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接着鋼 板のは く離強度

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Academic year: 2022

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(1)土木学会. 応 用 力 学 論 文 集Vol.11,pp.903‑910(2008年8月). 板曲げを受けるCFRP板. 接着鋼 板のは く離強度. Debondingstrengthof CFRPstripsgluedto steelplatesubjectedtobending 石 川 敏 之*・ 佐 々木 裕**・ 山 田健 太 郎*** Toshiyuki Ishikawa, Yu Sasaki and Kentaro Yamada *博 士(工)名 古 屋 大学 助 教 環 境 学 研 究 科都 市環 境 学 専 攻(〒464 ‑8603名 古 屋 市 千 種 区 不 老 町) **修 士(工)三 菱 重 工鉄鋼 エ ン ジニ ア リン グ(前 名 古 屋 大学 大 学 院)(〒730‑8642広 島市 中 区江 波 沖 町5番1号) ***Ph .D名 古屋 大学 教 授,環 境 学研 究 科都 市 環 境学 専 攻(〒464―8603名. 古屋 市 千種 区 不 老 町). Forrapid repairand strengtheningof steelmembers,carbonfiberreinforcedpolymer(CFRP) stripscan be convenientlyused.However,theirdebodingmechanismand designparameters are still to be clarifiedto preventany debondingproblem.Bendingtests of steelplates with bondedCFRP stripsare carriedoutto seethe debondingstressesand failuremechanism.Then, differentialequationsare derivedto expressaxial and shearforces in CFRP stripand steel plate,as well as shearand normalstressesin adhesive.It is shownthatthe debondingstrength of CFRPbondedto steelplate in bendingcan be evaluatedby the maximumprincipalstress developedin adhesiveat the end of the CFRPstrips. Key Words:CFRPstrip,debondingstrength,adhesive,bendingmoment キークー ド:CERP板,は. く離 強度,接 着剤,曲 げモーメ ン ト. 1.序 論. にす る.. 炭素繊維強化樹脂板(CFRP板)の 接 着に よる鋼 部材の補 修 が行 われ始 めてい る1),2).これ は,CFRP板 の質量が鋼 や コ ンク リー トと比べ て軽い ため死荷重 の増加 が小 さい こ と,CFRP板 を鋼 部材 に接 着す るだ けで補修が行 えるた. 2.1試. め鋼部 材へ の加 工が必 要な く簡易 に補修 が行 えるな どの. 接 着 面 を#60の サ ン ドペ ー パ ー で粗 く仕 上 げ,ア セ トンで. 利点が あるた めで ある.し か し,作 用す る荷重の状態 によ ってはCFRP板 がは く離す るこ とが問題 として挙げ られ. 脱 脂 し,エ ポ キ シ 樹脂 接 着 剤 を塗 布 したCFRP板. 験体 示 す よ うに,幅300mm,厚. さ12mm. お よび 長 さ700mmの 鋼 板 の片 面 に,幅50mm,厚. 試 験 体 は,図‑1に. さ2mmお. よび 長 さ200mmのCFRP板. 接 着 した.CFRP板. が2枚 接 着 され て い る.鋼 板 の. 接 着 後,試 験 室 に お い て48時. る.CFRP板 接 着補修 の効果 を明 らかにす るために,こ れ まで に,CFRP板 接着鋼 板の引張試験3)〜6),CFRP板 が接 着 された き裂 を有す る板の疲労試 験7),8),下フランジの下 面へCFRP板 れてい る.. が接着 され た鋼桁の載荷試験9),10)な どが行わ. 本研 究で は,鋼床版 のよ うに板 曲げを受 ける鋼 部材への CFRP板 接着補修 を 目的 として,CFRP板 接着鋼 板の板 曲 げ試 験 を行 う.さ らに,板 曲げを受 けるCFRP板 接 着鋼板 の力学挙動 を解明 し,板曲げを受 けるCFRP板 接 着鋼 板の はく離強度 を明 らかにす る. 2.CFRP板 CFRP板. 接 着鋼板の板 曲げ試験 が接着 され た鋼 板の板 曲げ試 験 を行い,CFRP. 板接着 に よって鋼 板 に生 じる応力 が低 減 され る こ とお よ びCFRP板 がは く離 す るときの曲げモー メン トを明 らか. ―903―. 図‑1試. 験体. を鋼 板へ 間以上.

