研究シーズの泉

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建設物の耐震性・安全性向上を図ります

繊維強化複合材料の建設分野への応用研究

ステータス 基礎 実証 実用化準備

概要

既存建築物の老朽化・経年劣化対策や耐震性能向上のために軽量・高強度で施工性にも優れる繊維強化複合材料を応用した鋼構造物の補強・補修方法の研究開発や設計法の研究を行っています。

従来技術

既存建築物の劣化部位は部材の交換、補修が必要となります。鋼材による補修補強では溶接やボルト接合、CFRPによる補修補強では接着接合が用いられてきました。これらは、工期が長いため、費用が高くなり不稼働期間も長くなります。

優位性

劣化部を覆う工法により部材交換等が不要です。
CFRPは軽量・施工が容易で工期が短く、強度向上が図れると共に費用低減も期待できます。さらに既存部材との接着接合を必要としないため、表面処理などの工事が削減でき、工期・現場養生の大幅な削減が可能です。

特徴

建設物の老朽化・経年劣化対策や耐震性能向上のために、炭素繊維強化樹脂(CFRP)による鋼構造物(トラス部材)の圧縮耐力向上法を研究開発しています。施工性を考慮した二重半割管形状のCFRP補剛材を考案、基材設計し、実大の建築構造用鋼管部材を用いて圧縮試験を実施し、補剛による力学モデルの再現と耐力向上効果を実証し、設計法を構築することができました。

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CFRP製補剛材:二重半割管形状のCFRP補剛材 FW成型法にて試作
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耐力向上のメカニズム:鋼部材の一部をCFRP製補剛材で覆う座屈時の曲げ変形を拘束、圧縮耐力が向上
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実大の建築構造用鋼管部材を用いて圧縮試験を実施し,補剛による力学モデルの再現と耐力向上効果を実証し,設計法を構築
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圧縮試験による効果検証

実用化イメージ、想定される用途

既存建築物の鋼部材の座屈補強・耐震性向上工事
腐食などの経年劣化した鋼部材の補修・補強工事
建設分野以外の機械部品などの圧縮耐力向上

実用化に向けた課題

鋼部材サイズ等の適用範囲、CFRP補剛材の最適設計法の検討、施工標準等の検証が必要となります。

研究者紹介

松本 幸大 (まつもと ゆきひろ)
豊橋技術科学大学 建築・都市システム学系 准教授
researchmap

研究者からのメッセージ(企業等への提案)

この技術にご興味をお持ちの企業の技術相談をお受けします。また共同研究等のご検討の際にはご連絡ください。。

知的財産等

掲載日:2020年04月28日
最終更新日:2020年06月19日