報告書番号

N11056

タイトル（和文）

鉄筋コンクリート製地中構造物の炭素繊維グリッドによる耐震補強効果 ―ハイブリッド地震応答実験による実証―

タイトル（英文）

Seismic Retrofitting Effect of Underground Structure Reinforced by CFRP Grid - Demonstration by Hybrid Seismic Testing -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

既設鉄筋コンクリート製地中構造物の耐震補強方法として、炭素繊維グリッドによる方法に着目して、ハイブリッド地震応答実験を適用して補強効果を確認した。既往検討事例を参照し、２連ボックスカルバートの中央隔壁に、せん断変形による損傷が集中する条件設定で、隔壁に対する補強効果について評価した。適用したハイブリッド実験方法は、非線形有限要素法による数値解析で地盤と鉄筋コンクリート部分をモデル化し、損傷が集中する隔壁を力学実験でモデル化し、両者の連携により地震時挙動を再現するものである。補強なしと厚さの異なる２種類の炭素繊維グリッドを適用した試験結果から、最大荷重の比較により、３～４割の耐力向上が補強効果として得られた。また補強なしのケースでは、隔壁のせん断破壊により上載圧の支持機能を失ったが、補強したケースでは、終局的な損傷による機能喪失に至らず、本補強方法による有効性が示された。

概要 （英文）

In order to avoid damages from large earthquakes, seismic retrofitting is required for existing structures to make them more resistant to strong seismic motion. Especially, it is necessary for underground reinforced concrete structures to introduce new technique of seismic retrofitting from the point of view of durability, cost effectiveness and facility construction. Carbon fiber reinforced plastics (CFRP) grid is one of the serviceable retrofitting methods for existing underground structures. For this practical application, seismic performance examinations must be verified by the realistic model of underground structures.
Hybrid seismic tests were conducted incorporating a numerical analysis of whole underground structure with a loading test of center wall specimen for the double cell box culvert to investigate retrofitting effect of CFRP grid. Three hybrid tests were carried out varying retrofitting conditions, without reinforcement and two types of reinforcement with 4mm/8mm CFRP grid sheets. Comparing maximum loads obtained from the tests, seismic performance of box culvert can be improved, that resistant performance increased up to 40% from initial condition without reinforcement. Shear failure of the center wall specimen was only observed for the case without reinforcement, two retrofitted specimen with reinforcement were strong enough and did not collapse.
Hybrid testing was successfully conducted for seismic assessment of underground structures and the effectiveness of retrofitting with CFRP grid for the center wall of the double cell box culvert were demonstrated.

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