(2) 表‑1材 (a)鋼. 料特性. 表‑2h,clお. よ び は く離 モ ー メ ン トの 値. 材(ミル シー ト値). (b)CFRP板. (c)接 着 剤. (a)試 験 体C. 図‑2試. 験 体C,Tの. 載 荷 方 法 とモ ー メ ン ト図. 養生期間 を設 けた.試 験体に用いた材料特 性を表‑1に 示 す.CFRP板. が曲げの圧 縮を受け る場 合(試験体C)と 引張. を受 ける場合(試験体T)に 対 して各2体,合. (b)試 験 体T. 計4体 の試験. 図‑3CFRP板. の付着 中央 の断面 に生 じるひずみ. 体を用意 した.各試験体の接着剤 の厚 さhを 表‑2に 示す. 接着剤 の厚 さは,CFRP板 2.2試 験 方法. がは く離 した後 に計測 した.. サ ンプ リング速度10msecで 計測 した. 2.3試 験結果. 図‑1に 示す よ うに,試 験体の一端 を固定 し,自 由端 側 の下側 か ら荷重 を載荷 し,試 験体 に板 曲げ を与 えた.荷 重 の載荷には,ネ ジ式ジャ ッキを用 いた.図‑2に 示す よ う. (1)CFRP板 鋼 板の断面 に生 じるひずみ CFRP板 の付着中央の位 置の曲げモー メンMcenter(図 ‑2参 照)が500kN・mmの ときのCFRP板 の付着 中央 の断面. に,試験体 のCFRP板 が接着 されてい る面 を上下反転 させ. に生 じるひずみ分布 を図‑3に 示す.図 の縦軸 は鋼 板の板. て,試 験体Cと 試験体TのCFRP板. 厚 中央 か らの距離 を示 してい る.図 には,CFRP板. がそれぞれ曲げの圧. が接着. 縮側お よび引張側 にな るよ うに した.試 験体のひず みの計. され ていない場 合の鋼板 に生 じるひずみ分布 お よびCFRP. 測 位置が図‑1に 示 されてい る.載荷 中の荷重 とひずみ を,. 板 と鋼板 が完全 に合成 された場 合に生 じるひずみ 分布 が. ― 904―.

(3) 図‑5CFRP板. の は く離 の範 囲. Mendが は く離 モ ー メ ン トに達 した とき にCFRP板. (a)試 験 体C. のは く. 離 音 が 生 じた.全 て の試 験 体 にお い て,固 定 端 側 のCFRP 板 の端 部 の,CFRP板. と接 着 剤 の界 面 か らCFRP板. 離 した.鋼 板 の み の場 合 のCFRP板. がは く. の端 に相 当す る位 置 の. 降伏 曲 げ モー メ ン トMYは,±2270kN・mmで. あ るの で,. 全 て の試 験 体 にお い て,鋼 板 が 降伏 す る前 にCFRP板. がは. く離 した こ とが分 か る. 各 試 験体 の は く離 モ ー メ ン トMd,endを 表‑2に の表 か ら,試 験 体Cの2体 の2体 のMd,endの 験 体TのMd,endの CFRP板. のMd,endの. 示 す.こ. 差 お よび 試 験 体T. 差 は それ ぞれ 小 さい が,試 験 体Cと. 絶 対 値 の 差 は 大 き い こ とが 分 か る.. が 曲げ の 圧 縮 を受 け る試 験 体CのMd,endの. 値 は,CFRP板. 試. が 曲 げ の 引張 を受 け る試 験 体Tの. 絶対 そ れ の約. 1.6倍 で あ っ た. (b)試 験 体T 図‑4MendとCFRP板. (3)CFRP板. の端 の ひず み の 関係. の は く離 の範 囲. CFRP板. の は く離 の 範 囲 を確 認 す るた め に,は. 