鉄筋腐食したコンクリート構造物の耐荷性能評価システム

鉄筋腐食したコンクリート構造物の
耐荷性能評価システム
氏名 三木 朋広
所属 工学研究科 市民工学専攻
１．研究の概要とキーワード
鉄筋腐食により劣化したコンクリート構造物を対象として、詳細に（３次元的にばらついた
鉄筋腐食状態を考慮）、簡便に（多くの構造物を効率的に評価するためにはシンプルな手
法が必要）、かつ客観的に（数値解析による構造性能の定量化）構造物の残存性能を評価
する手法の開発しました。
２．他の研究との相違点・新規な点
コンクリート構造物の維持管理分野において、従来はコンクリートのひび割れ状況やひび
割れ幅（表面から見た評価）、かぶりコンクリートの浮き、鉄筋腐食量（構造物内部の評価）
などの情報を総合的に用いて、劣化状態を経験的かつ間接的に評価しています。一方、本
手法は、それらの情報を元に、新たに開発した非線形解析手法によって、簡便ですが客観
的に、ある程度の精度で構造物の性能を評価することができます。
３．内容
本手法を用いて、実験室レベル、および実構造物レベルでそれぞれ検証しました。
実験室レベル：2次元格子モデル解析を用いて、人工的に鉄筋腐食させた損傷RCはりの挙
動を評価できました。更に、主鉄筋定着部が健全である場合、腐食が進行するにつれて、
アーチ機構が特化されるためにせん断耐力が上昇することを解析的に実証しました。
実構造物レベル：実構造物に見られる主鉄筋の腐食程度がばらつきを有する場合、その影
響を2 次元モデルでは適切に再現できません（2次元モデルの限界）。一方、3次元格子
モデル解析によって、鉄筋腐食したRC部材の鉄筋降伏荷重、最大荷重に関して、実験
値をほぼ妥当に予測することが可能です。
４．研究の適用分野
・既存コンクリート構造物の維持管理における残存性能評価、長寿命化
氏名 三木 朋広
所属 工学研究科 市民工学専攻
◇研究歴
1999～2003 RC部材を対象とした非線形解析モデルの構築
2004～2005 3次元非線形動的解析による構造物全体系を
対象とした耐震性能の評価
2005～2010 鉄筋腐食によって損傷したRC部材のせん断
耐荷機構の評価
2006～2008 分布ひび割れを有するRC部材のせん断耐力の評価
2007～2010 画像解析による非接触ひずみ計測を用いたひび割れ局所化の評価
◇専門分野
・コンクリート構造、非線形解析、維持管理、非接触微小変位計測
◇代表的な研究論文
1. 三木 朋広、二羽 淳一郎：3次元格子モデルによる鉄筋コンクリート高架橋全体系の地
震時挙動の予測、コンクリート工学年次論文集、Vol.28、No.2、pp.937-942、2006.7.
2. Miki, T. and Niwa, J.: Three-Dimensional Lattice Model Analysis of RC Column
Subjected to Seismic Loads, Finite Element Analysis of Reinforced Concrete
Structures, ACI SP-237 CD-ROM, pp.241-258, 2006
3. 鈴木暢恵，三木 朋広，二羽 淳一郎：格子モデル解析による損傷RCはり部材のせん断
耐荷機構の評価，コンクリート工学年次論文集，Vol.28，No.2，pp.235-240，2006.7.
4. Toma, I.O., Miki, T. and Niwa, J.: Influence of Random Cracks on the Shear
Behavior of Reinforced Concrete Beams Containing Steel Fibers, Doboku Gakkai
Ronbunshuu E, Vol.63, No.1, pp.66-78, 2007.
5. Toma, I.O., Miki, T. and Niwa, J.: Shear Behavior of Doubly Reinforced Concrete
Beams with and without Steel Fibers Affected by Distributed Cracks, Doboku
Gakkai Ronbunshuu E, Vol.63, No.4, pp.590-607, 2007.
6. 野間康隆、 三木朋広、 河野克哉、 二羽淳一郎: 各種リサイクル材料を用いたコンク
リートの力学特性に関する研究、 土木学会論文集E、Vol.63, No.1, pp.1-13, 2007.
7. 三木朋広、久保陽平、二羽淳一郎：鉄筋腐食したコンクリート構造部材の3次元格子モ
デル解析、コンクリート工学年次論文集、Vol.29、No.3、pp.1675-1680，2007.7.
8. 野間康隆、渡辺 健、三木朋広、二羽淳一郎：高強度コンクリート中の局所挙動の画像
解析による評価、コンクリート工学年次論文集、Vol.30、No.3、pp.481-486、2008
9. 角田真彦、渡辺 健、三木朋広、二羽淳一郎：局所的な鉄筋腐食を有するRCはり部材
のせん断耐荷性能に関する研究、コンクリート工学年次論文集、Vol.30、No.3、
pp.1705-1710，2008
10. 三木朋広、 鈴木暢恵、 二羽淳一郎：鉄筋腐食した鉄筋コンクリートはりのせん断耐荷
機構のマクロ的評価、 コンクリート工学論文集、 Vol.19, No.3, pp.61-70, 2008.9
11. 三木朋広, 竹内靖人：局所的に鉄筋腐食したRCはりのせん断耐荷機構に関する実験
的研究、コンクリート構造物の補修、補強、アップグレード論文報告集、 Vol.9, pp.405410, 2009.10.
◇発明名称と特許出願番号
なし
◇興味のある共同研究分野
・コンクリート構造物の長寿命化に向けた新材料、新技術の適用
・光点をターゲットにした広域ひずみ計測の適用
・デジタル画像を用いた非接触微小変位計測の適用
連絡先：神戸大学 連携創造本部 TEL：078-803-5945 FAX：078-803-5947
E-mail：[email protected] URL：http://www.innov.kobe-u.ac.jp/