FRP等の新素材を適用した鋼・コンクリート合成部材の熱伝導・温度応力特性

FRP等新材料钢/混凝土组合构件的热传导及温度应力特性

• 批准号: 07750564
• 负责人: 黒田 一郎
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750564/
• 关键词: FRP; 鋼・コンクリート合成部材; 熱伝導特性; 温度応力特性; 高温加熱

最近ではFRP等の新素材の、鋼・コンクリート合成部材への適用が試みられているがA.鋼・コンクリート合成部材の熱伝導・温度応力特性に及ぼす補強用鋼材や新素材の影響B.コンクリート、補強用鋼材並びに新素材の持つ材料定数の温度依存性が、鋼・コンクリート合成部材の熱伝導・温度応力特性に及ぼす影響については未だ把握されていない。そこで本研究ではこれらの点を明らかにすることを試みた。本研究によって得られた結果をまとめると以下の通りである。1.火災を想定した高温負荷を与えた場合、通常の補強筋量では、補強筋として用いた新素材の種類がコンクリート部材の熱伝導特性に与える影響は少ない。2.しかし、コンクリートや鋼材に比べて線膨脹係数が小さい炭素繊維(CFRP)を用いた場合、温度応力特性に対する影響は顕著であり、加熱中にコンクリートに局部的な応力を発生させる。3.コンクリート中に配置されたFRPに熱劣化を生じさせる温度(一般的には200°C前後)に達するためには、通常の火災を想定した加熱温度では60分以上を要する。4.弾性係数、線膨脹係数の温度依存性が温度応力特性に与える影響は顕著であるが、その他の材料定数(例えば、熱伝導率、比熱など)の温度依存性が与える影響はほとんど認められない。なお、今後はこれらの解析結果の、実験的検証が必要である。本研究によって得られた成果はコンクリート工学年次論文報告集等で公表していく予定である。

近年来，人们尝试将FRP等新材料应用于钢/混凝土组合构件，但钢筋材料和新材料的材料常数的温度依赖性对钢的导热和温度应力特性的影响。混凝土组合构件尚不清楚。因此，本研究试图澄清这些观点。本研究获得的结果总结如下。 1、当承受火灾时的高温荷载时，作为钢筋的新材料类型对通常配筋量的混凝土构件的导热性能影响不大。 2. 然而，当使用线膨胀系数比混凝土或钢材小的碳纤维（CFRP）时，对温度应力特性的影响显着，在加热过程中混凝土中会产生局部应力。 3.在模拟正常火灾的加热温度下，需要60分钟以上才能达到导致放置在混凝土中的FRP热劣化的温度（一般在200℃左右）。 4.弹性模量和线膨胀系数的温度依赖性对温度应力特性的影响是显着的，但其他材料常数（例如导热率、比热等）的温度依赖性的影响几乎不被认识到。未来有必要对这些分析结果进行实验验证。该研究成果拟发表在《混凝土工程年度论文报告集》等杂志上。