生 じた 際 に載 荷 を停 止 し,CFRP板. く離 音が. 端 の は く離 が生 じて い. それ ぞれ 破 線 お よび一 点 鎖 線 で示 され て い る.こ れ らの ひ. る範 囲 へ,浸 透 性 の 良 い 罫書 用 イ ン ク を塗 布 した.そ の後,. ず み の計 算 に は,鋼 板 の ヤ ン グ係 数Es=200GPaを. CFRP板. 用 いて. い る.完 全 合 成 理 論 に対 して は,接 着剤 の 剛 性をCFRP板 接 着 鋼 板 の 曲 げ剛 性 に考 慮 して い な い が,表‑2の の厚 さを 考慮 して,鋼 板 とCFRP板. 接着剤. との 間 に0.2mmの. 距. 離 を設 け て 断面 の ひず み 分 布 を算 出 して い る. 図‑3か. ら分 か る よ うに,CFRP板. 生 じ るひず み は,試 験 体C,T共. の付 着 中央 の断 面 に. に完 全 合 成 理論 に よる ひ. ず み とほ ぼ 一致 してお り,CFRP板. を鋼 板 か らは が す た め に,試 験 体 の 固 定端 の鋼 板. の応 力 が 降伏 に 達 する直 前 ま で 荷 重 を載 荷 した が,CFRP. が接 着 され る こ と よ り. 板 の は く離 の進 行 は 見 られ た も の のCFRP板. が 完 全 に鋼. 板 か らは がれ な か っ た.試 験 終 了 後 に,CFRP板. をはが し. て確 認 したイ ン ク が浸透 して い る範 囲 を図‑5に. 示 す.右. 側 の 白色 の部 分 が鋼 板 に残 った 接 着 剤 で あ り,左 側 に は が したCFRP板. の接 着面 が示 され て い る.こ の 図 か ら,イ ン. ク の浸 透 して い る範 囲 が,CFRP板. の極 端 部 だ け で あ る こ. 鋼 板 に 生 じ るひず み が低 下 して い る こ とが分 か る.. とが分 か る.全 て の 試 験 体 に お い て,ほ ぼ 同様 な範 囲 にイ. (2)CFRP板. ン ク が浸 透 して い た.し た が っ て,Mendが. の は く離 モー メ ン ト. 固 定 端 側 のCFRP板 Mend(図‑2参. の 端 の位 置 の 曲 げモ ー メ ン ト. 照)とCFRP板. の端 近傍 の ひず み ゲー ジ か. ら計 測 され るひ ず み の 関 係 を図‑4に 試 験 体C,T共 とCFRP板 Mendの. に,Mendの. 示 す.こ. ンMd,endに. 達 した際,CFRP板. は く離 モ ー メ. の極 端 部 のみ が は く離 し. て い る と考 え られ る.. の 図 か ら,. 小 さい範 囲 に お い て は,Mend. 3.板 曲 げ を受 け るCFRP板. 接 着鋼 板 の理 論 解 析. の 端 近 傍 の ひ ず み の 関 係 は 線 形 で あ る が, 増 加 に伴 い非 線 形 に な り,そ の 後,急 激 にひ ず み. が低 下 して い る.図‑4に. 黒 丸 で示 され るCFRP板. ひず み が 急 激 に低 下 した とき のCFRP板. 端部 の. の 端 の位 置 の 曲. げ モ ー メ ン トを は く離 モ ー メ ン トMd,endと 定 義 す る.. ―905―. 3.1基. 礎 微分 方 程 式 とそ の 解. CFRP板. 接 着 鋼 板 の接 着 剤 に生 じるせ ん断 応 力 τ と垂 直. 応 力 σyを そ れ ぞ れ 次 式 で 仮 定 す る..

