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中性子回折法による曲げとせん断を受けた鉄筋コンクリートの付着応力度の非破壊評価

Non-destructive bond stress evaluation of bending and shear deformed reinforced concrete structure using neutron diffraction

鈴木 裕士; 楠 浩一*; 佐竹 高祐*; 兼松 学*; 小山 拓*; 丹羽 章暢*; 椛山 健二*; 向井 智久*; 川崎 卓郎; Harjo, S.

Suzuki, Hiroshi; Kusunoki, Koichi*; Satake, Kosuke*; Kanematsu, Manabu*; Koyama, Taku*; Niwa, Akinobu*; Kabayama, Kenji*; Mukai, Tomohisa*; Kawasaki, Takuro; Harjo, S.

本研究では、中性子回折法により二次元的に配筋した主筋およびせん断補強筋の応力分布を測定することにより、曲げモーメントを負荷した鉄筋コンクリート梁試験体の付着挙動を評価した。その結果、周囲のコンクリートによる主筋横方向の変形拘束が無視できるほどに小さいという前提に基づき、試験体を回転することなく、曲げ付着挙動の評価の鍵となる主筋の付着応力度分布の変化、およびせん断補強筋の軸応力変化の定量評価に成功した。ひずみゲージ法により測定されたコンクリートの巨視的な変形挙動との比較により、載荷に伴う曲げひび割れの発生と、それに続くせん断ひび割れの発生が、その周辺における付着劣化の原因となり、それに伴い主筋軸応力分布が変化することを確認した。本研究により、中性子応力測定技術は、鉄筋コンクリート梁の曲げ付着挙動の評価にも有効な手段であることを確認した。

The bond behavior between rebar and concrete under bending moment was investigated by measuring the stress distribution in the two-dimensionally distributed rebars embedded in the reinforced concrete (RC) beam using neutron diffraction. The stress distributions in both of the main rebar and the transverse stirrups embedded in concrete were successfully measured at the fixed measurement configuration without any sample rotations, by suggesting a simple measurement technique on the premise that the transverse restriction from the surrounding concrete to the main rebar is negligible. The bending and shear fracture behavior of the RC beam specimen was predicted by comparing changes in the stress distribution in the rebars measured by neutron diffraction with respect to the applied stress, with the macroscopic deformation measured by strain gauges fixed on the concrete surface. In this study, it was found that the neutron diffraction technique can be a useful technique to evaluate not only the anchorage performance but also the bending behavior of the RC beam.

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