谷浩二，日下部裕紀，小島悠揮;柴原 晃，高橋 啓介，小松 満;西村拓真，玉井宏樹;清野久美子，中村一史，タイウィサル，堀井久一;岸川拓郎，玉井宏樹;柴原 晃，高橋 啓介，小松 満;岡﨑昂奈，森河由紀弘，花田響，前田健一，佐藤智範;岸川 拓郎 ・ 西村 拓真 ・ 玉井 宏樹 ・ 園田 佳巨;俣野厚志，中村一史，タイウィサル，松井孝洋
• 通讯作者: 俣野厚志，中村一史，タイウィサル，松井孝洋