(4) ここに,. (1) (2) ここに, Ge,Ee:そ. れぞれ接着剤 のせ ん断弾性 係数 とヤ ング 係数 :それぞれ鋼板 us,uc とCFRP板 の水 平方 向の変位. vs,vc:そ h:接. れぞれ鋼 板とCFRP板 の鉛 直方 向の変位 着剤 の厚 さ. 図‑6に 示 され るよ うに,鋼 板 とCFRP板 には,軸 力, せ ん断力お よび曲げモー メン トがそれぞれ作用 し,接着剤 に はせ ん断応 力 と垂 直 応 力 のみ が作 用す る と仮 定 し, CFRP板 が接着 され てい る範 囲の微小 区間の鋼板 お よび CFRP板 の断面力 のつ り合い か ら,次 式 に示 され る鋼 板に 生 じる軸力Nsと せ ん断力Vsに 対す る2階 と4階 の微分方 程 式がそれ ぞれ導 出 され る11)〜13).. 図‑6CFRP板. 接着鋼 板の微 小区間に生 じる断面力. (3) (13) (4) (14) (5) (6). (15) l:CFRP板 x=0,lに. (7). MsがMに x=lに. の接 着 長 さ お い てVs=0お. よび 鋼板 の 曲 げ モ ー メ ン ト. な る条 件 か らVsが 次 式 で 与 え られ る.こ こで, 対 して,式(16)の 右 辺 の第2項. はe‑ωlを 含 み,他. の項 と比 べ て非 常 に 小 さ くな るの で,x=1に. (8). の第2項. 対 して 右 辺. を無 視 した.. (9) (10). (16). (11) (12) Es,Ec:そ. れ ぞ れ 鋼 板 とCFRP板. のヤ ン グ係 数. ts,tc:そ. れ ぞ れ 鋼 板 とCFRP板. の板 厚. (17). bs,bc:そ. れ ぞれ 鋼 板 とCFRP板. の板 幅. (18). P:載. 荷荷重. L:図‑6に. 示 され る載 荷 点 か らCFRP板. の付. 着 端 ま で の 距離 x:図‑6に. 示 され るCFRP板. (19) (20). の付 着 端 か らの. 距離 CFRP板 の 接 着 の 両 端 す な わ ちx=0,lに おいて =0に な る条 件 か らNsが 次 式 で 与 え られ る. Ns. ― 906―. (21).

(5) ここに,. (22). (23). (24) さらに,接 着剤 に生 じるせ ん断応力 τ,垂 直応 力 σyは 次式で与 えられ る.. (25) (26) 鋼 板 に 生 じ る 軸 力Nsお は,CFRP板 Mcと. よ び 曲 げ モ ー メ ン トMs. に 生 じ る 軸 力Ncお. よび 曲 げ モ ー メ ン ト. そ れ ぞ れ 次 式 の 関 係 に あ る.. (27) (28). 図‑7σsの. 分布. 式(2)か ら分 か る よ うに,接 着 剤 に生 じる垂 直応 力 σyはCFRP板. お よび鋼 板 の鉛 直 方 向 の変 位 差 に よ. り生 じ る と仮 定 して い る.こ の 式 に,鋼 板 お よ び CFRP板 の それ ぞ れ に対 す る鉛 直 方 向変 位 と曲 げ モ ー メ ン トの 関係 を適 用 して ,σy,Msお よ びMcの 関係 は 次 式 で 与 え られ る.. (29) 上 式 に,式(26),(28)を. 代 入 し,Mcを. 消 去 して 次. 式 を 得 る.. (30) 式(13)お Msを. よ び(30)か. 用 い て,CFRP板. 図‑8σs/σcompとclの. ら そ れ ぞ れ 与 え られ るNsと が 接 着 され て い る範 囲 の 鋼板. 入 して 算 出 した,鋼 板 の 上 下面 に 生 じる応 力 の 分布 を 図‑ 7に 示 す.縦 軸 は 鋼 板 の 上 下面 に 生 じる応 力 が示 され て お. に 生 じ る応 力 σsは 次 式 で 与 え られ る.. り,横 軸 は 図‑6に. (31). 幅50mmのCFRP板 し,鋼. こ こに, ys:鋼. 着剤 の厚 さ. して い る.図 に は,次 式 で与 え られ るCFRP. に生 じる応 力 は次 式 で与 え られ る.. σplateとCFRP板. と鋼 板 が完 全 に合 成 され て い る場 合 の鋼. 板 の 上 下 面 に 生 じる応 力 σcompも それ ぞ れ 示 され て い る.. こ こに,. (33). yc:CFRP板. 中央 か らの板 厚 方 向の 距 離. 板 に 生 じる応 力. 図‑1に. が2枚 接 着 され て い るの でbc=100と. 板 が 接 着 され て い な い 場 合 の鋼 板 の 上 下 面 に生 じ る応 力. (32). 3.2鋼. 示 すx軸 が 示 され て い る.試 験 体 に は. 板 の ヤ ン グ 係 数Es=200GPa,接. h=0.2mmと. 板 中央 か らの板 厚方 向 の距 離. さ らに,CFRP板. 関係. 示 す 試 験 体 の 寸 法 と表‑1に. い て,P=1kNの. (34) 示 す 材 料 定 数 を用. 場 合に つ い て,式(31)ヘys=±6mmを. 代. ― 907―.

(6) ここに,. (35) (36) (37) yv:CFRP板. と鋼 板 の合 成 断面 の 中 立 軸 か ら,鋼 板. の 上 面 あ るい は 下面 ま で の距 離 この 図 か ら分 か る よ うに,CFRP板. の 両付 着端 近 傍 で は,. 鋼 板 の 応 力 が σcompま で 低 下 しな い が,そ れ 以 外 の範 囲 で は. σsが σcompま で 低 下 して い る. CFRP板. の 付 着 中 央 に お い て,σcompに 対 す る σsの 比. とCFRP板. の接 着長 さに 関す るパ ラ メー タclと の 関 係 を. 図‑8に. 示 す.clは,鋼. 板 の応 力 をCFRP板. へ 伝 達 す る度. 合 い を示 す 無 次 元 パ ラ メー タで あ り,こ の 値 が 大 きい ほ ど, 鋼 板 の 応 力 がCFRP板へ. 伝 わ りや す い.図‑8か. 図‑9τ. らclが 約. の分 布. 10に な る と,鋼 板 の上 下 面 とも に σs/σcompが ほ ぼ1に な る こ とが 分 か る.し た が っ て,CFRP板. の 付 着 中央 の応 力. を σcompま で 低 下 させ るた め に は,clの る よ うな 長 さのCFRP板. 各 試 験 体 のclの 値 が 表‑2に のclの 値 が10よ. 値 が10以 上 に な. を接 着 す る必 要 が あ る.第2章. の. 示 され て い る.全 て の 試 験 体. りも大 きい の で,試 験 体 で は,CFRP板. の 付 着 中央 の鋼 板 応 力 σsが σcompま で 低 下す る条件 を満 足 して い る こ とが 分 か る. 3.3接. 着剤 に 生 じる応 力. (1)せ ん断 応 力 図‑1に 示 す 試 験体 の寸 法 と表‑1に い て,CFRP板. 示 す材 料 定 数 を用. が 曲 げ の圧縮 を受 け る場 合(P=1kN)と. を受 け る場 合(P=‑1kN)の. 引張 図‑10bcc/(HMend)τeとclの. 両方 につ い て,式(25)か ら計 算. され る接 着 剤 に生 じるせ ん 断応 力 τの 分布 を図‑9に. 示 す.. が 一 定 の 値 に収 束 す る こ とが分 か る.. こ の図 か ら分 か る よ うに,接 着 剤 に生 じるせ ん断 応 力 τは, CFRP板. が 曲げ の 圧縮 を受 け る場 合(P=1kN),CFRP板. 付 着 端x=0に. 最 小 に な る.CFRP試. の. が 曲げ. が 曲 げ の圧 縮 を受 け. る場 合 の τ と符 号 が 異 な るだ け で,そ の絶 対 値 は等 しい. τの絶 対 値 は,曲 げ モ ー メ ン トが大 き い方 のCFRP板 着 端(x=200mm)で. 1に そ れ ぞ れ収 束 す る の で,τeは 次 式 に収 束 す る.. (40). 験 体 の両 付 着 端. 以 外 の範 囲 で は,τ の値 は ほ ぼ0で あ る.CFRP板 の 引張 を受 け る場 合の τは,CFRP板. clの 値 が 大 き くな る と,1/sinh(cl)は0に,tanh(cl)は. の. お い て 最 大 に な り,も う一 方 のCFRP板. 付 着 端x=200mmで. (2)垂 直 応 力 せ ん 断 応 力 の 場 合 と同様 に,CFRP板 け る場 合(P=1kN)と. の付. 位 置 の接 着 剤 に 生 じるせ ん 断 応 力. τeは次 式 で 与 え られ る.. が 曲 げ の圧縮 を受. 引 張 を受 け る場 合(P=‑1kN)の. 両方. につ い て,式(26)か ら計 算 され る接 着剤 に 生 じる垂 直応 力. 最 大 に な る こ とが 分 か る.. 式(25)か ら,x=1の. 関係. σyの 分 布 を図‑11に. 示 す.こ の 図 か ら分 か る よ うに,接. 着 剤 に 生 じる垂 直 応 力 σyは,CFRP板 け る場 合(P=1kN),CFRP板. が 曲げ の 圧 縮 を受. の 付 着 端x=0に. おいて大 き. な圧 縮 が 生 じ,xの 値 が増 加 す る につ れ て一 度 引張 に な り, そ の後 ほ ぼ0と な って い る.さ らにCFRP板. (38) (39) 図‑1に. 示 す 試 験 体 の寸 法 と表‑1に. い て,式(38)の. τeとclの 関係 を 図‑10に. 縦 軸 は,τeの 値 をHMend/(bcc)で が示 され て い る.clの. くにつ れ て σyは 再 び 引張 に な り,x=200mmの. 除 して 無 次 元 化 した値. 位 置 で圧. 縮 が最 大になる.こ の図か ら分 かるよ うに接着剤 に生 じる σyは,CFRP板. 示 す材 料 定数 を用 示 す.こ の 図 の. の他 端 に近 づ. る.CFRP板. の両端 近傍 の小 さな範囲 にのみ生 じてい が曲げの 引張を受 ける場 合の σyは,CFRP. 板 が曲げの圧縮 を受 ける場合 の σyと符号 が異 なるだけで,. 値 が大 き くな る とbcc/(HMend)τe. ― 908―. その絶対値 は等 しい.σyの 絶対値は,せ ん断応力 の場合.

(7) ここに,. と同様 に,曲 げ モ ー メ ン トが 大 きい 方 のCFRP板. の付 着 端. (x=200mm)で 最 大 に な る こ とが分 か る. 式(26)か ら,x=lの 位 置 の接 着剤 に 生 じ る垂 直 応 力 σye は 次 式 で 与 え られ る.. (41). (42) 図‑1に. 示 す 試 験 体 の寸 法 と表‑1に. 示 す 材 料 定 数 を用. い て,式(41)の σyeとclの 関係 を図‑12に σyeをHMend/(bcc)で か ら,clの. 示 す.縦 軸 は,. 図‑11σyの. 分布. 除 した 値 が 示 され て い る.こ の 図. 値 が 大 き くな る と,bcc/(HMend)σyeが. 一定. の値 に収 束 す る こ とが 分 か る. clの 値 が 大 き くな る と,1/sinh(cl)が0に,tanh(cl)が 1に そ れ ぞ れ 収 束 す るの で,σyeは. 次 式 に収 束す る.. (43) 4.板 曲 げ を受 け るCFRP板. 第2章. 接 着鋼 板 の は く離 強 度. で述 べ た よ うに,板 曲 げ を受 け るCFRP板. 板 で は,曲 げ モ ー メ ン トが 大 き い方 のCFRP板 CFRP板. が は く離 した と きのCFRP板. る は く離 モ ー メ ントMd,endを. 図‑12bcc/(HMend)σyeとclの. 関係. の端 の位 置 に生 じ. 式(40)と(43)のMendヘ. して計 算 され る各 試 験 体 のCFRP板. 代入. が は く離 した とき の. の 付 着 端 の 接 着 剤 に 生 じるせ ん断 応 力 τeと垂 直. 応 力 σyeを 図‑13に. 示 す.こ. の 図 で は,せ ん断 応 力 τeは. そ の絶 対値 が 示 され て い る.図‑13か CFRP板. 付着端 か ら. が は く離 した.試 験 体 の寸 法 とそ の材 料 特 性お よ. びCFRP板. CFRP板. 接着鋼. ら分 か る よ うに,. が は く離 した とき の τeの絶 対 値 は,試 験 体Tと. 比べ て,試 験 体Cが2倍. 程 度 高 い.一 方,CFRP板. 離 した とき の σyeは,試 験 体Cで 引 張 で あ る.試 験 体C,T共 のCFRP板. は. が は く離 した に. が は く離 した とき の τeの絶 対 値 お よ. び σyeの 値 は,試 験 体CとTで 図‑13か. は圧 縮,試 験 体Tで. に,モ ー メ ン トが大 き い ほ う. の 付 着 端 の 接 着剤 か らCFRP板. も関 わ らず,CFRP板. がは く. 図‑13CFRP板. 異 な る.. ら,τeの 絶 対値 は. が は く離 した と き の. τe,σyeお. σyeが 引 張 の場 合(試験 体. よ び σpeの 値. T)よ りも圧縮 の 場 合(試験 体C)が 高 い こ とが わ か る.こ の よ うにCFRP板. の は く離 に対 す る抵 抗 強 度 は,σyeの 影 響. を受 け て い る と考 え られ る. 次 に,次 式 で 与 え られ るCFRP板 じる最 大 主応 力 σpeを 図‑13に. (44). の付 着 端 の接 着 剤 に生. 示 す. 図‑13か 片CとTで. ら,CFRP板. ほ ぼ 同 じ値 に な る こ とが分 か る.し た が って. 板 曲 げ を受 け るCFRP板. ― 909―. が は く離 した と きの σPeは,試 験 の は く離 強度 は,式(44)で 与 え ら.

(8) れ るCFRP板. CFRP板. の 付 着 端 の 接 着 剤 に生 じる最 大 主応 力 で評. 接 着 補 強 にお いて 被 着 体 厚 さが 補 強効 果 に 与. え る 影 響 に 関 す る 実 験 的 研 究,. 価 で き る と考 え られ る.. 巻,. 第38号,. pp.61‑68,. 鋼 構 造 論 文 集,. 第10. 2003.. 4) 石 川 敏 之, 大 倉 一 郎, 喜 多 伸 明: 繊 維 シ ー トが 挿 入 さ. 5.結 論. れ た 炭 素 繊 維 プ レー ト接 着 鋼 板 の は く 離 せ ん 断 応 力,. 本研 究 で は,板 曲 げ を受 け る鋼 部 材 へ のCFRP板 修 を 目的 と して,CFRP板 曲げ を受 け るCFRP板. 構 造 工 学 論 文 集,. 接 着補. 接 着 鋼 板 の板 曲 げ 試 験お よび板. 論 文 報 告 集,. 結 論 を以 下 に 示 す.. は,CFRP板. 6) Mohammad. 第14巻,. pp.595‑602,. Al‑Emrani. of. Composite. Steel‑CFRP. Structural Engineering,. 高 い.. Kliger:. Experimental. of the Behaviour Members,. Vol.9 No.6,. and Strength Advances. pp.819‑831,. き裂 を 有. す る材 の 炭 素 繊 維 強 化 樹 脂 板 に よ る 補 強,鋼. 構造年次. 論 文 報 告 集,. 第8巻,. pp.683‑688,. 8) 中 村 一 史, 諸 井 敬 嘉. 2000.. 鈴 木 博 之, 前 田 研 一, 入 部 孝 夫:. 溶 接 継 手 に 発 生 し た 疲 労 き 裂 の 積 層CFRP板. (3)板 曲 げ を受 け るCFRP板 接 着鋼 板 のCFRP板 の は く離 強 度 は,CFRP板 の 付 着 端 の 接 着 剤 に生 じる最 大 主応. 補 修 効 果, 鋼 構 造 年 次 論 文 報 告 集, 第13巻,. に よる PP.89‑96,. 2005.. 力 で評 価 で き る.. 9) 渡 邊 憲 市, 板 垣 一 也, 鈴 木 博 之: 炭 素 繊 維 強 化 樹 脂 板 に よ る鋼 橋 の 補 強, 鋼 構 造 年 次 論 文 報 告 集,. 謝辞. pp.679‑682,. 本研 究 で は,日 鉄 コ ン ポ ジ ッ ト(株)の 小 林 朗 氏 か らCFRP 板 と接 着剤 を ご提 供頂 い た.ま た,CFRP板. 10) 松 村 政 秀,. 接 着鋼 板 の載. 荷 試 験 で は,伊 藤 工 務 店 の 吉 田悠 生 氏(当 時,名 城 大 学 学 生)の ご協 力 を頂 い た.こ. in. 2006.. 7) 鈴 木 博 之, 永 崎 央 陽, 遠 藤 勇 一, 池 田 圭 一:. るせ ん断 応 力 と垂 直 応 力 をそ れ ぞ れ 式(40),(43)で 与 え た.. 2006.. 2006.. and Robert. and Numerical Investigation. が 曲 げ の 引 張 を受 け る場 合 の それ よ りも. (2)板 曲 げ を受 け るCFRP板 接 着鋼 板 に対 して,曲 げモ ー メ ン トが大 き い方 のCFRP板 の付 着端 の接 着剤 に生 じ. pp.1317‑1326,. 板 と鋼 板 の 接 着 特 性 に 関 す る 実 験 的 研 究,鋼 構 造 年 次. 接 着鋼 板 の理 論 解 析 を行 った.主 な. (1)板 曲 げ を受 け るCFRP板 接 着鋼 板で は,CFRP板 が曲 げ の圧縮 を受 け る場 合 のCFRP板 の は く離 モー メ ン ト. Vol.52A,. 5) 姜 威, 中 村 一 史, 鈴 木 博 之, 前 田研 一,入 部 孝 夫: CFRP. こに記 して謝 意 を表 します.. 2000. 北 田 俊 行,. 久 部 修 弘:. 学 論 文 集,. Vo.54A,. pp.834‑841,. 参考文献 1) 板 垣 一 也, 渡 邉憲 市, 鈴 木 博 之: 炭 素繊 維強 化 樹 脂 板. 2) J. Deng, M.M.K.. (カー ボ ン板) に よ る鋼 橋 補 強 の 事 例, 第8回 鋼 構 造 の補 修 ・補 強 技 術 報 告 論 文 集, pp.49‑54, 2002.. Structures, 65,. beams reinforced. 2008.. pp.857‑871,. Lee, S.S.J.Moy: with a bonded pp.205‑215,. 2001.1. Stress analysis of steel CFRP. plate, Composite. 2004... 13) 西 田 貴 裕 ・石 川 敏 之 ・大 倉 一 郎:. 曲 げ を 受 け るCFRP. 板 接 着 鋼 部 材 の 力 学 特 性, 土 木 学 会 第62回. 炭 素 繊 維 プ レー トに よ る化 学 プ ラ ン ト架 構 小 ば り補 剛 の 施 工 例, 鋼 構 造 年 次 論 文 報 告 集, 第13巻,. 講 演 会 概 要集. 第1部,. 第62巻, I‑270,. ― 910―. 年次学術. pp.535‑536,. 2007. (2008年4月14日. 靖:. をI. Interfacialstresses inplated beams,. Engineering Structures, 23,. pp.545‑552, 2005. 3) 野 阪 克 義, 金 子 大 昨, 古川 喬 朗, 鈴 木 研 二, 西 出. 高 弾 性CFRP板. 形 断 面 鋼 桁 に 貼 付 す る補 強 効 果 に 関 す る 研 究, 構 造 工. 11) S.T. Smith, J.G. Teng:. 2) 玉 井 宏 章, 高 松 隆 夫, 服 部 明 生, 灰 谷 徳 治, 櫻 庭 誠:. 第8巻,. 受 付).

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参照

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